JPS6286111A - 精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた脱硫方法 - Google Patents
精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた脱硫方法Info
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- JPS6286111A JPS6286111A JP22545185A JP22545185A JPS6286111A JP S6286111 A JPS6286111 A JP S6286111A JP 22545185 A JP22545185 A JP 22545185A JP 22545185 A JP22545185 A JP 22545185A JP S6286111 A JPS6286111 A JP S6286111A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
- C21C7/0645—Agents used for dephosphorising or desulfurising
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた
脱硫方法に係り、特に脱硫能力及び耐消火性が著しく改
善された精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた
脱硫方法に関する。
脱硫方法に係り、特に脱硫能力及び耐消火性が著しく改
善された精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた
脱硫方法に関する。
［従来の技術］
いと、加工性や機械的特性が低下することはよく知られ
ている。このため金属又は合金の精錬を行なう場合は、
残留酸素及び硫黄、とりわけ硫黄を十分に減少させるよ
うにすることが重要である。
ている。このため金属又は合金の精錬を行なう場合は、
残留酸素及び硫黄、とりわけ硫黄を十分に減少させるよ
うにすることが重要である。
真空又はアルゴンガス雰囲気下での、精錬中の脱酸、脱
硫について、特公昭５４−８４９号、特公昭５４−２４
６８８及び特開昭５２−５８０１０号に、それぞれＣａ
ｂ（酸化カルシウム）含有率の高い塩基性耐火物で裏付
けされた溶解炉又は取鍋を用い、真空又はアルゴンガス
雰囲気中で溶湯中にアルミニウム（Ａ ｉ）またはその
合金を添加することを特徴とする脱酸、脱硫方法が提案
されている。この原理はＡｌの添加により耐火物中のＣ
ａＯを還元し、還元生成物であるカルシウム（Ｃａ）に
より溶湯中の硫黄（Ｓ）、酸素（０）を除去するもので
ある。
硫について、特公昭５４−８４９号、特公昭５４−２４
６８８及び特開昭５２−５８０１０号に、それぞれＣａ
ｂ（酸化カルシウム）含有率の高い塩基性耐火物で裏付
けされた溶解炉又は取鍋を用い、真空又はアルゴンガス
雰囲気中で溶湯中にアルミニウム（Ａ ｉ）またはその
合金を添加することを特徴とする脱酸、脱硫方法が提案
されている。この原理はＡｌの添加により耐火物中のＣ
ａＯを還元し、還元生成物であるカルシウム（Ｃａ）に
より溶湯中の硫黄（Ｓ）、酸素（０）を除去するもので
ある。
［発明が解決しようとする問題点］
ＣａＯ系耐火物で裏付けされた溶解炉又は取鍋を用いる
上記従来の方法により、一応の脱酸、脱物は耐消化性に
おいて問題があり、比較的寿命が短いという欠点がある
