精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法
【課題】フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制する方法を提供する。
【解決手段】フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することを特徴とする精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法である。溶融金属の精錬処理が溶鉄の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇ、ＭｇＯ、焼成ドロマイト、Ａｌドロスを含む脱硫剤であるときに優れた効果を発揮する。前記精錬処理が、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理、溶鋼真空脱ガス処理のいずれかである。ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすると好ましい。
【解決手段】フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することを特徴とする精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法である。溶融金属の精錬処理が溶鉄の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇ、ＭｇＯ、焼成ドロマイト、Ａｌドロスを含む脱硫剤であるときに優れた効果を発揮する。前記精錬処理が、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理、溶鋼真空脱ガス処理のいずれかである。ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすると好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いて精錬処理を行う際における、精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属の精錬処理は、精錬容器に溶融金属を受容し、精錬剤を用いて行われる。例えば溶鉄の脱硫処理については、高炉から出銑した溶銑に対する溶銑脱硫、あるいは脱炭精錬を完了した溶鋼に対する溶鋼脱硫が行われる。溶銑脱硫については、トーピードカー中の溶銑を対象とするトーピードカー脱硫、溶銑鍋中の溶銑を対象とし、ＫＲ攪拌を行いながら脱硫するＫＲ脱硫などが主に用いられる。溶鋼脱硫については、溶鋼鍋中の溶鋼に粉体状の精錬剤とともにガスを吹き込むインジェクション脱硫、真空脱ガスと同時に行う脱硫が知られている。
【０００３】
従来、脱硫用の精錬剤として、ＣａＣ2あるいはＮａ2Ｏを主体とする脱硫剤が用いられてきたが、ＣａＣ2は高価であり、またＮａ系は脱硫処理後のスラグ中にＮａが残存してセメント材料としての再利用が制約される問題があることなどにより、最近ではＣａＯを主剤とする脱硫剤が多く用いられている。ただし、脱硫剤としてＣａＯを単独で用いたのでは、融点が２５００℃程度と非常に高く、脱硫処理中に脱硫剤が溶解しないので、十分な脱硫効果を得ることができない。このため、ＣａＯにＣａＦ2（蛍石）を少量添加して脱硫剤の融点を降下させ、脱硫効果を促進させることが行われていた。
【０００４】
精錬を完了した後の精錬剤はスラグとして処理される。スラグは、その性質に応じて、建材、骨材、路盤改良材等として有効利用される。近年、フッ素の環境への影響が懸念されており、スラグを有効利用する上では、フッ素を含有する蛍石を添加しない精錬剤の使用が望まれている。
【０００５】
特許文献１には、金属マグネシウムと酸化カルシウムを混合した脱硫剤を搬送ガスと共にインジェクションして溶銑脱硫を行う方法が開示されている。脱硫剤にはフッ素を含有していない。同文献に記載の脱硫剤を用い、良好な溶銑脱硫を行うことができるとしている。
【０００６】
特許文献２においては、ＣａＯとＭｇＯを含むドロマイトを主成分とする脱硫剤を用いて溶銑脱硫を行うことにより、蛍石等の造滓材を使用することなく安価に溶銑を脱硫することができるとしている。
【０００７】
特許文献３においては、ＣａＯからなる主剤とソーダ石灰ガラスとからなる溶銑用脱硫剤を用いることにより、ＣａＦ2やＡｌ2Ｏ3を添加することなく、脱硫効果を向上することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１７９９１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６８４２９号公報
【特許文献３】特許第３２８７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
溶銑の脱硫剤として、従来用いられていたＣａＯ＋ＣａＦ2からなる脱硫剤に対し、金属Ｍｇを加えてＣａＯ＋ＣａＦ2＋Ｍｇからなる脱硫剤を用いたところ、金属Ｍｇの脱硫効果が発揮され、ＣａＯ＋ＣａＦ2の場合よりも良好な脱硫効果を得ることができた。次に、ＣａＯ＋ＣａＦ2＋ＭｇからＣａＦ2を除外し、ＣａＯ＋Ｍｇからなる脱硫剤を用いたところ、ＣａＯ＋ＣａＦ2＋Ｍｇからなる脱硫剤と同等の脱硫効果を得ることができた。即ち、ＣａＯを主体とし金属Ｍｇを含有する脱硫剤を用いる場合、脱硫剤にフッ素含有成分を含有するか否かによって脱硫効果に差が生じないことがわかった。
【００１０】
そこで、溶銑脱硫を行う際のフッ素を含有しない脱硫剤としてＣａＯ＋Ｍｇからなる脱硫剤を採用し、高炉から供給される溶銑について、トーピードカー内の溶銑に脱硫剤を吹き込むことによって溶銑脱硫を行った。すると、日時の経過と共にトーピードカーの内張り耐火物に脱硫スラグが付着・堆積し、次第にトーピードカーの内容積を狭める事態が生じた。これでは、トーピードカーの溶銑運搬容量の低下を来たし、高炉から下工程の製鋼工場への溶銑の輸送能力に支障を来すこととなる。
