JPH1088215A

JPH1088215A - 溶銑の脱硫方法

Info

Publication number: JPH1088215A
Application number: JP24360096A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nishio; 浩明西尾; Kenzo Yamada; 健三山田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｍｇ脱硫を前提とし、安価で、従来のＣａＯ−
ＣａＦ₂ 系脱硫剤に比べて脱硫剤原単位を低減すること
ができ、かつスラグ発生量を低減することができる脱硫
方法を提供すること。【解決手段】容器２の底部にＭｇＯ源３を配し、このＭ
ｇＯ源３にＡｌの溶解した溶銑７を接触させ、溶銑中の
ＡｌとＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭｇ
と溶銑中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、このＭ
ｇＳを浮上させて分離し、溶銑を脱硫する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶銑の脱硫方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在、溶銑の炉外脱硫には安価なＣａＯ
を主成分とする脱硫剤が広く使用されている。このよう
な脱硫剤として、例えば、９５ｗｔ％ＣａＯ−５ｗｔ％
ＣａＦ₂ があり、溶銑１ｔあたり７〜１２ｋｇ消費され
る。

【０００３】一方、溶銑の脱硫剤として金属Ｍｇも知ら
れている。金属Ｍｇは、溶銑中のＳと容易に反応してＭ
ｇＳを生成するが、沸点が１１０７℃と低いので、１２
５０〜１５００℃の溶銑中では激しく気化する。したが
って、Ｍｇを単独で用いると溶銑を飛散させるととも
に、Ｍｇ蒸気が十分脱硫に寄与せずに大気中に放散され
ることになる。このため、特開平７−１７９９１９号公
報に開示されているように、金属ＭｇをＣａＯで希釈し
て１０〜３０ｗｔ％のＭｇ濃度に調製した混合粉末を搬
送ガスとともに溶銑中に吹き込む方法が一般的である。
この場合、次に示す（１）式のＭｇによる脱硫反応およ
び（２）式のＣａＯによる脱硫反応が並行して進む。

【０００４】〔Ｍｇ〕＋〔Ｓ〕→（ＭｇＳ）（１）（ＣａＯ）＋〔Ｓ〕→（ＣａＳ）＋〔Ｏ〕（２）すなわち、Ｍｇ蒸気は溶銑に溶解してマグネシウム〔Ｍ
ｇ〕となり、溶銑に溶解した硫黄〔Ｓ〕と反応して（Ｍ
ｇＳ）を生成し、溶銑中に懸濁あるいは溶銑浴面に浮上
する。一方、脱硫剤の（ＣａＯ）は溶銑に溶解した硫黄
〔Ｓ〕と反応して（ＣａＳ）を生成し、溶銑中に懸濁あ
るいは溶銑浴面に浮上する。ここで、副生する酸素は溶
銑に溶解して〔Ｏ〕となるが、溶銑中のＣと反応してＣ
Ｏガスとなって散逸する。

【０００５】上記（１）式のＭｇ脱硫は（２）式のＣａ
Ｏ脱硫に比べて脱硫速度が大きく、Ｍｇ−ＣａＯ全体の
脱硫速度はＣａＯ単独の場合に比べて著しく大きくな
る。すなわち、Ｍｇ−ＣａＯ吹き込みによる脱硫法を適
用すると、少ない脱硫剤原単位で短時間に所望の到達
〔Ｓ〕が得られる。その結果、スラグ発生量が減る利点
があり、また、スラグに混入する地金も減少するので、
鉄歩留まりの向上が期待できる。また、処理時間が短い
ので処理時の溶銑温度の低下が小さい利点もある。

【０００６】しかし、このように数多くの利点があるに
もかかわらず、Ｍｇ脱硫は主流とはなっていない。これ
は原料の金属Ｍｇが高価なために安価なＣａＯを主成分
とする脱硫剤を上回るメリットが見い出せないからであ
る。

【０００７】これに対して、特開昭５２−５０９１７号
公報には、ＭｇＯとＡｌの反応によってＭｇ蒸気Ｍｇ
（ｇ）を発生させる脱硫方法が開示されている。この公
報においては、この反応は１５００℃以上を要し、通常
の溶銑温度では生じないとして、反応を促進するに足る
熱量を発生する発熱剤をＭｇＯとＡｌに加えて溶銑に供
給する方法が開示されている。ちなみに、この従来技術
では、次の反応を利用している。

【０００８】３ＭｇＯ＋２Ａｌ→３Ｍｇ（ｇ）＋Ａｌ₂ Ｏ₃ （３）この方法によれば、金属Ｍｇに比べて極めて安価なＭｇ
Ｏと比較的安価なＡｌを主原料とすれば、前記のＭｇ脱
硫の採算性の不利を軽減できる可能性がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５２−５０９１
７号公報においては、ＭｇＯとＡｌとの反応によってＭ
ｇ蒸気を発生させる（３）式の反応は、単に溶銑温度に
相当する１２５０〜１４５０℃に加熱しただけでは生じ
ず、１５００℃以上を要すると主張し、上述したように
発熱剤の添加を提案している。その実施例の中で、平均
１００メッシュの粒度に揃えたＭｇＯ、ＡｌおよびＦｅ
₃ Ｏ₄ の補助酸化物（発熱剤）を十分混合し、平均２ｍ
ｍの粒度のセミペレットに造粒して脱硫剤を得たと述べ
ている。補助酸化物ＸＯはＡｌと（４）式のように反応
してその際出る高熱により未反応のＡｌとＭｇＯとが反
応し、（３）式に従ってＭｇ上記を生成させることが可
能になるとしている。

