JPH05507764A - トリベスラグ合成用の組成物と方法、トリベスラグ処理用の組成物と方法、及び耐火物ライニング被覆用の組成物と方法 - 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】 トリベスラグ合成用の組成物と方法、トリベスラグ処理用の組成物と方法、及び 耐火物ライニング被覆用の組成物と方法発明の分野 本発明は、第一スチール製造槽の外で、例えば、トリベ中でスチールを精錬する ことに関する。更に特別には、本発明は：Ａ、）スチールに対してトリベスラグ を合成する為に、（ｉ）第一スチール製造槽から移される第一スラグに現れる有 害な作用を軽減する、（ｉｉ）ガス発生及び発泡により嵩密度が低い、（ｉｉｉ ）スチールの精錬に適する、（ｉｖ）ト！Ｊべ耐火物ライニングに対して腐食性 でない、及び（Ｖ）アーク再加熱の間安定なプラズマを保持する方法及び組成物 ；及び Ｂ、）第一スチール製造槽からトリベに入ったどんな第一スラグも処理する為の 方法及び組成物、並びに Ｃ，）耐火物ライニング、特にスラグ道筋の耐火物ライニングを被覆する方法及 び組成物 これらＡ、　Ｂ、　Ｃに関するものである。

発明の背景 スチール製造は殆ど、幾つかの工程を含むバッチ方法である。熱溶融金属（不純 物を伴う鉄−炭素合金）が、鉄を製造する為に高炉中で連続的に製造される。

溶融鉄を、任意的に幾らかのくず鋼鉄と共にバッチ方法で第一コンバーター、例 えば、基本酸素炉へ移し、次いで酸素を吹込んで炭素と燐を除去することにより スチールに変換する（第一スチール製造）。別案として、くず鋼鉄を、例えば、 第一アーク炉中で、酸素吹込みにより炭素と燐を除去する為に溶融しても良い。

前記両方の第一スチール製造操作において、スチールは普通、第一スラグの存在 において形成さ、このスラグは大部分、カルシウム、シリコン、鉄、マンガン、 燐、クロム、及びアルミニウムを含む酸化物からなる。第一スラグは、鋳込み前 の許容スチール酸素含有に関して「酸化性」であり、従って、スラグは更にスチ ールの精錬操作に適さない。従来、第一スラグは、第一スチール製造槽中で改買 され、かつ第二精錬工程が、スチールと第一スラグとの組成物と温度を調節する 為に実施された。ごく最近、このような精錬工程は、第一スチール製造槽の外部 で、普通溶融スチールを鋳込み位置へ移すために使用される移動トリベ中で実施 されていた。

この明細書で使用される通り、トリベという用語は、溶融金属、特にスチールを 一つの場所から他の場所に、例えば、第一スチール製造炉から連続キャスターに 移すのに使用される消耗可能な耐火物ライニングを普通に備える槽を現わしてい る。

トリベ中におけるスチール精錬が、近年普通に実用化されており、そして今やし ばしば、温度を保持しかつ制御する為に、トリベ中でアーク再加熱を組み込んで いる。トリベスラグ（第二トリベスラグ）は、トリベ精錬の観点から重要であり 、その理由は、その科学的及び物理的性質が、製造の経済性と最終スチール製品 の質に影響を与えるからである。大部分のトリベ精錬の実施において、溶融スチ ールは、第一スチール製造槽から実質的に第一スラグの無いトリベ中へ湯出しさ れる。別室として、第一スラグを実質的に除去し、続いて寄せ集め又は類但の既 知方法によりトリベ中に湯出ししても良い。次いで実質的にスラグの無いスチー ルをトリベに添加して望ましい性質を有する新しいスラグを合成するが、これは 、普通合成トリベスラグ又は第二トリベスラグと称さられる。第一スラグを除去 するもう一つのアプローチは、第一スラグをスチールと共に湯出しし、次いで第 一スラグを処理することにより第二精錬に適するようにすることである。

第二トリベスラグは、特定の用途に適合させる次の各種の機能と特性との組合せ を与えるべきであろう： １、スチールの表面に連続的な溶融酸化物相を与える：２、スチール中に存在す る多くの含有非金属物質を捕らえかつ保持する。

３、スチールに関して非酸化性又は還元性である：４、スチールの制限された硫 黄含有： ５、トリベ耐火物ライニングに対して非腐食性である：６、トリベ中でアーク再 加熱の間に、アークの安定を促進する。

７、スチールを大気との接触から保護する、及び：８、熱絶縁を与える。

個々的に、第二トリベスラグの成分は、スチール精錬温度で溶融しない。然し乍 ら、このような成分か、適した割合で、適した粒度範囲で、かつ充分に混合され て、存在するのを確実にすることにより、成分を互いに溶解する操作を通して、 スチール精錬温度にてスラグの溶融を達成することが可能である。溶解操作を促 進する為に、トリヘスラグ添加物を、充分に良く混合すべきで、力りトリヘスラ グ添加物を選択することにより個々の粒子を充分に小さい粒度として溶融表面を 越えてトリベスラグ中に添加物の均一拡散を確実にすべきである。特定化された 目的に対して、小さい粒度がしばしば使用されて良いが、従来の実施において、 好適には約０．５０〜約１．５０インチの範囲の粒度が使用される。

