JPS63137116A

JPS63137116A - スラグ泡立防止剤

Info

Publication number: JPS63137116A
Application number: JP61282686A
Authority: JP
Inventors: Isao Tozawa; 戸沢　勇雄
Original assignee: RIKEN KOGYO KK
Current assignee: RIKEN KOGYO KK
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-06-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、金属精錬に際して発生するスラグの泡立ちを
防止するスラグ泡立防止剤に関するものである。

［従来の技術］従来から、金属の精錬、例えば製銑・製鋼工程において
発生するスラグ泡立現象の抑制については、これまでに
も幾多の方法が提案されてきたが、未だ完全な解決を見
るに至っていない。

金属精錬に際して発生するスラグの泡立ちは現象が急激
に起り、その結果として泡沫層が系外に溢流するに至る
ものであるが、その要因についてまとめると第１図に示
す要因図の通りである。この第１図においては溶銑・溶
鋼のスラグについて示しているが、スラグ泡立現象は炭
素飽和鉄の酸化によるＣｏガスの発生と、Ｃｏガスによ
る泡沫の安定度によって定まる。即ち、Ｃｏガスによる
泡沫生成速度が泡沫破壊速度よりも大きい場合にスラグ
泡立現象が発生する。従って、泡沫破壊速度つまり泡沫
安定度がスラグ泡立現象に対する大ぎな要因となってい
るが、この泡沫安定度は温度に大きく依存しており、ス
ラグ温度が高いとスラグの表面張力は増加し、粘性が低
下して泡沫の寿命は減少しスラグ泡立ちが抑制されるこ
とになる。

［発明の背景］最近、金属アルミニウムを含有する無機質物質から成る
スラグ泡立防止剤も考えられており、この種のスラグ泡
立防止剤は還元剤であるので、スラグの！１温と共に一
部のスラグ組成中の表面活性物質を口元除去させること
により、泡沫の寿命を短くしてスラグの泡立ちを抑制で
きる。しかしながら、この防止剤はスラグ表面への投下
によるスラグの昇温効果を期待しているので、即効性に
欠けるという欠点を持っている。

即ち、この防止剤をスラグ表面に投下した場合に、スラ
グの泡立ち→防止剤投下−スラグ温度上昇−泡立ち抑制
といった過程を辿るため、即効性に欠けることになり、
この点を解決すべく鋭意検討を加えた結果、ここに画期
的とも云える本発明に係るスラグ泡立防止剤の確立を見
るに至った。

［発明の目的］本発明の目的は、上述の問題点を解消すると共に、使用
に際して即効性をもってスラグの泡立ちを防＋ｈするこ
とが可能なスラグ泡立防止剤を提供することにある。

［発明の概要］上述の目的を達成するための本発明の要旨は、金属の精
錬に際して発生するスラグの泡立ちを抑制する防止剤で
あって、軽金属を含有する無機質物質と、炭素質物質及
び金属水酸化物及び（又は）水の混合物とを、互いに独
立して存在させたことを特徴とするスラグ泡立防止剤で
ある。

［発明の実施例］本発明に係るスラグ泡立防止剤は、スラグ中の酸化鉄と
テルミット反応を起させる比重５以下の軽金属を含有す
る無機質物質Ａと、炭素質物質及び金属水酸化物及び（
又は）水の混合物Ｂとから成っている。第２図に示すよ
うに、無機質物質Ａは例えば塩化ビニールの袋１に水密
に充填しておき、更に、炭素質物質と金属水酸化物等を
予め混合した混合体Ｂと共に、炉内への投入袋２中に入
れておく。なお、混合物Ｂ中における金属酸化物と水は
共に混入してもよいし、何れか一方のみを炭素質物質に
混入してもよい、なお、無＊質物質Ａと混合物Ｂとを分
離しておくのは、保管、運搬時における両者の反応を防
止することが望ましいためである。

ここに比重５以下の軽金属としては、例えばアルミニウ
ム、マグネシウム等が挙げられるが、比重５以下の金属
であれば、スラグ中の酸化鉄とテルミット反応により酸
化鉄を還元すると共に、発生した熱を直接スラグに伝達
することができる。

