JPH07207320A - 脱硫効率を高めた溶銑脱硫方法 - Google Patents

脱硫効率を高めた溶銑脱硫方法

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JPH07207320A
JPH07207320A JP463994A JP463994A JPH07207320A JP H07207320 A JPH07207320 A JP H07207320A JP 463994 A JP463994 A JP 463994A JP 463994 A JP463994 A JP 463994A JP H07207320 A JPH07207320 A JP H07207320A
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JP
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metal
alloy
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desulfurization
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JP463994A
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English (en)
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Toshiaki Okimura
利昭 沖村
Kiyotaka Gennai
清孝 源内
Yoshio Nakajima
義夫 中島
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸素ポテンシャルが低い溶銑にMg又はMg
合金を接触させることにより、高い脱硫効率で溶銑を脱
硫する。 【構成】 脱硫能が高い低沸点金属又は合金6及び脱酸
能が高い金属又は合金7を内包したワイヤ8を溶銑2に
連続供給する。低沸点金属又は合金には粉末状,粒状,
カットワイヤ状又は線材状のMg又はMg合金があり、
脱酸能の高い金属又は合金にはAl,Al合金等があ
る。これらは、それぞれ別個のワイヤとして溶銑2に送
り込んでもよい。 【効果】 脱酸能が高い金属又は合金により溶銑の酸素
ポテンシャルが下げられるため、Mg+[O]→MgO
の反応が抑制され、Mg+[S]→MgSの脱硫反応に
Mg又はMg合金が効率よく消費される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、効率よく且つ迅速に溶
銑を脱硫する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高炉から出銑された溶銑は、比較的多量
の不純物を含んでいる。この溶銑を転炉で精錬するに先
立って、脱Si,脱S,脱P等の各種処理が施されてい
る。特に、溶銑に含まれるSは、鋼材の加工性や耐食性
を低下させる原因となることから、溶銑段階で低レベル
まで下げることが必要である。溶銑の脱硫には、取鍋,
混銑車等に収容された溶銑に脱硫剤を添加する方式が採
用されている。脱硫剤には、CaO,CaC2 ,Na2
CO3 ,金属Mg,希土類金属等が使用されている。な
かでも、金属Mg又はMg合金は、溶銑の[S]に対す
る反応性が高いことから、効率的な脱硫剤として検討さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】溶銑に添加されたMg
は、Mg(g)+[S]→MgS(s)及びMg(l)
+[S]→MgS(s)の脱硫反応に従って溶銑中の
[S]と反応し、反応生成物MgSをスラグに移行させ
ることにより溶銑を脱硫する。この脱硫反応は、他の脱
硫剤を使用した場合に比較し、溶銑の[S]を極めて低
いレベルまで下げることに有効である。
【0004】Mgは。通常ガスインジェクション方式で
吹き込まれ、溶銑の深部に脱硫剤が送り込まれるように
キャリアガスの圧力を高く設定している。また、溶銑と
