JPH06212230A

JPH06212230A - 脱硫剤

Info

Publication number: JPH06212230A
Application number: JP5298844A
Authority: JP
Inventors: W Neil Rossborough; ネイルロスバーロウダブリュー; Harry E Trout; イートラウトハリイ
Original assignee: Rossborough Manufacturing Co
Current assignee: Rossborough Manufacturing Co
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1994-08-02
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: US5358550A; JPH08925B2; US5368631A

Abstract

(57)【要約】【目的】鉄質材料とくに溶融銑鉄からイオウを除去す
ると共に、除去イオウをスラッグ層中に捕捉して脱硫効
率を高めた新規な脱硫法を提供する。【構成】脱硫剤は銑鉄に共注入する２成分系である。
脱硫剤の第１主要成分はカルシウム化合物を含み、脱硫
剤の第２主要成分はマグネシウム、液体のガス生成性化
合物、および吸収性ケソ素スラッグ生成剤を含む。この
吸収性スラッグ生成剤は除去したイオウ化合物をスラッ
グ内に保持し、脱硫中にイオウ化合物が溶融銑鉄に再侵
入するのを阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は溶融銑鉄の脱硫法に関
し、更に詳しくは溶融銑鉄を脱硫するために使用する脱
硫剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】銑鉄の製造に常用される鉄鉱石およびそ
の他の材料すなわち石炭およびコークス中のイオウ含量
は鉄鋼製造のコストを増大させた。その結果として、鉄
が基本酸素炉および／または鉄鋼製造炉に入る前に、銑
鉄を脱硫することが益々望ましいことになりつつある。
多年にわたって、広範な種類の材料および混合物が銑鉄
の脱硫に使用された。種々のカルシウム成分が良好な脱
硫剤であることが知られていた。マグネシウムが単独で
又は種々のアルカリ性金属酸化物との組合せにおいて良
好な脱硫剤であることも知られていた。一次脱硫剤とし
て酸化カルシウムおよびマグネシウムを使用することを
開示する若干の特許がある。（スカッチの米国特許第
４，７６５，８３０号；スカッチの米国特許第４，７０
８，７３７号；グリーンの米国特許第４，７０５，５６
１号；キャンドラーの米国特許第４，１３９，３６９
号；カワカミの米国特許第４，１３７，０７２号；コロ
スの米国特許第３，９９８，６２５号参照）。更に炭化
カルシウムを一次脱硫剤として使用することを開示する
脱硫法も周知であり文献によく報告されている。（フレ
イスマスの米国特許第３，５９８，５７３号；トッドの
米国特許第３，９２９，４６４号；およびブラウンの米
国特許第４，３９５，２８２号参照）。

【０００３】最近になって、カルシウム化合物およびマ
グネシウムをガス生産性化合物と組み合わせて使用して
イオウ除去量を増大させることも行われた。ガス生産性
化合物は溶融銑鉄との接触の際にガスを放出して溶融鉄
内に乱流環境を作る。放出ガスは主として脱硫剤の集合
体を破壊して脱硫剤を溶融銑鉄中に分散させる。ガス生
産性試剤は代表的に炭化水素、炭酸塩またはアルコール
であり、溶融銑鉄との接触の際に種々の量のガスを放出
する。これらの種々のガス生産性試剤の使用は良く知ら
れている。（タカムラの米国特許第３，８７６，４２１
号；メイチャナーの米国特許第４，０７８，９１５号；
グモーリングの米国特許第４，１９４，９０２号；コロ
スの米国特許第４，２６６，９６９号；フライスマスの
米国特許第４，３１５，７７３号；コロスの米国特許第
４，３４５，９４０号；グリーンの米国特許第４，７０
５，５６１号；レラーメイヤーの米国特許第４，５９
２，７６７号；メイチャナーの米国特許第４，８３２，
７３９号；ルイドクスの米国特許第５，０２１，０８６
号参照）。

【０００４】脱硫剤はまた種々のスラッグ生成剤を含む
ことができる。従来は、スラッグ剤の重要性は見過され
た。より重要な関心は脱硫剤の種々の成分を使用するこ
との経済性にあったからである。適切な硫硫成分を使用
して銑鉄中のイオウと反応させ、イオウを銑鉄から分解
することは重要であるけれども、スラッグの組成は、除
去したイオウをスラッグ内に保持し、イオウを溶融銑鉄
に再侵入させないことは非常に重要である。

【０００５】種々のスラッグ剤が種々の目的に使用され
た。米国特許第４，３１５，７７３号には、炭化カルシ
ウム、ガス発生用化合物、およびホタル石を含む脱硫剤
が記載されている。ホタル石はスラッグの性質を変性し
て炭素ダストの生成が脱硫中に着火しないようにするた
めに使用される。

