BR112015009513B1

BR112015009513B1 - método para dessulfurar ferro fundido e agente de dessulfuração

Info

Publication number: BR112015009513B1
Application number: BR112015009513-5A
Authority: BR
Inventors: Akira Ichikawa; Yoshie Nakai; Toru Ikagawa; Shuei Tanaka; Masanori Nishikori
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2021-01-05
Also published as: CN106062216A; KR20160113212A; KR101818031B1; JP6061053B2; TWI604060B; JPWO2015129173A1; BR112015009513A2; TW201536925A; WO2015129173A1

Abstract

MÉTODO PARA DESSULFURAR FERRO FUNDIDO E AGENTE DE DESSULFURAÇÃO. Trata-se de um método de dessulfuração de ferro fundido e agente de dessulfuração com a capacidade de reduzir um custo de tratamento de dessulfuração alcançando, ao mesmo tempo, capacidade de dessulfuração predeterminada sem usar flúor. Quando o ferro fundido (16) é agitado e, desse modo, dessulfurado, é adicionado ao ferro fundido (16) um agente de dessulfuração (18) obtido misturando-se aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado de modo que uma razão de concentração de massa de Al2O3/ (Al2O3+CaO) seja mais do que 0,01, mas não mais do que 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio, no agente de dessulfuração (18), seja mais do que 0% em massa, mas não mais do que 75% em massa.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente revelação refere-se a um método para dessulfurar ferro fundido e um agente de dessulfuração.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] O ferro fundido extraído de um alto-forno contém alta concentração de enxofre (S) derivado de matérias-primas tal como coque usado no alto-forno. O enxofre é essencialmente um componente que afeta, de modo adverso, a qualidade de aço. Em uma etapa de fabricação de aço, portanto, a dessulfuração de ferro fundido e a dessulfuração de aço líquido são realizadas, dependendo da qualidade exigida de aço. Entre essas, a dessulfuração de ferro fundido é realizada adicionando-se um agente de dessulfuração composto essencialmente de óxido de cálcio calcinado (CaO) não dispendioso ao ferro fundido e, então, agitando e misturando a mistura resultante.

[003] Em tal tratamento de dessulfuração, um agente de produção de escória é usado a fim de acelerar a formação de escória de um agente de dessulfuração a ser adicionado. Como um agente de produção de escória excelente na aceleração de formação de escória de um agente de dessulfuração, um agente de produção de escória com base em fluorita (CaF2) é conhecido. O flúor (F) contido na fluorita, entretanto, tem um risco de afetar, de modo adverso, um ambiente ou corpo humano de modo que um padrão de descarga seja estabelecido para esse elemento. Quando a escória obtida após o tratamento de dessulfuração com fluorita é reciclada, ocorre a eluição de flúor a partir dos produtos reciclados. A fim de evitar tal problema, há uma demanda para um agente de dessulfuração que tem alta capacidade de dessulfurar e não contém um teor de flúor.

[004] Por exemplo, o Documento de Patente 1 revela um aditivo de aço que contém um mineral com base em CaO^AhO3 (aluminato de cálcio) que tem um baixo ponto de fusão como um agente de dessulfuração livre de componente de flúor a ser usado durante a dessulfuração.

[005] Adicionalmente, por exemplo, o Documento de Patente 2 revela, como um agente de dessulfuração livre de flúor, aluminato de cálcio tendo de 40 a 60% de CaO e de 60 a 40% de Al2O3, cada um com base em uma razão de massa como componentes químicos, e um agente de dessulfuração obtido misturando-se o aluminato de cálcio e o óxido de cálcio calcinado (CaO).

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[006] PTL 1: no JP 2003-129122 A

[007] PTL 2: no JP 2007-46083 A SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMA DA TÉCNICA

[008] O aditivo de aço revelado no Documento de Patente 1 causa um aumento no custo para o tratamento de dessulfuração porque uma razão de mistura de aluminato de cálcio que exige um custo de produção alto em um agente de dessulfuração é tão alto quanto 100%.

[009] O aditivo de aço revelado no Documento de Patente 2 causa um aumento de custo para o tratamento de dessulfuração similar àquele revelado no Documento de Patente 1 porque uma razão de mistura de aluminato de cálcio que exige um alto custo de produção em um agente de dessulfuração é tão elevada quanto de 77% a 100%.

