CN110177889B - 钢水的脱硫处理方法及脱硫剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的钢水的脱硫处理方法是通过在收容钢水的钢包内添加含有生石灰的脱硫剂、并在钢包内搅拌钢水而降低钢水中的硫浓度的钢水的脱硫处理方法，其特征在于，作为脱硫剂，使用含有生石灰的脱硫剂，所述生石灰的细孔直径处于0.5μm以上且10μm以下的范围内的细孔的容积之和为0.1mL/g以上。由此，即使不使用CaF2或预熔剂，也能效率良好地进行脱硫处理。

Description

钢水的脱硫处理方法及脱硫剂
技术领域
本发明涉及钢水的脱硫处理方法及脱硫剂。
背景技术
近年来，为了随着钢的高附加价值化、钢铁材料的使用用途扩大等而提高材料特性，对于高纯度钢制造的要求变高，尤其是对于作为使钢铁材料的韧性降低的元素的硫的含量少的极低硫钢的要求变高。在钢铁材料的熔炼过程中，包括在铁水阶段的脱硫处理和在钢水阶段的脱硫处理，通常，钢铁材料仅利用在铁水阶段的脱硫处理来进行熔炼。但是，在高级电磁钢板、管线管用钢材等极低硫钢的熔炼过程中，仅利用在铁水阶段的脱硫处理是不充分的，除在铁水阶段的脱硫处理以外还需要在钢水阶段的脱硫处理。
一般而言，在钢水阶段的脱硫处理利用具有钢水的电弧加热单元、搅拌单元、以及向钢水中吹入熔剂或合金粉等的粉体吹入单元的、ASEA-SKF法、VAD法、LF法等钢包精炼法来进行。钢包精炼法按照如下流程来进行：向收容利用转炉中的脱碳精炼熔炼后的钢水的钢包内添加脱硫剂，对钢水和脱硫剂进行搅拌和混合、或者进行电弧加热，由此使脱硫剂结渣，使利用脱硫剂的结渣形成的熔渣与钢水之间发生熔渣-金属间反应，使钢水中的硫成分转移到熔渣中。
在此，作为脱硫剂，使用以CaO(生石灰)作为主成分并且向其中添加有以降低脱硫剂的熔点为目的的Al2O3(氧化铝)、CaF2(萤石)等的脱硫剂。为了在基于钢包精炼法的脱硫处理方法中发生有效的脱硫反应，重要的是使所添加的脱硫剂迅速地结渣、以及提高搅拌强度而使利用脱硫剂的结渣形成的熔渣与金属的接触面积增大。通常的做法是将脱硫剂以放置在钢包内的钢水上的方式来添加，无论是在添加后利用电弧加热使脱硫剂结渣、还是在添加后利用与钢水的搅拌和混合使脱硫剂结渣，结渣均需要长时间。
因此，为了促进脱硫剂的结渣，在专利文献1中公开了如下方法：添加作为与生石灰、氧化铝及萤石的混合品的熔剂，之后进行鼓泡处理，使脱硫处理后的熔渣组成为CaO/Al2O3≥1.5、CaF2≥5质量％，对钢水进行脱硫。另外，在专利文献2中公开了如下方法：为了促进脱硫剂的结渣，使用CaO-Al2O3的预熔剂(事先混合、均匀熔解后的预熔剂)或CaO-Al2O3-CaF2的预熔剂作为脱硫剂。另一方面，针对钢水搅拌的强化，作为不提高搅拌用气体流量地提高搅拌强度的方法，在专利文献3、4、5中公开了将熔剂混入到搅拌用气体中并吹入的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-260025号公报
专利文献2：日本特开平9-217110号公报
专利文献3：日本特开昭61-91318号公报
专利文献4：日本特开昭61-281809号公报
专利文献5：日本特开2000-234119号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，根据专利文献1记载的方法，在使用含有CaF2的脱硫剂的情况下，存在因所生成的熔渣中的CaF2而使形成钢包的耐火物剧烈地熔损、使钢包的寿命大幅变短的问题。另外，根据专利文献2记载的方法，存在预熔剂非常昂贵、处理成本上升的问题。另外，含有CaF2的脱硫剂同样地产生前述的问题。
另一方面，在专利文献3、4、5记载的方法中，相对于吹入气体流量，熔剂吹入量存在限度(固气比的限度为5～30kg/kg)，可增加的搅拌力存在限度。另外，在增加搅拌用气体流量的情况下，存在如下问题等：钢包内的钢水熔液面的紊乱(揺动)变得剧烈，发生飞溅而使基体金属附着在盖上，或者在电极与钢水之间发生短路等而使电弧不稳定，使电弧加热变得困难。