このことはこの分野で公知であるが、粒子の適切な粒度に関しては意見の相違か ある。トリベへの添加前に成分の完全な混合の望ましいことは、広く理解されて いない。

実際的に、トリヘスラグ添加物を溶解して連続的溶融酸化物相を形成することは 、フッ化カルシウムのような流動化剤を使用することなしに稀に達成される。フ ッ化カルシウムのような流動化剤の不利は、これらがトリベ耐火物ライニングを 溶解することが出来ることである。

スラグ添加物溶解はまた、トリベ中でのアーク加熱により促進され得る。アーク による強熱は、スラグ添加物成分をより迅速に溶融しかつ溶解することか出来る 。然し乍ら、スラグの過熱はまた、耐火物ライニング材料の溶解性を増大するだ ろう。アーク加熱に伴うもう一つの問題は、耐火物ライニングの損耗が、熱ガス とスラグをトリベ耐火物ライニングに対して突進させ得るアーク不安定性により 増大させられるに違いないことである。

高塩基性度の流体トリベスラグを使用することによりアーク不安定性を削減する ことは、オリバー（Ｏｌｉｖｅｒ）等、［トリベスチール製造及び炉に関する国 際シ知である。電極の軸方向孔部を介してアルゴンの噴射によりアークを安定化 することも、セグスヮース（Ｓｅｇｓｗｏｒｔｈ）、米国特許第４．０３７．０ ４３号公報、及びオリバー（Ｏｌｉｖｅｒ）等、ｒ　トリベ処理ステーションの ためのプラズマ加熱」、アイアンアンドスチールメイカー（Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　 Ｓｔｅｅｌｍａｋｅｒ）、１９８９年７月、１７−２２頁にｇ己戦の通りこの分 野で公知である。これらの対策は、アーク不安定性を削減でき、かつこれにより 耐火物ライニングの損耗速度を削減するけれども、これらの対策は、アーク不安 定性を除去しないので、より良いアーク安定性を促進する追加の方法を見いだす のが望ましい。

アークを安定化するもう一つの既知アプローチは、スラグを発泡させてアークを 巻き込むことで、例えば、米国特許ＩＷ４．４４７．２６５号公報及び米国特許 第４、５２８．０３５号公報に記載の通りである。これらの方法は、精錬段階の 間に、炭實材料、石灰、及び酸素を第一スチール製造炉に噴射することを含む。

この方法は、スラグ容積を増大し、かつ炉の耐火物壁の過度の損耗を保護するの に効果的であると言われている。然し乍ら、酸素の噴射は、酸化性雰囲気を生成 し、この雰囲気は、還元性条件が望ましいトリベアーク精錬において使用するの に適していない。耐火物ライニングの寿命がこのような方法により増大できない ので、この雰囲気は不利である。

米国特許第４．１９８．２２９号公報において、搾出等は、合金鋼、ステンレス 鋼、又はフエＯクロムの脱燐化のために合成スラグの成分として炭化カルシウム の使用を検討している。この技術において、炭化カルシウム、ハロゲン化アルカ リ金属、及び任意的にカルシウム金属合金の組合せは、スラグ／金属界面におい てスラグ相内で得られるようになる条件が作り出される。次いでこの金属カルシ ウムは、金属相中に溶解している燐と結合してＣａ３Ｐ２を形成し、このＣａ３ Ｐ２は、スラグ相中に同化することにより金属を脱燐化させることが出来る。炭 化カルシウムの目的は、金属又はスラグを脱酸することでなく脱燐することであ る。

米国特許第４．８４２．６４２号公報において、ボウマン（Ｂｏｗｍａｎ）は、 鉄高炉スラグを使用して合成トリヘスラグ用の他の成分、特に石灰とドロマイト 質石灰を溶融することによりトリベ耐火物の損耗速度を削減することを検討して いる。この技術は、スラグ中へ均θの溶解を早めることにより耐火物トリベライ ニング中のｌ［ｇｏとスラグ中に溶解したｌ［ｇｏの間の非平衡の持続時間を増 大させて耐火物ライニングの損耗速度を削減すると言われている。

前記した通り、第一スチール製造炉中の第一スラグの維持により、又はトリベ中 の融解物の表面から第一スラグを除くことによるいずれかにより、又は両方によ り、トリベ精錬操作から第一スチール製造スラグを除去する試みが普通になされ ている。これらの操作の成功度は、変化しやすく、がっ予測できない。

幾らかの第一スラグは、第二精錬が開始される時にトリベ中のスチールに普通残 留する。スチール製造第一スラグ中に持ち越される鉄酸化物とマンガン酸化物を 還元するため充填の間のスラグ又はトリベにフェロシリコン又はアルミニウムの ような還元剤を添加することは公知である。然し乍ら、過剰に添加するならば、 これらり還元剤は、スチール中に溶解して、スチール化学を可変とし、かつ予測 を困難とする。更に、これらの還元剤に関連する反応生成物は、トリベ耐火物ラ イニングに関して酸性であるのでスラグ中にライニング材料の溶解性を増大して ライニングの損耗速度を増大するだろう。炭素がこのような還元剤として使用さ れているが、スラグに関する炭素添加物の低密度と、及びトリベ上の空気による 炭素の反応性とにより、効率が低くかつ予測できない。

