JPS583907A - ポ−ラスプラグ鍋内の撹拌脱硫における凝着防止の脱硫剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボーラヌプラグ鍋を利用した攪拌脱硫処理に際
Ｉ７、特に凝着を防止するだめの脱硫剤に関するもので
ある。

近年鋼の新製品開発により高度な品質要求から性菌含有
量が００１５％程度の低硫鋼や０．００５％程度の極低
硫鋼の需要が大きくクローズアップされ、併わせて最近
の高炉の高能率操業や原料事情から溶銑内の硫黄含有量
が益々増加する傾向にあり、溶銑の炉外脱硫は今日の製
鉄所にとって不可欠の条件になってきた。

ｆ４＠、のか外脱硫に関しては古くから広く研究が行々
われ、一般に脱硫剤としては炭酸ナトリウム、水酸化ナ
トリウムなどのナトリウム化合物、またはカルシウムカ
ーバイド、カルシウムシアナミド、生石灰などのカルシ
ウム化合物、およびカルシウム、マグネシウム金属の単
体、捷たはこれらの組み合わせのものがあり、必要とす
る脱硫程度や脱硫設備に応じて選択されている。現状で
は溶銑温度の低下が小さく、脱硫処理用容器のライニン
グの溶損が小さく、溶銑中の他の成分の変動が小さく、
脱硫処理後のヌラグの除去が容易で、し２かも容易に高
い脱硫率が得られる理由から、カルシウムカーバイドを
用いた脱（ロ）Ｔ剤が最も汎用されている。しかしなが
ら近年の石油危機以後大幅な電力料金の値上げから力！
レシウムカーバイドの価格が高騰しており、浴銑の脱硫
処理におけるカルシウムカーバイドの脱硫反応効率を向
上さぜることは１４のコストを低減させる上から鉄鋼業
の大きな課題の一つとなっている。

一方、溶銑の脱硫処理方法に関しては炉外脱硫処理方法
と称する種々の方法が考案されてきているが、大量にし
かも容易に処理のできる混銑車や取鍋を利用１，７た脱
硫法が汎用されている。壕だ、小規僕な脱硫処理方法と
しては、置注法やポーラスプラグ法などが実施されてい
るが、作業性に優ったポーラスプラグ法が主流を占めて
いる。

ポーラスプラグ鍋を利用した攪拌脱硫において溶銑表面
に添加された脱硫剤のうち、その大部分は反応が充分進
まない過程でポーラスプラグから吹込まれたガスによる
攪拌作用のため凝集して表面積が低下してしまう。その
ため、カルシウムカーバイドの脱硫反応効率は高くても
精々４０％位にとどまり、脱硫処理コストを低減するこ
とができない。そこでこの様な脱硫剤の凝着を防止する
ために先に特開昭４８−７９７１８号公報ではカルシウ
ムカーバイドに石灰と弗化ナトリウム、炭酸すトリウム
、珪弗化ナトリウムから選ばれたナトリウム化合物とを
混合した脱硫剤が提案されている。

また特開昭５５−４１９１２号公報に見られる如く脱硫
剤コストを低減し滓化性を良くするために、カルシウム
カーバイドに酸化カルシウム、炭酸カルシウム及び戻素
材から選ばれた１種以上とを含有し２てなる脱硫主剤に
対して、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、　ＮａＦ、ＫＦ、　Ｎａ２
ＳｉＦ６の中から選ばれた１種以上を混合した脱硫剤に
ついて提案がされている。

しかしながら、これら２つの従来の提案のいずれも脱硫
剤の凝着を防止してカルシウムカーバイド脱硫反応効率
を向上せしめるまでには至っていない。

その原因としては、脱硫剤の凝集およびポーラスプラグ
鋼壁への付着は、前記脱ば剤全体の組成と粒度分布およ
び前記脱硫剤を構成する個々の物質の粒度分布と密接に
関連づけられるにも拘らずこの点が未解決だからである
。すなわち、脱硫剤の凝着を防止し、かつ高脱硫率を得
るためには脱硫剤が最適の粒度で構成されておυ、しか
も活性な脱硫剤であることが必要であることが本発明者
等の研究によって初めて判明した。

