CN107849623A - 脱硫剂、铁水脱硫方法和铁水的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供脱硫效率优异、能够减少脱硫处理所需的成本的铁水脱硫方法和铁水的制造方法。一种在铁水脱硫中使用的脱硫剂，含有作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上的生石灰。

Description

脱硫剂、铁水脱硫方法和铁水的制造方法

技术领域

本发明涉及脱硫剂、铁水脱硫方法和铁水的制造方法。

背景技术

在从高炉出铁的铁水中，通常以高浓度含有对钢的品质造成不良影响的硫(S)。因此，在炼钢工序中，根据所要求的品质而进行各种铁水预处理和钢水脱硫。其中，作为铁水的炉外脱硫(也称为“铁水脱硫”)，已知有向铁水中吹入脱硫剂而进行脱硫的喷射脱硫法、或者向由搅拌叶片搅拌的铁水中添加脱硫剂而进行脱硫的机械搅拌式脱硫法等方法。另外，对于这样的铁水脱硫方法而言，任一种方法中都大量使用以便宜的生石灰为主成分的脱硫剂作为精炼剂，按照(1)式所示的反应式进行脱硫反应。

CaO+S→CaS+O…(1)

在这样的脱硫处理中，出于通过促进生石灰的渣化而提高反应效率的目的，已知有使用萤石(CaF₂)、氧化铝系熔剂等熔剂的方法。例如，作为混合有熔剂的脱硫剂，广泛使用95wt％CaO-5wt％CaF₂。然而，这些熔剂一般是昂贵的，因此增加脱硫剂中的熔剂的配合率会导致脱硫剂所需的成本增大。另外，在提高脱硫剂中的熔剂的配合率的情况下，因为脱硫剂中的CaO浓度降低，所以有可能脱硫剂的反应效率降低。与此相对，存在如下方法：通过将提高了熔剂的配合率的生石灰主体的脱硫剂和碳化钙系或碳酸钠系脱硫剂并用，或者通过在提高了熔剂的配合率的生石灰主体的脱硫剂中添加CaCO₃(例如，专利文献1)来提高脱硫剂的反应效率。但是，鉴于担心近年来的氟对环境的影响的状况时，希望不使用萤石的脱硫剂。因此，正在寻求即便不使用萤石脱硫效率也高的脱硫剂、提高生石灰本身的脱硫性能的技术。

作为不使用生石灰或萤石的脱硫剂，例如，碳化钙系、碳酸钠系脱硫剂已经实用化，但都存在优点和缺点。碳化钙系的脱硫剂虽然具有强大的脱硫能力，但存在由脱硫处理产生的熔渣的后处理中生成乙炔气体等问题点。另外，碳化钙系脱硫剂不仅昂贵，而且是危险品，因此操作困难。碳酸钠系脱硫剂虽然比较便宜，但是高碱性的，对炉或容器等的耐火材料影响较大。另外，碳酸钠系的脱硫剂因为废气中含有Na，所以需要将其除去的处理。此外，碳酸钠系脱硫剂因为熔渣中的Na₂O含量变高，所以对向水泥等的再利用产生制约。因此，从对环境的影响方面考虑，无法说是与氟同样理想的脱硫剂。此外，作为使用除碳化钙系和碳酸钠系以外的脱硫剂的脱硫方法，还众所周知使用金属Mg作为脱硫剂的方法。金属Mg容易与铁水中的S反应而生成MgS，但沸点为1100℃，较低，因此在1250℃～1500℃的铁水中剧烈气化，存在使铁水飞散的危险性。另外，在使用金属Mg的脱硫处理中，产生的Mg蒸气并不充分地有助于脱硫反应而会扩散到大气中，因此效率降低。此外，金属Mg非常昂贵，因此会导致脱硫处理所需的成本增大。

作为提高生石灰本身的脱硫性能的技术，从石灰性状的观点考虑，正在进行提高脱硫剂的脱硫效率的努力。例如，专利文献2、3中公开了在利用喷射脱硫法进行的铁水脱硫中，控制作为石灰性状的密度、比表面积和细孔径容量等的方法。根据专利文献2、3，通过控制这些石灰性状，能够控制(降低)吹入到铁水中的脱硫剂的浮起速度，能够促进铁水与脱硫剂的反应。但是，在专利文献2、3中，以作为铁水脱硫的方法的喷射脱硫法为对象，并未成为机械搅拌式脱硫法中的最佳的石灰性状。此外，在专利文献2中，作为对象的脱硫剂的粒径为200μm以下这么小。使用这样微细的脱硫剂时，虽然容易确保反应界面面积，但在机械搅拌式脱硫法中，从确保添加有效率的观点考虑，重要的是使用粒径大的脱硫剂，对于使用这样粒径大的脱硫剂来确保反应界面面积的方法几乎没有阐述。

