(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含有する３成分を三角図の座標軸で示したとき、ＣａＯが１０〜９０重量％、ＣａＣＮ2が３〜７０重量％、並びに、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｃａ（ＯＨ）2、ＣａＣＯ3、ＣａＦ2、Ｓｉ、ＦｅＭｎ、Ｃ、Ｃａ（ＯＨ）2とＡｌの組合せ、及びＣａ（ＯＨ）2とＣの組合せの群より選ばれる無機質物質が５〜７０重量％の範囲にあり、粒度構成が、０．２ｍｍ下の粒子が２０重量％以下、０．２ｍｍより大きく２０ｍｍ未満の粒子が７０〜１００重量％、２０ｍｍ上の粒子が１０重量％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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄鋼添加剤、詳しくは高脱硫性能、高安全性及び炉材等の非腐食性のバランスに優れ、溶銑脱硫剤として好適な鉄鋼添加剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶銑脱硫剤については、主としてカルシウムカーバイド系、石灰系、ソーダ灰系のものが実用化されているが、いずれも一長一短がある。
【０００３】
カルシウムカーバイド系脱硫剤は、強力な脱硫性能を有しているが、脱硫スラグの後処理においてアセチレンガスが発生する等の安全性に問題がある。また、高価で、危険物でもあるので取扱に制約を受ける。
【０００４】
石灰系脱硫剤は、安価であるが、高脱硫を行うには多量添加する必要があり、スラグの発生量が多くなる。また、脱硫剤を添加すると溶銑温度が著しく低下するので、金属アルミニウムや金属マグネシウム等の高価な昇温剤を加えたり、あるいは石灰の融点が高いので、蛍石等の融点降下剤を添加しなければならない。
【０００５】
ソーダ灰系脱硫剤も比較的安価ではあるが、高アルカリ性であるので炉材の耐火物を損傷させる危険が大きい。また、排ガスに混入したＮａの除去処理が必要となり、またＮａ2Ｏ含有の高いスラグが発生するので、セメント原料等の再利用を行うには限度があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、高脱硫性能、炉材の非腐食性、及び脱硫スラグ処理時の高安全性のバランスに優れた溶銑脱硫処理を行うことのできる鉄鋼添加剤を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ＣａＯ１０〜９０重量％、ＣａＣＮ2３〜７０重量％、並びにＣａＯ、ＣａＣＮ2以外の無機質物質５〜７０重量％を含み、０．２ｍｍ下の粒子が２０重量％以下、２０ｍｍ上の粒子が１０重量％以下の粒状物からなることを特徴とする鉄鋼添加剤である。
【０００８】
【発明の実施の態様】
以下、更に詳しく本発明について説明する。
【０００９】
本発明の鉄鋼添加剤において、ＣａＣＮ2 が３重量％未満であるか、又はＣａＯが９０重量％をこえると、鉄鋼添加剤の溶融性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。また、ＣａＣＮ2 が７０重量％をこえるか、又はＣａＯが１０重量％未満であると、鉄鋼添加剤の溶銑への分散性が悪化し、これまた高脱硫率を達成することができなくなる。好ましいＣａＯ含有量は２０〜６０重量％、ＣａＣＮ2 含有量は１０〜５０重量％である。特に、好ましいＣａＯ含有量は３０〜６０重量％であり、ＣａＣＮ2含有量は１０〜４０重量％である。
【００１０】
ＣａＣＮ2としては、合成カルシウムシアナミド、市販の工業用カルシウムシアナミド、石灰窒素等を使用することができる。石灰窒素を用いて本発明の鉄鋼添加剤を調製する場合は、その組成がＣａＣＮ2 ４５〜７５重量％、ＣａＯ１０〜２５重量％、炭素１０〜１５重量％程度であることを考慮して行われる。
【００１１】
本発明の鉄鋼添加剤においては、５〜７０重量％の無機質物質を含んでいる。無機質物質としては、各種金属の酸化物、水酸化物、炭酸化物、フッ化、炭化物、塩化物及びＡｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅの金属ないしは、これら金属成分の少なくとも一種を主成分とする合金、及び炭素質物質から選ばれた一種以上である。ここで、各種金属の種類としては、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉ等であり、合金としては、ＣａＳｉ、ＦｅＳｉ、ＦｅＭｎ、ＳｉＭｎ等であり、炭素質物質としては、炭素、黒鉛、カーボンブラック、コークス、タール、ピッチ、石炭等である。
【００１２】
これらの無機質物質において、金属ないしは合金と炭素質物質は昇温分散剤として、各種金属の酸化物、水酸化物、炭酸化物は分散剤として、またフッ化物、炭化物、塩化物は脱硫反応を活性化させる脱硫助剤として機能する。
【００１３】
