JP2001355013A - マグネシウム脱硫剤 - Google Patents
マグネシウム脱硫剤Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】熔融鉄材料、特に熔融銑鉄を脱硫する高効率の
脱硫剤及びその処理方法を提供する。 【解決手段】反応性脱硫剤としてたとえばマグネシウム
粒子２１０を熱吸収性化合物２２０で被覆してマグネシ
ウム粒子２１０が熔鉄３０中で気化する速度を低下させ
る。熱吸収性化合物２２０はマグネシウム粒子２１０の
周りに擬熱遮蔽２３０を形成し、それによって、マグネ
シウムを液体形態２４０で保持することができる。結果
として、マグネシウムがより長い時間液体形態で維持し
て熔融鉄に溶解して溶解硫黄と反応し、硫化マグネシウ
ム２６０を形成させ、これが熔融銑鉄の表面に上昇して
スラグ２５０を形成する。熱吸収性化合物２２０として
は、たとえば炭化鉄および／または高炭素フェロマンガ
ンが適切である。炭化鉄および／または高炭素フェロマ
ンガンは、熔鉄３０にさらされると溶液に溶解及び／ま
たは解離し、溶解するにつれて、粒子はその周りの熱を
吸収する。
脱硫剤及びその処理方法を提供する。 【解決手段】反応性脱硫剤としてたとえばマグネシウム
粒子２１０を熱吸収性化合物２２０で被覆してマグネシ
ウム粒子２１０が熔鉄３０中で気化する速度を低下させ
る。熱吸収性化合物２２０はマグネシウム粒子２１０の
周りに擬熱遮蔽２３０を形成し、それによって、マグネ
シウムを液体形態２４０で保持することができる。結果
として、マグネシウムがより長い時間液体形態で維持し
て熔融鉄に溶解して溶解硫黄と反応し、硫化マグネシウ
ム２６０を形成させ、これが熔融銑鉄の表面に上昇して
スラグ２５０を形成する。熱吸収性化合物２２０として
は、たとえば炭化鉄および／または高炭素フェロマンガ
ンが適切である。炭化鉄および／または高炭素フェロマ
ンガンは、熔鉄３０にさらされると溶液に溶解及び／ま
たは解離し、溶解するにつれて、粒子はその周りの熱を
吸収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熔鉄の脱硫方法に関
し、そしてさらに詳しくは熔融銑鉄を脱硫するのに使用
する脱硫剤に関する。
し、そしてさらに詳しくは熔融銑鉄を脱硫するのに使用
する脱硫剤に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】仕上がり鋼の硫黄含量仕様書
は、高強度低合金鋼、そして低硫黄含量を必要とするそ
の他の適用例のなかで水素誘起疵に対して抵抗性を有す
る鋼を製造するために極めて低いレベルに低減されつつ
ある。硫黄含量が増加している熔融銑鉄を製造する溶鉱
炉の経済上の利益と相俟って、熔融銑鉄が製鋼炉に入る
前に溶鉱炉の外で熔融銑鉄を脱硫することが実際に必要
となってきた。多年にわたり様々な材料および混合物が
銑鉄を脱硫するのに使用されてきた。様々なカルシウム
化合物が良好な脱硫剤であることが長い間知られてい
た。マグネシウムも単独または様々なアルカリ金属酸化
物と組合わされて良好な脱硫剤であることが知られてい
る。主要な脱硫剤として酸化カルシウムおよびマグネシ
ウムの使用を開示している特許が何件か存在している
（Ｓｋａｃｈ，ＵＳＰ ４，７６５，８３０；Ｓｋａｃ
ｈ ４，７０８，７３７；Ｇｒｅｅｎ ４，７０５，５
６１；Ｋａｎｄｌｅｒ ４，１３９，３６９；Ｋａｗａ
ｋａｍｉ ４，１３７，０７２；Ｋｏｒｏｓ３，９９
８，６２５を参照）。更に、主要な脱硫剤として炭化カ
ルシウムの使用を開示している脱硫剤も知られていて、
刊行物で示されている（Ｆｒｅｉｓｓｍｕｔｈ，ＵＳＰ
３，５９８，５７３；Ｔｏｄｄ ３，９２９，４６
４；Ｂｒａｕｎ ４，３９５，２８２を参照）。
は、高強度低合金鋼、そして低硫黄含量を必要とするそ
の他の適用例のなかで水素誘起疵に対して抵抗性を有す
る鋼を製造するために極めて低いレベルに低減されつつ
ある。硫黄含量が増加している熔融銑鉄を製造する溶鉱
炉の経済上の利益と相俟って、熔融銑鉄が製鋼炉に入る
前に溶鉱炉の外で熔融銑鉄を脱硫することが実際に必要
となってきた。多年にわたり様々な材料および混合物が
銑鉄を脱硫するのに使用されてきた。様々なカルシウム
化合物が良好な脱硫剤であることが長い間知られてい
た。マグネシウムも単独または様々なアルカリ金属酸化
物と組合わされて良好な脱硫剤であることが知られてい
る。主要な脱硫剤として酸化カルシウムおよびマグネシ
ウムの使用を開示している特許が何件か存在している
（Ｓｋａｃｈ，ＵＳＰ ４，７６５，８３０；Ｓｋａｃ
ｈ ４，７０８，７３７；Ｇｒｅｅｎ ４，７０５，５
６１；Ｋａｎｄｌｅｒ ４，１３９，３６９；Ｋａｗａ
ｋａｍｉ ４，１３７，０７２；Ｋｏｒｏｓ３，９９
８，６２５を参照）。更に、主要な脱硫剤として炭化カ
ルシウムの使用を開示している脱硫剤も知られていて、
刊行物で示されている（Ｆｒｅｉｓｓｍｕｔｈ，ＵＳＰ
３，５９８，５７３；Ｔｏｄｄ ３，９２９，４６
４；Ｂｒａｕｎ ４，３９５，２８２を参照）。
【０００３】マグネシウムおよび炭化鉄または高炭素フ
ェロマンガンを包含する脱硫剤の使用は、発明者Ａｘｅ
ｌ Ｔｈｏｍａｓの１９９９年１月３日付けルクセンブ
ルグ特許第８８，２５２号に開示されている。Ｔｈｏｍ
ａｓの特許第８８，２５２号に開示されている脱硫剤は
大部分が炭化鉄または高炭素フェロマンガンを包含して
いる。炭化鉄または高炭素フェロマンガンの粒子は、マ
グネシウムの粒子とサイズガ同じであるかまたは若干大
きめである。炭化鉄または高炭素フェロマンガンおよび
マグネシウムの粒子径は０．５乃至１ｍｍの範囲にあ
る。結果として、炭化鉄または高炭素フェロマンガンの
粒子はマグネシウムの粒子を被覆しないし、この逆もま
た同様である。炭化鉄または高炭素フェロマンガンおよ
びマグネシウムは酸化チタンで被覆して粒子の流動性を
改善し、また粒子の熔融速度を遅くすることができる。
炭化鉄または高炭素フェロマンガンおよびマグネシウム
は銑鉄に注入する前に一緒に混合するかまたは別個に銑
鉄に注入することができる。
ェロマンガンを包含する脱硫剤の使用は、発明者Ａｘｅ
ｌ Ｔｈｏｍａｓの１９９９年１月３日付けルクセンブ
ルグ特許第８８，２５２号に開示されている。Ｔｈｏｍ
ａｓの特許第８８，２５２号に開示されている脱硫剤は
大部分が炭化鉄または高炭素フェロマンガンを包含して
いる。炭化鉄または高炭素フェロマンガンの粒子は、マ
グネシウムの粒子とサイズガ同じであるかまたは若干大
きめである。炭化鉄または高炭素フェロマンガンおよび
マグネシウムの粒子径は０．５乃至１ｍｍの範囲にあ
る。結果として、炭化鉄または高炭素フェロマンガンの
粒子はマグネシウムの粒子を被覆しないし、この逆もま
た同様である。炭化鉄または高炭素フェロマンガンおよ
びマグネシウムは酸化チタンで被覆して粒子の流動性を
改善し、また粒子の熔融速度を遅くすることができる。
炭化鉄または高炭素フェロマンガンおよびマグネシウム
は銑鉄に注入する前に一緒に混合するかまたは別個に銑
鉄に注入することができる。
【０００４】ガス生成化合物と組み合わせてカルシウム
化合物および／またはマグネシウムを使用することによ
っても、硫黄の除去量を増加させていた。ガス生成化合
物は熔融銑鉄と接触するとガスが放出されて熔融銑鉄内
に乱流環境を創製することが判った。放出されたガス
は、主に脱硫剤の塊状化物を破壊し、そして脱硫剤を熔
融銑鉄全体に分散させる。ガス生成剤は典型的には熔融
銑鉄と接触すると様々の量でガスを放出する傾向を有す
る炭化水素、炭酸塩またはアルコールである。これらの
種々のガス生成剤の使用は十分に文献に示されている。
（ＴａｍｕｒａＵＳＰ ３，８７６，４２１；Ｍｅｉｃ
ｈｓｎｅｒ ４，０７８，９１５；Ｇｍｏｈｌｉｎｇ
４，１９４，９０２；Ｋｏｒｏｓ ４，２６６，９６
９；Ｆｒｅｉｓｓｍｕｔｈ ４，３１５，７７３；Ｋｏ
ｒｏｓ ４，３４５，９４０；Ｇｒｅｅｎ ４，７０
５，５６１；Ｒｅｌｌｅｒｍｅｙｅｒ ４，５９２，７
７７；Ｍｅｉｃｈｓｎｅｒ ４，７６４，２１１；Ｍｅ
ｉｃｈｓｎｅｒ ４，８３２，７３９およびＬｕｙｃｋ
ｘ ５，０２１，０８６を参照）。
化合物および／またはマグネシウムを使用することによ
っても、硫黄の除去量を増加させていた。ガス生成化合
物は熔融銑鉄と接触するとガスが放出されて熔融銑鉄内
に乱流環境を創製することが判った。放出されたガス
は、主に脱硫剤の塊状化物を破壊し、そして脱硫剤を熔
融銑鉄全体に分散させる。ガス生成剤は典型的には熔融
銑鉄と接触すると様々の量でガスを放出する傾向を有す
る炭化水素、炭酸塩またはアルコールである。これらの
種々のガス生成剤の使用は十分に文献に示されている。
（ＴａｍｕｒａＵＳＰ ３，８７６，４２１；Ｍｅｉｃ
ｈｓｎｅｒ ４，０７８，９１５；Ｇｍｏｈｌｉｎｇ
４，１９４，９０２；Ｋｏｒｏｓ ４，２６６，９６
９；Ｆｒｅｉｓｓｍｕｔｈ ４，３１５，７７３；Ｋｏ
ｒｏｓ ４，３４５，９４０；Ｇｒｅｅｎ ４，７０
５，５６１；Ｒｅｌｌｅｒｍｅｙｅｒ ４，５９２，７
７７；Ｍｅｉｃｈｓｎｅｒ ４，７６４，２１１；Ｍｅ
ｉｃｈｓｎｅｒ ４，８３２，７３９およびＬｕｙｃｋ
ｘ ５，０２１，０８６を参照）。
【０００５】脱硫剤は様々のスラグ形成剤を含有するこ
とができる。スラグ剤の重要性は一般には脱硫剤の様々
な成分を用いる経済性に対する直接の関心により見落と
されている。スラグの組成はスラグ内に除去された硫黄
を保持し、そして硫黄が熔融銑鉄に再び戻らないように
するのに重要である。種々のスラグ剤が様々の目的のた
めに使用されて来た。米国特許第４，３１５，７７３号
には、炭化カルシウム、ガス包含化合物および蛍石から
なる脱硫剤が開示されている。蛍石はスラグの性質を変
性して脱硫の過程で炭素粉塵生成物が発火しないように
するのに使用される。米国特許第５，０２１，０８６号
では、蛍石をスラグの特性を変性して脱硫の過程でスラ
グの流動性を増大するのに使用する。
とができる。スラグ剤の重要性は一般には脱硫剤の様々
な成分を用いる経済性に対する直接の関心により見落と
されている。スラグの組成はスラグ内に除去された硫黄
を保持し、そして硫黄が熔融銑鉄に再び戻らないように
するのに重要である。種々のスラグ剤が様々の目的のた
めに使用されて来た。米国特許第４，３１５，７７３号
