JPH093515A - 低珪素濃度溶銑の脱硫方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、低珪素濃度溶銑の溶銑脱硫処理に
おいて経済的、かつ極めて高い脱硫効率を提供する。 【構成】 生石灰とＡｌ灰の混合フラックスにより、低
珪素濃度の溶銑を脱硫処理するに際し、脱硫剤中のＣａ
ＯとＡｌ₂ Ｏ₃ の混合比がＡｌ₂ Ｏ₃ で３３〜３７．７
重量％の範囲となるように混合したものを、あるいは前
記混合比になるよう生石灰、Ａｌ灰を添加して脱硫処理
を行う。あるいは更に、前記フラックスを２２mesh以下
の粉体よりなし、溶銑に添加する。 【効果】 安価なフラックスで、従来に無い高い脱硫効
率を得ることができ、処理費用が安価となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶銑の高効率な脱硫処
理方法に関するものであって、溶銑予備処理分野に広く
利用される。

【０００２】

【従来の技術】鋼材中の硫黄は、硫化物系介在物生成に
より鋼材の特性を劣化させる性質を持つ。例えば、対サ
ワー用鋼管などでは５ppm という低いレベルの硫黄濃度
が要求されている。

【０００３】こうした要求に応えるために、鉄鋼精錬に
おいては脱硫処理技術が発展してきた。脱硫処理のうち
溶銑段階での処理は生石灰、あるいはカーバイド、ソー
ダ灰等、塩基性の高い酸化物や金属Ｍｇなどを利用して
ＣａＳ，Ｎａ₂ Ｓ，ＭｇＳ等の硫化物を生成させてスラ
グとして分離除去する方法が採られている。また、極低
硫黄濃度を達成するためには粗精錬溶鋼を更にＣａＯ系
フラックスを用いて脱硫処理することも行われている。

【０００４】一般に、硫黄はＮａ，Ｍｇ，Ｃａ等アルカ
リ金属あるいはアルカリ土類金属との結合力が高く、こ
れらの元素と下式の通り反応し硫化物を生成させて除去
しようとするのが脱硫処理である。これらのうちでもＮ
ａ，Ｍｇ，Ｃａの順でその結合力が高いが、工業的規模
で安価で安定に供給し得る材料としてＣａＯを主成分と
する生石灰や石灰石、Ｎａ₂ ＣＯ₃ 主成分とするソーダ
灰、あるいはＣａＣ₂を主成分とするカルシウムカーバ
イト、金属Ｍｇが用いられているわけである。これらの
うち、Ｎａ系、Ｍｇ系に比べて硫黄との結合力は弱いも
ののＣａＯを主成分とする石灰系フラックスは資源量が
豊富でかつ安価で取り扱いも容易なことから、鉄鋼精錬
においては工業的に広く用いられている。 ＣａＯ＋Ｓ→ＣａＳ＋Ｏ ‥‥（１） Ｎａ₂ ＣＯ₃ ＋Ｓ→Ｎａ₂ Ｓ＋ＣＯ₂ ＋Ｏ ‥‥（２） Ｍｇ＋Ｓ→ＭｇＳ ‥‥（３）

【０００５】一方、ＣａＯ自体は融点が２８００℃と非
常に高く、単に溶鉄と接触させても固体状態に留まる。
この場合、脱硫反応は固体ＣａＯ内のＳの固相拡散によ
って進行することになるが、この過程は一般に非常に遅
いことが知られている。従って、固体ＣａＯのままでは
反応性に乏しいため、単体では脱硫速度が遅いという欠
点を有する。そこで、通常はＣａＦ₂ 等、滓化、溶融性
を高め、反応性を上げるための副剤添加する、あるいは
これらと事前に焼成して融点を下げる等の工夫がなされ
ている。

【０００６】他方、溶銑段階での脱硫処理は溶鋼段階で
の脱硫処理時に比べて低温であり、（１）式の反応が高
温程右へ進み易いので温度の点で溶鋼での処理に比べて
不利ではあるが、ＣａＦ₂ 等滓化助剤を添加すると溶鋼
段階の方が著しく耐火物の損耗が進むこと、溶銑中に多
量に含まれる炭素による溶鉄中の硫黄の活量上昇による
利点もあり、積極的に溶銑脱硫処理が採用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】溶銑脱硫において用い
られる石灰系フラックスとしては、特公昭５５−２４９
２５号公報、特公昭６３−１９５２０８号公報に見られ
るように、ＣａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ を特定配合組成で混合溶
融する旨の記述がある。これらの方法はその精錬上の改
善効果は認められるものの、事前焼成を行うことは著し
いエネルギーを要し、フラックスコスト高を招くために
安価であるという生石灰系フラックスの特徴を逸脱する
ので、一部の高級鋼向けに二次精錬で使用されることは
あっても、普通一般鋼へ広く適用出来ない方法である。