机械搅拌式脱硫法中，通常添加到铁水的浴面的粉状脱硫剂被卷入到铁水中，脱硫剂与铁水中的S反应。这样，对浴面上方添加脱硫剂的方法(也称为上方添加法)时，因为进行脱硫剂的凝聚，所以反应界面面积变小，因而存在脱硫效率变低的问题。在这样的上方添加法中，脱硫处理后的熔渣成为几mm～几十mm的凝聚粒。与此相对，作为提高机械搅拌式脱硫法中的反应效率的方法，已知有将粉状脱硫剂投射到浴面的方法(也称为投射法)。投射法与上方添加法相比，卷入到铁水中时的脱硫剂的凝聚得到抑制，因此实质上的反应界面面积变大，能够提高脱硫性能。但是，在这样的投射法中，所投射的脱硫剂的凝聚依然进行，因此无法充分运用脱硫剂本身的反应界面面积。

对于投射法中的该课题，在专利文献4、5中公开了使用载气投射脱硫剂的方法。在专利文献4、5中，通过使用载气，能够因促进脱硫剂本身侵入到铁水中而抑制脱硫剂的凝聚。但是，在专利文献4、5所记载的投射法中，由于未对生石灰的性状作任何考虑，因此从石灰性状的观点考虑，要求进一步提高生石灰的脱硫效率的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平8-268717号公报

专利文献2:日本专利第5101988号公报

专利文献3:日本特开昭62-56509号公报

专利文献4:日本专利第5045031号公报

专利文献5:日本专利第5195737号公报

发明内容

因此，本发明是着眼于上述课题而进行的，目的在于提供脱硫效率优异、能够减少脱硫处理所需的成本的脱硫剂、铁水脱硫方法和铁水的制造方法。

根据本发明的一种形态，提供一种脱硫剂，其特征在于，用于铁水脱硫，含有作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上的生石灰。

根据本发明的一种形态，提供一种铁水脱硫方法，其特征在于，在利用机械搅拌式脱硫装置对铁水进行脱硫处理时，使用含有作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上、平均粒径为210μm～500μm的粉状的生石灰的脱硫剂。

根据本发明的一种形态，提供一种铁水的制造方法，其特征在于，使用上述铁水脱硫方法。

根据本发明的一种形态，提供脱硫效率优异、能够减少脱硫处理所需的成本的脱硫剂、铁水脱硫方法和铁水的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的机械搅拌式铁水脱硫装置的示意图。

图2是表示第1试验中的生石灰的总细孔容积与脱硫率的关系的图。

图3是表示第1试验中的生石灰的平均粒径与脱硫率的关系的图。

图4是表示第2试验中的浴面的水平方向的流速与脱硫率的关系的图。

具体实施方式

以下的详细说明中，为了提供本发明的实施方式的完整的理解而对许多特定细节进行记载。然而，显而易见的是即使没有上述特定细节，也可以实施一个以上的实施形态。此外，为了简化附图，公知的结构和装置用略图表示。

首先，对本发明人等完成本发明的经过进行说明。本发明人等在机械搅拌式脱硫法中，从脱硫剂的特性(主要是石灰性状)的观点考虑，对各特性对脱硫效率的影响进行了深入研究。其结果，发现在比表面积、活性度等各种特性中，生石灰的细孔径分布和粒径的影响较大，特别是细孔直径的范围为0.5μm～10μm的细孔的总细孔容积影响较大。在图1中示出第1试验中使用的机械搅拌式脱硫装置1，在表1中示出实施第1试验的装置和试验方法的条件。

[表1]

[表1]

如图1所示，机械搅拌式脱硫装置1是对收容在铁水包2中的铁水3进行脱硫处理的精炼装置。铁水包2以载置于台车4的状态配置于处理位置。第1试验中，使铁水包2的包口直径为4m，使铁水3的重量为300t/ch，使铁水3的温度为1280℃～1330℃，使脱硫处理前的铁水3的S浓度([S])为0.025wt％～0.035wt％。应予说明，ch(charge，给料)是表示利用机械搅拌式脱硫装置1对每个铁水包2进行的脱硫处理次数的单位，300t/ch表示在一次脱硫处理中处理的铁水3的重量(收容于铁水包2的铁水3的重量)为300t。

