(57)【要約】【課題】安価な生石灰を主剤とした精練剤であっても脱硫効果の大幅な改善が図られ、潮解性ある成分を混入させておいても性状の安定性が保たれ、インジェクションにおいても、粒状・塊状投入においても高い反応能力を維持した脱硫用精練剤を提供する。【解決手段】  生石灰を含む脱硫用精練剤には水酸化ナトリウムが０.２重量％以上１０重量％までの範囲で含められている。そして、生石灰の一部が  必要に応じて消石灰におきかえられる。水酸化ナトリウムからはＮａ２Ｏが発生し、脱硫性は飛躍的に向上する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰を含む脱硫用精練剤において、該精練剤には水酸化ナトリウムが１０重量％までの範囲で含められていることを特徴とする脱硫用精練剤。
【請求項２】
二次精錬用精錬剤とする場合を除き、前記生石灰の一部が  消石灰におきかえられていることを特徴とする請求項１に記載された脱硫用精練剤。
【請求項３】
前記精練剤に含まれている水酸化ナトリウムは少なくとも０.２重量％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された脱硫用精練剤。
【請求項４】
前記精練剤には酸化マグネシウムが混在されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載された脱硫用精練剤。
【請求項５】
前記生石灰の全部もしくは一部が  塩焼き生石灰とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載された脱硫用精練剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脱硫用精練剤に係り、詳しくは、粉状にしてインジェクションが可能なまたは粒状にして炉頂から投入もしくは機械攪拌式脱硫装置に適用することもでき、石灰系精練剤にＮａ２Ｏ分を混入させ、脱硫性能を増強させた造滓剤に関するもので、二次精錬用精錬剤としても使用することができる精錬剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉で生成される銑鉄には還元剤であるコークスに含まれていた不純物すなわち硫黄分が混入する。この硫黄分は可及的少なくなるように除去しておかないと鋼質が著しく低下し、延性や展性が悪くなって加工性が損なわれる。そのため、高炉から出銑された後、転炉等の製鋼炉での脱燐操作をはじめとする溶鋼の不純物除去等における精製負担を軽減すべく、製鋼炉までへの移送中の溶銑温度の高いうちに脱硫処理されることが多い。たとえば混銑車（トピードカー）や取鍋（レードル）において硫黄分を除去するために脱硫剤が投入される。
【０００３】
ところで、脱硫剤として一般的に使用されるのは生石灰であるが、これは石灰岩を焼成して生成される。焼成中に炭酸ガスが抜け、そのガス抜けで生じた微細な多数の孔が溶鉄中の微細硫黄粒子を捕捉するからと言われている。その際、所要の化学反応が生じて滓化させ、そのスラグを溶湯表面に浮上させる。この溶銑面を覆うスラグは湯を保温するだけでなく、流動する溶銑中の残存硫黄分をスラグ中の未反応石灰（比重が溶鉄より小さく溶湯中を浮上してスラグ界面に到達した生石灰）に吸着させる機会を与え、また復硫をも阻止する。
【０００４】
ちなみに、消石灰は生石灰に水を添加して得られる極めて微細な粒子である。それがため、比表面積が大きく生石灰と混合して精練剤として使用しようとする提案も少なくない。たとえば特開平１１−０７１６１１号公報などに、そのような精練剤が記載されている。
【０００５】
精錬剤として、古くは炭酸ソーダＮａ２ ＣＯ3 が使用されていた。これも脱硫作用を発揮するからであるが、精錬中に分解して白煙が湯面を覆い、操業中の目視観察を阻害する。Ｎａ２ ＣＯ3 からは脱硫・脱燐に寄与するＮａ２ Ｏが生成されるものの、溶湯から離脱して脱硫・脱燐反応への寄与率を低下させる。それのみならず、Ｎａ２Ｏが炉壁や炉蓋に付着するなどして設備の劣化を早めたり、スラグが肥料に転化できなくなるなどの問題を抱え、現在では上記したように生石灰が精錬剤の大部分を占めている。