炭素はまた、スチール中に可溶性で、かつ操作の間にスチールにより拾い上げら れてスチール化学を変更し、多くの場合、スチール化学は予測できない。

スラグ発泡の技術は、スラグ容積を増大し、アークを安定化し、かつ耐火物の有 効寿命を長（する目的のアークスチール溶融（第一）炉において成功裏に使用さ れている。スチール炉は、酸化性環境であり（その機能の一つは、スチールから 炭素を酸化して除くことである）、これによりスラグ発泡が、ノズルからの酸素 吹き込みと共に又は鉄酸化物材料と共に、粒状化炭素と石灰を炉中に注入するこ とにより完成される。炭素は酸素源と結合してＣＯガスを形成しかつスラグの発 泡を生成させる。注入石灰はスラグを冷却して発泡を安定化する。この実施は、 トリベにおいて使用することが提案されているが、然し乍ら、酸素又は鉄酸化物 を注入する必要のために適当でなく、この両方ともトリベスチール精錬操作にお いて望ましくない。ガスを放出時に熱を吸収する発泡剤は、トリベ精錬操作にお いて伝統的に使用されない。

トリヘスラグ中の鉄酸化物を還元するために還元剤の使用もまた公知であるが、 然し乍ら、使用される材料は、これまでは不利である。アルミニウムは高価であ り、スラグのアルミナ含量を増大し、かつスチールの合金元素であるので、その 濃度の変化性は、望ましくない。フェロシリコンもまた、スラグの酸性度を増大 させ、かつシリコンもまた、合金化元素であって、スチール中の組５５範囲が特 定化されている。

発明の利点と摘要 本発明の目的は、溶融スチール上に第ニスラグを合成する方法と組成物を提供す ることで、この第ニスラグは、（ｉ）第一スチール製造槽から移される第一スラ グに現れる上述の有害な作用を軽減する；　（ｉｉ）ガス発生及び発泡により嵩 密度が低い、（ｉｉｉ）スチールの精錬に適する：及び（ｉｖ）従来のトリベ耐 火物ライニングを積極的に攻撃しない。

もう一つの目的は、従来の耐火物ライニングの損耗速度を削減するために、トリ ベ中の第一スラグを処理するための方法と組成物を提供することである。

更にもう一つの目的は、耐火物ライニングを被覆するための方法と組成物を提供 することである。

本発明は次の利点を提供する・（１）相流れ図と光学的な塩基性の数学的モデル を介してスラグ添加物を選択して不純物の予想可能な除去を達成し、かつ耐火物 材料に調和させる実際的方法、（２）非酸化性であるガス放出の制御により発泡 スラグを作り出し、より良い熱絶縁を可能とし、かつ低密度により流動剤の必要 なポンド量を少なくシ（例えば、現在の実施においてトン当たり１０〜２５ポン ドに対してトン当たり８〜１５ポンド）とする実際的方法、及び（３）トＩＪべ 中でＦｅＯをＦｅに還元するために炭化カルシウムを使用する予想可能な方法。

スチール製造者に対する評価は、（１）向上したアーク安定性により増大するト リベ耐火物寿命とより低下するコスト、及び耐火物ライニングに対するスラグの 腐食性の低下、（２）向上した熱絶縁性と、これによる熱コストの削減、（３） 制御された冶金学的に作用する硫黄、燐、水素、酸素、非金属の混入、又は他の スチールの不純物含有により向上されたスチールの質、及び（４）　ＦｅＯのＦ ｅへの還元を制御することにより、合金収率を向上させ、かつトリベから第一ス チール製造スラグのコストの掛かる除去の必要を削減する。

本発明は、望みのスラグ組成物を達成するのに必要とする、炭化カルシウム、一 つ又はそれ以上の発泡剤、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、カル シウム、マグネシウム、ナトリウム、バリウム、ストロンチウム、リチウム、及 びカリウムの炭酸塩から好適には選択される炭酸塩を含む材料の混合物、及びシ リカ、フッ化カルシウム、アルミナ、炭素、石灰、マグネシア、及びアルミン酸 カルシウムのような成分を含むスラグ改質剤、の添加による第ニスラグの現場に おける製造を提供する。各々のトリベ精錬装置における特定条件に左右されて、 前記材料の混合物の２つ以上の添加により２つ以上の工程において第ニスラグを 現場で製造するのが適切であろう。

炭化カルシウムは、スラグ中の鉄酸化物を還元し、スラグ成分と反応してＣＯ又 はＣＯ□を生成し、このＣＯ又はＣＯ□は、発泡を発生することによりアーク炎 からトリベ壁を遮蔽するスラグ容積を増大しくＣｏはアークを安定化する追加的 利益を有する）：炭酸塩発泡剤により生成するＣ０２と反応し：かつ酸素と反応 する。

発泡剤はガス、例えば、ＣＯ□を放出し、このＣＯ２は、発泡を発生してアーク 炎からトリベ壁を遮蔽するスラグ容積を増大し：放出ガス、例えば、Ｃ０２は、 空気に関して低い酸素電位を有するのでガス遮蔽となり；かつ放出ＣＯ２は、炭 化カルシウムと反応してスラグ内に反応生成物として石灰を残す。

スラグ改質剤は、この分野で公知の各種の機能、例えば、ガラスとフッ化カルシ ウムは流動剤として作用し、即ち、他の成分を可溶化する。アルミナと石灰はス ラグ形成剤である。コークスは、還元剤並びに炭化カルシウムに対する保護剤の 両方として作用し、その理由は、コークスは炭化カルシウムよりも迅速に空気と 反応してＣＯを生成することにより炭化カルシウムを酸化から保護する。各々の 成分は多重機能に役立つこ止を留意すべきである。

