脱硫剤及びその製造方法
【課題】耐酸化性、耐発火性及び生産性を改善した脱硫剤及びその製造方法を提供する。
【解決手段】結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒、及び前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する、マグネシウム及びアルミニウムのうち選択された少なくとも何れか一つとアルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち選択された少なくとも何れか一つ間の化合物を含む脱硫剤の構造として、脱硫剤粒子を稠密に形成することでマグネシウムの酸化力を減らし、発火温度を高めて、大気中の酸素と反応せず溶銑内で硫黄と反応して、脱硫効率を高めることができる。
【解決手段】結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒、及び前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する、マグネシウム及びアルミニウムのうち選択された少なくとも何れか一つとアルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち選択された少なくとも何れか一つ間の化合物を含む脱硫剤の構造として、脱硫剤粒子を稠密に形成することでマグネシウムの酸化力を減らし、発火温度を高めて、大気中の酸素と反応せず溶銑内で硫黄と反応して、脱硫効率を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱硫剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、マグネシウム合金は実用金属のうち最も軽い金属であって、比強度、比剛性が優れて軽量構造材料として期待されている。また、このようなマネシウムは、脱硫性能が優れて、近年脱硫剤としても開発が行われている。例えば、マグネシウムを用いて鉱石に含まれた硫化鉄を純粋な鉄にする製鋼工程で脱硫剤として用いられることができる。
【０００３】
このようなマグネシウム合金は、高温で溶かしたマグネシウム合金溶液を用いて製造されるが、溶湯は発火しやすいという問題がある。また、マグネシウム合金は酸化特性が強いため、脱硫剤としての使用が困難であって、マグネシウム合金を脱硫剤として使用するためには、粉末または顆粒状態で形成されなければならないため、粉砕性の向上が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、耐酸化性、耐発火性及び生産性を改善した脱硫剤及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明にかかる脱硫剤は、結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒；及び前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する、マグネシウム及びアルミニウムのうち選択された少なくとも何れか一つとアルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち選択された少なくとも何れか一つ間の化合物を含む。
【０００６】
ここで、前記アルミニウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に４０乃至６５重量比存在してもよい。
【０００７】
そして、前記アルカリ土類金属のうちカルシウムが前記化合物を形成してもよい。
【０００８】
また、前記カルシウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に０．５乃至５０重量比存在してもよい。
【０００９】
また、前記結晶粒界に存在する酸化カルシウム（ＣａＯ）をさらに含んでもよい。
【００１０】
また、前記脱硫剤の発火温度は１１００℃乃至１５００℃であってもよい。
【００１１】
さらに、本発明にかかる脱硫剤の製造方法、マグネシウム−アルミニウム合金をるつぼに入れて４００℃乃至８００℃の温度で溶解して、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を形成するマグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階；前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、添加剤としてアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を添加する添加剤添加段階；前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を１分乃至４００分間撹拌する撹拌段階；前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を常温乃至４００℃の鋳型に入れて鋳造してマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を形成する鋳造段階；及び前記マグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を冷却する冷却段階を含んで成る。
【００１２】
ここで、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階で、アルミニウムを４０重量比乃至６５重量比形成してもよい。
【００１３】
そして、前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に酸化カルシウムを添加してもよい。
【００１４】
また、前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、カルシウムの重量が０．５重量比乃至５０重量比になるよう、前記酸化カルシウムを添加してもよい。
【００１５】
また、前記冷却段階の後に、前記冷却されたマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を粉砕して粉末または顆粒状態に形成する粉砕段階がさらに行われてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウムに４０重量比乃至６５重量比のアルミニウムを添加して形成されることで、耐発火性及び粉砕性が向上することができる。
また、本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウムに０．５重量比乃至５０重量比のカルシウムを添加して形成されることで、耐酸化性及び耐発火性が向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる脱硫剤の製造方法を説明するための順序図である。
【図２】脱硫剤内にアルミニウムが含まれた場合と含まれなかった場合の粉砕性を比べた図である。
【図３】純粋マグネシウムの組職図である。
【図４Ａ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に１．５重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図４Ｂ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．５重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図５Ａ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に２．２重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図５Ｂ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．７重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図６】本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の粉砕性実験結果を図示したグラフである。