【０００８】また、特公平２−３０５９１３号公報に
は、生石灰に溶融滓化助剤としてＡｌ₂ Ｏ₃ を添加し、
高温の溶銑に吹き付けることにより、フラックスを溶融
させて硫反応を促進させる旨の記述がある。ＣａＯ−Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 二元系の場合、混合比が重量で１：１の所で最
も融点の低い組成となり、その融点は１４００℃程度で
あることが知られている。しかし、この方法では溶銑側
の温度に制約が生じる。例えば、溶銑予備脱りん後の１
３５０℃前後の温度では使えないという問題がある。

【０００９】更に、特公平５−７８７２３号公報にはＣ
ａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 系により滓化溶融性を向上させるため
にＳｉＯ₂ あるいはＣａＦ₂ を混合する旨の記述があ
る。ＳｉＯ₂ は珪石等の形で安価に多量に入手可能な副
材として滓化剤として使い易いものの、スラグの脱硫能
力を落とすものであるから、ＳｉＯ₂ を滓化助剤とする
ことは本来好ましくない。鉄鋼精錬において工業的に用
し得る副材料の中では生石灰の滓化を最も良く助け、か
つスラグの脱硫能力を低下させないことが知られている
ものとしてＣａＦ₂ があるが、これは耐火物を著く浸食
するので、例えば特に極低硫黄濃度が要求される一部の
高級鋼向けに二次精錬においてＣａＯとＣａＦ₂ の混合
フラックスが用いられているに過ぎない。

【００１０】一方、ＣａＯを完全に滓化・溶融させるま
でも無く、微粉として吹き込むことにより、固体生石灰
中のＳの拡散距離を短くし、脱硫速度が大きく出来るこ
とは良く知られている。そのため、例えば、特公昭５４
−３７０２０号公報には溶銑に吹き込むＣａＯの粒径を
０．４mm以下とする旨の記述がある。一方、生石灰粒径
があまり細かい飛散してしまう等ハンドリング上の問題
が生じること、吹き込み用のホッパー、ブロータンク、
配管内への付着が起き、操業が不可能となる等の問題が
あり、微粉化には自ずと工業的に利用出来る限界があ
る。

【００１１】他方、微粉を吹き込む場合においても、共
存元素により脱硫効率が大きく影響を受けることが知ら
れている。例えば鉄と鋼vol.６１（１９７５），ｐ．２
９に記されているように、溶銑が珪素を含有する場合に
は、（１）式で生成する自由な酸素によって珪素が酸化
され、生石灰表面に高融点酸化物である３ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ₂ （融点：２１５０℃）、２ＣａＯ・ＳｉＯ₂ （融
点：２１８０℃）が生成し、Ｓの生石灰粒内への拡散を
阻害し脱硫速度を低下させることが知られている。これ
を避ける手段として特公昭５６−２３２２０号公報に
は、粉末ＡｌをＡｌ₂ Ｏ₃ やＣａＯとともに溶銑に吹き
込んで事前に溶銑中のＡｌ濃度を調整して、更にＣａ
Ｏ，ＣａＣ₂ を吹き込んで脱硫する旨の記述がある。Ａ
ｌは酸素による珪素の酸化反応を抑制する目的で添加す
るとの記述があり、Ａｌ添加量を（４）式で規定してい
る。 ［％Ａｌ］＝（0.01〜0.1)［％Ｓｉ］＋(0.2〜1.0)×Δ［％Ｓ］‥‥（４） 但し、［％Ｓｉ］：溶銑中の珪素濃度（重量％） Δ［％Ｓ］：狙いとする脱硫幅（重量％）