【００１０】３ＸＯ＋２Ａｌ→３Ｘ＋Ａｌ₂ Ｏ₃ （４）ここで、Ａｌは（３）式のＭｇ蒸気の生成以外に脱硫に
直接寄与しないＸの生成に消費される。このように発熱
剤の添加はこの脱硫方法の経済性を損なうこととなる。

【００１１】ＭｇＯとＡｌとの反応によってＭｇを効率
良く発生させるには、ＭｇＯとＡｌとの接触が十分確保
されなければならず、発生したＭｇにより溶銑脱硫を効
率良く行わせるには、Ｍｇを溶銑に過不足なく接触させ
る必要がある。

【００１２】特開昭５２−５０９１７号公報の実施態様
では、導気管から１〜５Ｌ／ｍｉｎのＮ₂ を流して溶銑
鍋内の溶銑に緩やかなバブリング状態を生起させなが
ら、投入管よりＡｌとＭｇＯと発火剤とからなる脱硫剤
を少量ずつ添加し、導気管と投入管が合流する合流管内
の空間部で発火させ、そこで発生するＭｇ蒸気を溶銑中
へ導いて脱硫に供するというものである。

【００１３】この方法は、まず、脱硫剤中のＡｌが雰囲
気ガスのＮ₂ と反応してＡｌＮとなる反応が６８０℃か
ら生じるので、ＡｌとＭｇＯとの反応が著しく阻害され
ること、次に、Ｍｇ蒸気はたとえ発生したとしても合流
管の外面に沿って上昇し、溶銑とは接触が不十分となる
ことが問題となる。すなわち、Ｍｇの発生がほとんどな
く、なおかつ、発生したＭｇは溶銑の脱硫に十分利用さ
れていないことが問題となる。

【００１４】また、Ｍｇ脱硫を成功させるには、溶銑に
懸濁、あるいは溶銑浴面に浮遊している脱硫生成物の
（ＭｇＳ）が大気から侵入する酸素によって酸化されて
Ｓを生成し、これが溶銑へ戻る。したがって、復硫を防
止する技術を採用することが要求される。しかし、この
公報にはこの観点からの対策については何ら開示されて
いない。

【００１５】以上のようなことから、ＭｇＯとＡｌとを
出発原料とするＭｇ脱硫はいまだ実用化に至っていな
い。本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、Ｍｇ脱硫を前提とし、安価で、従来のＣａＯ−Ｃａ
Ｆ₂ 系脱硫剤に比べて脱硫剤原単位を低減することがで
き、かつスラグ発生量を低減することができる脱硫方法
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、次の知見
を得た。１．Ｍｇ蒸気は上記（３）式に従って１５００℃以上で
発生するという特開昭５２−５０９１７号公報の主張と
は異なり、ＭｇＯとＡｌからＭｇ蒸気を生成する反応は
原料を適正に調製すれば、以下に示す（５）式に従って
９００℃から生じさせることができる。すなわち、Ｍｇ
ＯとＡｌとが反応してＭｇ蒸気が発生し、マグネシア・
アルミナ・スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ）が残留す
る。

【００１７】４ＭｇＯ＋２Ａｌ→３Ｍｇ（ｇ）＋ＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ （５）したがって、発熱剤の添加は必要としない。２．（５）式の反応に必要なＡｌ量を越える過剰のＡｌ
を溶銑に添加して溶解することにより、大気から侵入し
てくる酸素をＡｌ₂ Ｏ₃ の形で吸収し、（ＭｇＳ）の酸
化による溶銑への復硫を防止することができる。

【００１８】３．（５）式の反応は、Ａｌが溶融Ａｌで
あっても溶銑中に溶解したＡｌであっても進行する。本発明は、これらの知見に基づいてなされたものであ
り、第１に、容器の底部にＭｇＯ源を配し、このＭｇＯ
源にＡｌの溶解した溶銑を接触させ、溶銑中のＡｌとＭ
ｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭｇと溶銑中
のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、このＭｇＳを浮
上させて分離することを特徴とする溶銑の脱硫方法を提
供するものである。

【００１９】第２に、容器の底部にＭｇＯ源を配し、そ
の上に固体鉄源を配し、さらにその上にＡｌ源を配して
から溶銑を供給して、Ａｌ源中のＡｌを溶銑に溶解させ
るとともに固体鉄源を溶融させてＡｌの溶解した溶銑を
得、これをＭｇＯ源と直接接触可能な状態とし、溶銑中
のＡｌとＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭ
ｇと溶銑中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、この
ＭｇＳを浮上させて分離することを特徴とする溶銑の脱
硫方法を提供するものである。

