JPH0135889B2 - - Google Patents

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JPH0135889B2
JPH0135889B2 JP14410883A JP14410883A JPH0135889B2 JP H0135889 B2 JPH0135889 B2 JP H0135889B2 JP 14410883 A JP14410883 A JP 14410883A JP 14410883 A JP14410883 A JP 14410883A JP H0135889 B2 JPH0135889 B2 JP H0135889B2
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JP
Japan
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cao
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mgo
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JP14410883A
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JPS6036610A (ja
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Kazuichi Kobayashi
Seiji Akeki
Kinji Uehori
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02Dephosphorising or desulfurising
    • C21C1/025Agents used for dephosphorising or desulfurising

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、溶鉄精錬用フラツクスの製造方法に
関するものである。さらに詳しくは本発明は、主
として転炉および電気炉などから出湯した溶鋼の
精錬を目的として使用される合成フラツクスを焼
成により製造する方法に関するものである。 近年、鉄鋼製品とくに太口径鋼管、高圧容器用
鋼材、構造用鋼材などの高品位化が要望され、こ
れら鋼材の精錬方法については多くの提案がなさ
れている。そして、それらの一部は既に実際に利
用されている。 溶鋼の精錬方法は大別すると、真空精錬法と取
鍋精錬法、およびその組合せとに分類することが
できる。このうち、真空精錬法は脱水素、非金属
介在物の減少、炭素量の低減などに効果があるも
のの、この方法では脱硫を行なうことが困難であ
るとの問題がある。一方、取鍋精錬法は脱硫・脱
酸を目的とした精錬方法であり、脱硫脱酸剤の使
用により、低硫黄かつ低酸素の鋼が簡単な操作で
容易に得られるという特徴を有するため注目され
ている。 上記の取鍋精錬法に利用される脱硫脱酸剤(以
下、脱硫剤と略す)は、滓化が速く脱硫・脱酸能
力が大きいこと、さらには融点(溶流点)が低く
溶融物の粘性が小さいことなどの特性を有するこ
とが要求される。このような特性を有する脱硫剤
としてはCaO・Al2O3・CaF2系の組成物が良く知
られており、この系からなる脱硫剤は、これらの
成分を含有する各種の原料を単に混合した混合
品、あるいはこの混合原料を更に電気炉で溶融し
て製造した電融品として利用されている。ただ
し、前者の混合品は滓化速度が遅く脱硫性能が悪
いため、現在は電融品が主として使用されてい
る。しかしながら、この電融品は混合物と比較し
て製造に要する電力費などがかさむことから高価
格となり、この点が問題とされている。 このため、本発明者らは電融品脱硫剤に匹敵す
る性能を有する脱硫剤を安価に製造することを目
的として鋭意研究を行ない、既に焼結法を利用す
る脱硫剤の製造法、すなわちCaO・Al2O3・CaF2
系混合原料を焼結して脱硫剤とする方法を発明
し、『製鋼用合成造滓材の製造方法』との名称の
もとに特許出願を行なつた(特開昭57−207109号
公報参照)。 本発明は、改良された焼結方法を利用する脱硫
剤の製造法を提供するものである。すなわち焼結