つまり、本発明は、凝集防止に適合した脱硫剤の組成と
粒度とすることにより従来の脱硫剤の欠点である脱硫剤
の凝集およびポーラスプラグ鋼壁への付着を防１ヒする
ように改善し、さらに脱硫反応効率を著しく高め得るカ
ルシウムカーバイドを主体とする脱硫剤を提供すること
に成功したものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の脱硫剤は、ＣａＦ２成分を２〜６重量％共Ｍす
るカルシウムカーバイドで、少なくともその７５重量％
が０．５〜８．　Ｑ　ｍ＊の粒径にある前記蛍石共融カ
ルシウムカーバイド８０〜７０重量部と、少なくともそ
の８５重量％が１．０關以下の粒径にある生石灰６８〜
２０重量部と、少なくともその５０°重量％が１．０闘
以下の粒径にあるフッ化ナトリウム、炭酸ナトリウムお
よび氷晶石のうちいずれか１種または２種を０．８〜２
．０重量部とをそれぞれ混合して成る脱硫剤である。

本発明者等は従来より提案されてきたカルシウムカーバ
イドに生石灰を混合して成る脱硫剤におけるカルシウム
カーバイドと生石灰との配合比に関して検討してきた。

その結果、本発明者等はカルシウムカーバイドと生石灰
との重量比か、／２ｏ〜８０／６８の範囲にあれば安１
曲でしかも高脱硫率を維持することのできる脱硫剤とな
ることを知見した。

すなわち、前記重量比かイ。より大きいと脱硫剤に占め
るカルシウムカーバイドの配合量が多くなるので高脱硫
率となることが予想される。しかし、実際には脱硫率の
上昇は僅かであって脱硫剤コストの」二昇分を補うこと
はできない。壕だ、前記重量比が／６８より小さいと脱
硫剤に占める生石灰の配合量が多くなるので脱硫剤コス
トがさらに安価になることが期待できる。し７かし、カ
ルシウムカーバイド配合量の減少に伴う脱硫率の低下が
著しくなり使用原単位が増加するので生石灰添加による
脱硫剤コスト低減のメリットを引き出せなくなる。した
がってカルシウムカーパイトド生石灰との配合比は　／
Ｚ！ｏ−／６８の範囲にすることが望ましく具体的には
カルシウムカーバイド７０〜Ｂ＋）重量部および生石灰
を２０〜６８重量部配合すると良いことが判った。

カルシラ１１カーバイドは容易に高脱硫率の得られる優
れた脱硫剤であるが溶銑温度で固体であるため脱硫能力
を充分には発揮していない。そこで、カルシウムカーバ
イドに蛍石を共有させて融点を下げることにより溶銑と
の濡れ性が改善され、浴銑との接触性が艮〈なり脱硫反
応効率を高め得ることを知見した。この場合、ＣａＦ２
成分として２〜６重量％共融されていれば充分であるこ
とが判明した。

一方、カルシウムカーバイドの脱は能力を充分に発揮さ
せるにはカルシウムカーバイドを細粉化するのが好寸し
い。しかし、カルシウムカーバイドは脱は剤自身の凝集
作用が生石灰、炭素などに比べて強いので微粉のカルシ
ウムカーバイドＩｄＲＩ銑表面に添加されると直ちに凝
集してしまい高脱硫率を発揮できなくなる。特に、ポー
ラスプラグ鎖での攪拌は非常に強いものであるので、ポ
ーラスプラグ鍋に利用されるカルシウムカーバイドの粒
度はかなり粗いものであることが必要である。

