JPH1060515A

JPH1060515A - 溶銑の脱硫方法

Info

Publication number: JPH1060515A
Application number: JP22109496A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsumoto; 洋松本; Takashi Fujita; 藤田　　貴
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ソーダ灰を含む脱硫剤を用いて溶銑の脱硫を
行うに際し、脱硫率の低下を招くことなく、発煙を抑制
することができ、又、COガスの発生量を低減し得てCOガ
スの燃焼による排ガスの高温化を抑制することができる
溶銑の脱硫方法を提供する。【解決手段】ソーダ灰を含む脱硫剤を用いて溶銑の脱
硫を行うに際し、ソーダ灰と共にAlを存在させ、このAl
の量をソーダ灰の量に対して５〜25質量％、或いは10〜
25質量％にすることを特徴とする溶銑の脱硫方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶銑の脱硫方法に
関する技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶銑の脱硫剤としては、主としてカルシ
ウムカーバイド、ソーダ灰（炭酸ソーダ：Na₂CO₃）、石
灰系脱硫剤の中の１種以上が単独あるいは混合して使用
されている。この中、ソーダ灰は所要量が少量であるこ
と、溶銑中への吹き込みを必ずしも要さず、入れ置きで
も所定の脱硫率が得られることから現在でも定常的に使
用されている。

【０００３】ソーダ灰を脱硫剤として用いて溶銑の脱硫
を行うと、短時間にかなりの脱硫率を得ることができる
が、脱硫剤に起因する脱硫処理中の発煙が著しく、作業
環境の悪化が顕著であることは公知である。

【０００４】かかる発煙を抑制する技術として、ソーダ
灰に生石灰を混合することが知られており、又、特開昭
49-123111 号公報にはソーダ灰と炭酸カルシウムを混合
することが記載され、特開昭49-13016号公報には生石灰
又は酸化マグネシウムにソーダ灰を加熱含浸させること
が記載されている。

【０００５】これらの発煙抑制技術は、生石灰等の物質
を一定割合混合させることにより、脱硫剤中ソーダ灰の
割合を低減し、その結果として発煙を抑制しようとする
ものである。

【０００６】しかし、これらの発煙抑制技術において
は、単位脱硫剤あたりのソーダ灰量が減少するので、生
石灰等の物質を混合しない場合と比較し、脱硫剤量が同
一の場合には脱硫率が低下し、同一の脱硫率を得ようと
する場合には所要の脱硫剤量が増大し、又、そのために
脱硫処理時間の延長及びコストアップを来すという問題
点がある。また、特開昭49-13016号公報記載の技術に
は、上記問題点の他、脱硫剤製造時に加熱含浸の処理が
必要であるために脱硫剤製造工程及び製造コストの増大
を来すという問題点もある。

【０００７】更に、ソーダ灰に生石灰等の物質を混合し
ない場合と同様に、脱硫反応により多量のCOガスが発生
し、これが大気中の酸素により燃焼して高温の排ガスと
なるため、排ガス系統に過大な冷却設備が必要となる
他、集塵機等にもそれなりの配慮が必要となるという問
題点もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこの様な事情
に着目してなされたものであって、その目的は、前記従
来技術の有する問題点を解消し、ソーダ灰を含む脱硫剤
を用いて溶銑の脱硫を行うに際し、脱硫率の低下を招く
ことなく、発煙を抑制することができ、又、COガスの発
生量を低減し得てCOガスの燃焼による排ガスの高温化を
抑制することができる溶銑の脱硫方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】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る溶銑の脱硫方法は、請求項１〜２記
載の溶銑の脱硫方法としており、それは次のような構成
としたものである。

【００１０】即ち、請求項１記載の溶銑の脱硫方法は、
ソーダ灰を含む脱硫剤を用いて溶銑の脱硫を行うに際
し、ソーダ灰と共にAlを存在させ、このAlの量をソーダ
灰の量に対して５〜25質量％にすることを特徴とする溶
銑の脱硫方法である。

【００１１】請求項２記載の溶銑の脱硫方法は、前記Al
の量を10〜25質量％にする請求項１記載の溶銑の脱硫方
法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は例えば次のようにして実
施する。ソーダ灰（Na₂CO₃）と粒状あるいは粉体状のAl
（アルミニウム）とを、Al量がソーダ灰の量に対して５
〜25質量％、例えば15％になるように混合し、この混合
物をホッパーに入れておく。そして、この混合物をホッ
パーから溶銑、例えば高炉出銑後の溶銑に添加する。こ
のとき、混合物の添加量は、脱硫剤としてソーダ灰にAl
を混合しないものを用いる場合と同様とする。

【００１３】そうすると、発煙を生じることなく、又、
COガスの燃焼による排ガスの高温化を起こすことなく、
脱硫処理することができ、しかも脱硫剤としてソーダ灰
にAlを混合しないものを用いる場合と同様の脱硫率が得
られる。