【００１２】更に特公昭５５−１１０７１１号公報には
やはり珪素の酸化抑制の観点からＡｌをＣａＯと同に吹
き込む旨の記述がある。この点について本発明者らは本
発明に至る詳細な研究により、Ａｌを添加する場合には
珪素濃度の低い溶銑で脱硫することが望ましいこと、こ
のような条件下では非常に高い脱硫効率が得られること
を明らかにしたが、珪素濃度の高い溶銑では、添加した
Ａｌの効果が最大限に発揮されないという問題があっ
た。

【００１３】類似の技術として特公昭５６−５８９１２
号公報にはカルシウムカーバイト２０〜９０％、生石灰
７５〜５％、およびＡｌ残灰１〜５％とした脱硫剤の記
述があるが、その組成についての技術的根拠は曖昧であ
る。

【００１４】以上のような問題点があるため、石灰系フ
ラックスによる溶銑脱硫処理は依然としてある程度微粉
化した生石灰そのものを溶銑に吹き込む方法が広く行わ
れているのが現状である。このような状況に鑑み、本発
明は安価で効率の高い溶銑の脱硫処理を可能とする石灰
系脱硫剤を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）生石灰を主成分とするフラックスとＡｌ灰の混合
フラックスによる溶銑の脱硫処理に際し、脱硫剤中のＣ
ａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ の混合比がＡｌ₂ Ｏ₃ で３３〜３７．
７重量％の範囲となるように混合したもの、または添加
後のＣａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ の混合比がＡｌ₂ Ｏ₃ で３３〜
３７．７重量％の範囲となる量の生石灰、Ａｌ灰を添加
することを特徴とする低珪素濃度溶銑の脱硫方法。 （２）原料の粒度が２２mesh以下の粉体から成るフラッ
クスを吹き込む前項（１）記載の溶銑の脱硫剤である。

【００１６】

【作用】金属Ａｌが存在する場合、脱硫反応は次式で表
される。

【００１７】 ３ＣａＯ（固体）＋３Ｓ＋２Ａｌ＝３ＣａＳ（固体）＋Ａｌ₂ Ｏ₃ （固体） ‥‥（５） この反応の平衡定数を用いると平衡到達硫黄濃度は
（６）式のように、スラグ側のＣａＯ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，Ｃ
ａＳの活量ａCaO ，ａAl₂ O ₃ ，ａCaS 、溶銑中のＡｌ
濃度を用いて表される。 平衡到達［％Ｓ］＝{(ａCaS ａAl₂ O ₃ ）／（ＫａCaO ［％Ａｌ］² )}^1/3 ‥‥（６）

【００１８】本実験条件の１３５０℃ではスラグは固体
状態であるため、固体スラグと溶銑間の反応を考慮すれ
ば良い。即ち、同一ＣａＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃ の比率であれば
平衡硫黄濃度は溶銑中のＡｌ濃度の２／３乗に反比例し
て低下することとなる。従って、溶銑のＡｌ濃度上昇の
点からはＡｌ灰を出来るだけ多量に添加した方が良い。
１３５０℃におけるＣａＯ，Ａｌ₂ Ｏ₃ の活量を推定す
ると、図１のようになる。即ち、トリカルシウムアルミ
ネート（３ＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ）の理論的Ａｌ₂ Ｏ₃ 濃
度である３７．７重量％まではａCaO は最大値１に保た
れ、ａAl₂ O ₃の活量は最低値に留まっている。しか
し、Ａｌ₂ Ｏ₃ 濃度が７％を超えるとａCaO が低下し、
ａAl₂ O ₃ が上昇する。この結果と（６）式より、Ａｌ
灰混合比と平衡到達硫黄濃度の関係を求めると図２のよ
うになる。ここでは、Ａｌ灰として表１の組成で示され
る産業廃棄物である低級グレードのＡｌ灰の利用を考慮
した。到達硫黄濃度が最低値となるＡｌ灰混合比はトリ
カルシウムアルミネート（３ＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ）が生
成する点である。従って、生石灰とＡｌ灰の混合フラッ
クス大の脱硫効率が得られるのは、ＣａＯとＡｌ灰中の
Ａｌ₂ Ｏ₃ の混合比率がモル比で３：１となる点である
という結論を得るに至った。

【００１９】

【表１】

【００２０】次に、本発明者らは本理論を確認する試験
を実施した。即ち、生石灰と表１の組成の産業廃棄物で
ある低級グレードのＡｌ灰を混合して溶銑の脱硫処理を
行い、図３の結果を得た。生石灰とＡｌ灰の重量混合比
が約１：１で最大の脱硫率が得られることが明らかとな
ったが、この最適な組成は図２の結果で到達硫黄濃度が
最低となる組成と良く一致した。

