JPS6082609A - 珪酸ソ−ダ，炭酸ソ−ダ及び酸化珪素の混合顆粒状体並びにその製造方法 - 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】 本発明は特に鉄鋼精錬用に好適な珪酸ソーダ系の顆粒状
体及びその製造方法に関する。

従来、鉄鋼の脱硫、脱りんなどの精錬は精錬剤の種ＩＸ
Ｋ応じて、置注γ法、気流吹込み法その他が採用され【
いる。

これらのうち、精錬剤の有効利用、制御性及び作業性な
どの面から気流吹込み式が最も望ましい。しかし、気流
吹込み性、有効成分の揮発、粉塵の発生及び安全性など
から気流吹込み式を採用し得る精錬剤は、特定の一部精
錬剤に限られているのが実情である。

本発明は気流吹込みに好適な新規な珪酸ソーダ系の顆粒
状体を提供するものである。

従来、精錬剤として珪酸ソーダ系のものを使用すること
についての研究は、例えば鉄と鋼第６８巻第１１号（昭
和５７年８月発行）第１９９〜２００頁においてメタ珪
酸ソーダ（Ｎａ２０・５１ｏ２）　を脱りんに供した事
例が記載されている。

然るに、メタ珪酸ソーダを脱りんに供する場合に１脱り
んのための有効成分は酸化ソーダ成分（ｎａ２ｏ）　で
あって、酸化珪素成分（ｓ１ｏ２）は、メタ珪酸ソーダ
を脱りんに供した場合に・、溶鋼の高温の影響で酸化ナ
トリウム成分が揮発することを抑制する作用を有するに
過ぎない。

酸化珪素成分の存在は脱りんの根源力である塩基度とい
う観点からみればむしろマイナスである。従って、酸化
珪素の含有率はなるべく低い方がよいが、その例として
オルソ珪酸ソーダ（２Ｎａ２０・５ｔＯ２）を用いると
すれば、吸湿性が大きく取扱いが困難であるばかりでな
く、脱Ｃ）んに供した場合に吸湿された水分が瞬間的に
蒸発気散し、これに共ない脱りんの有効成分である酸化
ソーダ成分もその可成りの量が気散する結果となる。ま
た、吸湿したオルソ珪酸ソーダを脱りんに供する際に乾
燥したり無水塩とすることは、経済的に大きな不利とな
る。

本発明はかかる現状に鑑み、酸化ノーダ成分（Ｎａ２ｏ
）と酸化珪素成分（ｓ１ｏ２）　の比率を任意に変え得
て、しかも、吸湿が殆んどみられない珪酸ソーダ系精錬
剤を提供するものである。

即ち、 本発明は珪酸ソーダ、炭酸ソーダ及び単粒子径が５〜５
００ｍμ　の酸化珪素の混合物であって、且つ、粒径が
０．５〜３酩である顆粒状体である。

このような顆粒状体は、静止流動層厚が１００〜４００
薫の炭酸ノーダ流動層の上方から珪酸ソーダを振りかげ
、下方から炭酸ガスを３容量−以上を含む温度２００〜
５００℃の熱ガスを供給することによって、製造するこ
とができる。珪酸ソーダは一般に珪酸ソーダ水溶液の形
態で振りかげられる。振りかけられた珪酸ソーダ水溶液
は流動層の炭酸ソーダＫまぶされた後下方から供給され
る熱ガス中の炭酸ガスと反応して、相当量が炭酸ソーダ
と酸化珪素に変化する。その結果、未反応の珪酸ン〜ダ
、流動層形成のために外部から供給された炭酸ソーダ及
び珪酸ソーダが一部分解して生成した炭酸ソーダ並びに
同じ（生成した酸化珪素の３成分からなる混合顆粒状体
が得られる。ここで重要なことは、酸化珪素成分の単粒
子径が５〜５００ｍμであること及び得られた顆粒状体
の粒径が０．５〜３ｕであることである。酸化珪素成分
の粒径がこの範囲内にあるときは、極めて有効な精錬結
果が得られるが、範囲外になると精錬有効成分の揮発が
みられ効果的な精錬が行なえない。

これは本発明の顆粒状体を精錬に供した場合に、６成分
中の炭酸ソーダが溶鋼の高温によって急激に分解し、炭
酸ガスを分離して液化ソーダとなり、この際に酸化珪素
が５〜５００ｍμの粒径範囲内にあれば酸化ソーダと直
ちに結びついて、酸化ソーダの揮発を抑制し得るが、粒
径が上記の範囲外では酸化珪素が酸化ソーダと結びつく
以前に、酸化ソーダの可成りの分が揮発してしまうもの
と推測される。