【００１４】かかる本発明の実施の形態からもわかる如
く、本発明によれば、ソーダ灰を含む脱硫剤を用いて溶
銑の脱硫を行うに際し、脱硫率の低下を招くことなく、
発煙を抑制することができ、又、COガスの発生量を低減
し得てCOガスの燃焼による排ガスの高温化を抑制するこ
とができる。

【００１５】この詳細を以下に説明する。

【００１６】脱硫剤としてソーダ灰（Alの混合なし）を
用いて溶銑の脱硫を行う場合、ソーダ灰による脱硫反応
は下記の式(1), (2), (3), (4)で表され、かかる反応に
よって脱硫される。尚、これらの式において、[S],
[O], [C] は溶銑中のＳ，Ｏ，Ｃを示すものである。g
はガス（気体）のことである。

【００１７】Na₂CO₃ ＝ Na₂O ＋ CO₂(g) ---- (1) Na₂O ＋[S] ＝ Na₂S ＋ [O] ---- (2) CO₂(g) ＋[C] ＝ 2CO(g) ---- (3) [O]＋[C] ＝ CO (g) ---- (4)

【００１８】しかし、溶銑に添加した全てのソーダ灰が
上記式で示される如き脱硫反応に関与するわけではな
く、脱硫反応に寄与したソーダ灰以外のソーダ灰は溶鉄
により高温に加熱されて蒸発したり、溶銑表面（湯面）
でスラグの形成に関与する。このとき、Na₂CO₃及びNa₂C
O₃の分解によって生成したNa₂Oは、溶銑中炭素（[C] ）
と反応して発煙を生じることが知られており、この反応
は下記の式(5), (6)で表される。即ち、この反応式から
わかるように、作業環境の悪化をもたらす発煙は、ソー
ダ灰が溶銑中炭素により還元されて生成したCOガス〔:C
O(g)〕、および、このCO(g) 生成と共に生成したNa₂Oが
溶銑中炭素により還元されて生成したNaガス〔:Na(g)〕
及びCO(g) に起因するものである。

【００１９】 Na₂CO₃ ＋[C] ＝ Na₂O ＋ 2CO(g) ---- (5) Na₂O ＋[C] ＝ 2Na(g) ＋ CO(g) ---- (6)

【００２０】従って、かかるCO(g) やNa(g) の発生を抑
制することができれば、発煙を抑制することができるは
ずであると考えられる。

【００２１】そこで、脱硫率の低下を招くことなく、か
かるCO(g) やNa(g) の発生を抑制し得る方法を探索すべ
く、鋭意研究を行った。その結果、ソーダ灰と共にAlを
存在させ、このAlの量をソーダ灰の量に対して５〜25質
量％にすることにより、脱硫率の低下を招くことなく、
CO(g) の発生を抑制し得、それにより発煙を抑制するこ
とができるという知見が得られた。

【００２２】即ち、種々研究実験を行ったところ、ソー
ダ灰にAlを共存させることにより、下記の式(7), (8)で
示す如き反応が起こり、この反応が進行することによ
り、発煙の原因である前記式(5), (6)の反応の進行が妨
げられ、そのため、Na(g) は発生するものの、CO(g) の
発生が抑制され、それにより発煙が抑制されることがわ
かった。そして、このときソーダ灰に共存させるAlの量
をソーダ灰量に対して５質量％以上にすることにより、
発煙を充分に抑制し得ることがわかった。

【００２３】 3Na₂CO₃＋4[Al] ＝ 3Na₂O＋2Al₂O₃＋[C] ---- (7) 3Na₂O＋2[Al] ＝ 6Na(g) ＋Al₂O₃ ---- (8)

【００２４】又、ソーダ灰にAlを共存させることによ
り、単位脱硫剤あたりのソーダ灰量が減少するために脱
硫率が低下することが懸念されるが、Alは酸素との親和
力が強くて酸素と反応し易いので、溶銑中酸素（[O] ）
と反応してAl₂O₃ となり、それにより[O] の濃度を低下
させるため、前記式(2) の脱硫反応が進み易くなる。そ
のため、ソーダ灰に共存させるAlの量を多くし過ぎると
脱硫率の低下を招くが、ソーダ灰量に対して25質量％以
下にした場合は脱硫率の低下を招かず、Alを混合しない
ものを用いる場合と同様の脱硫率が得られることがわか
った。

【００２５】更に、前記の如く式(5), (6)の反応の進行
が妨げられてCO(g) の発生が抑制されるので、COガスの
燃焼による排ガスの高温化を抑制することができ、それ
により排ガス温度を低下させ得ることもわかった。