方法によつて製造された脱硫剤は、電融品と同等
の脱硫性能を有するが、その融点(溶流点)が市
場の電融品に比較して若干高い傾向があるため、
その使用にさいしては鋼種によつては溶湯の温度
を高くする必要がある。ところが溶湯の温度を上
げるためには非常に多量の熱量を必要とするため
僅かの温度上昇であつても製品コストを大きく押
し上げ、さらに設備的にも、より高度な耐熱性が
要求されるとの問題がある。従つて、脱硫剤は、
通常の取鍋精錬法の溶湯の温度である1440〜1450
℃以下の温度において適度の粘性をもつて溶融し
脱硫剤として機能を果す物であることが実用上望
ましい。 本発明者らは、上記のような問題を解決するこ
とを目的とし、焼結品の経済性を損なうことなく
焼結品の融点(溶流点)および粘性の低減を可能
にする手段について鋭意研究を行なつた結果、こ
の種の処理剤に原料から不可避的に混入する成分
であるMgO、SiO2およびFe2O3が脱硫剤の融点
および粘性の低減(以下、媒溶効果という)に若
干有効であることを見い出した。なかでもMgO
およびSiO2の適量添加は脱硫剤の性能に実質的
に悪影響を与えることなく、脱硫剤の媒溶効果を
高めること、さらにこの二成分の媒溶効果は
AlF3の適量添加によりいつそう助長されること
などを見い出した。 すなわち本発明は、CaO40〜70重量%、
Al2O310〜30重量%およびCaF210〜30重量%を主
成分として含む組成物に、MgO0.5〜5重量%、
SiO20.5〜5重量%およびAlF31〜5重量%(以
上の重量%は全て焼結品基準)を添加した混合原
料を焼結することを特徴とする溶鉄精錬用フラツ
クスの製造方法からなるものである。 次に本発明を詳しく説明する。 本発明の脱硫剤は焼結方法によつて製造し、か
つ特定の媒溶剤を特定量用いることに大きな特徴
がある。またその原料は容易に入手できるもので
よく、たとえば、CaO原料としては石灰石、消石
灰または生石灰、Al2O3原料としては水酸化アル
ミニウム、アルミスラツジ、アルミ残灰または工
業用アルミナ、そしてCaF2原料としては蛍石ま
たは副産蛍石などを利用することができる。 本発明において、媒溶剤として添加配合される
MgO原料としてはドロマイト、水酸化マグネシ
ウム、塩基性炭酸マグネシウムまたは軽焼マグネ
シア、SiO2原料としてはミクロシリカ又は珪石、
さらにAlF3原料としては工業用弗化アルミニウ
ムまたはアルミスラツジなどを利用することがで
きる。 本発明の溶鉄精錬用フラツクスの製造方法は、
たとえば下記の操作により実施される。 上述のようなフラツクス主成分および媒溶剤の
各原料を各々149μm以下に粉砕し、焼結品基準
で、CaO40〜70重量%、Al2O310〜30重量%(た
だし、CaO/Al2O3重量比は1〜4の範囲にある
のが好ましく、そして2〜4の範囲にあるのが特
に好ましい)およびCaF210〜30重量%そしてさ
らに媒溶剤としてMgOを0.5〜5重量%(特に好
ましくは1〜4.5重量%)、SiO2を0.5〜5重量%
そしてAlF3を1〜5重量%の範囲で配合し、混
合した混合原料を成形後、通常は1000〜1300℃
(好ましくは、1100〜1300℃)の温度で焼成し焼
結させる。 フラツクスにおけるCaOは溶鉄の脱硫時におけ
る主成分であり、その脱硫反応は次式で示され
る。 CaO+S→CaS+[O] 従つて、脱硫効果のみを考慮すると脱硫剤中の
CaO量は多いほど好ましいといえる。しかしなが
らCaO量の増加とともに脱硫剤の融点(溶流点)
の上昇および粘性の増大などがおこり、脱硫剤の
滓化速度が低下するとの問題がある。このため滓
化速度の調整剤としてAl2O3およびCaF2が使用さ
れている。ここでのAl2O3は融点低下作用があ
り、またCaF2は融点低下作用とともに溶融時の
粘性低減作用を有するが、これらの成分を多量に
添加すると必然的に有効成分であるCaO量が少な
くなる。またにCaF2を多量に含有する脱硫剤は
溶鋼の処理時に取鍋の耐火材を著しく侵食する作
用がある。 以上の諸特性を考慮すれば各成分の配合量は焼
結品基準でCaO40〜70重量%、Al2O310〜30重量
%、そしてCaF210〜30重量%の範囲とすること
が必要であり、またCaO/Al2O3の重量比は1〜
4の範囲にあることが好ましい。 媒溶剤として機能するMgOは焼結品基準で、