【０００６】米国特許第５，０２１，０８６号には、ホ
タル石を使用してスラッグの特性を変性し、脱硫法の期
間中のスラッグの流動性を増大させることが記載されて
いる。

【０００７】現時点において、銑鉄からイオウを除去す
るための種々の脱硫剤の適切な使用をスラッグ形成剤と
バランスさせ、除去したイオウを捕捉してイオウが銑鉄
に再侵入するのを防ぐようにすることの関心は、従来の
技術には開示されなかった。硫硫法の期間中のスラッグ
特性への不適切な配慮の結果として、スラッグの容易な
除去を確保し且つスラッグ内のイオウの適切な捕捉を行
って銑鉄からのイオウの除去を最適化することを確保す
るよりよいスラッグ剤の需要が今や存在する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カルシウム
化合物、ガス放出性化合物およびスラッグ形成剤を含む
脱硫剤で溶融鉄質材料たとえば銑鉄を処理して、鉄質材
料からイオウを除去すると共に除去イオウをスラッグ層
中に捕捉する溶融鉄質材料の処理法を提供しようとする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の主要な特徴によ
れば、脱硫剤が２つの主要成分をもち、溶融銑鉄の表面
下に共注入されて銑鉄からイオウを除去する脱硫法が提
供される。脱硫剤の第１の主要成分は、溶融銑鉄中でイ
オウと容易に反応するカルシウム化合物を主として含
む。種々のカルシウム化合物を脱硫剤の第１の主要成分
として使用することができ、例として炭化カルシウム、
炭酸カルシウム、塩化カルシウム、カルシウムシアナミ
ド、沃化カルシウム、硝酸カルシウムおよび亜硝酸カル
シウムがあげられる。適切なカルシウム成分をとりあげ
るとき、カルシウムイオンが溶融銑鉄中に迅速かつ容易
に生成して銑鉄内のイオウと反応するのに利用されるよ
うな化合物をとりあげることが重要である。カルシウム
化合物は溶融銑鉄の温度より低い融点をもつことがで
き、あるいはもたなくてもよい。その上、カルシウム化
合物はカルシウムイオンに予め付随するイオンが脱硫法
に悪影響を与えないようにえらばれるべきである。酸化
カルシウム、炭酸カルシウム、および炭化カルシウム
が、第１の主要脱硫成分として個々に又はいくつかの組
み合わせで使用しうる一般的な種類のカルシウム化合物
である。硫化カルシウムおよび硫酸カルシウムのような
カルシウム化合物は使用すべきではない。カルシウムに
付随するイオンがイオウであり、銑鉄から除去すること
をもともと意図する化合物に相当するからである。石灰
または生石灰と通常呼ばれる酸化カルシウムが第１主要
成分の単一成分として代表的に使用される。酸化カルシ
ウムは溶融銑鉄中で完全に溶融するものではないけれど
も、溶融銑鉄内のエネルギーは酸化カルシウムの多くを
カルシウムイオンと酸素イオンに解離させる。このカル
シウムイオンは銑鉄内のイオウと安定な化合物を形成す
る。酸素イオンはカルシウムイオウ化合物に結合するこ
とができ、銑鉄内のイオン、マグネシウムまたは他の化
合物と酸化物を形成することができ、あるいは酸素ガス
として銑鉄から逃散することができる。銑鉄内で生成す
る酸素化合物は銑鉄の表面に浮遊し、スラッグ結合して
後にイオウと共に除去される。カルシウム化合物の粒径
は、カルシウム化合物の銑鉄中のイオウとの必要な反応
または活性を与えるに十分に小さくなければならない。
この粒径が大きすぎると、十分なカルシウムが生成され
ず、貧弱な脱硫しかえられない。小さすぎる粒径は銑鉄
中へのカルシウム化合物の注入問題が生ずることがあ
る。一般に、カルシウム化合物の粒径は１４〜５００
Ｕ．Ｓ．標準篩、代表的には２００〜４００Ｕ．Ｓ．標
準篩の範囲に保たれる。

