JPH04193746A - 硬焼き石灰造粒体およびそれの製造法ならびにそれを高温溶融金属の保温などに使用する方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は硬焼き石灰造粒体およびそれの製造法ならびに
それを高温溶融金属の保温などに使用する方法に係り、
訂しくは、石灰石を粉砕した後造粒し、それを硬焼き焼
成した石灰造粒体と、それを使用して取鍋なとて高温溶
融金属を二次精錬する場合の保温などに使用する方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

鋼を製造する場合には、転炉や電気炉で精錬される。そ
の精錬の後に溶鋼を取消やタンデイツシュにとるが、そ
の状態で二次精錬することがしばしば行われる。その取
消なとては、？ｈ鋼を加熱する場合もあるか、一般的に
は発熱状態にないので、その中の溶鋼を一定の温度に保
つ必要があり、保温材が投入され、それか？８鋼面を覆
うように浮かべられる。そのような二次精錬をする場合
のみならず、連続鋳造の場合なとでは、タンデイツシュ
の溶鋼面高さを一定に保って底部からの流出速度や流出
量を所定に保持する必要がある。その場合には、順次取
鍋などから）容釦１かクンデイツシュに追加されるが、
その溶鋼を鋳造に相応しい温度乙、二保持しておくため
にも、保温材か使用される。

〔発明か解決しようとする課題〕

そのような保温材としては、従来から炭化籾や製紙廃滓
などが使用されている。これらは、第１図に示すように
その保温効果か高く、溶鋼を保温材で覆ってから例えば
２０分が経過しても、その溶鋼の温度は１０〜１５℃程
度しか降下しない。炭化籾とは、籾からを蒸し焼きにし
たもので、米をとった後の空間か保温に寄与している。

しかし、減反政策によって、その入手か困難となってい
る。現在では海外からもｌ１１１４人しており、かなり
高価な保温材となってしまっている。一方、製紙廃滓ば
製紙会社からでる廃棄スラグであって、有機性繊維質の
ものである。これを乾燥させて豆炭状に固めて保温材と
している。

上記のいずれも、溶鋼よりも比重が極めて小さく、保温
材として使用している間に、直接溶鋼に混入することば
ない。しかし、それらが溶鋼の熱で焼かれて炭化し、そ
のカーボン分が溶鋼に溶り込むといった弊害がある。そ
のような製紙廃滓も段り少なくなってきているので、製
材所から出る木の皮を蒸し焼きにし、しかも、浸炭性が
弱まるようにシリコンフラワーを添加した保温材が使用
されている場合もある。しかしながら、どの保温材にお
いても、大なり小なりカーボン分が溶鋼に侵入するので
、最近のように、ステンレス鋼や深絞りされる自動市川
極低炭素鋼ｌ（どを製造するには対応しきれない問題が
ある。

浸炭性の低いものとしてはバーライ１−があるが、これ
ば、シリコン分５ｉＯｚとアルミナ分Ａ　１２２０：ｌ
が約８５％を占めるので、溶鋼にＳｉＯ□が７昆人する
ことになり、鋼に所望外の介在物が入ることになって好
ましくない。また、最近ではマグネシア（ＭｇＯ）系を
使用する例もあるが、極めて高価なものとなっている。

ところで、石灰石は日本国内においては豊富に存在する
資源であり、その熱伝導性の低いこともあり、その石灰
石を加工して、？８鋼の保温材として使用する動きが最
近でてきている。また、溶鋼の脱硫剤もしくは脱燐剤と
しても使用されつつある。脱硫剤とする場合などでは、
石灰は微細化すればするほど好適であるので、それを硬
焼きにしたものを粉砕して製造される。しかし、その製
造においては細かい石灰が飛散する問題や空気中の湿分
を吸収する性質があって、製造上の取り扱いに極めて困
難性を伴う欠点がある。

本発明は」二連の問題に鑑のなされたもので、その目的
は、上記のような保温材よりも安価に入手できる材料を
採用し、それを保温材に適した性状にすることができる
と共に、その製造やその際の取り扱いが容易で、また、
保存性や運搬性の優れたものとすることができること、
そして、それを製造する方法ならびにそれを高温溶融金
属の保温などに使用する方法を提供することである。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は、石灰石を１ｍｍ以下に粉砕し、その粉末を水
で練って造粒し、その造粒物を少なくとも１．１００℃
以」二好ましくは１，６００℃以上で焼成することによ
り製造された硬焼き石灰造粒体としたごとである。