【００２０】第３に、容器の底部にＭｇＯ源を配し、そ
の上に固体鉄源を配し、さらにその上にＡｌ源と溶銑と
を同時に供給して、Ａｌ源中のＡｌを溶銑に溶解させる
とともに固体鉄源を溶融させてＡｌの溶解した溶銑を
得、これをＭｇＯ源と直接接触可能な状態とし、溶銑中
のＡｌとＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭ
ｇと溶銑中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、この
ＭｇＳを浮上させて分離することを特徴とする溶銑の脱
硫方法を提供するものである。

【００２１】第４に、容器の底部にＭｇＯ源を配し、そ
の上にＡｌ源を配し、さらにその上に固体鉄源を配して
から溶銑を供給して、Ａｌ源中のＡｌを溶銑に溶解させ
るとともに固体鉄源を溶融させてＡｌの溶解した溶銑を
得、これをＭｇＯ源と直接接触可能な状態とし、溶銑中
のＡｌとＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭ
ｇと溶銑中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、この
ＭｇＳを浮上させて分離することを特徴とする溶銑の脱
硫方法を提供するものである。

【００２２】第５に、上記いずれかのに方法において、
ＭｇＯ１ｋｇに対してＡｌ０．３４０〜１．３３５ｋｇ
の量比を満足し、ＭｇＯとＡｌとの合計量がＭｇＯ源と
Ａｌ源との合計量の７０ｗｔ％以上となることを特徴と
する溶銑の脱硫方法を提供するものである。

【００２３】以下、本発明について具体的に説明する。
この発明で対象とする溶銑は、高炉、溶融還元炉等で製
造されるものであって、通常、４．２〜４．５ｗｔ％
Ｃ、０．２〜０．８ｗｔ％Ｓｉ、０．１５〜０．８ｗｔ
％Ｍｎ、０．１０〜０．１５ｗｔ％Ｐ、０．０２〜０．
０６ｗｔ％Ｓの諸成分を含有する。この溶銑に直接脱硫
処理を施すこと、脱珪処理、脱燐処理あるいは脱炭処理
を施してから脱硫処理を施すこと、または、脱燐処理と
脱硫処理を同時に実施することが知られているが、本発
明ではいずれにも適用することができる。

【００２４】ＭｇＯ源粉末の粒径は（５）式の反応の進
行の程度を支配する重要な因子である。ＭｇＯ源粉末は
細かいほど溶銑との接触面積が増加するので反応が進み
やすくなる。したがって、ＭｇＯ源粉末は細かい方が好
ましい。具体的には１００メッシュの篩通過粉、すなわ
ち、粒径０．１５ｍｍ以下の粉末を７０％以上含む粉末
を適用することすることによってＭｇＯの反応率を上げ
ることができる。さらに好ましいのは２００メッシュの
篩通過粉、すなわち、粒径０．０７４ｍｍ以下の粉末を
適用することである。

【００２５】ＭｇＯ源粉末としては、天然マグネシア、
海水マグネシアのいずれも適用することができるが、Ｍ
ｇＯ濃度８８ｗｔ％以上とすることが好ましい。これは
８８ｗｔ％未満ではＭｇ蒸気発生に寄与しない成分が過
多となり好ましくないからである。また、ＭｇＯ源粉末
として９００℃までに熱分解してＭｇＯになる各種のＭ
ｇＯ前駆体を適用してもよい。例えば、Ｍｇ（ＯＨ）
₂ 、ＭｇＣＯ₃ が挙げられる。ドロマイト（ＭｇＣＯ₃
・ＣａＣＯ₃ ）を補助的に添加してもよい。

【００２６】本発明に係る方法においては、容器の底部
全面に広がるＭｇＯ源粉末からなる層を形成する。層厚
は可能な限り均一とすることが好ましい。こうすること
によって底部全面からＭｇを発生させることが可能とな
り、その上に配する溶銑との均一な接触が可能となる。
そして、Ｍｇが脱硫に効率良く利用されることになる。

【００２７】このＭｇＯ源粉末層の上面に、Ａｌを溶解
した溶銑を接触させる。ＭｇＯ源粉末層には溶銑の自重
による荷重がかかるので溶銑がＭｇＯ源粉末層に侵入す
る。侵入部分では溶銑とＭｇＯ源との接触面積が急増
し、接触界面において溶銑中Ａｌ、すなわち［Ａｌ］と
ＭｇＯ源中のＭｇＯとが（６）式に従って反応し、Ｍｇ
蒸気、すなわちＭｇ（ｇ）とＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ を生成す
る。

【００２８】４ＭｇＯ＋２［Ａｌ］→３Ｍｇ（ｇ）＋ＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ （６）このＭｇ蒸気は溶銑に溶解し、溶銑中で上記（１）式に
従って溶銑中のＳと反応し、ＭｇＳを生成する。

