JPS58204119A - 融鉄の脱硫剤 - Google Patents

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】 本発明は、炭酸カルシウムと炭素とを主成分として含有
するジアミド石灰を主成分とする吹込み脱硫用の融鉄の
脱硫剤に関する。ここで融鉄というのは、銑鉄、鋳鉄だ
よび鋼等の溶融物をいう。

周知のように融鉄の脱硫は、優れた性能を有する鉄鋼製
品を得ろ為に重要な技術課題であり、脱硫剤、及び脱硫
法については数多くの提案がなされてきた。

これらの提案中、脱硫剤としてはカルシウム力、＜イド
が最も優れた脱硫性能を示すので、カルシウムカーバイ
ド（以下、カーバイドと略記することがある）を主成分
とするものが広く用いられている。

しかし、その製造には多量の電力を消費し、エネルギー
コストが高騰している近年の状況下では経済的観点から
の再検討に迫られ、安価な生石灰を主体とする生石灰系
の脱硫剤が種々提案されるに至ったが、脱硫性能に劣る
ため融鉄の脱硫における高度な要求、即ち、最近特に要
求される硫黄含有量０．０１０％以下の優れた極低硫黄
含有銑の製造に対する要求を満たすに至っていない。

一方、脱硫法としては、融鉄に脱硫剤を添加し機械的に
攪拌する方法や、粉末脱硫剤をキャリアガスを用いて融
鉄中に吹込む方法等がよく知られている。

これ等のうち、脱硫法としては、吹込み藤硫法が優れた
作業性と優れた脱硫効率等を発揮する理由で、広く採用
されるようになっている。この吹込み脱硫法は、脱硫剤
粉末を、例えば乾燥窒素等のキャリアガスθ）ガス流に
同伴させ、融鉄中に浸漬したランスを通じて融鉄中に吹
込み脱硫を行う方法である。吹込み脱硫法は、例えば、
高炉より受銑した混銑車を製鋼工場に移動させる途中、
脱硫ステーションで暫時停車させて、粉末脱硫剤を混銑
車中の溶銑に吹込む方法で機械攪拌式脱硫法（所謂オー
プン・し−ドルでのＫＲ法等）に代って、混銑車での吹
込み脱硫が広く実用化されている。

本明細書でいう「吹込み脱硫」とは、所謂「置注ぎ」等
に対立する技術用語で、具体的には、脱硫剤粉末をキャ
リアガスと共に融鉄の湯面より下部に吹込んで脱硫を行
う方法を謂うものである。

周知のように前記のカーバイド系脱硫剤として、融鉄の
脱硫の目的に、カーバイドを単独で又は他の無機化合物
、例えば、生石灰、弗化カルシウム、炭酸ナト１１ウム
、塩化ナト１１ウム等と併用し、て古くから使用されて
来たが、就中、ジアミド石灰が脱硫助剤として触媒的に
作用し、カーバイドの脱硫作用を著しく強化することが
特公昭４７−２６９２３号で知られるに至った。

この特公昭４７−２６９２３号のジアミド石灰脱硫助剤
は、炭酸カルシウムの熱分解によって生成した炭酸ガス
の放出によるうずまきあげ効果、並びにかくして生成し
た炭酸ガスが、ジアミド石灰中に存在する微細炭素と反
応することによる一酸化炭素の生成、即ち還元性雰囲気
の生成によって、カーバイドの脱硫反応を強化さすもの
と考えられている。

更に、特開昭５１−９０９１７号では「カルシウムカー
バイドとジアミド石灰の混合物よりなる、トーピード鍋
内の脱硫に適する脱硫剤において、　　　１ジアミド石
灰が４０〜７０重量係まであることを特徴とする溶銑の
脱硫剤」が提案され、かくシ、てカーバイド粉本に、ジ
アミド石灰あるいは炭酸カルシウム粉末と炭素粉末を混
合し、た脱硫剤等を、キャリアガスと共にランスを通し
て融鉄中に吹込む方法が多〈実施されるようになったの
である。