約０．２５〜０．５０インチの平均粒度が、本発明の実施に好適であることが突 止められているが、たの成分、例えば、ソーダ灰は、この好適な粒度範囲内で普 通に入手出来ない物で使用されて良い。

本発明はまた、非酸化性スラグ、例えばトリベスラグの密度を削減する方法を提 供するもので、この方法は、ガスを生成するスラグ中で化学的反応を受ける発泡 剤を添加する工程からなる。発泡剤は、好適には炭酸塩であり、最も好適には炭 酸カルシウムと炭酸マグネシウムからなる群から選択される。

本発明は第ニスチール製造、即ち、第二トリベスラグに関連して検討されるが、 本発明は精錬方法の広範囲に対して利用可能であることが理解されるべきである 。同様に、本発明による工程と組成物の成分との順序は、実質的に特別の利用の 要求に左右されて変化されて良いことを理解されるべきである。

好適な実施態様の詳細な説明 塩基性度は、スラグの化学的性質と特性の普通の測定である。幾つかのスケール が使用され、最も普通のものは、「Ｖ比率」であり、即ち。

ＣａＯ重量％ ５ｉ０２重量％ この比率の改変した変形はまたマグネシアとアルミナを含む。

ＳｉＯ□重量％十Ａ１□０５重量％ 然し、これらの塩基性度比率は、スラグ塩基性度と影響を与える特性に貢献する 他の酸化物を考慮してないので、光学的塩基性度スケールが考慮される。

未だ普通に使用されていないが、光学的塩基性度スケールは、アイ、ディー。

ゾメルビレ（Ｌ　Ｄ、　ＳｏｍｍｅｒｖｉｌＬｅ）とディー、ジエー、ソシナス キ−ＣＤ、　Ｊ。

５ｏｓｉｎｓｋｙ）、「冶金学的スラグと流動剤に対する光学的塩基性度概念の 応用」、冶金学的スラグと流動剤に対する第二国際シンポジウム、ＡＩＩＥ、１ ９８４年、１１月１１〜１４日、第１０１５〜２６頁に記載の通りこの分野にお いて公知である。光学的塩基性度概念は、本発明に便利に使用されて、スラグの 化学的及び物理的挙動を予測している。総ての成分は、この技術により塩基性度 値を決定し、次いで集成値を前記文献に設定された原理に従って計算される。

成分を異なる段階において添加出来る。本発明の組成物は、次のようにして処方 される： 定められたトリベ精錬システムに対しめられかつ望まれる最終スラグの性質と特 性は、計算され得る：第一スラグ成分、即ち、キャリオーバー炉スラグは、概算 される。この概算に基づいて、鉄とマンガンの酸化物の最大予測量を削減するた めの化学量論的要求に当量の炭化カルシウムの量が計算され、次いでこの量が、 スラグ添加物に要求される炭化カルシウムの最小量として取られる：最終の望ま れるスラグ組成物におけるマグネシアの溶解度が決定される：次いでこの量が、 炭酸マグネシウムとスラグ添加物中の他のマグネシア含有材料との形態で添加さ れるだろう：更にガス放出電位がスラグに炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムを 添加することにより与えられる。

シリカ、フッ化カルシウム、アルミナ、炭素、石灰、マグネシア、及びアルミン 酸カルシウムのような成分を含む他の添加物は、望まれるスラグ性質を達成する のに必要とする要求を完成するだろう。各々のトリベ精錬装百における特定条件 に左右されて、前記材料の混合物の２つ以上の添加により、２つ以上の工程にお いて、第ニスラグを現場で製造することが理解されるだろう。

スラグ添加物は、スチールの湯出しの間にトリベに添加され、タップを介してト リベの約１７２〜２／３の部位に、又は別室として湯出の後スチールの頭部に添 加される。

組成物に２つの成分があり、これらは、他の成分と組合わされて作用し、本発明 の利点を付与する：炭化カルシウム（ＣａＣｚ）、及びカルシウム、マグネシウ ム、ナトリウム、カリウム、リチウム、ストロンチウム、バリウムの炭酸塩（Ｃ ａＣＯ３，ＭｇＣＯ３，ＢａＣＯ３，５ｒＣＯｓ、　ＬｉｚＣＯ３，Ｎａ２ＣＯ ３及びに２ＣＯ，）又ハコれラノ組合わせ物、最も普通に使用される物は、カル シウム、マグネシウム、及びナトリウムの炭酸塩である。炭酸カルシウムの従来 の原料は石灰石である。マグネシウムとカルシウムの炭酸塩の従来の原料は、ド ロマイト又はドロマイト質石灰石である。炭酸塩の使用目的は、スラグシステム の一部として添加する時に、二酸化炭素（ＣＯ□）ガスを放出することによりス ラグに泡を生ぜしめ、容積を増大させる（見かけ密度の減少させる）ことである 。発泡スラグは、それか、トリベ耐火物壁を、トリベ再加熱炉に普通であり損傷 を与えるアーク炎の作用からより良く保護することで有益である。放出されるガ スは、トリベ上の空気に関して低い酸素電位を有するので、ガス遮蔽作用もまた 理解される。更に、炭酸塩は、この分野で公知の目的ニスチールの精錬、アーク 安定化、環境からの保護、トリベ耐火物の侵食防止、などを完成するためにめら れる他の添加物の特定の重量を減少させるだろう。