机械搅拌式脱硫装置1具备搅拌叶片(叶轮)5、投射机构6和上方添加机构7。搅拌叶片5为耐火材料制的搅拌子，垂直方向(图1的相对于纸面的上下方向)的上端与轴连接，具有在与以该轴为中心的中心轴垂直的方向突出的4片叶片。另外，搅拌叶片5的轴的上端侧与未图示的旋转装置或升降装置连接。搅拌叶片5因轴受到来自旋转装置的旋转驱动而以轴为中心进行旋转。另外，搅拌叶片5以通过升降装置的升降动作而能够在垂直方向升降的方式构成。第1试验中，使搅拌叶片5的直径为1.45m，使搅拌叶片5以130rpm的转速旋转而进行脱硫处理。投射机构6具有料斗8、旋转进料器9和喷枪10。在料斗8中收容脱硫剂。旋转进料器9将收容于料斗8的脱硫剂以规定的甩出速度甩出，供给到喷枪10。喷枪10为65A的喷枪，在铁水3的浴面上方，在垂直方向延伸地配置。喷枪10将从旋转进料器9甩出的脱硫剂与作为从未图示的载气供给装置供给的载气的氮气一起喷射，从而对铁水3的浴面吹送脱硫剂。上方添加机构7具有料斗11、旋转进料器12和投料滑槽13。在料斗11中收容脱硫剂。旋转进料器12将收容于料斗11的脱硫剂以规定的甩出速度甩出，供给到投料滑槽13。投料滑槽13的下端配置在铁水3的浴面上方，使从旋转进料器12供给的脱硫剂从前端自由落下而向铁水3的浴面投料。第1试验中，利用使用投射机构6的投射法或使用上方添加机构7的上方添加法中的任一种添加方法将脱硫剂添加于铁水3，进行脱硫处理。应予说明，利用投射法进行脱硫处理时，使氮气的流量为0Nm³/min～7Nm³/min，以200kg/min的添加速度添加脱硫剂。另一方面，利用上方添加法进行脱硫处理时，以1000kg/min的添加速度添加脱硫剂。

另外，第1试验中，使脱硫剂仅为粉状的生石灰，不添加除在生石灰中不可避免地含有的成分以外的添加剂而进行脱硫处理，利用投射法或上方添加法添加5kg/t(相对于每1吨铁水的添加量)的脱硫剂。此外，为了对生石灰的总细孔容积与脱硫率(相对于处理前的S浓度的处理前后的S浓度的变化量的比例)的关系、和生石灰的粒径与脱硫率的关系进行调查，在分别改变生石灰的总细孔容积或生石灰的粒径的条件下进行脱硫处理。

生石灰的总细孔容积由测定的细孔径分布进行计算。细孔径分布的测定方法如下。首先，作为前处理，将生石灰在120℃下恒温干燥4小时。接着，使用Micromerities公司制的AUTOPORE IV9520，利用汞压法，求出已干燥的生石灰的细孔直径约为0.0036μm～200μm的细孔分布，算出累积细孔容积曲线。进而，由算出的累积细孔容积曲线求出直径0.5μm～10μm的细孔的总细孔容积。细孔直径使用Washburn公式((2)式)进行计算。应予说明，在(2)式中，P表示压力，D表示细孔直径，σ表示汞的表面张力(＝480dynes/cm)，θ表示汞与试样的接触角(＝140degrees)。

P×D＝-4×σ×cosθ…(2)

此外，粒径是指平均粒径，将脱硫剂筛分而成为规定的平均粒径。脱硫剂的平均粒径的测定方法如下。首先，在制造商出厂时或装入到料斗8时，采取500g的脱硫剂。接着，将所采取的脱硫剂筛分成45μm以下、45μm～75μm、75μm～100μm、100μm～125μm、125μm～150μm、150μm～300μm、300μm～500μm、500μm～1000μm、1000μm以上这9个阶段。此外，对于筛分过的脱硫剂，按(3)式的重量比率进行计算而算出平均粒径。应予说明，在(3)式中，D_a表示平均粒径(mm)，d_i表示各个粒径范围的平均粒径(筛孔中央值)(mm)，w_i表示各个筛上的脱硫剂的重量(kg)。