すなわち、本発明の前記脱硫剤は、ＣａＦ２成分を２〜
６市量％共融するカルシウムカーバイドで、少なくとも
その７５重量％が０５〜８０酊の粒径にある前記蛍石共
融カルシウムカーバイドを８０〜７０重量部含むもので
あるが、前記蛍石共融力ｌレシウムカーバイドの粒度は
好ましくは１３．Ｑｍｇ上が１０重量％以下であって、
しかも０．５朋下が１５重命数し下であるような粒度範
囲にあることが好適となる。ここで、８．０１１１１−
１１が１０重量％を超えると脱硫反応界面積の低下が起
こり高脱硫率が得られない。また、０．５順下が１５重
量％を超えるとポーラスプラグ鍋における攪拌条件下で
はカルシウムカーバイドが強く凝集してし１い脱硫反応
効率が急激に悪化するので好ましくない。

生石灰は、カルシウムカーバイドに比較して脱硫反応効
率で劣るけれども非常に安価な脱硫剤であるため脱硫剤
コストを低減させる目的でカルシウムカーバイドに混合
して用いられている。しかし、生石灰の配合量が多くな
ると脱硫剤中のＣａＣ２純度が低くなりその結果脱硫剤
の使用原単位が増加するので本来の脱硫剤コストを低減
させるという目的が達成できなくなる。そこで、カルシ
ウムカーバイドに配合される生石灰はそれ自身による脱
硫反応を促進するためにできる限り細粉化することが望
ましい。しかしあまり細かくするト前述したカルシウム
カーバイドと同様の凝集作用が働き脱硫反応を促進でき
ないので好−１１７＜ない。また、生石灰の凝集作用は
前述の如くカルシウムカーバイドの凝集力に比べて弱い
のでカルシウムカーバイドよりも細かい粒度を用いるこ
とができる。すなわち、本発明の前記脱硫剤は少なくと
もその８５重量％が１．０龍以下の粒径にある生石灰を
６８〜２０重量部含むものであるが、さらに好捷しくは
１．０闘上が１５重量％以下であって、しかも０．１１
１１１下が５０重量％以下であるような粒度範囲内にお
ることが望ましい。

ここで、１．０順上が１５重量％を超えると脱硫反応界
面積が著しく低下し脱硫反応効率を向上できなくなるし
、他方、０．１順下が５０重量％を超えると前記生石灰
の凝集力が強くなるので好ましくないからである。

フッ化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび氷晶石は融点
降下剤として働くが生石灰粒子の反応性を向上する作用
が著しい。しかもこのようなナトリウム含有物質の分解
によってナトリウム原子が生成し硫黄との反応によって
硫化ナトリウムが生成される。上述の如き反応は非常に
速やかに進行する反応であり、脱硫剤添加直後の脱硫反
応速度は著しく改善され、カルシウムカーバイドの粗粒
化による反応性の低下現象をうまく補うことができる。

ナトリウム含有物質の配合量は少量で良くカルシウムカ
ーバイドと生石灰を主体とする脱ＴＲＩ剤中に０８〜２
．０重量部含有すれば充分である。

なお、配合量が０８重動部未満では前記ナトリウム含有
物質の効果を充分に発揮させることができない。また、
配合量が２．０取量部を超えると脱硫剤添加時の発煙現
象が激しくなり耐火物の損耗も大きくなるので好〕ｔし
くない。さらに、前記ナトリウム含有物質の粒度につい
てはその反応表面積を大きくしてなるべく生石灰粒子と
良く接触させることが必要であって、少なくともその５
０重量％が１０闘以下の粒径にあることが好ましい。

以−Ｆ本発明にかかるポーラスプラグ鍋での攪拌脱硫に
おける凝着を防止するための混合脱硫剤に含まれる蛍石
共融カルシウムカーバイド、生石灰およびフッ化ナトリ
ウム、炭酸ナトリウムと氷晶石のナトリウム含有物質と
のそれぞれの作用を説明したが、個々の作用を充分に働
かせるためには最適な範囲の粒度と配合量であることが
必要であって、その範囲内に限定した。ところで、前記
混合脱硫剤はその混合物全体の粒度をも最適範囲に調整
することを好適とする。すなわち、前記粒度および配合
量が最適範囲に調整された蛍石共融カルシウムカーバイ
ド、生石灰、フッ化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび
氷晶石のうちいずれか１種または２種をそれぞれ混合し
た脱ｒａ剤の粒度ば、３、０　闘士が１０重量％以下で
あり、しかもＱ、　ｌ　ｍｒｇ下が５０重量％以下であ
ることが好ましい。そして脱硫剤の反応速度を速めるた
めには微粉の多い程良いのであるが、Ｏ１朋下が６０重
量％を超えると凝集力が非常に強く働くため脱硫剤全体
の凝着が起こり脱硫反応界面積の著しい低下をきたす。