【００１１】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することを特徴とする精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（２）溶融金属の精錬処理が溶鉄の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇを含む脱硫剤であることを特徴とする上記（１）に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（３）金属Ｍｇに代え、脱硫剤にＭｇＯを含むことを特徴とする上記（２）に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（４）精錬処理が溶鋼の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと焼成ドロマイトの一方又は両方を含む脱硫剤であることを特徴とする上記（１）に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（５）脱硫剤はさらに焼成ドロマイトとＡｌドロスの一方又は両方を含むことを特徴とする上記（２）乃至（４）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（６）前記精錬処理が、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理、溶鋼真空脱ガス処理のいずれかであることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（７）精錬容器内へのソーダ石灰ガラスの投入方法は、精錬容器内の溶湯表面に上方から添加する方法、又は精錬容器内の溶湯中に粉体吹き込みによって投入する方法のいずれかであることを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（８）ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすることを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（９）ソーダ石灰ガラスの投入前に、精錬容器内の溶湯表面残存スラグを排滓することを特徴とする上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することにより、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明においてソーダ石灰ガラスとは、Ｓｉ分をＳｉＯ2換算で６５〜８０質量％、Ｎａ分をＮａ2Ｏ換算で１０〜２０質量％、Ｃａ分をＣａＯ換算で５〜１５質量％含有するガラスをいう。
【００１５】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いた溶融金属の精錬処理の全般について、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制することができる。特に、溶鉄の脱硫処理において大きな効果を発揮する。そこでまず、溶鉄の脱硫処理を例にとって本発明を詳細に説明する。
【００１６】
高炉から出銑された溶銑をトーピードカーに受容し、トーピードカーを精錬容器として、トーピードカー内の溶銑に粉体吹き込みランスを浸漬し、脱硫剤を粉体吹き込みによって添加し、溶銑脱硫を行った。脱硫処理前の溶銑Ｓ濃度は、平均して０．０２５質量％程度であった。脱硫剤としてＣａＯ：７２質量％＋ＣａＦ2：１５質量％＋Ｍｇ：１３質量％からなる脱硫剤（脱硫剤１）を溶銑トン当たり６ｋｇ、ＣａＯ：８７質量％＋Ｍｇ：１３質量％からなる脱硫剤（脱硫剤２）を溶銑トン当たり６ｋｇ用いて比較を行った。脱硫効果について確認したところ、脱硫処理後の溶銑Ｓ濃度が、脱硫剤１を用いた場合は平均して０．００３質量％程度、脱硫剤２を用いた場合は平均して０．００３質量％程度であった。即ち、フッ素を含有する脱硫剤１を用いた場合に比較して、フッ素を含有しない脱硫剤２を用いても脱硫効果には変化がなかった。脱硫剤１、脱硫剤２ともにＣａＯに加えて金属Ｍｇを含有しており、この金属Ｍｇの脱硫能力が効果を発揮し、ＣａＦ2含有有無の差が生じなかったものと考えられる。
【００１７】
そこで、トーピードカー脱硫に用いる脱硫剤を上記脱硫剤１から脱硫剤２に変更し、日常的に高炉から出銑される溶銑に対してトーピードカー脱硫を実施した。すると、日時の経過と共にトーピードカー内の耐火物にスラグが付着・堆積し、次第にトーピードカーの内容積が減少する傾向が発生した。脱硫剤を脱硫剤２に変更してから２ヶ月を経過した時点で、トーピードカー内容積が平均で２０％減少するに至った。
【００１８】
耐火物にスラグが付着・堆積した理由は、脱硫剤からＣａＦ2を除外した結果として、脱硫剤を主体として形成されるスラグの粘度が増大し、耐火物に付着しやすくなったためと考えられる。また、精錬処理終了後に精錬容器内の残存スラグを排滓するに際し、ＣａＦ2を含有しない精錬剤を用いたためにスラグの粘度が増大し、形成されたスラグが十分に排滓されずに精錬容器内に残存し、この残存スラグが耐火物に付着・堆積を助長したと考えられる。
【００１９】
そこで、脱硫剤中にフッ素分を含有させない前提を維持しつつ、精錬後に形成されるスラグが耐火物に付着しづらくなるよう改質するための手段を検討した。その結果、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することにより、耐火物へのスラグ付着・堆積を防止できることが明らかとなった。ソーダ石灰ガラスは、少量の添加でスラグの粘度を低減し、耐火物への付着・堆積を防止することができる。また、スラグの粘度が低減した結果として、精錬処理後に精錬容器からスラグを排滓するに際し、容易に排滓ができるようになった。ソーダ石灰ガラス中に含まれるＮａ分は脱硫能が期待され、それがために脱硫時にソーダ石灰ガラスを添加しても脱硫処理における脱硫効果の悪化を来すことがない。また、ソーダ石灰ガラスは安価に入手可能である。
【００２０】
ソーダ石灰ガラスは、前述のとおり、成分組成としてＳｉ分をＳｉＯ2換算で６５〜８０質量％、Ｎａ分をＮａ2Ｏ換算で１０〜２０質量％、Ｃａ分をＣａＯ換算で５〜１５質量％含有するガラスであり、ソーダガラス、軟質ガラスともいう。この範囲の成分のいずれであっても、精錬処理時に添加することによって耐火物へのスラグ付着・堆積を防止する能力を有する。特に一般的に製造されるソーダ石灰ガラスの成分範囲は、ＳｉＯ2：７０〜７４質量％、Ｎａ2Ｏ：１２〜１６質量％、ＣａＯ＋ＭｇＯ：１０〜１３質量％であり、さらにＡｌ2Ｏ3を０．５〜２．５質量％含有している。これら成分以外の成分含有量は１０質量％以下である。また、上記成分組成を有するソーダ石灰ガラスであれば、ガラス製品のみならず、ソーダ石灰ガラス製造時に発生する同様の成分を有する物質をも含む。
【００２１】
精錬処理時におけるソーダ石灰ガラスの添加方法としては、精錬処理の事前に精錬容器内に添加する方法、又は精錬処理と同時に精錬容器内に添加する方法のいずれかを採用することができる。精錬処理において、精錬剤の添加方法としては、精錬開始時に精錬容器に受容された溶融金属の表面に添加する方法、あるいは溶融金属中に粉体吹き込み方法によって吹き込みガスと共に吹き込む方法が採用される。ソーダ石灰ガラスを精錬処理と同時に精錬容器内に添加する場合には、予め精錬剤とソーダ石灰ガラスとを混合しておき、混合物を溶融金属表面に添加、あるいは粉体吹き込みによって添加すると良い。一方、精錬剤が金属Ｍｇを含有する場合には、精錬剤とソーダ石灰ガラスとを事前に混合せず、ソーダ石灰ガラスは精錬処理の事前に精錬容器内に添加し、精錬剤は別途溶融金属に添加することとした方が好ましい。ソーダ石灰ガラスは水分を含有していることが多いので、金属Ｍｇを含有する精錬剤に予めソーダ石灰ガラスを混合すると、金属Ｍｇとソーダ石灰ガラス中の水分が反応して水素ガスが発生する可能性があるからである。