の反応性を高めるため、Mg系脱硫剤を細粒にしてい
る。高圧のキャリアガスは、脱硫剤の吹込みに有効であ
るものの、無数の気泡となって溶銑中を上昇し系外に放
出される。他方、蒸気圧が大きなMgは、細粒になるほ
ど短時間でMg蒸気になる。そのため、吹き込まれたM
g系脱硫剤が未反応状態の蒸気として系外に持ち去られ
る傾向が強く、脱硫効率が依然として低い値を示す。ま
た、Mgは、溶銑に含まれている[O]と反応して脱硫
能のないMgOとなることによっても、有効消費効率を
低下させる。本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、溶銑の深部まで供給可能なワイヤ
状で脱硫剤を使用すると共に、脱酸剤を同時添加するこ
とにより、酸素ポテンシャルの低い溶銑内部に金属Mg
又はMg蒸気を送り込み、反応活性が高いMgを効率よ
く脱硫反応に利用し、高位に安定した条件下で溶銑を迅
速に脱硫することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の溶銑脱硫方法
は、その目的を達成するため、脱硫能が高い低沸点金属
又は合金及び脱酸能が高い金属又は合金を内包したワイ
ヤを溶銑に連続供給することを特徴とする。脱硫能が高
い低沸点金属又は合金及び脱酸能が高い金属又は合金の
ワイヤは、それぞれ別個のワイヤとして溶銑に連続供給
することも可能である。脱硫能が高い低沸点金属又は合
金としては、金属Mg又はMg合金が使用される。脱酸
能が高い金属又は合金としては、Al又はAl合金が好
適である。Al又はAl合金は、粉末状,粒状,カット
ワイヤ状又は線材状の何れであっても良いが、粉末状,
粒状又はカットワイヤ状で使用する場合にはシースに充
填する必要がある。
【0006】
【作用】溶銑に添加されたMgは、脱硫反応に消費され
ると共に、[O]と反応し脱硫能のないMgOとなる。
MgOになる割合が高いほど、脱硫効率が低下する。ま
た、揮発性の高いMgは、溶銑に送り込まれたとき、溶
銑の保有熱で瞬時に気化し、Mg蒸気となって系外に逸
散し易い。そのため、湯面近傍のみが金属Mg又はMg
蒸気と接触するだけで、溶銑全体にわたる脱硫反応が期
待できない。脱硫反応が生じた場合であっても、熱力学
的に不安定な反応生成物MgSは、溶銑中の[O]や雰
囲気中のO2 とMgS+[O]→MgO+[S],Mg
S+O2 →MgO+[S]等の反応を起こし、再び
[S]が溶銑に戻り易い。本発明においては、このよう
な脱硫効率を低下させる原因を、脱硫能のあるMg又は
Mg合金と脱酸能のあるAl又はAl合金とをワイヤ状
で併用することにより解消した。Mg合金を使用する
と、Mg単体の活性度が緩和され、爆発的な反応が防止
される。
【0007】Al及びMgを溶銑に送り込むと、Alと
[O]との反応によって溶銑が脱酸される。この脱酸反
応により酸素ポテンシャルが低下した溶銑に金属Mg又
はMg蒸気が接触し、Mg+[S]→MgSの反応に従
って溶銑が脱硫される。したがって、脱酸反応Mg+
[O]→MgOに消費されるMgの割合が減少し、脱硫
効率が向上する。このような効果を得るためには、Mg
に対し2/3以上の重量比でAlを併用することが好ま
しい。しかし、重量比1/9を超える多量のAlを添加
すると、溶銑に残留するAlが多くなり、またMgの絶
対量も減ることから十分な脱硫効果が期待できない。脱
硫能のある金属Mg,Mg合金は、粉末状,粒状,カッ
トワイヤ状,線材の何れの形態でも使用される。Al
も、同様に粉末状,粒状,カットワイヤ状又は線材とし
て使用される。ただし、粉末状,粒状,カットワイヤ状
等で使用する場合には、溶銑に送り込まれる前に酸化,
吸湿,変質等の影響を受けないように、特に反応活性の
高いMg又はMg合金をシースに充填することが好まし
い。
【0008】金属Mg又はMg合金及びAlを内包した
ワイヤを使用するとき、図1(a)に示すように、取鍋
1に収容されている溶銑2に、添加材内包ワイヤ3をワ
イヤフィーダ4で連続的に送り込む。添加材内包ワイヤ
3は、ガイドチューブ5によりワイヤフィーダ4から溶
銑2の湯面直上まで案内される。添加材内包ワイヤ3