【図７】本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の酸化実験結果を図示したグラフである。
【図８Ａ】純粋マグネシウムの発火実験結果を図示したグラフである。
【図８Ｂ】本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の発火実験結果を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の好ましい実施例を図面を参照して詳しく説明する。
【実施例】
【００１９】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の製造方法を説明する。
【００２０】
図１は、本発明にかかる脱硫剤の製造方法を説明するための順序図である。
【００２１】
図１を参照すると、本発明にかかる脱硫剤の製造方法は、マグネシウム−アルミニウム溶湯形成段階Ｓ１、添加剤添加段階Ｓ２、撹拌段階Ｓ３、鋳造段階Ｓ４及び冷却段階Ｓ５を含む。また、前記冷却段階Ｓ５の後には粉砕段階Ｓ６がさらに行われてもよい。
【００２２】
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階Ｓ１では、マグネシウム−アルミニウム合金（Ｍｇ−Ａｌ ａｌｌｏｙ）をるつぼに入れて、４００℃乃至８００℃で加熱する。すると、前記るつぼ内のマグネシウム−アルミニウム合金は溶解されて、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を形成する。ここで、前記温度が４００℃未満であると、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の形成が困難であり、温度が８００℃を超えると、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯が発火する恐れがある。
【００２３】
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階Ｓ１で使用されるアルミニウムは、全体脱硫剤１００重量比に対して４０重量比乃至６５重量比から成ることができる。前記アルミニウムが４０重量比以上形成されると、前記アルミニウムが前記マグネシウムに対する還元剤として作用して、前記マグネシウムが酸化されることを防止し、前記マグネシウム−アルミニウム合金の耐発火性を向上させ、さらに前記粉砕段階Ｓ６で前記マグネシウム−アルミニウム合金が容易に粉砕されるようにして、生産性を向上させることができる。また、前記アルミニウムが６５重量比以下形成されると、前記マグネシウム−アルミニウム合金の耐発火性を向上させ、含量を高めて脱硫効率を増加させ、さらに前記マグネシウム−アルミニウム合金が容易に粉砕されるようにすることができる。
【００２４】
また、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の発火を防止するために、付加的に少量の保護ガスが提供されることができる。前記保護ガスとしては、通常のＳＦ６、ＳＯ２、ＣＯ２、ＨＦＣ−１３４ａ、ＮｏｖｅｃＴＭ６１２、非活性気体及びその等価物と、またこれらの混合ガスを用いて、前記マグネシウムの発火を抑制することができる。しかし、本発明でこのような保護ガスが必ずしも必要なのではなく、提供されなくてもよい。
【００２５】
前記添加剤添加段階Ｓ２では、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に粉末形態の添加剤を添加する。ここで、添加される前記添加剤は、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物のうち少なくとも何れか一つで形成されることができる。特に、前記添加剤は、酸化カルシウム（ＣａＯ）から成ってもよい。前記添加剤は、マグネシウムまたはアルミニウムと結合して粒子を稠密に形成することで、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯内のマグネシウムの酸化力を減らし、発火温度を高める。それによって、前記添加剤により、前記マグネシウムが脱硫工程中に大気中の酸素と反応せず熔銑内で硫黄と反応して、脱硫効率を高めることができ、保護ガスの必要量を減らすことができる。
【００２６】
前記添加剤添加段階Ｓ２で用いられた添加剤は、前記アルカリ土類金属化合物のうち酸化カルシウム（ＣａＯ）であってもよく、カルシウム（Ｃａ）が全体脱硫剤１００重量比に対して０．５乃至５０重量比からなるように添加されてもよい。前記カルシウムが０．５重量比以上である場合、添加剤による効果（酸化減少、発火温度増加及び保護ガス減少）が向上することができる。また、前記カルシウムが５０重量比以下である場合、元のマグネシウム−アルミニウム合金の特性が現われることができる。
【００２７】
また、前記添加剤添加段階Ｓ２で用いられた添加剤は、大きさが０．１μｍ乃至５００μｍであってもよい。前記添加剤の大きさが０．１μｍ以上である場合、前記添加剤の製造が現実的に可能である。また、前記添加剤の大きさが５００μｍ以下である場合、前記添加剤が前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯内で容易に反応することができる。
【００２８】
前記撹拌段階Ｓ３では、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を１〜４００分間撹拌する。ここで、撹拌時間が１分未満であるとマグネシウム−アルミニウム合金溶湯に添加剤が充分に混合されず、撹拌時間が４００分を超えると、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の撹拌時間が無駄に長くなる恐れがある。
【００２９】
ここで、前記添加剤は、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯内で反応を行う。前記添加剤として酸化カルシウム（ＣａＯ）が前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に添加された場合、前記カルシウム（Ｃａ）が還元されて、マグネシウムまたはアルミニウムと結合した添加剤化合物を形成する。この時、前記添加剤化合物はＡｌ２Ｃａ、（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｃａ、Ｍｇ２Ｃａ等として形成されることができ、このような相形成により前記マグネシウム−アルミニウム溶湯の耐発火性が向上することができる。
【００３０】
また、前記添加剤である酸化カルシウム（ＣａＯ）の一部は反応せず残存する場合がある。この場合、前記酸化カルシウムＣ（ａＯ）も脱硫能力が優れているため、前記マグネシウム−アルミニウム合金内に残存して脱硫剤として機能することができる。
【００３１】
また、上記のような撹拌段階Ｓ３で、前記添加剤は前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部に存在せず、結晶粒の外部、即ち、結晶粒界で金属間化合物形態で存在するようになる。即ち、このような撹拌段階Ｓ３で、添加剤は添加剤化合物形態を有するが、より具体的に、Ａｌ２Ｃａ、（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｃａ、Ｍｇ２Ｃａなどの形態を有するようになって、マグネシウム−アルミニウム合金の耐発火性を向上させることができる。