しかしながら、近年の脱硫剤に関する高度の要求の結果
として、融鉄の吹込み脱硫法に於いて、脱硫剤粉末のキ
ャリアガスに依るガス搬送性と脱硫性能とは極めて密接
な関係があり、ガス搬送性に劣る脱硫剤粉末では優れた
脱硫性能を期待することができないこと、２よび上記特
開昭５１−９０９１７号で開示された溶鉄の脱硫剤でも
、まだ、ガス搬送性の外に省エネルギ的、価格的等の観
点から、必ずし、も満足すべきものでないことが判った
。

意外にも、本発明者等は、最近特に注目されている高度
な吹込み脱硫法による溶鉄の予備処理法に於いて、従来
のカーバイド系脱硫剤の脱硫性能と同等の０．０１０％
以下の極低硫黄含有銑を与え、且つ価格的には、飛躍的
に安価な新規な脱硫剤を提供すべく鋭意研究を続けた結
果、融鉄の吹込み脱硫法に於いて、粒径が主として６０
μ以下のジアミド石灰を主成分とする脱硫剤を用いると
き、従来の予想に反して、−挙にこれらの問題が解決す
るという、全く予想外の発見をなし、本発明を完成する
に至った。

即ち、本発明は、粒径が主として６０μ以下のジアミド
石灰を、８０重量係超克た量で含有する、吹込み脱硫法
に用いる融鉄の脱硫剤を提供するにある。

従来より、融鉄中で分解し炭酸ガスを発生するガス発生
物質の一種である石灰石等か、他の脱硫剤にくらべて遥
かに不活性であり、且つ、該石灰石等の熱分解が吸熱反
応であって、融鉄の冷却効果が大きいから、吹込み脱硫
法に於いて種々の障害を引起すものであると考えられて
いたこと、Ｓよび、カーバイド粉末に、多量のジアミド
石灰、或は多量の炭酸カルシウム粉末と炭素粉末からな
るガス発生物質を混合し、脱硫剤としてキャリアガスと
共に融鉄中に吹込む際には、ガス発生が増大し、スプラ
ッシュが生じ、脱硫容器から融鉄２よびスラグが噴出し
て、脱硫性能の低下は勿論、操業の困難、並びに著しい
経済的損失等を引起すから、このようなガス発生物質は
、前記特開昭５１−９０９１７号で開示された如くカー
バイドに対して適度の量で脱硫助剤として使用し得るが
、単独などで使用し得るとは全く予想されなかったが故
に、本発明は全く意外であった。

更に、吹込み脱硫法に於いてジアミド石灰は、信じられ
ない程の卓越せるガス搬送性を示すと共に、硫黄含有量
０．００５％以下の極低硫黄含有銑を与えろこともでき
ろ。

本願明細書で、「粒径が主として６０μ以下」とは、６
０μ以下の粒度の粉末が８０重量係以上、好ましくは９
０重量％以上をいい、特に好ましくは４６μ以下の粒度
の粉末が８０重量係以上、最も好まシ、＜は９０重量％
以上をいう。

本発明の融鉄の脱硫剤は、粒径が主として６０μ以下の
ジアミド石灰を主成分とするものであるが、粒径が主と
して６０μを超え粗大すぎると、ガス搬送性が低下し、
吹込み時のキャリアガス中の脱硫剤の濃度の変動が大き
くなる等の忌わしい現象を起し、硫黄含有量０．　Ｏ］
、　Ｏ％以下の優れた極低硫黄含有銑が得難くなるので
好ましくない。

本願明細書で、「ジアミド石灰」とは、水溶液ないし水
懸濁液から、化学反応によって沈降した微細な沈降性炭
酸カルシウムと炭素を主体とした混合物をいう。

ジアミド石灰としては、例えば、石灰窒素よりジシアン
ジアミド製造の際や、石灰窒素よりチオ尿素等を製造す
る際、などに副生ずる炭酸カルシウムと炭素の混合物等
があり、好まし、＜は石灰窒素よりジシアンジアミドを
製造する際に得られる、炭酸カルシウムと炭素の混合物
が最適に用いられる。ジシアンジアミドの製造は、石灰
窒素懸濁液に炭酸ガスを反応させることにより行なわれ
、その際の濾過残渣である副生ジアミド石灰は、一般に
、炭酸カルシウム７０〜９０重量係、炭素５〜■ １５重量係、その他に酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化
珪素等の不純物を含有して？す、極めて微細な炭酸カル
シウムと炭素を主成分とする混合物である。

