JPH08506144A - スラグ脱泡複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 炭素供給源、アルミニウムのような発熱材料の供給源、およびカルシウムシリケートのような高密度不活性粒状材料を含むスラグ脱泡複合材料。任意に結合剤も含まれる。この複合材料はブリケット状またはペレット状であることが望ましく、処理中のスラグに浸透するのに十分な密度を有するように選択される。

Description

【発明の詳細な説明】 スラグ脱泡複合材料発明の背景 本発明は、鋼製造等に用いられる、望ましくはブリケット状またはペレット状 のスラグ脱泡複合材料に関する。ただし、本発明は鋼製造に限定されず、スラグ を脱泡しまたは酸化物を金属状態に還元する必要がある多くの用途に適している 。 鋼製造の過程では、高炉で生成した鉄を塩基性酸素炉内に装入して鋼に変える 。鉄の量は種々である。典型的には２００トン程度である。酸素ランスで酸素を 鉄に吹き込み、炭素、シリコン、マンガン等の不純物を除去して鉄を鋼に変える 。この吹錬中に、鋼の上にあるスラグは、製造されつつある鋼のタイプによって 種々の程度に発泡する。このスラグ発泡現象は製鋼時間を長引かせ、エネルギー および労働力が余分に必要になるので好ましくない。 炭素やアルミニウムはスラグと発熱反応してスラグを昇温させ、粘性を低下さ せるので、この流動性が高くなった液体から一酸化炭素や二酸化炭素等のガスが 放出できるようになるため、発泡反応を少なくしたり停止させたりする、という ことが知られている。 従来、発泡を少なくするために、巻き締めた新聞紙、材木、油あるいはタール 誘導体、再生紙パルプ、アルミニウム粉末および純金属アルミニウム等の材料を スラグに添加していた。 上記公知の脱泡用材料には多くの欠点があった。第一に、材料によっては密度 が小さくてスラグ内部に浸透できないため、十分な脱泡反応が得られない。第二 に、これら脱泡用添加剤を用いる際には、これらの材料を高炉上方のホッパーに 貯留するが、そこは高温であ り、また火花や石灰塵が存在する。このような条件下では、公知の脱泡用添加剤 の多くは自然発火する。これは、炭素質分を含有しているためか、あるいは石灰 塵が材料上に積もって湿り気を含み、材料と発熱反応するためである。発明の概要 本発明は、上記の欠点を改善し、効率が良く反応が速い脱泡剤を提供すること を目的とする。 一つの一般化した形として、本発明は、 炭素供給源、 アルミニウムのような発熱材料の供給源、 カルシウムアルミナシリケートのような高密度挿入粒状材料、および 任意に含有される結合剤、 を含有するスラグ脱泡複合材料であって、 処理中のスラグ層中に浸透できる十分な密度を有するように選択された複合材 料を提供する。 最も望ましくは、上記複合材料はブリケット状、ペレット状、またはこれらに 類似した形で製造されたものである。 望ましい実施態様においては、上記スラグ脱泡複合材料は実質的に不燃性であ る。 恐らく最も望ましくは、上記複合材料の密度は1.0〜2.6ｇ／ｃｃの範囲内であ るように選択される。 本発明の一つの望ましい形においては、スラグ脱泡複合材料は、 最終的な複合材料の炭素含有量が３〜５０wt％となる炭素供給源、 最終的な複合材料のアルミニウム含有量が５〜６０wt％の範囲内となるアルミ ニウム供給源、 １０〜５０wt％の範囲内のカルシウムアルミノシリケートまたは同様の高密度 不活性粒状材料、および ０〜２０wt％の範囲内の結合剤、 を含む。 最も望ましくは、上記結合剤はナトリウムシリケート（珪酸ナトリウム）また は同様のシリケート誘導体であり、有機でも無機でも良く、粘度または石灰また は同様のものである。 望ましくは、上記複合材料は更に潤滑材料を含む。 最も望ましくは、上記潤滑材料はステアリン酸カルシウム等のステアリン酸塩 である。 望ましくは、上記潤滑材料は０〜２wt％の範囲内で存在する。 望ましくは、上記複合材料は更にスラグ流動化剤を含む。 最も望ましくは、上記スラグ流動化剤は０〜３０wt％の範囲内で存在する。 別の形においては、上記複合材料は更に、 セルロース系原料、および 難燃剤、 を含む。 望ましくは、上記セルロース系原料は３〜３０wt％の範囲内で存在する。