【００２６】本発明は上述の如き知見に基づき完成され
たものであり、それは前述の如き構成を有する。即ち、
本発明に係る溶銑の脱硫方法は、ソーダ灰を含む脱硫剤
を用いて溶銑の脱硫を行うに際し、ソーダ灰と共にAlを
存在させ、このAlの量をソーダ灰の量に対して５〜25質
量％にするようにしている。従って、本発明に係る溶銑
の脱硫方法によれば、ソーダ灰を含む脱硫剤を用いて溶
銑の脱硫を行うに際し、脱硫率の低下を招くことなく、
発煙を抑制することができ、又、COガスの発生量を低減
し得てCOガスの燃焼による排ガスの高温化を抑制するこ
とができる。従って、脱硫率の低下を招くことなく、作
業環境の向上が図れ、又、排ガス系統及び集塵機の簡素
化が図れるようになる。

【００２７】又、前記の如く式(7), (8)の反応が進行
し、式(5), (6)の反応の進行が妨げられ、この式(7),
(8)の反応はAlの酸化反応であり、式(5), (6)の反応は
炭素の酸化反応であり、Alの酸化反応熱は炭素の酸化反
応熱に比較して大きいため、脱硫処理中の溶銑の温度が
低下し難く、溶銑温度低下を抑制し得るという作用効果
も得られる。

【００２８】ここで、ソーダ灰に共存させるAlの量をソ
ーダ灰量に対して５〜25質量％にしているのは、５質量
％未満にすると発煙を充分に抑制することができなくな
り、一方、25質量％超にするとAlを混合しないものを用
いる場合よりも脱硫率が低くなり、脱硫率の低下を招
き、脱硫率が不充分となるからである。

【００２９】前記の如くソーダ灰と共にAlを存在させ、
このAlの量をソーダ灰の量に対して５〜25質量％にする
ことは、ソーダ灰或いはソーダ灰含有剤（ソーダ灰及び
ソーダ灰以外の物質を含むもの）とAlとをAl量がソーダ
灰の量に対して５〜25質量％になるように予め混合した
ものを溶銑に添加することや、ソーダ灰或いはソーダ灰
含有剤とAlとを、添加後の溶銑中においてAl量がソーダ
灰の量に対して５〜25質量％になるように、別々に溶銑
に添加すること等によって成し遂げられる。いずれの場
合も、脱硫を要する溶銑部においてソーダ灰とAlとが共
存し、このAl量がソーダ灰の量に対して５〜25質量％に
なるようにすることが重要である。

【００３０】前記ソーダ灰に共存させるAlの量をソーダ
灰量に対して10〜25質量％にすることが望ましい（請求
項２記載の溶銑の脱硫方法）。そうすると、発煙をより
顕著に抑制することができるようになるからである。

【００３１】尚、ソーダ灰に共存させるAlのソーダ灰量
に対する量（％）をＡ／Ｎ（％）値と表示すると、これ
はＡ／Ｎ（％）＝（Na₂CO₃に共存させるAlの量／Na₂CO₃
量）×100 という式により求められる。又、ソーダ灰或
いはソーダ灰含有剤とAlとを予め混合して混合物とする
場合は、Ａ／Ｎ（％）＝〔混合物中Al量（％）／混合物
中Na₂CO₃量（％）〕×100 という式によっても求められ
る。

【００３２】本発明はいずれの溶銑の脱硫にも適用する
ことができる。

【００３３】

【実施例】（実施例１）ソーダ灰（炭酸ソーダ：Na₂CO₃）と粒状あ
るいは粉体状のAlとの混合物（脱硫剤）をホッパーに入
れておく。そして、高炉から溶銑を取鍋内に注入すると
共に前記ホッパーから脱硫剤を取鍋内に投入した。即
ち、高炉出銑後の溶銑と共に脱硫剤を取鍋内に流し込ん
で取鍋内溶銑の脱硫処理を行った。そして、脱硫処理中
の発煙状況を観察し、又、脱硫処理前後の溶銑中の硫黄
（[S])量を分析して下記の式(9) より脱硫率を求めた。

【００３４】脱硫率（％）＝〔（脱硫処理前 [S]量−脱硫処理後 [S]量）／脱硫処理前[S] 量〕×100 ---- (9)

【００３５】かかる脱硫処理を取鍋内に注入する溶銑の
組成、温度及び注入量は一定とし、脱硫剤中ソーダ灰量
に対するAl量の割合をパラメータとして変化させて行っ
た。即ち、溶銑としては [C]＝3.5 〜3.8%， [S]＝0.00
3 〜0.008%の組成のものを用い、取鍋内に注入する際の
溶銑の温度は1260〜1320℃、取鍋内への溶銑の注入量は
200〜 250ｔ（トン）とし、これらは脱硫処理毎に一定
となるようにしたが、取鍋内に投入する脱硫剤のソーダ
灰量に対するAl量の割合〔Ａ／Ｎ（％）値〕は表１に示
す如く変化させた。