通常、ジアミド石灰に於いては、微粉末の状態に種々の
装置、方法で乾燥され、更に必要に応じ分級等の処理を
行って吹込み脱硫の融鉄の脱硫剤とｌで用いられる。尚
、乾燥機中、熱風等でジアミド石灰を乾燥する際、熱風
等によって乾燥機系外へ運び出され捕集される、極めて
微細なジアミド石灰には、通常、１５重量係を超え約５
５重量係の炭素を含有するが、これらの炭素を多量に含
有した、所謂処理ジアミド石灰も単独で、或は、一般に
炭素５〜１５重量係含有する前記したジアミド石灰と併
用し、本発明の融鉄の脱硫剤として使用することもでき
る。

本発明の融鉄の脱硫剤で、ジアミド石灰の重量割合を８
０重ｉｔ％を超えた量としたのは、ジアミド石灰が８０
重量％以下では、ガス搬送性が低下する傾向があり、該
融鉄の脱硫剤の少い原単位でｏ、ｏｉｏ％以下の極低硫
黄含有銑が得難（なり、経済的にも無駄が増すからで、
好ましくはジアミド石灰の重量割合が８５重量係を超え
た量、更に好ましくは９０重量係を超えた量、特に好ま
しくは９５重量係以上の量で使用１−るのがよい。

本発明で使用するキャリアガスは窒素、アルゴン、空気
等の不活性ガスを主とするものであるが、本発明の融鉄
の脱硫剤をキャリアガスによって融鉄中に吹込む方法と
しては、連続的に或は断続的に粉末脱硫剤を収容１．た
タンクからロータリーパルプで粉末脱硫剤を少量宛吹込
み配管中に通し、これをキャリアガスで搬送し吹込む装
置、あるいは圧力容器内に収容した粉末脱硫剤当流動化
させキャリアガスで吹込む装置、など公知の装置の方法
を用いることができる。

しかし、これらの吹込み装置中で、少量のキャリアガス
で吹込み可能な特開昭４９−３１５１６号に開示された
「流動可能な固形物を圧力容器から取出す装置」並びに
、これと類似の装置が、本発明の融鉄の脱硫剤の効果を
高度に発揮得て好ましい。

粉末脱硫剤当りのキャリアガス量が少いことは、吹込み
に要するキャリアガス量か少くて済み、粉末脱硫剤が有
効に融鉄と接触し、脱硫作用を呈すること、左よび融鉄
の温度低下の度合も小さく、また設備も小規模で済むな
ど多（の利点がある。上記の手段に於いては、好まＬ、
くは、キャリアガス／粉末脱硫剤の比がＩ　Ｑ　Ｎｔ／
ｋｑ以下、好ましくは２〜１０　ＮＬ／ｋｑ以下、更に
好ましくは２〜８　ＮｔＡｙ以下、特に好ましくは２〜
６Ｎ１７′に９以下の条件が好適に採用されるが、本発
明の融鉄の脱硫剤の驚くべきことには、このような少量
のキャリアガスでも安定して吹込み可能な優れたガス搬
送性を有し、且つ、従来のカーバイド系脱硫剤と、同等
の極低硫黄含有銑を与える。

かくして、本発明では、吹込み脱硫法、特に圧力容器内
で融鉄の脱硫剤を流動化させ１０　Ｎｔキヤ＋１７ガス
／ｋｆ粉末脱硫剤以下のキャリアガスの量で融鉄中に吹
込む脱硫法に適した融鉄の脱硫剤を提供するものである
。

本発明の融鉄の脱硫剤は、ジアミド石灰のみで使用して
も、後記する実施例に於いて具体的に示されるように顕
著に優れたガス搬送性を示し、吹込み脱硫に２いて、パ
イプの閉塞を生じないことは勿論、脈動、混銑車等の振
動等も実質的に生じないから、極めて安全に且つ優れた
脱硫効率で操業を短時間に行うことができるが、従来か
ら知られた種々の脱硫剤や脱硫助剤等を単独または併用
し、目的に応じ適宜の量でジアミド石灰と併用［５て脱
硫性能を向上さすことができる。