本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于提供即使不使用CaF2或预熔剂也能效率良好地进行脱硫处理的钢水的脱硫处理方法及脱硫剂。
用于解决问题的方法
本发明的钢水的脱硫处理方法是通过在收容钢水的钢包内添加含有生石灰的脱硫剂并在钢包内搅拌钢水而降低钢水中的硫浓度的钢水的脱硫处理方法，其特征在于，作为上述脱硫剂，使用含有生石灰的脱硫剂，所述生石灰的细孔直径处于0.5μm以上且10μm以下的范围内的细孔的容积之和为0.1mL/g以上。
本发明的钢水的脱硫处理方法的特征在于，在上述发明中，上述生石灰含有90％以上的粒径处于1mm以上且30mm以下的范围内的粒子。
本发明的脱硫剂的特征在于，含有细孔直径处于0.5μm以上且10μm以下的范围内的细孔的容积之和为0.1mL/g以上的生石灰，上述生石灰含有90％以上的粒径处于1mm以上且30mm以下的范围内的粒子。
本发明的钢水的脱硫处理方法的特征在于，在上述发明中，以满足下述数式(1)所示的搅拌动力密度的条件的方式搅拌上述钢水。需要说明的是，在本说明书中，“Nm3”是指在气压101325Pa、温度273.15K的标准状态下的气体的体积。
Figure GDA0002131419690000041
ε：基于气体的钢水的搅拌动力密度(W/吨)，
Q：气体流量(Nm3/分钟)，
W：钢水量(吨)，
Tl：钢水温度(℃)，
Tg：气体温度(℃)，
h：浴深(m)，
P：气氛压力(Pa)。
本发明的钢水的脱硫处理方法的特征在于，在上述发明中，在上述钢水从转炉出钢后的脱硫处理开始后10分钟以内投入至钢水中的铝的量满足下述数式(2)。
([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.05)≤WAl≤([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.1)…(2)
[sol.Al]1：熔炼对象钢种的Al浓度标准上限值(质量％)，
[sol.Al]2：转炉出钢后的钢水中Al浓度(质量％)，
WAl：在钢包脱硫处理开始10分钟以内投入的Al量(kg/吨)。
本发明的钢水的脱硫处理方法的特征在于，在上述发明中，以使上述钢包内的氧浓度达到15％以下的方式向上述钢包内吹入Ar气。
发明效果
根据本发明的钢水的脱硫处理方法及脱硫剂，即使不使用CaF2或预熔剂，也能效率良好地进行脱硫处理。
附图说明
图1是在实施本发明时使用的LF设备的侧面概略图。
图2是示出本发明例及比较例的结渣率的图。
具体实施方式
为了解决上述问题，本发明的发明人着眼于石灰的粒度及细孔径、钢水成分而反复进行了深入研究。更具体而言，本发明的发明人在使用含CaO的物质作为脱硫剂的主要构成物质而利用基于钢包精炼法的脱硫处理对硫浓度为0.0030质量％以下的低硫钢进行熔炼时，为了即使不使用CaF2作为脱硫剂的一部分、并且即使脱硫剂不为预熔剂也会使作为脱硫剂添加的熔剂迅速地结渣、效率良好地进行脱硫处理，反复进行了各种试验和研究。
其结果是，本发明的发明人发现，为了促进作为脱硫剂添加的熔剂的结渣，添加熔剂时的钢水的温度、sol.Al浓度、石灰的粒度及石灰的细孔径是重要的。但是，钢水的温度由从转炉出钢时的钢水的温度来决定，胡乱地提高出钢时的钢水的温度会使转炉耐火物的熔损增大、导致处理成本的增加，因此并非良策。
因此，本发明的发明人发现，通过使用以石灰所具有的细孔中细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和为0.1mL/g以上的生石灰为主成分的粉状脱硫剂，能够高效率地进行脱硫处理，从而想到了本发明。需要说明的是，生石灰的细孔径分布利用以下所示的方法来测定。