第３図は各金属における比重と酸化物生成自由エネルギ
、及び生成熱の関係を示したものであり、図中○印はｔ
ｏｏｏ℃にける自由エネルギ、Δ印は常温における生成
熱である。従って、この第３図から酸化鉄よりも酸素と
の反応性が大きい金属、つまり自由エネルギが酸化鉄よ
りも小さな金属トして、マンガン、アルミニウム、硅素
、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、チタンなど
の軽金属を挙げることができる。しかしながら、現実の
経済的効果や取り扱いの容易さ等を考慮すると、添加す
べき金属はアルミニウム、マグネシウム、硅素、チタン
が好適であり、経済的に入手可能なものとしてアルミ灰
が最も望ましいものと云える。

炭素質物質としてはコークス、石炭、タール等が挙げら
れ、取り扱い上でもまた経済的にも所３Ｓ１コークスプ
リーズが好適である。金属水酸化物としては水酸化マグ
ネシウム、水酸化カルシウム。

水酸化アルミニウムなど、スラグ温度１５００℃程度に
おいて容易に金属酸化物と水とに分解するものが好まし
い、また、無機質物質Ａ中の軽金属の含有量は２０％以
上とすることが好適であり。

スラグ中の酸化物とのテルミット反応に際して２０％以
下では熱量が不足する。

このスラグ泡立防止剤を投入袋２を用いてスラグ表面に
投入した場合に、即効性を発揮させるため金属水酸化物
及び（又は）水を加えたことによる顕著な効果について
次のように考えることができる。

無機質物質Ａと混合物Ｂとから成るこのスラグ泡立防止
剤を、温度１５００℃のスラブ表面に投入すると、含有
する金属水酸化物は次式のように分解して水と金属酸化
物になる。

Ｍ　（ＯＨ）ｘ＝ＭＯｑ＋（ｘ／２）Ｈ２０・・・（１
）ここで、Ｍは金属原子であり１例えば水酸化マグネシ
ウムの場合には、Ｍｇ　（ＯＨ）２−ＭｇＯ＋Ｈ２０・・・（２）ΔＧ”
　＝−２０１００−３６、５５０Ｔ・・・（３）となり
、（２）式の反応は容易に右に進むことが判る。ここで
、標準状態の自由エネルギΔＧ０がマイナスであれば反
応は右に進行する。一方、発生した水は混合物Ｂ中の炭
素質物質と反応し、Ｈ２０＋Ｃ＝Ｈ２＋ＣＯ＝（４） ΔＧ”　＝３２２００−３４．０５０Ｔ　・・・（５）
の反応が進行する。ここに、自由エネルギΔＧ０にＴ＝
１７７３°Ｋ（１５００℃）を代入すると、ΔＧ”　＝
−２８１７０ｃａｌ　となり反応は右に進行する。・従
って、１リツトルの水は水素ガスとＣｏガスになるが、
標準状態で合計２４８０リツトルのガスが発生し、体積
において２４８０倍となる。また。

Ｈ２０＋Ｃ＝Ｈ２＋ＣＯ川（８）Ｈ２＋　（１／　２）　０２　＝Ｈ２０・・・（７）の
反応から、　（６）　、　（７）式により、Ｃ＋　（１
／２）０２　＝ＣＯ・・・（８）となり、結局は炭素と
酸素との反応になり、水は触媒的な働きをして反応を促
進するが、エネルギ的には出入りは無く１体積のみが膨
張してこれが泡沫層の破壊を促進することとなる。

従って、このスラグ泡立防止剤をスラグ表面に投入した
場合の反応は、次のような段階を経ることになる。

■金属水酸化物の熱分解により金属酸化物と水が発生す
る。

■混合物Ｂに予め混合していた水或いは金属水酸化物の
分解により発生した水と炭素の反応により、Ｈ２ガス、
Ｃｏガスが発生してスラグ泡沫層を破壊する。

■発生したＨ２ガスは酸素と反応して水となる。

■炭素質物質が燃焼する。

■軽金属とスラグ中の酸化鉄とのテルミット反応が生ず
る。

の経過を辿るが、この場合にスラグ防止剤中の水分含有
率は金属水酸化物を用いた場合を含めて、炭素質物質１
００重量部に対して最大２５重量部であることが最も良
好な結果を得ることが判った。即ち、水を用いた場合に
炭素質物質の粒度とも関連し、最も適当した粒度を持つ
炭素質物質を維持する場合の含水率は２５％が限界であ
る。これは金属水酸化物を用いた場合に、熱分解により
発生する水の量を２５％以上とすると、全体的に金属水
酸化物の比率が高まり熱延が不足するからである。この
場合に用いる炭素質物質の粒度は余り粗いと反応速度が
遅く、少なくとも４ｍｍ以下であることが必要である。