【０００６】
ところで、生石灰ＣａＯの溶融温度は２，７５０℃であり、精錬中の溶湯の１，３００ないし１，６００℃に比べて高く、その反応性を改善する努力もなされてきた。昨今では少なくなってきているが、蛍石ＣａＦ2 の投入がその一例である。これは、ＣａＯの融解を促し、溶湯面での分散を助成して溶鉄との接触の機会を高める。しかし、蛍石にはフッ素分が含まれて人体に有害であり、生成スラグを再利用するにしても廃棄するにしても問題を多く含み、その使用が避けられる傾向にある。
【０００７】
上記したＮａ２ Ｏは脱硫・脱燐作用があるので、その使用が見直されつつある。しかしながら、副原料（精練剤は主原料の鉄に対して副原料と呼ばれる）の主剤としてではなく、スラグの利用や廃棄が可能となる範囲でＣａＯに添加するに留められる。このＮａ２ＯをＣａＯに添加する試みが特開２００３−２５３３１５に紹介されている。
【０００８】
いずれにしても、精練剤の含水率が高いと、溶鉄中への吹き込む操み（インジェクション）が阻害される。一方、炉頂から流落させるにしても投入待機の間に空中の水分を吸収することにより固化や膠着などしておれば多孔性や高比表面積性が著しく低下して最早高い反応性は望めなくなる。このようなことは潮解性の強い成分が多量に含まれる場合にも遭遇し、操業管理者としては配慮深く扱わねばならなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−０７１６１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２５３３１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、もっとも安価な生石灰を主剤とした精練剤であっても脱硫効果の大幅な改善が図られ、潮解性ある成分を混入させておいても性状の安定性が保たれ、インジェクションにおいても、粒状・塊状投入においても高い反応能力を維持した脱硫用精練剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、  生石灰を含む脱硫用精練剤に適用される。その特徴とするところは、この精練剤には水酸化ナトリウムが１０重量％までの範囲で含められていることである。
【００１２】
二次精錬用精錬剤とする場合を除き、前記生石灰の一部が  消石灰におきかえられていてもよい。
【００１３】
前記精練剤には酸化マグネシウムが混在されることが好ましい。
【００１４】
前記精練剤に含まれている水酸化ナトリウムは少なくとも０.２重量％以上としたことである。
【００１５】
前記生石灰の全部もしくは一部を  塩焼き生石灰としておいてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、 生石灰を含む脱硫用精練剤は水酸化ナトリウムが１０重量％までの範囲で含められているので、高温雰囲気中で水酸化ナトリウムからＮａ２Ｏが生成され、精練剤の脱硫性が増強される。水酸化ナトリウムは５重量％までとされるから、潮解性が発現することがあっても生石灰の活性化を損なうこともない。その一方、水酸化ナトリウムの分解で生じる水蒸気は溶鉄の爆発をきたすほどのものでなく、却って溶鉄の攪拌を促す。これは生石灰の溶鉄との接触の機会を増やし、脱硫が促進される。
【００１７】
二次精錬用精錬剤とする場合を除き、生石灰の一部が消石灰におきかえられていても、消石灰の高い脱硫作用が維持されるのみならず脱硫作用は生石灰に加重される。消石灰も分解で水蒸気の気泡を生じさせるが、水酸化ナトリウムのそれよりは遅れるので、攪拌時間は長期化して都合がよい。そのうえ、消石灰は精練剤の粒や塊を成形する際のバインダーとしての機能も補完して造粒精練剤の製作にあっては大変都合がよい。
【００１８】
酸化マグネシウムが精錬剤に混在されることが好ましく、消耗をきたす耐火煉瓦の修復効果が同質材により発揮される。