なお、石灰石の粉末を造粒する際、糖蜜を粘結剤として
混入させるようにしてもよい。また、製糖工程における
炭酸石灰清浄法によって生成された製糖廃滓を、粘結剤
として混入させることもできる。さらには、製紙廃液中
の澱粉質を粘結剤として混入させてもよい。

硬焼き石灰造粒体による高温溶融金属の保温方法におい
ては、上記硬焼き石灰造粒体を溶融金属の表面に浮かべ
、その溶融金属の表面を覆うようにして保温させること
ができる。

硬焼き石灰造粒体による高温熔融金属の脱硫方法や脱燐
方法においては、上記硬焼き石灰造粒体を溶融金属と共
に容器へ投入し、その溶融金属の表面まで硬焼き石灰造
粒体が浮上する間に溶融金属を脱硫しまた脱燐させるこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、石灰石を１ｍｍ以下に粉砕し、その粉
末を水で練って造粒し、その造粒物を少なくとも１，１
００℃以上好ましくは１　、６００℃以上で焼成するこ
とにより、安価な硬焼き石灰造粒体を製造することがで
きる。

その硬焼き石灰造粒体ば軽量であること、性状が比較的
安定していることから、保管性、輸送性さらにはその取
扱性においても極めて容易なものとなる。

糖蜜、製糖工程における炭酸石灰清浄法によって生成さ
れた製糖廃滓もしくは製紙廃液中の澱粉質を、粉末石灰
の造粒の際に粘結剤として混入させればその造粒性が高
くなり、造粒物の保形性も向し、焼成段階での膨面れな
どが防止される。

高温溶融金属を保温するために、」−記の硬焼き石灰造
粒体を溶融金属の表面に浮かべれば、その溶融金属を保
温することができる。硬焼き石灰造粒体はカーボン分や
ＳｉＯ□分をほとんど含んでおらず、極低炭素鋼を製造
する場合には、極めて好適なものとなる。

硬焼き石灰造粒体を溶融金属と共に容器へ投入し、その
硬焼き石灰造粒体を浮上さ−Ｕるようにすれば、その浮
上の間に溶融金属を脱硫したり脱燐させることができ、
高品質の鋼を製造することができる。

〔実　施　例〕

以下に、本発明の詳細な説明する。低カーボン鋼を製造
する場合には、取鍋やタンデイツシュで二次精錬する際
にカーボン分が混入しないで溶鋼などの金属溶融物を保
温することができれば都合がよい。石灰はフケやすい（
空気中の湿分と反応しやすい性質があって取り扱いが容
易でない）が、熱伝導率が例えば０．００１５〜０．０
０２ｃａｌ／ｃｆｆｌ　・ｓｅｃ　・”Ｃといった程度
で、極めて断熱性に冨んでいる。したがって、保温材と
しては好適である。しかし、石灰石ＣａＣ０，を高温で
焼くことは技術的に容易でなく、それを小さい粒状にし
ておくと焼成しやすいことが知られている。

そこで、山から切り出した石灰石ＣａＣＯ３を、例えば
ショークラッシャで粗粉砕し、それをロフトミルなどで
約１ｍｍ以下の粒径に粉砕する。そして、その粉末をペ
レタイザーに入れて水で練りながら、１．０〜１．５ｃ
ｍ径程度のベレットに造粒する。これを、焼成炉（例え
ばベラケンバッハ炉やメルッ炉など）やロータリキルン
に投入し、その造粒物を１　、１００℃以上好ましくは
１　、６００℃以上に焼成する。

その際、１００〜２００℃の間では水分が蒸発し、９０
０℃になったときには炭酸ガスＣＯ□が抜は出る。この
ようにして製造された硬焼き石灰造粒体は、嵩比重で０
．５５と軽くなり、しかも、水分と炭酸ガスの抜けた後
が気孔率の高いポーラス状となる。そして、１，１００
℃以上で焼成されていることから空気中の湿分もほとん
ど吸収しなく、フケにくくなる。したがって、保存性は
良好なものとなる。ただ長期にわたり保管することが予
測される場合には、ビニール袋などの気密性の高いもの
に入れておく方が好ましい。上記したように硬焼き石灰
造粒体は極めて軽くなっており、輸送上の取り扱いも容
易である。