【００２１】この結果を基に、トーピードカーで生石灰
とＡｌ灰を事前に重量比で１：１に混合したフラックス
を吹き込む試験を実施したが、低珪素溶銑の場合には溶
銑側のＡｌ濃度の増加とともにフラックスの脱硫効率Ｋ
値が増加するという図４の結果を得た。

【００２２】更に、０．２５％以上珪素を含む溶銑を本
フラックスで脱硫処理したところ、Ａｌ濃度０．０１５
％程度でＡｌ添加の効果が飽和する傾向があり、低珪素
濃度の場合と異なった。溶銑側に０．２５％以上の珪素
が溶解していると同一フラックスを用いてもあまり大き
な脱硫効率改善効果は得られなかったが、これは生石灰
表面に高融点のGehlenite(２ＣａＯ・ＳｉＯ₂ ・Ａｌ₂
Ｏ₃ 、融点：１６００℃）が生成し、固体生石部への硫
黄の拡散が妨げられるためである。

【００２３】本発明者らは、本発明に至る過程で反応機
構に関する詳細な実験、検討を行った。すなわち、ロー
タリーキルンを用いて１０００℃で石灰石を焼成して作
成した塊状の生石灰を研磨し、直径約２０mmの球形に成
形したものを溶銑に浸漬し、１２０分間溶銑と反応させ
た後、生石灰を研磨して、生石灰断面の溶銑との接触面
付近をＸ線マイクロアナライザーで分析した。

【００２４】図５は、反応初期の溶銑に珪素を０．５
％、アルミニウムを０．０７％、硫黄を０．０５％含ま
せた場合のＸ線マイクロアナライザーによる観察結果で
ある。この場合に、二次電子線像（ＳＥＭ像）で、
ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ，ｄ₄ で示す位置の定量分析を実施し
た。その定量結果をＣａＯ−ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 三元
系状態図上にプロットとして示す。極表面付近のｄ₂ に
はGehlenite(２ＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＳｉＯ₃ ）の生成
が認められた。また定性写真から、生石灰内部への硫
黄、アルミニウムの浸透深さは１０ミクロン程度しか生
じていないことが明らかである。

【００２５】一方、図６は、反応初期に珪素を含まず、
アルミニウムを０．０２１％含ませた溶銑に上記球形生
石灰を１２０分間浸漬し、反応を行わせた後の生石灰断
面の表面付近のＸ線マイクロアナライザー定性分析結果
である。この場合には図５の結果に比べ、硫黄、アルミ
ニウムの生石灰内部への浸透深さは大きく、かつ、硫黄
も高濃度で濃化していることが明らかである。

【００２６】以上の結果を考察すると、珪素を含む溶銑
の場合、反応の初期の段階で（５）式の反応のみならず
（７）式の反応が併発し、ＣａＯ，Ａｌ₂ Ｏ₃ とともに
Gehlenite(２ＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＳｉＯ₂ ）を生成
し、緻密な保護膜を形成するために硫黄、Ａｌの生石灰
内部への浸透を妨げているものと推察される。従って、
図４で高珪素濃度溶銑の場合、Ａｌ濃度が０．０２％ま
では脱硫効率が向上するものの、それ以上では多少アル
ミニウム濃度を高めても脱硫効率がさほど向上しなくな
るのである。従って（５）式の脱硫反応をより有効に進
めるためには、珪素濃度の低い条件が望ましく、本発明
者らは、珪素濃度は０．２５％以下が望ましいことを明
らかとした。 ２ＣａＯ（固体）＋２Ｓ＋Ｓｉ＝２ＣａＳ（固体）＋ＳｉＯ₂ （固体） ‥‥（７）

【００２７】以上の検討結果をまとめれば、以下のよう
な結論となる。 （イ）スラグ側の条件として、ＣａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ の混
合比率は最大３ＣａＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ の化学等量までＡｌ
₂ Ｏ₃ を混合しても良いが、これ以上になると、ＣａＯ
の活量低下を招き、好ましくない。 （ロ）溶銑中にＡｌ濃度は高い程脱硫効率を上げ得る
が、珪素が０．２５％以上存在すると、生石炭表面に高
融点で緻密質のGehlenite を生成して生石灰粒子内部へ
の硫黄の浸透を防げ、好ましくない。

