(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粉末９０〜９９質量％と粒度０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末１０〜１質量％からなり、上記無機粉末はＣａＯ、ＣａＣＮ2、並びに、ＣａＯ、ＣａＣＮ2、粒度０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質から構成され、且つ、ＣａＯ含有量が１０〜９４質量％、ＣａＣＮ2含有量が３〜８７質量％、並びに、ＣａＯ、ＣａＣＮ2、粒度０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質の含有量が３〜８７質量％の範囲内に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、鉄鋼添加剤に関する。詳しくは、高脱硫性能、スラグ処理時の安全性及び炉材などへ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−バイド系、石灰系、ソ−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−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、高価であり、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、多量に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、また、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−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、更にはＮａ2Ｏ含有量の多いスラグが発生するので、セメント原料等への再利用には限度があった。
【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、炉材への非腐食性、及び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、無機粉末９０〜９９％と０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末１〜１０％とを含有してなり、上記無機粉末はＣａＯ１０〜９４％と、ＣａＣＮ2３〜８７％と、ＣａＯ、ＣａＣＮ2、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質３〜８７％とから構成されてなるものであ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、無機粉末が９０％未満、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末が１０％を超えると、カーボンブラック粉末の酸化により生成した二酸化炭素がＣａＣＮ2と反応して、高脱硫率を達成することができない。また、無機粉末が９９％を超え、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末が１％未満の場合、分散効果が得られず、高脱硫率を達成することができない。無機粉末の粒度は、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
鉄鋼添加剤の無機粉末において、ＣａＣＮ2が３％未満であるか、又はＣａＯが９４％を超えると、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８７％を超えるか、又はＣａＯが１０％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３０〜９４％、ＣａＣＮ2含有量は３〜６７％である。
【００１１】
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整する場合は、その組成がＣａＣＮ2 ４５〜７５％、ＣａＯ１０〜２５％、カーボンブラック以外の炭素１０〜１５％程度であることを考慮して行われる。
【００１２】
鉄鋼添加剤の無機粉末において、ＣａＯ、ＣａＣＮ2、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の無機質物質が３％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、８７％を超えると、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、３〜６７％である。
【００１３】
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、フッ化物、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０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の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、コークス、タール、ピッチ、石炭、０．０３２ｍｍ上のカーボンブラック粉末等である。
【００１４】
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。
【００１５】
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、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、０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末以外の炭素質物質が含まれることが望ましい。
【００１６】
鉄鋼添加剤の０．０３２ｍｍ下のカーボンブラック粉末としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等を使用することができる。
【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：実験番号１〜４２、比較例：４３〜５８
【００１９】
合成カルシウムシアナミド（ＣａＣＮ2：９９％、粒度：１ｍｍ下）、酸化カルシウム（ＣａＯ：９９％、粒度：１ｍｍ下）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ：９９％、粒度：１ｍｍ下）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2：９９％、粒度：１ｍｍ下）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3：９９％、粒度：１ｍｍ下）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2：９９％、粒度：１ｍｍ下）、コークス（Ｃ：９８％、粒度：１ｍｍ下）、金属シリコン（Ｓｉ：９９％、粒度：１ｍｍ下）、アセチレンブラック（Ｃ：９９％、粒度：０．０３２ｍｍ下）、カルシウムカ−バイド（ＣａＣ2 :８０％、粒度：１ｍｍ下）、蛍石（ＣａＦ2：９５％、粒度：１ｍｍ下）、ソ−ダ灰（Ｎａ2 ＣＯ3：９９％、粒度：１ｍｍ下）を表１で示す割合で混合し、種々の鉄鋼添加剤を製造した。各原料は、エアージェット方式により、篩い分けして用いた。
【００２０】
合成カルシウムシアナミドは、ジシアンジアミド（（Ｈ2ＣＮ2）2：９８％試薬）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3：９９％試薬）とを等質量混合し、１１００℃で１時間窒素ガス雰囲気下で加熱合成し、１ｍｍ以下に粉砕したものを使用した。
【００２１】
上記で製造された鉄鋼添加剤を、溶銑（温度１３００℃）に対し、０．１％をＮ2ガスとともに１分間溶銑に吹き込み、更に空吹きを２分間行って脱硫処理を行い、次式に従って脱硫率を測定した。なお、銑鉄の処理前の硫黄濃度は、１５０〜２００ｐｐｍであった。銑鉄中の硫黄濃度は高周波燃焼／赤外吸収法で測定した。
【００２２】
脱硫率（％）＝（溶銑から除去された硫黄の質量）×１００／（脱硫処理前の溶銑中の硫黄質量）
【００２３】
更に、炉材（耐火物）の溶損状態の評価として、窒素雰囲気において、溶銑（温度１３００℃）に対し、２％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（Ａｌ2Ｏ3：８４％、ＳｉＯ2：１３％、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。
【００２４】
以上の結果を表１、表２に示す。
【００２５】
【表１】
0003909993.tif 000002
【００２６】
【表２】
0003909993.tif 000003
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、脱硫性能の低下が防止された、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ＣａＣＮ2系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。