。また、合金の精錬分野においては、常に、より高い脱
酸脱硫能が要求されている。このようなことから、Ｃａ
Ｏ系耐火物の耐消化性を改善し、また、その精練ス戯力
を向上させる、潰れた精錬技術の出現が望まれている。
上記従来の方法により、一応の脱酸、脱物は耐消化性に
おいて問題があり、比較的寿命が短いという欠点がある
。また、合金の精錬分野においては、常に、より高い脱
酸脱硫能が要求されている。このようなことから、Ｃａ
Ｏ系耐火物の耐消化性を改善し、また、その精練ス戯力
を向上させる、潰れた精錬技術の出現が望まれている。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、上記従来法に比し、格段に優れた脱硫、脱酸
効果、特に脱硫効果を得ることができ、しかも耐消化性
も良好な耐火組成物及びそれを用いた脱硫方法を提供す
るものであり、Ｃｒ ２０ ｇを１０重量％以下含有す
ることを特徴とする精錬用カルシア系耐火組成物。
効果、特に脱硫効果を得ることができ、しかも耐消化性
も良好な耐火組成物及びそれを用いた脱硫方法を提供す
るものであり、Ｃｒ ２０ ｇを１０重量％以下含有す
ることを特徴とする精錬用カルシア系耐火組成物。
及び、
Ｃｒ ２０３を１０重量％以下含有するカルシア系耐火
物をもって裏付けされた溶解炉又は容器内の金属又は合
金溶湯中に、真空又は非酸化性雰囲気でＡＩを存在せし
めることを特徴とする脱硫方法、 を要旨とするものである。
物をもって裏付けされた溶解炉又は容器内の金属又は合
金溶湯中に、真空又は非酸化性雰囲気でＡＩを存在せし
めることを特徴とする脱硫方法、 を要旨とするものである。
以下本発明の構成について詳細に説明する。
なお、以下において％は重量％を表わす。
本発明の精錬用カルシア系耐火組成物は、少なくとも精
錬時に金属又は合金の溶湯と直接接触する炉壁を主に構
成するためのものであり、定形耐火物、不定形耐火物、
坩堝構成材、内張り用吹付は材のいずれにも適用される
。また溶湯中に添加するフラックスとして用いることも
できる。
錬時に金属又は合金の溶湯と直接接触する炉壁を主に構
成するためのものであり、定形耐火物、不定形耐火物、
坩堝構成材、内張り用吹付は材のいずれにも適用される
。また溶湯中に添加するフラックスとして用いることも
できる。
本発明の精錬用カルシア系耐火組成物は、Ｃｒ２Ｏ３の
含有率が１０％以下のＣａＯ系組成物である。
含有率が１０％以下のＣａＯ系組成物である。
ＣａＯ質酎質物大物高温でも安定である。
また、このＣａＯ質耐質物大物張すされた容器中の溶湯
にＡ文及び／又はＡ１合金を添加すると。
にＡ文及び／又はＡ１合金を添加すると。
ＡｌによってＣａＯが還元されＣａが生じ、脱酸、脱硫
反応が進行することも公知である。
反応が進行することも公知である。
このようなＣａＯのほかに、さらにＣｒ ２０３が共存
する炉壁においては、ＡＭ及び／又はＡ１合金を添加す
ると、一層強力な脱酸、脱硫が行なわれるようになり、
また炉壁の耐消化性は飛躍的に向上する＊ Ｃｒ ２０
ａ共存による脱硫能の向上のメカニズムの詳細は明ら
かではないが、耐消化性の向上については、Ｃｒ ２０
３の共存により耐火物の焼結性が向上し、ＣａＯも結晶
粒が成長し易くなるためと考えられる。
する炉壁においては、ＡＭ及び／又はＡ１合金を添加す
ると、一層強力な脱酸、脱硫が行なわれるようになり、
また炉壁の耐消化性は飛躍的に向上する＊ Ｃｒ ２０
ａ共存による脱硫能の向上のメカニズムの詳細は明ら
かではないが、耐消化性の向上については、Ｃｒ ２０
