JPS6325051B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、溶鋼精錬用処理剤の製造方法に関す
るものである。更に詳しくは、本発明は、酸化カ
ルシウム、酸化アルミニウムおよびフツ化カルシ
ウムからなる焼結型の溶鋼精錬用処理剤、すなわ
ち焼結型のCaO―Al₂O₃―CaF₂系精錬用処理剤、
の製造方法の改良に関するものである。 鉄鋼産業においては、近年、鋼中の硫黄、酸素
などの不純物含有量を極めて少なくすることによ
り脆性などを改善した高品位鋼が要求されるよう
になつている。従来、これらの不純物は、主とし
て、精錬用電気炉の還元工程または転炉などに注
入する前の溶銑の工程で除去されてきた。しか
し、最近はコスト低減、精錬能力の向上および生
産性の向上の観点より、CaO―Al₂O₃―CaF₂系処
理剤などの精錬用処理剤を用いて取鍋あるいは特
殊溶解炉などでそれを行なう方式が定着しつつあ
る。この種の処理剤を用いて精錬する方式として
は、インジエクシヨン方法、エレクトロスラグ再
溶解方法などが知られているが、いずれにしても
これらは溶鋼に処理剤を接触させて溶鋼中の不純
物を除去するものであり、原理的には類似してい
る。 CaO―Al₂O₃―CaF₂系精錬用処理剤としては、
CaO（酸化カルシウム）、Al₂O₃（酸化アルミニウ
ム）およびCaF₂（フツ化カルシウム）を主成分と
する各原料粉末を単に混合して製造した処理剤
（以下、混合型処理剤と称する）、あるいはこれら
ご原料粉末を混合した後、電気炉などで溶融して
低融点化合物を合成し、さらにそれを冷却した後
破砕して製造した処理剤（以下、溶融型処理剤と
称する）などが知られている。しかしながら、前
者の混合型処理剤は、溶鋼中に導入した際に処理
剤が溶融状態となるまでに比較的長い時間を要
し、一方、溶鋼中の不純物の除去は主として溶融
状態となつた処理剤により行なわれるため、不純
物除去を効率的に行いにくいとの欠点がある。特
にインジエクシヨン方法による精錬に混合型処理
剤を用いる場合には、処理剤が精錬作用を充分に
行なう前に溶鋼表面に浮上する傾向があるため、
充分な精錬効果を得にくいとの問題がある。ま
た、後者の溶融型処理剤は精錬効果が高く好まし
い処理剤であるが、その処理剤を溶融して製造す
るための電力のコストが高く、従つて実用上問題
がある。 このような理由から、製造コストが比較的低
く、かつ溶融型処理剤とほぼ同等の精錬効果を有
する焼結型の精錬用処理剤が注目されている。焼
結型精錬用処理剤は、各々の成分原料を混合、造
粒した後、ロータリーキルンなどの加熱装置内で
焼結して粒状焼結体を調製し、次いでこの焼結体
を粉砕することにより製造される処理剤である。
この焼結型処理剤は、上述のように溶融型処理剤
と同程度の精錬効果を持つため好ましく、一方、
製造コストは溶融型処理剤の製造コストに比較し
て、かなり低いとの特長がある。しかしながら焼
結型処理剤については、その製造工程において次
の二つの問題点がある。 第一の問題点は、焼結工程において被焼結物が
キルン内壁の耐火材に融着し、一般に「リング」
と称される付着物となり、これがさらに成長して
以後の操業を困難もしくは不可能にすることであ
る。 第二の問題点は焼結工程においてCaF₂原料粉
の一部が加熱等により分解してフツ素系の有害ガ
スが発生し、キルンより排出されるガス中にその
有害ガスが含まれてくる点である。良く制御され
た加熱条件下で焼結を行なえば、この有害ガスの
発生量を少量に抑えることは可能であり、また排
出ガスを適当な処理手段にかけることにより有害
ガスの除去処理も可能であるが、いずれにしても
有害ガスの発生は操作上好ましくない問題であ