なお、硬焼き生石灰は従来からよく知られている。硬焼
きについて少し説明を加えると、石灰石は分解に際して
全体の重量の約４０％以上の炭酸ガスを放出する。分解
した瞬間の生石灰は、生成した酸化力ルシウＪ４の結晶
か細かく、比表面積や空隙率が大きく、嵩比重は小さく
、反応性か大きいなどの性質を有している。このような
状態の生石灰は一般に軽焼生石灰とｏ、１ばれている。

石灰石を焼成する場合に、軽焼生石灰となった後も長時
間焼成を続けると、細かい結晶は次第に癒着し、全体の
容積が収縮してくる。このような状態の生石灰が−・般
に硬焼き生石灰と呼ばれている。

一方、本発明における硬焼τき石灰造オ＼ン体−１石灰
石を直接焼成したものではなく、それを粉砕した後に水
で造粒し、それを焼成していることか特徴となっている
。このように粉砕した石灰石を水で練るということは、
従来ては全く考えられていなかった。というのは、石灰
石は石であることから、それを水で固めるといった思想
かなかったからである。

ところで、」−記した造粒の際に、糖蜜を少し加えると
、それが粘結剤として機能し、造粒かより−・層容易と
なり、しかもその保形性も高く糾持され、焼成段階での
膨面れなどが防止されることを知見した。また、その造
粒のＥｂこ、製糖工程における炭酸石灰清浄法によって
生成された装状１廃滓（製糖スラグ）を、粘結剤として
混入させることができることも分かった。その炭酸石灰
漬？Ｙｌ法は本発明と直接関連するところがないが、少
し説明を加える。砂糖を精製するときに、その不純物を
取り除くために石灰が使用される。すなわち、粗糖を溶
かして水溶液に消石灰を混せ、それに炭酸ガスを吹き込
むと炭化カルシウム力司−成し、それが不純物を吸着し
て沈澱する。その沈澱物である製糖灰滓ば２〜１０ミク
ロンのＣａＣ０：＋となっている。

これは極めて細かい石灰石であり、若干の有機祠を含ん
でいることもあいまって、１ｍｍ以下にわ〕砕された石
灰石を水で練って造粒する随に、極めて良好な造粒性能
が発揮されるのである。有ｊｍ＋Ａは造粒に寄与し、２
〜１０ミクロンのＣａＣ０Ｊは１ｍｍ以下に粉砕粒間に
入り込んで緻密な石灰ペレットを実現する。

上記した製糖灰滓に代えで、製紙廃液中の澱粉質を粘結
剤として混入させてもよい。この製紙廃滓はパルプ魔法
てあって、それを主原料にして他の成分を添加して保温
材と使用していることは従来技術のところで述べたが、
そのような添加物を加える前の状態にある廃液を直接使
用しよ・うとするものである。これによっても、粉砕さ
れた石灰石の造粒性の向上か図られる。

なお、糖蜜、製糖灰滓や製紙魔法は有機物を含むために
カーボン分を有しているか、造粒の際の添加量は全体か
らみれは極めて僅かであり、低カーボン鋼を製造するう
えにおいては何ら問題は生しない。

このよ・うにして製造された硬焼き石灰造粒体は、以下
のようにして高温溶融金属の保温などに使用することが
できる。

連続鋳造設備などては、転炉や電気炉で精錬された溶鋼
が取鍋に移され、そごで二次精錬されたり、取鍋からタ
ンデイツシュに移されて、鋳鋼片が連続的に製造される
。その際、取鍋もしくはタンデインシブ、なと′では？
容鋼なとの優ｊλ普）容融金属を保温する必要があり、
上記した硬焼き石灰造粒体か投入される。これらは軽く
て、溶融金属の表面に浮かふと共に一面に拡散し、その
溶融金属を全体的に保温することができる。硬焼き石灰
造粒体は気孔率か高く、その個々の造粒体内の空気層の
存在とあいまって保温効果か一層高くなる。もらろん、
溶融金属と反応することはないし、カーボン分もほとん
ど含まれていないので、溶鋼に浸炭することもない。そ
して、溶鋼中のアルミナや５ｉＯ７などの介在物も吸着
するので、特殊金属の製造には極めて有効なものとなる
。