には、炭化カルシウム、ガス包含化合物および蛍石から
なる脱硫剤が開示されている。蛍石はスラグの性質を変
性して脱硫の過程で炭素粉塵生成物が発火しないように
するのに使用される。米国特許第５，０２１，０８６号
では、蛍石をスラグの特性を変性して脱硫の過程でスラ
グの流動性を増大するのに使用する。
【０００６】最低の可能なコストで銑鉄での硫黄の除去
を最大とする重大な必要性がある。マグネシウムは硫黄
との反応性が極めて高いために優れた脱硫剤ではある
が、銑鉄中のマグネシウムも多くは銑鉄と接触すると直
ちに気化し、銑鉄の表面に泡立つことによって銑鉄から
急速に逃げ去り、硫黄との反応時間が極めて僅かにな
る。マグネシウムは硫黄と効率良く反応するために、銑
鉄の溶解して溶液を形成しなければならない。マグネシ
ウムは脱硫剤のコストが一層かかる成分の一つであるの
で、脱硫剤のコストを低減させるために、主要脱硫剤と
して、マグネシウム以外の成分、例えば酸化カルシウム
および炭化カルシウムを用いて銑鉄から硫黄を除去する
ための様々の脱硫剤が開発されている。マグネシウムに
比較して、これらの脱硫剤は銑鉄中の硫黄を除去するの
により多くの量を必要とし、このために脱硫プロセスの
コストを上昇させることになる。加えて、大量の脱硫剤
の使用によって、大量のスラグが形成されることとな
り、これが次にスラグ中の鉄を著しく喪失させることに
なる。スラグ中の鉄の喪失によって、脱硫プロセスに伴
うコストが更に高騰することになる。結果として、鉄鋼
工業では、効率がよくかつコスト面で有効な方法で銑鉄
を脱硫し、そして脱硫プロセスの過程での鉄の損失を低
減させる必要性がのこされている。
を最大とする重大な必要性がある。マグネシウムは硫黄
との反応性が極めて高いために優れた脱硫剤ではある
が、銑鉄中のマグネシウムも多くは銑鉄と接触すると直
ちに気化し、銑鉄の表面に泡立つことによって銑鉄から
急速に逃げ去り、硫黄との反応時間が極めて僅かにな
る。マグネシウムは硫黄と効率良く反応するために、銑
鉄の溶解して溶液を形成しなければならない。マグネシ
ウムは脱硫剤のコストが一層かかる成分の一つであるの
で、脱硫剤のコストを低減させるために、主要脱硫剤と
して、マグネシウム以外の成分、例えば酸化カルシウム
および炭化カルシウムを用いて銑鉄から硫黄を除去する
ための様々の脱硫剤が開発されている。マグネシウムに
比較して、これらの脱硫剤は銑鉄中の硫黄を除去するの
により多くの量を必要とし、このために脱硫プロセスの
コストを上昇させることになる。加えて、大量の脱硫剤
の使用によって、大量のスラグが形成されることとな
り、これが次にスラグ中の鉄を著しく喪失させることに
なる。スラグ中の鉄の喪失によって、脱硫プロセスに伴
うコストが更に高騰することになる。結果として、鉄鋼
工業では、効率がよくかつコスト面で有効な方法で銑鉄
を脱硫し、そして脱硫プロセスの過程での鉄の損失を低
減させる必要性がのこされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、改善された脱
硫剤および熔融鉄材料例えば熔融銑鉄を脱硫効率を改善
する脱硫剤で処理する方法に関する。
硫剤および熔融鉄材料例えば熔融銑鉄を脱硫効率を改善
する脱硫剤で処理する方法に関する。
【０００８】本発明の主な特徴によれば、熔融鉄例えば
熔融銑鉄中の硫黄と積極的に反応する反応性脱硫剤を包
含する脱硫剤が提供される。好ましくは、反応性脱硫剤
は熔融銑鉄から除去し得る硫黄との化合物を形成し、例
えば熔融銑鉄の表面または底部でスラグ中に移動するか
および／またはガス中に形成しそして熔融銑鉄から泡立
つ。反応性脱硫剤は少なくとも一部分が熱吸収剤で被覆
されている。熱吸収性化合物を処方して反応性脱硫剤の
周りの熱を吸収する。一つの態様では、熱吸収性化合物
を処方して反応性脱硫剤の周囲および／またはこれに密
に隣接する熱を吸収し、反応性脱硫剤が硫黄との反応の
ために熔融銑鉄に残留している時間を増大させるかそし
て／または反応性脱硫剤の反応速度を増大させる。
熔融銑鉄中の硫黄と積極的に反応する反応性脱硫剤を包
含する脱硫剤が提供される。好ましくは、反応性脱硫剤
は熔融銑鉄から除去し得る硫黄との化合物を形成し、例
えば熔融銑鉄の表面または底部でスラグ中に移動するか
および／またはガス中に形成しそして熔融銑鉄から泡立
つ。反応性脱硫剤は少なくとも一部分が熱吸収剤で被覆
されている。熱吸収性化合物を処方して反応性脱硫剤の
周りの熱を吸収する。一つの態様では、熱吸収性化合物
を処方して反応性脱硫剤の周囲および／またはこれに密
に隣接する熱を吸収し、反応性脱硫剤が硫黄との反応の
ために熔融銑鉄に残留している時間を増大させるかそし
て／または反応性脱硫剤の反応速度を増大させる。
【０００９】本発明の一つの特徴によれば、反応性脱硫
剤は少なくとも一部分または全体が熱吸収剤で被覆され
ている。反応性脱硫剤は熱吸収性混合物で予備被覆され
ていてもよいし、または熔融銑鉄に添加する直前に熱吸
収性混合物で被覆されていてもよい。本発明の一つの特
別な特徴では、反応性脱硫剤は熱吸収性化合物で十分に
被覆して、反応性脱硫剤が銑鉄中の硫黄の有意な量と反
応する前に反応性脱硫剤の気化速度を低減させるかまた
はその気化を阻害する。
剤は少なくとも一部分または全体が熱吸収剤で被覆され
ている。反応性脱硫剤は熱吸収性混合物で予備被覆され
ていてもよいし、または熔融銑鉄に添加する直前に熱吸
収性混合物で被覆されていてもよい。本発明の一つの特
別な特徴では、反応性脱硫剤は熱吸収性化合物で十分に
被覆して、反応性脱硫剤が銑鉄中の硫黄の有意な量と反
応する前に反応性脱硫剤の気化速度を低減させるかまた
はその気化を阻害する。
【００１０】本発明の他の特徴によれば、反応性脱硫剤
は少なくとも周囲の温度（すなわち７０゜Ｆ）では固体
の材料である。反応性脱硫剤は単一の材料又は多数の材
料で作られていてよい。好ましくは、反応性脱硫剤は、
少なくとも熔融鉄例えば熔融銑鉄と組み合わせる直前ま
でその固体形態を維持するよう選択される。反応性脱硫
剤はまた硫黄と反応するかそして／または鉄から硫黄を
除去するよう選択されてもよい。さらに、反応性脱硫剤
は脱硫プロセス過程で望ましくない材料例えば硫黄が銑
鉄中に導入されるのを最小限とするように選定される。
本発明の一つの特別な態様では、反応性脱硫剤は、マグ
ネシウム、マグネシウム合金および／またはマグネシウ
ム化合物を包含するマグネシウム剤である。別の特別な
態様では、マグネシウム剤は主にマグネシウム金属から
なる。明らかに、その他のまたは追加の反応性脱硫剤を
使用することができ、例えば、限定されるものではない
が、カルシウム、酸化カルシウムおよび／または炭化カ
ルシウムがあげられる。本発明のさらに他の特徴によれ
ば、熱吸収性化合物粒子で被覆される反応性脱硫剤の重
量％は前記反応性脱硫剤粒子上に直接存在する熱吸収性
化合物の粒子の重量％よりも大きい。好ましくは、反応
性脱硫剤の粒子サイズは熱吸収性化合物の平均粒子サイ
ズよりも大きい。一つの好ましい態様では、被覆される
反応性脱硫剤の平均粒子サイズは、反応性脱硫剤の粒子
に被覆される熱吸収性化合物の平均粒子サイズよりも少
なくとも２倍大きい。一つの特別な態様では、反応性脱
硫剤の平均粒子サイズは熱吸収性化合物の最大粒子サイ
ズの約２−１０００倍である。
は少なくとも周囲の温度（すなわち７０゜Ｆ）では固体
の材料である。反応性脱硫剤は単一の材料又は多数の材
料で作られていてよい。好ましくは、反応性脱硫剤は、
少なくとも熔融鉄例えば熔融銑鉄と組み合わせる直前ま
でその固体形態を維持するよう選択される。反応性脱硫
剤はまた硫黄と反応するかそして／または鉄から硫黄を
除去するよう選択されてもよい。さらに、反応性脱硫剤
は脱硫プロセス過程で望ましくない材料例えば硫黄が銑
鉄中に導入されるのを最小限とするように選定される。
本発明の一つの特別な態様では、反応性脱硫剤は、マグ
ネシウム、マグネシウム合金および／またはマグネシウ
ム化合物を包含するマグネシウム剤である。別の特別な
態様では、マグネシウム剤は主にマグネシウム金属から
なる。明らかに、その他のまたは追加の反応性脱硫剤を
使用することができ、例えば、限定されるものではない
が、カルシウム、酸化カルシウムおよび／または炭化カ
ルシウムがあげられる。本発明のさらに他の特徴によれ
ば、熱吸収性化合物粒子で被覆される反応性脱硫剤の重
量％は前記反応性脱硫剤粒子上に直接存在する熱吸収性
化合物の粒子の重量％よりも大きい。好ましくは、反応
性脱硫剤の粒子サイズは熱吸収性化合物の平均粒子サイ
ズよりも大きい。一つの好ましい態様では、被覆される
反応性脱硫剤の平均粒子サイズは、反応性脱硫剤の粒子
に被覆される熱吸収性化合物の平均粒子サイズよりも少
なくとも２倍大きい。一つの特別な態様では、反応性脱
硫剤の平均粒子サイズは熱吸収性化合物の最大粒子サイ
ズの約２−１０００倍である。
【００１１】一つの態様では、反応性脱硫剤の平均粒子
サイズは約１．５ｍｍまで、そして好ましくは約０．２
−１ｍｍ，そしてさらに好ましくは約０．５−１ｍｍで
ある。別の態様では、反応性脱硫剤の粒子を被覆するの
に使用する熱吸収性化合物の平均粒子サイズは、約０．
５ｍｍまで、そして好ましくは約０．２５ｍｍまで，そ
してさらに好ましくは約０．１８ｍｍまで、そしてより
さらに好ましくは約０．１５ｍｍまで、そしてそれより
もさらに好ましくは約０．１１ｍｍまでである。さらに
他の態様では、熱吸収性化合物の粒子で被覆される反応
性脱硫剤粒子の重量％は反応性脱硫剤および熱吸収性化
合物の重量の総和の約５０−９９重量％である。明らか
に、反応性脱硫剤粒子は熱吸収性化合物の粒子で部分的
にまたはは全体に被覆されている。反応性脱硫剤粒子が
少なくとも約１０％部分的にのみ被覆されていて、そし
て好ましくは反応性脱硫剤粒子の表面の大部分が覆われ
ている。好ましくは、熱吸収性化合物は被覆された粒子
の少なくとも約１重量％、さらに好ましくは、少なくと
も約２重量％そしてよりさらに好ましくは、約２−３０
重量％を構成している。熱吸収性化合物の粒子は、単独
または多数の反応性脱硫剤粒子との配合物または団塊を
形成している。このような配合物または団塊において、
熱吸収性化合物の重量％は、非団塊被覆反応性脱硫剤粒
子をもとにして熱吸収性化合物の重量％よりも大であ
る。団塊での熱吸収性化合物の粒子の重量％は約７０重