る。 本発明は焼結型精錬用処理剤の製造方法におけ
る上記二つの問題点を回避するように改良された
製造方法を提供するものである。すなわち本発明
は、酸化カルシウム原料粉、酸化アルミニウム原
料粉およびフツ化カルシウム原料粉を混合、造粒
した後、焼結して粒状焼結体を調製し、次いで、
得られた粒状焼結体を粉砕することからなる溶鋼
精錬用処理剤の製造方法において、 (1) 先ず酸化カルシウム原料粉の一部、酸化アル
ミニウム原料粉の実質的に全量、およびフツ化
カルシウム原料粉の実質的に全量を混合、造粒
して一次造粒物を調製する工程； (2) 一次造粒物を酸化カルシウム原料粉の残部で
被覆して二次造粒物を調製する工程（ただし、
二次造粒物に形成される酸化カルシウム原料粉
被覆層はその造粒物の粒径に対して５〜25％の
厚みを有する）； (3) 二次造粒物を加熱条件下で焼結して粒状焼結
体とする工程； (4) 粒状焼結体を粉砕する工程； を含むことからなる改良された製造方法を提供す
るものである。 次に本発明の製造方法における各工程を詳しく
説明する。 本発明は、前述のようにCaO―Al₂O₃―CaF₂系
の焼結型精錬用処理剤の製造方法の改良に関する
ものであり、その各構成成分の原料には従来の混
合型あるいは溶融型の精錬用処理剤の製造に用い
られる原料が用いられる。すなわちCaO原料とし
ては石灰石あるいは消石灰など、Al₂O₃原料とし
ては焼成アルミナあるいは水酸化アルミニウムな
ど、およびCaF₂原料としては天然産螢石あるい
は人工産螢石などが使用される。各原料は、粒状
焼結体の状態で各成分の量比がCaO：35〜70重量
％，Al₂O₃：10〜45重量％，およびCaF₂：５〜20
重量％となるように用意される。従来の焼結型処
理剤の製造方法では、これらの原料の全量を用い
て、まず混合し造粒後ロータリーキルンなどの加
熱装置に投入して、焼結していた。 本発明においては、まずCaO原料粉の一部およ
びAl₂O₃とCaF₂の各々の原料粉の実質的に全量を
混合、造粒して一次造粒物を調製する。すなわち
CaO原料粉は、この工程において、用意したもの
の一部のみを使用し、残部は次の二次造粒物を調
製する際に被覆層を形成させるために用いる。一
次造粒物を調製するために用いられるCaO原料粉
の使用量は、所望の粒状焼結体の各成分の相対比
（すなわち、用意した各成分の原料粉の比率）と
二次造粒物の調製時に形成されるCaO原料粉の被
覆層の所望の厚みにより決定される量であるため
一義的に決めることができないが、通常は用意し
たCaO原料粉の内の約５〜60％（重量％）、好ま
しくは30〜60％（重量％）が一次造粒物の調製に
用いられる。 一次造粒物は、例えば、各々粒径が0.1mm以下
の石灰石、アルミナおよび螢石などを充分に混合
した後、通常の転動式あるいは圧縮式などの造粒
機を用いて造粒することにより調製される。 次に、残りのCaO原料粉を用い、すでに得られ
た一次造粒物の表面にCaO原料粉の被覆層を均一
に形成させて二次造粒物とする。二次造粒物に形
成されているCaO原料粉の被覆層の厚みはその粒
径（二次造粒物の粒径）に対して５〜25％の範囲
にあることが望ましい。被覆層の厚みが５％に満
たないような値をとつている場合には、被覆層を
設けた効果、すなわち後述の本発明の効果が充分
に現われない。一方、被覆層の厚みを粒径の25％
を越える厚みとしても、その効果の顕著な向上が
見られないばかりではなく、被覆層の占める重量
割合が造粒物全体の約70％を越え、焼結型の処理
剤としての意味がなくなる。したがつてこの被覆
層の厚みは、上記の好ましい範囲内で、使用原料
の純度、二次造粒工程後の造粒物の大きさおよび