スラグ組成物の有効性は、炭化カルシウムの新規な使用により更に促進される。

炭化カルシウムは、２つの目的に役立つ。第一に、トリベ中に存在するどの鉄酸 化物とマンガン酸化物（又は容易に還元されるどの他の酸化物）にも、湯出し間 に炉スラグの持ち越しにより作用するであろう強力な還元剤である。アルミニウ ムとフェロシリコンは、この目的に使用されているが、然しこれらは、塩基性ト リベライニングに対して損傷を与え得る酸性酸化物反応生成物を残す。炭化カル シウムは、塩基性トリベライニングと相溶性でかつ他の点でも望ましい反応生成 物として石灰を残す。アルミニウムとシリコンは、スチールに可溶性であり、一 方カルシウムは、ごく僅かに可溶性で、従って望ましい。

炭化カルシウムとスチールの接触は、炭素とスチールの接触よりも低い炭素溶解 の機会を結果する。炭化カルシウムは、炭素よりもスラグによりより良く湿潤さ れると信じられており、従って炭化カルシウムはスラグとより容易に反応するだ ろう。第二に、どんな過剰の炭化カルシウムも、炭酸塩、炭酸自体、又はトリベ スラグ中又は上に存在するどの酸素からも発生される二酸化炭素と反応するであ ろう。このことは、ガス容量を増大し、従って発泡を助け、かつスラグ廃棄問題 を防止し、かつスチールの炭化を最小として、炭化カルシウムが完全に利用され るのを確実とするだろう。かくして、炭化カルシウムは、有害な作用なしに過剰 に使用され得るだろう。このことは、極めて有益である。その理由は、スラグ中 の鉄とマンガンの酸化物の量は、一般に可変性かつ予測出−来ないことであり、 従って炭化カルシウム還元剤の化学量論的量は、実質的に正確に予測不可能であ ろう。

第１表は、トリベスラグを合成し、かつトリベスラグを処理するのに使用されて 良い組成物の実施例を示している。この明細書、表、及び請求項においてパーセ ントとして表す総ての量は、他の方法で特定しない限り、重量パーセントである 。

範囲（％）　好適範囲（％） 炭酸マグネシウム　０〜３０１０〜２０炭酸カルシウム　０〜６０４〜５５ 炭酸ナトリウム　０〜３５０〜５ ガラス　０〜２００〜１０ フフ化カルシウム　０〜２５０〜１０ アルミニウム　０〜４０５〜２０ コークス　０〜１０２〜５ 炭化カルシウム　２〜５５５〜５０ 石灰　０〜３５０〜２５ 高炉スラグ　０〜９０〜９ アルミン酸カルシウム　０〜５００〜２５第２表は、トリベスラグを合成するの に使用されて良い組成物の実施例を示す。

第２表 １．１５％炭酸マグネシウム　２．６０％炭酸カルシウム５８％炭酸カルシウム 　５％フッ化カルシウム１７％アルミナ　２％コークス ５％ソーダ灰又は炭酸ナトリウム　３％炭化カルシウム４％炭化カルシウム　３ ｏ％アルミナ １００％ 第３表は、トリベスラグを処理するのに使用して良い組成物の実施例を示す。

１、４８％炭化カルシウム　２．５０％炭化カルシウム２１％炭酸マグネシウム 　４６％炭酸カルシウム２７％炭酸カルシウム　４％コークス １００％ ３．５０％炭化カルシウム ２０％炭酸カルシウム ５％フッ化カルシウム １００″Ｘ 第４表は、トリベ中の耐火物ライニゲを保護するのに使用されて良い組成物の実 施例を示す。

１．５０％炭化カルシウム ５０％炭酸カルシウム １００％ ２．３５％炭酸カルシウム ２５％炭酸マグネシウム ４０％炭化カルシウム １００％ 実施例１ 約１５０トンのスチールを、アーク炉中で熔解し、次いでトリベ中に湯出した。

総ての第一スラグをアーク炉内に保持するべくあらゆる努力がなされたが、約１ インチの第−炉スラグが平均して観察され、ある程度の加熱により２インチだけ の第−炉スラグとなった。従って、トリベの第一スラグ重量は、アーク炉中にス ラグを保持する試みの成功の程度に左右されて、２００〜１．０００ポンドの範 囲と推定された。合成スラグが、トリベ中の幾らかの鉄とマンガンの酸化物を還 元し、熱絶縁を付与し、非金属包含を吸収し、耐火物トリベライニングの攻撃を 最小とし、スチールを再酸化から保護し、かつスチールの硫黄の含有を制御する ことが望まれた。この実施例において、スラグが、スチールから硫黄を除去しな いことが望まれた。この後者の要求を満たすために、スチール硫黄含有を約０． ２５重重量−保持するのに充分低い光学的塩基性度を有する非反応性スラグが、 平均出発硫黄含有が（１０３０重量％を有するよう望まれた。流動化添加剤を次 の＝’１合の成分を含んで処方された２４２％のドロマイト、１７％のソーダ灰 、１％のウオラストナイト（珪灰石）、１６％のガ炭化カルシウム。