量％までであり得る。
サイズは約１．５ｍｍまで、そして好ましくは約０．２
−１ｍｍ，そしてさらに好ましくは約０．５−１ｍｍで
ある。別の態様では、反応性脱硫剤の粒子を被覆するの
に使用する熱吸収性化合物の平均粒子サイズは、約０．
５ｍｍまで、そして好ましくは約０．２５ｍｍまで，そ
してさらに好ましくは約０．１８ｍｍまで、そしてより
さらに好ましくは約０．１５ｍｍまで、そしてそれより
もさらに好ましくは約０．１１ｍｍまでである。さらに
他の態様では、熱吸収性化合物の粒子で被覆される反応
性脱硫剤粒子の重量％は反応性脱硫剤および熱吸収性化
合物の重量の総和の約５０−９９重量％である。明らか
に、反応性脱硫剤粒子は熱吸収性化合物の粒子で部分的
にまたはは全体に被覆されている。反応性脱硫剤粒子が
少なくとも約１０％部分的にのみ被覆されていて、そし
て好ましくは反応性脱硫剤粒子の表面の大部分が覆われ
ている。好ましくは、熱吸収性化合物は被覆された粒子
の少なくとも約１重量％、さらに好ましくは、少なくと
も約２重量％そしてよりさらに好ましくは、約２−３０
重量％を構成している。熱吸収性化合物の粒子は、単独
または多数の反応性脱硫剤粒子との配合物または団塊を
形成している。このような配合物または団塊において、
熱吸収性化合物の重量％は、非団塊被覆反応性脱硫剤粒
子をもとにして熱吸収性化合物の重量％よりも大であ
る。団塊での熱吸収性化合物の粒子の重量％は約７０重
量％までであり得る。
【００１２】さらに他の本発明の特徴によれば、熱吸収
性化合物は固体の炭化物化合物および／またはフェロア
ロイを包含している。炭化物化合物および／またはフェ
ロアロイは好ましくは周囲の温度で固体であり、そして
さらに好ましくは、少なくとも熔融鉄例えば熔融銑鉄と
組み合わせる直前まで固体のままである。炭化物化合物
および／またはフェロアロイは反応性脱硫剤か熱を吸収
除去するように選択し、それによって、熔融銑鉄中の反
応性脱硫剤の滞留時間を増加させるようにする。炭化物
化合物および／またはフェロアロイはまた硫黄と反応性
脱硫剤との硫黄反応のための触媒としても作用する。好
ましくは、炭化物化合物および／またはフェロアロイは
反応性脱硫剤よりも高い融点を有している。別の態様で
は、炭化物化合物および／またはフェロアロイは熔融銑
鉄中で吸熱的に反応および／または解離し、これによっ
て熱を吸収する。一層高い融解温度の炭化物化合物およ
び／またはフェロアロイおよび／または炭化物化合物お
よび／またはフェロアロイの吸熱的反応および／または
解離は炭化物化合物および／またはフェロアロイの周り
の熱を取り込みそして／または吸収する。
性化合物は固体の炭化物化合物および／またはフェロア
ロイを包含している。炭化物化合物および／またはフェ
ロアロイは好ましくは周囲の温度で固体であり、そして
さらに好ましくは、少なくとも熔融鉄例えば熔融銑鉄と
組み合わせる直前まで固体のままである。炭化物化合物
および／またはフェロアロイは反応性脱硫剤か熱を吸収
除去するように選択し、それによって、熔融銑鉄中の反
応性脱硫剤の滞留時間を増加させるようにする。炭化物
化合物および／またはフェロアロイはまた硫黄と反応性
脱硫剤との硫黄反応のための触媒としても作用する。好
ましくは、炭化物化合物および／またはフェロアロイは
反応性脱硫剤よりも高い融点を有している。別の態様で
は、炭化物化合物および／またはフェロアロイは熔融銑
鉄中で吸熱的に反応および／または解離し、これによっ
て熱を吸収する。一層高い融解温度の炭化物化合物およ
び／またはフェロアロイおよび／または炭化物化合物お
よび／またはフェロアロイの吸熱的反応および／または
解離は炭化物化合物および／またはフェロアロイの周り
の熱を取り込みそして／または吸収する。
【００１３】熱吸収性化合物の熱吸収特性は、一期間被
覆された反応性脱硫剤に及ぼす熱量の低減をもたらす。
この熱の低減の期間は反応性脱硫剤が気化しそして熔融
銑鉄から泡立つ速度を低減させる。反応性脱硫剤がマグ
ネシウム剤であるかまたは包含するときは、熱吸収性化
合物は熔融銑鉄中のマグネシウムの滞留時間を増加させ
る働きをして、マグネシウムを熔融銑鉄に溶解させ、そ
の結果マグネシウム熔融銑鉄中の硫黄と反応を続けるこ
とができる。マグネシウムが熔融銑鉄中で固体または液
体の形態で長く滞留しているほど、マグネシウムの脱硫
効率がより高くなる。熔融銑鉄は少なくとも１１４０℃
の温度を有している。マグネシウムは約６４９℃の融点
および約１１０７℃の沸点を有している。熱吸収性化合
物を処方し被覆粒子での反応性脱硫剤例えばマグネシウ
ムの溶融速度および反応性脱硫剤が沸騰し始め、そして
最後には気化する速度を低下させる。熱吸収性化合物は
反応性脱硫剤の周りの温度を一時期マグネシウムの少な
くとも沸点に低下させることが見いだされた。反応性脱
硫剤粒子の周りの低下された温度は、熱吸収性材料が反
応性脱硫剤粒子の表面からそれ自体で解離した後でも生
じる。低下した温度は熱吸収性材料が取り巻いている液
体銑鉄から熱を吸収する結果であり、これにより、熱吸
収性化合物に極めて接近した低下温度環境を生じる。炭
化物化合物および／またはフェロアロイを熱吸収性化合
物としてまたはその一部分として使用するときは、これ
らは好ましくは、限定するものではないが、炭化鉄およ
び／または高炭素フェロマンガンを包含する。本発明の
さらに他の特徴によれば、熱吸収性化合物の粒子は少な
くとも部分的に結合剤によって反応性脱硫剤の粒子表面
に結合されている。結合剤はまた被覆反応性脱硫剤粒子
の流動性の助けをする。結合剤は熱吸収性化合物の反応
性脱硫剤粒子表面に結合させる助けをし、そして／また
は熱吸収性粒子と反応性脱硫剤粒子との配合物および／
または団塊を形成することのできる多くの化合物を包含
することができる。一つの態様では、結合剤は銑鉄に不
利な物質例えば硫黄を導入しないように選択される。結
合剤は、限定されるものではないが、ポリビニルアルコ
ール、多価アルコール誘導体および／またはケイ素化合
物を包含する。
覆された反応性脱硫剤に及ぼす熱量の低減をもたらす。
この熱の低減の期間は反応性脱硫剤が気化しそして熔融
銑鉄から泡立つ速度を低減させる。反応性脱硫剤がマグ
ネシウム剤であるかまたは包含するときは、熱吸収性化
合物は熔融銑鉄中のマグネシウムの滞留時間を増加させ
る働きをして、マグネシウムを熔融銑鉄に溶解させ、そ
の結果マグネシウム熔融銑鉄中の硫黄と反応を続けるこ
とができる。マグネシウムが熔融銑鉄中で固体または液
体の形態で長く滞留しているほど、マグネシウムの脱硫
効率がより高くなる。熔融銑鉄は少なくとも１１４０℃
の温度を有している。マグネシウムは約６４９℃の融点
および約１１０７℃の沸点を有している。熱吸収性化合
物を処方し被覆粒子での反応性脱硫剤例えばマグネシウ
ムの溶融速度および反応性脱硫剤が沸騰し始め、そして
最後には気化する速度を低下させる。熱吸収性化合物は
反応性脱硫剤の周りの温度を一時期マグネシウムの少な
くとも沸点に低下させることが見いだされた。反応性脱
硫剤粒子の周りの低下された温度は、熱吸収性材料が反
応性脱硫剤粒子の表面からそれ自体で解離した後でも生
じる。低下した温度は熱吸収性材料が取り巻いている液
体銑鉄から熱を吸収する結果であり、これにより、熱吸
収性化合物に極めて接近した低下温度環境を生じる。炭
化物化合物および／またはフェロアロイを熱吸収性化合
物としてまたはその一部分として使用するときは、これ
らは好ましくは、限定するものではないが、炭化鉄およ
び／または高炭素フェロマンガンを包含する。本発明の
さらに他の特徴によれば、熱吸収性化合物の粒子は少な
くとも部分的に結合剤によって反応性脱硫剤の粒子表面
に結合されている。結合剤はまた被覆反応性脱硫剤粒子
の流動性の助けをする。結合剤は熱吸収性化合物の反応
性脱硫剤粒子表面に結合させる助けをし、そして／また
は熱吸収性粒子と反応性脱硫剤粒子との配合物および／
または団塊を形成することのできる多くの化合物を包含
することができる。一つの態様では、結合剤は銑鉄に不
利な物質例えば硫黄を導入しないように選択される。結
合剤は、限定されるものではないが、ポリビニルアルコ
ール、多価アルコール誘導体および／またはケイ素化合
物を包含する。
【００１４】本発明の別の態様によれば、銑鉄は脱硫プ
ロセスの過程での雰囲気から遮蔽される。一つの態様で
は、遮蔽は、熔融銑鉄の周りの不活性および／または非
酸化性環境を創製する形態を取る。不活性および／また
は非酸化性環境は、銑鉄を不活性および／または非酸化
性ガスを満たした室に入れることにより、そして／また
は不活性および／または非酸化性ガスを脱硫プロセスの
過程で銑鉄の上部を流すことにより形成される。不活性
および／または非酸化性環境は、酸素が銑鉄と接触し、
脱硫剤の種々の成分を酸化することを阻止または防止
し、そして／または脱硫の過程で銑鉄と反応することを
阻止または防止する。不活性および／または非酸化性環
境を形成するのに使用される不活性および／または非酸
化性ガスは、限定されるものではないが、ヘリウム、窒
素、アルゴンおよび天然ガスを包含する。
ロセスの過程での雰囲気から遮蔽される。一つの態様で
は、遮蔽は、熔融銑鉄の周りの不活性および／または非
酸化性環境を創製する形態を取る。不活性および／また
は非酸化性環境は、銑鉄を不活性および／または非酸化
性ガスを満たした室に入れることにより、そして／また
は不活性および／または非酸化性ガスを脱硫プロセスの
過程で銑鉄の上部を流すことにより形成される。不活性
および／または非酸化性環境は、酸素が銑鉄と接触し、
脱硫剤の種々の成分を酸化することを阻止または防止
し、そして／または脱硫の過程で銑鉄と反応することを
阻止または防止する。不活性および／または非酸化性環
境を形成するのに使用される不活性および／または非酸
化性ガスは、限定されるものではないが、ヘリウム、窒
素、アルゴンおよび天然ガスを包含する。
【００１５】本発明のさらに他の特徴によれば、カルシ
ウム化合物を被覆反応性脱硫剤と共に添加して銑鉄から
の硫黄の除去の助けをする。カルシウム化合物は熔融銑
鉄中で硫黄と反応するように選択する。様々なカルシウ
ム化合物を使用することができ、例えば、限定されるも
のではないが、酸化カルシウム、炭化カルシウム、炭酸
カルシウム、カルシウムシアナミド、よう化カルシウ
