JPH10317035A - 鉄系溶融合金の脱硫方法および脱硫剤 - Google Patents

鉄系溶融合金の脱硫方法および脱硫剤

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JPH10317035A
JPH10317035A JP14297897A JP14297897A JPH10317035A JP H10317035 A JPH10317035 A JP H10317035A JP 14297897 A JP14297897 A JP 14297897A JP 14297897 A JP14297897 A JP 14297897A JP H10317035 A JPH10317035 A JP H10317035A
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光宏 多田
Tomoo Izawa
智生 井澤
Toshio Takaoka
利夫 高岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り扱いが容易で、廉価な脱硫剤を使用して
高脱硫率で鉄系溶融合金の脱硫を行うことができ、しか
も生成したスラグの利用が容易な鉄系溶融合金の脱硫方
法および脱硫剤を提供すること。 【解決手段】 MgOおよび金属AlをMgO/Alの
重量比が3.0以下となるように混合した混合物を含
み、かつアルカリ土類金属またはアルカリ金属のハロゲ
ン化物または酸化物をAlに対して1〜10重量%含む
フラックスを鉄系溶融金属中に供給し、それにより発生
したMgにより脱硫を行い、さらにCaOまたはCaC
3を前記脱硫剤に対して5重量%以上添加して、前記
脱硫により生成する脱硫生成物の再酸化による復硫を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱硫剤を用いて鉄
系溶融合金を脱硫する鉄系溶融合金の脱硫方法および脱
硫剤に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高級鋼製造に対する要請が増大す
るにつれ、低硫鋼の製造においては酸化精錬である転炉
工程の前に鉄系溶融合金の脱硫処理を実施し、転炉に装
入する鉄系溶融合金中の硫黄濃度を低減する方法が広く
採用されるようになっている。さらに、硫黄濃度の極め
て低い極低硫鋼では、転炉から出鋼後に取鍋中で脱酸
し、脱硫する方法が広く行われている。
【0003】鉄系溶融合金に用いられる脱硫剤として
は、石灰系、カルシウムカーバイド系、ソーダ灰系、マ
グネシウム系のものが用いられている。これら脱硫剤
を、反応容器としてのトーピードカー、溶銑鍋、転炉な
どに添加することによって脱硫がなされる。この場合、
脱硫剤の添加方法としては、インジェクションまたは溶
鋼上部投入後に機械攪拌する方法等が採用されている。
【0004】これら脱硫剤において、硫黄との親和力
は、石灰系に比較して、ソーダ灰系、カルシウムカーバ
イド系、マグネシウム系のほうが強い。そのため、例え
ば材料とプロセス,vol.6(1993),p.1070 にあるよう
に、鉄系溶融合金の攪拌力が弱いトーピードカーなどに
おいてはソーダ灰やカルシウムカーバイドが用いられて
いる。
【0005】しかし、ソーダ灰系を使用すると、発生す
るスラグ中のNa2O濃度が高くなるため、スラグをセ
メント材料や路盤材へ有効に利用することができなくな
る。また、カーバイド系を使用すると、水と反応してア
セチレンガスが発生するため、取り扱いが困難である。
【0006】そのため、近年、硫黄との親和力が強く、
優れた脱硫能を有する上、発生するスラグが少なくかつ
スラグの利用が容易なマグネシウム系の脱硫剤が用いら
れるようになってきている。
【0007】例えば、特開昭52−107218号公報
や特開昭52−115717号公報のように金属Mg単
独あるいはCaOやCaCO3との混合物が鉄系溶融合
金の脱硫剤として用いられている。しかし、脱硫剤の費
用としては石灰系が最も廉価で、マグネシウム系は高価
である。
【0008】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、取り扱いが容易で、廉価な脱硫剤を使用し
て高脱硫率で鉄系溶融合金の脱硫を行うことができ、し
かも生成したスラグの利用が容易な鉄系溶融合金の脱硫
方法および脱硫剤を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した特開昭52−1