【００２９】上記（６）式に従って副生するＭｇＡｌ₂
Ｏ₄ と（１）式に従って生成するＭｇＳはともに固相で
あるが、溶銑中を浮上して溶銑浴面上に至り、そこに蓄
積される。

【００３０】溶銑の侵入、反応、反応生成物の浮上を繰
り返してＭｇＯ源粉末は消費され、最終的には容器底部
に配されたＭｇＯ源粉末層は消失する。容器底部にＭｇ
Ｏ源粉末層を形成する方法については特に制約はない
が、粉末を上方より投入する方法が最も簡便である。こ
の場合、予めＭｇＯ源粉末を成形することが好ましい。
これは未成形粉末のままだと容器に充填するときに発塵
し、首尾よく底部に充填することが妨げられるからであ
る。

【００３１】成形用のバインダーとしては、フェノール
樹脂、フラン樹脂、コールタールピッチ、糖蜜等のカー
ボン系バインダー、アルミナ、ジルコニア、マグネシア
等の酸化物系バインダーを適用することができる。エチ
ルシリケート、水ガラス等のシリケート系バインダーは
生成するＳｉＯ₂ がＡｌと反応しＡｌが消費される欠点
があるが、５ｗｔ％以下であれば問題はない。

【００３２】成形体の粒径は５ｍｍ以上とすることが好
ましい。５ｍｍ未満では容器へ投入する際に飛散する割
合が増加するからである。成形方法には特に制約はな
い。ペレタイザー等の転動造粒、タブレットマシーン、
ブリケッティングマシーン等の圧縮成形、押し出し成
形、噴霧乾燥造粒等、公知の方法を適用することができ
る。

【００３３】ＭｇＯ源粉末の成形体を容器に投入して形
成される層は成形体の集合であり、成形体粒子間に空隙
を有する。このような空隙が存在すると、この空隙に溶
銑が侵入して成形体を浮上させるが、浮上する成形体は
反応に十分寄与しないので問題となる。したがって、Ｍ
ｇＯ源層が溶銑と接触する前に、この空隙を潰す必要が
ある。具体的な方法として、ＭｇＯ源成形体充填後、上
部より加圧することが考えられる。加圧方法としては固
体鉄源の投入が効果的である。このように固体鉄源を投
入すると、その際の衝撃によって成形体が破壊され、結
果として成形体間の空隙が潰されることになる。固体鉄
源の上に溶銑が注がれると、固体鉄源を介して溶銑の荷
重がＭｇＯ源に加わり、空隙は十分に潰される。

【００３４】固体鉄源は溶銑から熱を受けて溶融し、溶
銑の一部となる。このような鉄源としては、冷銑、鉄ス
クラップ等を適用することができる。Ａｌの溶解した溶
銑を得る方法には特に制約はない。容器に溶銑を注ぐ前
にＡｌを溶解しておいてもよいし、溶銑を容器に注ぎな
がら容器にＡｌ源を供給してもよい。容器に溶銑を注ぐ
前にＡｌを溶解するには、容器まで溶銑を導く溶銑樋に
Ａｌ源を供給すればよい。

【００３５】また、予め容器にＡｌ源を配しておいても
よい。この場合に、固体鉄源とＡｌ源とを混合して配し
てもよいし、また固体鉄源を配してから、その上にＡｌ
源を配してもよい。いずれの場合も、Ａｌ源の溶銑への
溶解、および固体鉄源が溶融して溶銑と同化することに
より、Ａｌの溶解した溶銑が得られ、ＭｇＯ源との接触
が可能となる。

【００３６】さらに、固体鉄源を配するに先だって、Ｍ
ｇＯ源の上にＡｌ源を配してもよい。この場合に、ま
ず、Ａｌ源が５５０〜６６０℃で溶融する。９００℃に
なると溶融ＡｌとＭｇＯとの接触部分で上記（５）式の
反応が生じてＭｇ蒸気が発生する。Ａｌ源の上に配され
た固体鉄源の溶融同化が進むと溶融Ａｌは溶銑にも溶解
し、Ａｌの溶解した溶銑が形成される。そして、上記
（６）式の反応が生じてＭｇ蒸気が発生する。すなわ
ち、（５）式および（６）式の両反応によって発生した
Ｍｇ上記が溶銑の脱硫に使われることになる。

【００３７】（５）、（６）式の反応に必要なＡｌ量は
化学量論的にはＭｇＯ１ｋｇ当たり０．３３５ｋｇであ
るが、ＭｇＯ１ｋｇ当たり０．００５〜１．０ｋｇの過
剰のＡｌを配合することが好ましい。このようにしてＡ
ｌをＭｇＯ１ｋｇ当たり０．３４０〜１．３３５ｋｇ配
合することにより、溶銑中のＡｌを確保することがで
き、これが溶銑への復硫を防止する。すなわち、浴面に
浮上した（ＭｇＳ）が、溶銑浴面で大気中の酸素と接触
すると、次の（７）式で示す反応を起こして復硫する。

【００３８】２（ＭｇＳ）＋Ｏ₂ →２（ＭｇＯ）＋［Ｓ］（７）この反応は、以下の（８）式の反応に従って溶銑中のＡ
ｌすなわち［Ａｌ］により酸素を捕捉することにより、
抑制することができる。