作为第1试验的结果，将使用投射法或上方添加法的情况下的作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积与脱硫率的关系示于图2。应予说明，在图2中示出的条件下，脱硫剂的粒径为1mm以下。如图2所示，在投射法和上方添加法中的任一情况下，确认了因为细孔直径为0.5μm～10μm的总细孔容积为0.1mL/g以上，所以脱硫率明显增加，得到了80％以上的高脱硫率。另外，确认了与上方添加法相比，因为使用投射法而使脱硫率的提高程度变大。

接下来，将使用投射法或上方添加法时的脱硫剂的平均粒径与脱硫率的关系示于图3。应予说明，在图3中示出的条件下，使细孔直径为0.5μm～10μm的总细孔容积为0.2mL/g。如图3所示，可以确认在脱硫剂的平均粒径为210μm～500μm的范围脱硫率明显增加。此外，在上述范围，可以确认因为脱硫剂的平均粒径为230μm以上而使脱硫率进一步增加。另外，确认了与上方添加法相比，因为使用投射法而使脱硫率的提高程度变大。

这里，在机械搅拌式脱硫法的脱硫剂的添加方法中，一般使用上方添加法和投射法中的至少一种。为这样的添加方法时，与添加的脱硫剂全部侵入到铁水中的喷射脱硫法不同，难以将小粒径的脱硫剂有效率良好地添加到铁水中。因此，在机械搅拌式脱硫法中，为了提高有效率，添加的脱硫剂的粒径变得重要。一般使用粒径较小的脱硫剂，该脱硫剂能够侵入到铁水中时，能够确保与铁水的反应界面面积，因此对于提高脱硫反应效率有利。但是，对于粒径较小的脱硫剂，粒径越小越难以侵入到铁水中，因此即使添加对反应也没有贡献的可能性变高。另一方面，增大所添加的脱硫剂的粒径时，因侵入到铁水中而变得有利，有效率提高，但反应界面面积降低，因此从脱硫反应的观点考虑，变得不利。因此，为了确保向铁水中的有效率，并且促进反应，重要的是兼得确保脱硫剂的适当的粒径和提高反应效率这两者。

与此相对，本发明人等根据第1试验的结果，可知为了提高使用生石灰作为脱硫剂的机械搅拌式脱硫法中的脱硫效率，重要的是存在细孔直径为0.5μm～10μm的细孔，重要的是使用这些细孔的总细孔容积为0.1mL/g以上的脱硫剂。此外，发现通过使用平均粒径为210μm～500μm的脱硫剂作为该脱硫剂，能够确保用于提高向铁水添加时的有效率的适当的粒径。这样，除了控制细孔，还通过控制平均粒径，能够进一步提高脱硫效率。此外，发现在机械搅拌式脱硫法中使用该条件的脱硫剂时，通过使向铁水3中添加脱硫剂的方法为投射法，从而得到比上方添加法更高的脱硫率。根据这些第1试验的结果，考察以下的现象。进行铁水脱硫的温度下生石灰为固体，添加到铁水3的浴面的生石灰具有上述细孔直径尺寸时，铁水3会浸入生石灰表面的细孔中，从而铁水3与生石灰的物理润湿性得到改善。由此，促进生石灰侵入到铁水3中，认为脱硫效率提高。应予说明，在引用文献2、3中也公开了类似的生石灰的性状·特性，但引用文献2、3的情况，与机械搅拌式脱硫中的向铁水3的浴面添加脱硫剂不同，因此成为与上述现象完全不同的原理。因此，本发明人等发现的上述的脱硫剂是无法由引用文献2、3所记载的平均细孔直径而想到的脱硫剂。

接下来，本发明人等为了对在投射法中搅拌条件对脱硫率带来的影响进行调查，作为第2试验，在各种搅拌条件下进行脱硫处理。第2试验中，使脱硫剂与第1试验同样地仅为粉状的生石灰，使用细孔直径为0.5μm～10μm的总细孔容积为0.1mL/g以上、且粒径为2mm以下的生石灰。应予说明，脱硫剂的添加量为5kg/t的一定量，不添加除石灰中不可避免地含有以外的添加剂而进行脱硫处理。另外，在第2试验中，使用图1中示出的机械搅拌式脱硫装置1进行脱硫处理。应予说明，第2试验中，添加脱硫剂时仅使用投射机构6，脱硫剂的添加条件与第1试验相同。此外，第2试验中，通过改变吹送脱硫剂的铁水3的浴面位置或搅拌叶片5的转速来调查这些搅拌条件对脱硫率带来的影响。