流動化成分を、沈降により１７４インチの範囲に粒度を揃え、次いで充分に混合 した。炉湯出し操作の終わり近くで、１．５００ポンドの流動化添加剤を湯出し 流れ中に添加した。次いでアルゴン撹拌を１０分間に約６ｓｃｆｍの速度で適用 した。

°　得られた合成スラグは、泡状、絶縁性、かつスラグ−金属界面で流動性であ った。鉄とマンガンの酸化物含有は、２％以下であった。スチール硫黄含有は、 出発硫黄０．０３０重量％にて、０．０２６重量％に制御された。スラグ道筋の 耐火物の損傷は、観察されなかった。合成スラグの総ての目標は達成された。

実施例２ 約１５０トンのスチールを、石灰、アルミニウム及びフルオルスパールを含む合 成スラグ形成混合物の約２０００ポンドと共にアーク炉中で溶融し、次いでトリ ベ中に湯出した。流動スラグとスチールのエマルジョンを作り出す目的で約２４ ５ｃｆｍの速度で充分に撹拌し、その際に低硫黄レベルまでスチールを脱硫黄化 された。得られた流動スラグは、トリベ耐火物ライニングに対して攻撃的である ことは公知であった。スラグを発泡させ、耐火物ライニングの溶解性を減少させ 、かつスチールの再加熱の間にアーク安定性を促進する目的で、次の組成を有す るスラグコンディジゴナ−を添加した・４８％の冶金学的品質の炭化カルシウム 、４８％のドロマイト、４％の冶金学的コークス。

スラグコンディジシナ−の目的は、スラグに塩基性耐火物成分を添加し、かっス ラグを発泡させるためにガスを発生させ、及びアーク安定化作用を付与すること であった。コンディショナーを、トリベ中でアーク再加熱を適用する前に、トリ へ処理ステーションにおいて添加ポートを介して３００ポンドの量で添加した。

スラグ発泡が観察され、かつアーク再加熱の間、スラグと金属の特徴的層ねが減 少されるのか観察された。再加熱が完成した後、トリベを観察の為に処理ステー ションから取り出した。スラグは、発泡状を保持し、かつコンディショナーを添 加しない場合よりも表面の色がより黒ずんでおり、このことは発泡されかつ熱絶 縁状態であることを示していた。

実施例３ 熱金属（鉄−炭素合金）をスチール製造槽中で変換した。スチールを、脱酸剤を 含む合金添加物と共に、トリベ中に湯出しした。湯出しの終わり近くで、スラグ 改質剤を、スチール１トン当たり１．５〜２ポンドの量で添加した。改質剤は、 次の組成を有した。

５０％の炭化カルシウム、４８％のドロマイト質石灰石、２蔦の冶金学的コーク ス。

湯出しと添加が完成した後、トリベをスラグ除去ステーションに移し、そこで出 来るだけ多くのスラグの除去を実施した。トリベをアーク再加熱とトリベ処理施 設に移行させ、そこで流動添加物をスチール１トン当たり１０〜１５ボンドの量 で添加し、流動添加物組成は次の通りであった二５８％の炭化カルシウム、１７ ％の炭酸マグネシウム、１７％のアルミナ、６％のガラス、２駕の冶金学的コー クス。

次いで、アーク再加熱、ガス撹拌、組成調節、及び分析を必要とする通りに実施 した。

実施例４ 熱金属（鉄−炭素合金）をスチール製造槽中で変換した。スチールを、脱酸剤を 含む合金添加物と共に、トリベ中に湯出しした。湯出しの間、好適には湯出しの 終わり近くで、スラグ改質剤を、スチール１トン当たり２〜１０ポンドの量で添 加した。改質剤は、次の組成を有した。

５０％の炭化カルシウム、２０駕の炭酸カルシウム、１７％の炭酸マグネシウム 、５％のフルオルスバール、５％のアルミナ、３％の冶金学的コークス。

次いで、トリベをトリベ処理ステーションに移し、そこで第二精錬を、必要とす る通りに実施例した。

実施例５ スチールをアーク炉中で溶融し、次いで実質的にスラグの無い状態でトリベに湯 出した。合成スラグが、湯出しの終わり又は湯出しの後のいずれかにおいて、ス チール１トン当たり１０〜１５ボンドの量で流動剤を添加することにより形成し 、合成スラグは次の組成を有した。

２４％の石灰、２０％のアルミン酸カルシウム、１７％の炭酸カルシウム、１４ ％の炭酸マグネシウム、冶金学的コークス。

別案として、前記コンディショナーを、処理の間に連続的に、毎分スチール１ト ン当たり約０．１〜０．３ポンドの速度で添加した。

実施例６ スチールを、スチール１トン当たり石灰、アルミニウム、及びフルオルスパール を含む合成スラグ盤台物１〜４ポンドと共に、アーク炉中で溶融し、次いでトリ ベに湯出しした。流動スラグとスチールのエマルジョンを作り出すのに充分な速 度で強力に撹拌し、その際に低硫黄レベルまでスチールを脱硫黄した。

得られた流動スラグは、トリベ耐火物ライニングに対して攻撃的であることは公 知であった。スラグを発泡させ、かつ耐火物ライニングの溶解性を減少させる目 的で、次の組成を有するスラグコンディショナーをスチール１トン当たり１〜４ ポンドの量で添加した： ５０％の炭酸カルシウム、３０％の炭酸マグネシウム、５％の炭酸ナトリウム、 ５％の高炉スラグ、５％のガラス、５５４のアルミナ。