３の共存により耐火物の焼結性が向上し、ＣａＯも結晶
粒が成長し易くなるためと考えられる。
Ｃｒ２Ｏ３は０．１％以上、とりわけ２〜８％含まれる
場合に、極めて強力な脱硫反応が行なわれ耐消化性も著
しく向上される。
場合に、極めて強力な脱硫反応が行なわれ耐消化性も著
しく向上される。
本発明のＣａＯ系耐火組成物のＣａＯは、それ自体Ａｆ
Ｌによって還元され、Ｃａを生じさせる。
Ｌによって還元され、Ｃａを生じさせる。
ＣａＯの好ましい含有率は、炉材全体の４０％以上とり
わけ６０％以上である。ＣａＯ含有率が４０％未満の場
合には、耐火物中のＣａＯは他の酸化物と強固に結合し
ているため、ＣａＯの活性が少なく、Ａｌｌにより還元
され難い、これに対し・４０％以上のＣａＯを有する耐
火物中のＣａＯは活性が大でＡｌによってよく還元する
ことができる。
わけ６０％以上である。ＣａＯ含有率が４０％未満の場
合には、耐火物中のＣａＯは他の酸化物と強固に結合し
ているため、ＣａＯの活性が少なく、Ａｌｌにより還元
され難い、これに対し・４０％以上のＣａＯを有する耐
火物中のＣａＯは活性が大でＡｌによってよく還元する
ことができる。
また、ＣａＯを４０％以上含む耐火物は、ΔＯ＋８−＾
り：へ−楡＾必ル屹１−ご着□・−曾 ｍノ従って、溶
湯中の酸化物を吸収し、酸化物介在量を大幅に減少させ
る。またＣａＯを゛４０％以上含む耐火物はＣ，Ｔｉ、
Ｚｒ等に対する安定性が高いので、高温溶解が可能とな
る。
り：へ−楡＾必ル屹１−ご着□・−曾 ｍノ従って、溶
湯中の酸化物を吸収し、酸化物介在量を大幅に減少させ
る。またＣａＯを゛４０％以上含む耐火物はＣ，Ｔｉ、
Ｚｒ等に対する安定性が高いので、高温溶解が可能とな
る。
本発明において、ＣａＯ系耐火物組成物中には、Ｃ＆Ｃ
２、Ａ１２０３ 、Ｃ等が含有されていても良い、これ
らの成分が含有されている場合には、その含有量が合計
で１５％以下とするべきである。
２、Ａ１２０３ 、Ｃ等が含有されていても良い、これ
らの成分が含有されている場合には、その含有量が合計
で１５％以下とするべきである。
なお、本発明のＣａＯ系耐火組成物中にＦｅＯ又はＦ
ｅ ２０３のＦｅ酸化物が含有されていると、これらが
精錬時に溶湯中に溶解し、溶湯を汚染することがあるた
め、Ｆｅ酸化物含有量はできるだけ少なくすることが好
ましい。Ｆｅ酸化物の含有量は好ましくは５％以下、特
に１〜２％あるいはそれ以下にするのが望ましい。
ｅ ２０３のＦｅ酸化物が含有されていると、これらが
精錬時に溶湯中に溶解し、溶湯を汚染することがあるた
め、Ｆｅ酸化物含有量はできるだけ少なくすることが好
ましい。Ｆｅ酸化物の含有量は好ましくは５％以下、特
に１〜２％あるいはそれ以下にするのが望ましい。
また、ＳｉＯ２は、溶湯に添加されたＡＭ及び／又はＡ
１合金によって還元され、 ３ Ｓ ｉ ０２ ＋ ４ Ａ ｆＬ→２Ａ文２０３＋
３Ｓｉとか４１． Ａ Ｏ−ｎ、ｈ；フ７フルノ←ｌ
−４卦纜’ｊＢ−ｒｈの酸素分圧を上昇させる要因とな
る。従ってＳ ｉ Ｏ２はできるだけ少なく、好ましく
は１％以下、特に０．５％以下、とりわけ０．３％以下
とするのが望ましい。
１合金によって還元され、 ３ Ｓ ｉ ０２ ＋ ４ Ａ ｆＬ→２Ａ文２０３＋
３Ｓｉとか４１． Ａ Ｏ−ｎ、ｈ；フ７フルノ←ｌ
−４卦纜’ｊＢ−ｒｈの酸素分圧を上昇させる要因とな
る。従ってＳ ｉ Ｏ２はできるだけ少なく、好ましく
は１％以下、特に０．５％以下、とりわけ０．３％以下
とするのが望ましい。
次に、本発明の脱硫方法について説明する。
本発明の脱硫方法は、このような本発明の精錬用ＣａＯ