ム、硝酸カルシウム、ジアミン石灰、および亜硝酸カル
シウムがある。一つの態様では、カルシウム化合物は解
離して、熔融銑鉄中でカルシウムイオンを形成して硫黄
との反応に利用可能なものとする。カルシウム化合物は
熔融銑鉄の温度よりも低い融点を有していてもよいし、
また有していなくてもよい。別の態様では、カルシウム
化合物は、予めカルシウムイオンと組合わされたイオン
が脱硫プロセスに不利な影響を及ぼさないように選定さ
れる。カルシウム化合物を脱硫剤に使用する場合、カル
シウム化合物は好ましくは酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウム、および／または炭化カルシウムを包含する。さら
に他の態様では、カルシウム化合物の粒子サイズは、カ
ルシウム化合物の熔融銑鉄中の硫黄との必要な反応性ま
たは活性を提供するように選択される。粒子サイズが大
きすぎると、カルシウムイオンがより少なく形成され、
結果として脱硫効率がより貧弱となる。一つの特定の態
様では、カルシウム化合物の粒子サイズを約０．１８ｍ
ｍ未満に（８０メッシュ）維持する。
ウム化合物を被覆反応性脱硫剤と共に添加して銑鉄から
の硫黄の除去の助けをする。カルシウム化合物は熔融銑
鉄中で硫黄と反応するように選択する。様々なカルシウ
ム化合物を使用することができ、例えば、限定されるも
のではないが、酸化カルシウム、炭化カルシウム、炭酸
カルシウム、カルシウムシアナミド、よう化カルシウ
ム、硝酸カルシウム、ジアミン石灰、および亜硝酸カル
シウムがある。一つの態様では、カルシウム化合物は解
離して、熔融銑鉄中でカルシウムイオンを形成して硫黄
との反応に利用可能なものとする。カルシウム化合物は
熔融銑鉄の温度よりも低い融点を有していてもよいし、
また有していなくてもよい。別の態様では、カルシウム
化合物は、予めカルシウムイオンと組合わされたイオン
が脱硫プロセスに不利な影響を及ぼさないように選定さ
れる。カルシウム化合物を脱硫剤に使用する場合、カル
シウム化合物は好ましくは酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウム、および／または炭化カルシウムを包含する。さら
に他の態様では、カルシウム化合物の粒子サイズは、カ
ルシウム化合物の熔融銑鉄中の硫黄との必要な反応性ま
たは活性を提供するように選択される。粒子サイズが大
きすぎると、カルシウムイオンがより少なく形成され、
結果として脱硫効率がより貧弱となる。一つの特定の態
様では、カルシウム化合物の粒子サイズを約０．１８ｍ
ｍ未満に（８０メッシュ）維持する。
【００１６】本発明のさらに他の特徴によれば、炭化物
化合物を被覆反応性脱硫剤と共に添加して銑鉄からの硫
黄の除去の助けをする。炭化物化合物は、反応性脱硫剤
粒子の表面に被覆される熱吸収性化合物と同一である
か、包含するか、または異なった化合物であってよい。
非被覆炭化物を使用する場合、炭化物粒子は約１．５ｍ
ｍまでのサイズ、好ましくは、約０．１８ｍｍ未満（８
０メッシュ）のサイズを有している。
化合物を被覆反応性脱硫剤と共に添加して銑鉄からの硫
黄の除去の助けをする。炭化物化合物は、反応性脱硫剤
粒子の表面に被覆される熱吸収性化合物と同一である
か、包含するか、または異なった化合物であってよい。
非被覆炭化物を使用する場合、炭化物粒子は約１．５ｍ
ｍまでのサイズ、好ましくは、約０．１８ｍｍ未満（８
０メッシュ）のサイズを有している。
【００１７】本発明のさらに他の特徴によれば、ガスを
被覆反応性脱硫剤と共に添加して熔融銑鉄での混合およ
び分散の助けをする。この混合作用によって熔融銑鉄で
の硫黄の反応速度が増大される結果となる。一つの態様
では、ガスはガス生成化合物から形成される。一つの特
別な態様では、ガス生成化合物は、熔融銑鉄との接触に
よってガスが生成されるように選択される。生成したガ
スは銑鉄中で脱硫剤の様々な成分と混合して脱硫剤の脱
硫効率を増大させる。ガスは硫黄との反応に利用し得る
活性部位を最大とするように脱硫剤を分散させて、これ
により銑鉄からの硫黄の除去効率をさらに増大させる。
銑鉄に加えられるガスおよび／またはガス生成化合物か
らのガスは好ましくは脱硫プロセスおよび／または脱硫
プロセスの周囲の環境に有害なものではない。 一つの
態様では、ガス生成化合物は周囲の温度で固体の化合物
である。 使用しうるガス生成化合物は、限定されるも
のではないが、石炭、プラスチック、ゴム、固体の炭化
水素、固体のアルコール、固体の窒素含有化合物、固体
のエステルおよび／または固体のエーテルを包含する。
被覆反応性脱硫剤と共に添加して熔融銑鉄での混合およ
び分散の助けをする。この混合作用によって熔融銑鉄で
の硫黄の反応速度が増大される結果となる。一つの態様
では、ガスはガス生成化合物から形成される。一つの特
別な態様では、ガス生成化合物は、熔融銑鉄との接触に
よってガスが生成されるように選択される。生成したガ
スは銑鉄中で脱硫剤の様々な成分と混合して脱硫剤の脱
硫効率を増大させる。ガスは硫黄との反応に利用し得る
活性部位を最大とするように脱硫剤を分散させて、これ
により銑鉄からの硫黄の除去効率をさらに増大させる。
銑鉄に加えられるガスおよび／またはガス生成化合物か
らのガスは好ましくは脱硫プロセスおよび／または脱硫
プロセスの周囲の環境に有害なものではない。 一つの
態様では、ガス生成化合物は周囲の温度で固体の化合物
である。 使用しうるガス生成化合物は、限定されるも
のではないが、石炭、プラスチック、ゴム、固体の炭化
水素、固体のアルコール、固体の窒素含有化合物、固体
のエステルおよび／または固体のエーテルを包含する。
【００１８】本発明のさらに他の態様では、スラグ改良
剤を被覆反応性脱硫剤と共に添加してさらに多くの流体
スラグを発生させ、そして／またはスラグ内に閉じ込め
られた液状銑鉄の量を低下させる。様々のスラグ改良剤
を使用することができ、例えば、限定されるものではな
いが、冶金および／または酸等級の蛍石、ドロマイト性
石灰、シリカ、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化
カリウム、カリ、クリオライト、クリオライトカリウ
ム、コレマナイト、塩化カルシウム、アルミン酸カルシ
ウム、フッ化ナトリウム、無水ほう砂、ネフェリンシエ
ナイト、および／またはソーダ灰が挙げられる。一つの
態様では、冶金および／または酸等級の蛍石、例えば、
限定されるものではないが、フッ化カルシウムを使用す
る。冶金および／または酸等級の蛍石は、スラグの物理
的性質に所望の変性をもたらす。スラグ改良剤の量はス
ラグの粘度を不当に低減させることなくスラグの特性を
改善するように選択し、これにより、硫黄が熔融銑鉄に
容易に送り返される。
剤を被覆反応性脱硫剤と共に添加してさらに多くの流体
スラグを発生させ、そして／またはスラグ内に閉じ込め
られた液状銑鉄の量を低下させる。様々のスラグ改良剤
を使用することができ、例えば、限定されるものではな
いが、冶金および／または酸等級の蛍石、ドロマイト性
石灰、シリカ、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化
カリウム、カリ、クリオライト、クリオライトカリウ
ム、コレマナイト、塩化カルシウム、アルミン酸カルシ
ウム、フッ化ナトリウム、無水ほう砂、ネフェリンシエ
ナイト、および／またはソーダ灰が挙げられる。一つの
態様では、冶金および／または酸等級の蛍石、例えば、
限定されるものではないが、フッ化カルシウムを使用す
る。冶金および／または酸等級の蛍石は、スラグの物理
的性質に所望の変性をもたらす。スラグ改良剤の量はス
ラグの粘度を不当に低減させることなくスラグの特性を
改善するように選択し、これにより、硫黄が熔融銑鉄に
容易に送り返される。
【００１９】本発明の別の態様によれば、脱硫剤は熔融
鉄例えば銑鉄の表面下に注入される。 脱硫剤が注入さ
れ、その結果、被覆反応性脱硫剤がそれ自体で銑鉄中に
注入されるか、脱硫剤の他の成分と共に注入されるか、
または脱硫剤の他の成分と共注入される。一つの態様で
は、脱硫成分は銑鉄に注入される前に半濃厚な状態で流
動化している。流動化された脱硫剤はキャリアガスによ
り銑鉄中に運ばれる。
鉄例えば銑鉄の表面下に注入される。 脱硫剤が注入さ
れ、その結果、被覆反応性脱硫剤がそれ自体で銑鉄中に
注入されるか、脱硫剤の他の成分と共に注入されるか、
または脱硫剤の他の成分と共注入される。一つの態様で
は、脱硫成分は銑鉄に注入される前に半濃厚な状態で流
動化している。流動化された脱硫剤はキャリアガスによ
り銑鉄中に運ばれる。
【００２０】他の特別な態様では、キャリアガスは脱硫
剤の成分に対して不活性であるか、そして／または非酸
化性である。使用し得るキャリアガスは、限定されるも
のではないが、例えば、アルゴン、窒素、ヘリウム、天
然ガスまたは様々なその他の不活性そして／または非酸
化性ガスである。
剤の成分に対して不活性であるか、そして／または非酸
化性である。使用し得るキャリアガスは、限定されるも
のではないが、例えば、アルゴン、窒素、ヘリウム、天
然ガスまたは様々なその他の不活性そして／または非酸
化性ガスである。
【００２１】本発明の主要な目的は、鉄の脱硫効率を増
大する脱硫剤を提供するにある。
大する脱硫剤を提供するにある。
【００２２】本発明の他の目的は、脱硫過程で形成され
る硫黄化合物を保持する脱硫剤を提供するにある。
る硫黄化合物を保持する脱硫剤を提供するにある。
【００２３】本発明のさらに他の目的は、鉄、例えば銑
鉄から硫黄を除去する反応性脱硫剤を包含する脱硫剤を
提供するにある。
鉄から硫黄を除去する反応性脱硫剤を包含する脱硫剤を
提供するにある。
【００２４】本発明のさらに他の目的は、熔融銑鉄中の
反応性脱硫剤の気化速度を低下させる熱吸収性化合物を
包含する脱硫剤を提供するにある。
反応性脱硫剤の気化速度を低下させる熱吸収性化合物を
包含する脱硫剤を提供するにある。
【００２５】本発明のさらに他の目的は、熱吸収性化合
物の粒子で被覆されたを反応性脱硫剤の粒子を包含する
脱硫剤を提供するにある。
物の粒子で被覆されたを反応性脱硫剤の粒子を包含する
脱硫剤を提供するにある。
【００２６】本発明の別の目的は、反応性脱硫剤の粒子
サイズが実質的に反応性脱硫剤の粒子の表面に被覆され