また、１．０朋上が１５重量％を超えると脱硫剤の凝集
力は弱壕るがカルシウムカーバイドと生石灰との脱硫反
応界面積が低下することとなって好ましくない。

また本発明の脱硫剤にマグネシア、焼成ドロマイト、石
灰石、生ドロマイトなどのＣａＯ含有物質、ＭｇＯ含有
物質を脱硫剤の価格を低減せしめるために添加すること
ができる。

さらに本発明の脱硫剤にアルミニウム、マグネシウム、
シリコン、カーボンなどの還元剤を脱硫反応を促進せし
めるために添加することができる。

次に本発明を実施例について比較例と合わせて具体的に
説明する。

実施例ならびに比較例 本発明の脱ば剤を１４００°Ｃの溶銑に所定の原単位だ
け添加（７て後約ｌＯ分間ポーラスプラグ法によ−］て
脱硫処理した時の結果を第１表および第２表に示す。

第１表および第２表において、原単位は溶銑ｌトンにつ
き添加した脱硫剤の量を陶で表わした値である。捷だ脱
硫率は溶銑の脱硫処理前の硫黄濃度を８１％、処理後の
硫黄濃度を５２％とする時、（Ｓ＋−３２）／８１の百
分率でもって表わした値である。

上記第１表は９５，８重量％が０５〜３．０朋の粒度範
囲にある蛍石共融カルシウムカーバイド、８９．８重量
％が１．　ＯＩＩＩ　ＤＩ下の粒径にある生石灰および
そのすべてが１．　＋ｌ　ｌ１ｊｌ以下の粒度を有する
フ。

化ナトリウム、炭酸ナトリウム、氷晶石のうちいずれか
１種またけ２種のそれぞれを種々の割合で混合して作っ
た脱硫剤を用いた場合の脱硫処理結果を示す。

この第１表より本発明の実施例である脱ハ隘−Ｉ〜６は
原単位が４．０　ｋＶｔ−両で脱硫率が９１〜９６％と
非常に高いのに対して、本発明によらない脱は階−７〜
１０は脱硫率が６５〜７２％と似いレベルに停″１りて
おり本発明の配合割合の値の方が優れていることが判る
。

上記第２表は蛍石共融カルシウムカーバイドを５０亀量
部、生石灰を４９重量部およびフッ化ナトリウムを１重
を部の割合で混合したものでそれぞれの粒度を任意に動
かした脱硫剤の脱硫処理結果を示すものである。

この第２表より本発明の実施例である脱硫隘−１１、１
２，１８，１４は脱硫率が８８〜９４％と良好な結果を
示しているが、本発明の粒度範囲に含壕れない場合の比
較例である脱Ｔｌｔ　ｌ’ｈ　−１５，１６，１７はそ
れぞれ実施例と同じ原単位を使用しているのに脱硫率は
６９〜７４％と低くなっている。

次に脱硫処理時に生ずるポーラスプラグ壁への脱硫剤の
付着と脱硫剤の凝集による粗粒化とを観察して脱硫剤の
凝着状況を計画した。

脱硫１’ｈ　−１１は８４重量％が０５〜３０龍の粒径
にある蛍石共融カルシウムカーバイドと８０市量％が１
，０絹以下の粒径にある生石灰とフッ化ナトリウムとを
混合して成る脱硫剤の脱硫試験結果を示すものである。