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Micromeritics公司制的Autopore IV9520，利用压汞法，求出干燥后的生石灰的细孔直径处于约0.0036μm～约200μm的范围内的细孔分布，算出累积细孔容积曲线。进而，由所算出的累积细孔容积曲线求出细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和。
细孔直径使用以下的数式(3)所示的Washburn公式来计算。需要说明的是，在数式(3)中，P表示压力，D表示细孔直径，σ表示汞的表面张力(＝480达因/厘米)，θ表示汞与试样的接触角(＝140度)。
P×D＝-4×σ×cosθ…(3)
从高炉出铁的铁水被接收到铁水锅或混铁车等铁水运送用容器中，运送到进行下一工序的脱碳精炼的转炉中。通常，在该运送途中对铁水实施脱硫处理或脱磷处理等铁水预处理，本发明为制造低硫钢的技术，因此实施脱硫处理。另外，即使在从低硫钢的成分规格上来看无需脱磷处理的情况下，也会为了防止从转炉出钢后的脱硫处理中的转炉熔渣的复磷而实施脱磷处理。
接下来，对实施过脱硫处理及脱磷处理的铁水，在转炉中实施脱碳精炼，将所得的钢水放出至钢包中。转炉中的脱碳精炼中，由于已经对铁水实施了脱硫处理及脱磷处理，因此使用少量的生石灰(CaO)及少量的白云石(MgCO3-CaCO3)或烧成白云石(MgO-CaO)作为熔剂，在炉内形成熔渣(以下称作“转炉熔渣”)。该转炉熔渣担负着促进铁水的脱磷反应的作用，但由于对铁水已经进行过脱磷处理，因此主要的作用是防止发生吹炼中的铁飞溅以及抑制转炉内衬耐火物的熔损。
在出钢的末期，转炉熔渣混入到钢水中，流出至钢包内，因此，为了防止该情况，实施通常所实施的熔渣流出防止对策。即使实施熔渣流出防止对策，也难以完全防止转炉熔渣流出，一定程度的量的转炉熔渣混入到钢水中而流出至钢包中。出钢后，可以将混入到钢水中而流入的转炉熔渣从钢包中除去，但转炉熔渣中的SiO2成分有助于之后作为脱硫剂添加的含CaO的物质的结渣，因此也可以不将其除去。
为了在钢包内形成规定组成的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系的脱硫用熔渣，在钢包内添加作为熔剂的含CaO的物质、含MgO的物质、含Al2O3的物质及含SiO2的物质。但是，如前述那样，MgO与CaO相比，脱硫能力低，因此，也可以不添加含MgO的物质。另外，为了钢水的脱氧及熔渣的还原(熔渣中的Fe氧化物及Mn氧化物的还原)，向钢包内添加金属Al。
这些物质可以在利用ASEA-SKF法、VAD法及LF法中的任一方法实施脱硫处理的后续工序的设备中进行添加，但是，从促进CaO的结渣的观点出发，优选在从转炉向钢包出钢时或刚出钢后添加到钢包内。在刚出钢后添加的生石灰优选在生石灰所具有的细孔中细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和为0.1mL/g以上、并且含有90％以上的粒径处于1～30mm的范围内的粒子。
关于含CaO的物质、含MgO的物质、金属Al、含Al2O3的物质及含SiO2的物质的添加量，考虑流出至钢包内的转炉熔渣的质量及成分组成，以包含该转炉熔渣在内的所添加的熔剂结渣后在钢包内生成的熔渣的组成达到SiO2含量＝5～15质量％的范围内且[(质量％CaO)+(质量％MgO)]/(质量％Al2O3)＝1.5～3.0的范围内、优选[(质量％CaO)+(质量％MgO)]/(质量％Al2O3)＝1.8～2.5的范围内的方式确定含CaO的物质、含MgO的物质、金属Al、含Al2O3的物质及含SiO2的物质各自的添加量。
在该情况下，更优选以使所生成的熔渣的(质量％MgO)/(质量％CaO)达到0.10以下的方式确定各自的添加量。而且，将这些物质只以确定好的添加量添加到钢包内。金属Al并非添加的全部量为Al2O3，其在钢水中也熔解而残留。因此，预先利用试验求出熔解于钢水的熔解Al量与成为熔渣中的Al2O3的量的比率，基于该比率来设定金属Al的添加量。不添加CaF2。