【００２２】
本発明においてフッ素を含有しない精錬剤とは、精錬剤中のフッ素含有量が０．１質量％以下である場合をいう。
【００２３】
また、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇを含む脱硫剤である場合、精錬剤中の金属Ｍｇ含有量は１０〜２５質量％であると好ましい。この成分範囲であれば、金属Ｍｇによる脱硫効果を十分に発揮することができ、また高価な金属Ｍｇを過剰に用いることによるコスト増大を回避することができる。また精錬剤中のＣａＯと金属Ｍｇの合計含有量が９５質量％以上であると好ましい。脱硫に寄与しない成分の含有量が少ないほど、脱硫効果を向上することができるからである。
【００２４】
フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯとＭｇＯを含む脱硫剤である場合においても、本発明を適用することができる。精錬剤としてＣａＯとＭｇＯをともに含有することにより、精錬剤の融点が下がるのでＣａＦ2を含有しなくても十分な脱硫効果を発揮することができる。そして精錬剤がＣａＯとＭｇＯを含むものである場合も、ＣａＦ2を含有しないためにスラグの粘度が上昇し、耐火物へのスラグの付着・堆積が発生する。この場合において、精錬処理の事前又は同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することにより、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制する効果を発揮することができる。この場合、精錬剤中のＭｇＯ含有量は１５〜４０質量％であると好ましい。この成分範囲であれば、ＣａＯと混合することによる粘度低減効果を十分に発揮することができるからである。脱硫剤がＣａＯとＭｇＯを含む場合、脱硫剤中のそれら成分の合計が９５質量％以上であると好ましい。脱硫に寄与しない成分の含有量が少ないほど、脱硫効果を向上することができるからである。
【００２５】
脱硫剤中にＭｇＯを含む場合、ＭｇＯ源として焼成ドロマイトを用いると好ましい。焼成ドロマイトは、ドロマイト（ＣａＭｇ（ＣＯ3）2）を焼成して形成したものであり、ＣａＯとＭｇＯ結晶が極めて微細な状態で共存している。そのため、脱硫能を有するＣａＯの反応性が高く、高い脱硫効果を得ることができる。焼成ドロマイトと生石灰（ＣａＯ）を所定の比率で混合することにより、脱硫剤中のＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量を調整することができる。
【００２６】
以上に述べた脱硫剤にさらにＡｌドロスを含有させると好ましい。Ａｌドロス中の金属Ａｌ分による溶鉄及びスラグ中の酸素レベルの低減を図り、ＭｇＯと溶鉄中炭素による反応を優先的に行い、溶鉄中Ｍｇ濃度を高め、Ｍｇ＋Ｓ→ＭｇＳの脱硫反応を促進するからである。
【００２７】
本発明の溶融金属の精錬処理として溶銑の脱硫処理を行う場合、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理のいずれにおいても適用することができる。ＫＲ溶銑脱硫については、溶銑鍋に溶銑を受容し、溶銑をインペラーで攪拌し、攪拌開始前、あるいは攪拌中に溶銑中に脱硫剤を添加することによって溶銑脱硫を行う。ソーダ石灰ガラスは、脱硫剤添加前に添加、あるいは脱硫剤に混合して添加することができる。トーピードカー溶銑脱硫処理については、トーピードカーに溶銑を受容し、溶銑中に粉体吹き込みランスを浸漬し、ランス先端から吹き込みガスとともに脱硫剤を粉体吹き込みする。ソーダ石灰ガラスは、脱硫剤添加前に添加、あるいは脱硫剤に混合して添加することができる。いずれの処理においても、ソーダ石灰ガラスを添加することにより、精錬容器の耐火物へのスラグ付着・堆積を防止することができる。
【００２８】
また、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理に適用することもできる。転炉精錬が完了した溶鋼を溶鋼鍋に受容し、溶鋼中に粉体吹き込みランスを浸漬し、ランス先端から吹き込みガスとともに脱硫剤を粉体吹き込みする。ソーダ石灰ガラスは、脱硫剤添加前に添加、あるいは脱硫剤に混合して添加することができる。溶鋼脱硫処理においては、浸漬ランスや蓋等の耐火物へのスラグ付着の抑制、及び処理後スラグの固化によるメタルサンプルの採取不可を防止するために、ソーダ石灰ガラスの添加が有効である。
【００２９】
本発明の溶融金属の精錬処理として、上記脱硫処理のほか、溶鋼真空脱ガス処理、例えばＲＨ真空脱ガス装置を用いた処理に適用することができる。溶鋼真空脱ガス処理においては、取鍋溶鋼表面に残存するスラグの脱ガス精錬容器（真空槽）浸漬管内面への付着を抑制するために、脱ガス処理前に、事前にソーダ石灰ガラスを添加、あるいは真空槽内からのソーダ石灰ガラスの添加を行う。
【００３０】
精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加する本発明において、ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすると好ましい。ソーダ石灰ガラスの添加量が少なすぎると精錬容器の耐火物へのスラグ付着・堆積防止効果を発揮できないが、溶湯（溶融金属）トン当たり０．５ｋｇ以上を添加することにより、本発明の効果を発揮することができる。一方、添加量が溶湯トン当たり５ｋｇを超えると、ソーダ石灰ガラス中のＮａ2Ｏ分による発塵の発生やＳｉＯ2の増大による精錬反応への影響発生が懸念されるため、上限を５ｋｇ／ｔとした。ソーダ石灰ガラスの添加量を、精錬剤使用量当たりで定めるのではなく、溶湯トンあたりで定めた理由は、本発明の付着抑制処理の対象が、精錬容器内の残留スラグ（脱硫剤を含む）であるためである。ただし、精錬脱硫剤量が精錬容器内残留スラグのほぼ全体をしめる場合には、脱硫剤添加量に応じて添加することが望ましい。
【００３１】
本発明において、ソーダ石灰ガラスの投入前に、精錬容器内の溶湯表面残存スラグを排滓することとすると好ましい。排滓を行うことにより、精錬容器内残留スラグが少なくなるため、ソーダ石灰ガラスによる付着抑制効果が大きくなるためである。
【実施例】
【００３２】
ソーダ石灰ガラスとして、ＳｉＯ2：７２質量％、Ｎａ2Ｏ：１５質量％、ＣａＯ：８質量％のものを用いた。ソーダ石灰ガラスの粒度は１ｍｍ以下（平均０．６ｍｍ）であった。
【００３３】
脱硫処理の場合、脱硫能として、同じ脱硫剤原単位で脱硫した場合の脱硫率（（処理前Ｓ−処理後Ｓ）／処理前Ｓ）を評価し、比較例のうちフッ素含有脱硫剤を用いた場合の脱硫能を１として相対評価を行った。
【００３４】
（実施例１）