所望の粒状焼結体の各成分の相対比などを勘案し
て決定される。 二状造粒物の調製には、一次造粒物の調製に使
用した造粒機と同様な通常の造粒機を用い、粒径
約３〜20mmの範囲の二次造粒物を得る。なお、こ
れらの一次造粒物および二次造粒物の調製には、
可能なかぎり粒径を揃えることが望ましく、また
一次造粒物及び二次造粒物の調製のいずれの工程
においても、必要により、造粒用結合剤（例え
ば、ベントナイト，リグニン）を原料粉に添加し
て造粒操作を行なうこともできることは勿論であ
る。以上の操作によりえられた造粒物を模式的に
表現すれば、各粒子はCaO，Al₂O₃およびCaF₂の
それぞれの原料粉の均一混合物からなる核部分と
実質的にCaO原料粉からなる被覆層の二層から構
成されている。 つづいてCaO原料粉の被覆層が造粒物表面に形
成された二次造粒物は、加熱装置（例えばロータ
リーキルンなどの加熱炉）に導入され、加熱条件
下で焼結して粒状焼結体とされる。焼結工程にお
ける加熱温度は、約1000〜1300℃の温度範囲内か
ら任意に選ぶことができる。 上記のようにして得られた粒状焼結体は、さら
に、従来の粒状焼結体の製造工程と同様に適当な
方法により粉砕され、粒径約0.6mm以下の粉末状
の粒子として製品、すなわち精錬用処理剤とされ
る。 本発明は以上に述べたように、CaO原料粉を被
覆層とする二層構造からなる造粒物を予め調製し
た後に、焼結工程にかけることを特徴としてい
る。一方、従来の焼結型処理剤の製造法では各原
料粉をそのまま混合、造粒および焼結する工程に
より焼結体を調製しており、この従来法では前述
のように溶融物の付着（リングの形成）による操
業継続への障害とCaF₂原料粉の熱分解等による
有害ガスの発生との二つの大きな問題があつた。
これらの理由から、従来法による焼結型処理剤の
製造のための焼結工程では、目的とする焼結反応
の促進と、回避すべきリングの形成及び有害ガス
の発生の双方を考慮した上で可能な限り低い温度
で操業することが余儀なくされていた。すなわ
ち、リングの形成は造粒原料中の低融点成分であ
るCaF₂がまずキルン内壁耐火材に溶着し、その
部分に他の成分が付着して成長する現象であり、
また有害ガスの発生も、特に加熱装置の高温部分
に接触したCaF₂成分に起因する現象であること
から、焼結反応をできる限り低温で行なつて、そ
れらの現象を回避するとの発想である。しかしな
がら焼結温度を低くした場合には必然的に焼結時
間を延長しなければならず、工業的な製法との観
点からは非常に不利となる。 一方、本発明では焼結工程に用いる原料造粒物
は、表面に高融点物質のCaO原料粉からなる被覆
層が形成されているため、焼結工程の加熱条件下
で一部溶解したCaF₂やAl₂O₃などが加熱装置（ロ
ータリーキルン等）の内壁に殆んど接触せず、従
つて溶融物の内壁への付着は非常に少なくなる。
さらに加熱装置内の高温部分である内壁への
CaF₂原料粉の接触が著るしく減少することによ
りCaF₂原料粉の熱分解も低減し、また造粒物核
部分におけるCaF₂原料粉の熱分解反応等により
生成した有害ガスもその大部分は被覆層を形成す
るCaO原料粉に吸収されるため、焼結工程におい
て排出される有害ガスの発生量は、従来法により
同一温度で実施した有害ガスの発生量に比較して
著しく低減される。 上記のような理由から、本発明の改良方法によ
れば精錬用処理剤製造のための焼結工程を高温で
行なうことが可能となり、従つて焼結工程に要す
る時間も著しく短縮される。これらの利点は、従
来利用されている通常の造粒工程の代わりに一次
及び二次の造粒工程を設けることによる不利益を
考慮しても、実用上は充分な利点となる。 次に本発明の実施例と比較例を示す。なお、以