【００２８】工業的な応用を考慮すると、アルミニウ
ム、Ａｌ₂ Ｏ₃ のとしては産業廃棄物として多量に発生
するＡｌ灰が安価で利用価値が高いが、これを工業的に
利用する手段として生石灰と混合して利用する本発明を
開示したのである。また、産業廃棄物であるＡｌ灰の品
質のばらつき、即ち、Ａｌ₂ Ｏ₃ 含有率のばらつきを考
慮すれば、ＣａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ のモル比率を厳密に３：
１とすることはなかなか難しいが、本発明者らが行った
試験によれば、Ａｌ₂ Ｏ₃ に対するＣａＯ重量比が１．
６５〜２．０の範囲であればほぼ同様な効果が得られる
ことが明らかとなった。

【００２９】本法においては金属Ａｌ含有量が高いＡｌ
灰程、溶銑中のＡｌ濃度が高くなり、脱硫効率は高くな
るから、脱硫効率向上の上では望ましいが、一方で金属
Ａｌ含有率が高いＡｌ灰はＡｌの原料として価値がある
ため一般には高価であり、コスト面からは好ましくな
い。

【００３０】但し、金属Ａｌ含有率の高いＡｌ灰が安価
に入手可能であれば何等問題無く本法が適用できる。ま
た、不純物としてＳｉＯ₂ ，Ｐ₂ Ｏ₅ ，Ｂ₂ Ｏ₃ 等脱硫
作用を悪化させる作用のある酸性酸化物の濃度が高いも
のは好ましく無く、目安としてこれら酸性酸化物の濃度
が総和で１５％以下のＡｌ灰を使用することが望まし
い。また、フラックス中の金属Ａｌの濃度が３％以下に
なってしまうと溶銑側のＡｌ濃度があまり上昇しないの
で、脱硫効率は生石灰単味を使用した場合とあまり変わ
らなくなる。従って、フラックス中の金属Ａｌ含有率は
３％以上とするのが望ましい。また、ＣａＯとＡｌ灰が
予め焼成されたものであっても良い。

【００３１】なお、本発明法は上記のように固体状態で
の反応を基本とするため、脱硫剤の粒径が大きな塊状で
は反応が遅く、良い結果をもたらさないために微粉とす
るのが良く、目安として２２mesh以下が望ましい。これ
より大きな粒径の場合、図７に示すように、Ａｌ灰を混
合しても大して脱硫効率が向上しないからである。最も
望ましくは微粉として溶銑中へ吹き込むのが良い。これ
が困難な場合には、溶銑上から高速のキャリアガスで搬
送して吹き付ける、いわゆるブラスティング法も採用し
得る。一方、あまり細かいと粉砕費用が過大となり、飛
散してしまう等ハンドリング上の問題が生じること、吹
き込み用のホッパー、ブロータンク、配管内への付着が
起き、操業が不可能となる等の問題があり、微粉化には
自ずと工業的に利用出来る限界があり、利用し得る範囲
の粒径とすれば良いが、現在工業的に行われている範囲
での微粉で十分である。

【００３２】更に、現在、高炉溶銑を原料とする多くの
製鉄所では既に溶銑予備処理設備として脱珪処理あるい
は脱りん処理設備を有しているので、これらの処理後溶
銑を使えば、本発明法の高い脱硫効率が容易に得られる
ことになる。また、珪素濃度０．２５％以下の溶銑を原
料としているような場合、本発明法を適用するだけの目
的でこれらの予備処理を行うことは不必要である。ま
た、反応容器としてはトーピードカー、溶銑鍋、誘導溶
解炉などいずれでも良く、単に脱硫剤吹き込み装置とそ
れに付随する若干の設備追加等、従来の設備技術の範囲
で十分実施し得るものである。