また、顆粒状体の粒径が０．５〜３μの範囲外となって
３關を越えるときは気流吹込み式で吹込むこと自体が困
難となり、逆に０．５１１１Ｌ未満では珪酸ソーダ、炭
酸ソーダ及び酸化珪素の３成。

分が個々の顆粒状体中にほぼ均一に存在することが難か
しくなり、精錬に供した場合に、精錬有効成分の揮発な
どがみもれ効果的な精錬が行なえない。

このような酸化珪素成分の粒径と顆粒状体の粒径な得る
には、炭酸ソーダ流動層の静止流動層厚を１００〜４０
０！好ましくは１５０〜３００隨とし、且つ、炭酸ガス
を含む熱ガスとして温度２００〜５００℃好ましくは２
５０〜３５０℃の熱ガスを用いることが必要である。ま
た、静止流動層厚と熱ガス温度が上記範囲をはずれると
きは、酸化珪素成分と顆粒状体の前記の粒径が得られ難
いのみならず、次のような傾向もみられる。即ら、静止
流動層厚が下限１０Ｑ、　ｍ未満になると炭酸ソーダ流
動層の上方から振りかげる珪酸ソーダが充分乾燥せずに
分散板に当たるため固結を生じ易く、また上限４００諺
を大きく越える場合は、均一な流動層が得られ難くなる
と共に圧力損失が大きく経済的にも不利となる。

また、熱ガス温度が下限２００℃未満になると珪酸ソー
ダの乾燥が不充分となり流動層内に固結を生じ易く、上
限５００℃をはるかに越える場合は珪酸ソーダが一部溶
融し、同じく流動層内に固結が生ずる傾向がふられる。

また、本発明において炭酸ソーダ流動層の下方から供給
する熱ガスは、炭酸ガスを３容ｉ％以上を含むものでな
げればならず、好ましくは１０〜２０容ｉ％含むものが
よい。

熱ガスの供給量及び供給速度は、静止流動層厚が前記の
１００〜４００　ｍ＋ｇの範囲内にあり、均一な炭酸ソ
ーダ流動層が得られるように供給すればよい。通常は熱
ガスの供給弁は少（とも珪酸ソーダ中の酸化ソーダ成分
と当量の炭酸ガス供給熱ガス中に含まれるように供給し
、熱ガスの供給速度は空塔速度として６０〜９　Ｑ　Ｃ
ｎＬ　／秒程度（Ｃすることが好ましい。しかし、供給
量及び供給速度がこの範囲内にあっても、熱ガス中の炭
酸ガスが６容ｔチ未溝の場合は、得られる顆粒中に単体
としての酸化珪素が存在しないか存在しても極（機長と
なり、顆粒状体を精錬に供した場合に、炭酸ソーダがア
ルカリ液中で溶鋼の高温によって急激に分解し生成され
る酸化ソーダの揮発を有効に抑制することができなｌｖ
へ◇ 本発明における珪酸ソーダ、炭酸ソーダ及び酸化珪素の
３成分の重量比は、一般に（珪酸ソーダ）＝（炭酸ソー
ダ）：（酸化珪素）−（３０〜１５）：（５０〜８０）
：（２０〜５）であることが、精錬効果、有効成分の揮
発抑制及び吸湿性などの点から好ましい。このような５
成分比とするためには、流動層を形成する炭酸ソーダ及
び上方から振りかげる珪酸ソーダ及び下方から供給する
炭酸ガスを含む熱ガスの供給重量比を（珪酸ソーダ固型
分）：（炭酸ソーダ固型分）　−（３０〜４５）：（７
０〜５５）とし、これに見合う熱ガスを供給するのがよ
い。

炭酸ソーダとしては、例えばデンス灰、天然炭酸ソーダ
鉱石粉末等が用いられる。珪酸ソーダとしては例えば：
ｒｘｓ３号、２号、１号の各珪酸ソーダ、メタ珪酸ソー
ダ及びオルソ珪酸ソーダ等を、散水、スフーレー或は噴
霧状態などで振りかげればよい。炭酸ガスを含む熱ガス
としては、例えば化石燃料の燃焼廃ガス等が有効に利用
し得る。