精錬容器としてトーピードカーを用い、浸漬ランスから脱硫剤を吹き込んで溶銑の脱硫処理を行うに際し、本発明を適用した。本発明例の脱硫剤はＣａＯ：８７質量％＋Ｍｇ：１３質量％のものを用いた。比較例として、本発明例と同じ脱硫剤及び、ＣａＯ：７２質量％＋Ｍｇ：１３質量％＋ＣａＦ2：１５質量％のフッ素含有脱硫剤を用いた。脱硫処理を開始する前に溶銑中にソーダ石灰ガラスを添加した。ソーダ石灰ガラス投入方法としては、「入れ置き」はトーピードカーの溶銑表面にソーダ石灰ガラスを入れ置きし、「粉体吹き込み」はトーピードカーの溶銑中に浸漬ランスを用いて窒素ガスをキャリアガスとしてソーダ石灰ガラスを添加した。「排滓有り」は、ソーダ石灰ガラスを添加する前（比較例では脱硫剤添加前）に、トーピードカー中の溶銑表面にスラグを排滓機を用いて除去したものである。「排滓なし」はスラグ除去を行っていない。
【００３５】
精錬容器スラグ付着状況については、連続して５回脱硫を行ったトーピードカーから溶銑を払い出した後にトーピードカー内部を確認し、耐火物への付着厚みが３００ｍｍを超える場合を「付着あり」として評価した。
【００３６】
処理条件及び処理結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１から明らかなように、ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例はいずれも、トーピードカーへのスラグ付着がなかった。脱硫能については、本発明例と比較例を「排滓あり」同士で比較すると、ソーダ石灰ガラス投入方法が入れ置きの場合も粉体吹き込みの場合も、本発明例は比較例と同等又はそれ以上の脱硫能を示している。ソーダ石灰ガラス原単位が多い一部の本発明例では若干の脱硫能の低下が見られた。「排滓なし」についても、本発明例は比較例と同等以上の脱硫能を示している。
【００３９】
（実施例２）
実施例１と同様のトーピードカー脱硫において、脱硫剤として、表２に示すＣａＯ＋ＭｇＯ脱硫剤、ドロマイト脱硫剤、Ａｌドロスを含有する脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラス有無比較を行った。ＣａＯ：７２質量％＋Ｍｇ：１３質量％＋ＣａＦ2：１５質量％のフッ素含有脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラスを添加しない比較例Ｎｏ．３を基準として脱硫能を評価した。精錬容器スラグ付着状況については実施例１と同様に評価した。
【００４０】
処理条件及び処理結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】
ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例はいずれも、トーピードカーへのスラグ付着が見られず、脱硫能も良好であった。
【００４３】
（実施例３）
精錬容器として溶銑鍋を用い、溶銑のＫＲ脱硫を行うに際し、本発明を適用した。トーピードカー脱硫をＫＲ脱硫と変更した以外は、実施例１と同様である。
【００４４】
ＣａＯ：７２質量％＋Ｍｇ：１３質量％＋ＣａＦ2：１５質量％のフッ素含有脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラスを添加しない比較例Ｎｏ．１０を基準として脱硫能を評価した。精錬容器スラグ付着状況については、脱硫処理を５回処理した後の溶銑鍋およびＫＲインペラー耐火物を確認し、耐火物の付着物厚みが３００ｍｍを超える場合を「付着あり」として評価した。
【００４５】
処理条件及び処理結果を表３に示す。表３から明らかなように、ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例は、耐火物へのスラグ付着が見られず、脱硫能も良好であった。
【００４６】
【表３】
【００４７】
（実施例４）
転炉精錬を完了して溶鋼鍋に出鋼した溶鋼を用い、浸漬ランスを用いて溶鋼粉体吹き込み脱硫を行うに際し、本発明を適用した。脱硫剤としてＣａＯ：１００％（比較例ではＣａＯとＣａＦ2混合物を含む）を用いた。ソーダ石灰ガラスの投入方法は事前混合とした。溶鋼脱硫であるから排滓は行わない。
【００４８】
ＣａＯ：８０質量％＋ＣａＦ2：２０質量％のフッ素含有脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラスを添加しない比較例Ｎｏ．１２を基準として脱硫能を評価した。精錬容器スラグ付着状況については、脱硫処理を連続処理した後の鍋蓋の内部を確認して付着物厚みが１００ｍｍを超えるものを「付着あり」として評価した。
【００４９】
処理条件及び処理結果を表４に示す。表４から明らかなように、ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例は、耐火物へのスラグ付着が見られず、脱硫能も良好であった。
【００５０】
【表４】
【００５１】
（実施例５）
転炉精錬を完了して溶鋼鍋に出鋼した溶鋼を用い、ＲＨ真空脱ガス装置を用いて溶鋼真空脱ガス処理を行うに際し、本発明を適用した。ＲＨ真空槽の浸漬管内部に付着する付着物を防止することが目的であり、精錬能の評価は行っていない。ソーダ石灰ガラスの添加方法は、出鋼中、出鋼流に上方添加する方法、出鋼完了後の鍋上に上方添加する方法、ＲＨ処理中にＲＨ真空槽内に上方から添加する方法をそれぞれ採用した。
【００５２】
精錬容器スラグ付着状況については、ＲＨ処理前の浸漬管内径を測定し、連続５ｃｈの処理を行った後、付着物厚みが５０ｍｍを超えるものを「付着あり」として評価した。
【００５３】
処理条件及び処理結果を表５に示す。本発明例はいずれも、浸漬管内部へのスラグ付着を防止することができた。
【００５４】
【表５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いて精錬処理を行う際における、精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶融金属の精錬処理は、精錬容器に溶融金属を受容し、精錬剤を用いて行われる。例えば溶鉄の脱硫処理については、高炉から出銑した溶銑に対する溶銑脱硫、あるいは脱炭精錬を完了した溶鋼に対する溶鋼脱硫が行われる。溶銑脱硫については、トーピードカー中の溶銑を対象とするトーピードカー脱硫、溶銑鍋中の溶銑を対象とし、ＫＲ攪拌を行いながら脱硫するＫＲ脱硫などが主に用いられる。溶鋼脱硫については、溶鋼鍋中の溶鋼に粉体状の精錬剤とともにガスを吹き込むインジェクション脱硫、真空脱ガスと同時に行う脱硫が知られている。
【０００３】
従来、脱硫用の精錬剤として、ＣａＣ2あるいはＮａ2Ｏを主体とする脱硫剤が用いられてきたが、ＣａＣ2は高価であり、またＮａ系は脱硫処理後のスラグ中にＮａが残存してセメント材料としての再利用が制約される問題があることなどにより、最近ではＣａＯを主剤とする脱硫剤が多く用いられている。ただし、脱硫剤としてＣａＯを単独で用いたのでは、融点が２５００℃程度と非常に高く、脱硫処理中に脱硫剤が溶解しないので、十分な脱硫効果を得ることができない。このため、ＣａＯにＣａＦ2（蛍石）を少量添加して脱硫剤の融点を降下させ、脱硫効果を促進させることが行われていた。