作为搅拌条件，因搅拌叶片5的转速、脱硫剂的吹送位置不同而脱硫率成为不同的结果，但它们可以以吹送脱硫剂的位置的铁水3的浴面的水平方向的流速进行整理。这里，水平方向的流速是指将脱硫剂吹送到铁水3的浴面的位置上的因机械搅拌而产生的旋流的水平切线方向的流速。

作为第2试验的结果，将浴面的水平方向的流速与脱硫率的关系示于图4。如图4所示，吹送脱硫剂的位置的浴面的水平方向的流速为1.1m/s～11.9m/s时，可以确认进一步促进了脱硫反应。将脱硫剂与载气一起吹送到铁水3的浴面时，作为固体的生石灰侵入到铁水3中的条件，认为铁水3侧的速度也成为重要的要素。吹送脱硫剂的位置的浴面的水平方向的流速慢于1.1m/s时，添加到铁水3中的脱硫剂无法向由搅拌叶片5生成的涡流中移动，会马上向浴面浮起，无法促进脱硫剂与铁水3的反应。另一方面，吹送脱硫剂的位置的浴面的水平方向的流速快于11.9m/s时，脱硫剂的垂直方向的速度会输给铁水3的水平方向的速度，从而观察到一部分脱硫剂飞散的情形。因此，认为吹送粉状的脱硫剂的位置的浴面的水平方向的流速为1.1m/s～11.5m/s时，发挥调整细孔径容量的效果，效率更良好地将脱硫剂卷入到铁水3中。

应予说明，上述的一系列试验中，仅将满足上述的细孔容积、粒径的条件的生石灰作为生石灰源进行实验，但也可以混合一部分不满足这些细孔容积、粒径的条件的生石灰作为脱硫剂。该情况下，得到与满足本发明的细孔径容量的条件的生石灰的混合率相应的效果。

＜脱硫剂、铁水脱硫方法和铁水的制造方法＞

接下来，基于上述见解，对本发明的一个实施方式的脱硫剂、铁水脱硫方法和铁水的制造方法进行说明。在本实施方式中，与上述第1和第2试验同样地使用图1中示出的机械搅拌式脱硫装置1进行铁水3的脱硫处理。应予说明，机械搅拌式脱硫装置1具有覆盖铁水包2的上部开口部的盖(未图示)、设置于该盖与排气装置(未图示)连接的排气管(未图示)。在脱硫处理中产生的气体或粉尘通过该排气管向排气装置排出。

本实施方式的铁水脱硫方法中，首先，在台车4上载置收容有铁水3的铁水包2，台车4移动直到搅拌叶片5相对于铁水包2成为规定的位置。接着，利用升降装置使搅拌叶片5下降，从而使搅拌叶片5浸渍于铁水3。然后，在浸渍于铁水3的同时，搅拌叶片5通过旋转装置进行旋转，提高转速直到成为规定的转速。此时，利用排气装置，从排气管中排出所产生的气体或粉尘。进而，搅拌叶片5达到恒定转速后，利用投射机构6或上方添加机构7向铁水3中添加脱硫剂。

脱硫剂是作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上、且平均粒径为210μm～500μm的生石灰。应予说明，如果考虑添加时的飞散等，生石灰的粒径的最小值优选为40μm以上。另外，生石灰可以是由窑炉、麦尔兹炉、贝肯巴赫套筒窑炉等任意的炉煅烧而得的。使用投射机构6时，由旋转进料器9甩出的脱硫剂与氮气等载气一起从喷枪10中吹入到铁水3的浴面而添加到铁水3中。此时，优选向铁水3的浴面的水平方向的流速为1.1m/s～11.9m/s的位置吹入脱硫剂。浴面的流速为上述范围的位置预先根据搅拌叶片5的转速、脱硫剂的吹送位置等搅拌条件计算。另一方面，使用上方添加机构7时，由旋转进料器9甩出的脱硫剂介由投料滑槽13而上方添加到铁水3的浴面。