【００１０】本発明の別の面によれば、脱硫剤の第２の
主要成分は、スラッグ形成剤に吸収される液体のガス生
成性化合物を含む。炭化水素、アルコールおよび炭酸塩
のような種々の液体のガス生成性化合物を使用すること
ができる。溶融鉄と接触する際にガスを生成するような
ガス生成性化合物がえらばれる。生成ガスは脱硫剤の種
々の成分を銑鉄中でくまなく混合して、種々の脱硫化合
物と銑鉄中のイオウとの間の反応を最大にする。生成ガ
スはまた脱硫剤を破砕して分散させ、イオウとの反応に
有効な活性の場を最大にし、それによって銑鉄からのイ
オウの除去効率を増大させる。使用しうる種々の液体の
ガス生成性化合物が存在するけれども、特定種類のガス
生成性試剤は一般に脱硫法または脱硫法のまわりの環境
に有害でないガスを生成する化合物に限定される。代表
的に、液体のガス生成性成分は液体炭化水素である。液
体炭化水素は飽和または不飽和の、あるいはハロゲン化
または非ハロゲン化の炭化水素でありうる。液体炭化水
素は、溶融銑鉄内の脱硫成分の集合体を適切に分散させ
破砕するに十分な量の揮発成分を含むべきである。銑鉄
の攪拌および／または銑鉄へのガスの注入のような脱硫
用の種々の分散技術が使用された。脱硫剤の一成分とし
てガス生成性化合物を使用することは、銑鉄内の攪拌お
よび／またはガス注入からえられるものを越えて、銑鉄
からのイオウの除去を著しく増大させる、ということが
発見された。その結果として、脱硫剤の分散液は銑鉄に
ガス生成性化合物を注入することによって、または銑鉄
の攪拌および／または銑鉄へのガスの注入と組合せてガ
ス生成性化合物を使用することによって達成されうる。
ガス生成性化合物は脱硫剤を破砕して脱硫剤が銑鉄内で
集合体になるのを阻止するに十分なガスを生成すべきで
ある。脱硫化合物を始めに銑鉄に注入するとき、諸成分
は集合体になって脱硫剤の反応の場を減少させ、イオウ
の除去効率の減少をもたらす傾向をもつ。揮発性成分の
放出によって生ずる乱流環境は、脱硫化合物が集合体を
形成するのを防ぎ、また生成した集合体を破砕する。ガ
ス生成性はまた吸収性スラッグ形成剤を破砕してこれを
均一に分散させ、それによって所望のスラッグが銑鉄上
に生成される。液体のガス生成性化合物に十分な揮発成
分が存在していて、吸収性スラッグ生成剤を破砕し分散
させ、脱硫化合物の集合体を破砕し阻止し、溶融銑鉄中
にくまなく脱硫成分を分散させることが重要である。代
表的に、液体の炭化水素は少なくとも５０％の揮発成分
を含むべきである。適切な揮発成分を与え、そして種々
のスラッグ生成剤中に容易に吸収されうることのわかっ
た液体炭化水素は鉱油である。鉱油は主としてパラフイ
ン型の鉱油であり、これらは１００％に近い揮発成分を
含む飽和炭化水素である。種々の市販の鉱油の粘度は４
０℃において１５〜５００センチストークスの範囲にあ
る、通常の市販鉱油はＩＳＯ２２、ＩＳＯ３２、ＩＳＯ
６８、ＩＳＯ１００、ＩＳＯ１３０、およびＩＳＯ４６
０である。液体炭化水素の粘度はスラッグ生成剤に吸収
されえないような高すぎるものであってはならない。一
般に、液体炭化水素の粘度は４０℃において５０センチ
ストークス未満であり、代表的には４０℃において３０
〜１３０センチストークスである。液体のガス生成性成
分の量は第２の主要成分の１〜２０重量％を作る。使用
する液体のガス生成性化合物の量は一般に、液体のガス
生成性化合物の揮発物含量が減少するにつれて増大す
る。７０％以上の揮発成分を含む液体のガス生成性試剤
は、代表的に第２主要成分の４〜１２重量％を構成す
る。全体の脱硫剤の揮発物の重量％は代表的に２〜７％
の範囲にある。

【００１１】本発明の別の特徴によれば、脱硫剤の第２
主要成分はマグネシウムを含む。マグネシウムは純粋な
マグネシウムまたはマグネシウム合金の形体でありう
る。マグネシウムは酸素およびイオウと容易に反応する
高度に反応性の金属である。マグネシウムとイオウとの
間の反応は非常に激しくあることができ、脱硫中の鉄の
スパッタリング（はねかえり）を生ぜしめ得る。マグネ
シウムは酸素に対して高い親和力をもち、まず酸素と反
応しその後にイオウと反応する。その結果として、銑鉄
中の酸素の量をモニターし制御してマグネシウムが独占
的に酸化マグネシウムを生成するのを阻止する。マグネ
シウムは比較的高価な材料であり、通常は脱硫剤の中で
最も高価な成分である。マグネシウムの高価格のため
に、マグネシウムの量は、脱硫剤が高すぎて使用がコス
ト的に禁止状態になることなしに脱硫を最大にするよう
にえらばれる。脱硫法の期間中、銑鉄は不活性環境を発
生させることによって大気から遮蔽することができる。
不活性環境は、不活性ガスを満たした室に銑鉄を置くこ
とによって、または脱硫中の銑鉄の頂部の上の不活性ガ
スを流すことによって、生成させることができる。不活
性環境は酸素が銑鉄に入って脱硫中のマグネシウムと結
合するのを阻止する。標準の不活性ガスたとえばヘリウ
ム、窒素、アルゴン、および天然ガスを使用して脱硫中
の遮蔽を与えることができる。マグネシウムは第２主要
成分の５０〜９０重量％を構成し、代表的には７５〜８
７重量％である。第２主要成分の５０重量％未満のマグ
ネシウム量は適切な脱硫効率を与えない。脱硫中にマグ
ネシウムが反応しないこと及び／又は非イオウ化合物と
反応することによって生ずるマグネシウム廃棄を阻止し
て、脱硫中のスパッタリングを生ぜしめうる激しいマグ
ネシウム反応を減少させるために、マグネシウム含量は
第２主要成分の９０重量％を越えない。マグネシウムの
粒径は、イオウと効率的に反応するに十分な活性の場を
与えるようにえらばれる。粒径は一般に１４〜３２５
Ｕ．Ｓ．標準篩の範囲にあり、代表的に１８〜５０Ｕ．
Ｓ．標準篩の範囲にある。