【００３３】

【実施例】

（実施例１）高炉溶銑２９１ｔをトーピードカーより溶
銑予備処理炉にて脱珪脱りん処理を行った後、鍋に移し
換え、生石灰５２％、表２の組成のＡｌ灰４８％の比率
で混合した脱硫ラックスを浸漬ランスを通じてＮ₂ ガス
をキャリアーとして吹き込み脱硫処理をった。脱硫剤の
吹き込み速度は約１５０kg/minであった。処理前の珪素
濃度は０．０１％以下であり、処理前の溶銑温度は１２
９０℃であった。１５min 間の処理で溶銑中の硫黄濃度
０．０２０％が０．００２％に低下した。この時、溶銑
の温度低下は約１６℃であった。この時のＣａＯ原単位
は溶銑１ｔあたり４．０kg/t-pで脱硫反応のＫ値は０．
５０と高い値が得られた。ただし、Ｋ値は（８）式で示
す、生石灰の利用効率を表す指標である。 Ｋ＝ｌｎ（［％Ｓ］_i ／［％Ｓ］_f ) ／ＷCaO ‥‥（８） 但し、［％Ｓ］_i ：処理前硫黄濃度（％） ［％Ｓ］_f ：処理後硫黄濃度（％） ＷCaO ：生石灰原単位（kg/t）

【００３４】

【表２】

【００３５】（実施例２）高炉溶銑２８７ｔを出銑樋で
ミルスケールなどの脱珪剤を投入して脱珪処理しつつト
ーピードカーへ移し換え、更に溶銑予備処理炉で脱りん
処理を行った。その後、溶銑鍋に移し換えた後、上吹き
ランスを通じてＮ₂ ガスをキャリアーガスとし生石灰３
３％、表３の組成のＡｌ灰６７％の比率で混合した脱硫
フラックスのブラスティングによる脱硫処理を実施し
た。処理前の珪素濃度は０．１０％であった。脱硫剤の
供給速度は１３０kg/minであった。ノズル出口での線流
速は３５０ｍ／秒であった。１５min 間の処理で溶銑中
の硫黄濃度は０．０２２％から０．００３％に低下し
た。この時、温度降下はわずか１２℃であった。この時
ＣａＯ原単位は２．２４kg／ｔであり、Ｋ値として０．
９という極めて高い値が得られた。

【００３６】

【表３】

【００３７】（実施例３）高炉溶銑１６０ｔをトーピー
ドカーで受銑し、混入した高炉滓を除去した後、ミルス
ケール、酸素ガスを吹き込んで脱珪処理を行った。その
後、脱珪滓を除滓した後、生石灰５４％、表２の組成の
Ａｌ灰４６％の混合フラックスを吹き込み、脱硫処理行
った。処理前の珪素濃度は０．１７％であった。脱硫剤
の供給速度は６０kg/minであった。４５min で硫黄濃度
は０．０１９％から０．００１％まで低下した。この時
の溶銑の温度降下は２５℃であった。生石灰原単位５．
７kgでありＫ値として０．５という高い値が得られた。

【００３８】（比較例１）高炉溶銑２８９ｔをトーピー
ドカーより溶銑予備処理炉にて脱珪脱りん処理を行った
後、鍋に移し換え、微粉の生石灰とソーダ灰混合脱硫剤
を浸漬ランスを通じてＮ₂ ガスをキャリアーとして吹き
込み脱硫処理を行った。脱硫剤の生石灰とソー灰混合重
量比は４：１であった。脱硫剤の吹き込み速度は約１５
０kg/minであった。処理前の珪素濃度は０．１％以下で
あった。また処理前の溶銑温度は１３０５℃であった。
３０min 間の処理で溶銑中の硫黄濃度０．０２０％が
０．００３％に低下したに留まった。この時、溶銑の温
度低下は約５０℃と大きく、鍋への付着が発生した。ソ
ーダ灰と生石灰を合わせた脱硫剤原単位は１５．６kg／
ｔ、生石灰のみでも１２．５kg／ｔと多量に要し、脱硫
生石灰のＫ値は０．１５と低い値しか得られなかった。

【００３９】（比較例２）高炉溶銑２８９ｔをトーピー
ドカーより受銑し、更に溶銑予備処理炉に移し換えて脱
珪脱りん処理を行った。更に鍋に移し換え、微粉の生石
灰を浸漬ランスを通じてＮ₂ ガスをキャリアーとして吹
き込み脱硫処理を行った。脱硫剤の粒度は２００mh以下
と超微粉を用いた。脱硫剤の吹き込み速度は約１５０kg
/minであった。処理の溶銑温度は１３０７℃であった。
３０min 間の処理で溶銑中の硫黄濃度０．０２０％が
０．００％に低下したに留まった。この時、溶銑の温度
低下は約５０℃と大きく、鍋への付着が発生した。ま
た、Ｋ値は０．１２と低かった。