【００３２】
また、マグネシウムは沸点が低いので、溶湯添加時表面に浮び上がる傾向がある。そして、前記添加剤によって添加されたカルシウム（Ｃａ）は、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶内で、前記マグネシウムの蒸気圧を減少させて、反応を静かに誘導することができる。
【００３３】
一方、添加剤を成す他の元素（Ｏ２）は、全てマグネシウム溶湯の表面に浮遊するようになり、これは手動または自動設備によって除去されることができる。
【００３４】
前記鋳造段階Ｓ４では、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を常温乃至４００℃の鋳型に入れて鋳造する。
【００３５】
ここで、前記鋳型としては、金型、セラミック型、グラファイト型及びその等価物のうち選択された何れか一つを用いることができる。また、鋳造方式としては、重力鋳造、連続鋳造及びその等価方式が可能である。しかし、ここで前記鋳型の種類及び前記鋳造の方式を限定するのではない。
【００３６】
前記冷却段階Ｓ５では、前記鋳型を常温で冷却した後、鋳型からマグネシウム−アルミニウム合金（例えば、マグネシウム−アルミニウム合金インゴット）を取り出す。
【００３７】
ここで、上記のような方法で製造されたマグネシウム−アルミニウム合金は、後述する結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒と、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する金属間化合物からなる。
【００３８】
尚、前記マグネシウム−アルミニウム合金の製造工程中に添加される物質は、単に添加剤と定義し、製造されたマグネシウム−アルミニウム合金に添加されている物質は、添加剤化合物と定義することができる。即ち、製造されたマグネシウム合金に添加されている物質は、金属間化合物形態を有するからである。
【００３９】
前記粉砕段階Ｓ６は、前記マグネシウム−アルミニウム合金インゴットを常温で粉碎して、粉末または顆粒の脱硫剤を形成する段階である。前記粉砕は、別途のハンマーまたはミーリングドラムマシン（Ｍｉｌｌｉｎｇ Ｄｒｕｍ Ｍａｃｈｉｎｅ）のような粉砕機などを用いた通常の粉砕方法で行われてもよい。ここで、前記マグネシウム−アルミニウム合金は、砕けやすい（ｂｒｉｔｔｌｅ）性質、即ち、高い粉砕性（ｃｒｕｓｈａｂｉｌｉｔｙ）を有する。よって、前記マグネシウム−アルミニウム合金を粉砕する場合、作業性が向上して脱硫剤の生産性を高めることができる。
【００４０】
図２は、全体脱硫剤の重量比に対して、前記アルミニウムが４２重量比で形成された場合と前記アルミニウムが２０重量比で形成された脱硫剤を同じ力のハンマーで粉砕した結果を比べたものである。そして、毎回ごとに前記マグネシウム−アルミニウム合金に前記ハンマーにより３０Ｎの力を加えた。
【００４１】
図２に示すように、同じ回数の力に対して、前記アルミニウムが４２重量比の場合が２０重量比の場合に比べて粉砕効果が優れたことを確認できる。よって、前記アルミニウムを４０重量比乃至６５重量比で形成して、本発明にかかる脱硫剤の生産性を向上させることができる。
【００４２】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の構成を説明する。
【００４３】
図３は、純粋マグネシウムの組職図である。図４Ａ及び図４Ｂは、本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、酸化カルシウムの組成を異なるようにして観察した組職図である。
【００４４】
図３を参照すると、純粋マグネシウムの場合、結晶粒界にいかなる添加剤化合物も観察されない。また、別途に図示していないが、酸化カルシウム（ＣａＯ）を添加して添加剤化合物を形成した場合、添加剤化合物は内部に存在する。
【００４５】
図４Ａに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に１．５重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。図４Ｂに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．５重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。
【００４６】
図４Ａ及び図４Ｂを比べると、酸化カルシウムの添加量が増加するほど結晶粒界にもっと多い添加剤化合物が形成されたことを確認できる。ここで、重要なのは、前記酸化カルシウムの添加による添加剤化合物が、結晶粒の内部ではなく結晶粒界に形成されるということである。前記添加剤化合物は、Ａｌ２Ｃａ、（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｃａ、Ｍｇ２Ｃａなどの形態を有する。即ち、前記添加剤の酸化カルシウム内カルシウム（Ｃａ）は還元されてマグネシウム（Ｍｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）と反応し、その結果、組職が微細化され結晶粒界に添加剤化合物が形成されて、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の耐酸化性及び耐発火性が向上することができる。そしてこの時、図４Ａ乃至図４Ｂに示された数個の黒い点は反応せず残存する酸化カルシウム（ＣａＯ）である。また、酸化カルシウム（ＣａＯ）も脱硫能力が優れているので、前記残存する酸化カルシウム（ＣａＯ）は、本発明の実施例にかかる脱硫剤内で脱硫効率に寄与することができる。
【００４７】
図５Ａに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に２．２重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。図５Ｂに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．７重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。
【００４８】
図５Ａ及び図５Ｂを図４Ａ及び図４Ｂと比べると、アルミニウムの添加量及び酸化カルシウムの添加量が増加するほど、組職が微細化され結晶粒界に添加剤化合物が形成されることを確認できる。よって、アルミニウム及び酸化カルシウムの増加によって、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の耐酸化性及び耐発火性が向上することができる。
【００４９】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の粉砕性について説明する。
【００５０】
図６は、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の粉砕性（ｃｒｕｓｈａｂｉｌｉｔｙ）実験結果を図示したグラフである。
【００５１】
図６において、Ｘ軸はアルミニウムの重量（ｗｔ．％）であり、Ｙ軸は平均粒子大きさ（μｍ）でありる。実験は、アルミニウムの重量を漸次的に増加させたマグネシウム−アルミニウム合金溶湯に１０重量比の酸化カルシウムを添加して行った。また、粉砕は、ミーリングドラムマシン（ｍｉｌｌｉｎｇ ｄｒｕｍ ｍａｃｈｉｎｅ）でミール（ｍｉｌｌ）の回転数は５０ｒｐｍにして行った。
【００５２】
図６のグラフを表で表すと、次のようになる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