【００３６】これらの脱硫処理の際の発煙状況及び脱硫
率を表１に示す。尚、発煙状況は、Alを混合せず、ソー
ダ灰のみからなるもの〔Ａ／Ｎ（％）値＝０〕を脱硫剤
として用いた場合の発煙状況を発煙大とし、発煙が殆ど
認められなくて発煙の程度が極めて小さいか或いは発煙
が全く認められない場合を発煙小とし、発煙の程度が発
煙小の場合よりは大きいものの、発煙大の場合よりは小
さく、作業環境上問題のない水準の場合を発煙中として
表示した（以降、同様）。

【００３７】表１からわかる如く、脱硫剤（ソーダ灰と
Alとの混合物）としてソーダ灰量に対するAl量の割合
〔Ａ／Ｎ（％）値〕が５％のものを使用した場合（No.
4）、発煙状況は発煙中の程度にまで抑制され、さらに
Ａ／Ｎ（％）値が11％、18％、25％のものを使用した場
合（No.5, 6, 7）、発煙状況は発煙小の程度にまで抑制
されている。しかも、これらの場合、脱硫率は脱硫剤と
してＡ／Ｎ（％）値＝０のものを使用した場合（No.1〜
3)と同水準にあり、脱硫率の低下を招いていない。しか
し、Ａ／Ｎ（％）値が33％のものを使用した場合（No.
8）、発煙状況は発煙小の程度にまで抑制されるもの
の、脱硫率の低下が認められる。

【００３８】（実施例２）高炉出銑後の溶銑と共に取鍋
内に流し込む脱硫剤としてソーダ灰と石灰と粒状あるい
は粉体状のAlとを表２に示す割合で混合した物を用い
た。かかる点を除き、実施例１と同様の方法により、取
鍋内溶銑の脱硫処理を行い、発煙状況を観察し、又、脱
硫率を求めた。

【００３９】その結果を表２に示す。表２からわかる如
く、脱硫剤としてソーダ灰と石灰との混合物〔Ａ／Ｎ
（％）値＝０〕を使用した場合（No.1〜2 ）、発煙状況
は発煙中の程度である。これに対し、脱硫剤としてソー
ダ灰と石灰とAlとの混合物であり且つＡ／Ｎ（％）値が
11％、25％のものを使用した場合（No.3, 4)、発煙状況
は発煙小の程度にまで抑制され、しかも脱硫率は同水準
にあり、脱硫率の低下を招いていない。しかし、Ａ／Ｎ
（％）値が43％のものを使用した場合（No.5）、発煙状
況は発煙小の程度にまで抑制されるものの、脱硫率の低
下が認められる。

【００４０】（実施例３）表１及び２のデータに基づ
き、Ａ／Ｎ（％）値を指標として整理して得られた図を
図１に示す。即ち、表１及び２のデータを用いて得られ
たＡ／Ｎ（％）値と脱硫率及び発煙状況（発煙の程度）
との関係図を図１に示す。

【００４１】このようにＡ／Ｎ（％）値を指標として整
理すると、脱硫剤が石灰を含まない場合（表１）及び石
灰を含む場合（表２）をＡ／Ｎ（％）値という同一の指
標で評価することが可能となった。その結果、Ａ／Ｎ
（％）値を５％以上とすることにより発煙抑制の効果が
得られ、さらにＡ／Ｎ（％）値を10％以上とすることに
より発煙抑制効果が顕著になることがわかる。しかし、
Ａ／Ｎ（％）値を25％超にすると、発煙抑制効果は顕著
であるものの、脱硫率が低下することがわかる。以上よ
り、Ａ／Ｎ（％）値を５〜25％にすると、脱硫率の低下
を招かずに、発煙を抑制し得、更にＡ／Ｎ（％）値を10
〜25％にすることにより発煙をより顕著に抑制し得るこ
とが確認された。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る溶銑の脱硫方法によれば、
ソーダ灰を含む脱硫剤を用いて溶銑の脱硫を行うに際
し、脱硫率の低下を招くことなく、発煙を抑制すること
ができ、又、COガスの発生量を低減し得てCOガスの燃焼
による排ガスの高温化を抑制することができる。従っ
て、脱硫率の低下を招くことなく、作業環境の向上が図
れ、又、排ガス系統及び集塵機の簡素化が図れるように
なる。更に、脱硫処理中の溶銑の温度低下を抑制し得る
という効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＡ／Ｎ（％）と脱硫率（％）と
の関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソーダ灰を含む脱硫剤を用いて溶銑の脱
硫を行うに際し、ソーダ灰と共にAlを存在させ、このAl
の量をソーダ灰の量に対して５〜25質量％にすることを
特徴とする溶銑の脱硫方法。
【請求項２】前記Alの量を10〜25質量％にする請求項
１記載の溶銑の脱硫方法。