【０００４】
精錬を完了した後の精錬剤はスラグとして処理される。スラグは、その性質に応じて、建材、骨材、路盤改良材等として有効利用される。近年、フッ素の環境への影響が懸念されており、スラグを有効利用する上では、フッ素を含有する蛍石を添加しない精錬剤の使用が望まれている。
【０００５】
特許文献１には、金属マグネシウムと酸化カルシウムを混合した脱硫剤を搬送ガスと共にインジェクションして溶銑脱硫を行う方法が開示されている。脱硫剤にはフッ素を含有していない。同文献に記載の脱硫剤を用い、良好な溶銑脱硫を行うことができるとしている。
【０００６】
特許文献２においては、ＣａＯとＭｇＯを含むドロマイトを主成分とする脱硫剤を用いて溶銑脱硫を行うことにより、蛍石等の造滓材を使用することなく安価に溶銑を脱硫することができるとしている。
【０００７】
特許文献３においては、ＣａＯからなる主剤とソーダ石灰ガラスとからなる溶銑用脱硫剤を用いることにより、ＣａＦ2やＡｌ2Ｏ3を添加することなく、脱硫効果を向上することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１７９９１９号公報
【特許文献２】特開２００３−２６８４２９号公報
【特許文献３】特許第３２８７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
溶銑の脱硫剤として、従来用いられていたＣａＯ＋ＣａＦ2からなる脱硫剤に対し、金属Ｍｇを加えてＣａＯ＋ＣａＦ2＋Ｍｇからなる脱硫剤を用いたところ、金属Ｍｇの脱硫効果が発揮され、ＣａＯ＋ＣａＦ2の場合よりも良好な脱硫効果を得ることができた。次に、ＣａＯ＋ＣａＦ2＋ＭｇからＣａＦ2を除外し、ＣａＯ＋Ｍｇからなる脱硫剤を用いたところ、ＣａＯ＋ＣａＦ2＋Ｍｇからなる脱硫剤と同等の脱硫効果を得ることができた。即ち、ＣａＯを主体とし金属Ｍｇを含有する脱硫剤を用いる場合、脱硫剤にフッ素含有成分を含有するか否かによって脱硫効果に差が生じないことがわかった。
【００１０】
そこで、溶銑脱硫を行う際のフッ素を含有しない脱硫剤としてＣａＯ＋Ｍｇからなる脱硫剤を採用し、高炉から供給される溶銑について、トーピードカー内の溶銑に脱硫剤を吹き込むことによって溶銑脱硫を行った。すると、日時の経過と共にトーピードカーの内張り耐火物に脱硫スラグが付着・堆積し、次第にトーピードカーの内容積を狭める事態が生じた。これでは、トーピードカーの溶銑運搬容量の低下を来たし、高炉から下工程の製鋼工場への溶銑の輸送能力に支障を来すこととなる。
【００１１】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することを特徴とする精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（２）溶融金属の精錬処理が溶鉄の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇを含む脱硫剤であることを特徴とする上記（１）に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（３）金属Ｍｇに代え、脱硫剤にＭｇＯを含むことを特徴とする上記（２）に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（４）精錬処理が溶鋼の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと焼成ドロマイトの一方又は両方を含む脱硫剤であることを特徴とする上記（１）に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（５）脱硫剤はさらに焼成ドロマイトとＡｌドロスの一方又は両方を含むことを特徴とする上記（２）乃至（４）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（６）前記精錬処理が、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理、溶鋼真空脱ガス処理のいずれかであることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（７）精錬容器内へのソーダ石灰ガラスの投入方法は、精錬容器内の溶湯表面に上方から添加する方法、又は精錬容器内の溶湯中に粉体吹き込みによって投入する方法のいずれかであることを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（８）ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすることを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
（９）ソーダ石灰ガラスの投入前に、精錬容器内の溶湯表面残存スラグを排滓することを特徴とする上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することにより、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明においてソーダ石灰ガラスとは、Ｓｉ分をＳｉＯ2換算で６５〜８０質量％、Ｎａ分をＮａ2Ｏ換算で１０〜２０質量％、Ｃａ分をＣａＯ換算で５〜１５質量％含有するガラスをいう。
【００１５】
本発明は、フッ素を含有しない精錬剤を用いた溶融金属の精錬処理の全般について、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制することができる。特に、溶鉄の脱硫処理において大きな効果を発揮する。そこでまず、溶鉄の脱硫処理を例にとって本発明を詳細に説明する。
【００１６】
高炉から出銑された溶銑をトーピードカーに受容し、トーピードカーを精錬容器として、トーピードカー内の溶銑に粉体吹き込みランスを浸漬し、脱硫剤を粉体吹き込みによって添加し、溶銑脱硫を行った。脱硫処理前の溶銑Ｓ濃度は、平均して０．０２５質量％程度であった。脱硫剤としてＣａＯ：７２質量％＋ＣａＦ2：１５質量％＋Ｍｇ：１３質量％からなる脱硫剤（脱硫剤１）を溶銑トン当たり６ｋｇ、ＣａＯ：８７質量％＋Ｍｇ：１３質量％からなる脱硫剤（脱硫剤２）を溶銑トン当たり６ｋｇ用いて比較を行った。脱硫効果について確認したところ、脱硫処理後の溶銑Ｓ濃度が、脱硫剤１を用いた場合は平均して０．００３質量％程度、脱硫剤２を用いた場合は平均して０．００３質量％程度であった。即ち、フッ素を含有する脱硫剤１を用いた場合に比較して、フッ素を含有しない脱硫剤２を用いても脱硫効果には変化がなかった。脱硫剤１、脱硫剤２ともにＣａＯに加えて金属Ｍｇを含有しており、この金属Ｍｇの脱硫能力が効果を発揮し、ＣａＦ2含有有無の差が生じなかったものと考えられる。
【００１７】