【００３９】４Ａｌ＋３Ｏ₂ （ｇ）→２（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）（８）また、浴中に懸濁した（ＭｇＳ）が、大気から溶銑中に
侵入した酸素［Ｏ］と反応すると次の（９）式に示す反
応を起こして復硫する。

【００４０】（ＭｇＳ）＋［Ｏ］→（ＭｇＯ）＋［Ｓ］（９）この反応も、［Ａｌ］により以下の（１０）式の反応に
従って酸素を捕捉することにより、抑制することができ
る。

【００４１】２Ａｌ＋３［Ｏ］→（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）（１０）前記過剰ＡｌがＭｇＯ１ｋｇ当たり０．００５ｋｇ未満
となると復硫を抑制する効果が不十分となり好ましくな
い。また、１．０ｋｇを超えても復硫を抑制する効果に
は変化はなく脱硫剤原単位が上昇するので好ましくな
い。したがって、上記（５）式または（６）式に従うＡ
ｌとＭｇＯの化学量論重量比０．３３５に過剰Ａｌ分を
加算してＡｌとＭｇＯの重量比が０．３４０〜１．３３
５の範囲とすることが好ましい。

【００４２】さらに、本発明の脱硫剤において、ＭｇＯ
とＡｌとの合計量が、ＭｇＯ源とＡｌ源との合計量の７
０ｗｔ％以上となるようにすることが好ましい。これ
は、その量が７０ｗｔ％未満では反応に寄与しない成分
がＭｇＯとＡｌとの接触を妨げ、その結果ＭｇＯ中のＭ
ｇがＭｇ蒸気に転化する割合が低下するからである。

【００４３】Ａｌ源としては、アルミニウム地金、アル
ミニウムスクラップ、アルミニウム素形材等に切断、切
削、研削等を加える過程で発生する粉末、アトマイズＡ
ｌ粉末、アルミニウムドロス粉末等が挙げられる。

【００４４】本発明に係る方法、すなわち溶銑収納容器
の底部にＭｇＯ源を配し、その上にＡｌの溶解した銑鉄
を配する方法では、溶銑が容器に収納されている間は、
Ａｌを含む溶銑とＭｇＯとの接触が保証される。したが
って、溶銑を容器に受ける受銑に通常要する２０〜３０
分間、および溶銑収納容器によって製銑工場から製鋼工
場へ溶銑を輸送する際に要する３０〜６０分間、合計５
０〜９０分間もの間、溶銑の脱硫を行うことができる。
このように、通常の脱硫設備による脱硫時間８〜２０分
間に対して、本発明に係る脱硫方法では十分な脱硫時間
を確保することができる。また、まんべんなくＭｇが発
生するのでＭｇＯ源の上にある溶銑との均一な接触が保
証される。したがって、本発明では、Ｍｇ蒸気が溶銑浴
面の一部から吹き抜けることに基づくＭｇの損失を無視
することができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。図１〜図４は、本発
明の第１の実施形態の脱硫方法を説明するための図であ
る。図１に示すように、台車１に搭載された溶銑鍋２
に、例えば粒径２５ｍｍの天然マグネシアブリケットを
底部全体に行き渡るように２１１ｋｇ投入してＭｇＯ源
層３を形成する。次いで、その上に、例えば市中発生鉄
スクラップ２８０ｋｇを全面を覆うように投入し、固体
鉄源層５を形成する。さらにその上に、例えばアルミニ
ウムスクラップ破砕チップ９５ｋｇを投入し、Ａｌ源層
４を形成する。

【００４６】この台車１を高炉の受銑位置に配してから
出銑し、図２に示すように、傾注樋６を介して溶銑７を
溶銑鍋２で受け始める。溶銑はＡｌ源層４に衝突して横
に広がる。それに伴ってＡｌ源が広がり溶銑への溶解が
進行する。

【００４７】この場合、外部からの観察は困難である
が、図３に示すように、溶銑レベルの上昇に伴って、固
体鉄源層５の溶融が進行する。そして、図４に示すよう
に、固体鉄源層５は消失し、溶銑７がＭｇＯ源層３と直
接接触するようになる。その際に、ＭｇＯ源層３と溶銑
７との接触界面からはＭｇが発生し、溶銑中のＳと反応
してＭｇＳとなる。この反応は、溶銑がＭｇＯ源層３へ
浸透することによりさらに進行する。反応によって生成
したＭｇＳおよびＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ は浮上して浴面に堆積
層８を形成する。Ｍｇ生成反応に寄与しないＡｌは、溶
銑中に溶解して堆積層８からの復硫を防止する。

【００４８】この際に受銑に要する時間は例えば２０分
間であり、受銑終了後スラグドラッガーにより堆積層８
を除去する操作に着手するまでの時間は例えば５０分間
であり、この間に脱硫反応を生じさせることができるか
ら、十分に脱硫反応を行わせることができる。