需要说明的是，在本发明中，“将脱硫处理后的钢包内熔渣的组成调整为实质上不含有CaF2的组成”是指在不使用CaF2等氟化合物作为CaO的结渣促进剂的前提下调整脱硫处理后的熔渣组成，即使在脱硫处理后的熔渣中存在不可避免地混入于所使用的含CaO的物质或含Al2O3的物质等中的氟，也定义为实质上不含有CaF2的熔渣。
作为所添加的含CaO的物质，使用生石灰(CaO)、石灰石(CaCO3)、消石灰(Ca(OH)2)、白云石(MgCO3-CaCO3)、烧成白云石(MgO-CaO)等，作为含MgO的物质，使用氧化镁熔块(MgO)、白云石(MgCO3-CaCO3)、烧成白云石(MgO-CaO)等。
关于石灰的粒度，从反应效率及添加成品率的观点出发，优选平均粒径处于1～30mm的范围内。从减少被吸引至排气系统的量的观点出发，微粉量越少越好，优选使平均粒径30mm以上的石灰较少。平均粒径的测定方法如以下所示。采集脱硫剂1kg，筛分成500μm以下、500μm～1mm、1～5mm、5～10mm、10～15mm、15～20mm、20～25mm、25～30mm、30mm以上这9个等级，用重量比率来计算平均粒径，根据以下所示的数式(4)求得。
Figure GDA0002131419690000081
Da：平均粒径(mm)
di：各个粒径范围内的平均粒径(筛孔中央值)(mm)
Wi：各个筛上的熔渣重量(kg)
作为含Al2O3的物质，使用铝渣(含有20～70质量％的金属Al，余量的主成分为Al2O3)、铝土矿(Al2O3·2H2O)、煅烧氧化铝(Al2O3)等。铝渣也是金属Al的替代品。作为含SiO2的物质，使用硅砂(SiO2)、硅灰石(CaO-SiO2)等。在该情况下，在流出至钢包内的转炉熔渣的质量多的情况下，可能还会发生不需要添加含SiO2的物质的情况。另外，如果即使不添加含MgO的物质也可使熔渣组成为[(质量％CaO)+(质量％MgO)]/(质量％Al2O3)＝1.5～3.0的范围内、优选1.8～2.5的范围内，则可以不添加含MgO的物质。
接着，将收容有钢水的钢包运送到利用ASEA-SKF法、VAD法及LF法中的任一方法实施脱硫处理的设备中，实施钢水的脱硫处理。在本发明中，以用LF设备实施脱硫处理的情况为例进行说明。图1是在实施本发明时使用的LF设备的侧面概略图。在图1中，符号1表示LF设备，符号2表示钢包，符号3表示升降式的盖，符号4表示电弧加热用的电极，符号5、6表示浸渍喷枪，符号7、8表示底吹多孔砖，符号9表示钢水，符号10表示熔渣，符号11表示原材料投入斜槽，符号12表示Ar气导入管。
在该LF设备1中，将装载于移动台车(未图示)的、收容钢水9的钢包2配置在盖3的正下方的规定位置，使盖3下降而与钢包2的上端部密合，在该状态下从Ar气导入管12供给Ar气，使被钢包2和盖3包围的空间为Ar气气氛。优选以使钢包2内的氧浓度达到15％以下的方式从安装于炉盖的周围的配管吹入Ar气。通过降低钢包2内的氧浓度，可以减少在LF处理中与空气中的氧反应而损失的Al量。从钢包2吹入的Ar气的流量优选设为使πL2/4Q的值为50～150(m/分钟)的范围内的流量，更优选为使πL2/4Q的值为70～100(m/分钟)的范围内的流量。在此，L为钢包的直径(m)，Q为Ar气流量(Nm3/分钟)。若Ar气的流量少，则不会充分地降低氧浓度，相反，若Ar气的流量过多，则成为钢水温度降低的原因。
当未向钢包2内预先添加含CaO的物质、含MgO的物质、金属Al、含Al2O3的物质及含SiO2的物质的情况以及这些物质的添加量不足的情况下，在该状态下经由原材料投入斜槽11向钢包2内投入这些物质的熔剂及金属Al。金属Al优选以在开始10分钟以内满足以下所示的数式(5)的方式进行添加。即，在促进脱硫处理的方面而言，优选根据转炉出钢后的Al浓度来添加金属Al，从而提高钢水中的Al浓度。
([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.05)≤WAl≤([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.1)…(5)
