(57)【要約】【課題】脱硫性能に優れた鉄鋼添加剤を提供する。とくに、フッ素を含まないカルシウムアルミネート系であって、その初期脱硫率がＣａＯ−ＣａＦ２系と同等以上となる鉄鋼添加剤を提供する。【解決手段】３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を含み、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が５０μｍ以下であることを特徴とする鉄鋼添加剤。３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が２０〜９７質量％、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３が３〜８０質量％、遊離ＣａＯが１０質量％以下（０を含む）、Ｆが１質量％以下（０を含む）を含み、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が５０μｍ以下であることを特徴とする鉄鋼添加剤。【選択図】   なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を含み、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が５０μｍ以下であることを特徴とする鉄鋼添加剤。
【請求項２】
３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が２０〜９７質量％、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３が３〜８０質量％、遊離ＣａＯが１０質量％以下（０を含む）、Ｆが１質量％以下（０を含む）を含み、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が５０μｍ以下であることを特徴とする鉄鋼添加剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼添加剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄鋼添加剤としてはＣａＯ−ＣａＦ２  系のものがある。これは、例えばソーダ灰等に比べて炉材を腐食させることが少なく、また鉄鋼温度が１６００℃以下の低温においても脱硫性能が大きい特長がある。しかしながら、フッ素は環境汚染物質に指定され世界的な関心が高まっている中、フッ素を含ませないで実用的な脱硫性能を示す鉄鋼添加剤の出現が望まれている。
【０００３】
そこで、本出願人はＣａＯ−ＣａＦ２系と同等以上の脱硫率を示す、フッ素を含まないカルシウムアルミネート系鉱物からなる鉄鋼添加剤を提案したが（特許文献１）、脱硫処理開始５分後の初期脱硫率はＣａＯ−ＣａＦ２系よりも必ずしも大きくならないことが未解決であった。
【特許文献１】特開２００３−１２９１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、脱硫性能に優れた鉄鋼添加剤を提供することである。とくに、フッ素を含まないカルシウムアルミネート系であって、その初期脱硫率がＣａＯ−ＣａＦ２系と同等以上となる鉄鋼添加剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を含み、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が５０μｍ以下であることを特徴とする鉄鋼添加剤である。また、本発明は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が２０〜９７質量％、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３が３〜８０質量％、遊離ＣａＯが１０質量％以下（０を含む）、Ｆが１質量％以下（０を含む）を含み、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が５０μｍ以下であることを特徴とする鉄鋼添加剤である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、上記目的を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の鉄鋼添加剤は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３とを必須成分とするものであり、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３がないと、ＣａＯ分が不足するために脱硫性能が低下し、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３がないと、鉄鋼添加剤の融点が高くなり１６００℃以下の低温における脱硫性能が低下する。また、上記以外のカルシウムアルミネート、例えばＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３であっては、ＣａＯ含有量が少なく、融点も高くなるため脱硫性能は低下する。これらの構成比率は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が２０〜９７質量％、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３が３〜８０質量％、特に３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が５０〜８５質量％、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３が１５〜５０質量％であることが好ましい。
【０００８】
本発明で重要なことは、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径を５０μｍ以下、特に３０μｍ以下とすることである。これによって、脱硫処理開始５分後の初期脱硫率を向上させることができる。３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が大きくなると、溶鋼との接触面積が減少し、初期脱硫率がＣａＯ−ＣａＦ２系よりも高まらない。
【０００９】
３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径は、ＦＥ−ＳＥＭ／ＥＤＳ（例えば日本電子社製、電界放射型走査電子顕微鏡）によって測定することができる。後述する同時焼成法で製造された鉄鋼添加剤にあっては、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３の海の中に３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３が存在するので、この場合には、例えば鉄鋼添加剤粒子一個の断面中央部付近における任意の０．５ｍｍ×０．５ｍｍの視野を５００倍に拡大してＦＥ−ＳＥＭ／ＥＤＳにより測定する。
【００１０】
本発明の鉄鋼添加剤の粒度構成としては、粒径１５ｍｍ超の粒子が１０質量％以下（０質量％を含む）、粒径１０〜１５ｍｍの粒子が４０〜９０質量％、粒径１０未満〜５ｍｍの粒子が１０〜６０質量％、粒径５ｍｍ未満の粒子が１５質量％以下（０を含む）であることが好ましい。
【００１１】
本発明の鉄鋼添加剤は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３をそれぞれ製造しておき、それを機械的に混合する方法、又は同時焼成法によって製造することができる。同時焼成法とは、例えば生石灰、電融石灰、炭酸カルシウム等のＣａＯ原料と、例えば焼成アルミナ、電融アルミナ、ボーキサイト等のＡｌ２Ｏ３原料とを、前者１：後者０．１〜０．７の質量比で混合し、電気炉等で１４００〜１７００℃に溶融した後、冷却する方法である。この場合において、ＣａＯ原料とＡｌ２Ｏ３原料の比率を変えることによって鉄鋼添加剤の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３と１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３の構成比率を調整することができる。また、溶融物の冷却速度を５０℃／ｍｉｎ以上とすることによって３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径を５０μｍ以下とすることができる。冷却速度が速くなるほど結晶粒子径が小さくなり、溶融物を圧縮ガスで吹き飛ばし冷却をすれば、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の結晶粒子径が３０μｍ以下となる。
【００１２】
上記機械的混合法、同時焼成法のいずれであっても、得られた鉄鋼添加剤には、遊離ＣａＯや、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ等の不可避成分は含まれる。遊離ＣａＯについては最大１０質量％まで、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏについては、それらの合計で最大５質量％まで含んでいても脱硫性能には大きな悪影響を与えない。また、フッ素は環境汚染物質に指定されているが、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３のかわりに１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２とするか、又は例えば１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２、３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２等のカルシウムフルオロアルミネートや、フッ化カルシウムを積極的に存在させることによって、脱硫率を更に向上させることができる。 この場合のＦ含有量は、鉄鋼添加剤中、最大１質量％までとすることが好ましい。  
【実施例】
【００１３】
実施例１〜７  比較例１〜５  参考例１
生石灰（ＣａＯ９８．０質量％）、焼成アルミナ（Ａｌ２Ｏ３９９．０質量％）、フッ化カルシウム（試薬）を、表１に示す鉱物組成になるように混合し、それを１６００〜１７００℃、０．５〜３時間の範囲内で調整し、更に冷却速度を調節して種々の鉄鋼添加剤を製造し、初期脱硫率（鉄鋼添加剤投入後５分後）と最終脱硫率（鉄鋼添加剤投入後３０分後）を以下に従って測定した。
【００１４】
すなわち、アルゴンガス雰囲気下、竪型管状炉内の中央に設置されたマグネシア製ルツボに溶鋼（ＳＳ４００、温度１５５０℃）を入れ、その上部から鉄鋼添加剤を溶鋼１００質量部あたり５質量部を１〜４ｍｍの粒状にして投入し３０分間放置した。鉄鋼添加剤を投入してから５分後と３０分後に溶鋼の硫黄濃度を高周波燃焼／赤外吸収法によって測定し、式、脱硫率（％）＝（溶鋼から除去された硫黄質量）×１００／（処理前の溶鋼中の硫黄質量）、によって脱硫率を算出した。それらの結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
2005163073.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の鉄鋼添加剤は、例えば鉄鋼精錬の脱硫剤等として使用することができる。