添加脱硫剂后，利用搅拌叶片5进行铁水3的搅拌直到经过规定时间。其后，利用旋转装置使转速降低直到搅拌叶片5的旋转停止，旋转停止后利用升降装置使搅拌叶片5上升。接着，由脱硫处理产生的熔渣浮起而覆盖铁水3的浴面，成为静止状态，从而脱硫处理结束。由此，制造出所希望的S浓度的铁水3。

＜变形例＞

以上，参照特定的实施方式说明了本发明，但并非有意地利用这些说明来限定发明。通过参照本发明的说明，对本领域技术人员而言，本发明的其它实施方式和公开的实施方式的各种变形例都是显而易见的。因此，专利要求保护的范围应理解为还包括本发明的范围和要旨所包含的这些变形例或实施方式。

例如，上述实施方式中，仅使用细孔直径为0.5μm～10μm的总细孔容积为0.1mL/g以上且平均粒径为210μm～500μm的生石灰作为脱硫剂，但本发明不限定于上述例子。例如，脱硫剂也可以为将总细孔容积和粒径为上述范围内的生石灰和总细孔容积和粒径在上述范围外的生石灰混合而成的物质。另外，在脱硫剂中除总细孔容积和粒径为上述范围内的生石灰以外，也可以添加氧化铝系等熔剂。该情况下，生石灰与成为上述范围外的生石灰相比，生石灰的脱硫能力提高，因此即使在熔剂的添加量少的情况下也能够得到同等以上的脱硫效率。应予说明，本发明的脱硫剂不含有具有氟、钠和钾中的至少一种熔出元素的熔剂。

另外，上述实施方式中，在进行脱硫处理时为仅使用脱硫剂作为精炼剂的构成，但本发明不限定于上述例子。例如，作为进一步促进脱硫反应的精炼剂，可以添加含有金属Al的铝渣的粉末或金属Al等脱氧剂。该情况下，脱氧剂可以与脱硫剂收容于不同的料斗，从该料斗甩出后，介由投料滑槽13添加于铁水3。另外，例如，作为精炼剂，可以添加萤石、纯碱等熔剂。该情况下，熔剂可以以预先与脱硫剂混合的状态添加，也可以收容于与脱硫剂不同的料斗，从该料斗中甩出后，介由投料滑槽13添加于铁水3。

此外，上述实施方式中，为在投射机构6中设置1支喷枪10的构成，但本发明不限定于上述例子。例如，也可以设置2支以上的喷枪10。

此外，上述实施方式中，脱硫剂为用于机械搅拌式铁水脱硫法的构成，但本发明不限定于上述例子。作为脱硫剂，使用作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上的生石灰时，如图2所示，因反应界面面积变大而使脱硫率明显增加。该效果不仅在机械搅拌式铁水脱硫法中有效，在例如喷射脱硫法之类的对铁水进行脱硫处理的其它脱硫法中也有效。因此，本发明的脱硫剂也可以用于除机械搅拌式铁水脱硫法以外的脱硫处理的方法。

＜实施方式的效果＞

(1)本发明的一个形态的脱硫剂是用于铁水脱硫的脱硫剂，包含作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上的生石灰。

根据上述(1)的构成，通过使生石灰的总细孔容积为上述范围，能够提高生石灰的脱硫效率。由此，能够因缩短脱硫处理时间而提高生产效率，减少温度损失，降低处理成本，以及降低随着脱硫处理而产生的粉尘和熔渣的产生量。另外，与除反应效率高的CaO系以外的脱硫剂相比，能够降低精炼剂所需的成本，操作也变得容易。此外，可以对机械搅拌式脱硫法中的上方添加法和投射法这两者的添加机构也适用。

(2)在上述(1)的构成中，生石灰是平均粒径为210μm～500μm的粉状的生石灰，用于机械搅拌式铁水脱硫法。

根据上述(2)的构成，通过使生石灰的平均粒径为上述范围，能够进一步提高生石灰的脱硫效率。另外，通过在机械搅拌式铁水脱硫法中使用脱硫剂，能够更有效地得到上述构成的生石灰的脱硫效率提高效果。

(3)在上述(2)的构成中，生石灰的平均粒径为230μm～500μm。

根据上述(3)的构成，与上述(2)的构成相比，能够进一步提高脱硫效率。

(4)在上述(1)～(3)中的任一构成中，实质上不含有氟、钾和钠中的至少任一种。这里，实质上不含有氟、钾和钠中的至少任一种元素的状态是指除了不可避免的微量混入以外，不因有意添加而含有至少任一种元素。