【００１２】本発明の更に別の特徴によれば、吸収性ス
ラッグ生成剤は一般に、液体のガス生成性化合物を吸収
しうる無機物質である。シリカのようなケイ素化合物
が、その銑鉄からのイオウ除去を増大させる性質のため
に、非常に良好なスラッグ生成剤であるということが見
い出された。シリカは所望の粘度の溶融銑鉄の上にスラ
ッグを形成して銑鉄からのスラッグの容易な除去を行
う。シリカはまた、脱硫法の期間中種々の脱硫剤と反応
した後に銑鉄表面に浮遊するイオウ化合物を容易に捕捉
するスラッグを生成する。銑鉄内に生成するカルシウム
およびイオウの硫化物と硫酸塩は脱硫期間中のスラッグ
に移行する。イオウ化合物がスラッグ中に存在すると、
イオウはイオンに解離して銑鉄に再び入るか、あるいは
イオウ化合物自身が銑鉄に再び入る。スラッグ内のシリ
カは、イオウ化合物に安定で流動性の環境を与えること
によって、イオウの解離および／またはイオウ化合物の
銑鉄への再侵入の両者を阻止する傾向がある。種々のケ
イ素化合物をスラッグ生成剤として使用することが出来
る。１つのこのような化合物は約８０％またはそれ以上
の酸化ケイ素を含む無定形ケイソウ土シリカである。ケ
イソウ土シリカは２原子のタンパク石シリカから実質的
に作られた非結合の多孔質低密度の沈澱物である。ケイ
ソウ土シリカは主として酸化ケイ素から成り、他の酸化
物たとえば酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化カルシウム
および酸化マグネシウムを含む。ケイソウ土シリカの低
密度と多孔性はそれを液体のガス生成性化合物を吸収す
るすぐれた媒質とする。ケイソウ土シリカは代表的に約
４０重量％までの液体のガス生成性化合物を吸収しう
る。スラッグ生成剤の粒子寸法は銑鉄に容易に移行する
に十分に小さくあるべきであり、然もスラッグ生成剤の
吸収性に悪影響を与えるほど小さくあってはならない。
一般に、スラッグ生成剤の粒径は１２〜１００Ｕ．Ｓ．
標準篩の範囲にあり、代表的に１６〜６５Ｕ．Ｓ．標準
篩の範囲にある。スラッグ生成剤の量は一般に脱硫剤の
第２主要成分の５〜２０重量％を構成し、代表的に１０
〜１５重量％の範囲にある。

【００１３】本発明の別の特徴によれば、脱硫剤の第２
主要成分は、より多くの流体スラッグを発生させるため
の且つスラッグ内に捕捉される液体の鉄の量を減少させ
るための、追加のスラッグ改良剤を含むことができる。
種々のスラッグ改良剤を使用することができ、例として
たとえば治金用ホタル石、ドロマイトライム、炭酸ナト
リウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、クリロライ
ト；コレマナイト、塩化カルシウム、弗化ナトリウムお
よびソーダ灰があげられる。代表的に治金用ホタル石が
使用される。弗化カルシウムのような治金用ホタル石は
シリカのスラッグ生成剤との組合せにおいてスラッグの
物性に対する最良の改良を示すからである。一般に、第
２主要成分の１０％以下が治金用ホタル石を含む。多す
ぎる治金用ホタル石はイオウが溶融銑鉄に容易に戻る点
にまでスラッグの粘度を減少させる傾向をもつからであ
る。弗化カルシウムはスラッグ改良剤として使用するた
めのよりよい治金用ホタル石の１つであることが見い出
された。一般に、治金用ホタル石の量は脱硫剤の第２主
要成分の０〜１０％の範囲にある。スラッグ改良剤の粒
径は一般に１４〜３２５Ｕ．Ｓ．標準篩の範囲にある。