【００４９】図５〜図８は、本発明の第２の実施形態の
脱硫方法を説明するための図である。図５に示すよう
に、台車１に搭載された溶銑鍋２に、例えば粒径２５ｍ
ｍの天然マグネシアブリケットを底部全体に行き渡るよ
うに１６４ｋｇ投入してＭｇＯ源層３を形成する。次い
で、その上に、例えばアルミニウムドロスブリケット１
４０ｋｇを投入し、Ａｌ源層４を形成する。さらにその
上に、例えば市中発生鉄スクラップ２８０ｋｇを全面を
覆うように投入し、固体鉄源層５を形成する。

【００５０】この台車を高炉の受銑位置に配してから出
銑し、図６に示すように、傾注樋６を介して溶銑７を溶
銑鍋２で受け始める。溶銑は固体鉄源層５に衝突して横
に広がる。

【００５１】この場合、外部からの観察は困難である
が、図７に示すように、溶銑レベルの上昇に伴って、固
体鉄源層５の溶融が進行する。そして、固体鉄源層５は
消失し、溶銑７がＡｌ源層４と接触し、Ａｌが溶銑に溶
解するとともに一部下にあるＭｇＯと反応してＭｇを発
生する。図８に示すように、ＭｇＯ源層３に溶銑が接触
すると接触界面からはＭｇが発生し、溶銑中のＳと反応
してＭｇＳとなる。この反応は、溶銑がＭｇＯ源層３へ
浸透することによりさらに進行する。反応によって生成
したＭｇＳおよびＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ は浮上して浴面に堆積
層８を形成する。Ｍｇ生成反応に寄与しないＡｌは、溶
銑中に溶解して堆積層８からの復硫を防止する。

【００５２】この実施形態の場合にも、受銑に要する２
０分間、および受銑終了後スラグドラッガーにより堆積
層８を除去する操作に着手するまでの５０分間で十分に
脱硫反応を行わせることができる。

【００５３】図９〜図１２は、本発明の第３の実施形態
の脱硫方法を説明するための図である。図９に示すよう
に、台車１に搭載された溶銑鍋２に、例えば粒径２５ｍ
ｍの天然マグネシアブリケットを底部全体に行き渡るよ
うに１６４ｋｇ投入してＭｇＯ源層３を形成する。次い
で、その上に、例えば市中発生鉄スクラップ２８０ｋｇ
を全面を覆うように投入し、固体鉄源層５を形成する。

【００５４】高炉の受銑位置には、傾注樋６が設けられ
ており、その上にはＡｌ源４として例えばアルミニウム
スクラップ破砕チップ１６４ｋｇを収納したＡｌ源ホッ
パー１０が配設されている。台車１を高炉の受銑位置に
配してから出銑し、図１０に示すように、傾注樋６を介
して溶銑７を溶銑鍋２で受け始める。溶銑は固体鉄源層
５に衝突して横に広がる。次いで、Ａｌ源ホッパー１０
のゲートを開いてＡｌ源４を傾注樋６上の溶銑７上に落
下させ、溶銑とともに溶銑鍋に供給する。全量を供給す
るのに１０分間を要する。Ａｌ源４中のＡｌは溶銑と接
触するとただちに溶解し、Ａｌ源は消失する。

【００５５】この場合、外部からの観察は困難である
が、図１１に示すように、溶銑レベルの上昇に伴って、
固体鉄源層５の溶融が進行する。そして、図１２に示す
ように、固体鉄源層５は消失し、Ａｌの溶解した溶銑７
がＭｇＯ源層３と接触すると接触界面からはＭｇが発生
し、溶銑中のＳと反応してＭｇＳとなる。この反応は、
溶銑がＭｇＯ源層３へ浸透することによりさらに進行す
る。反応によって生成したＭｇＳおよびＭｇＡｌ₂ Ｏ₄
は浮上して浴面に堆積層８を形成する。Ｍｇ生成反応に
寄与しないＡｌは、溶銑中に溶解して堆積層８からの復
硫を防止する。

【００５６】この実施形態の場合にも、受銑に要する２
０分間、および受銑終了後スラグドラッガーにより堆積
層８を除去する操作に着手するまでの５０分間で十分に
脱硫反応を行わせることができる。

【００５７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。（実施例１）ここでは、天然マグネシウム粉末を成形し
たブリケットを溶銑鍋の底部に敷いて、その上に冷鉄、
さらにその上にアルミニウムスクラップ破砕チップを配
して、前述の図１〜図４に示す手順で溶銑の脱硫を実施
した例について示す。

【００５８】まず、２００メッシュの篩を通過した天然
マグネシア粉末（９１．０ｗｔ％ＭｇＯ、３．２ｗｔ％
ＣａＯ、１．０ｗｔ％ＳｉＯ₂ 、０．４ｗｔ％Ｆｅ₂ Ｏ
₃ 、０．１ｗｔ％Ａｌ₂ Ｏ₃ ）９５ｗｔ％に、成形バイ
ンダーとして糖蜜５．０ｗｔ％を加えて成形し、縦２５
ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ１０ｍｍのブリケットを得た。