は、図1(b)に示すように、金属Mg又はMg合金の
脱硫剤細線6及び脱酸剤細線7をシース8に収容してい
る。シース8自体に脱酸機能を持たせることもできる。
この場合、脱酸剤細線7と同材質のAl又はAl合金製
シース8が使用される。鉄系のシース8を使用すること
もできる。鉄系シース8は、添加材ワイヤ3を溶銑2の
深くまで送り込み、添加材ワイヤ3の先端が溶け落ちる
位置を浴深部にする。シース8には、更に脱硫生成物や
脱酸生成物に対する吸収能が高いフラックスを充填する
ことも可能である。この種のフラックスとしては、低融
点組成のCaO−Al23 系フラックス等がある。
【0009】金属Mg又はMg合金は、図2に示すよう
に、Alとは別個のワイヤとして溶銑に供給することも
可能である。この場合、脱硫剤ワイヤ9及び脱酸剤ワイ
ヤ10は、それぞれのワイヤフィーダ11,12から案
内筒13に送り込まれる。案内筒13は、下端が溶銑2
に浸漬されており、不活性ガス供給源14に接続された
給気管15が臨む孔部16が上部に形成されている。不
活性ガス供給源14から送られたAr等の不活性ガス1
7は、孔部16から案内筒13の内部空間に導入され、
ワイヤ9,10を包むように流れ、案内筒13の下端開
口から溶銑2中に吹き出される。不活性ガス17は、ワ
イヤ9,10の変質や酸化を防止し、ワイヤ9,10を
金属状態で溶銑2に送り込む。また、金属Mg又はMg
合金が溶銑2の輻射熱で高温に加熱されることにより案
内筒13内で発生したMg蒸気18も、不活性ガス17
の流れに乗って溶銑2中に送り込まれる。なお、ワイヤ
9,10には、脱硫生成物や脱酸生成物に対する吸収能
が高いフラックスをコーティングしても良い。
【0010】送り込まれたワイヤ9,10は、湯面から
直径に応じた深さに達したとき先端が溶銑2に溶け込
む。ワイヤ9,10の直径が大きいほど溶解時間が長く
なることから、取鍋1内の可能な限り最深部で反応が生
じるように、直径に応じてワイヤ9,10の供給速度を
適宜調整する。ワイヤ9,10が深い位置に送り込まれ
るほど、不活性ガス17やMg蒸気18に起因する気泡
による撹拌作用が溶銑2全体に行き渡る。そのため、溶
銑2が均質に脱酸・脱硫される。このようにして、脱酸
能のある金属又は合金を併用して金属Mg又はMg合金
を溶銑に添加するとき、溶銑の脱硫効率が著しく向上す
る。たとえば、Mgを含むワイヤを用いた場合のMgの
反応効率はたかだか30%程度にあるのに対し、脱酸能
のある金属又は合金を併用したとき40%を超える高い
Mgの反応効率が示される。高い反応効率は、Mgの迅
速な脱硫反応と相俟つて、脱硫剤の原単位及び処理時間
の面で優れた脱硫方法となる。しかも、処理後の溶銑が
極めて[S]が低く、高品質の溶銑が得られる。
【0011】
【実施例】
実施例1:添加材内包ワイヤ3として、粒状脱硫剤6及
び粒状脱酸剤7を直径6mm及び肉厚0.2mmの鉄系
シース8に挿入したものを用意した。粒状脱硫剤6には
粒径が約0.5mmのMg粒を、粒状脱酸剤7には粒径
が約1mmのAl粒を使用した。高炉から出銑された温
度1320℃の溶銑を取鍋に収容し、添加材内包ワイヤ
3を80m/分の供給速度で送り込み、初期濃度[S]
inが0.020重量%の溶銑を脱硫した。脱硫開始から
10分後に溶銑の[S]fiを測定し、Mgの脱硫反応効
率を算出した。脱硫後の溶銑温度は1315℃であり、
脱硫による温度降下は5℃に過ぎなかった。そのため、
後続する工程での熱負荷が軽減された。脱硫反応効率
は、表1に示すように粒状脱硫剤6と粒状脱酸剤7との
比率に応じて変化した。何れの比率でも、粒状脱酸剤7
を併用しない場合に比較して脱硫反応効率が大幅に改善
されていた。これは、溶銑の[O]がAlと反応し、A
23 として脱硫反応域から取り除かれ、Mg+
[S]→MgSの脱硫反応にMgが効率よく消費された
ことを示す。なお、表1において、脱酸剤と脱硫剤との
比は重量比で表した。脱硫反応効率は、供給されたMg
の全量が脱硫に消費されたときを基準値100とし、実
際にMg+[S]→MgSの反応に消費されたMgの割
合を求めた。
【0012】
【表1】
【0013】実施例2:脱硫剤ワイヤ9として直径0.