系耐火組成物をもって裏付けされた溶解炉又は取鍋等の
容器内の、金属又は合金溶湯中に、真空又は非酸化性雰
囲気でＡＭを存在せしめるものである。Ａｌは製造され
る金属又は合金中の残留量が０．０１〜２０％となるよ
う溶湯中に存在せしめるのが好ましい。
系耐火組成物をもって裏付けされた溶解炉又は取鍋等の
容器内の、金属又は合金溶湯中に、真空又は非酸化性雰
囲気でＡＭを存在せしめるものである。Ａｌは製造され
る金属又は合金中の残留量が０．０１〜２０％となるよ
う溶湯中に存在せしめるのが好ましい。
本発明方法において、金属又は合金中のＡＭ残留量を０
．０１〜２０％の範囲とするのが好ましい理由は、Ａ文
残留量ｏ、ｏｉ％未満では十分な脱硫は行われないのみ
ならず、Ｃａの生成も殆ど行なわれず、Ｃａによる脱硫
、脱酸も殆ど行なわれず、かつＣａによる十分な脱硫、
脱酸の条件である仕上合金中の残留Ｃａ量が０．０００
１９６以上にならないからである。一方上限としては、
アルミニウムが２０％を超える合金は実用性に乏しいか
らである。
．０１〜２０％の範囲とするのが好ましい理由は、Ａ文
残留量ｏ、ｏｉ％未満では十分な脱硫は行われないのみ
ならず、Ｃａの生成も殆ど行なわれず、Ｃａによる脱硫
、脱酸も殆ど行なわれず、かつＣａによる十分な脱硫、
脱酸の条件である仕上合金中の残留Ｃａ量が０．０００
１９６以上にならないからである。一方上限としては、
アルミニウムが２０％を超える合金は実用性に乏しいか
らである。
ＡｌはＡＭ及び／又はＡ１合金として添加するのが好ま
しい。
しい。
本発明の方法において、非酸化性雰囲気中とは、開放炉
又は密閉炉中の溶湯にアルゴンガス又は窒素ガス、Ｈｅ
ガス等の非酸化性ガスを吹込むことにより溶湯表面にこ
のようなガス雰囲気を形成して溶湯を処理する場合の雰
囲気を意味するものである。
又は密閉炉中の溶湯にアルゴンガス又は窒素ガス、Ｈｅ
ガス等の非酸化性ガスを吹込むことにより溶湯表面にこ
のようなガス雰囲気を形成して溶湯を処理する場合の雰
囲気を意味するものである。
なお、合金の溶解には通常の誘導式加熱を採用するのが
好ましい。
好ましい。
このような本発明の脱硫方法は、Ｆｅ基、Ｃ。
基、Ｎｉ基合金、その他あらゆる金属又は合金の精練に
有効である。
有効である。
［作用］
本発明の精錬用ＣａＯ系耐火組成物で内張すされた容器
中にて、金属又は合金溶湯に真空又は非酸化性雰囲気で
Ａｌを存在せしめて精錬を行なった場合、溶湯中のＡｌ
の一部は、直接に、溶湯中の酸素と結合して脱酸を行な
うが、Ａｌ；Ｌの他の部分は耐火物表面のＣａＯと反応
して ２ Ａ ｌ ＋ ３ Ｃａ Ｏ＋ Ａ ｌ ２０３ ＋
３ Ｃａとなり、ＣａとＡ ｆＬ ２０３が生じる。
中にて、金属又は合金溶湯に真空又は非酸化性雰囲気で
Ａｌを存在せしめて精錬を行なった場合、溶湯中のＡｌ
の一部は、直接に、溶湯中の酸素と結合して脱酸を行な
うが、Ａｌ；Ｌの他の部分は耐火物表面のＣａＯと反応
して ２ Ａ ｌ ＋ ３ Ｃａ Ｏ＋ Ａ ｌ ２０３ ＋
３ Ｃａとなり、ＣａとＡ ｆＬ ２０３が生じる。
このＭｇ、Ｃａは脱酸、脱硫反応し、ＣａＯ１ＣａＳと
なる。
なる。
一方、Ａ ｆＬ２０３は、
Ａｌ２０３ ＋３ＣａＯ＋３ＣａＯｅＡＪ１２０３なる
反応により３ＣａＯ＠Ａ又２０３ （以下Ｃ３Ａという
ことがある。）を主体とするカルシウムアルミネートを
形成する。このＣａＡは溶湯の脱硫能が高く、Ｃ３Ａに
よっても脱硫が進行する。
反応により３ＣａＯ＠Ａ又２０３ （以下Ｃ３Ａという
ことがある。）を主体とするカルシウムアルミネートを