【００１４】本発明の更に別の特徴によれば、石灰を脱
硫剤の第２主要成分に加えて銑鉄からのイオウの除去を
更に増大させ、溶融銑鉄中のマグネシウムの激しい反応
を減少させることができる。石灰（酸化カルシウム）は
溶融銑鉄内で容易にカルシウムイオンと酸素イオンに解
離する。遊離のカルシウムイオンは銑鉄中のイオンと反
応して硫化カルシウム硫酸カルシウムを生成する。石灰
はまた銑鉄中でマグネシウムとイオウとの間で起こる激
しい反応を減少させる。石灰とマグネシウムとの間に含
まれ、イオウとマグネシウムとの反応を消める正確な機
構は知られていないけれども、出願人は酸化カルシウム
からの酸素がまずマグネシウムと反応して酸化マグネシ
ウムを生成し、これがその後にマグネシウムから解離し
てそのマグネシウムをイオウと反応させると信じてい
る。それ故、酸素と反応するマグネシムウの中間工程が
銑鉄内でのマグネシウムとイオウとの間の反応の激しい
性質を減少させると信ぜられる。第２主要成分中の石灰
の量は第２主要成分の２０％以下に限定される。石灰の
粒径は一般に１４〜５００Ｕ．Ｓ．標準篩の間にある。
代表的に、この粒径はマグネシウム粉末の粒径以下であ
る。

【００１５】本発明の更になお別の面によれば、銑鉄に
加えられる第１主要成分の量は最適量の脱硫を得るため
に第２成分に対して変えることができる。一般に、第１
主要成分は第２主要成分よりも多い量で加えられる。第
１主要成分と第２主要成分との重量比は２：１〜５：１
の範囲にある。この比は主として銑鉄中のイオウの量に
依存する。代表的に、この比は石灰基材の脱硫系につい
て３：１〜４：１である。

【００１６】本発明の主たる目的はスラッグに移行する
イオウを最大にすることによって鉄質材質の脱硫法を提
供することにある。

【００１７】本発明の別の目的は、脱硫中に生成したイ
オウ化合物を保持し、スラッグから鉄質材料中に再移動
するのを阻止するスラッグを生成させることによって上
記の媒質材料を脱硫する方法を提供することにある。

【００１８】本発明の更に別の目的は、２つの主要成分
を含む脱硫剤を加えることによる鉄質材料の脱硫法であ
って、第１主要成分がカルシウム化合物を含み、第２主
要成分がマグネシウム、ガス生成性化合物および吸収性
スラッグ生成剤を含む脱硫剤によって鉄質材料の脱硫法
を提供することにある。

【００１９】本発明の更になお別の目的は、脱硫剤の第
２主要成分が、より流動性のスラッグを発生して、スラ
ッグ内に捕捉される液体の鉄質材料の量を減少させるス
ラッグ改良剤の添加を更に含む、上記の鉄質材料の脱硫
法を提供することにある。

【００２０】本発明の別の目的は第２主要成分に石灰を
添加して、鉄質材料からのイオウ除去を減少させ、マグ
ネシウムとイオウの激しい反応を減少させることにあ
る。

【００２１】これらの及びその他の目的と利点は本発明
の次の記述から当業者に明らかになるであろう。

【００２２】

【実施例】本発明の脱硫剤は、脱硫法の期間中に生成す
るイオウ化合物を捕捉してイオウ化合物が鉄質材料に再
侵入するのを許さない改良されたスラッグ系を使用する
ことによって、銑鉄のような溶融鉄質材料の改良された
脱硫を示す。脱硫剤は２つの主要な成分を含み、それら
は代表的に溶融鉄質材料中に共注入される。

【００２３】第１の主要成分は主としてカルシウム化合
物を含み、これは溶融銑鉄内で容易にカルシウムイオン
に解離してイオウと反応し、種々のカルシウムとイオウ
の化合物を生成する。脱硫剤の第１の主要成分は単一の
カルシウム化合物または種々のカルシウム化合物の混合
物を含むことができる。使用する特定のカルシウム化合
物は溶融銑鉄内で少なくとも部分的にカルシウムに解離
しなければならない。溶融銑鉄の温度は約２４００°Ｆ
である。若干のカルシウム化合物は銑鉄の脱硫中に他の
ものよりも良く働く。酸化カルシウムもしくは石灰は本
発明に使用するための最も良いカルシウム化合物の１つ
であることがわかった。酸化カルシウムは１４〜２００
Ｕ．Ｓ．標準篩の範囲の寸法に粉砕されて酸化カルシウ
ム上に適切な反応と活性の場を与え、溶融銑鉄内のカル
シウムのイオン化を改良する。好ましくは、酸化カルシ
ウムの粒径は２００〜４００Ｕ．Ｓ．標準篩の範囲にあ
る。