図６及び表１を参照すると、アルミニウムの重量が増加するほど、粉砕後平均粒子の大きさが小くなっていてまた増加することを確認できる。即ち、前記平均粒子大きさは、前記アルミニウムが３０重量比である場合５２５μｍで、アルミニウムが３５重量比である時は４５２μｍに減少し、アルミニウムが４０重量比である時は１５３μｍに急激に減少する。一方、前記平均粒子大きさは、アルミニウムが４０重量比乃至６５重量比である時、最低値を有する。即ち、アルミニウムが４０重量比乃至６５重量比である時、本発明の実施例にかかる脱硫剤の粉砕性が最も良いことが確認できる。一方、前記平均粒子大きさは、アルミニウムが６５重量比を超えると急激に増加する。
【００５５】
従って、上述したように、前記アルミニウムが４０重量比乃至６５重量比存在する場合、本発明の実施例にかかる脱硫剤の粉砕性が増加し、生産量が増加することができる。
【００５６】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の耐酸化性について説明する。
【００５７】
図７は、本発明にかかる脱硫剤に添加される酸化カルシウムによる酸化実験結果を図示したグラフである。
【００５８】
図７において、Ｘ軸は経過時間（ｍｉｎ）であり、Ｙ軸は酸化量である。Ｙ軸の基本値は１００に設定されている。実験は、純粋なマグネシウムに添加剤として酸化カルシウムを０．１０重量比乃至２．０５重量比まで漸次的に増加させながら行われた。
【００５９】
図７に示すように、純粋なマグネシウムの場合、時間の経過によって酸化が発生しＹ軸の値が増加する。一方、製造工程によって酸化カルシウム（ＣａＯ）が添加されたマグネシウムの場合、時間の経過によって酸化される度合を比べると、純粋なマグネシウムに比べてＹ軸の値である酸化量がもっと少ないことを確認できる。さらに、前記酸化カルシウムが０．８２重量比乃至２．０５重量比である場合、時間が経過しても酸化量が殆ど増加しないことを確認できる。
【００６０】
従って、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金は、酸化量を減らして、脱硫剤の耐酸化性を向上させることができるのを確認できる。
【００６１】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の耐発火性について説明する。
【００６２】
図８Ａは、純粋マグネシウムの発火実験結果を図示したグラフである。図８Ｂは、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の発火実験結果を図示したグラフである。
【００６３】
図８Ａ及び図８Ｂにおいて、Ｘ軸は酸化カルシウムの加熱時間（ｍｉｎ）であり、Ｙ軸は温度（℃）である。図８Ｂの実験は、４２重量比のアルミニウムを有するマグネシウム−アルミニウム合金溶湯に３．５重量比の酸化カルシウムを添加して行った。
【００６４】
先ず、図８Ａを参照すると、青色の温度（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）グラフと緑色の温度差（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）グラフが接する温度で発火が起きる。そして、純粋なマグネシウムの発火温度は約５８０℃であることを確認できる。
【００６５】
一方、図８Ｂを参照すると、アルミニウムが４２重量比、酸化カルシウムが３．５重量比添加されたマグネシウム−アルミニウム合金は、発火温度が約１１７０℃まで上昇したことを確認できる。また、前記発火温度は、１１００℃乃至１５００℃の間で形成される。よって、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の発火温度は、純粋なマグネシウムに比べて増加するようになることを確認できる。
【００６６】
従って、上述したように、本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウム−アルミニウム合金により耐発火性を向上させることができ、粉砕性を向上させて生産性を向上させることができる。また、本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウム−アルミニウム合金に酸化カルシウムを添加して、脱硫剤の耐酸化性及び耐発火性を向上させることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱硫剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、マグネシウム合金は実用金属のうち最も軽い金属であって、比強度、比剛性が優れて軽量構造材料として期待されている。また、このようなマネシウムは、脱硫性能が優れて、近年脱硫剤としても開発が行われている。例えば、マグネシウムを用いて鉱石に含まれた硫化鉄を純粋な鉄にする製鋼工程で脱硫剤として用いられることができる。
【０００３】
このようなマグネシウム合金は、高温で溶かしたマグネシウム合金溶液を用いて製造されるが、溶湯は発火しやすいという問題がある。また、マグネシウム合金は酸化特性が強いため、脱硫剤としての使用が困難であって、マグネシウム合金を脱硫剤として使用するためには、粉末または顆粒状態で形成されなければならないため、粉砕性の向上が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、耐酸化性、耐発火性及び生産性を改善した脱硫剤及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明にかかる脱硫剤は、結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒；及び前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する、マグネシウム及びアルミニウムのうち選択された少なくとも何れか一つとアルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち選択された少なくとも何れか一つ間の化合物を含む。
【０００６】
ここで、前記アルミニウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に４０乃至６５重量比存在してもよい。
【０００７】
そして、前記アルカリ土類金属のうちカルシウムが前記化合物を形成してもよい。
【０００８】
また、前記カルシウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に０．５乃至５０重量比存在してもよい。
【０００９】
また、前記結晶粒界に存在する酸化カルシウム（ＣａＯ）をさらに含んでもよい。
【００１０】
また、前記脱硫剤の発火温度は１１００℃乃至１５００℃であってもよい。
【００１１】
さらに、本発明にかかる脱硫剤の製造方法、マグネシウム−アルミニウム合金をるつぼに入れて４００℃乃至８００℃の温度で溶解して、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を形成するマグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階；前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、添加剤としてアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を添加する添加剤添加段階；前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を１分乃至４００分間撹拌する撹拌段階；前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を常温乃至４００℃の鋳型に入れて鋳造してマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を形成する鋳造段階；及び前記マグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を冷却する冷却段階を含んで成る。