別案として、前記コンディショナーを、処理の間に連続的に、毎分スチール１ト ン当たり約０．１〜０．３ポンドの速度で添加した。

実施例７ 熱トリへを炉からスチールを受け取る為に調製した。次の組成を有する射出すべ き混合物を、耐火物ライニングのスラグ道筋区域に向は噴射した５０％の炭化カ ルシウム、５０％のドロマイト質石灰石。

次に、スチールをトリベ中に湯出し、次いで第二精錬を開始した。

塁−約 本発明は、第一スチール製造槽の外部で、例えば、トリベ中でスチールを精錬す ることに関する。更に特別には、Ａ）　（ｉ）第一スチール製造槽から持ち越さ れた自然発生的なスラグに現れる有害な作用を軽減する、（ｉｉ）ガス発生及び 発泡により嵩密度が低い、（ｉｉｉ）スチールの精錬に適する、及び（ｉｖ）　 ）リベ耐火物ライニングに対して腐食性でない所のスチール上のスラグを合成す る方法；Ｂ）Ｉ−’Ｊべに入ったどんな第一スラグも処理する為の方法及び組成 物、並びにＣ）耐火物ライニングを被覆する方法及び組成物、に関する。本発明 は、第二トリベスラグの現場における製造：　トリベスラグの処理：及び炭化カ ルシウムと、カルシウム、マグネシウム、及びナトリウムの一つ又はそれ以上の 炭酸塩のような発泡剤と、並びにスラグ組成物を調節するのに使用される他の成 分と、を包含する材料の添加による耐火物ライニングの保護；を包含する。第二 トリベスラグの性質は、光学的塩基性度のスケールを使用して管理される。