ている熱吸収性化合物の粒子のサイズよりも大きい脱硫
剤を提供するにある。本発明の他の目的は、反応性脱硫
剤の粒子を被覆するのに用いる熱吸収性化合物が熔融銑
鉄を処理する温度以下の融点を有する炭化物および／ま
たはフェロアロイを包含する脱硫剤を提供するにある。
サイズが実質的に反応性脱硫剤の粒子の表面に被覆され
ている熱吸収性化合物の粒子のサイズよりも大きい脱硫
剤を提供するにある。本発明の他の目的は、反応性脱硫
剤の粒子を被覆するのに用いる熱吸収性化合物が熔融銑
鉄を処理する温度以下の融点を有する炭化物および／ま
たはフェロアロイを包含する脱硫剤を提供するにある。
【００２７】本発明のさらに別の目的は、反応性脱硫剤
粒子の重量が実質的に反応性脱硫剤の粒子の表面に被覆
されている熱吸収性化合物の重量よりも大きい脱硫剤を
提供するにある。
粒子の重量が実質的に反応性脱硫剤の粒子の表面に被覆
されている熱吸収性化合物の重量よりも大きい脱硫剤を
提供するにある。
【００２８】本発明のさらに別の目的は、反応性脱硫剤
粒子の表面に熱吸収性化合物粒子を結合する結合剤を包
含する脱硫剤を提供するにある。
粒子の表面に熱吸収性化合物粒子を結合する結合剤を包
含する脱硫剤を提供するにある。
【００２９】本発明のさらに別の目的は、熔融銑鉄と接
触するときにガスを放出するガス生成または揮発分生成
化合物を包含する脱硫剤を提供するにある。
触するときにガスを放出するガス生成または揮発分生成
化合物を包含する脱硫剤を提供するにある。
【００３０】本発明の別の目的は、銑鉄から硫黄を除去
するためのカルシウムおよび／または炭化物化合物を包
含する脱硫剤を提供するにある。
するためのカルシウムおよび／または炭化物化合物を包
含する脱硫剤を提供するにある。
【００３１】本発明のさらに別の目的は、銑鉄の表面で
のスラグのスラグ特性を改善するためのスラグ改良剤を
包含する脱硫剤を提供するにある。
のスラグのスラグ特性を改善するためのスラグ改良剤を
包含する脱硫剤を提供するにある。
【００３２】本発明の他の目的は、銑鉄の表面下に注入
される脱硫剤を提供するにある。
される脱硫剤を提供するにある。
【００３３】これらの、またその他の本発明の目的は図
面と共にみて以下の好ましい態様の詳しい記載を読み、
理解すると当業者にとって明らかとなる。
面と共にみて以下の好ましい態様の詳しい記載を読み、
理解すると当業者にとって明らかとなる。
【００３４】
【発明の実施の態様】本発明の好ましい実施態様のみを
例示することを目的とし、その限定を目的としない開示
をしている図面を参照するに、図１は熔融鉄から硫黄を
除去するのに用いる先行技術による脱硫剤、例えばＫｏ
ｒｏｓ４，３４５，９４０に開示されている脱硫剤を例
示している。脱硫剤は、カルシウム化合物例えば酸化カ
ルシウム（ＣａＯ）および／または炭化カルシウム（Ｃ
ａＣ2 ）粒子２０、炭化水素揮発分（ＨＣ），およびマ
グネシウム（Ｍｇ）の組み合わせである。カルシウム化
合物粒子２０は鉄３０中の硫黄と反応してスラグ層中に
硫化カルシウムを形成する。好ましくは、熔融鉄は銑鉄
であるが；熔融鉄はその他のタイプの鉄であってよい。
硫黄と反応しないカルシウム化合物粒子２０はスラグ層
４０中に移動する。マグネシウムおよび炭化水素揮発分
は、熔融銑鉄３０と接触すると直ちに気化してマグネシ
ウム蒸気気泡５０および水素および／または炭化水素気
泡６０を形成する。気泡５０および６０は、気泡が銑鉄
中およびスラグ層４０中を上に移動するにつれて、銑鉄
で乱流を生じる。気泡で生じる乱流は脱硫剤２０による
硫黄除去効率を増大させる。熔融銑鉄中のマグネシウム
の滞留時間は、銑鉄３０中のマグネシウムが直ちに気化
するために、極めて短い。マグネシウムは、認めるに足
る量の硫黄を除去し得る前に、銑鉄中にまず溶解しなけ
ればならないので、マグネシウムの大部分は銑鉄３０で
硫黄と反応しない。
例示することを目的とし、その限定を目的としない開示
をしている図面を参照するに、図１は熔融鉄から硫黄を
除去するのに用いる先行技術による脱硫剤、例えばＫｏ
ｒｏｓ４，３４５，９４０に開示されている脱硫剤を例
示している。脱硫剤は、カルシウム化合物例えば酸化カ
ルシウム（ＣａＯ）および／または炭化カルシウム（Ｃ
ａＣ2 ）粒子２０、炭化水素揮発分（ＨＣ），およびマ
グネシウム（Ｍｇ）の組み合わせである。カルシウム化
合物粒子２０は鉄３０中の硫黄と反応してスラグ層中に
硫化カルシウムを形成する。好ましくは、熔融鉄は銑鉄
であるが；熔融鉄はその他のタイプの鉄であってよい。
硫黄と反応しないカルシウム化合物粒子２０はスラグ層
４０中に移動する。マグネシウムおよび炭化水素揮発分
は、熔融銑鉄３０と接触すると直ちに気化してマグネシ
ウム蒸気気泡５０および水素および／または炭化水素気
泡６０を形成する。気泡５０および６０は、気泡が銑鉄
中およびスラグ層４０中を上に移動するにつれて、銑鉄
で乱流を生じる。気泡で生じる乱流は脱硫剤２０による
硫黄除去効率を増大させる。熔融銑鉄中のマグネシウム
の滞留時間は、銑鉄３０中のマグネシウムが直ちに気化
するために、極めて短い。マグネシウムは、認めるに足
る量の硫黄を除去し得る前に、銑鉄中にまず溶解しなけ
ればならないので、マグネシウムの大部分は銑鉄３０で
硫黄と反応しない。
【００３５】図２はルクセンブルグ特許第８８，２５２
号に開示されている別の先行技術による脱硫剤を例示し
ている。脱硫剤はフェロマンガン粒子１００およびマグ
ネシウム粒子１１０から作られている。マグネシウムは
熔融銑鉄３０に乱流を生じるのにも使用されている。脱
硫剤１００の主要成分は炭化鉄および／またはフェロマ
ンガンンであり、そして脱硫剤の大部分を構成してい
る。フェロマンガン粒子１００はマグネシウムの粒子１
１０とサイズが同じであるかまたは若干大きめである。
結果として、フェロマンガン１００はマグネシウム１１
０を被覆していないし、また逆も真である。図示されて
いるように、フェロマンガンは熔融銑鉄中の硫黄と反応
してスラグ１２０で硫化マンガンを形成する。スラグ１
２０はまた未反応のフェロマンガンをも包含している。
フェロマンガン粒子は熔融銑鉄中で熔融しているので、
これらの粒子は浴から熱を吸収する。この熱吸収が若干
冷却されているフェロマンガン粒子１００の周りに直後
域を生じる。従って、熔融銑鉄３０中のフェロマンガン
１００に極めて類似しているマグネシウム粒子１１０は
熱がより低い環境にさらされることになる。これらの選
択されたマグネシウム粒子は熱がより低い環境にさらさ
れるが、認めるに足る量のマグネシウムがなお気化し、
そして熔融銑鉄３０で硫黄と反応することなくスラグ１
２０を通って散逸する。
号に開示されている別の先行技術による脱硫剤を例示し
ている。脱硫剤はフェロマンガン粒子１００およびマグ
ネシウム粒子１１０から作られている。マグネシウムは
熔融銑鉄３０に乱流を生じるのにも使用されている。脱
硫剤１００の主要成分は炭化鉄および／またはフェロマ
ンガンンであり、そして脱硫剤の大部分を構成してい
る。フェロマンガン粒子１００はマグネシウムの粒子１
１０とサイズが同じであるかまたは若干大きめである。
結果として、フェロマンガン１００はマグネシウム１１
０を被覆していないし、また逆も真である。図示されて
いるように、フェロマンガンは熔融銑鉄中の硫黄と反応
してスラグ１２０で硫化マンガンを形成する。スラグ１
２０はまた未反応のフェロマンガンをも包含している。
フェロマンガン粒子は熔融銑鉄中で熔融しているので、
これらの粒子は浴から熱を吸収する。この熱吸収が若干
冷却されているフェロマンガン粒子１００の周りに直後
域を生じる。従って、熔融銑鉄３０中のフェロマンガン
１００に極めて類似しているマグネシウム粒子１１０は
熱がより低い環境にさらされることになる。これらの選
択されたマグネシウム粒子は熱がより低い環境にさらさ
れるが、認めるに足る量のマグネシウムがなお気化し、
そして熔融銑鉄３０で硫黄と反応することなくスラグ１
２０を通って散逸する。
【００３６】図３を参照するに、マグネシウム粒子２１
０の反応性脱硫剤および高炭素フェロマンガンおよび／
または炭化鉄粒子２２０の熱吸収剤から形成される脱硫
剤が例示されている。しかしながら、熱吸収剤は高炭素
フェロマンガンおよび／または炭化鉄以外の元素または
化合物を包含しているかまたはそれであってもよい。こ
の一つの好ましい態様では、反応性脱硫剤はマグネシウ
ム粒子２１０であり、そして熱吸収剤は高炭素フェロマ
ンガンおよび／または炭化鉄２２０である。
０の反応性脱硫剤および高炭素フェロマンガンおよび／
または炭化鉄粒子２２０の熱吸収剤から形成される脱硫
剤が例示されている。しかしながら、熱吸収剤は高炭素
フェロマンガンおよび／または炭化鉄以外の元素または
化合物を包含しているかまたはそれであってもよい。こ
の一つの好ましい態様では、反応性脱硫剤はマグネシウ
ム粒子２１０であり、そして熱吸収剤は高炭素フェロマ
ンガンおよび／または炭化鉄２２０である。
【００３７】脱硫剤２００はマグネシウム粒子２１０を
高炭素フェロマンガンおよび／または炭化鉄粒子２２０
で被覆することによって形成される。マグネシウム粒子
２１０は一般には純粋なマグネシウムであるが、マグネ
シウム合金および／またはマグネシウム化合物を包含し
ているかまたは代わりにそれらであってよい。高炭素フ
ェロマンガンおよび／または炭化鉄粒子がマグネシウム
粒子の外表面を被覆している。明らかなように、マグネ
シウム粒子は高炭素フェロマンガンおよび／または炭化
鉄粒子で被覆されている。図３で例示されているよう
に、被覆粒子のサイズはんマグネシウム粒子のサイズよ
りも小さい。好ましくは、マグネシウムの平均粒子サイ
ズは、少なくとも被覆粒子の最大粒子サイズよりも少な
くとも２倍大きいものである。マグネシウムの平均粒子
サイズは約０．５ｍｍまでのサイズで変化し得る。被覆
粒子の平均粒子サイズは約０．５ｍｍまでのサイズで変
化し得る。マグネシウム粒子は脱硫剤の少なくとも５０
％を構成している。被覆の重量％は約２−５０重量％で
ある。
高炭素フェロマンガンおよび／または炭化鉄粒子２２０
で被覆することによって形成される。マグネシウム粒子
２１０は一般には純粋なマグネシウムであるが、マグネ
シウム合金および／またはマグネシウム化合物を包含し
ているかまたは代わりにそれらであってよい。高炭素フ