この脱硫剤には３．　Ｑ　Ｉ上の粗粒が１２重量部含有
されており、しかも０１間下の微粉が２２重量部と少な
いので脱硫剤の凝着は防止できた。

脱硫隘−１２は７６重量％が０．５〜３．　Ｑ　ｔｓｍ
の粒径にある蛍石共融カルシウムカーパイトド９８重１
ｉ％が１．０ｕ以下の粒径にある生石灰と７ノ化ナトリ
ウムとを混合して成る脱硫剤の脱硫試験結果を示すもの
である。この脱硫剤に含まれる生石灰は７０重量％がＱ
、　ｌ　ｔｓｍ下の粒度である如く非常に軸かいもので
ある。そのため、前記脱硫剤全体の粒度もＱ、　ｌ　朋
下が８５重量％と細粉が多くなり凝着が少し生ずる傾向
にあった。

脱硫隘−１８に記された脱硫剤は９５重量％が０５〜８
．０酎の粒径にある蛍石共融カルシウムカーバイドと９
０重量％が１，０順以下の粒径にある生石灰とを含むも
のである。この脱硫剤は蛍石共融カルシウムカーバイド
、生石灰およびフッ化ナトリウムのそれぞれが最適粒度
範囲に含まれしかも脱硫剤全体の粒度も最適範囲に調整
されたものである。そのため脱硫剤の凝着はほとんど起
こらず脱硫隘−ｔｔ〜１４の中では最も良い結果を示し
た。

脱硫１’ｈ−１４は７８重量％が０５〜８．０間の粒径
にある蛍石共融カルシウムカーバイドと９７重量％が１
．０順以下の粒径にある生石灰とフッ化ナトリウムとを
混合して成る脱硫剤の脱硫試験結果を示すものである。

この脱硫剤のうち特に生石灰はその６２重量％がＱ、　
ｌ　ｍｔｒ下の粒度にある如く非常に細かいものである
。したがって、生石灰を中心として脱硫剤の凝着が生ず
る傾向にあった。

脱ｆｉｌ　Ｉ’ｈ　−１５と１７は本発明によらない比
較例であって第２表かられかるように脱硫剤中に３０朋
−］二の粒度を持つ粗粒が多く含まれているため凝着は
生じ難くなった。

最後に、脱硫Ｎｉ、−１５は脱硫剤中にＱ、　ｌ　ｍｔ
ｍ下の粒度にある微粉が多く含１れた本発明によらない
比較例を示したもので脱硫剤の凝着が非常に強く生じた
。

以上の如く、本発明の脱硫剤は脱硫剤の凝着を防＋ＦＬ
、て脱硫反応を著しく促進することのできるものである
。

特許出願人の名称 揖斐川電気工業株式会社 代表者多賀潤一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　ＣａＦ２成分を２〜６重量％共融するカルシウ
   ムカーバイドで、少なくともその７５重量％が０．５〜
   ８．０鰭の粒径にある蛍石共融カルシウムカーバイド８
   ０〜７０重量部と、少なくともその８５重量％が１．０
   朋以下の粒径にある生石灰６８〜２０重量部と、少なく
   ともその５０重量％が１．０朋以下の粒径にあるフッ化
   ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび氷晶石のうちいずれ
   か１種または２種を０．８〜２．０重量部とから成るポ
   ーラスプラグ鍋内の攪拌脱硫における凝着防止の脱硫剤
   。 ２、　　ＣａＦ２成分を２〜６重量％共融するカルシウ
   ムカーバイドは、ｇ、Ｑ＋ｕ＋上が１０重量％以下であ
   って、しかも０．５　ｕ下が１５重量％以下であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の脱硫剤。 ８、生石灰は、ｌ、　Ｑ　ｔｇｍ上が１５血量％以下で
   あって、しかもＱ、１１１ｍ＋下が５０重量％即下であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の脱硫剤
   。 ４、前記脱硫剤の平均粒度は、３．　Ｑ　ｗｒｍ上が１
   ０重量％以下であり、しかもＱ、　ｌ　＋ｕ下が５０重
   量％以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   、第２項および第８項記載の脱硫剤。