本発明において、好適な無機質物質は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａの金属ないしはこれら金属成分の少なくとも一種を主成分とする合金、炭素、黒鉛、カーボンブラック、コークス、石炭の炭素質物質、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＮａＦの無機化合物である。特に、無機質物質には、炭素質物質が含まれることが望ましい。
【００１４】
無機質物質の含有量が５重量％未満では、鉄鋼添加剤の昇温作用、溶銑への分散性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。また、７０重量％をこえると、溶銑中での鉄鋼添加剤近傍の急激な温度上昇による突沸現象、急激な温度低下による溶銑への分散性の低下により、高脱硫率を達成することができなくなる。好ましい無機質物質の含有量は、２０〜６０重量％である。
【００１５】
本発明の鉄鋼添加剤において、０．２ｍｍ下の粒子が２０重量％をこえるか、２０ｍｍ上の粒子が１０重量％をこえると、インジェクション法以外の脱硫処理法における鉄鋼添加剤の溶融性、分散性が低下し、高脱硫率を達成することができなくなる。好ましくは０．２ｍｍ下の粒子が１０重量％以下、２０ｍｍ上の粒子が５重量％以下である。特に好ましい粒度構成は、０．２ｍｍ下が５重量％以下、０．２〜１．４ｍｍが１０〜６０重量％、１．４〜４ｍｍが３０〜８０重量％、４〜２０ｍｍが５重量％以下、２０ｍｍ上が５重量％以下である。
【００１６】
本発明の鉄鋼添加剤は、インジェクション法以外の処理方法、例えば、ＫＲ法（カンバラリアクター法）や置き注ぎ法等に用いることが好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例、比較例をあげて更に具体的に本発明を説明する。
【００１８】
実施例１〜２９、比較例１〜２１
合成カルシウムシアナミド（ＣａＣＮ2：９９％（「％」は重量％、以下同じ。）粒度：３０ｍｍ下）、酸化カルシウム（ＣａＯ：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、酸化アルミニウム（電融アルミナ、Ａｌ2Ｏ3：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、酸化シリコン（白珪石、ＳｉＯ2：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、金属シリコン（Ｓｉ：９９％、粒度：３０ｍｍ下）、ＦｅＭｎ（Ｆｅ分１５％、Ｍｎ分８０％、粒度：３０ｍｍ下）、黒鉛（Ｃ：９８％、粒度：３０ｍｍ下）、カルシウムカーバイド（ＣａＣ2：８０％、粒度：３０ｍｍ下）、蛍石（ＣａＦ2 ：９５％、粒度：３０ｍｍ下）、ソーダ灰（Ｎａ2 ＣＯ3 ：９９％、粒度：３０ｍｍ下）を表１、表２に示す割合で混合・粗砕し分級して、種種の鉄鋼添加剤を製造した。得られた鉄鋼添加剤の０．２ｍｍ下、０．２〜１．４ｍｍ、１．４〜４ｍｍ、４〜２０ｍｍ、２０ｍｍ上の粒子の含有量を手篩により測定し、表１、表２に示した。
【００１９】
合成カルシウムシアナミドは、ジシアンジアミド（（Ｈ2ＣＮ2）2：９８％）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3：９９％）を１：１で混合し、１１００℃で１時間、窒素ガス雰囲気下で加熱合成し、３０ｍｍ下に粗砕したものを使用した。
【００２０】
酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、フッ化カルシウム、ソーダ灰は、粉状の市販品（純度：９９％）を圧縮成型し、３０ｍｍ下に粗砕したものを使用した。
【００２１】
上記で得られた鉄鋼添加剤を、Ｎ2雰囲気において、溶銑（温度１３００℃）１００重量部に対し１．０重量部を添加し、１５分間十字インペラにより撹拌して脱硫処理を行い、次式に従って脱硫率を測定した。それらの結果を表１、表２に示す。なお、試験前の溶銑の硫黄濃度は、２００〜３００ｐｐｍであった。
【００２２】
脱硫率（％）＝（溶銑から除去された硫黄の重量）×１００／（脱硫処理前の溶銑中の硫黄重量）
【００２３】
また、炉材（耐火物）の溶損状態の評価として、Ｎ2 雰囲気において、溶銑（温度１４００℃）１００重量部に対し２重量部の鉄鋼添加剤を添加し、この中にアルミナ−シリカ質レンガ（Ａｌ2 Ｏ3 分８４％、ＳｉＯ2 分１３％、サイズ：並型）を１時間浸漬後、断面の溶損深さ（ｍｍ）を測定した。それらの結果を表１、表２に示す。
【００２４】
【表１】
0003904345.tif 000002
【００２５】
【表２】
0003904345.tif 000003
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、高脱硫性能、炉材への非腐食性、スラグ処理時の高安全性のバランスに優れた鉄鋼添加剤が提供される。本発明の鉄鋼添加剤は、溶銑脱硫剤はもとより、脱リン剤としても使用することができる。