0.5〜5%重量(好ましくは、1〜4.5重量%)添
加される。ただし、このMgOの実際の添加量は、
前述の主成分から不可避的成分として混入する
MgO量を考慮して決定すべきである。 MgO成分は5重量%を越える量配合しても媒
溶効果にそれほど寄与せず、また多量のMgOの
添加は脱硫剤に悪影響を与えるため、そして0.5
重量%に達しない量の配合では媒溶効果が不充分
であるため、MgOの配合量は0.5〜5%重量の範
囲とする。 SiO2は、MgOと同様に媒溶効果を有する半面、
脱硫剤の塩基性および活性の低減作用を有するた
め極力少量にとどめる必要があり、その量は0.5
〜5重量%の範囲とする。さらに最適な添加量は
1〜3重量%の範囲の量である。ただし、SiO2
の実際の添加量は、前述の主成分から不可避的成
分として混入するSiO2量を考慮して決定すべき
である。 AlF3は、MgOおよびSiO2の媒溶効果を助長す
る添加剤であり、その量は多いほど好ましいが、
市販の工業用弗化アルミニウムの前述のMgO原
料およびSiO2原料と比較して非常に高価である
ため、5重量%を越える量の添加は製品が割高に
なり不利であり、さらに、過度の添加は次式に示
す反応によつてCaOを消費するため相対的に脱硫
剤中のCaOの含有率を低下させるとの問題があ
る。 2AlF3+3CaO→Al2O3+3CaF2 従つて、以上の各要件を考慮して、AlF3の配
合量は1〜5重量%の範囲の量とされる。 なお、混合原料中のAlF3は、1000℃以上の焼
成温度によりCaOの存在下、上記の反応に従つて
Al2O3とCaF2と分解することが焼結品のX線回折
による同定で確認された。すなわち、本発明の方
法によつて製造した脱硫剤中にはAlF3を残存し
ないか、または残存してもその量は極めて微量で
あるといえる。 従つてAlF3の配合にさいしては焼結品中の
CaO量の低減ならびにAl2O3量およびCaF2量の増
加に対する配慮、すなわちその理論量を原料配合
時に考慮し、これらの成分量を予め補正しておく
必要がある。 AlF3の媒溶作用については次のように推察さ
れる。 AlF3は昇華性があり(760mmHg、1272℃)、
1000℃以上でかなりの蒸気圧を有するため焼成時
に部分的に気化し、または溶融状態(溶融点1040
℃)で、CaO粒子と反応する。この反応によつて
生成したAl2O3およびCaF2は極めて活性であるた
め、MgOおよびSiO2の媒溶効果を助長するとと
もに、これらの反応生成物がさらに選択的にCaO
と反応してCaO・Al2O3・CaF2系の主な生成化合
物である11CaO・7Al2O3・CaF2の生成反応を促
進する先導的な役割を果たすものと推察される。
換言すれば、添加されたAlF3は焼結反応時に自
ら分解する過程でCaOと反応して新たな媒溶性を
有する化合物を生成し、この化合物が、原料とし
て供給されたCaO、Al2O3およびCaF2の11CaO・
7Al2O3・CaF2への変換を誘起すると推定される。
この点は、後述の実施例にみられるようにAlF3
の添加により焼結品の融点(溶流点)の著しい降
下が認められることからもわかる。 従つて、AlF3の必要添加量は上記反応を誘起
させる量であれば足りるのであつて、過剰量を用
いる必要はない。さらにコスト面から考えても
AlF3の添加量を低く押えることが望ましい。 本発明における混合原料成形物の焼成は、前述
のように一般には1000〜1300℃の範囲の温度で行
なわれ、また望ましくは1100〜1300℃の範囲の温
度で行なわれる。この焼成はたとえばロータリー
キルンなどを利用して行なわれる。焼成を1000℃
より低い温度で行なつた場合には、11CaO・
7Al2O3・CaF2化合物の生成反応が進みにくく、
また1300℃より高い温度では焼結品の融着現象が
起こり好ましくない。 なお、ここでの焼成時間は焼結品の単位容積重
量、見掛比重および、未反応Al2O3の定量分析結
果等により決定される。 次に、本発明の実施例および比較例を示す。な
お、以下の各例で使用した各原料は第1表に記載
した成分組成を有するものである。
【表】
【表】 実施例 1〜2 149μm以下に粉砕した第1表の各原料を、焼
結品基準でCaO59.6重量%、Al2O319.9重量%
(CaO/Al2O3重量比=3.0)、およびCaF215重量