[0010] A presente invenção foi, portanto, produzida tendo em vista o problema descrito acima. Um objetivo é fornecer um método de dessulfuração de ferro fundido e um agente de dessulfuração, cada um tendo a capacidade de reduzir um custo para tratamento de dessulfuração alcançando, ao mesmo tempo, capacidade de dessulfuração predeterminada sem usar flúor.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0011] Tendo em vista alcançar o objetivo acima, em uma modalidade da presente invenção, um método é fornecido de, durante o tempo de agitação e, desse modo, dessulfuração de ferro fundido, dessulfurar o ferro fundido adicionando-se ao mesmo um agente de dessulfuração incluindo uma mistura de aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado de modo que uma razão de concentração de massa Al2O3/(Al2O3+CaO) da mistura seja mais do que 0, mas não mais do que 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio da mistura seja mais do que 0% em massa, mas não mais do que 75% em massa.

[0012] Em outra modalidade da presente invenção, é também fornecido um agente de dessulfuração que inclui uma mistura de aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado de modo que uma razão de concentração de massa Al2O3/(Al2O3+CaO) da mistura seja mais do que 0, mas não mais do que 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio da mistura seja mais do que 0% em massa, mas não mais do que 75% em massa.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0013] O método para dessulfurar ferro fundido e agente de dessulfuração, de acordo com a presente invenção, torna possível reduzir um custo para tratamento de dessulfuração alcançando, ao mesmo tempo, capacidade de dessulfuração predeterminada sem usar flúor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] A Figura 1 é um gráfico que mostra a relação entre a razão de alumina na escória e a concentração de S na escória;

[0015] a Figura 2 é uma vista esquemática que mostra um aparelho de dessulfuração do tipo de agitação mecânica a ser usado na Primeira Modalidade da presente invenção; e

[0016] a Figura 3 é uma vista esquemática que mostra um aparelho de dessulfuração do tipo de agitação mecânica a ser usado na Segunda Modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0017] Um modo para realizar a presente invenção (que será doravante denominado "modalidade") será doravante descrito em detalhes. Na descrição detalhada a seguir, muitos detalhes específicos serão descritos para fornecer entendimento completo da modalidade da presente invenção. Será, entretanto, evidente que uma ou mais modalidades podem ser realizadas sem tais detalhes específicos. Além disso, uma estrutura e um aparelho conhecidos são mostrados de modo esquemático para simplificar os desenhos.

[0018] Antes da presente invenção, atentando-se à influência, na capacidade de dessulfuração, da razão de alumina contida em aluminato de cálcio em um agente de dessulfuração, os presentes inventores estudaram a razão de alumina em escória e a concentração de S (% em massa) na escória preparada carregando-se, em ferro fundido, cada um dos agentes de dessulfuração preparados misturando-se óxido de cálcio calcinado (CaO) e aluminato de cálcio em várias razões de mistura. Deve-se observar que o termo "razão de alumina" significa uma razão conforme calculada a partir da % em massa de CaO e Al2O3 na escória representada pela equação (1). Na equação (1), a (%Al2O3) é uma % em massa de Al2O3 na escória e (%CaO) é % em massa de CaO na escória.

[0019] EQUAÇÃO 1 Razão de alumina (%)= (%Al2O3)/(%CaO + %Al2O3) x 100 (1)

[0020] No estudo acima descrito, o aluminato de cálcio foi usado, o qual foi preparado misturando-se óxido de cálcio calcinado e alumina de modo que uma concentração de massa de CaO/Al2O3 seja 1/2, pré- derreter a mistura resultante de óxido de cálcio calcinado e alumina em aluminato de cálcio. Adicionalmente, o agente de dessulfuração foi usado, o qual foi preparado moendo-se o aluminato de cálcio preparado conforme descrito acima e, então, misturando o aluminato de cálcio moído e óxido de cálcio calcinado de modo que uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) para uma razão de concentração de massa predeterminada esteja dentro de uma faixa de mais do que 0, mas não mais do que 0,46. O agente de dessulfuração preparado no processo mencionado acima não contém flúor.

