JP3909993B2

JP3909993B2 - Steel additive

Info

Publication number: JP3909993B2
Application number: JP2000004649A
Authority: JP
Inventors: 正信行木; 鉄夫加賀
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2020-01-13
Also published as: JP2001192718A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼添加剤に関する。詳しくは、高脱硫性能、スラグ処理時の安全性及び炉材などへの非腐食性のバランスに優れ、溶銑脱硫剤として好適な鉄鋼添加剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶銑脱硫剤については、主としてカルシウムカ−バイド系、石灰系、ソ−ダ灰系のものが実用化されているが、いずれも一長一短がある。
【０００３】
カルシウムカ−バイド系脱硫剤は、強力な脱硫性能を有しているが、脱硫スラグの後処理においてアセチレンガスが発生する等の安全性に問題がある。また、高価であり、危険物でもあるので取扱に制約を受ける。
【０００４】
石灰系脱硫剤は安価であるが、高脱硫を行うには、多量に添加する必要があり、スラグの発生量が多くなる。また、脱硫剤を添加すると溶銑温度が著しく低下するので、金属アルミニウムや金属マグネシウム等の高価な昇温剤を加えたり、また、石灰の融点が高いので、蛍石等の融点降下剤を添加しなければならない。
【０００５】
ソ−ダ灰系脱硫剤も比較的安価ではあるが、高アルカリ性であるので炉材の耐火物を損傷させる危険が大きい。また、排ガスに混入したＮａの除去処理が必要となり、更にはＮａ₂Ｏ含有量の多いスラグが発生するので、セメント原料等への再利用には限度があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、高脱硫性能、炉材への非腐食性、及びスラグ処理時の高安全性のバランスに優れた鉄鋼添加剤を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、無機粉末９０〜９９％と０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末１〜１０％とを含有してなり、上記無機粉末はＣａＯ１０〜９４％と、ＣａＣＮ₂３〜８７％と、ＣａＯ、ＣａＣＮ₂、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質３〜８７％とから構成されてなるものであることを特徴とする鉄鋼添加剤である。
【０００８】
【発明の実施の態様】
以下、更に詳しく本発明について説明する。
【０００９】
本発明の鉄鋼添加剤において、無機粉末が９０％未満、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末が１０％を超えると、カーボンブラック粉末の酸化により生成した二酸化炭素がＣａＣＮ₂と反応して、高脱硫率を達成することができない。また、無機粉末が９９％を超え、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末が１％未満の場合、分散効果が得られず、高脱硫率を達成することができない。無機粉末の粒度は、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
鉄鋼添加剤の無機粉末において、ＣａＣＮ₂が３％未満であるか、又はＣａＯが９４％を超えると、鉄鋼添加剤の溶融性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。また、ＣａＣＮ₂が８７％を超えるか、又はＣａＯが１０％未満であると、鉄鋼添加剤の溶銑への分散性が悪化し、これまた高脱硫率を達成することができなくなる。好ましいＣａＯ含有量は３０〜９４％、ＣａＣＮ₂含有量は３〜６７％である。
【００１１】
ＣａＣＮ₂としては、合成カルシウムシアナミド、市販の工業用カルシウムシアナミド、石灰窒素等を使用することができる。石灰窒素を用いて本発明の鉄鋼添加剤を調整する場合は、その組成がＣａＣＮ₂４５〜７５％、ＣａＯ１０〜２５％、カーボンブラック以外の炭素１０〜１５％程度であることを考慮して行われる。
【００１２】
鉄鋼添加剤の無機粉末において、ＣａＯ、ＣａＣＮ₂、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質が３％未満では、鉄鋼添加剤の昇温作用、溶銑への分散性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。また、８７％を超えると、溶銑中での鉄鋼添加剤近傍の急激な温度上昇による突沸現象、急激な温度低下による溶銑への分散性の低下により、高脱硫率を達成することができなくなる。好ましい無機質物質の含有量は、３〜６７％である。
【００１３】
無機質物質としては、各種金属の酸化物、水酸化物、炭酸化物、フッ化物、炭化物、塩化物及びＡｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅの金属ないしは、これら金属成分の少なくとも一種を主成分とする合金、及び０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の炭素質物質から選ばれた一種以上である。ここで、各種金属の種類としては、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ等であり、合金としては、ＣａＳｉ、ＦｅＳｉ、ＦｅＭｎ、ＳｉＭｎ等であり、炭素質物質としては、炭素、黒鉛、コークス、タール、ピッチ、石炭、０．０３２ｍｍ上のカーボンブラック粉末等である。
【００１４】
これらの無機質物質において、金属ないしは合金と炭素質物質は昇温分散剤として、各種金属の酸化物、水酸化物、炭酸化物は分散剤として、またフッ化物、炭化物、塩化物は脱硫反応を活性化させる脱硫助剤として機能する。
【００１５】
本発明において、好適な無機質物質は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａの金属ないしはこれら金属成分の少なくとも一種を主成分とする合金、炭素、黒鉛、コークス、石炭の炭素質物質、ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ｃａ（ＯＨ）₂、Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、ＮａＦの無機化合物である。特に、無機質物質には、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の炭素質物質が含まれることが望ましい。
【００１６】
鉄鋼添加剤の０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等を使用することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例、比較例をあげて、更に具体的に本発明を説明する。
【００１８】
実施例：実験番号１〜４２、比較例：４３〜５８
【００１９】
合成カルシウムシアナミド（ＣａＣＮ₂：９９％、粒度：１ｍｍ下）、酸化カルシウム（ＣａＯ：９９％、粒度：１ｍｍ下）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ：９９％、粒度：１ｍｍ下）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂：９９％、粒度：１ｍｍ下）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃：９９％、粒度：１ｍｍ下）、フッ化カルシウム（ＣａＦ₂：９９％、粒度：１ｍｍ下）、コークス（Ｃ：９８％、粒度：１ｍｍ下）、金属シリコン（Ｓｉ：９９％、粒度：１ｍｍ下）、アセチレンブラック（Ｃ：９９％、粒度：０．０３２ｍｍ下）、カルシウムカ−バイド（ＣａＣ_{2 :}８０％、粒度：１ｍｍ下）、蛍石（ＣａＦ₂：９５％、粒度：１ｍｍ下）、ソ−ダ灰（Ｎａ₂ＣＯ₃：９９％、粒度：１ｍｍ下）を表１で示す割合で混合し、種々の鉄鋼添加剤を製造した。各原料は、エアージェット方式により、篩い分けして用いた。
【００２０】
合成カルシウムシアナミドは、ジシアンジアミド（（Ｈ₂ＣＮ₂）₂：９８％試薬）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃：９９％試薬）とを等質量混合し、１１００℃で１時間窒素ガス雰囲気下で加熱合成し、１ｍｍ以下に粉砕したものを使用した。
【００２１】
上記で製造された鉄鋼添加剤を、溶銑（温度１３００℃）に対し、０．１％をＮ₂ガスとともに１分間溶銑に吹き込み、更に空吹きを２分間行って脱硫処理を行い、次式に従って脱硫率を測定した。なお、銑鉄の処理前の硫黄濃度は、１５０〜２００ｐｐｍであった。銑鉄中の硫黄濃度は高周波燃焼／赤外吸収法で測定した。
【００２２】
脱硫率（％）＝（溶銑から除去された硫黄の質量）×１００／（脱硫処理前の溶銑中の硫黄質量）
【００２３】
更に、炉材（耐火物）の溶損状態の評価として、窒素雰囲気において、溶銑（温度１３００℃）に対し、２％の鉄鋼添加剤を添加し、この中にアルミナ−シリカ質レンガ（Ａｌ₂Ｏ₃：８４％、ＳｉＯ₂：１３％、サイズ：並型）を１時間浸漬後、断面の溶損深さ（ｍｍ）を測定した。