本発明の製造方法において前記したように、上方から振
りかげられた珪酸ソーダは下方から供給される熱ガス中
の炭酸ガスと反応して相当量が炭酸ソーダと酸化珪素に
変化する。その結果、得られる顆粒状体は、未反応の珪
酸ソーダ、流動層形成に外部から供給された炭酸ソーダ
及び珪酸ソーダが分解して生成した炭酸ソーダ並びに同
じく生成した酸化珪素の３成分が均一に混合さバて顆粒
状となったものである。そのため、吸湿性の高い酸化ソ
ーダ成分は、大部分が炭酸ソーダの状態で存在するため
に、吸湿性が殆んどないという特徴を有する。しかも、
精錬に供した場合には、この炭酸ソーダは分解して炭酸
ガスを分離して精錬に有効な酸化ソーダに変化し、この
酸化ソーダは酸化珪素によって揮発を抑制され、精錬に
効果的に供されるというメカニズムを有する。

従って、原料として供給する珪酸ソーダ、炭酸ソーダ及
び炭酸ガスの供給比を変えることにより、得られる顆粒
状体中における精錬に有効な酸化ソーダ成分とこの酸化
ソーダの揮発を抑制する酸化珪素成分の比を任意に変え
ることができ、効果的な精錬剤を得ることができるもの
である。具体的には、例えば珪酸ソーダとして、精錬に
有効な酸化ソーダ成分は多いが吸湿性の高いオルソ珪酸
ソーダを用いた場合は、その相当量が吸湿性の殆んどな
い炭酸ソーダと酸化珪素に分解するために、高度の精錬
効果を維持したままで、吸湿性を低減することができる
。また、吸湿性は低いが、精錬効果が余り高くないメタ
珪酸ソーダを用いた場合は、流動層を形成するために供
給された炭酸ソーダ中に含まれる精錬有効成分が加わっ
て吸湿性は更に低減され、且つ精錬効果の高いものを得
ることができる。

本発明の顆粒状体は上記した本発明の製造方法によって
容易に得ることができる。しかし、本発明の製造方法以
外の方法で得ることは困難である。例えば、珪酸ソーダ
、炭酸ソーダ及び転さら型造粒機を用いて造粒しても、
粒径が１０Ｗｘ以上の大粒となり、本発明の０．５〜５
　ｚｒ、の粒径の顆粒状体を得ることは困難である。更
に、酸化珪素の分散も均一にはならない。また、本発明
の製造方法によって得られる顆粒状体は、珪酸ソーダ、
炭酸ソーダ及び酸化珪素が個々の顆粒状体の中に均一に
混合固結されており、精錬に供した場合に各成分が夫々
の機能を効果的に発揮する。また、珪酸ソーダが顆粒状
体を形成する接着作用の機能も有しているために、運搬
や気流吹込みの際に１顆粒状体が破壊されることもなく
最適状態で気流吹込みに供することができる。

このように、本発明の顆粒状態は従来の精錬剤にみられ
なかった多くの利点を有するものであり、その実用上の
意義は大きい。

以下、本発明の実施例、比較例及び参考例を記すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

実施例　１゜ 内径７００１ｇ＄の流動層に７０）１７時の速度で粗粒
炭酸ン〜ダ（通称デンス灰）を供給し下方から炭酸ガス
７％を含む２５０℃の＃風を吹上げてその炭酸ソーダを
躍らせてその静止層厚を６００μにしｔこ。その上に９
０℃の珪酸ソーダＮａ２Ｏヤ３Ｓｉ０□　３６係水溶沿
を振ζノかけたところ、１〜２．５１１１Ｋの粒径の顆
粒が得られた。この顆粒は次の組成の混合体になってい
た。

Ｎａ２００３　７２Ｍ１％、Ｎａ２Ｏ’　３［３１０２
１９重ｉｌ：％、５ｉ０２　９ｆｆｉｔ％ また、顆粒を水に溶解させると単体の８１０２はその溶
液に懸濁したものとなる。この懸濁液の顕微鏡写真によ
ると８１０２　の単粒子径は１５〜３０　Ｎｐ　であっ
た。この顆粒を高周波炉中１６００℃の溶鋼（Ｐの含有
率帆０１５％、Ｓの含有率０．０１　％　）に２ｇ／に
？溶鋼の割合で吹込んだところＰの含有率は０．００７
％、Ｓの含有率は０．００６％となった。

なお、この顆粒は貯蔵６力月後も全く吸湿はみられなか
った。

実施例　２゜ 実施例１における珪酸ソーダＮａ２Ｃ１−３８１０２に
代えてＮ　ａ２０・ｚｓ１ｏ２　を用いた以外は同じ条
件で実施したところ、Ｎａ２００３　７２重量％、Ｎａ
２０　”　２５ｉ０２　１８重ｆｉ：％、５ｉｎ２１０
重量％の顆粒が得られた。これを用いて、実施例１と同
じ溶鋼中に同じ条件割合で吹込んだところ、Ｐの含有率
ハｏ、　［１”８％、８（７）含有率はｏ、ｏｏ６チと
なった。同じく貯蔵６力月後も全く吸湿はみられなかっ
た。