[0021] A Figura 1 mostra os resultados de estudo em relação à razão de alumina na escória formada a partir do agente de dessulfuração acima mencionado e a concentração de S na escória. O resultado do estudo revelou que, em uma região da razão de alumina na escória dentro de uma faixa de mais do que 0%, mas não mais do que 20%, a concentração de S na escória é tão alta quanto 2% ou mais. Esse resultado é previsto que ocorra porque quando a razão de alumina é 0% ou mais, mas não mais do que 20% e é, desse modo, baixa, a mistura uniforme de aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado antecipadamente pode evitar distribuição irregular de aluminato de cálcio e possibilita distribuição regular de aluminato de cálcio em torno de partículas de óxido de cálcio calcinado, de modo que um efeito de aperfeiçoamento da capacidade de dessulfuração de óxido de cálcio possa ser alcançado de modo eficiente. A região da razão de alumina dentro de 0% ou mais, mas não mais do que 20% no agente de dessulfuração do presente estudo corresponde a uma região da razão de aluminato de cálcio no agente de dessulfuração dentro de 0% ou mais, mas não mais do que 30%. Isso significa que os presentes inventores consideraram que em uma região onde a razão de aluminato de cálcio no agente de dessulfuração é baixa, um efeito de alumina para diminuir o ponto de fusão do agente de dessulfuração, que é ação de aluminato de cálcio, e um efeito de aperfeiçoar uma taxa de dissolução do agente de dessulfuração devido a uma fase líquida formada derretendo-se o aluminato de cálcio podem ser obtidos, o que acelera, de modo eficaz, o derretimento de óxido de cálcio do agente de dessulfuração.

[0022] Por outro lado, tornou-se evidente que em uma região da razão de alumina na escória que excede 20%, ocorre uma redução drástica da concentração de S na escória e a concentração de S na escória se torna menos do que 2%. Presume-se que isso ocorra porque um efeito de alumina para reduzir uma razão de distribuição de S na escória (uma razão da concentração de S na escória para a concentração de S no ferro fundido) é maior do que um efeito de aperfeiçoamento de razão de fase líquida do agente de dessulfuração com alumina adicionada devido à redução no ponto de fusão.

[0023] Os presentes inventores revelaram, com base nos resultados de estudo mencionados acima, que um agente de dessulfuração tendo uma baixa razão de alumina e uma baixa razão de aluminato de cálcio tem um efeito de aperfeiçoamento de razão de fase líquida menor do que aquele de um agente de dessulfuração que tem uma alta razão de alumina a partir de um ponto de vista qualitativo, mas devido a um aumento em uma razão de distribuição de S na escória, o mesmo pode dispersar, de modo uniforme, alumina e, desse modo, acelerar, de modo eficaz, derretimento de óxido de cálcio. Considerando que um agente de dessulfuração ajustado para ter uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) de mais do que 0, mas não mais do que 0,20 possa ter capacidade de dessulfuração predeterminada até mesmo se o mesmo for menos eficaz para aperfeiçoar uma razão de fase líquida por causa de uma razão de mistura baixa de aluminato de cálcio, os presentes inventores concluíram a presente invenção. O termo "capacidade de dessulfuração predeterminada" significa capacidade de dessulfuração pelo menos igual àquela de um agente de dessulfuração com o uso de fluorita, um agente de dessulfuração contendo aluminato de cálcio a uma alta razão de mistura, ou similar.

PRIMEIRA MODALIDADE CONSTITUIÇÃO DE APARELHO DE DESSULFURAÇÃO DO TIPO AGITAÇÃO MECÂNICA

[0024] A seguir, um método para dessulfurar ferro fundido 16, de acordo com a Primeira Modalidade da presente invenção, será descrito referindo-se à Figura 2. O método para dessulfurar ferro fundido 16, de acordo com a Primeira Modalidade, é um método de dessulfuração do tipo agitação mecânica com o uso de um aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20a. Primeiramente, a constituição do aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20a a ser usado no método para dessulfurar ferro fundido 16, de acordo com Primeira Modalidade, será descrita.

[0025] O aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20a é equipado com um propulsor 21 feito de um refratário e fornecido em uma extremidade de um eixo de propulsor 211, uma parte de adição de agente de dessulfuração 24 para armazenar um agente de dessulfuração 18 na mesma e adicionar o mesmo ao ferro fundido 16, uma cobertura de coleta de poeira 22, e um duto de exaustão 23.