【００１２】
ここで、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階で、アルミニウムを４０重量比乃至６５重量比形成してもよい。
【００１３】
そして、前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に酸化カルシウムを添加してもよい。
【００１４】
また、前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、カルシウムの重量が０．５重量比乃至５０重量比になるよう、前記酸化カルシウムを添加してもよい。
【００１５】
また、前記冷却段階の後に、前記冷却されたマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を粉砕して粉末または顆粒状態に形成する粉砕段階がさらに行われてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウムに４０重量比乃至６５重量比のアルミニウムを添加して形成されることで、耐発火性及び粉砕性が向上することができる。
また、本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウムに０．５重量比乃至５０重量比のカルシウムを添加して形成されることで、耐酸化性及び耐発火性が向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる脱硫剤の製造方法を説明するための順序図である。
【図２】脱硫剤内にアルミニウムが含まれた場合と含まれなかった場合の粉砕性を比べた図である。
【図３】純粋マグネシウムの組職図である。
【図４Ａ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に１．５重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図４Ｂ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．５重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図５Ａ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に２．２重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図５Ｂ】本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．７重量比の酸化カルシウムを入れて観察した組職図である。
【図６】本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の粉砕性実験結果を図示したグラフである。
【図７】本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の酸化実験結果を図示したグラフである。
【図８Ａ】純粋マグネシウムの発火実験結果を図示したグラフである。
【図８Ｂ】本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の発火実験結果を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の好ましい実施例を図面を参照して詳しく説明する。
【実施例】
【００１９】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の製造方法を説明する。
【００２０】
図１は、本発明にかかる脱硫剤の製造方法を説明するための順序図である。
【００２１】
図１を参照すると、本発明にかかる脱硫剤の製造方法は、マグネシウム−アルミニウム溶湯形成段階Ｓ１、添加剤添加段階Ｓ２、撹拌段階Ｓ３、鋳造段階Ｓ４及び冷却段階Ｓ５を含む。また、前記冷却段階Ｓ５の後には粉砕段階Ｓ６がさらに行われてもよい。
【００２２】
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階Ｓ１では、マグネシウム−アルミニウム合金（Ｍｇ−Ａｌ ａｌｌｏｙ）をるつぼに入れて、４００℃乃至８００℃で加熱する。すると、前記るつぼ内のマグネシウム−アルミニウム合金は溶解されて、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を形成する。ここで、前記温度が４００℃未満であると、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の形成が困難であり、温度が８００℃を超えると、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯が発火する恐れがある。
【００２３】
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階Ｓ１で使用されるアルミニウムは、全体脱硫剤１００重量比に対して４０重量比乃至６５重量比から成ることができる。前記アルミニウムが４０重量比以上形成されると、前記アルミニウムが前記マグネシウムに対する還元剤として作用して、前記マグネシウムが酸化されることを防止し、前記マグネシウム−アルミニウム合金の耐発火性を向上させ、さらに前記粉砕段階Ｓ６で前記マグネシウム−アルミニウム合金が容易に粉砕されるようにして、生産性を向上させることができる。また、前記アルミニウムが６５重量比以下形成されると、前記マグネシウム−アルミニウム合金の耐発火性を向上させ、含量を高めて脱硫効率を増加させ、さらに前記マグネシウム−アルミニウム合金が容易に粉砕されるようにすることができる。
【００２４】
また、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の発火を防止するために、付加的に少量の保護ガスが提供されることができる。前記保護ガスとしては、通常のＳＦ６、ＳＯ２、ＣＯ２、ＨＦＣ−１３４ａ、ＮｏｖｅｃＴＭ６１２、非活性気体及びその等価物と、またこれらの混合ガスを用いて、前記マグネシウムの発火を抑制することができる。しかし、本発明でこのような保護ガスが必ずしも必要なのではなく、提供されなくてもよい。
【００２５】
前記添加剤添加段階Ｓ２では、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に粉末形態の添加剤を添加する。ここで、添加される前記添加剤は、アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物のうち少なくとも何れか一つで形成されることができる。特に、前記添加剤は、酸化カルシウム（ＣａＯ）から成ってもよい。前記添加剤は、マグネシウムまたはアルミニウムと結合して粒子を稠密に形成することで、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯内のマグネシウムの酸化力を減らし、発火温度を高める。それによって、前記添加剤により、前記マグネシウムが脱硫工程中に大気中の酸素と反応せず熔銑内で硫黄と反応して、脱硫効率を高めることができ、保護ガスの必要量を減らすことができる。
【００２６】