【００２４】
以上の結果を表１、表２に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、脱硫性能の低下が防止された、高脱硫性能、炉材への非腐食性、スラグ処理時の高安全性のバランスに優れたＣａＣＮ₂系鉄鋼添加剤が提供される。本発明の鉄鋼添加剤は、溶銑脱硫剤はもとより、脱リン剤としても使用することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel additive. More specifically, the present invention relates to a steel additive that has an excellent balance of high desulfurization performance, safety during slag treatment, and non-corrosiveness to furnace materials, and is suitable as a hot metal desulfurization agent.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as hot metal desulfurization agents, calcium carbide-based, lime-based, and soda ash-based ones have been put into practical use, but all have advantages and disadvantages.
[0003]
Calcium carbide-based desulfurization agents have strong desulfurization performance, but there are problems with safety such as generation of acetylene gas in the post-treatment of desulfurization slag. Moreover, since it is expensive and dangerous, it is restricted in handling.
[0004]
Lime-based desulfurization agents are inexpensive, but in order to perform high desulfurization, it is necessary to add a large amount, and the amount of slag generated increases. Addition of a desulfurizing agent significantly lowers the hot metal temperature, so an expensive temperature increasing agent such as metallic aluminum or metallic magnesium is added, or a melting point depressant such as fluorite is added because the melting point of lime is high. There must be.
[0005]
Soda ash desulfurizing agents are also relatively inexpensive, but they are highly alkaline, so there is a great risk of damaging the refractories of the furnace material. In addition, it is necessary to remove Na mixed in the exhaust gas, and further, slag having a high Na ₂ O content is generated, so that there is a limit to reuse for cement raw materials.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a steel additive having an excellent balance of high desulfurization performance, non-corrosiveness to furnace materials, and high safety during slag treatment. It is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention contains 90 to 99% inorganic powder and 1 to 10% carbon black powder under 0.032 mm, and the inorganic powder contains CaO 10 to 94%, CaCN _{2 3 to} 87%, A steel additive comprising CaO, CaCN ₂ and 3 to 87% of an inorganic substance other than carbon black powder below 0.032 mm.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0009]
In the steel additive of the present invention, when the inorganic powder is less than 90% and the carbon black powder below 0.032 mm exceeds 10%, the carbon dioxide produced by the oxidation of the carbon black powder reacts with CaCN ₂ , resulting in high desulfurization. The rate cannot be achieved. Further, when the inorganic powder exceeds 99% and the carbon black powder below 0.032 mm is less than 1%, the dispersion effect cannot be obtained, and a high desulfurization rate cannot be achieved. The particle size of the inorganic powder is preferably 10 mm or less.
[0010]
If the CaCN ₂ content is less than 3% or the CaO content exceeds 94% in the inorganic powder of the steel additive, the meltability of the steel additive is lowered and a high desulfurization rate cannot be achieved. On the other hand, if CaCN ₂ exceeds 87% or CaO is less than 10%, the dispersibility of the steel additive in the hot metal deteriorates, and it becomes impossible to achieve a high desulfurization rate. The preferable CaO content is 30 to 94%, and the CaCN ₂ content is 3 to 67%.
[0011]
As CaCN ₂ , synthetic calcium cyanamide, commercially available industrial calcium cyanamide, lime nitrogen, and the like can be used. When adjusting the steel additive of the present invention using lime nitrogen, the composition is about 45 to 75% CaCN _2, 10 to 25% CaO, and about 10 to 15% carbon other than carbon black. Is called.
[0012]