%、そしてさらに媒溶剤を第2表に示す通りの量
で配合した混合原料を、約2tf/cm2の圧力で直径
10×高さ10mmの円柱状に加圧成形した後、1200℃
に保持した電気炉中で30分間焼成した。 得られた焼結品を88μm篩全通まで粉砕した
後、JIS−M8801石炭類の試験方法(灰の溶融性
試験方法)に準拠して融点(溶流点)を測定した
結果を第2表に併記する。
【表】 比較例 1〜10 媒溶剤を配合しないか、あるいは配合する媒溶
剤の種類、配合量などを変えた以外は実施例1と
全く同じ方法で焼結品を得た。得られた焼結品の
融点(溶流点)を実施例1と同様の方法で測定し
た結果を第3表に示す。
【表】 第2表および第3表に示した結果から明らかな
ように、CaO・Al2O3・CaF2系の脱硫剤組成物に
本発明で規定した三成分系の媒溶剤を一定量配合
することにより脱硫剤の融点低下が明瞭に現われ
る。 実施例 3〜4 CaF2量を20重量%に変えた以外は実施例1と
全く同じ方法で焼結品を得た。得られた焼結品の
融点(溶流点)を実施例1と同様の方法で測定し
た結果を第4表に示す。
【表】 比較例 11〜20 媒溶剤を配合しないか、あるいは配合する媒溶
剤の種類、配合量などを変えた以外は実施例3と
全く同じ方法で焼結品を得た。得られた焼結品の
融点(溶流点)を実施例3と同様の方法で測定し
た結果を第5表に示す。
【表】 第4表および第5表に示した結果から明らかな
ように、CaO・Al2O3・CaF2系の脱硫剤組成物に
本発明で規定した三成分系の媒溶剤を一定量配合
することにより脱硫剤の融点低下が明瞭に現われ
る。 実施例 5 149μm以下に粉砕した第1表の各原料を焼結
品基準でCaO/Al2O3重量比3.0、CaF220重量%、
MgO4.0重量%、SiO21.5重量%およびAlF33.0重
量%配合した混合原料約600Kgを、団鉱機を用い、
160Kgf/cm2のロール圧力でアーモンド状(18mm
×13mm×9mm)に成形後、ロータリーキルン(ミ
ゼツト規模)を用いて焼成温度1150〜1200℃、キ
ルン滞留時間約160分で焼成し焼結品約400Kgを得
た。焼結品の融点(溶流点)を実施例1と同様の
方法により測定した結果、1360℃であつた。試製
焼結品の融点および化学組成を第6表に示す。 比較例 21 化学組成の近似する市場の電融品脱硫剤を88μ
m篩全通まで粉砕した後、その融点(溶流点)を
実施例1と同様の方法で測定したところ、1430℃
であつた。市場品の融点および化学組成を第6表
に併記した。
【表】 以上のように本発明の方法によつて製造された
脱硫剤は融点(溶流点)が低く、しかも市場の電
融品脱硫剤と同等の易溶融性(流動性)を有し、
さらに製造に要する電力費、燃料費などが著しく
低廉であり、その経済効果は大きい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 CaO40〜70重量%、Al2O310〜30重量%およ
    びCaF210〜30重量%を主成分として含む組成物
    に、MgO0.5〜5重量%、SiO20.5〜5重量%およ
    びAlF31〜5重量%(以上の重量%は全て焼結品
    基準)を添加した混合原料を焼結することを特徴
    とする溶鉄精錬用フラツクスの製造方法。 2 CaOとAl2O3混合重量比が、CaO/Al2O3
    1〜4であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の溶鉄精錬用フラツクスの製造方法。 3 焼結温度が1000〜1300℃であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の溶鉄精錬用フラ
    ツクスの製造方法。 4 MgOの添加量が1〜4.5重量%(焼結品基
    準)であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の溶鉄精錬用フラツクスの製造方法。
JP14410883A 1983-08-05 1983-08-05 溶鉄精錬用フラツクスの製造方法 Granted JPS6036610A (ja)

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