【００２４】脱硫剤の第２主要成分はマグネシウム、ガ
ス生成性化合物および吸収性スラッグ生成剤を含む。マ
グネシウム含量は第２主要成分の少なくとも５０重量％
を構成し、９０重量％以下である。第２主要成分の９０
重量％以上のマグネシウムの添加はマグネシウムとイオ
ウとの間の反応を余りにも激しくさせて過度のスパッタ
リングおよび恐らく低いイオウ除去効率をもたらす。マ
グネシウムは商業級のマグネシウムの形体であるのが好
ましいが、マグネシウム合金またはより純粋な形体のマ
グネシウムを使用することもできる。マグネシウムは、
それが１４〜３２５Ｕ．Ｓ．標準篩の範囲の粒径をもつ
ように、顆粒または粉末の形体に粉砕される。好ましく
は、マグネシウムは１８〜５０Ｕ．Ｓ．標準篩の範囲に
ある。

【００２５】第２主要成分のガス生成性化合物は好まし
くは炭化水素である。液体炭化水素は好ましくは７０％
以上の揮発性成分を含む。約１００％の揮発成分をもつ
液体鉱油が良好なガス生成性化合物であることがわかっ
た。液体鉱油から生産されるガスは、銑鉄中の脱硫剤の
分散量を増大させ、銑鉄内の集塊の生成を阻止するのに
十分であるべきである。液体鉱油の揮発成分はまた吸収
性スラッグ生成剤を破砕し分散させて、所望のスラッグ
が脱硫中に生成するようにする。好ましくは、脱硫剤の
揮発物の重量％は約６％である。液体鉱油は種々の粘度
をもつことができるが、粘度は液体鉱油が吸収性スラッ
グ形成剤中に適切に吸収されえないほど大きくてはなら
ない。代表的に、液体鉱油の粘度は４０℃で５００セン
チストークス未満であり、好ましくは４０℃で３０〜１
３０センチストークスである。３０〜１３０のＩＳＯ値
をもつ液体鉱油は、それらが吸収はスラッグ生成剤に容
易に吸収されるような適切な粘度をもつ。４０℃で１５
センチストークス未満の粘度をもつ液体鉱油は吸収性ス
ラッグ生成剤中に適切に保持されず、銑鉄への第２主要
成分の注入の問題を生ぜしめる。第２主要成分内の液体
鉱油の量は第２主要成分の重量の１〜２０％の範囲にあ
る。好ましくは、少なくとも７０％の揮発成分を含む鉱
油が第２主要成分の８〜１２重量％を構成する。

【００２６】吸収性スラッグ生成剤は液体のガス生成性
成分を吸収して、除去されたイオウを保持する溶融銑鉄
の頂部にスラッグを生成する。シリカは高度に望ましい
スラッグを生ずる。このスラッグは、スラッグ中にイオ
ウを捕捉することによってイオウの除去を増大させる比
較的流動性の堅さをもつ。好ましくは無定形のケイソウ
土シリカが吸収性スラッグ生成剤としてえらばれる。無
定形ケイソウ土シリカは種々の液体のガス生成性成分の
比較的高い吸収能力をもつ。一般に、ケイソウ土シリカ
は液体のガス生成剤の約４０重量までを吸収することが
できる。ケイソウ土シリカは主として酸化ケイ素から成
り、他の酸化物たとえば酸化アルミニウム、酸化鉄、酸
化カルシウムおよび酸化マグネシウムを含む。ケイソウ
土シリカは一般に第２主要成分の重量の５〜２０％を構
成し、代表的には１０〜１５重量％の重量である。ケイ
ソウ土シリカの粒径は１２〜１００Ｕ．Ｓ．標準篩の範
囲にある。この粒径はケイソウ土シリカの吸収特性に悪
影響を及ぼすような小さすぎるものであってはならな
い。好ましくは、粒径は１６〜６５Ｕ．Ｓ．標準篩の範
囲にある。

【００２７】石灰を第２主要成分に少量加えることもで
きる。マグネシウムと混合した少量の石灰は、マグネシ
ウムとイオウの激しい反応を減少させるのを助ける。第
２主要成分に加える石灰の量は第２主要成分の０〜２０
重量％の範囲にあり、代表的に１０重量％以下である。
石灰の粒径は１４〜５００Ｕ．Ｓ．標準篩の範囲にあ
り、好ましくは粉末マグネシウムの粒径以下である。

【００２８】追加のスラッグ改良剤を脱硫剤の第２主要
成分に加えて、より流動性のスラッグを発生させ、スラ
ッグ内に捕捉される液体の鉄の量を減少させることがで
きる。好ましくは、弗化カルシウムをスラッグ改良剤と
して使用する。好ましくは、０〜１０重量％の弗化カル
シウムを第２主要成分に加える。１０％より多い弗化カ
ルシウムの量は、過度に流動性があり、スラッグ中にイ
オウ化合物を適切に保持しえないスラッグをもたらすこ
とがある。弗化カルシウムの粒径は１４−３２５Ｕ．
Ｓ．標準篩の範囲にある。