5mmの金属Mg線材を、脱酸剤ワイヤ10として直径
1mmのAl線材を使用した。これらワイヤ9,10を
ワイヤフィーダ11,12で溶銑2に送り込むと同時
に、流量0.5Nm3 /分で不活性ガス17を吹き込ん
だ。処理開始から10分経過した時点で溶銑の[S]fi
を測定し、実施例1と同様に脱硫反応効率を求め、ワイ
ヤ9,10の供給速度が脱硫反応効率に与える影響を調
査した。調査結果を示す表2から明らかなように、適正
量でAlが供給されているとき、脱硫反応に消費される
Mgの割合が高いことが判った。この場合にも、脱硫処
理による溶銑の温度降下は、5℃に過ぎなかった。な
お、表2におけるワイヤの供給速度はm/分で、添加量
はMg又はAl換算のkg/トン−溶銑で、脱硫反応効
率は%で表した。
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、脱硫能が高いMg又はMg合金で溶銑を脱硫すると
き、脱酸能の高い金属又は合金を併せて添加している。
これにより、溶銑中の[O]が脱酸能の高い金属又は合
金と反応し脱硫反応域から除去されるため、酸素ポテン
シャルの低い溶銑にMg又はMg合金が接触する。その
ため、Mg+[O]→MgOとして消費される割合が少
なく、高い有効消費効率で溶銑の脱硫反応にMgが消費
される。また、Mg+[S]→MgSの迅速な脱硫反応
と相俟つて、大幅な温度降下をきたすことなく高効率で
溶銑が脱硫される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の溶銑脱硫(a)及び使用した添加
材内包ワイヤ(b)
【図2】 実施例2における溶銑脱硫の説明図
【符号の説明】
1:取鍋 2:溶銑 3:添加材内包ワイヤ
4:ワイヤフィーダ 5:ガイドチューブ 6:粒状脱硫剤
7:粒状脱酸剤 8:シース 9:脱硫剤ワイヤ
10:脱酸剤ワイヤ 11,12:ワイヤフィーダ
13:案内筒 14:不活性ガス供給源 15:給気管
16:孔部 17:不活性ガス 18:Mg蒸気

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 脱硫能が高い低沸点金属又は合金及び脱
    酸能が高い金属又は合金を内包したワイヤを溶銑に連続
    供給する溶銑脱硫方法。
  2. 【請求項2】 脱硫能が高い低沸点金属又は合金のワイ
    ヤと脱酸能が高い金属又は合金のワイヤとを、それぞれ
    別個のワイヤフィーダで溶銑に連続供給する溶銑脱硫方
    法。
  3. 【請求項3】 脱硫能が高い低沸点金属又は合金とし
    て、金属Mg又はMg合金を使用する請求項1又は2記
    載の溶銑脱硫方法。
  4. 【請求項4】 脱酸能が高い金属又は合金として、Al
    又はAl合金を使用する請求項1又は2記載の溶銑脱硫
    方法。
  5. 【請求項5】 請求項1,3,4の何れかに記載の金属
    又は合金が粉末状,粒状,カットワイヤ状又は線材状で
    ある溶銑脱硫方法。
JP463994A 1994-01-20 1994-01-20 脱硫効率を高めた溶銑脱硫方法 Withdrawn JPH07207320A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1087025A1 (en) * 1999-09-24 2001-03-28 RHS Paneltech Limited Wire feed unit
JP2014237862A (ja) * 2013-06-06 2014-12-18 株式会社Jfs貿易 鋳鉄溶湯の黒鉛球状化処理方法

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Effective date: 20010403