これら人、Ｂ、Ｃに関するものである。

国際調査報告

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. １．約２％〜約５５％の炭化カルシウムと、スラグ密度を削減しかつスラグ容積 を増大するのに充分な量の発泡剤とを混合することからなるトリベスラグを合成 しかつ処理するための組成物。
2. ２．発泡剤が、アルカリ金属塩類とアルカリ土類金属塩類からなる群から選択さ れる請求項１記載の組成物。
3. ３．発泡剤が、炭酸塩である請求項３記載の組成物。
4. ４．組成物が更に、シリカ、酸化ナトリウム、フツ化カルシウム、アルミナ、炭 素、石灰、高炉スラグ、及びアルミン酸カルシウムからなる群から選択される添 加物からなる請求項３記載の組成物。
5. ５．組成物が更に、還元剤を含む請求項４記載の組成物。
6. ６．約２％〜約５５％の炭化カルシウムと、スラグ密度を削減しかつスラグ容積 を増大するのに充分な量で、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、バリウム 、ストロンチウム、及びリチウムからなる群から選択される少なくとも一つの炭 酸塩とを混合することからなるトリベスラグを合成しかつ処理するための組成物 。
7. ７．組成物が更に、シリカ、酸化ナトリウム、フツ化カルシウム、アルミナ、炭 素、石灰、高炉スラグ、及びアルミン酸カルシウムからなる群から選択される添 加物からなる請求項６記載の組成物。
8. ８．約２％〜約５５％の炭化カルシウム、約０％〜約３０％の炭酸マグネシウム 、及び約２５％〜約６０％の炭酸カルシウムからなるトリベスラグを合成しかつ 処理するための組成物。
9. ９．約５％〜約５０％の炭化カルシウム、約１０％〜約２０％の炭酸マグネシウ ム、約４０％〜約５５％の炭酸カルシウム、約５％〜約２０％のアルミナ、約２ ％〜約５％のコークスからなるトリベスラグを合成しかつ処理するための組成物 。
10. １０．約２％〜約５５％の炭化カルシウム、約０％〜約３０％の炭酸マグネシウ ム、約２５％〜約６０％の炭酸カルシウム、約０％〜約３５％の炭酸ナトリウム 、約０％〜約２０％のガラス、約０％〜約２５％のフツ化カルシウム、約０％〜 約４０％のアルミナ、約０％〜約１０％のコークス、約０％〜約３５％の石灰、 約０％〜約９％の高炉スラグ、及び約０％〜約５０％のアルミン酸カルシウムか らなるトリベスラグを合成しかつ処理するための組成物。
11. １１．約５％〜約５０％の炭化カルシウム、約１０％〜約２０％の炭酸マグネシ ウム、約４％〜約５５％の炭酸カルシウム、約０％〜約５％の炭酸ナトリウム、 約０％〜約１０％のガラス、約０％〜約１０％のフツ化カルシウム、約５％〜約 ２０％のアルミナ、約２％〜約５％のコークス、約０％〜約２５％の石灰、約０ ％〜約９％の高炉スラグ、及び約０％〜約２４％のアルミン酸カルシウムからな るトリベスラグを合成しかつ処理するための組成物。
12. １２．約４％の炭化カルシウム、約１５％の炭酸マグネシウム、約５８％の炭酸 カルシウム、約１７％のアルミナ、約０％〜約５％のソーダ灰又は約０％〜約５ ％の炭酸ナトリウム、及び約１％のコークスからなるトリベスラグを合成するた めの組成物。
13. １３．３％の炭化カルシウム、約６０％の炭酸カルシウム、約５％のフツ化カル シウム、約２％のコークス、及び約３０％のアルミナからなるトリベスラグを合 成するための組成物。
14. １４．約４．０％の炭化カルシウム、約１６．５％の炭酸カルシウム、約１３． ５％の炭酸マグネシウム、約２０．０％の石灰、約９％の高炉スラグ、約１５． ０％のアルミナ、約２０．０％のアルミン酸カルシウム、及び約２．０％のコー クスからなるトリベスラグを合成するための組成物。
15. １５．約４８％の炭化カルシウム、約２％の炭酸マグネシウム、約２７％の炭酸 ナトリウム、及び約４％のコークスからなるトリベスラグを処理するための組成 物。
16. １６．約５０％の炭化カルシウム、約４６％の炭酸カルシウム、及び約４％のコ ークスからなるトリベスラグを処理するための組成物。
17. １７．約５０％の炭化カルシウム、約２０％の炭酸カルシウム、約２０％のアル ミナ、約５％のコークス、及び約５％のフツ化カルシウムからなるトリベスラグ を処理するための組成物。
18. １８．約５０％の炭化カルシウム、及び約５０％の炭酸カルシウムからなる耐火 物ライニングを被覆するための組成物。
19. １９．約４０％の炭化カルシウム、約３５％の炭酸カルシウム、及び２５％り炭 酸マグネシウムからなる耐火物ライニングを被覆するための組成物。
20. ２０．工程： ａ）炉からトリベにスチールを湯出しし、次いでスチールと共にトリベに持ち越 される第一スラグを最小とし、ｂ）湯出しの間又は後に、トリベにスチール中の 酸化鉄を還元するのに充分な量の炭化カルシウムを添加し、 ｃ）アルミナ、ソーダ灰、及びコークスからなる群から選択される少なくとも一 つの成分を添加し、次いで ｄ）スチールを撹拌する これら諸工程からなるトリベスラグを合成する方法。
21. ２１．工程Ｂ）と工程ｃ）中のスチールに添加する材料が、スチール１トン当た り総量で約１０〜約２０ポンドからなる請求項２０記載の方法。
22. ２２．更に、炉から持ち越されるスラグをトリベ中のスチールの表面から除去す る工程を含む請求項２１記載の方法。
23. ２３．更に、工程ｂ）と工程ｃ）で添加される材料を熔融又は溶解するために、 トリベ中のスラグとスチールにアークを当てる工程を含む請求項２２記載の方法 。
24. ２４．工程ｂ）と工程ｃ）で添加される材料が、約４％の炭化カルシウム、約１ ５％の炭酸マグネシウム、約５８％の炭酸カルシウム、約１７％のアルミナ、約 ５％のソーダ灰、約５％の炭酸ナトリウム、及び約１．０％のコークスからなる 請求項２３記載の方法。
25. ２５．工程ｂ）と工程ｃ）で添加される材料が、約３％の炭化カルシウム、約６ ０％の炭酸カルシウム、約５％のフツ化カルシウム、約２％のコークス、及び約 ３０％のアルミナからなる請求項２０記載の方法。
26. ２６．添加される材料が、約２％〜約５５％の炭化カルシウム、約０％〜約３０ ％の炭酸マグネシウム、及び約２５％〜約６０％の炭酸カルシウムからなる請求 項２０記載の方法。
27. ２７．工程： ａ）炉からスチールとスラグをトリベに湯出しし、ｂ）スラグ中の実質的に総て の酸化鉄を還元するために、スラグにかなりの量の炭化カルシウムを添加し、 ｃ）スラグ密度を削減し、かつスラグ容積を増大するために、スラグに発泡剤を 添加する これら諸工程からなるトリベスラグを処理する方法。
28. ２８．更に、スチールを混合するために電磁又はガス撹拌を適用する工程を含む 請求項２７記載の方法。
29. ２９．トリベスラグを処理する組成物が、約５０％の炭化カルシウム、約５０％ の炭酸カルシウム、及び約４％のコークスを混合することからなる請求項２７記 載の方法。
30. ３０．工程： ａ）被覆されるべきトリベ表面を加熱し、次いでｂ）加熱したトリベ表面に対し て、約５０％の炭化カルシウム、及び約５０％の炭酸カルシウムからなる粒状混 合物を塗化するこれら諸工程からなる耐火物ライニングを被覆する方法。
31. ３１．前記粒状混合物が、約４０％の炭化カルシウム、約３５％の炭酸カルシウ ム、及び更に約２５％の炭酸マグネシウムからなる請求項３０記載の方法。
32. ３２．被覆されるべきトリベ表面が、耐火物トリベライニングである請求項３０ 記載の方法。
33. ３３．被覆が、精錬操作の間にスラグと接触されると期待される耐火物ライニン グの部分に噴霧することにより塗布される請求項３０記載の方法。
34. ３４．ａ）発泡剤を添加する 工程からなる非酸化性スラグの密度を削減する方法。
35. ３５．前記発泡剤が、炭酸塩である請求項３４記載の方法。
36. ３６．前記発泡剤が、アルカリ金属塩類とアルカリ土類金属塩類から選択される 請求項３４記載の方法。
37. ３７．平均粒度が、約０．２５〜約０．５インチの範囲である請求項１記載のス ラグを合成しかつ処理するための組成物。
38. ３８．工程： ａ）炭化カルシウムを、スラグ中の酸化鉄を還元するのに充分な量でトリベスラ グに添加する ことからなる非酸化性トリベスラグを合成しかつ処理するための方法。