比較例　１ 回転さら型造粒機に微粒炭酸ソーダ（ライト灰）７０Ｋ
ｐ／時と単粒子径約３０ｍμのホワイトカーボン２０に
９／時とを供給し、その上から９０℃３６％のＮａ２０
　’　５　Ｂ　ｉ０２　水溶液を振りかげた。その結果
得られた顆粒は直径約１０ｗＬで、しかもその粒内のＮ
ａ分と［１１０２分との混合は均一でなかった。この顆
粒は粒径が大きく吹込みが困難であったので、乾燥後、
実施例１と同じ溶鋼に置注ぎ法で添加したがアルカリの
揮発力を激しく、また、脱りん処理後のＰの含有率は０
゜０１３−にしかならなかった。

なお、脱硫効果は殆んどみられなかった。

比較例　Ｚ 内径７００ｍＩＩＥＯの流動層に７０ＫＳＬ／時の速度
で粗粒炭酸ソーダを供給し、下方から炭酸ガス７チを含
む２５０℃の熱風を吹き上げその炭酸ソーダを躍らせた
。その上に苛性ソーダ水溶液に５〜６０μの微粉の珪砂
を懸濁させたものを振りかけたところ粒径２〜３關の顆
粒が得られた。

この顆粒の組成は、Ｎａ２ＣＯ３７２重量％、ＮａＯＨ
５重量％、５ｉ０２２３重量％であった。

この顆粒を実施例１と同じ溶鋼中に同じ条件割合で吹込
んだところす）　ＩＪウム系の微粉と思われる白煙が発
生し、脱硫、脱りん処理後のＰの含有率は０．０１２％
、Ｓの含有率は０．００９チであった。

比較例　工 珪砂と炭酸ソーダとを２０ニア０の比で混合し、これを
振動ミルにより粉砕し、５〜６０μに粉砕、したものを
回転さらμＷ造粒機にがげ、上から９０℃３６％のＮａ
２Ｏ’　３　Ｓ　ｉ　０２　水溶液を振りかけた。その
結果得られた顆粒は直径約７顛であった。この顆粒を乾
燥後実施例１と同じ溶鋼に置注ぎ法で添加し、攪拌した
がアルカリの揮発が激しく、また脱りん処理後のＰの含
有率は０．０１３％にしがならなかった。なお脱硫効果
は殆んどみられなかった。

比較例　４゜ 実施例１と同じ条件で流動層を操業し、下方から吹き上
げる熱風中の炭隙ガス含有率を１％としたところ得られ
た顆粒中には単体としての８１０２　は極く微量しか存
在せず、Ｎａ２Ｏ−３８ｉｎ２の含有率が多かった。そ
のため貯蔵２力月後にはすでに吸湿固結した。

なお、熱風温度は１８０℃では流動層内罠固結し易＜、
３００℃では良好であった。

比較例　５゜ 実施例１と同じ条件で静止流動層厚だけを５０鉢にして
行ったところ、上から振りかげるＮａ２Ｏ・３８１０２
　液が充分乾燥せずに分散板に当るため固結を生じ操業
不能となった。

また、静止流動層厚を５００趨にして行ったところ吹込
み風車の風圧不足で流動化しなくなった。そこで吹込み
風車の風圧の高いものに取りかえてみたが均一な流動層
とならず、且つ、所要電力が大きくなり過ぎて採算が合
わなかった。

比較例　＆ 実施例１と同じ条件で熱風温度だけを１５０℃として行
ったところ、Ｎａ２Ｏ・３８１０ｚ　水溶液の乾燥不充
分となり流動層内に固結が生じた。

また熱風温度を７００℃として行ったところ、Ｎ　ａ２
０・３８１０２　が一部溶融し流動層内に固結が生じ操
業不能となった。

特許出願人 徳山曹達株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）珪酸ソーダ、炭酸ソーダ及び単粒子径が５〜５００
   ｒＩＬμの酸化珪素の混合物であって且つ粒径が０．５
   〜３襲であることを特徴とする顆粒状体 ２）静止流動層厚が１００〜４００Ｂの炭酸ソーダ流動
   層の上方から珪酸ソーダを振りかけ、下方から炭酸ガス
   を３容ｉ％以上を含む温度！；″　夕ＩＱ が←考〜！−８ｍμの酸化珪素の混合物であって且つ粒
   径が０．５〜３１１１１１の顆粒状体の製造方法。