形成する。このＣａＡは溶湯の脱硫能が高く、Ｃ３Ａに
よっても脱硫が進行する。
このように、Ａｌにより脱硫が、またＡｌの還元作用に
より生じた活性なＣａ、Ｃ３Ａにより脱酸と脱硫が行な
われる。
より生じた活性なＣａ、Ｃ３Ａにより脱酸と脱硫が行な
われる。
この反応は、極めて急速に進行し、例えばＡｆＬを溶７
ｇ中に存在せしめた後、数分程度で脱硫、脱酸がほぼ完
了する。
ｇ中に存在せしめた後、数分程度で脱硫、脱酸がほぼ完
了する。
すた ｎ階＋１１１ ｍｎ ：Ａ ）−ｉｆ １．”
ｈ 憤１” ：１１旦ｒｈ ／Ｆ％ 蜘１巽量が減少
してくる。これはＣａ等の蒸発（沸ＩＩ）等に伴ってＮ
も溶湯から離脱するためである。この脱窒速度は、アル
ゴン又は真空雰囲気下では、脱酸、脱硫の進行に従って
著しく向上する。
ｈ 憤１” ：１１旦ｒｈ ／Ｆ％ 蜘１巽量が減少
してくる。これはＣａ等の蒸発（沸ＩＩ）等に伴ってＮ
も溶湯から離脱するためである。この脱窒速度は、アル
ゴン又は真空雰囲気下では、脱酸、脱硫の進行に従って
著しく向上する。
しかして、本発明においてはＣａＯ系耐火組成物中にＣ
ｒ２Ｏ３が共存することにより、ＣａＯによる精練作用
のうちとりわけ脱硫能が大幅に向上され、またＣａＯの
耐消化性が著しく改善され、その寿命が延長される。
ｒ２Ｏ３が共存することにより、ＣａＯによる精練作用
のうちとりわけ脱硫能が大幅に向上され、またＣａＯの
耐消化性が著しく改善され、その寿命が延長される。
［実施例］
以下実施例及び比較例について説明する。
実施例１．２、比較例１．２
一級試薬のＣａＯを原料として得られたＣａＯ坩堝（実
質的にＣａＯ１００％）（比較例１）、−級試薬のＣａ
ＯにＣｒ ２０３粉末を混合した原料により得られた、
ＣａＯ−１％Ｃｒ ２０３坩堝（実施例１）、ＣａＯ−
３％Ｃｒ２Ｏ３坩堝（実施例２）及びＣａＯ−１２％Ｃ
ｒ２Ｏ３坩堝（比較例２）を用い、各々の坩堝内で第１
表に示す組成の電解鉄に０．０３％程度のＳ成分になる
ように予めＦｅＳを添加した鉄５ｋｇを５０ＫＨｚ高周
波溶解炉にて溶解し、アルゴン雰囲気下で、Ａ１合金を
０．５％添加した。
質的にＣａＯ１００％）（比較例１）、−級試薬のＣａ
ＯにＣｒ ２０３粉末を混合した原料により得られた、
ＣａＯ−１％Ｃｒ ２０３坩堝（実施例１）、ＣａＯ−
３％Ｃｒ２Ｏ３坩堝（実施例２）及びＣａＯ−１２％Ｃ
ｒ２Ｏ３坩堝（比較例２）を用い、各々の坩堝内で第１
表に示す組成の電解鉄に０．０３％程度のＳ成分になる
ように予めＦｅＳを添加した鉄５ｋｇを５０ＫＨｚ高周
波溶解炉にて溶解し、アルゴン雰囲気下で、Ａ１合金を
０．５％添加した。
各坩堝内の合金溶湯のＳ含有量の経咋変化を測定した。
その結果を第１図に示す。
また、１０分後の０含有量及びＳ含有量、２０分後のＳ
含有量、並びに、Ｃｒ含有量及びＡ交合有量の最終到達
値の測定結果を第２表に示す。
含有量、並びに、Ｃｒ含有量及びＡ交合有量の最終到達
値の測定結果を第２表に示す。
第１表 （電解鉄組成）（％）
第１図及び第２表より、本発明によれば、０、Ｓ含有量
、とりわけＳ含有量の少ない溶湯が速やかに得られるこ
とが認められる。
、とりわけＳ含有量の少ない溶湯が速やかに得られるこ
とが認められる。
［効果］
以上詳述した通り、本発明の精錬用カルシア系耐火組成
物は、Ｃｒ２０ｚを１０％含むカルシア系組成物であっ
て、Ｃｒ ２０３の存在により。
物は、Ｃｒ２０ｚを１０％含むカルシア系組成物であっ
て、Ｃｒ ２０３の存在により。
ＣａＯの脱硫能が大幅に向上され、また耐消化性が著し
く改善される。従って、本発明のカルシア系耐火組成物