[0026] O propulsor 21 é uma pá de agitação para agitar o ferro fundido 16 sendo imersa e enterrada, e girada no ferro fundido 16 alojado em uma panela de fundição de ferro fundido 14 carregada em um caminhão 12. Por uma unidade de rotação e unidade de içamento não ilustradas fornecidas no lado da outra extremidade do eixo de propulsor 211, o propulsor 21 pode ser movido de modo ascendente e descendente em uma direção vertical e, ao mesmo tempo, pode ser girado com o eixo de propulsor 211 como o eixo geométrico de rotação.

[0027] A parte de adição de agente de dessulfuração 24 tem uma tremonha 241 para adicionar pelo topo o agente de dessulfuração 18 sobre o ferro fundido 16 e armazenar o agente de dessulfuração 18, um dispositivo de recorte 242 para cortar o agente de dessulfuração 18 a partir da tremonha 241, e uma calha de entrada 243 para inserir o agente de dessulfuração de corte 18 no ferro fundido 16.

[0028] O agente de dessulfuração 18 é preparado misturando-se, de modo uniforme, aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado para ajustar uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) que mostra que a razão de alumina no agente de dessulfuração 18 está dentro de uma faixa de mais do que 0 para não mais do que 0,20 e, ao mesmo tempo, ajustar a razão de mistura de aluminato de cálcio no agente de dessulfuração 18 para estar dentro de uma faixa de mais do que 0% em massa a não mais do que 75% em massa. No estudo acima mencionado, os presentes inventores revelaram que uma razão de distribuição de S na escória pode ser aperfeiçoada ajustando-se a razão de alumina no agente de dessulfuração 18 para 20% ou menos e ajustando-se a razão de mistura de aluminato de cálcio no agente de dessulfuração 18 para mais do que 0% em massa, mas não mais do que 30% em massa. Adicionalmente, conforme descrito posteriormente nos Exemplos, os presentes inventores confirmaram que ajustando-se a razão de alumina no agente de dessulfuração 18 para não mais do que 20%, a capacidade de dessulfuração predeterminada pode ser alcançada até mesmo quando a razão de mistura de aluminato de cálcio no agente de dessulfuração 18 está dentro de uma faixa de mais do que 30% em massa para não mais do que 75% em massa.

[0029] O aluminato de cálcio é preparado misturando-se o óxido de cálcio calcinado e alumina em uma razão de massa predeterminada, pré-derretendo a mistura resultante e, então, moendo-se a mistura pré-derretida. A razão de massa de óxido de cálcio calcinado/alumina predeterminada de aluminato de cálcio é uma razão de massa calculada de modo que a razão de alumina e a razão de mistura de aluminato de cálcio no agente de dessulfuração 18 satisfaça completamente as condições mencionadas acima e seja expressa por uma razão de massa de CaO/Al2O3. Por exemplo, quando a razão de alumina é 20% e a razão de mistura de aluminato de cálcio é 50%, cada uma no agente de dessulfuração 18, uma razão de massa de CaO/Al2O3 de aluminato de cálcio é calculada para ser 3/2.

[0030] A cobertura de coleta de poeira 22 é fornecida de modo a cobrir a porção superior da panela de fundição de ferro fundido 14. O duto de exaustão 23 é preso à cobertura de coleta de poeira 22. No aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20a, exaustão ou poeira gerada durante o tratamento é aspirada através do duto de exaustão 23 para um coletor de poeira (não ilustrado) conectado ao duto de exaustão 23.

[0031] O ferro fundido 16, de acordo com a Primeira Modalidade, não é limitado, e qualquer ferro fundido é utilizável. Descrito especificamente, o ferro fundido recém-extraído de um alto-forno, ferro fundido submetido a pelo menos uma dentre dessiliconização ou desfosforação após extração ou similar pode ser usado.