なお、第１図では、１５０　１−ンン容鋼ｉ尚におしノ
るシ容融金属の保温時間に対して、その温度降下度を、
製紙魔法、炭化籾およびパーライトと本発明の硬焼き石
灰造粒体とを比較している。この図からも分かるように
、本発明の硬焼き石灰造粒体ばパーライトよりは劣るが
、製紙魔法や炭化籾より高い保温性か認められる。した
がって、硬焼き石灰造粒体は高温溶融金属の保温材とし
て十分に機能さ一層ることができる。そして、製祇魔法
、炭化籾およびパーライトなどよりも極めて安価なもの
となところで、例えば取鍋での二次精錬が終わった後溶
鋼を取り出すと、投入された硬焼き石灰造粒体が取鍋の
内壁に付着する。精錬後にはそれらも廃棄しなければな
らない。例えば従来技術のところで述べたマグネシア（
ｈＯ）系を使用する場合には壁面から剥がす作業が大変
であり、製紙灰滓などを保温材とした場合にはカーホン
分があって溶鋼も一緒に（−Ｊ着するようなことになる
。また、炭化籾の場合には、それが飛んで作業者に刺さ
るといった問題も起こるが、硬焼き石灰造粒体は石灰で
あることから、水を流−Ｕば水和して自然除去が可能と
なり、飛散の問題もなく極めて都合がよい。

一方、上記した硬焼き石灰造粒体を用いると、高温溶融
金属を脱硫したり脱燐することができる。

」−記の保温材として使用する場合は溶鋼面に浮かべら
れるが、高温溶融金属を取鍋やタンデイツシュに移す際
に、硬焼き石灰造粒体も同時に投入する。硬焼き石灰造
粒体は溶鋼中に混入するが、比重か？”４８ＦｊＡより
も極めて小さいために浮上する。その間に硬焼き石灰造
粒体が溶融金属中のザルファ分などと反応し、溶鋼を脱
硫することができる。

同時に脱燐することもてきる。石灰を焼いたものを脱硫
や脱燐に使用することば既になされているが、普通の石
灰は気孔が小さいことからザルファが入りにくい欠点が
ある。しかし、本発明の硬焼き石灰造粒体によれば、そ
のような問題は解消される。

ちなみに、以」二の説明では溶融金属として溶鋼を例に
したが、その他の金属溶融物についても、本発明の硬焼
き石灰造粒体を脱硫・脱燐などに使用できることは述べ
るまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１５０１−ン溶鋼鍋における溶融金属の保温時
間に対してその温度陣下度を、製紙魔法、炭化籾および
パーライトと本発明の硬焼き石灰造粒体とを比較したグ
ラフである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）石灰石を１ｍｍ以下に粉砕し、その粉末を水で練
   って造粒し、その造粒物を少なくとも１，１００℃以上
   好ましくは１，６００℃以上で焼成することにより製造
   されたことを特徴とする硬焼き石灰造粒体。
2. （２）請求項１において、石灰石の粉末を造粒する際、
   糖蜜を粘結剤として混入させていることを特徴とする硬
   焼き石灰造粒体。
3. （３）請求項１において、石灰石の粉末を造粒する際、
   製糖工程における炭酸石灰清浄法によって生成された製
   糖廃滓を、粘結剤として混入させていることを特徴とす
   る硬焼き石灰造粒体。
4. （４）請求項１において、石灰石の粉末を造粒する際、
   製紙廃液中の澱粉質を粘結剤として混入させていること
   を特徴とする硬焼き石灰造粒体。
5. （５）高温溶融金属を保温するために、請求項１ないし
   請求項４のいずれかに記載された硬焼き石灰造粒体を溶
   融金属の表面に浮かべ、その溶融金属を保温することを
   特徴とする硬焼き石灰造粒体による高温溶融金属の保温
   方法。
6. （６）高温溶融金属を脱硫するために、請求項１ないし
   請求項４のいずれかに記載された硬焼き石灰造粒体を溶
   融金属と共に容器へ投入し、その硬焼き石灰造粒体が浮
   上する間に溶融金属を脱硫することを特徴とする硬焼き
   石灰造粒体による高温溶融金属の脱硫方法。
7. （７）高温溶融金属を脱燐するために、請求項１ないし
   請求項４のいずれかに記載された硬焼き石灰造粒体を溶
   融金属と共に容器へ投入し、その硬焼き石灰造粒体が浮
   上する間に溶融金属を脱燐することを特徴とする硬焼き
   石灰造粒体による高温溶融金属の脱燐方法。