【００２９】脱硫剤の２つの主要成分は溶融銑鉄中に一
般に注入されるが、２つの主要成分はまた銑鉄中に攪拌
されてもよい。好ましくは２つの主要成分は銑鉄中に同
時に共注入される。２つの主要成分の注入前に、これら
２の主要成分は流動化される。好ましくは、２つの主要
成分は銑鉄中に共注入される前に半稠密状態で流動化さ
れる。２つの主要成分の粒径は、２つの主要成分のいず
れかが密に充填されて適切に流動化されえないような余
りにも小さいものであってはならない。２００Ｕ．Ｓ．
標準篩より小さい粒径は一緒に密に充填されて適切な流
動を行いえない傾向がある。流動化脱硫剤はキャリヤー
ガスによって銑鉄中にはこばれる。キャリヤーガスは不
活性であるべきである。ふつうに使用されるキャリヤー
ガスはアルゴン、ヘリウム、天然ガスまたは種々の他の
不活性ガスである。好ましくは、キャリヤーガスは窒素
である。一般に、脱硫剤を溶融銑鉄に注入するに必要な
キャリヤーガスの圧力は７５〜８０ｐｓｉであるが、こ
の圧力は種々の脱硫成分の粒径、および脱硫剤が銑鉄に
注入される深さに応じてこれより大きく又はこれより小
さくあってもよい。キャリヤーガスと共にこれら２つの
主要成分を共注入することは、銑鉄中にくまなく脱硫剤
をよりよく分散させる結果をもたらす。追加の不活性ガ
スを銑鉄中に注入することができ、および／または銑鉄
を攪拌して共注入した脱硫剤を銑鉄中に更に分散させる
こともできる。

【００３０】不活性シールドガスを使用して銑鉄を脱硫
中の大気から保護することもできる。標準のシールドガ
スたとえばアルゴン、窒素、ヘリウムおよび／または天
然ガスを使用することができる。シールドされた環境は
主として酸素が溶融銑鉄と相互作用するのを阻止する。
銑鉄の頂部に生成したスラッグは大気に対するシールド
としても役立つ。特に、シリカはスラッグ内に酸素に対
する半バリヤーを形成する。余りにも多い酸素が銑鉄中
で利用されると、銑鉄内のマグネシウムの脱硫効果が中
和される。マグネシウムはイオウとの反応の前に酸素と
反応する傾向があるからである。生成する酸化マグネシ
ウムはスラッグに入ってマグネシウムを銑鉄から除去す
るからである。あまりにも多い酸化マグネシウムが生成
すると、スラッグの物性は悪影響を受ける。酸化マグネ
シウムがスラッグの粘度を減少させるからである。低す
ぎる粘度をもつスラッグはスラッグ中のイオウ化合物を
銑鉄中に再移行させる。シールドガスを使用して銑鉄の
酸素含量を調節し、脱硫剤の効率を最大にすることがで
きる。

【００３１】脱硫剤の第１主要成分の重量％は好ましく
は脱硫剤の第２主要成分の重量％より大きい。代表的
に、第１主要成分と第２主要成分との間の重量比は２：
１〜５：１である。脱硫剤の第１主要成分は脱硫剤の６
６〜８３重量％の範囲にありうる。好ましくは、第１主
要成分は脱硫剤の７５〜８０重量％を構成しうる。

【００３２】表Ｉに示すように脱硫剤の試験を行った。
第１主要成分（Ｐ１）と第２主要成分（Ｐ２）を窒素ガ
スによって銑鉄に共注入した。第１主要成分は酸化カル
シウムを含んでおり、第２主要成分は８４％のマグネシ
ウム、３．７％の酸化カルシウム、６％の鉱油および
６．３％のケイソウ土シリカを含んでいた。脱硫剤中の
揮発物の重量％は約６％であった。共注入時間は５〜１
５分の範囲であった。脱硫法の期間中、溶融銑鉄を２４
００°Ｆ（１３３３℃）に保った。