根据上述(4)的构成，能够减少昂贵的熔剂的使用量，降低脱硫处理中的精炼剂所需的成本。另外，不含有氟等担心对环境造成影响的成分，因此能够有效地运用脱硫处理后的熔渣。此外，因为不含有钠，所以无需从废气中除去Na的处理，能够降低耐火材料成本。此外，与除反应效率高的CaO系以外的脱硫剂相比，能够降低精炼剂所需的成本，操作也变得容易。

(5)在上述(1)～(3)中的任一构成中，仅由生石灰构成。应予说明，在脱硫剂中，除CaO以外，还可以包含生石灰中不可避免地含有的成分。

根据上述(5)的构成，因为不使用熔剂、除CaO系以外的脱硫剂，所以能够大幅降低精炼剂所需的成本。另外，因为不含有具有钠、钾等熔出元素的熔剂，所以能够减少昂贵的熔剂的使用量，降低脱硫处理中的精炼剂所需的成本。此外，因为不含有氟等担心对环境造成影响的成分，所以能够有效地运用脱硫处理后的熔渣。此外，因为不含有钠，所以无需从废气中除去Na的处理，能够减少耐火材料成本。

(6)本发明的一个形态的铁水脱硫方法在利用机械搅拌式脱硫装置1对铁水3进行脱硫处理时，使用脱硫剂，该脱硫剂含有作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上、平均粒径为210μm～500μm的粉状的生石灰。

根据上述(6)的构成，能够得到与上述(1)和(2)的构成同样的效果。

(7)在上述(6)的构成中，生石灰的平均粒径为230μm～500μm。

根据上述(7)的构成，能够得到与上述(3)的构成同样的效果。

(8)在上述(6)或(7)的构成中，机械搅拌式脱硫装置1具备搅拌铁水3的搅拌叶片5、和顶吹喷枪10，该顶吹喷枪10从铁水3的上方将脱硫剂与载气一起吹送到铁水3的浴面；在进行铁水3的脱硫处理时，使用搅拌叶片5搅拌铁水，在搅拌铁水3的状态下，使用顶吹喷枪10将脱硫剂吹送到浴面。

根据上述(8)的构成，与使用上方添加法添加脱硫剂的情况相比，能够进一步增大生石灰的脱硫效率的提高效果。

(9)在上述(8)的构成中，将脱硫剂吹送到浴面时，使吹送有脱硫剂的位置的浴面的水平方向的流速为1.1m/s～11.5m/s。

根据上述(9)的构成，利用投射法添加脱硫剂时，能够进一步提高脱硫效率。

(10)本发明的一个形态的铁水的制造方法使用上述(6)～(9)中的任一构成所记载的铁水脱硫方法。

根据上述(10)的构成，能够得到与上述(6)～(9)的构成同样的效果。

实施例1

接下来，对本发明人等进行的实施例进行说明。实施例1中，使用图1中示出的机械搅拌式脱硫装置1，用上述实施方式的铁水脱硫方法进行铁水3的脱硫处理。

实施例1中，进行脱硫处理的铁水3使用从高炉出铁后进行过高炉出铁场和作为装载铁水的容器的铁水包的2个阶段的脱硅处理的铁水。脱硫处理前的铁水3的组成经预先的脱硅而为[Si]＝0.05wt％～0.10wt％、[C]＝4.3wt％～4.6wt％、[Mn]＝0.22wt％～0.41wt％、[P]＝0.10wt％～0.13wt％和[S]＝0.025wt％～0.035wt％。脱硫处理前的铁水3的温度为1280℃～1330℃。

另外，实施例1中，在使用在上述实施方式的范围内改变了生石灰的总细孔容积、粒径和比率的脱硫剂的多个条件下进行脱硫处理。此外，实施例1中，使脱硫剂的添加量为5kg/t的一定量，添加脱硫剂时，在使用利用投射机构6的投射法或利用上方添加机构7的上方添加法中的任一方法的多个条件下进行脱硫处理。脱硫剂的添加条件和搅拌条件与表1中示出的第1试验相同。应予说明，在脱硫剂的任一添加方法中，添加脱硫剂的浴面的位置都为相同的位置。而且，由在脱硫处理的前后测定的铁水3的S浓度算出脱硫率，由此评价脱硫效率。