同様に、テルミット反応における軽金属の粒度も細かい
方が好適であり、実用上４ｍｍ以下であることが必要で
ある。

第４図はコークス配合比、熱効率ηとスラグへの供給熱
量Ｑ　ｋｃａ　ｌ　／　ｋｇの関係を示している。この
第４図から明らかなように、熱効率ηによりコークス配
合比の影響は著しく異なる。従って、軽金属に対する炭
素質物質の配合比は、炉、鍋等の状況から決められるの
であるが、軽金属１００重量部に対し炭素質物質の配合
比は２０〜８０重量部が適当である。

成る製鉄所において、このスラグ泡立防止剤を溶銑予備
処理、脱珪工程に用いたところ、受銑容１２００）ンに
対し従来のスラグ泡立防止剤は２００〜４００ｋｇを用
いていたが、本発明に係るスラグ泡立防止剤によれば、
温度１４００℃の溶銑に対し防止剤１００ｋｇの投入に
より２３０トン溶鉄を何等の問題も無く受銑することが
できた。

なお、実施例では本発明に係るスラグ泡立防止剤を袋１
．２に入れて、炉内に投入することについて説明したが
、無機質物質Ａ、混合物Ｂの何れか一方をホッパから投
入し、他方を袋詰めにして別個に投入するようにしても
よい。

［発明の効果］以上説明したように本発明に係るスラグ泡立防止剤は、
水と炭素質物質との反応により水又は水蒸気とＣＯガス
を発生させてスラグ泡沫層を破壊すると共に、反応熱に
よりスラグ温度を上昇させてスラグの表面張力を増加し
、粘性を低下させることにより、スラグの泡立ちを効果
的に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るスラグ泡立防止剤の実施例を示すも
のであり、図面第１図はスラグ泡立ちの要因図、第２図
はこのスラグ泡立防止剤を投入袋に充填した状態の説明
図、第３図は各金属の比重に対する酸化物生成自由エネ
ルギ、生成熱の関係を示すグラフ図、第４図はコークス
配合比、燃焼効率とスラブの供給熱酸の関係図である。符号１、２は袋、Ａは無機質物質、Ｂは混合物である。特許出願人　　リケン工業株式会社第３図５　へ　＋０　　　　　　　　ＺＩＪ　　Ｃｔ−９−Ｍ
４図コ一クス配合比　に

Claims

【特許請求の範囲】１、金属の精錬に際して発生するスラグの泡立ちを抑制
する防止剤であって、軽金属を含有する無機質物質と、
炭素質物質及び金属水酸化物及び（又は）水の混合物と
を、互いに独立して存在させたことを特徴とするスラグ
泡立防止剤。２、前記無機質物質中の軽金属は比重５以下であり、前
記無機物質中の含有量を２０％以上とした特許請求の範
囲第１項に記載のスラグ泡立防止剤。３、前記混合物に加える金属水酸化物はスラグ表面温度
において容易に分解して金属酸化物と水になる水酸化物
から選択するようにした特許請求の範囲第１項に記載の
スラグ泡立防止剤。４、前記無機質物質又は混合物の何れかを塩化ビニール
等の水を透過しない袋に充填して、前記無機質物質と混
合物とを共存するようにした特許請求の範囲第１項に記
載のスラグ泡立防止剤。５、前記無機質物質及び混合物の粒度はそれぞれ４ｍｍ
以下とした特許請求の範囲第１項に記載のスラグ泡立防
止剤。６、前記無機質物質１００重量部に対して、炭素質物質
２０〜８０重量部、水及び金属水酸化物質の水分換算量
は炭素質物質１００重量部に対し最大２５重量部とした
特許請求の範囲第１項に記載のスラグ泡立防止剤。