07281号、特開昭52−115717号に開示され
ているように金属Mgは強力な脱硫能を有するが高価で
ある。そこで、本発明では、廉価に入手することができ
る原料を用いて金属Mgを発生させ、そのMgを用いて
鉄系溶融合金の脱硫を行う。そして、その脱硫の際に懸
念される脱硫生成物の再酸化をも防止するものである。
【0010】すなわち、本発明は、第1に、MgOおよ
び金属AlをMgO/Alの重量比が3.0以上となる
ように混合した混合物を含み、かつアルカリ土類金属ま
たはアルカリ金属のハロゲン化物または酸化物をAlに
対して1〜10重量%含むフラックスを鉄系溶融合金中
に供給し、それにより発生したMgにより脱硫を行い、
さらにCaOまたはCaCO3を主成分とする復硫防止
剤を前記フラックスに対して5重量%以上添加して、前
記脱硫により生成する脱硫生成物の再酸化による復硫を
防止することを特徴とする鉄系溶融合金の脱硫方法を提
供するものである。
【0011】第2に、鉄系溶融合金中に供給され、その
脱硫を行う脱硫剤であって、MgOおよび金属AlをM
gO/Alの重量比が3.0以下となるように混合した
混合物を含み、かつアルカリ土類金属またはアルカリ金
属のハロゲン化物または酸化物をAlに対して1〜10
重量%含むフラックスと、このフラックスとは別個に該
鉄系溶融合金中に供給され、前記フラックスに対して5
重量%以上の、CaOまたはCaCO3を主成分とする
復硫防止剤とを含有することを特徴とする脱硫剤を提供
するものである。
【0012】第3に、鉄系溶融合金中に供給され、その
脱硫を行う脱硫剤であって、MgOおよび金属AlをM
gO/Alの重量比が3.0以上となるように混合した
混合物を含み、かつアルカリ土類金属またはアルカリ金
属のハロゲン化物または酸化物の粉末をAlに対して1
〜10重量%含むフラックスと、前記フラックスに対し
て5重量%以上の、CaOまたはCaCO3を主成分と
する復硫防止剤とを含有することを特徴とする脱硫剤を
提供するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明では、廉価に入手すること
ができるMgOと金属Alを予めMgO/Alの重量比
が3.0以下となるように混合した混合物を含み、さら
にアルカリ土類金属またはアルカリ金属のハロゲン化物
または酸化物を含むフラックスを鉄系溶融合金中に供給
し、発生するMgを用いて鉄系溶融合金の脱硫を行う。
この場合のフラックスの供給方法としては、インジェク
ション、ワイヤーフィーダー等を採用することができ
る。
【0014】この際にMgは、以下の(1)式に示す反
応に従って発生する。 MgO+1/2Al=3/4Mg+1/4MgO・Al23 ……(1) この(1)式に示すように、MgOとAlとの当量比は
2:1であるので、MgO/Alの重量比を3またはA
l過剰の条件である3未満とすることにより、上記
(1)式の反応を効率よく進行させることができる。
【0015】ところで、本発明者らは、上記反応に従っ
て金属Alの表面に生成したアルミナが上記(1)式の
反応の進行を阻害することを見出した。これに対して
は、アルカリ土類金属またはアルカリ金属のハロゲン化
物または酸化物をAlに対して1〜10重量%の割合で
フラックス中に添加してアルミナを低融点化することで
(1)式の反応進行の阻害を防止することができること
を見出した。したがって、本発明では、フラックス中に
アルカリ土類金属またはアルカリ金属のハロゲン化物ま
たは酸化物をAlの1〜10重量%を含有させるのであ
る。この場合に、アルカリ土類金属またはアルカリ金属
のハロゲン化物または酸化物は、単独の化合物であって
もよいし、複数種類混合して用いてもよい。このような
化合物としてはCaO,CaCl2が例示されるが、ア
ルミナを低融点化することができれば特定の化合物に限
定されるものではない。
【0016】上記(1)式により発生したMgにより、
以下の(2)式の反応に従って脱硫が進行する。 Mg+S=MgS ……(2) 上記(1)式、(2)式とも反応発熱反応であるため、
処理される鉄系溶融合金の温度は高温であることが望ま
しい。
【0017】上記(2)式により生成した脱硫生成物
は、従来のマグネシウム系脱硫剤により知られているよ
うに容易に酸化され、(2)式の逆反応により鉄系溶融
合金中に復硫することが知られている。そのため本発明
においても、CaOまたはCaCO3を前記フラックス
に対して5重量%以上添加し、上記(2)式により生成
したMgSを、以下の(3)式に示す反応により、Ca