【００１９】
前記精練剤に含まれている水酸化ナトリウムは少なくとも０.２重量％以上としておけば、Ｎａ２Ｏの発生は脱硫に寄与するほどに発生させることができる。
【００２０】
生石灰の全部もしくは一部が  塩焼き生石灰とされていれば、塩焼き焼成時の塩化フェライトの昇華で生じた気孔豊かなポーラス生石灰による脱硫がなされる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の態様を記す。まず精練剤としてはすでに触れたごとく、炉に直接流し落とす形態、機械式攪拌式形態、インジェクション式供給形態に適用する場合について説明する。
【００２２】
炉頂から流し落とす形態では、精練剤として特に細かい粉粒としておく必要はない。しかし、粒度としては例えば８〜１ｍｍアンダーとしておくのがよい。生石灰は焼成後の石灰石を８〜１ｍｍアンダーとする。たとえば１０〜３重量％で混入する水酸化ナトリウムＮａＯＨは通常入手可能な３〜５ｍｍ径の錠剤状のものを必要に応じて砕けばよい。迅速に処理すれば潮解性は問題とならない。ましてや、１０重量％未満に抑えられているから生石灰に悪影響を及ぼすこともない。
【００２３】
その生石灰の一部例えば３０〜５０％を消石灰におきかえても問題とはならない、二次精錬用精錬剤とする場合は集塵気流とともに流出することが多く、おきかえることは好ましくない。ちなみに、二次精錬用精錬装置としてはＲＨなど鋼の清浄化や成分調整を目的とするものがある。水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）は言うまでもなく強アルカリであるが消石灰もアルカリ質であり。混在品として保管したり、使用前の待機に耐えるものである。なお、水酸化ナトリウムは少なくとも０.２重量％を混入させておかないと、その効能は極めて薄くなる。
【００２４】
機械式攪拌式形態の粒度も流し込みと実質的に異なるところはない。したがって、この場合の説明は同じであり、詳細は省く。ただ、攪拌による溶鉄との接触性を高める意味で質量の大きいことが好ましい。というのは攪拌流に乗りにくい粉状でないことが必要なわけで、粒度は却って炉頂から流し落とす形態の場合より必要に応じて大きくされる。それゆえ、消石灰の混入率はたとえば５０重量％以下にとどめられるべきである。
【００２５】
一方、インジェクション式の場合、たとえば、不活性ガスとともにサブランスから噴出させるに際して気流搬送性のよい性状が要求される。それゆえ、生石灰も水酸化ナトリウムも１００メッシュ以下の粉状（例えば０.０１ｍｍアンダー）にしておくことが好ましい。こ場合消石灰かが含められていれば、消石灰ならびに水酸化ナトリウムからは水蒸気の気泡が飛び、その気泡が攪拌を助長し、溶鉄との接触が加速される。水酸化ナトリウムから生じたＮａ２Ｏは脱硫に寄与し、その後に消石灰か脱硫作用する。さらに基材をなす生石灰も脱硫機能を発揮する。このように連続的な脱硫の段階的持続が維持され、溶鉄中の浮上が短時間のうちになされても、実質的に長期の脱硫状態が実現される。
【００２６】
上記した精練剤を基剤粉化造粒するにあたっては、消石灰はバインダーとしての機能も補完して造粒精練剤の製作にあっては大変都合がよい。ちなみに、水酸化ナトリウムが上記した１０重量％を越えると、Ｎａ２Ｏが炉壁や炉蓋に付着するなどして設備の劣化を早め、好ましくない。
【００２７】
以上述べた精練剤に酸化マグネシウムＭｇＯが混在しておけば、消耗をきたす耐火煉瓦の修復効果が発揮される。というのは精錬炉のみならず溶鉄移送容器等にはマグネシア系の煉瓦がライニングされることが多く同質材であるからである。
【００２８】
高価ではあるが硫黄分との反応性の高いものに金属Ｍｇがある。これを本精錬剤に例えば５重量％までを添加しておくこともできる。もちろん、添加重量％にもよるが、ＮａＯＨともＭｇＯさらには金属Ｍｇとも精錬中での各添加剤の機能を損なうことはないし、精錬剤それ自体のとしての効能の低下をきたすこともない。