そこで、トーピードカー脱硫に用いる脱硫剤を上記脱硫剤１から脱硫剤２に変更し、日常的に高炉から出銑される溶銑に対してトーピードカー脱硫を実施した。すると、日時の経過と共にトーピードカー内の耐火物にスラグが付着・堆積し、次第にトーピードカーの内容積が減少する傾向が発生した。脱硫剤を脱硫剤２に変更してから２ヶ月を経過した時点で、トーピードカー内容積が平均で２０％減少するに至った。
【００１８】
耐火物にスラグが付着・堆積した理由は、脱硫剤からＣａＦ2を除外した結果として、脱硫剤を主体として形成されるスラグの粘度が増大し、耐火物に付着しやすくなったためと考えられる。また、精錬処理終了後に精錬容器内の残存スラグを排滓するに際し、ＣａＦ2を含有しない精錬剤を用いたためにスラグの粘度が増大し、形成されたスラグが十分に排滓されずに精錬容器内に残存し、この残存スラグが耐火物に付着・堆積を助長したと考えられる。
【００１９】
そこで、脱硫剤中にフッ素分を含有させない前提を維持しつつ、精錬後に形成されるスラグが耐火物に付着しづらくなるよう改質するための手段を検討した。その結果、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することにより、耐火物へのスラグ付着・堆積を防止できることが明らかとなった。ソーダ石灰ガラスは、少量の添加でスラグの粘度を低減し、耐火物への付着・堆積を防止することができる。また、スラグの粘度が低減した結果として、精錬処理後に精錬容器からスラグを排滓するに際し、容易に排滓ができるようになった。ソーダ石灰ガラス中に含まれるＮａ分は脱硫能が期待され、それがために脱硫時にソーダ石灰ガラスを添加しても脱硫処理における脱硫効果の悪化を来すことがない。また、ソーダ石灰ガラスは安価に入手可能である。
【００２０】
ソーダ石灰ガラスは、前述のとおり、成分組成としてＳｉ分をＳｉＯ2換算で６５〜８０質量％、Ｎａ分をＮａ2Ｏ換算で１０〜２０質量％、Ｃａ分をＣａＯ換算で５〜１５質量％含有するガラスであり、ソーダガラス、軟質ガラスともいう。この範囲の成分のいずれであっても、精錬処理時に添加することによって耐火物へのスラグ付着・堆積を防止する能力を有する。特に一般的に製造されるソーダ石灰ガラスの成分範囲は、ＳｉＯ2：７０〜７４質量％、Ｎａ2Ｏ：１２〜１６質量％、ＣａＯ＋ＭｇＯ：１０〜１３質量％であり、さらにＡｌ2Ｏ3を０．５〜２．５質量％含有している。これら成分以外の成分含有量は１０質量％以下である。また、上記成分組成を有するソーダ石灰ガラスであれば、ガラス製品のみならず、ソーダ石灰ガラス製造時に発生する同様の成分を有する物質をも含む。
【００２１】
精錬処理時におけるソーダ石灰ガラスの添加方法としては、精錬処理の事前に精錬容器内に添加する方法、又は精錬処理と同時に精錬容器内に添加する方法のいずれかを採用することができる。精錬処理において、精錬剤の添加方法としては、精錬開始時に精錬容器に受容された溶融金属の表面に添加する方法、あるいは溶融金属中に粉体吹き込み方法によって吹き込みガスと共に吹き込む方法が採用される。ソーダ石灰ガラスを精錬処理と同時に精錬容器内に添加する場合には、予め精錬剤とソーダ石灰ガラスとを混合しておき、混合物を溶融金属表面に添加、あるいは粉体吹き込みによって添加すると良い。一方、精錬剤が金属Ｍｇを含有する場合には、精錬剤とソーダ石灰ガラスとを事前に混合せず、ソーダ石灰ガラスは精錬処理の事前に精錬容器内に添加し、精錬剤は別途溶融金属に添加することとした方が好ましい。ソーダ石灰ガラスは水分を含有していることが多いので、金属Ｍｇを含有する精錬剤に予めソーダ石灰ガラスを混合すると、金属Ｍｇとソーダ石灰ガラス中の水分が反応して水素ガスが発生する可能性があるからである。
【００２２】
本発明においてフッ素を含有しない精錬剤とは、精錬剤中のフッ素含有量が０．１質量％以下である場合をいう。
【００２３】
また、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇを含む脱硫剤である場合、精錬剤中の金属Ｍｇ含有量は１０〜２５質量％であると好ましい。この成分範囲であれば、金属Ｍｇによる脱硫効果を十分に発揮することができ、また高価な金属Ｍｇを過剰に用いることによるコスト増大を回避することができる。また精錬剤中のＣａＯと金属Ｍｇの合計含有量が９５質量％以上であると好ましい。脱硫に寄与しない成分の含有量が少ないほど、脱硫効果を向上することができるからである。
【００２４】
フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯとＭｇＯを含む脱硫剤である場合においても、本発明を適用することができる。精錬剤としてＣａＯとＭｇＯをともに含有することにより、精錬剤の融点が下がるのでＣａＦ2を含有しなくても十分な脱硫効果を発揮することができる。そして精錬剤がＣａＯとＭｇＯを含むものである場合も、ＣａＦ2を含有しないためにスラグの粘度が上昇し、耐火物へのスラグの付着・堆積が発生する。この場合において、精錬処理の事前又は同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することにより、精錬容器耐火物へのスラグ付着を抑制する効果を発揮することができる。この場合、精錬剤中のＭｇＯ含有量は１５〜４０質量％であると好ましい。この成分範囲であれば、ＣａＯと混合することによる粘度低減効果を十分に発揮することができるからである。脱硫剤がＣａＯとＭｇＯを含む場合、脱硫剤中のそれら成分の合計が９５質量％以上であると好ましい。脱硫に寄与しない成分の含有量が少ないほど、脱硫効果を向上することができるからである。
【００２５】
脱硫剤中にＭｇＯを含む場合、ＭｇＯ源として焼成ドロマイトを用いると好ましい。焼成ドロマイトは、ドロマイト（ＣａＭｇ（ＣＯ3）2）を焼成して形成したものであり、ＣａＯとＭｇＯ結晶が極めて微細な状態で共存している。そのため、脱硫能を有するＣａＯの反応性が高く、高い脱硫効果を得ることができる。焼成ドロマイトと生石灰（ＣａＯ）を所定の比率で混合することにより、脱硫剤中のＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量を調整することができる。
【００２６】
以上に述べた脱硫剤にさらにＡｌドロスを含有させると好ましい。Ａｌドロス中の金属Ａｌ分による溶鉄及びスラグ中の酸素レベルの低減を図り、ＭｇＯと溶鉄中炭素による反応を優先的に行い、溶鉄中Ｍｇ濃度を高め、Ｍｇ＋Ｓ→ＭｇＳの脱硫反応を促進するからである。
【００２７】
本発明の溶融金属の精錬処理として溶銑の脱硫処理を行う場合、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理のいずれにおいても適用することができる。ＫＲ溶銑脱硫については、溶銑鍋に溶銑を受容し、溶銑をインペラーで攪拌し、攪拌開始前、あるいは攪拌中に溶銑中に脱硫剤を添加することによって溶銑脱硫を行う。ソーダ石灰ガラスは、脱硫剤添加前に添加、あるいは脱硫剤に混合して添加することができる。トーピードカー溶銑脱硫処理については、トーピードカーに溶銑を受容し、溶銑中に粉体吹き込みランスを浸漬し、ランス先端から吹き込みガスとともに脱硫剤を粉体吹き込みする。ソーダ石灰ガラスは、脱硫剤添加前に添加、あるいは脱硫剤に混合して添加することができる。いずれの処理においても、ソーダ石灰ガラスを添加することにより、精錬容器の耐火物へのスラグ付着・堆積を防止することができる。