前記添加剤添加段階Ｓ２で用いられた添加剤は、前記アルカリ土類金属化合物のうち酸化カルシウム（ＣａＯ）であってもよく、カルシウム（Ｃａ）が全体脱硫剤１００重量比に対して０．５乃至５０重量比からなるように添加されてもよい。前記カルシウムが０．５重量比以上である場合、添加剤による効果（酸化減少、発火温度増加及び保護ガス減少）が向上することができる。また、前記カルシウムが５０重量比以下である場合、元のマグネシウム−アルミニウム合金の特性が現われることができる。
【００２７】
また、前記添加剤添加段階Ｓ２で用いられた添加剤は、大きさが０．１μｍ乃至５００μｍであってもよい。前記添加剤の大きさが０．１μｍ以上である場合、前記添加剤の製造が現実的に可能である。また、前記添加剤の大きさが５００μｍ以下である場合、前記添加剤が前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯内で容易に反応することができる。
【００２８】
前記撹拌段階Ｓ３では、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を１〜４００分間撹拌する。ここで、撹拌時間が１分未満であるとマグネシウム−アルミニウム合金溶湯に添加剤が充分に混合されず、撹拌時間が４００分を超えると、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の撹拌時間が無駄に長くなる恐れがある。
【００２９】
ここで、前記添加剤は、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯内で反応を行う。前記添加剤として酸化カルシウム（ＣａＯ）が前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に添加された場合、前記カルシウム（Ｃａ）が還元されて、マグネシウムまたはアルミニウムと結合した添加剤化合物を形成する。この時、前記添加剤化合物はＡｌ２Ｃａ、（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｃａ、Ｍｇ２Ｃａ等として形成されることができ、このような相形成により前記マグネシウム−アルミニウム溶湯の耐発火性が向上することができる。
【００３０】
また、前記添加剤である酸化カルシウム（ＣａＯ）の一部は反応せず残存する場合がある。この場合、前記酸化カルシウムＣ（ａＯ）も脱硫能力が優れているため、前記マグネシウム−アルミニウム合金内に残存して脱硫剤として機能することができる。
【００３１】
また、上記のような撹拌段階Ｓ３で、前記添加剤は前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部に存在せず、結晶粒の外部、即ち、結晶粒界で金属間化合物形態で存在するようになる。即ち、このような撹拌段階Ｓ３で、添加剤は添加剤化合物形態を有するが、より具体的に、Ａｌ２Ｃａ、（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｃａ、Ｍｇ２Ｃａなどの形態を有するようになって、マグネシウム−アルミニウム合金の耐発火性を向上させることができる。
【００３２】
また、マグネシウムは沸点が低いので、溶湯添加時表面に浮び上がる傾向がある。そして、前記添加剤によって添加されたカルシウム（Ｃａ）は、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶内で、前記マグネシウムの蒸気圧を減少させて、反応を静かに誘導することができる。
【００３３】
一方、添加剤を成す他の元素（Ｏ２）は、全てマグネシウム溶湯の表面に浮遊するようになり、これは手動または自動設備によって除去されることができる。
【００３４】
前記鋳造段階Ｓ４では、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を常温乃至４００℃の鋳型に入れて鋳造する。
【００３５】
ここで、前記鋳型としては、金型、セラミック型、グラファイト型及びその等価物のうち選択された何れか一つを用いることができる。また、鋳造方式としては、重力鋳造、連続鋳造及びその等価方式が可能である。しかし、ここで前記鋳型の種類及び前記鋳造の方式を限定するのではない。
【００３６】
前記冷却段階Ｓ５では、前記鋳型を常温で冷却した後、鋳型からマグネシウム−アルミニウム合金（例えば、マグネシウム−アルミニウム合金インゴット）を取り出す。
【００３７】
ここで、上記のような方法で製造されたマグネシウム−アルミニウム合金は、後述する結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒と、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する金属間化合物からなる。
【００３８】
尚、前記マグネシウム−アルミニウム合金の製造工程中に添加される物質は、単に添加剤と定義し、製造されたマグネシウム−アルミニウム合金に添加されている物質は、添加剤化合物と定義することができる。即ち、製造されたマグネシウム合金に添加されている物質は、金属間化合物形態を有するからである。
【００３９】
前記粉砕段階Ｓ６は、前記マグネシウム−アルミニウム合金インゴットを常温で粉碎して、粉末または顆粒の脱硫剤を形成する段階である。前記粉砕は、別途のハンマーまたはミーリングドラムマシン（Ｍｉｌｌｉｎｇ Ｄｒｕｍ Ｍａｃｈｉｎｅ）のような粉砕機などを用いた通常の粉砕方法で行われてもよい。ここで、前記マグネシウム−アルミニウム合金は、砕けやすい（ｂｒｉｔｔｌｅ）性質、即ち、高い粉砕性（ｃｒｕｓｈａｂｉｌｉｔｙ）を有する。よって、前記マグネシウム−アルミニウム合金を粉砕する場合、作業性が向上して脱硫剤の生産性を高めることができる。
【００４０】
図２は、全体脱硫剤の重量比に対して、前記アルミニウムが４２重量比で形成された場合と前記アルミニウムが２０重量比で形成された脱硫剤を同じ力のハンマーで粉砕した結果を比べたものである。そして、毎回ごとに前記マグネシウム−アルミニウム合金に前記ハンマーにより３０Ｎの力を加えた。
【００４１】
図２に示すように、同じ回数の力に対して、前記アルミニウムが４２重量比の場合が２０重量比の場合に比べて粉砕効果が優れたことを確認できる。よって、前記アルミニウムを４０重量比乃至６５重量比で形成して、本発明にかかる脱硫剤の生産性を向上させることができる。
【００４２】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の構成を説明する。
【００４３】
図３は、純粋マグネシウムの組職図である。図４Ａ及び図４Ｂは、本発明にかかる脱硫剤を形成するマグネシウム−アルミニウム合金で、酸化カルシウムの組成を異なるようにして観察した組職図である。
【００４４】
図３を参照すると、純粋マグネシウムの場合、結晶粒界にいかなる添加剤化合物も観察されない。また、別途に図示していないが、酸化カルシウム（ＣａＯ）を添加して添加剤化合物を形成した場合、添加剤化合物は内部に存在する。
【００４５】
図４Ａに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に１．５重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。図４Ｂに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、４２重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．５重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。
【００４６】