Sに変え、Sを固定して復硫を防止する必要がある。 MgS+CaO=MgO+CaS ……(3) CaO,CaCO3の量は多いほうが望ましいが、脱硫
実験の結果から、これらが鉄系溶融合金の湯面を覆うこ
とが可能となるためには、脱硫剤の5%以上必要である
ことが判明した。
【0018】なお、CaO,CaCO3は単味であって
もこれらの混合物であってもよいし、少量のCaF2
CaCl2などのハロゲン化物を含んでいてもよい。C
aO,CaCO3の添加方法はいかなる方法でもよく、
前記フラックス脱硫剤に混合してもよいが、溶銑の上方
から粒状のものを上置添加するのが容易で工業的に有効
な方法である。したがって、本発明に係る脱硫剤は、前
記フラックスと前記復硫防止剤とが別個に添加されるも
のであってもよいし、予め両者を含有しているものであ
ってもよい。
【0019】
【実施例】表1に示す条件により、図1に示すような溶
銑鍋内で溶銑の脱硫処理を行った。図1中、参照符号1
が溶銑鍋、2がその中に貯留された溶銑である。予め、
内部にフラックス(脱硫剤)が装入された表1に示すよ
うなワイヤーを作製し、ワイヤー供給装置を用いて図1
に示すようにワイヤー3を供給した。また、ワイヤー供
給前に、インジェクションランス4により復硫防止剤と
しての石灰を溶銑中に吹き込んだ。
【0020】この際のSの挙動の一例を図2に示す。こ
の図に示すように、約15分間の脱硫によりSが0.0
01重量%まで到達した。またこの時に発生したスラグ
量は約700kgすなわち4.6kg/Tであった。こ
れは通常の石灰系脱硫剤が8kg/T必要であるのに比
較すると、約60%に低減することができたこととな
る。このように、本発明の脱硫方法を用いることによ
り、高脱硫率を得ることができ、しかも生成するスラグ
を低減できることが確認された。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
安価なMg発生源を脱硫剤の主成分として使用してMg
により脱硫を行うので脱硫剤は安価であり、また取扱い
の困難性を伴うことなく高効率で脱硫することができ、
しかも生成するスラグ量は少なく、またスラグは再利用
が可能なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る脱硫方法の実施状態を示す図。
【図2】本発明の実施例に従って溶銑を脱硫した際の溶
銑中のS濃度の時間による推移を示す図。
【符号の説明】
1……溶銑鍋 2……溶銑 3……ワイヤー 4……インジェクションランス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MgOおよび金属AlをMgO/Alの
    重量比が3.0以下となるように混合した混合物を含
    み、かつアルカリ土類金属またはアルカリ金属のハロゲ
    ン化物または酸化物をAlに対して1〜10重量%含む
    フラックスを鉄系溶融合金中に供給し、それにより発生
    したMgにより脱硫を行い、さらにCaOまたはCaC
    3を主成分とする復硫防止剤を前記フラックスに対し
    て5重量%以上添加して、前記脱硫により生成する脱硫
    生成物の再酸化による復硫を防止することを特徴とする
    鉄系溶融合金の脱硫方法。
  2. 【請求項2】 鉄系溶融合金中に供給され、その脱硫を
    行う脱硫剤であって、MgOおよび金属AlをMgO/
    Alの重量比が3.0以下となるように混合した混合物
    を含み、かつアルカリ土類金属またはアルカリ金属のハ
    ロゲン化物または酸化物をAlに対して1〜10重量%
    含むフラックスと、このフラックスとは別個に該鉄系溶
    融合金中に供給され、前記フラックスに対して5重量%
    以上の、CaOまたはCaCO3を主成分とする復硫防
    止剤とを含有することを特徴とする脱硫剤。
  3. 【請求項3】 鉄系溶融合金中に供給され、その脱硫を
    行う脱硫剤であって、MgOおよび金属AlをMgO/
    Alの重量比が3.0以上となるように混合した混合物
    を含み、かつアルカリ土類金属またはアルカリ金属のハ
    ロゲン化物または酸化物をAlに対して1〜10重量%
    含むフラックスと、前記フラックスに対して5重量%以
    上の、CaOまたはCaCO3を主成分とする復硫防止
    剤とを含有することを特徴とする脱硫剤。
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