ェロマンガンおよび／または炭化鉄粒子がマグネシウム
粒子の外表面を被覆している。明らかなように、マグネ
シウム粒子は高炭素フェロマンガンおよび／または炭化
鉄粒子で被覆されている。図３で例示されているよう
に、被覆粒子のサイズはんマグネシウム粒子のサイズよ
りも小さい。好ましくは、マグネシウムの平均粒子サイ
ズは、少なくとも被覆粒子の最大粒子サイズよりも少な
くとも２倍大きいものである。マグネシウムの平均粒子
サイズは約０．５ｍｍまでのサイズで変化し得る。被覆
粒子の平均粒子サイズは約０．５ｍｍまでのサイズで変
化し得る。マグネシウム粒子は脱硫剤の少なくとも５０
％を構成している。被覆の重量％は約２−５０重量％で
ある。
【００３８】図４Ａ及び４Ｂを参照するに、マグネシウ
ム粒子２１０は熱吸収性化合物２２０、例えば、高炭素
フェロマンガンおよび／または炭化鉄で被覆してマグネ
シウム粒子２１０が熔融銑鉄３０中で気化する速度を低
下させる。図４Ａに例示しているように、熱吸収性化合
物は熱を吸収し、これによって、一時期マグネシウム粒
子を熔融銑鉄３０でさらす温度または熱量を低減させ
る。熔融銑鉄３０を銑鉄の融点以上に維持し、そして一
般に約２２００−２６５０°Ｆの温度に維持する。図４
Ａに示すように、熱吸収性化合物はマグネシウム粒子の
周りに擬熱遮蔽２３０を形成し、それによって、マグネ
シウム粒子を一時期さらす温度はマグネシウムの沸点よ
り低いかまたはほぼ等しい。熱吸収性化合物により形成
される擬熱遮蔽２３０により、マグネシウムが図４Ｂに
示すように液体形態２４０で保持することができる。結
果として、マグネシウムがより長い時間液体形態で維持
してマグネシウムを熔融鉄に溶解しそして熔融銑鉄で溶
解硫黄と反応させ、硫化マグネシウムを形成させ、これ
が熔融銑鉄の表面に上昇してスラグ２５０を形成する。
図４Ｂに示すように、熱吸収性化合物は炭化鉄および／
または高炭素フェロマンガンである。炭化鉄および／ま
たは高炭素フェロマンガンは、熔融銑鉄にさらされる
と、溶液に溶解及び／または解離する。粒子が溶解する
に連れて、粒子は粒子の周りの熱を吸収する。鉄での炭
化鉄の解離は吸熱反応であり、これにより熱を吸収す
る。被覆粒子層と組合わされたこの熱吸収機構はマグネ
シウム粒子の周りに擬熱遮蔽を形成する。硫黄と非常に
反応性の元素であるマグネシウムは、マグネシウムが熔
融銑鉄に溶解すると速やかに硫化マグネシウムを形成す
る。形成された硫化マグネシウムはスラグ層２５０に上
昇する。
ム粒子２１０は熱吸収性化合物２２０、例えば、高炭素
フェロマンガンおよび／または炭化鉄で被覆してマグネ
シウム粒子２１０が熔融銑鉄３０中で気化する速度を低
下させる。図４Ａに例示しているように、熱吸収性化合
物は熱を吸収し、これによって、一時期マグネシウム粒
子を熔融銑鉄３０でさらす温度または熱量を低減させ
る。熔融銑鉄３０を銑鉄の融点以上に維持し、そして一
般に約２２００−２６５０°Ｆの温度に維持する。図４
Ａに示すように、熱吸収性化合物はマグネシウム粒子の
周りに擬熱遮蔽２３０を形成し、それによって、マグネ
シウム粒子を一時期さらす温度はマグネシウムの沸点よ
り低いかまたはほぼ等しい。熱吸収性化合物により形成
される擬熱遮蔽２３０により、マグネシウムが図４Ｂに
示すように液体形態２４０で保持することができる。結
果として、マグネシウムがより長い時間液体形態で維持
してマグネシウムを熔融鉄に溶解しそして熔融銑鉄で溶
解硫黄と反応させ、硫化マグネシウムを形成させ、これ
が熔融銑鉄の表面に上昇してスラグ２５０を形成する。
図４Ｂに示すように、熱吸収性化合物は炭化鉄および／
または高炭素フェロマンガンである。炭化鉄および／ま
たは高炭素フェロマンガンは、熔融銑鉄にさらされる
と、溶液に溶解及び／または解離する。粒子が溶解する
に連れて、粒子は粒子の周りの熱を吸収する。鉄での炭
化鉄の解離は吸熱反応であり、これにより熱を吸収す
る。被覆粒子層と組合わされたこの熱吸収機構はマグネ
シウム粒子の周りに擬熱遮蔽を形成する。硫黄と非常に
反応性の元素であるマグネシウムは、マグネシウムが熔
融銑鉄に溶解すると速やかに硫化マグネシウムを形成す
る。形成された硫化マグネシウムはスラグ層２５０に上
昇する。
【００３９】先行技術の脱硫剤でのマグネシウムの滞留
時間と本発明の脱硫剤でのマグネシウムの滞留時間の例
示的比較を図５Ａおよび５Ｂに例示する。図５Ａは、直
ちに気化し、そしてガス気泡で形成した熔融鉄中のマグ
ネシウム粒子を例示している。マグネシウム粒子は、一
旦ガスに気化すると、ガス気泡が急速に銑鉄から速度Ａ
で移動する。銑鉄中でマグネシウムが気化し、銑鉄から
泡としてでる時間は極めて短い。図５Ｂは、熔融銑鉄中
でより長い滞留時間を有するマグネシウム粒子を例示し
ている。より長い滞留時間により、非常に反応性のマグ
ネシウムが熔融銑鉄に溶解しそして熔融銑鉄中で硫黄と
反応して硫化マグネシウムを形成する。
時間と本発明の脱硫剤でのマグネシウムの滞留時間の例
示的比較を図５Ａおよび５Ｂに例示する。図５Ａは、直
ちに気化し、そしてガス気泡で形成した熔融鉄中のマグ
ネシウム粒子を例示している。マグネシウム粒子は、一
旦ガスに気化すると、ガス気泡が急速に銑鉄から速度Ａ
で移動する。銑鉄中でマグネシウムが気化し、銑鉄から
泡としてでる時間は極めて短い。図５Ｂは、熔融銑鉄中
でより長い滞留時間を有するマグネシウム粒子を例示し
ている。より長い滞留時間により、非常に反応性のマグ
ネシウムが熔融銑鉄に溶解しそして熔融銑鉄中で硫黄と
反応して硫化マグネシウムを形成する。
【００４０】マグネシウム粒子の表面の熱吸収性化合物
の粒子サイズは、マグネシウム粒子の表面に被膜を形成
するのに重要である。大きすぎる粒子はマグネシウムの
表面を被覆する事ができないかまたはマグネシウム粒子
の表面にそれら自体が付着して擬熱遮蔽を生成する。極
めて微細な粒子はより良い結合およびより良い熱遮蔽効
果を生じる。熱吸収性化合物の粒子の平均サイズが低減
するにつれて、より多くの粒子を使用してマグネシウム
粒子の表面を被覆する。この現象は図６に例示されてい
る。図６に示すように、平均サイズ０．１ｍｍを有する
より多くの粒子が平均サイズ０．１５ｍｍを有する粒子
よりもマグネシウム粒子の表面を被覆する。熱吸収性化
合物の平均粒子サイズは好ましくは約０．１８ｍｍ未
満、好ましくは約０．１５ｍｍ未満、そしてさらに好ま
しくは約０．１１ｍｍ未満である。
の粒子サイズは、マグネシウム粒子の表面に被膜を形成
するのに重要である。大きすぎる粒子はマグネシウムの
表面を被覆する事ができないかまたはマグネシウム粒子
の表面にそれら自体が付着して擬熱遮蔽を生成する。極
めて微細な粒子はより良い結合およびより良い熱遮蔽効
果を生じる。熱吸収性化合物の粒子の平均サイズが低減
するにつれて、より多くの粒子を使用してマグネシウム
粒子の表面を被覆する。この現象は図６に例示されてい
る。図６に示すように、平均サイズ０．１ｍｍを有する
より多くの粒子が平均サイズ０．１５ｍｍを有する粒子
よりもマグネシウム粒子の表面を被覆する。熱吸収性化
合物の平均粒子サイズは好ましくは約０．１８ｍｍ未
満、好ましくは約０．１５ｍｍ未満、そしてさらに好ま
しくは約０．１１ｍｍ未満である。
【００４１】図７Ａ−７Ｃを参照するに、熱吸収性化合
物の量はマグネシウム粒子をもとにして変化させること
ができる。図７Ａにおいて、熱吸収性化合物粒子１００
はマグネシウム粒子１１０の本質的に全表面を被覆して
いる。図７Ｂでは、熱吸収性化合物粒子１００が部分的
にのみマグネシウム粒子１１０の表面を被覆しているこ
とを例示している。好ましくは、マグネシウム粒子は熱
吸収性化合物粒子により少なくとも１０％被覆してい
る。図７Ｃでは、熱吸収性化合物粒子が多数のマグネシ
ウム粒子との配合物および／または団塊を形成すること
を例示している。
物の量はマグネシウム粒子をもとにして変化させること
ができる。図７Ａにおいて、熱吸収性化合物粒子１００
はマグネシウム粒子１１０の本質的に全表面を被覆して
いる。図７Ｂでは、熱吸収性化合物粒子１００が部分的
にのみマグネシウム粒子１１０の表面を被覆しているこ
とを例示している。好ましくは、マグネシウム粒子は熱
吸収性化合物粒子により少なくとも１０％被覆してい
る。図７Ｃでは、熱吸収性化合物粒子が多数のマグネシ
ウム粒子との配合物および／または団塊を形成すること
を例示している。
【００４２】図８及び８Ａを参照するに、脱硫剤の代替
的態様を示していて、そこでは熱吸収性化合物粒子１０
０を結合剤３００によってマグネシウム粒子１１０の表
面に結合させている。結合剤は、熱吸収性化合物粒子を
マグネシウム剤粒子の表面に結合させる助けをしそして
／または熱吸収性化合物粒子とマグネシウム剤粒子との
団塊を形成させる多くの化合物を包含することができ
る。結合剤はまた熔融銑鉄に注入したときに被覆された
マグネシウム剤粒子の流動性の助けをする。結合剤は、
限定されるものではないが、多価アルコール、それらの
誘導体、および／またはシリコン化合物を包含する。し
かしながら、その他の結合剤を使用することができる。
図８Ａに示すように、結合剤はグリコールを包含する。
的態様を示していて、そこでは熱吸収性化合物粒子１０
０を結合剤３００によってマグネシウム粒子１１０の表
面に結合させている。結合剤は、熱吸収性化合物粒子を
マグネシウム剤粒子の表面に結合させる助けをしそして
／または熱吸収性化合物粒子とマグネシウム剤粒子との
団塊を形成させる多くの化合物を包含することができ
る。結合剤はまた熔融銑鉄に注入したときに被覆された
マグネシウム剤粒子の流動性の助けをする。結合剤は、
限定されるものではないが、多価アルコール、それらの
誘導体、および／またはシリコン化合物を包含する。し
かしながら、その他の結合剤を使用することができる。
図８Ａに示すように、結合剤はグリコールを包含する。
【００４３】図９を参照するに、脱硫剤の別の態様を示
していて、そこではカルシウム脱硫化合物３１０、例え
ば酸化カルシウムをマグネシウム粒子１１０の表面で熱
吸収性化合物粒子１００で被覆する。明らかなように、
その他のまたは追加の化合物または元素をマグネシウム
粒子に被覆して硫黄除去を助け、またスラグを改善する
ことができる。これらの粒子はスラグ改良剤、揮発分生
成化合物、等を包含する。被覆粒子の全部または若干を