【００４０】（比較例３）高炉溶銑２９１ｔをトーピー
ドカーにより受銑し、高炉スラグを除滓した後、生石灰
３１％、表３の組成のＡｌ灰６９％をＮ₂ ガスをキャリ
アーガスとして浸漬ランスをて吹き込み、脱硫処理を行
った。処理前の溶銑の珪素濃度は０．５２％であった。
脱硫剤の吹き込み速度は６０kg/minであった。４５min
の処理で硫黄濃度は０．０２０％から０．０１１％まで
低下したに留まった。Ｋ値は０．２に留まった。

【００４１】（比較例４）高炉溶銑２７９ｔをトーピー
ドカーより溶銑予備処理炉にて脱珪脱りん処理を行った
後、鍋に移し換え、微粉の生石灰４７％と表２の組成の
Ａｌ灰５３％より成る混合脱剤を浸漬ランスを通じてＮ
₂ ガスをキャリアーとして吹き込み脱硫処理を行った。
脱硫剤の吹き込み速度は約１５０kg/minであった。処理
前の珪素濃度は０．１％以下であった。また処理前の溶
銑温度は１３０５℃であった。３０min 間の処理で溶銑
中の硫黄濃度０．０２０％が０．０１２％に低下したに
留まり、目標の０．０１０％以下に低減出来なかった。
この時、溶銑の温度低下は約２５℃であった。脱硫生石
灰のＫ値は０．１７と低い値しか得られなかった。この
原因は脱硫剤中のＣａＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ 比が１．５と、最
適範ある１．６５〜２．０から低い方へ大きく逸脱して
いたためである。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の高
価でかつ耐火物損耗の大きなＣａＦ₂を含む生石灰系ラ
ックス、あるいは耐火物損耗が大きく、温度低下の大き
なソーダ灰系フラックスを使用せず、また産業廃棄物で
ある低級グレードのＡｌ残灰等の安価な原料を単に混合
したのみの安価な脱硫剤を利用した効率の良い脱硫方法
を提供する。これにより、安価なコストで０．００１％
以下の低硫黄濃度の溶銑が温度降下も少なく、容易に得
られる。このように、本発明は工業的規模において、容
易かつ確実に、安価に極低硫黄鋼を溶製し得る脱硫剤を
提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】１３５０℃におけるＣａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ の混合
体におけるＡｌ₂ Ｏ₃ 重量濃度とＣａＯ，Ａｌ量の関係
を示す図。

【図２】ＣａＯとＡｌ灰混合脱硫剤のＡｌ灰混合比と平
衡到達硫黄濃度の関係を示す図。

【図３】本発明者らが本発明に至る試験で得られた生石
灰とＡｌ₂ Ｏ₃ 換算のＡｌ灰混合比脱硫率の関係を示す
図。

【図４】生石灰の脱硫効率Ｋ値と溶銑中Ａｌ濃度の関係
を示す図。

【図５】Ａｌを０．０７０％含み、珪素を０．５０％含
む溶銑と脱硫反応を行った生石灰粒子表面近傍の電子線
マイクロアナライザー分析結果を示す図。

【図６】Ａｌを０．０２１％含み、珪素を含まない溶銑
と脱硫反応を行った生石灰粒子表面近傍の電子線マイク
ロアナライザー分析結果を示す図。

【図７】脱硫剤粒度と脱硫率の関係を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 充高 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 國武 意智 愛知県東海市東海町５−３ 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生石灰を主成分とするフラックスとＡｌ
   灰の混合フラックスによる溶銑の脱硫処理に際し、脱硫
   剤中のＣａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ の混合比がＡｌ₂Ｏ₃ で３３
   〜３７．７重量％の範囲となるように混合したもの、ま
   たは添加後のＣａＯとＡｌ₂ Ｏ₃ の混合比がＡｌ₂ Ｏ₃
   で３３〜３７．７重量％の範囲となる量の生石灰、Ａｌ
   灰を添加することを特徴とする低珪素濃度溶銑の脱硫方
   法。
2. 【請求項２】 原料の粒度が２２mesh以下の粉体から成
   るフラックスを吹き込む請求項１記載の溶銑の脱硫剤。