此外，实施例1中，作为比较例，以使用喷射脱硫法的条件、生石灰的总细孔容积之和以及平均粒径与上述实施方式的范围不同的条件进行脱硫处理，与实施例同样地评价脱硫效率。

在表2中示出实施例1中的试验水平和脱硫效率的评价结果。在表2中，生石灰的比率(％)表示作为脱硫剂的生石灰中的细孔直径为0.5μm～10μm且粒径为2mm以下的生石灰的比率。另外，在表2中，0.5-10μm细孔总容积(mL/g)表示作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积。应予说明，使用的生石灰的平均细孔直径为0.1μm～0.3μm。

[表2]

[表2]

如表2所示，在使作为脱硫剂的生石灰的特性为上述实施方式的条件的实施例1-1～1-17中，尽管脱硫剂的添加方法不同，但确认得到了75％以上的高脱硫率。另外，相对于使用实施例1-1～1-8的上方添加法的条件，确认了使用实施例1-9～1-15的投射法的条件的例子的脱硫率变高的趋势。

另一方面，细孔总容积之和或粒径中的任一者与上述实施方式的条件不同的比较例1-1～1-12中，确认了脱硫率为70％以下，与实施例1-1～1-17相比为更低的程度。

实施例2

接下来，实施例2中，使脱硫剂的添加方法为投射法时，调查了搅拌条件对脱硫效率造成的影响。实施例2中，与实施例1-1～1-15同样地使用投射法添加脱硫剂，以改变作为脱硫剂的生石灰的总细孔容积之和、粒径和搅拌条件的多个条件进行脱硫处理。在表3中示出实施例2中的试验水平和脱硫效率的评价结果。应予说明，搅拌叶片5的转速或脱硫剂的吹送位置等不同的搅拌条件的差异以由各条件算出的铁水3的浴面的水平方向流速进行整理。

[表3]

[表3]

如表3所示，确认了在吹送脱硫剂的位置的铁水3的浴面的水平方向的流速为1.1m/s～11.5m/s的范围的实施例2-3～2-9、2-15～2-19的条件下，脱硫率为97％以上，与其它条件相比更高。

符号说明

1 机械搅拌式脱硫装置

2 铁水包

3 铁水

4 台车

5 搅拌叶片

6 投射机构

7 上方添加机构

8 料斗

9 旋转进料器

10 喷枪

11 料斗

12 旋转进料器

13 投料滑槽

Claims (10)

1.一种脱硫剂，其特征在于，用于铁水脱硫，

含有作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上的生石灰。

2.根据权利要求1所述的脱硫剂，其特征在于，所述生石灰是平均粒径为210μm～500μm的粉状的生石灰，

在机械搅拌式铁水脱硫法中使用。

3.根据权利要求2所述的脱硫剂，其特征在于，所述生石灰的平均粒径为230μm～500μm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的脱硫剂，其特征在于，实质上不含有氟、钾和钠中的至少任一者。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的脱硫剂，其特征在于，仅由所述生石灰构成。

6.一种铁水脱硫方法，其特征在于，在利用机械搅拌式脱硫装置对铁水进行脱硫处理时，

使用脱硫剂，所述脱硫剂含有作为细孔直径为0.5μm～10μm的细孔的容积之和的总细孔容积为0.1mL/g以上、平均粒径为210μm～500μm的粉状的生石灰。

7.根据权利要求6所述的铁水脱硫方法，其特征在于，所述生石灰的平均粒径为230μm～500μm。

8.根据权利要求6或7所述的铁水脱硫方法，其特征在于，所述机械搅拌式脱硫装置具备搅拌所述铁水的搅拌叶片、和顶吹喷枪，所述顶吹喷枪从所述铁水的上方将所述脱硫剂与载气一起吹送到述铁水的浴面；

在进行所述铁水的脱硫处理时，

使用所述搅拌叶片搅拌所述铁水，

在搅拌所述铁水的状态下，使用所述顶吹喷枪对所述浴面吹送所述脱硫剂。

9.根据权利要求8所述的铁水脱硫方法，其特征在于，将所述脱硫剂吹送到所述浴面时，使吹送有所述脱硫剂的位置的所述浴面的水平方向的流速为1.1m/s～11.5m/s。

10.一种铁水的制造方法，其特征在于，使用权利要求6～9中任一项所述的铁水脱硫方法。