結合剤によってマグネシウム粒子に結合することができ
る。
していて、そこではカルシウム脱硫化合物３１０、例え
ば酸化カルシウムをマグネシウム粒子１１０の表面で熱
吸収性化合物粒子１００で被覆する。明らかなように、
その他のまたは追加の化合物または元素をマグネシウム
粒子に被覆して硫黄除去を助け、またスラグを改善する
ことができる。これらの粒子はスラグ改良剤、揮発分生
成化合物、等を包含する。被覆粒子の全部または若干を
結合剤によってマグネシウム粒子に結合することができ
る。
【００４４】図１０は、脱硫剤を熔融銑鉄に注入するこ
とができる一つの方法を例示している。図１０におい
て、容器４００には石灰および／または炭化カルシウム
粒子および炭化鉄および／または高炭素フェロマンガン
で被覆されたマグネシウム粒子の混合物が入っている。
容器４００中のこの混合物は管４２０に入り、そこでキ
ャリアガスによってランス５００に運ばれ、そして次に
熔融銑鉄に注入される。明らかなように、容器４００は
炭化鉄および／または高炭素フェロマンガンで被覆され
たマグネシウムのみを含有していてもよい。
とができる一つの方法を例示している。図１０におい
て、容器４００には石灰および／または炭化カルシウム
粒子および炭化鉄および／または高炭素フェロマンガン
で被覆されたマグネシウム粒子の混合物が入っている。
容器４００中のこの混合物は管４２０に入り、そこでキ
ャリアガスによってランス５００に運ばれ、そして次に
熔融銑鉄に注入される。明らかなように、容器４００は
炭化鉄および／または高炭素フェロマンガンで被覆され
たマグネシウムのみを含有していてもよい。
【００４５】図１１は脱硫剤を熔融銑鉄３０に注入する
ことができる別の方法を例示している。図１１におい
て、マグネシウム粒子および熱吸収性化合物粒子を熔融
銑鉄に注入する直前に一緒に組み合わせる。容器４１０
には石灰および／または炭化カルシウム粒子およびマグ
ネシウム粒子の混合物が入っていて、そして容器４３０
には石灰および／または炭化カルシウム粒子および炭化
鉄および／または高炭素フェロマンガン粒子の混合物が
入っている。容器４００中の粒子は管４２０に入り、そ
こでこれらは容器４３０からの粒子と混合される。粒子
はキャリアガスによってランス５００に運ばれる。管４
２０およびランス５００において、粒子は一緒に混合さ
れ、そして次に熔融銑鉄３０に注入される。明らかなよ
うに、容器４１０にはマグネシウムのみが入り、容器４
３０には炭化鉄および／または高炭素フェロマンガンの
みが入れるだけである。
ことができる別の方法を例示している。図１１におい
て、マグネシウム粒子および熱吸収性化合物粒子を熔融
銑鉄に注入する直前に一緒に組み合わせる。容器４１０
には石灰および／または炭化カルシウム粒子およびマグ
ネシウム粒子の混合物が入っていて、そして容器４３０
には石灰および／または炭化カルシウム粒子および炭化
鉄および／または高炭素フェロマンガン粒子の混合物が
入っている。容器４００中の粒子は管４２０に入り、そ
こでこれらは容器４３０からの粒子と混合される。粒子
はキャリアガスによってランス５００に運ばれる。管４
２０およびランス５００において、粒子は一緒に混合さ
れ、そして次に熔融銑鉄３０に注入される。明らかなよ
うに、容器４１０にはマグネシウムのみが入り、容器４
３０には炭化鉄および／または高炭素フェロマンガンの
みが入れるだけである。
【００４６】図１２は脱硫剤を熔融銑鉄３０に注入する
ことができる他の方法を例示している。図１２におい
て、熱吸収性化合物で被覆されたマグネシウム粒子を石
灰および／または炭化カルシウムと共注入する。容器４
４０には石灰および／または炭化カルシウムおよび脱硫
を増進するかまたはスラグの性質を改善するその他の化
合物の混合物が入っている。容器４５０には、熱吸収性
化合物で被覆されたマグネシウム粒子が入っている。容
器４１０中の粒子は管４２０に入る。容器４５０中の粒
子は管４２０に入り、そこでこれらは容器４４０からの
粒子と混合される。粒子はキャリアガスによってランス
５００に運ばれる。管４２０およびランス５００におい
て、粒子は一緒に混合され、そして次に熔融銑鉄３０に
注入される。
ことができる他の方法を例示している。図１２におい
て、熱吸収性化合物で被覆されたマグネシウム粒子を石
灰および／または炭化カルシウムと共注入する。容器４
４０には石灰および／または炭化カルシウムおよび脱硫
を増進するかまたはスラグの性質を改善するその他の化
合物の混合物が入っている。容器４５０には、熱吸収性
化合物で被覆されたマグネシウム粒子が入っている。容
器４１０中の粒子は管４２０に入る。容器４５０中の粒
子は管４２０に入り、そこでこれらは容器４４０からの
粒子と混合される。粒子はキャリアガスによってランス
５００に運ばれる。管４２０およびランス５００におい
て、粒子は一緒に混合され、そして次に熔融銑鉄３０に
注入される。
【００４７】本発明を好ましい態様について記載した。
好ましい態様および本発明のその他の態様のこれらおよ
びその他の変更は本文の記載から自明であり、これによ
って、前述した記載内容は単に本発明を例示するだけで
あり、限定するものでないものと解すべきである。この
ような変更および改変は、特許請求の範囲に入る限り、
すべて包含されることが企図されているものである。
好ましい態様および本発明のその他の態様のこれらおよ
びその他の変更は本文の記載から自明であり、これによ
って、前述した記載内容は単に本発明を例示するだけで
あり、限定するものでないものと解すべきである。この
ような変更および改変は、特許請求の範囲に入る限り、
すべて包含されることが企図されているものである。
本発明はある部分および部分の配列では物理的な形態を
取り、これらの好ましい態様を詳述し、そして本文の一
部を形成する添付図面で詳述する。
取り、これらの好ましい態様を詳述し、そして本文の一
部を形成する添付図面で詳述する。
【図１】脱硫剤がカルシウム化合物、炭化水素揮発分お
よびマグネシウムを包含する熔融銑鉄中の先行技術の脱
硫剤を例示する絵入り図。
よびマグネシウムを包含する熔融銑鉄中の先行技術の脱
硫剤を例示する絵入り図。
【図２】脱硫剤がフェロマンガンおよびマグネシウムを
包含する熔融銑鉄中の先行技術の脱硫剤を例示する絵入
り図。
包含する熔融銑鉄中の先行技術の脱硫剤を例示する絵入
り図。
【図３】脱硫剤がマグネシウム粒子が炭化鉄および／ま
たは高炭素フェロマンガンで被覆されている本発明の脱
硫剤を例示する絵入り図。
たは高炭素フェロマンガンで被覆されている本発明の脱
硫剤を例示する絵入り図。
【図４】熔融銑鉄中の脱硫剤の状態を例示する絵入り
図。 Ａ：熔融銑鉄中の被覆マグネシウム粒子を取り巻く温度
を例示する絵入り図。 Ｂ：熔融銑鉄中の本発明の脱硫剤の反応を例示する絵入
り図。
図。 Ａ：熔融銑鉄中の被覆マグネシウム粒子を取り巻く温度
を例示する絵入り図。 Ｂ：熔融銑鉄中の本発明の脱硫剤の反応を例示する絵入
り図。
【図５】熔融銑鉄中の脱硫剤のマグネシウム活性を例示
する絵入り図。 Ａ：先行技術の脱硫剤のマグネシウム活性。 Ｂ：本発明の脱硫剤のマグネシウム活性。
する絵入り図。 Ａ：先行技術の脱硫剤のマグネシウム活性。 Ｂ：本発明の脱硫剤のマグネシウム活性。
【図６】被覆剤の粒子サイズの関数としてのマグネシウ
ム剤の粒子に被覆された粒子の数を例示するグラフ。
ム剤の粒子に被覆された粒子の数を例示するグラフ。
【図７】マグネシウム粒子が熱吸収性化合物と結合され
ている本発明の脱硫剤を例示する絵入り図。 Ａ：全体皮膜の例。 Ｂ：部分的被覆の例。 Ｃ：マグネシウム粒子の大部分が熱吸収性化合物と配合
されているかまたは団塊形成されている例。
ている本発明の脱硫剤を例示する絵入り図。 Ａ：全体皮膜の例。 Ｂ：部分的被覆の例。 Ｃ：マグネシウム粒子の大部分が熱吸収性化合物と配合
されているかまたは団塊形成されている例。
【図８】本発明の脱硫剤の粒子を例示する絵入り図。 Ａ：拡大絵入り図。
【図９】マグネシウム粒子が炭化物および酸化カルシウ
ムで被覆されている本発明の脱硫剤の粒子を例示する絵
入り図。
ムで被覆されている本発明の脱硫剤の粒子を例示する絵
入り図。
【図１０】熔融銑鉄に注入されている本発明の脱硫剤を
例示する絵入り図。
例示する絵入り図。
【図１１】熔融銑鉄に注入される前にマグネシウム粒子
が熱吸収性化合物の粒子と混合されている代替的態様を
例示する絵入り図。
が熱吸収性化合物の粒子と混合されている代替的態様を
例示する絵入り図。
【図１２】熔融銑鉄に注入される前に石灰および／また
は炭化カルシウムの粒子が熱吸収性化合物の粒子で被覆
されたマグネシウム粒子と混合されている別の代替的態
様を例示する絵入り図。
は炭化カルシウムの粒子が熱吸収性化合物の粒子で被覆
されたマグネシウム粒子と混合されている別の代替的態
様を例示する絵入り図。
２０・・・酸化カルシウムおよび／または炭化カルシウ
ム粒子 ３０・・・溶融鉄 ４０・・・スラグ層 ５０・・・マグネシウム蒸気気泡 ６０・・・水素および／または炭化水素気泡 １００・・フェロマンガン粒子 １１０・・マグネシウム粒子 １２０・・スラグ ２１０・・マグネシウム粒子 ２２０・・炭化鉄粒子 ２３０・・擬熱遮蔽 ２４０・・液体形態 ２５０・・スラグ層 ３００・・結合剤 ３１０・・カルシウム脱硫化合物 ４００・・容器 ４１０・・容器 ４２０・・管 ４３０・・容器 ４４０・・容器 ４５０・・容器 ５００・・ランス
ム粒子 ３０・・・溶融鉄 ４０・・・スラグ層 ５０・・・マグネシウム蒸気気泡 ６０・・・水素および／または炭化水素気泡 １００・・フェロマンガン粒子 １１０・・マグネシウム粒子 １２０・・スラグ ２１０・・マグネシウム粒子 ２２０・・炭化鉄粒子 ２３０・・擬熱遮蔽 ２４０・・液体形態 ２５０・・スラグ層 ３００・・結合剤 ３１０・・カルシウム脱硫化合物 ４００・・容器 ４１０・・容器 ４２０・・管 ４３０・・容器 ４４０・・容器 ４５０・・容器 ５００・・ランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラルド アール ゼブロウスキ アメリカ合衆国オハイオ州 44236 ハド ソン カンタバリー ドライブ 6488 Ｆターム(参考） 4K014 AA02 AB03 AB08 AB09 AB12 AB13 AB15 AB16 AB21 AB28 AC14 AC16 AD27