【００３３】

【表１】

【００３４】本発明を特定の具体例に関して記述したけ
れども、特許請求の範囲内の変化は当業者にとって明ら
かであろう。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス放出性脱硫剤を溶融銑鉄に注入し、
それによって放出ガスが銑鉄中の脱硫剤を混合すること
から成り、該脱硫剤が銑鉄の表面下に注入した２つの主
要成分をもち、第１主要成分がカルシウム化合物を含
み、第２主要成分がスラッグ生成剤中に吸収された液体
のガス生成性化合物および少なくとも５０重量％のマグ
ネシウムを含む、ことを特徴とする溶融銑鉄の脱硫方
法。
【請求項２】カルシウム化合物が酸化カルシウム、炭
化カルシウムおよびカルシウムシアナミドからなる群か
らえらばれる請求項１の方法。
【請求項３】第１主要成分が酸化カルシウムである請
求項２の方法。
【請求項４】脱硫剤の粒径が１４〜５００Ｕ．Ｓ．標
準篩の範囲にある請求項１の方法。
【請求項５】第２主要成分が９０重量％までのマグネ
シウムを含む請求項１の方法。
【請求項６】第２主要成分のスラッグ生成剤がケイソ
ウ土シリカである請求項１の方法。
【請求項７】第２主要成分がホタル石、炭酸ナトリウ
ム、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムからえらばれる
スラッグ改良剤を含む請求項１の方法。
【請求項８】第２主要成分がａ．マグネシウム５０〜９０重量％ｂ．石灰０〜２０重量％ｃ．ケイソウ土シリカ５〜２０重量％ｄ．液体のガス生成性化合物１〜２０重量％ｅ．ホタル石０〜１０重量％を含む請求項１の方法。
【請求項９】銑鉄に注入される第１主要成分と第２主
要成分との重量比が２：１〜５：１の範囲にある請求項
１の方法。
【請求項１０】脱硫剤を非イオウ含有キャリヤーガス
を介して銑鉄に注入する請求項１の方法。
【請求項１１】液体のガス生成性化合物が液体炭化水
素である請求項１の方法。
【請求項１２】液体炭化水素が４０℃で５００センチ
ストークス未満の粘度をもつ請求項１１の方法。
【請求項１３】液体炭化水素が鉱油である請求項１２
の方法。
【請求項１４】第１主要成分と第２主要成分を一緒に
して銑鉄に共注入する請求項１の方法。
【請求項１５】キャリヤーガスが窒素である請求項１
０の方法。
【請求項１６】吸収性スラッグ生成剤が４０重量％ま
での液体のガス生成剤を吸収する請求項１の方法。
【請求項１７】溶融銑鉄からイオウを除去するための
脱硫剤であって、該脱硫剤が溶融銑鉄の表面下に注入さ
れる２つの主要成分を含み、第１の主要成分が酸化カル
シウム、炭化カルシウムおよびカルシウムシアナミドか
ら成る群からえらばれたカルシウム化合物であり、第２
の主要成分が５０〜９０重量％のマグネシウム、５〜２
０重量％の吸収性スラッグ生成剤、１０〜２０重量％の
液体のガス生成性化合物０〜２０重量％の石灰および０
〜１０重量％のスラッグ改良剤を含むことを特徴とする
脱硫剤。
【請求項１８】第１主要成分が酸化カルシウムである
請求項１７の脱硫剤。
【請求項１９】吸収性スラッグ生成剤がケイソウ土シ
リカである請求項１７の脱硫剤。
【請求項２０】スラッグ改良剤がホタル石である請求
項１７の脱硫剤。
【請求項２１】液体のガス生成性化合物が液体炭化水
素である請求項１７の脱硫剤。
【請求項２２】脱硫剤を非イオウ含有キャリヤーガス
を介して銑鉄中に注入する請求項１７の脱硫剤。
【請求項２３】第１主要成分と第２主要成分との重量
比が２：１〜５：１の範囲にある請求項１７の脱硫剤。
【請求項２４】脱硫剤の粒径が１４〜５００Ｕ．Ｓ．
標準篩の範囲にある請求項１７の脱硫剤。
【請求項２５】第１主要成分と第２主要成分を一緒に
して銑鉄に共注入する請求項１７の脱硫剤。
【請求項２６】ガス生成性化合物の揮発物含量が脱硫
剤の２〜７重量％である請求項１７の脱硫剤。
【請求項２７】キャリヤーガスが窒素である請求項２
２の脱硫剤。
【請求項２８】液体のガス生成剤が４０℃で５００セ
ンチストークス未満の粘度をもつ請求項１７の脱硫剤。
【請求項２９】液体のガス生成剤が４０℃で５００セ
ンチストークス未満の粘度をもつ請求項２１の脱硫剤。
【請求項３０】液体炭化水素が鉱油である請求項２９
の脱硫剤。
【請求項３１】吸収性スラッグ生成剤が４０重量％ま
での液体のガス生成剤を吸収する請求項１７の脱硫剤。
【請求項３２】吸収性スラッグ生成剤が４０重量％ま
での液体のガス生成剤を吸収しうる請求項１９の脱硫
剤。
【請求項３３】鉄質材料からイオウを除去するための
２つの主要成分をもつ脱硫剤であって、第１の主要成分
がカルシウム化合物を含み、第２の主要成分が吸収性ス
ラッグ生成剤および液体のガス生成性化合物を含み、こ
のガス生成性化合物が吸収性スラッグ生成剤が液体のガ
ス生成性化合物を吸収するような粘度をもつことを特徴
とする脱硫剤。
【請求項３４】吸収性スラッグ生成剤がケイソウ土シ
リカである請求項３３の脱硫剤。
【請求項３５】液体のガス生成性化合物の粘度が４０
℃で５００センチストークス以下である請求項３３の脱
硫剤。