If the inorganic powder other than CaO, CaCN ₂ and carbon black powder below 0.032 mm is less than 3% in the inorganic powder of steel additive, the temperature rise effect of the steel additive and the dispersibility in hot metal will be reduced, resulting in high desulfurization. The rate cannot be achieved. On the other hand, if it exceeds 87%, a high desulfurization rate cannot be achieved due to a bumping phenomenon due to a rapid temperature rise in the vicinity of the steel additive in the hot metal and a decrease in dispersibility in the hot metal due to a rapid temperature drop. The content of a preferable inorganic substance is 3 to 67%.
[0013]
Inorganic substances include various metal oxides, hydroxides, carbonates, fluorides, carbides, chlorides and metals of Al, Mg, Ca, Si, Mn, Fe or at least one of these metal components as a main component. And one or more carbonaceous materials other than carbon black powder below 0.032 mm. Here, the types of various metals are Na, K, Mg, Ca, Mn, Fe, Al, Si, etc., the alloys are CaSi, FeSi, FeMn, SiMn, etc., and the carbonaceous material is Carbon, graphite, coke, tar, pitch, coal, carbon black powder on 0.032 mm, and the like.
[0014]
In these inorganic substances, metals or alloys and carbonaceous substances act as temperature rising dispersants, oxides, hydroxides and carbonates of various metals as dispersants, and fluorides, carbides and chlorides activate the desulfurization reaction. It functions as a desulfurization aid.
[0015]
In the present invention, suitable inorganic substances are Al, Si, Mg, Ca metals or alloys mainly composed of at least one of these metal components, carbon, graphite, coke, coal carbonaceous substances, FeO, Fe ₂ O. ₃ , Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , MgO, Ca (OH) ₂ , Mg (OH) ₂ , CaCO ₃ , MgCO ₃ , Na ₂ CO ₃ , CaF ₂ , MgF ₂ , and NaF are inorganic compounds. In particular, it is desirable that the inorganic substance contains a carbonaceous substance other than carbon black powder below 0.032 mm.
[0016]
As the carbon black powder 0.032 mm below the steel additive, furnace black, channel black, acetylene black, lamp black and the like can be used.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
[0018]
Examples: Experiment numbers 1 to 42, Comparative examples: 43 to 58
[0019]
Synthetic calcium cyanamide (CaCN ₂ : 99%, particle size: 1 mm below), calcium oxide (CaO: 99%, particle size: 1 mm below), magnesium oxide (MgO: 99%, particle size: 1 mm below), calcium hydroxide (Ca ( OH) ₂ : 99%, particle size: 1 mm below), magnesium carbonate (MgCO ₃ : 99%, particle size: 1 mm below), calcium fluoride (CaF ₂ : 99%, particle size: 1 mm below), coke (C: 98% , Particle size: 1 mm below), metal silicon (Si: 99%, particle size: 1 mm below), acetylene black (C: 99%, particle size: 0.032 mm below), calcium carbide (CaC _2: 80%, particle size: 1 mm below), fluorite (CaF ₂ : 95%, particle size: 1 mm below), soda ash (Na ₂ CO ₃ : 99%, particle size: 1 mm below) are mixed in the proportions shown in Table 1, and various steels are mixed. Attendant Agent was prepared. Each raw material was used after sieving by an air jet method.
[0020]
Synthetic calcium cyanamide is prepared by mixing dicyandiamide ((H ₂ CN ₂ ) ₂ : 98% reagent) and calcium carbonate (CaCO ₃ : 99% reagent) in equal mass, and heating and synthesizing at 1100 ° C. for 1 hour in a nitrogen gas atmosphere. What grind | pulverized to 1 mm or less was used.
[0021]
The steel additive produced above was blown into the hot metal for 1 minute together with N ₂ gas with respect to the hot metal (temperature 1300 ° C.), and then degassed by performing air blowing for 2 minutes. The desulfurization rate was measured. In addition, the sulfur concentration before the treatment of pig iron was 150 to 200 ppm. The sulfur concentration in pig iron was measured by the high frequency combustion / infrared absorption method.
[0022]
Desulfurization rate (%) = (mass of sulfur removed from hot metal) × 100 / (mass of sulfur in hot metal before desulfurization)
[0023]
Furthermore, as an evaluation of the melting damage state of the furnace material (refractory), 2% steel additive was added to the hot metal (temperature 1300 ° C.) in a nitrogen atmosphere, and alumina-siliceous brick (Al ₂ ) was added thereto. After immersing O ₃ : 84%, SiO ₂ : 13%, size: normal type) for 1 hour, the melt depth (mm) of the cross section was measured.
[0024]
The above results are shown in Tables 1 and 2.
[0025]
[Table 1]