図４Ａ及び図４Ｂを比べると、酸化カルシウムの添加量が増加するほど結晶粒界にもっと多い添加剤化合物が形成されたことを確認できる。ここで、重要なのは、前記酸化カルシウムの添加による添加剤化合物が、結晶粒の内部ではなく結晶粒界に形成されるということである。前記添加剤化合物は、Ａｌ２Ｃａ、（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｃａ、Ｍｇ２Ｃａなどの形態を有する。即ち、前記添加剤の酸化カルシウム内カルシウム（Ｃａ）は還元されてマグネシウム（Ｍｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）と反応し、その結果、組職が微細化され結晶粒界に添加剤化合物が形成されて、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の耐酸化性及び耐発火性が向上することができる。そしてこの時、図４Ａ乃至図４Ｂに示された数個の黒い点は反応せず残存する酸化カルシウム（ＣａＯ）である。また、酸化カルシウム（ＣａＯ）も脱硫能力が優れているので、前記残存する酸化カルシウム（ＣａＯ）は、本発明の実施例にかかる脱硫剤内で脱硫効率に寄与することができる。
【００４７】
図５Ａに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に２．２重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。図５Ｂに図示されたマグネシウム−アルミニウム合金は、５６重量比のアルミニウムからなるマグネシウム−アルミニウム合金に３．７重量比の酸化カルシウムを入れて製造したものである。
【００４８】
図５Ａ及び図５Ｂを図４Ａ及び図４Ｂと比べると、アルミニウムの添加量及び酸化カルシウムの添加量が増加するほど、組職が微細化され結晶粒界に添加剤化合物が形成されることを確認できる。よって、アルミニウム及び酸化カルシウムの増加によって、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯の耐酸化性及び耐発火性が向上することができる。
【００４９】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の粉砕性について説明する。
【００５０】
図６は、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の粉砕性（ｃｒｕｓｈａｂｉｌｉｔｙ）実験結果を図示したグラフである。
【００５１】
図６において、Ｘ軸はアルミニウムの重量（ｗｔ．％）であり、Ｙ軸は平均粒子大きさ（μｍ）でありる。実験は、アルミニウムの重量を漸次的に増加させたマグネシウム−アルミニウム合金溶湯に１０重量比の酸化カルシウムを添加して行った。また、粉砕は、ミーリングドラムマシン（ｍｉｌｌｉｎｇ ｄｒｕｍ ｍａｃｈｉｎｅ）でミール（ｍｉｌｌ）の回転数は５０ｒｐｍにして行った。
【００５２】
図６のグラフを表で表すと、次のようになる。
【００５３】
【表１】
【００５４】
図６及び表１を参照すると、アルミニウムの重量が増加するほど、粉砕後平均粒子の大きさが小くなっていてまた増加することを確認できる。即ち、前記平均粒子大きさは、前記アルミニウムが３０重量比である場合５２５μｍで、アルミニウムが３５重量比である時は４５２μｍに減少し、アルミニウムが４０重量比である時は１５３μｍに急激に減少する。一方、前記平均粒子大きさは、アルミニウムが４０重量比乃至６５重量比である時、最低値を有する。即ち、アルミニウムが４０重量比乃至６５重量比である時、本発明の実施例にかかる脱硫剤の粉砕性が最も良いことが確認できる。一方、前記平均粒子大きさは、アルミニウムが６５重量比を超えると急激に増加する。
【００５５】
従って、上述したように、前記アルミニウムが４０重量比乃至６５重量比存在する場合、本発明の実施例にかかる脱硫剤の粉砕性が増加し、生産量が増加することができる。
【００５６】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の耐酸化性について説明する。
【００５７】
図７は、本発明にかかる脱硫剤に添加される酸化カルシウムによる酸化実験結果を図示したグラフである。
【００５８】
図７において、Ｘ軸は経過時間（ｍｉｎ）であり、Ｙ軸は酸化量である。Ｙ軸の基本値は１００に設定されている。実験は、純粋なマグネシウムに添加剤として酸化カルシウムを０．１０重量比乃至２．０５重量比まで漸次的に増加させながら行われた。
【００５９】
図７に示すように、純粋なマグネシウムの場合、時間の経過によって酸化が発生しＹ軸の値が増加する。一方、製造工程によって酸化カルシウム（ＣａＯ）が添加されたマグネシウムの場合、時間の経過によって酸化される度合を比べると、純粋なマグネシウムに比べてＹ軸の値である酸化量がもっと少ないことを確認できる。さらに、前記酸化カルシウムが０．８２重量比乃至２．０５重量比である場合、時間が経過しても酸化量が殆ど増加しないことを確認できる。
【００６０】
従って、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金は、酸化量を減らして、脱硫剤の耐酸化性を向上させることができるのを確認できる。
【００６１】
以下では、本発明にかかる脱硫剤の耐発火性について説明する。
【００６２】
図８Ａは、純粋マグネシウムの発火実験結果を図示したグラフである。図８Ｂは、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の発火実験結果を図示したグラフである。
【００６３】
図８Ａ及び図８Ｂにおいて、Ｘ軸は酸化カルシウムの加熱時間（ｍｉｎ）であり、Ｙ軸は温度（℃）である。図８Ｂの実験は、４２重量比のアルミニウムを有するマグネシウム−アルミニウム合金溶湯に３．５重量比の酸化カルシウムを添加して行った。
【００６４】
先ず、図８Ａを参照すると、青色の温度（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）グラフと緑色の温度差（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）グラフが接する温度で発火が起きる。そして、純粋なマグネシウムの発火温度は約５８０℃であることを確認できる。
【００６５】
一方、図８Ｂを参照すると、アルミニウムが４２重量比、酸化カルシウムが３．５重量比添加されたマグネシウム−アルミニウム合金は、発火温度が約１１７０℃まで上昇したことを確認できる。また、前記発火温度は、１１００℃乃至１５００℃の間で形成される。よって、本発明にかかる脱硫剤を構成するマグネシウム−アルミニウム合金の発火温度は、純粋なマグネシウムに比べて増加するようになることを確認できる。
【００６６】
従って、上述したように、本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウム−アルミニウム合金により耐発火性を向上させることができ、粉砕性を向上させて生産性を向上させることができる。また、本発明にかかる脱硫剤は、マグネシウム−アルミニウム合金に酸化カルシウムを添加して、脱硫剤の耐酸化性及び耐発火性を向上させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒；及び
前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する、マグネシウム及びアルミニウムのうち選択された少なくとも何れか一つとアルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち選択された少なくとも何れか一つ間の化合物を含むことを特徴とする脱硫剤。
【請求項２】
前記アルミニウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に４０乃至６５重量比存在することを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項３】