【００２８】
また、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理に適用することもできる。転炉精錬が完了した溶鋼を溶鋼鍋に受容し、溶鋼中に粉体吹き込みランスを浸漬し、ランス先端から吹き込みガスとともに脱硫剤を粉体吹き込みする。ソーダ石灰ガラスは、脱硫剤添加前に添加、あるいは脱硫剤に混合して添加することができる。溶鋼脱硫処理においては、浸漬ランスや蓋等の耐火物へのスラグ付着の抑制、及び処理後スラグの固化によるメタルサンプルの採取不可を防止するために、ソーダ石灰ガラスの添加が有効である。
【００２９】
本発明の溶融金属の精錬処理として、上記脱硫処理のほか、溶鋼真空脱ガス処理、例えばＲＨ真空脱ガス装置を用いた処理に適用することができる。溶鋼真空脱ガス処理においては、取鍋溶鋼表面に残存するスラグの脱ガス精錬容器（真空槽）浸漬管内面への付着を抑制するために、脱ガス処理前に、事前にソーダ石灰ガラスを添加、あるいは真空槽内からのソーダ石灰ガラスの添加を行う。
【００３０】
精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加する本発明において、ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすると好ましい。ソーダ石灰ガラスの添加量が少なすぎると精錬容器の耐火物へのスラグ付着・堆積防止効果を発揮できないが、溶湯（溶融金属）トン当たり０．５ｋｇ以上を添加することにより、本発明の効果を発揮することができる。一方、添加量が溶湯トン当たり５ｋｇを超えると、ソーダ石灰ガラス中のＮａ2Ｏ分による発塵の発生やＳｉＯ2の増大による精錬反応への影響発生が懸念されるため、上限を５ｋｇ／ｔとした。ソーダ石灰ガラスの添加量を、精錬剤使用量当たりで定めるのではなく、溶湯トンあたりで定めた理由は、本発明の付着抑制処理の対象が、精錬容器内の残留スラグ（脱硫剤を含む）であるためである。ただし、精錬脱硫剤量が精錬容器内残留スラグのほぼ全体をしめる場合には、脱硫剤添加量に応じて添加することが望ましい。
【００３１】
本発明において、ソーダ石灰ガラスの投入前に、精錬容器内の溶湯表面残存スラグを排滓することとすると好ましい。排滓を行うことにより、精錬容器内残留スラグが少なくなるため、ソーダ石灰ガラスによる付着抑制効果が大きくなるためである。
【実施例】
【００３２】
ソーダ石灰ガラスとして、ＳｉＯ2：７２質量％、Ｎａ2Ｏ：１５質量％、ＣａＯ：８質量％のものを用いた。ソーダ石灰ガラスの粒度は１ｍｍ以下（平均０．６ｍｍ）であった。
【００３３】
脱硫処理の場合、脱硫能として、同じ脱硫剤原単位で脱硫した場合の脱硫率（（処理前Ｓ−処理後Ｓ）／処理前Ｓ）を評価し、比較例のうちフッ素含有脱硫剤を用いた場合の脱硫能を１として相対評価を行った。
【００３４】
（実施例１）
精錬容器としてトーピードカーを用い、浸漬ランスから脱硫剤を吹き込んで溶銑の脱硫処理を行うに際し、本発明を適用した。本発明例の脱硫剤はＣａＯ：８７質量％＋Ｍｇ：１３質量％のものを用いた。比較例として、本発明例と同じ脱硫剤及び、ＣａＯ：７２質量％＋Ｍｇ：１３質量％＋ＣａＦ2：１５質量％のフッ素含有脱硫剤を用いた。脱硫処理を開始する前に溶銑中にソーダ石灰ガラスを添加した。ソーダ石灰ガラス投入方法としては、「入れ置き」はトーピードカーの溶銑表面にソーダ石灰ガラスを入れ置きし、「粉体吹き込み」はトーピードカーの溶銑中に浸漬ランスを用いて窒素ガスをキャリアガスとしてソーダ石灰ガラスを添加した。「排滓有り」は、ソーダ石灰ガラスを添加する前（比較例では脱硫剤添加前）に、トーピードカー中の溶銑表面にスラグを排滓機を用いて除去したものである。「排滓なし」はスラグ除去を行っていない。
【００３５】
精錬容器スラグ付着状況については、連続して５回脱硫を行ったトーピードカーから溶銑を払い出した後にトーピードカー内部を確認し、耐火物への付着厚みが３００ｍｍを超える場合を「付着あり」として評価した。
【００３６】
処理条件及び処理結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
表１から明らかなように、ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例はいずれも、トーピードカーへのスラグ付着がなかった。脱硫能については、本発明例と比較例を「排滓あり」同士で比較すると、ソーダ石灰ガラス投入方法が入れ置きの場合も粉体吹き込みの場合も、本発明例は比較例と同等又はそれ以上の脱硫能を示している。ソーダ石灰ガラス原単位が多い一部の本発明例では若干の脱硫能の低下が見られた。「排滓なし」についても、本発明例は比較例と同等以上の脱硫能を示している。
【００３９】
（実施例２）
実施例１と同様のトーピードカー脱硫において、脱硫剤として、表２に示すＣａＯ＋ＭｇＯ脱硫剤、ドロマイト脱硫剤、Ａｌドロスを含有する脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラス有無比較を行った。ＣａＯ：７２質量％＋Ｍｇ：１３質量％＋ＣａＦ2：１５質量％のフッ素含有脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラスを添加しない比較例Ｎｏ．３を基準として脱硫能を評価した。精錬容器スラグ付着状況については実施例１と同様に評価した。
【００４０】
処理条件及び処理結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】
ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例はいずれも、トーピードカーへのスラグ付着が見られず、脱硫能も良好であった。
【００４３】
（実施例３）
精錬容器として溶銑鍋を用い、溶銑のＫＲ脱硫を行うに際し、本発明を適用した。トーピードカー脱硫をＫＲ脱硫と変更した以外は、実施例１と同様である。
【００４４】
ＣａＯ：７２質量％＋Ｍｇ：１３質量％＋ＣａＦ2：１５質量％のフッ素含有脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラスを添加しない比較例Ｎｏ．１０を基準として脱硫能を評価した。精錬容器スラグ付着状況については、脱硫処理を５回処理した後の溶銑鍋およびＫＲインペラー耐火物を確認し、耐火物の付着物厚みが３００ｍｍを超える場合を「付着あり」として評価した。
【００４５】
処理条件及び処理結果を表３に示す。表３から明らかなように、ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例は、耐火物へのスラグ付着が見られず、脱硫能も良好であった。