望ましい実施態様の詳細な説明 本発明のスラグ脱泡複合材料、およびそれをブリケット状に製造する方法を、 望ましいが限定はしない本発明の実施態様を記載した以下の実施例により説明す る。 一つの形においては、構成成分は微細な粒状の再融解カルシウムアルミノシリ ケート、微粉状アルミナ／アルミニウム、シリカ／炭 素微粉混合物、ナトリウムシリケート結合剤、およびステアリン酸カルシウムを 含む。これら構成成分を混合した後に加圧して、理想的にはブリケット状にする 。以下に構成成分の詳細について、実施例１ではスラグ脱泡複合材料として適し た組成範囲を掲け、実施例２では典型的な具体的組成例を示す。実施例１ 一例としての組成範囲 wt％ カルシウムアルミノシリケート １０〜５０％ アルミナ／アルミニウム混合物 １０〜５０％（５〜６０％Ａｌ） シリカ／炭素混合物 １０〜５０％（３〜１５％Ｃ） ナトリウムシリケート ０〜２０％ ステアリン酸カルシウム潤滑剤 ０〜２％実施例２ 組成（典型的なブリケット用比率） wt％ カルシウムアルミノシリケート ２２.７ （密度を調節） アルミナ／アルミニウム混合物 ４５ （１４％Ａｌ） 微細シリカ／炭素混合物 ２２.７ （６.８％炭素） （１５.９％ＳｉＯ₂） ナトリウムシリケート ９.５％ ステアリン酸カルシウム潤滑剤 ０.２ｋｇ／１５０ｋｇ混合 ０.１３３％ カルシウムアルミノシリケートまたは同様の材料はブリケットの 製造に非常に重要な役割を演ずる。これは非吸収性／不活性材料であって、混合 物を粗粒化し、混合物のブリケット化を可能にする粒子サイズ分布を調節する。 結合材料は種々の構成成分を結合させるのに重要である。ナトリウムシリケー トその他同様のシリケートを用いることができるし、あるいは結合作用のある粘 度や石灰のような材料を用いることもできる。しかし、複合材料の他の構成成分 によっては、特に結合剤を添加する必要が無い場合もある。換言すれば、特別な 結合材料を必要としない程度に、複合材料の他の構成成分に構成成分同士の結合 作用がある場合もある。 適当なブリケットを製造するには種々の方法が用いることができるが、その一 例を以下に説明する。カルシウムアルミノシリケート、アルミナ／アルミニウム および炭素シリカ混合物のような成分を先ずそれぞれ秤量した後に混合ミル内に 添加する。これらを、典型的には３〜５分間乾式混合する。ミルを攪拌させなが ら、結合剤として作用するナトリウムシリケートを上記混合物中に微細に噴霧し 、攪拌を更に６〜８分間行う。混合過程の最後の１分間に、ステアリン酸カルシ ウムを添加して混入させる。このように長時間混合することによって得られる比 較的乾燥した混合物は、製造プロセスに必要な良好な流動性を持っている。 混合物の混合過程では混合物が良く流動することが重要であり、そうでないと ブリケットのサイズと密度の制御が困難になる。混合物中に塊が存在しないこと も必要である。 任意に、スラグ流動化剤、セルロース系原料、および難燃剤を含有させること ができる。 本発明の一つの任意の実施態様においては、複合材料は３〜５０wt％の範囲の 炭素、０〜３０wt％の範囲のスラグ流動化剤、および セルロース系原料例えば３〜３０％の範囲の木材チップを含有することができる 。複合材料がセルロールを含有する場合には、ＢＯＦ（塩基性酸素炉）上方のホ ッパー内での自然燃焼を防止するために、難燃剤を添加する。 次に、上記混合物をブリケットに成形する。このブリケットを形成する望まし い方法の一つとして、湿気の少ない混合物を油圧プレス内に装入し、２０トン／ 平方インチより大きい圧力まで加圧して、圧縮強度が１０００ｋＰａより大きい 硬質ブリケットを形成する。円柱形ブリケットの典型的なサイズは直径が６５〜 ７５ｍｍの範囲内、高さが３５〜５０ｍｍの範囲内である。 実施例２のブリケットの典型的な密度は2.4ｇ／ｃｃの近傍であろうが、1.0〜 2.6の範囲内の密度なら実用上全く問題はない。一般に密度は高密度不活性粒状 材料、例えばカルシウムアルミノシリケート、の量を変えたり、セルロース系材 料の含有量または組成上もしくは処理条件上の他の要因を変えることによって調 節できる。 ブリケットはニーズに応じて種々の密度に製造する。例えば、非常に粘性の高 いスラグを用いる鋼については、高密度のブリケットが必要である。