前記アルカリ土類金属のうちカルシウムが前記化合物を形成することを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項４】
前記カルシウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に０．５乃至５０重量比存在することを特徴とする請求項３に記載の脱硫剤。
【請求項５】
前記結晶粒界に存在する酸化カルシウム（ＣａＯ）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項６】
前記脱硫剤の発火温度は１１００℃乃至１５００℃であることを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項７】
マグネシウム−アルミニウム合金をるつぼに入れて４００℃乃至８００℃の温度で溶解して、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を形成するマグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階；
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、添加剤としてアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を添加する添加剤添加段階；
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を１分乃至４００分間撹拌する撹拌段階；
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を常温乃至４００℃の鋳型に入れて鋳造してマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を形成する鋳造段階；及び
前記マグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を冷却する冷却段階を含んで成ることを特徴とする脱硫剤の製造方法。
【請求項８】
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階で、アルミニウムを４０重量比乃至６５重量比形成することを特徴とする請求項７に記載の脱硫剤の製造方法。
【請求項９】
前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に酸化カルシウムを添加することを特徴とする請求項７に記載の脱硫剤の製造方法。
【請求項１０】
前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、カルシウムの重量が０．５重量比乃至５０重量比になるよう、前記酸化カルシウムを添加することを特徴とする請求項９に記載の脱硫剤の製造方法。
【請求項１１】
前記冷却段階の後に、前記冷却されたマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を粉砕して粉末または顆粒状態に形成する粉砕段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の脱硫剤の製造方法。
【請求項１】
結晶粒界を有する多数のマグネシウム−アルミニウム合金結晶粒；及び
前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒の内部ではない外部として前記結晶粒界に存在する、マグネシウム及びアルミニウムのうち選択された少なくとも何れか一つとアルカリ金属及びアルカリ土類金属のうち選択された少なくとも何れか一つ間の化合物を含むことを特徴とする脱硫剤。
【請求項２】
前記アルミニウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に４０乃至６５重量比存在することを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項３】
前記アルカリ土類金属のうちカルシウムが前記化合物を形成することを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項４】
前記カルシウムは、前記マグネシウム−アルミニウム合金結晶粒内に０．５乃至５０重量比存在することを特徴とする請求項３に記載の脱硫剤。
【請求項５】
前記結晶粒界に存在する酸化カルシウム（ＣａＯ）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項６】
前記脱硫剤の発火温度は１１００℃乃至１５００℃であることを特徴とする請求項１に記載の脱硫剤。
【請求項７】
マグネシウム−アルミニウム合金をるつぼに入れて４００℃乃至８００℃の温度で溶解して、マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を形成するマグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階；
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、添加剤としてアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を添加する添加剤添加段階；
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を１分乃至４００分間撹拌する撹拌段階；
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯を常温乃至４００℃の鋳型に入れて鋳造してマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を形成する鋳造段階；及び
前記マグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を冷却する冷却段階を含んで成ることを特徴とする脱硫剤の製造方法。
【請求項８】
前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯形成段階で、アルミニウムを４０重量比乃至６５重量比形成することを特徴とする請求項７に記載の脱硫剤の製造方法。
【請求項９】
前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に酸化カルシウムを添加することを特徴とする請求項７に記載の脱硫剤の製造方法。
【請求項１０】
前記添加剤添加段階で、前記マグネシウム−アルミニウム合金溶湯に、カルシウムの重量が０．５重量比乃至５０重量比になるよう、前記酸化カルシウムを添加することを特徴とする請求項９に記載の脱硫剤の製造方法。
【請求項１１】
前記冷却段階の後に、前記冷却されたマグネシウム−アルミニウム合金鋳造物を粉砕して粉末または顆粒状態に形成する粉砕段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の脱硫剤の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−６３８７３（Ｐ２０１１−６３８７３Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２８４６５（Ｐ２００９−２２８４６５）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（５０９２７２６０９）韓国生産技術研究院 (10)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（５０９２７２６０９）韓国生産技術研究院 (10)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]