下の実施例及び比較例を通して、使用した各原料
は第１表に示す成分及び粉末度からなる工業原料
である。

〔実施例１―３及び比較例１―２〕

第１表に示した原料をそれぞれ石灰石750Kg、
アルミナ133Kg、および天然産螢石117Kg用いさら
に、これら原料の約12％（重量％）の水を加え
て、パン型造粒機により造粒を行なつた。造粒は
一次造粒と二次造粒に分けて行ない、一次造粒は
上記の石灰石の一部（二次造粒後の造粒物の被覆
層の厚みを考慮して決定した量）、ならびにアル
ミナおよび螢石の全量を用いて行なつた。一次造
粒に使用した石灰石の量を次に示す。比較例１：
750Kg（全量）、比較例２：577Kg、実施例１：432
Kg、実施例２：195Kg、実施例３：33Kg。 二次造粒工程は、一次造粒により得られた造粒
物全量と石灰石の残部を用いてパン型造粒機によ
り実施した。ただし、比較例１は一次造粒のみを
行なつた。このようにして二次造粒後の造粒物の
各成分の相対比（CaO：62重量％、Al₂O₃：20重
量％、CaF₂：15重量％）を一定とし、またその
平均粒径を全て15mmとした。 以上のようにして被覆層厚みを粒径の０―20％
の範囲で変えた造粒物を、60Kg／時（湿潤基準）
の速度で小型ロータリーキルンに装入した。焼結
温度は約1150℃であり、キルン内の平均滞留時間
は約100分であつた。得られた粒状焼結体を破砕
機により0.6mm以下に破砕して製品を得た。 被覆層の厚みを変えて製造したさいの実施例お
よび比較例の結果は第２表に示すとおりである。

〔実施例４―６及び比較例３―５〕

比較例１の方法と同様にして、一次造粒のみに
より被覆層を持たない平均粒径15mmの造粒物（比
較例３―５のための造粒物）を調製した。また、
実施例２の方法と同様にして、一次及び二次造粒
を行ない、厚み13％（粒径比）のCaOからなる被
覆層を持つ平均粒径15mmの造粒物（実施例４―６
のための造粒物）を調製した。 各造粒物について焼結温度を第３表に示した温
度とした以外は実施例１―３及び比較例１―２と
同様にロータリーキルンを用いて焼結を行なつ
た。得られた結果を第３表に示す。

【表】 第３表の結果から、CaO被覆層を持たない造粒
物を、適当な厚みのCaO被覆層を設けた造粒物と
同一の温度で焼結した場合には、後者は操業性及
び排出ガス中の含フツ素ガス（有害ガス）の発生
の面において明らかに優れていることがわかる。
また第３表の結果から、被覆層を持たない造粒物
の焼結は比較的低温で行なう必要があり、一方、
本発明によるCaO被覆層を持つ造粒物は高い温度
も含めた広範囲の温度条件で焼結することが可能
であることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸化カルシウム原料粉，酸化アルミニウム原
   料粉そしてフツ化カルシウム原料粉を混合，造
   粒，焼結して粒状焼結体を調製し、次いで、得ら
   れた粒状焼結体を粉砕することからなる溶鋼精錬
   用処理剤の製造方法において、(1)先ず酸化カルシ
   ウム原料粉の一部、酸化アルミニウム原料粉の実
   質的に全量、およびフツ化カルシウム原料粉の実
   質的に全量を混合、造粒して一次造粒物を調製す
   る工程；(2)この一次造粒物を酸化カルシウム原料
   粉の残部で被覆して二次造粒物を調製する工程
   （ただし、二次造粒物に形成される酸化カルシウ
   ム原料粉被覆層はその造粒物の粒径に対して５〜
   25％の厚みを有する）；(3)次いで加熱条件下で二
   次造粒物を焼結して粒状焼結体とする工程；(4)得
   られた粒状焼結体を粉砕する工程；からなること
   を特徴とする溶鋼精錬用処理剤の製造方法。