Claims (48)
- 【請求項１】 熔融鉄から硫黄を除去するための脱硫剤
において、熱吸収性化合物で少なくとも部分的に被覆さ
れている反応性脱硫剤を包含し、前記熱吸収性化合物が
前記反応性脱硫剤が前記熔融鉄中で気化する速度を低減
するように処方されている上記脱硫剤。 - 【請求項２】 前記反応性脱硫剤が、マグネシウム、固
体マグネシウム化合物、マグネシウム合金、およびそれ
らの組み合わせからなる群から選択されるマグネシウム
剤を包含する請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項３】 前記マグネシウム剤が本質的にマグネシ
ウムである請求項２記載の脱硫剤。 - 【請求項４】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫剤
よりも高い融点を有する請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項５】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫剤
よりも高い融点を有する請求項３記載の脱硫剤。 - 【請求項６】 前記熱吸収性化合物が前記熔融鉄よりも
低い融点を有する請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項７】 前記熱吸収性化合物が前記熔融鉄よりも
低い融点を有する請求項５記載の脱硫剤。 - 【請求項８】 前記熱吸収性化合物が炭化物化合物、フ
ェロアロイ、およびこれらの混合物からなる群から選択
される化合物である請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項９】 前記熱吸収性化合物が炭化物化合物、フ
ェロアロイ、およびこれらの混合物からなる群から選択
される化合物を包含する請求項７記載の脱硫剤。 - 【請求項１０】 前記炭化物化合物が、炭化鉄、高炭素
フェロマンガンおよびこれらの混合物からなる群から選
択される化合物を包含する請求項８記載の脱硫剤。 - 【請求項１１】 前記炭化物化合物が、炭化鉄、高炭素
フェロマンガンおよびこれらの混合物からなる群から選
択される化合物を包含する請求項９記載の脱硫剤。 - 【請求項１２】 前記熔融鉄が熔融銑鉄である請求項１
記載の脱硫剤。 - 【請求項１３】 前記熔融鉄が熔融銑鉄である請求項１
１記載の脱硫剤。 - 【請求項１４】 前記反応性脱硫剤が前記熱吸収性化合
物の粒子サイズの少なくとも約２倍の粒子サイズを有す
る請求項１１記載の脱硫剤。 - 【請求項１５】 前記反応性脱硫剤が前記熱吸収性化合
物の粒子サイズの少なくとも約２倍の粒子サイズを有す
る請求項１３記載の脱硫剤。 - 【請求項１６】 前記反応性脱硫剤が約１．５ｍｍ未満
の粒子サイズを有する請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項１７】 前記反応性脱硫剤が約１．５ｍｍ未満
の粒子サイズを有する請求項１５記載の脱硫剤。 - 【請求項１８】 前記反応性脱硫剤が約０．２ー１ｍｍ
の粒子サイズを有する請求項１６記載の脱硫剤。 - 【請求項１９】 前記反応性脱硫剤が約０．２ー１ｍｍ
の粒子サイズを有する請求項１７記載の脱硫剤。 - 【請求項２０】 前記熱吸収性化合物が約０．１８ｍｍ
未満の粒子サイズを有する請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項２１】 前記熱吸収性化合物が約０．１８ｍｍ
未満の粒子サイズを有する請求項１９記載の脱硫剤。 - 【請求項２２】 前記熱吸収性化合物が約０．１１ｍｍ
未満の粒子サイズを有する請求項２０記載の脱硫剤。 - 【請求項２３】 前記熱吸収性化合物が約０．１１ｍｍ
未満の粒子サイズを有する請求項２１記載の脱硫剤。 - 【請求項２４】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫
剤粒子の全表面領域未満を被覆している請求項１記載の
脱硫剤。 - 【請求項２５】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫
剤粒子の全表面領域未満を被覆している請求項２３記載
の脱硫剤。 - 【請求項２６】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫
剤粒子の実質的に全表面領域を被覆している請求項１記
載の脱硫剤。 - 【請求項２７】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫
剤粒子の実質的に全表面領域を被覆している請求項２３
記載の脱硫剤。 - 【請求項２８】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫
剤の多数の粒子と配合物および／または団塊を形成して
いる請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項２９】 前記熱吸収性化合物が前記反応性脱硫
剤の多数の粒子と配合物および／または団塊を形成して
いる請求項２７記載の脱硫剤。 - 【請求項３０】 前記熱吸収性化合物が結合剤によって
前記反応性脱硫剤に少なくとも部分的に結合されている
請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項３１】 前記熱吸収性化合物が結合剤によって
前記反応性脱硫剤に少なくとも部分的に結合されている
請求項２３記載の脱硫剤。 - 【請求項３２】 前記結合剤が多価アルコール、多価ア
ルコール誘導体、シリコン化合物およびこれらの組み合
わせからなる群から選択される化合物である請求項３０
記載の脱硫剤。 - 【請求項３３】 前記結合剤が多価アルコール、多価ア
ルコール誘導体、シリコン化合物およびこれらの組み合
わせからなる群から選択される化合物である請求項３１
記載の脱硫剤。 - 【請求項３４】 前記熱吸収性化合物が前記熱吸収性化
合物および前記反応性脱硫剤の重量総和の少なくとも約
２重量％を構成している請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項３５】 前記熱吸収性化合物が前記熱吸収性化
合物および前記反応性脱硫剤の重量総和の少なくとも約
２重量％を構成している請求項３３記載の脱硫剤。 - 【請求項３６】 前記熱吸収性化合物が前記熱吸収性化
合物および前記反応性脱硫剤の重量総和の約５−９０重
量％を構成している請求項３４記載の脱硫剤。 - 【請求項３７】 前記熱吸収性化合物が前記熱吸収性化
合物および前記反応性脱硫剤の重量総和の約５−９０重
量％を構成している請求項３５記載の脱硫剤。 - 【請求項３８】 炭化カルシウム、酸化カルシウム、炭
酸カルシウム、塩化カルシウム、カルシウムシアナミ
ド、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、ジアミン石
灰、および亜硝酸カルシウムからなる組から選択される
カルシウム化合物を包含している請求項１記載の脱硫
剤。 - 【請求項３９】 炭化カルシウム、酸化カルシウム、炭
酸カルシウム、塩化カルシウム、カルシウムシアナミ
ド、ヨウ化カルシウム、硝酸カルシウム、ジアミン石
灰、および亜硝酸カルシウムからなる組から選択される
カルシウム化合物を包含している請求項３７記載の脱硫
剤。 - 【請求項４０】 揮発分含有化合物を包含し、前記揮発
分含有化合物が前記熔融銑鉄と接触した後ガス生成物を
放出し、前記ガス生成物が酸素化合物、窒素、窒素化合
物、水素、炭化水素およびこれらの組み合わせからなる
群から選択されるガスを包含する請求項１記載の脱硫
剤。 - 【請求項４１】 揮発分含有化合物を包含し、前記揮発
分含有化合物が前記熔融銑鉄と接触した後ガス生成物を
放出し、前記ガス生成物が酸素化合物、窒素、窒素化合
物、水素、炭化水素およびこれらの組み合わせからなる
群から選択されるガスを包含する請求項３９記載の脱硫
剤。 - 【請求項４２】 スラグ改良剤を包含し、前記スラグ改
良剤が冶金蛍石、酸等級蛍石、ドロマイト性石灰、シリ
カ、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、
カリ、クリオライト、クリオライトカリウム、コレマナ
イト、塩化カルシウム、アルミン酸カルシウム、フッ化
ナトリウム、無水ほう砂、ネフェリンシエナイト、ソー
ダ灰およびこれらの組み合わせを包含する請求項１記載
の脱硫剤。 - 【請求項４３】 スラグ改良剤を包含し、前記スラグ改
良剤が冶金蛍石、酸等級蛍石、ドロマイト性石灰、シリ
カ、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、
カリ、クリオライト、クリオライトカリウム、コレマナ
イト、塩化カルシウム、アルミン酸カルシウム、フッ化
ナトリウム、無水ほう砂、ネフェリンシエナイト、ソー
ダ灰およびこれらの組み合わせを包含する請求項４１記
載の脱硫剤。 - 【請求項４４】 前記反応性脱硫剤および前記熱吸収性
化合物が前記熔融鉄の表面下に注入される請求項１記載
の脱硫剤。 - 【請求項４５】 前記反応性脱硫剤および前記熱吸収性
化合物が前記熔融鉄の表面下に注入される請求項４３記
載の脱硫剤。 - 【請求項４６】 前記反応性脱硫剤および前記熱吸収性
化合物が非硫黄含有キャリアガスを介して前記鉄中に注
入される請求項４５記載の脱硫剤。 - 【請求項４７】 前記反応性脱硫剤および前記熱吸収性
化合物が前記鉄中に注入されるために組合わされ、注入
中に前記熱吸収性化合物が少なくとも部分的に前記反応
性脱硫剤を被覆している請求項１記載の脱硫剤。 - 【請求項４８】 前記熔融銑鉄に反応性脱硫剤および熱
吸収性化合物を加え、前記反応性脱硫剤が少なくとも部
分的に前記熱吸収性化合物で被覆され、前記熱吸収性化
合物が前記熔融銑鉄中で前記反応性脱硫剤が気化する速
度を低下するように処方され、前記反応性脱硫剤が前記
熔融銑鉄中の硫黄と反応するのを増進することからなる
熔融銑鉄を脱硫する方法。
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