MÉTODO PARA DESSULFURAR FERRO FUNDIDO

[0032] Um método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Primeira Modalidade, será descrito a seguir. Primeiramente, o caminhão 12 tendo a panela de fundição de ferro fundido 14 no mesmo é movido de modo que o propulsor 21 seja localizado em um centro substancial da panela de fundição de ferro fundido 14. A seguir, o propulsor 21 é abaixado para imergir no ferro fundido 16 e o propulsor 21 é girado. Uma quantidade necessária do agente de dessulfuração 18 alojado na tremonha 241 é cortada com o uso do dispositivo de recorte 242 e adicionada pelo topo sobre o ferro fundido 16 através da calha de entrada 243. Uma quantidade de adição do agente de dessulfuração 18 é determinada com base em várias condições tais como capacidade de dessulfuração do agente de dessulfuração 18, componente e temperatura do ferro fundido 16, concentração de S pretendida após o tratamento e tempo de tratamento. Após agitar durante um tempo predeterminado, a rotação do propulsor 21 é concluída e o propulsor 21 é erguido para completar o tratamento de dessulfuração.

[0033] Conforme descrito acima, o método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Primeira Modalidade, é um método de dessulfuração com o uso do aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20a que adiciona pelo topo o agente de dessulfuração 18 sobre o ferro fundido e usa, como o agente de dessulfuração 18, uma mistura preparada misturando-se aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado de modo que uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) seja mais do que 0, mas não mais do que 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio seja mais do que 0% em massa, mas não mais do que 75% em massa. Isso torna possível produzir um efeito de diminuição de ponto de fusão do agente de dessulfuração 18 e um efeito de aperfeiçoamento de taxa de dissolução do agente de dessulfuração 18, o primeiro sendo realizado por alumina e o último sendo realizado por uma fase líquida formada através de derretimento de aluminato de cálcio. Como resultado, o agente de dessulfuração resultante pode alcançar capacidade de dessulfuração predeterminada pelo menos igual àquela de um agente de dessulfuração tendo uma razão de mistura de aluminato de cálcio tão alta quanto mais do que 75%, um agente de dessulfuração contendo flúor ou similar. Quando comparado com o uso de um agente de dessulfuração que tem uma razão de mistura de aluminato de cálcio tão alta quanto mais do que 75%, portanto, uma quantidade de uso de aluminato de cálcio dispendioso pode ser reduzida e, desse modo, um custo para tratamento de dessulfuração pode ser reduzido. Adicionalmente, quando comparado com o uso de um agente de dessulfuração contendo flúor, um teor de flúor na escória após o tratamento pode ser reduzido.

[0034] Quando a razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) é 0, um efeito de aperfeiçoamento de razão de fase líquida por alumina não pode ser obtido de modo que tal agente de dessulfuração não possa ter alta capacidade de dessulfuração.

SEGUNDA MODALIDADE CONSTITUIÇÃO DE APARELHO DE DESSULFURAÇÃO DO TIPO AGITAÇÃO MECÂNICA

[0035] A seguir, um método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Segunda Modalidade da presente invenção, será descrito referindo-se à Figura 3. Primeiramente, a constituição de um aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20b a ser usado no método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Segunda Modalidade, será descrita.

[0036] O aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20b de acordo com a Segunda Modalidade é diferente do aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20a de acordo com a Primeira Modalidade na constituição de uma parte de adição de agente de dessulfuração 25, mas similar àquele da Primeira Modalidade na outra constituição. Descrito especificamente, de modo similar à Primeira Modalidade, o aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20b é equipado com o propulsor 21, a cobertura de coleta de poeira 22, e o duto de exaustão 23. Adicionalmente, o aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20b é equipado com uma parte de adição de agente de dessulfuração 25 para armazenar e adicionar pelo topo o agente de dessulfuração 18 através de sopro. A parte de adição de agente de dessulfuração 25 tem um dispensador 251 para armazenar um agente de dessulfuração 18 no mesmo, um dispositivo de recorte 252 para cortar o agente de dessulfuração 18 do dispensador 251, um tubo de suprimento de pó 253 para suprir o agente de dessulfuração 18 cortado, desse modo, e um gás portador G, e uma lança de sopro de topo 254 conectada à extremidade do tubo de suprimento de pó 253 para injetar o agente de dessulfuração 18 ao ferro fundido 16 junto com o gás portador G.

[0037] Como o gás portador G, qualquer um ou mais dentre gases inertes, gases não oxidantes e gases de redução podem ser usados. Por exemplo, nitrogênio ou argônio pode ser usado.