[0026]
[Table 2]

[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, reduction in desulfurization performance is prevented, a high desulfurization performance, non-corrosive to the furnace material, _2-based steel additive CaCN excellent balance of high safety during slag treatment is provided. The steel additive of the present invention can be used not only as a hot metal desulfurization agent but also as a dephosphorization agent.

Claims

無機粉末９０〜９９質量％と粒度０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末１０〜１質量％からなり、上記無機粉末はＣａＯ、ＣａＣＮ ₂ 、並びに、ＣａＯ、ＣａＣＮ ₂ 、粒度０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質から構成され、且つ、ＣａＯ含有量が１０〜９４質量％、ＣａＣＮ₂ 含有量が３〜８７質量％、並びに、ＣａＯ、ＣａＣＮ₂、粒度０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質の含有量が３〜８７質量％の範囲内にあることを特徴とする鉄鋼添加剤。 An inorganic powder 90 to 99 wt% of carbon black powder 10 to 1% by weight under particle size 0.032 mm, the inorganic powder is CaO, CaCN _2, and, CaO, CaCN _2, carbon black powder under particle size 0.032 mm Inorganic materials other than carbon black powder having a CaO content of 10 to 94 mass %, a CaCN ₂ content of 3 to 87 mass %, and CaO, CaCN ₂ and a particle size of 0.032 mm. A steel additive having a substance content in the range of 3 to 87 mass %.