【００５９】次に、上記第１の実施形態に従って、溶銑
鍋にマグネシアブリケット２１１ｋｇを装入して底部全
体に広げた。その上に、冷鉄２００ｋｇを装入して底部
全体に広げた。さらにその上にアルミニウムスクラップ
を１０ｍｍ以下に破砕したチップ（９６．０ｗｔ％Ａ
ｌ、１．６ｗｔ％Ｍｇ）９５ｋｇを投入した。

【００６０】この溶銑鍋に高炉の鋳床から溶銑１４０ｔ
を２０分間で受け、これを製鋼工場まで輸送した。この
間に進行した脱硫の条件および脱硫結果は表１に示す通
りである。ＭｇＯ源原単位（溶銑１ｔ当たりの使用量）
は１．５１ｋｇ／ｔ、Ａｌ源原単位は０．６８ｋｇ／
ｔ、合計２．１９ｋｇ／ｔであり、このうち、ＡｌとＭ
ｇＯの合計の占める割合は８９．７ｗｔ％であった。受
銑開始時の初期溶銑温度は１４８０℃、溶銑中のＳ量は
０．０２８ｗｔ％であった。受銑終了してから後スラグ
ドラッガーにより堆積層を除去する操作に着手するまで
の時間である５０分間後のＳ量は０．００４ｗｔ％であ
り、８６％の脱硫率が得られた。

【００６１】このように、本発明に係る方法を適用すれ
ば、２．１９ｋｇ／ｔという少ない脱硫剤消費量で８６
％の高い脱硫率が得られることが確認された。（実施例２）ここでは、天然マグネシウム粉末を成形し
たブリケットを溶銑鍋の底部に敷いて、その上にアルミ
ニウムドロスブリケット、さらにその上に冷鉄を配し
て、前述の図５〜図８に示す手順で溶銑の脱硫を実施し
た例について示す。

【００６２】まず、２００メッシュの篩を通過した天然
マグネシア粉末（９１．０ｗｔ％ＭｇＯ、３．２ｗｔ％
ＣａＯ、１．０ｗｔ％ＳｉＯ₂ 、０．４ｗｔ％Ｆｅ₂ Ｏ
₃ 、０．１ｗｔ％Ａｌ₂ Ｏ₃ ）９５ｗｔ％に、成形バイ
ンダーとして糖蜜５．０ｗｔ％を加えて成形し、縦２５
ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ１０ｍｍのマグネシアブリケッ
トを得た。さらに、３２メッシュの篩を通過したアルミ
ニウムドロス粉末（５２．１ｗｔ％Ａｌ、４．３ｗｔ％
Ｓｉ、２．５ｗｔ％ＮａＣｌ）を成形し、縦２５ｍｍ、
横２５ｍｍ、厚さ１０ｍｍのアルミニウムドロスブリケ
ットを得た。

【００６３】次に、上記第２の実施形態に従って、溶銑
鍋にマグネシアブリケット１６４ｋｇを装入して底部全
体に広げた。その上に、アルミニウムドロスブリケット
１４０ｋｇを投入し、さらにその上に冷鉄２００ｋｇを
装入して底部全体に広げた。

【００６４】この溶銑鍋に高炉の鋳床から溶銑１４０ｔ
を２０分間で受け、これを製鋼工場まで輸送した。この
間に進行した脱硫の条件および脱硫結果は表１に示す通
りである。ＭｇＯ源原単位（溶銑１ｔ当たりの使用量）
は１．１７ｋｇ／ｔ、Ａｌ源原単位は１．００ｋｇ／
ｔ、合計２．１７ｋｇ／ｔであり、このうち、ＡｌとＭ
ｇＯの合計の占める割合は７０．１ｗｔ％であった。受
銑開始時の初期溶銑温度は１４７０℃、溶銑中のＳ量は
０．０２８ｗｔ％であった。受銑終了してから後スラグ
ドラッガーにより堆積層を除去する操作に着手するまで
の時間である５０分間後のＳ量は０．００４ｗｔ％であ
り、８６％の脱硫率が得られた。

【００６５】このように、本発明に係る方法を適用すれ
ば、２．１７ｋｇ／ｔという少ない脱硫剤消費量で８６
％の高い脱硫率が得られることが確認された。（実施例３）ここでは、天然マグネシウム粉末を成形し
たブリケットを溶銑鍋の底部に敷いて、その上に冷鉄を
配し、溶銑とともにアルミニウムスクラップ破砕チップ
を供給して、前述の図９〜図１２に示す手順で溶銑の脱
硫を実施した例について示す。

【００６６】まず、２００メッシュの篩を通過した天然
マグネシア粉末（９１．０ｗｔ％ＭｇＯ、３．２ｗｔ％
ＣａＯ、１．０ｗｔ％ＳｉＯ₂ 、０．４ｗｔ％Ｆｅ₂ Ｏ
₃ 、０．１ｗｔ％Ａｌ₂ Ｏ₃ ）９５ｗｔ％に、成形バイ
ンダーとして糖蜜５．０ｗｔ％を加えて成形し、縦２５
ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ１０ｍｍのブリケットを得た。