[0038] O agente de dessulfuração 18 é similar ao agente de dessulfuração 18 da Primeira Modalidade.

MÉTODO PARA DESSULFURAR FERRO FUNDIDO

[0039] Um método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Segunda Modalidade, será descrito a seguir. Primeiramente, o caminhão 12 que tem a panela de fundição de ferro fundido 14 no mesmo é movido de modo que a posição do propulsor 21 seja localizada em um centro substancial da panela de fundição de ferro fundido 14. A seguir, o propulsor 21 é abaixado para imergir o mesmo no ferro fundido 16 e o propulsor 21 é girado. Uma quantidade necessária do agente de dessulfuração 18 armazenado no dispensador 251 é cortada com o uso do dispositivo de recorte 252. O agente de dessulfuração 18 cortado, desse modo, é injetado e adicionado pelo topo, através de sopro, ao ferro fundido 16 junto com o gás portador G através do tubo de suprimento de pó 253 e a lança de sopro de topo 254. Uma quantidade de adição do agente de dessulfuração 18 é determinada com base em várias condições tais como capacidade de dessulfuração do agente de dessulfuração 18, componente e temperatura do ferro fundido 16, concentração de S pretendida após o tratamento, e tempo de tratamento. Após agitar durante um tempo predeterminado, a rotação do propulsor 21 é concluída e o propulsor 21 é erguido para completar o tratamento de dessulfuração.

[0040] Conforme descrito acima, o método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Segunda Modalidade, é um método de dessulfuração com o uso do aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20b que adiciona o agente de dessulfuração 18 ao ferro fundido através de sopro de topo e com o uso de, como o agente de dessulfuração 18, uma mistura obtida misturando-se aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado de modo que uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) seja mais do que 0, mas não mais do que 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio, no agente de dessulfuração 18, é mais do que 0% em massa, mas não mais do que 75% em massa. Conforme na Primeira Modalidade, isso torna possível produzir um efeito de diminuição de ponto de fusão do agente de dessulfuração e um efeito de aperfeiçoamento de taxa de dissolução do agente de dessulfuração, o primeiro sendo realizado por alumina e o último sendo realizado por uma fase líquida formada derretendo-se o aluminato de cálcio.

[0041] Adicionalmente, no método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Segunda Modalidade, o agente de dessulfuração 18 que tem um tamanho de grão pequeno pode ser adicionado de modo eficiente através de adição pelo topo, através de sopro, do agente de dessulfuração 18 quando comparado com adição pelo topo do agente de dessulfuração 18. O método para dessulfurar o ferro fundido 16, de acordo com a Segunda Modalidade, pode, portanto, alcançar maior capacidade de dessulfuração quando comparado com a Primeira Modalidade porque uma área de interface de reação pode ser aperfeiçoada usando-se o agente de dessulfuração 18 que tem um tamanho de grão pequeno.

EXEMPLO DE MODIFICAÇÃO

[0042] A presente invenção foi descrita referindo-se às modalidades específicas, mas a descrição acima não pretende limitar a presente invenção. Para aqueles versados na técnica, vários exemplos de modificação das modalidades reveladas no presente documento e também outra modalidade da presente invenção são evidentes se os mesmos se referirem à descrição da presente invenção. Deve-se, portanto, ser considerado que as reivindicações abrangem esses exemplos de modificação e modalidades incluídas na presente invenção e no âmago da mesma.

[0043] Por exemplo, no método para dessulfurar ferro fundido, de acordo com a presente invenção, um agente oxidante tal como metal alumínio, cinza de alumínio, ou silício bem como o agente de dessulfuração 18 pode ser adicionado durante o tratamento de dessulfuração. Nesse caso, o agente oxidante pode ser armazenado em um recipiente fornecido no aparelho de dessulfuração do tipo de agitação mecânica 20a ou 20b, mas diferente da tremonha 241 ou do dispensador 251 e, similar ao agente de dessulfuração 18, uma quantidade predeterminada do mesmo pode ser cortada e, então, adicionada.