また、脱泡 複合材料はブリケットの形状およびサイズあるいはペレットその他の形を種々変 えることができる。例えば、形状は円柱状、半円柱状、直方体、搬送上望ましい 特定な形状等とすることができることは、当業者に理解されるであろう。 以上説明したスラグ脱泡複合材料は、スラグ表面は貫通するか鋼中には沈降し ないようにその密度を選択できるという利点がある。スラグ層内に浮遊（サスペ ンド）していることによって効率的に発熱反応が生じ、それによりガスの放出と スラグ粘性の低下が促進し、脱泡を行うのに望ましい状態が得られる。前述のよ うに、この典型的な密度の範囲は1.0〜2.6ｇ／ｃｃの近傍である。 複合材料の反応性はその組成を変えることによって制御できる。 また、用いる構成成分が非常に細分化してあるので、反応性元素が良く分散し 、それにより発熱性の高い反応が促進されてスラグがうすくなる。 ブリケットは、規定のサイズ、形状および硬さにしたことによって、その取扱 および塩基性酸素炉上方のホッパー内に装入する際に破砕することがなく、同時 に炉内を落下してスラグ内に侵入するまでに材料上および熱反応上の損失が無い 。 本発明のスラグ脱泡複合材料のもう一つの重要な利点は、塩基性酸素炉上方の ホッパー内貯留中に燃焼せず、且つ複合材料を収容しているホッパー内に入り込 む可能性のある粉末上石灰と発熱反応しないことである。 以上実施例を参照して説明した特定の実施態様について、種々の変更および調 整が可能であることは当業者に良く理解されるはずである。そのような変更およ び調整は全て以上に説明し以下の請求の範囲に記載した本発明の範囲内に入ると 考えるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ (72)発明者 パイ，エリック オーストラリア国，ニューサウスウェール ズ 2153，ボールクバウ ヒルズ，サラー プレイス 18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スラグ脱泡複合材料であって、 炭素供給源、 アルミニウムのような発熱材料の供給源、 カルシウムアルミナシリケートのような高密度挿入粒状材料、および 任意に含有される結合剤、 を含み、 処理中のスラグ層中に浸透するのに十分な密度を有するように選択されたスラ グ脱泡複合材料。 ２．ブリケット、ペレットおよび／または同様の形に製造された請求項１に記 載のスラグ脱泡複合材料。 ３．実質的に不燃性である請求項１または２に記載のスラグ脱泡複合材料。 ４．密度が1.0〜2.6ｇ／ｃｃの範囲内にあるように選択された請求項１から３ までのいずれか１項に記載のスラグ脱泡複合材料。 ５．請求項１から４までのいずれか１項に記載のスラグ脱泡複合材料であって 、 該複合材料の炭素含有量を３〜５０wt％の範囲内にする炭素供給源、 該複合材料のアルミニウム含有量を５〜６０wt％の範囲内にするアルミニウム のような発熱材料の供給源、 １０〜５０wt％の範囲内の高密度不活性粒状材料、および ０〜２０wt％の範囲内の任意に含有される結合剤、 を含むスラグ脱泡複合材料。 ６．該結合剤がナトリウムシリケート、または同様の有機または無機のシリケ ート、または粘度、石灰または同様のものである請求項５に記載のスラグ脱泡複 合材料。 ７．更に潤滑材料を含む請求項１から６までのいずれか１項に記載のスラグ脱 泡複合材料。 ８．該潤滑材料がステアリン酸カルシウムのようなステアリン酸である請求項 ７に記載のスラグ脱泡複合材料。 ９．該潤滑材料が０〜２wt％の範囲内で存在する請求項７または８に記載のス ラグ脱泡複合材料。 １０．更にスラグ流動化剤を含む請求項１から９までのいずれか１項に記載の スラグ脱泡複合材料。 １１．該スラグ流動化剤が０〜３０wt％の範囲内で存在する請求項１０に記載 のスラグ脱泡複合材料。 １２．更に、 セルロース系原料、および 難燃剤、 を含む請求項１から１１までのいずれか１項に記載のスラグ脱泡複合材料。 １３．該セルロース系原料が３〜３０wt％の範囲内で存在する請求項１２に記 載のスラグ脱泡複合材料。 １４．実質的に本明細書中に記載されているスラグ脱泡複合材料。 １５．実質的に本明細書中に記載されているスラグ脱泡複合材料を製造／使用 する方法。