【００６７】次に、上記第３の実施形態に従って、溶銑
鍋にマグネシアブリケット１６４ｋｇを装入して底部全
体に広げた。その上に、冷鉄２００ｋｇを装入して底部
全体に広げた。そして、溶銑とともにアルミニウムスク
ラップ破砕チップ（９６．０ｗｔ％Ａｌ、１．６ｗｔ％
Ｍｇ）１４０ｋｇを傾注樋から供給した。

【００６８】この溶銑鍋に高炉の鋳床から溶銑１４０ｔ
を２０分間で受け、これを製鋼工場まで輸送した。この
間に進行した脱硫の条件および脱硫結果は表１に示す通
りである。ＭｇＯ源原単位（溶銑１ｔ当たりの使用量）
は１．１７ｋｇ／ｔ、Ａｌ源原単位は１．００ｋｇ／
ｔ、合計２．１７ｋｇ／ｔであり、このうち、ＡｌとＭ
ｇＯの合計の占める割合は９０．３ｗｔ％であった。受
銑開始時の初期溶銑温度は１４８０℃、溶銑中のＳ量は
０．０３０ｗｔ％であった。受銑終了してから後スラグ
ドラッガーにより堆積層を除去する操作に着手するまで
の時間である５０分間後のＳ量は０．００４ｗｔ％であ
り、８７％の脱硫率が得られた。このように、本発明に
係る方法を適用すれば、２．１７ｋｇ／ｔという少ない
脱硫剤消費量で８７％の高い脱硫率が得られることが確
認された。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＭｇＯ源
を溶銑収容容器の底部に敷き、このＭｇＯ源にＡｌの溶
解した溶銑を接触させるようにしたので、ＭｇＯと溶銑
との接触により底面全体に渡ってＭｇＯとＡｌとの反応
が生じ、Ｍｇ蒸気の均一な発生が可能となり、少ない脱
硫剤消費量で高い脱硫率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図２】本発明の第１の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図３】本発明の第１の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図４】本発明の第１の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図５】本発明の第２の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図６】本発明の第２の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図７】本発明の第２の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図８】本発明の第２の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図９】本発明の第３の実施形態の脱硫方法を説明する
ための図。

【図１０】本発明の第３の実施形態の脱硫方法を説明す
るための図。

【図１１】本発明の第３の実施形態の脱硫方法を説明す
るための図。

【図１２】本発明の第３の実施形態の脱硫方法を説明す
るための図。

【符号の説明】

１……台車２……溶銑鍋３……ＭｇＯ源層４……Ａｌ源層５……固体鉄源層６……傾注樋７……溶銑８……堆積層１０……Ａｌ源ホッパー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器の底部にＭｇＯ源を配し、このＭｇ
Ｏ源にＡｌの溶解した溶銑を接触させ、溶銑中のＡｌと
ＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭｇと溶銑
中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、このＭｇＳを
浮上させて分離することを特徴とする溶銑の脱硫方法。
【請求項２】容器の底部にＭｇＯ源を配し、その上に
固体鉄源を配し、さらにその上にＡｌ源を配してから溶
銑を供給して、Ａｌ源中のＡｌを溶銑に溶解させるとと
もに固体鉄源を溶融させてＡｌの溶解した溶銑を得、こ
れをＭｇＯ源と直接接触可能な状態とし、溶銑中のＡｌ
とＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭｇと溶
銑中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、このＭｇＳ
を浮上させて分離することを特徴とする溶銑の脱硫方
法。
【請求項３】容器の底部にＭｇＯ源を配し、その上に
固体鉄源を配し、さらにその上にＡｌ源と溶銑とを同時
に供給して、Ａｌ源中のＡｌを溶銑に溶解させるととも
に固体鉄源を溶融させてＡｌの溶解した溶銑を得、これ
をＭｇＯ源と直接接触可能な状態とし、溶銑中のＡｌと
ＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭｇと溶銑
中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、このＭｇＳを
浮上させて分離することを特徴とする溶銑の脱硫方法。
【請求項４】容器の底部にＭｇＯ源を配し、その上に
Ａｌ源を配し、さらにその上に固体鉄源を配してから溶
銑を供給して、Ａｌ源中のＡｌを溶銑に溶解させるとと
もに固体鉄源を溶融させてＡｌの溶解した溶銑を得、こ
れをＭｇＯ源と直接接触可能な状態とし、溶銑中のＡｌ
とＭｇＯとの反応によりＭｇを生成させ、このＭｇと溶
銑中のＳとの反応によりＭｇＳを生成させ、このＭｇＳ
を浮上させて分離することを特徴とする溶銑の脱硫方
法。
【請求項５】ＭｇＯ１ｋｇに対してＡｌ０．３４０〜
１．３３５ｋｇの量比を満足し、ＭｇＯとＡｌとの合計
量がＭｇＯ源とＡｌ源との合計量の７０ｗｔ％以上とな
ることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか
１項に記載の溶銑の脱硫方法。