[0044] Alternativamente, por exemplo, o aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica da presente invenção pode ser equipado com duas partes de adição de agente de dessulfuração 24 e 25. Nesse caso, os agentes de dessulfuração 18 podem ser adicionados a partir dessas duas partes de adição de agente de dessulfuração 24 e 25, respectivamente, de modo que a soma dos mesmos se torne a quantidade predeterminada.

[0045] Na Segunda Modalidade, o agente de dessulfuração 18 obtido misturando-se óxido de cálcio calcinado e aluminato de cálcio é armazenado no dispensador 251 e adicionado ao ferro fundido 16, mas a presente invenção não é limitada a essa constituição. Por exemplo, é também possível fornecer pelo menos dois dispensadores 251, armazenar óxido de cálcio calcinado e aluminato de cálcio nos dispensadores 251 respectivamente diferentes, cortar quantidades predeterminadas de óxido de cálcio calcinado e aluminato de cálcio, respectivamente, e adicionar pelo topo os mesmos ao ferro fundido 16 através de sopro junto com o gás portador G. O óxido de cálcio calcinado e aluminato de cálcio são cortados nesse momento de modo a ajustar a razão de alumina contida no aluminato de cálcio para mais do que 0%, mas não mais do que 20% com base na quantidade de adição total e ajustar a razão de mistura de aluminato de cálcio para mais do que 0 % em massa, mas não mais do que 75% em massa com base na quantidade de adição total. Além disso, o óxido de cálcio calcinado e aluminato de cálcio são cortados simultaneamente e os mesmos são misturados de modo uniforme ao serem levados através do tubo de suprimento de pó 253 e a lança de sopro de topo 254 com um auxílio do gás portador G. Quando comparado com a parte de adição de agente de dessulfuração 25 da Segunda Modalidade, alumina do agente de dessulfuração 18 pode ser dispersa de modo mais uniforme misturando-se o agente de dessulfuração 18 imediatamente antes de injeção.

[0046] A modalidade acima usa o aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 20a ou 20b que agita e mistura o ferro fundido 16 na panela de fundição de ferro fundido 14 por meio do propulsor 21, mas a presente invenção não é limitada ao mesmo. Por exemplo, sem usar o aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica com o uso do propulsor 21, ou similar, para agitar o ferro fundido 16, um aparelho de dessulfuração do tipo agitação a gás que agita o ferro fundido através de um gás injetado a partir de uma lança de sopro de topo ou um gás injetado a partir de uma lança imersa no ferro fundido 16 ou uma ventaneira fornecida no fundo da panela de fundição de ferro fundido 14 pode ser usada. Nesse caso, o agente de dessulfuração 18 pode ser adicionado pelo topo conforme na Primeira Modalidade ou o mesmo pode ser injetado junto com um gás de agitação a partir de uma lança de injeção de gás de agitação. Em tal aparelho de dessulfuração do tipo agitação de gás, a panela de fundição de ferro fundido 14 pode ser substituída por outro recipiente, tal como conversor ou torpedo que tem a capacidade de armazenar o ferro fundido 16 no mesmo.

[0047] Nas modalidades acima, após óxido de cálcio calcinado e alumina serem misturados, a mistura resultante é pré-derretida para preparar aluminato de cálcio. A presente invenção não é limitada a isso. Por exemplo, é utilizável aluminato de cálcio obtido selecionando- se uma pluralidade de matérias-primas a partir de uma pluralidade de minerais (SCaO-AhOe, 12CaO7AhOa, CaO-AhOe, CaO^AhOβ, e similares) que têm CaO e Al2O3 como componentes principais dos mesmos, óxido de cálcio calcinado, e alumina de modo que uma razão de massa CaO/Al2O3 se torne uma predeterminada similar àquela das modalidades acima, misturando os mesmos e, então, pré-derretendo a mistura resultante.

EXEMPLOS

[0048] A seguir, um teste realizado pelos presentes inventores e os resultados do teste serão descritos como Exemplos.

[0049] Nos presentes exemplos, os testes foram realizados em exemplos de dois níveis que correspondem à Primeira e à Segunda Modalidades e exemplos comparativos de três níveis, conforme mostrado na Tabela 1. Nos testes, 200 t do ferro fundido 16 foram submetidas a tratamento de dessulfuração sob várias condições mostradas na Tabela 1 e a concentração de S no ferro fundido antes do tratamento e após o tratamento foi estudada.