これらのものとして、ＣａＣ２、ＭｇＣ２、Ａｔ４Ｃ３
等の金属カーバイド；カルシウムシアナミド；螢石、氷
晶石、珪弗化ソーダ、Ｉ、ｉｐ、　ＮａＦ、　ＭｇＦ２
等の無機弗化物；　Ｎａ　、Ｋ　、　Ｍｇ　、Ｃａ　、
　ｆ３ａ等の水酸化物：Ｎａ　、に、　Ｍｇ　、　Ｂａ
　、Ｓｒ等の炭酸塩や炭酸複塩；Ｎａ、Ｋ、　Ｍｇ、　
Ｃａ、Ｂ、ＡＡ、Ｓｉ　　等の酸化物または塩化物等：
融鉄中で水素発生物質として；Ｎａ、に、Ｃａ等の水素
化物；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ了ミド、ポ
リスチロール、ポリアクリルニトリル、尿素等の有機化
合物；融鉄中で水発生物質として；灰硼鉱Ｓよびパンデ
ルマ硼砂等の結晶水含有硼酸塩；パーライト、カオリン
、粘土、モンモ１１　ロナイト、石綿、消石、明ばん、
雲母等左よび類似物；砂糖、澱粉等の炭水化物；ステア
リン酸、フタル酸、グリコール酸等の有機化合物；ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルアセテート等）有機化合
物；ソルビット等のポリアルコール有機化合物；炭素物
質として、黒鉛、石炭、コークス、石油コークス、チャ
コール等；その他；を挙げることができるが、粒径は前
記したように主として６０μ以下のものが好ましい。

上記の従来から知られた脱硫剤や脱硫助剤等の中で、無
機弗化物または／？よび炭素物質が、特にジアミド石灰
と相乗し、脱硫性能の向上、脱硫後のスラグ除去の容易
によびガス搬送性の向上等を計るので好ましく、本発明
のジアミド石灰を主成分とする融点の脱硫剤１００重量
係中超重無機弗化物または／および炭素物質の量が２０
重量係未満、好ましくは１５重量係未満、更に好ましく
は１０重量係未満、特に好ましくは５重量係以下の量が
好適である。

また、無機弗化物と炭素物質に於いて、炭素物質として
の炭素はジアミド石灰中に前述の如く通常５〜１５重量
係含有されているので、ジアミド石灰を主成分とする本
発明の融鉄の脱硫剤に添加する助剤としては、無機弗化
物を使用することが好まｔいが、無機弗化物としては人
手容易性等から、例えばＣａＦ２を８０〜９８重量係を
含み他に不純物として最高約１６重量係のＳｉＯ□、そ
の他Ｆｔ２０３、ＭｇＯ等を含む螢石が特に好まし、い
。また、炭素物質としては人手容易性、価格等からコー
クス、石炭が好ましい。

無機弗化物または／Ｆよび炭素物質の量が、ジアミド石
灰を主成分とする融鉄の脱硫剤１００重量係中超重０重
量係を超えて含む融鉄の脱硫剤では、特に、混銑車の耐
火物の損傷の増加或は混銑車から排出される排気ガス中
の一酸化炭素等の増大傾向による作業環境の悪化等で好
ましくなくなるからである。

本発明の融鉄の脱硫剤を使用するとき、安全な吹込み操
業が行い得て且つ顕著に優れた、従来のカーバイド系脱
硫剤の脱硫性能と同等の脱硫性能が何故得られるか、そ
の理由は明らかでないが、従来の粉末脱硫剤では得られ
なかったこれらの利点の外に、本発明の融鉄の脱硫剤で
は実質的にカーバイドを使用する必要がないから、生成
されるフラッグ中に水分と反応して爆発するカーバイド
がなく、従って、スラップの取除き忘よび処理が著しく
安全に行い得るなどの利点もある。

以下、実施例並びに比較例を挙げて本発明を更に詳しく
説明する。

実施例１〜７及び比較例１ 硫黄含有量が０．０３９〜０．０４３％の溶銑２７０〜
３００Ｔ充填された３　５０　Ｔ容量のトーピードレー
ドルに、特開昭４９−３１５１８号に記載の吹込み装置
で、乾燥窒素ガスをキャリアガスとして矛１表に示す脱
硫剤を吹込速度８０〜１５０ｋｖ／分の条件でランスな
用い溶銑中に吹込み脱硫を行った。