【００４６】
【表３】
【００４７】
（実施例４）
転炉精錬を完了して溶鋼鍋に出鋼した溶鋼を用い、浸漬ランスを用いて溶鋼粉体吹き込み脱硫を行うに際し、本発明を適用した。脱硫剤としてＣａＯ：１００％（比較例ではＣａＯとＣａＦ2混合物を含む）を用いた。ソーダ石灰ガラスの投入方法は事前混合とした。溶鋼脱硫であるから排滓は行わない。
【００４８】
ＣａＯ：８０質量％＋ＣａＦ2：２０質量％のフッ素含有脱硫剤を用い、ソーダ石灰ガラスを添加しない比較例Ｎｏ．１２を基準として脱硫能を評価した。精錬容器スラグ付着状況については、脱硫処理を連続処理した後の鍋蓋の内部を確認して付着物厚みが１００ｍｍを超えるものを「付着あり」として評価した。
【００４９】
処理条件及び処理結果を表４に示す。表４から明らかなように、ソーダ石灰ガラスを添加した本発明例は、耐火物へのスラグ付着が見られず、脱硫能も良好であった。
【００５０】
【表４】
【００５１】
（実施例５）
転炉精錬を完了して溶鋼鍋に出鋼した溶鋼を用い、ＲＨ真空脱ガス装置を用いて溶鋼真空脱ガス処理を行うに際し、本発明を適用した。ＲＨ真空槽の浸漬管内部に付着する付着物を防止することが目的であり、精錬能の評価は行っていない。ソーダ石灰ガラスの添加方法は、出鋼中、出鋼流に上方添加する方法、出鋼完了後の鍋上に上方添加する方法、ＲＨ処理中にＲＨ真空槽内に上方から添加する方法をそれぞれ採用した。
【００５２】
精錬容器スラグ付着状況については、ＲＨ処理前の浸漬管内径を測定し、連続５ｃｈの処理を行った後、付着物厚みが５０ｍｍを超えるものを「付着あり」として評価した。
【００５３】
処理条件及び処理結果を表５に示す。本発明例はいずれも、浸漬管内部へのスラグ付着を防止することができた。
【００５４】
【表５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することを特徴とする精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項２】
溶融金属の精錬処理が溶鉄の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇを含む脱硫剤であることを特徴とする請求項１に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項３】
金属Ｍｇに代え、脱硫剤にＭｇＯを含むことを特徴とする請求項２に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項４】
精錬処理が溶鋼の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと焼成ドロマイトの一方又は両方を含む脱硫剤であることを特徴とする請求項１に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項５】
脱硫剤はさらに焼成ドロマイトとＡｌドロスの一方又は両方を含むことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項６】
前記精錬処理が、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理、溶鋼真空脱ガス処理のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項７】
精錬容器内へのソーダ石灰ガラスの投入方法は、精錬容器内の溶湯表面に上方から添加する方法、又は精錬容器内の溶湯中に粉体吹き込みによって投入する方法のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項８】
ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項９】
ソーダ石灰ガラスの投入前に、精錬容器内の溶湯表面残存スラグを排滓することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項１】
フッ素を含有しない精錬剤を用いて溶融金属の精錬処理を行う際に、精錬処理の事前又は精錬処理と同時に精錬容器内にソーダ石灰ガラスを添加することを特徴とする精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項２】
溶融金属の精錬処理が溶鉄の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと金属Ｍｇを含む脱硫剤であることを特徴とする請求項１に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項３】
金属Ｍｇに代え、脱硫剤にＭｇＯを含むことを特徴とする請求項２に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項４】
精錬処理が溶鋼の脱硫処理であり、フッ素を含有しない精錬剤がＣａＯと焼成ドロマイトの一方又は両方を含む脱硫剤であることを特徴とする請求項１に記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項５】
脱硫剤はさらに焼成ドロマイトとＡｌドロスの一方又は両方を含むことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項６】
前記精錬処理が、ＫＲ溶銑脱硫処理、トーピードカー溶銑脱硫処理、溶鋼への粉体吹き込み脱硫処理、溶鋼真空脱ガス処理のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項７】
精錬容器内へのソーダ石灰ガラスの投入方法は、精錬容器内の溶湯表面に上方から添加する方法、又は精錬容器内の溶湯中に粉体吹き込みによって投入する方法のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項８】
ソーダ石灰ガラスの添加量を、溶湯トン当たり０．５〜５ｋｇとすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【請求項９】
ソーダ石灰ガラスの投入前に、精錬容器内の溶湯表面残存スラグを排滓することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の精錬容器耐火物へのスラグ付着抑制方法。
【公開番号】特開２０１０−２４２１４８（Ｐ２０１０−２４２１４８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０９５１（Ｐ２００９−９０９５１）
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３日（２００９．４．３）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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