をもって精錬を行なう本発明の脱硫方法により、Ｏ，Ｎ
、Ｓが極めて少なく、クリープ強度、耐熱性、靭性、溶
接性、鍛造性等の緒特性に著しく優れた合金を製造する
ことができる。
く改善される。従って、本発明のカルシア系耐火組成物
をもって精錬を行なう本発明の脱硫方法により、Ｏ，Ｎ
、Ｓが極めて少なく、クリープ強度、耐熱性、靭性、溶
接性、鍛造性等の緒特性に著しく優れた合金を製造する
ことができる。
また介在される酸化物も殆ど無い、しかも、カルシア系
耐火組成物の耐消化性が良好なことから。
耐火組成物の耐消化性が良好なことから。
これによって裏付けされた容器等の寿命が延長され、経
済的にも有利である。
済的にも有利である。
第１図は実施例１により得られた坩堝材質による溶湯の
Ｓ含有量の経時変化の測定結果を示すグラフである。
Ｓ含有量の経時変化の測定結果を示すグラフである。
Claims (2)
- （１）Ｃｒ＿２Ｏ＿３を１０重量％以下含有することを
特徴とする精錬用カルシア系耐火組成物。 - （２）Ｃｒ＿２Ｏ＿３を１０重量％以下含有するカルシ
ア系耐火物をもって裏付けされた溶解炉又は容器内の金
属又は合金溶湯中に、真空又は非酸化性雰囲気でＡｌを
存在せしめることを特徴とする脱硫方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22545185A JPS6286111A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた脱硫方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22545185A JPS6286111A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた脱硫方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286111A true JPS6286111A (ja) | 1987-04-20 |
Family
ID=16829555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22545185A Pending JPS6286111A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 精錬用カルシア系耐火組成物及びそれを用いた脱硫方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6286111A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US4984922A (en) * | 1988-09-02 | 1991-01-15 | Yoshino Kogyosho Co., Ltd. | Liquid container |
| US5007757A (en) * | 1988-09-02 | 1991-04-16 | Yoshino Kogyosho Co., Ltd. | Liquid container |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1985
- 1985-10-09 JP JP22545185A patent/JPS6286111A/ja active Pending
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