結果な第１表に示す。

牙１表の脱硫剤組成の欄に於ける、ジアミド石灰、蛮行
、炭素、生石灰、および炭酸カルシウムは下記のものを
用いた。

１）ジアミド石灰 石灰窒素よりジシアノジアミドの製造の際に副生した乾
燥したものを用い、その化学組成は、ＣａＣＯ３８５重
量係、０８重量％、ＳｉＯ，，２，１重量％、Ａｔ、０
３１．４　重量係、Ｆ２Ｏ３１，２重量％、ＭｇＯ０，
８重量％、その他１．５重量係である。

２）蛮行 市販併行を微粉砕したものを用い、その化学組成はＣａ
Ｆ２９１重量％、５ｉ０２６．１重量％　、Ｆｔ２０３
０．９重量％、その他２重量係である。

３）炭素 市販コークスを微粉砕したものを用い、その化学組成は
Ｃとして９０重量％のものである。

４）生石灰 カーバイド用生石灰を微粉砕したものを用い、その化学
組成はＣａＯとして９５重量％のものである。

５）炭酸カルシウム 石灰石を粉砕したものを用い、その化学組成はＣａＣＯ
３９８，６重量％、ＭｇＣＯ３０，９重量％、その他０
．５重量係のものである。

上記の原料中、炭酸カルシウムを除く、ジアミド石灰と
蛮行２よび／または炭素、或は生石灰との混合は、不活
性雰囲気で均一に混合し脱硫剤として用いた。

以−ヒ述べた諸原料の粒度分布な矛２表に示す。

第２表 尚、牙１表に中に用いた用語の意味は次の通りである。

溶銑の重量（Ｔ） （ロ）キャリアガス／脱硫剤粉末： 脱硫剤の吹込速度（ｋｑ／ｍ１ｎ） （ハ）吹込圧：脱硫剤粉末をキャリアガスに同伴させ、
溶銑中に吹込み時の、吐出部に 接続されるキャリアガスの圧力（ｋｙ ／ｃｎｔ）Ｃ特開昭４９−３１５１８号明細書の第２図
に於いて吐出孔４に 接続される相対に低い圧力Ｐ３に該当 する。

に）脱硫性能：８１−脱硫前の溶銑中の硫黄含有率（係
）Ｓ２−脱硫後の溶銑中の硫黄含有率（支））原単位 矛１表から判るように、本発明の融鉄の脱硫剤は優れた
ガス搬送性並びに脱硫性能を示し、従来カーバイド系脱
硫剤で得られていた極低硫黄含有銑が、ジアミド石灰単
独またはジアミド石灰を主成分とする脱硫剤で得ること
ができ、且つ吹込速度１３０〜１５０　ｋｇ／分で円滑
に脱硫することができた。

一方、炭酸カルシウムを脱硫剤として用いた比較例１で
は、キャリアガスの量４ＯＮＬ／ｋｑに於イても吹込圧
が著［、＜変動し、吹込速度８０ｋｇＺ分に低下させた
にもかかわらず吹込みが困難であり、且つ脱硫性能も本
発明の融鉄の脱硫剤と比較して著し、く劣るものであっ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）粒径が主として６０μ以下のジアミド石灰を８０
   重量係を超えた量で含有する吹込み脱硫法に用いる融鉄
   の脱硫剤。 （２、特許請求の範囲矛１項記載の融鉄の脱硫剤１００
   重量係中で、無機弗化物または／および炭素物質の量が
   ２０重量係未満の量である特許請求の範囲牙１項記載の
   吹込み脱硫法に用いる融鉄の脱硫剤。 （３）吹込み脱硫法が融鉄の脱硫剤を流動化させ、１Ｏ
   Ｎｔキヤリアガス／　ｌｙ脱硫剤以下のキャリアガス量
   で融鉄中に吹込む方法である特許請求の範囲牙１項また
   は第２項記載の融鉄の脱硫剤。