[0050] Nos Exemplos 1, 3, e 4, o tratamento de dessulfuração foi realizado com o uso de agentes de dessulfuração que têm uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) de 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio de 30% em massa, 75% em massa, e 50% em massa, respectivamente, através do método de dessulfuração, de acordo com a Primeira Modalidade. No Exemplo 2, o tratamento de dessulfuração foi realizado com o uso de um agente de dessulfuração que tem uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) de 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio de 30% em massa através do método de dessulfuração, de acordo com a Segunda Modalidade. No Exemplo Comparativo 1, o tratamento de dessulfuração foi realizado de um modo similar àquele da Primeira Modalidade adicionando-se pelo topo, como um agente de dessulfuração, uma mistura de óxido de cálcio calcinado/aluminato de cálcio tendo uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) de 0,50 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio de 75% em massa. No Exemplo Comparativo 2, o tratamento de dessulfuração foi realizado de um modo similar àquele da Primeira Modalidade adicionando-se pelo topo, como um agente de dessulfuração contendo fluorita, uma mistura obtida misturando-se 97% em massa de óxido de cálcio calcinado e 3% em massa de fluorita. No Exemplo Comparativo 3, o tratamento de dessulfuração foi realizado de um modo similar àquele da Primeira Modalidade adicionando-se pelo topo somente óxido de cálcio calcinado como um agente de dessulfuração. Outras condições de dessulfuração tais como número de rotação do propulsor 21 e tempo de tratamento são todas ajustadas para o mesmo nível nesses exemplos.

[0051] Foi confirmado, com base nos resultados de teste que, quando comparado com o uso apenas de óxido de cálcio calcinado como o agente de dessulfuração no Exemplo Comparativo 3, a eficiência de dessulfuração mostrou aperfeiçoamento nos Exemplos 1 a 4. Nos Exemplos 1 a 4, a eficiência de dessulfuração é igual àquela nos Exemplos Comparativos 1 e 2, que mostram que a capacidade de dessulfuração comparável àquela dos Exemplos Comparativos 1 e 2 pode ser obtida. Como resultado, foi confirmado que usar o método de dessulfuração e agente de dessulfuração dos presentes exemplos torna possível reduzir um custo para tratamento de dessulfuração alcançando, ao mesmo tempo, capacidade de dessulfuração predeterminada sem usar flúor. Lista de números de referência 12 caminhão 14 panela de fundição de ferro fundido 16 ferro fundido 18 agente de dessulfuração 20a, 20b aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica 21 propulsor 211 eixo de propulsor 24 parte de adição de agente de dessulfuração (adição pelo topo) 241 tremonha 242 dispositivo de recorte 243 calha de entrada 25 parte de adição de agente de dessulfuração 251 dispensador 252 dispositivo de recorte 253 tubo de suprimento de pó 254 lança de sopro de topo G gás portador

Claims

1. Método para dessulfurar ferro fundido, caracterizado pelo fato de que compreende: durante agitação e dessulfuração de ferro fundido, adicionar, ao ferro fundido, um agente de dessulfuração que compreende uma mistura de aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado, em que uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) da mistura é mais do que 0, mas não mais do que 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio da mistura é 50% em massa ou mais, mas não mais do que 75% em massa.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, durante a dessulfuração do ferro fundido, um aparelho de dessulfuração do tipo agitação mecânica é usado.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, durante adição do agente de dessulfuração ao ferro fundido, o agente de dessulfuração é adicionado pelo topo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, durante adição do agente de dessulfuração ao ferro fundido, o agente de dessulfuração é adicionado pelo topo soprando-se através de uma lança de sopro de topo, junto com um gás portador do agente de dessulfuração.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o aluminato de cálcio e o óxido de cálcio calcinado são misturados enquanto são levados para a lança de sopro de topo.

6. Agente de dessulfuração, caracterizado pelo fato de que compreende uma mistura de aluminato de cálcio e óxido de cálcio calcinado, em que uma razão de concentração de massa de Al2O3/(Al2O3+CaO) da mistura é mais do que 0, mas não mais do que 0,20 e uma razão de mistura de aluminato de cálcio da mistura é 50% em massa ou mais, mas não mais do que 75% em massa.