[sol.Al]1：熔炼对象钢种的Al浓度标准上限值(质量％)，
[sol.Al]2：转炉出钢后的钢水中Al浓度(质量％)，
WAl：在钢包脱硫处理开始10分钟以内投入的Al量(kg/吨)。
接着，根据需要对电极4通电而使其产生电弧，对钢水9进行加热，同时使所添加的熔剂结渣后，使浸渍喷枪5或浸渍喷枪6浸渍于钢水9中，从浸渍喷枪5、浸渍喷枪6或底吹多孔砖7、8中的至少一个部位向钢水9中吹入作为搅拌用气体的Ar气，对钢水9进行搅拌。通过搅拌钢水9而使熔剂与钢水9混合，进行熔剂的结渣，从而生成熔渣10。
所生成的熔渣10通过钢水9的搅拌而与钢水9搅拌和混合，在钢水9与熔渣10之间发生熔渣-金属间反应，发生钢水9中的硫成分转移至熔渣中的脱硫反应。在该情况下，从促进脱硫反应的观点出发，优选如前所述地将Ca合金粉、金属Mg粉及Mg合金粉中的任意一种或两种以上与Ar气一起从浸渍喷枪5、6吹入到钢水9中，或者在脱硫处理的至少一个时期同时进行从浸渍喷枪5、6的搅拌用气体的吹入和从底吹多孔砖7、8的搅拌用气体的吹入。
作为Ca合金粉，使用Ca-Si合金粉、Ca-Al合金粉等，作为Mg合金粉，使用Mg-Al-Zn合金粉、Mg-Si-Fe合金粉等。关于这些金属粉的粒径，只要能够进行吹入添加，则无需特别限定，从确保反应界面面积的观点出发，优选将最大粒径设为1mm以下。如果钢水9的硫浓度变为0.0010质量％以下，则停止向钢水9中吹入Ar气，结束脱硫处理。当在脱硫处理结束的时刻钢水9的温度低于目标温度的情况下，实施电弧加热，另外，在钢水9的成分未处于目标范围内的情况下，经由原材料投入斜槽11投入成分调整用的合金铁、金属。脱硫处理结束后，根据需要利用RH真空脱气装置等实施脱气精炼后，利用连续铸造机铸造成扁钢铸片。
如以上说明的那样，根据本发明，在使用含CaO的物质作为脱硫剂的主要构成物质的基于钢包精炼法的钢水9的脱硫处理中，将脱硫处理后的熔渣组成调整成SiO2的含量为5～15质量％的范围内，因此，SiO2作为CaO的结渣促进剂发挥功能，促进CaO的结渣，另外，由于将脱硫处理后的熔渣组成调整成[(质量％CaO)+(质量％MgO)]/(质量％Al2O3)为1.5～3.0的范围内，因此可确保熔渣10具有高脱硫能力，其结果是，即使不使用CaF2作为脱硫剂的一部分，并且即使脱硫剂不为预熔剂，也能有效地进行钢水9的脱硫处理。需要说明的是，上述说明是使用LF设备实施本发明的例子，在ASEA-SKF设备及VAD设备中，也可以依据上述说明应用本发明。
[实施例1]
对从高炉出铁的铁水进行脱硅处理、脱硫处理及脱磷处理后，将该铁水装入转炉中，实施脱碳精炼，得到碳浓度处于0.05～0.09质量％的范围内、硫浓度处于0.0041～0.0043质量％的范围内、磷浓度处于0.004～0.010质量％的范围内的约250吨的钢水。出钢后，不除去流出至钢包中的转炉熔渣，将添加有金属Al、生石灰、轻烧白云石及铝渣的钢包运送至图1所示的LF设备中。一边使电极浸渍于熔渣中而进行电弧加热，一边从浸渍喷枪向钢水中吹入2000NL/分钟的Ar气，搅拌钢水，进行约30分钟脱硫处理，以使硫浓度为0.0024％以下作为目标而实施脱硫处理。
在以下所示的表1中示出各脱硫试验中的脱硫处理前后的钢水中硫浓度(化学分析值)及脱硫率。另外，在表1的备注栏中，本发明的范围内的试验表示为“本发明例”，除此以外表示为“比较例”。需要说明的是，脱硫率是将脱硫处理前后的钢水中硫浓度的差值相对于脱硫处理前的钢水中硫浓度用百分率表示的值。另外，脱硫评价为“○”表示脱硫处理后的钢水中硫浓度为0.0024％以下，脱硫评价为“×”表示脱硫处理后的钢水中硫浓度超过0.0024％。
[表1]
(表1)
Figure GDA0002131419690000121
将试验水准和结果一并示于表1中。在细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和不适当的比较例(试验编号1～3)中，与本发明例(试验编号4～15)相比，脱硫率为低位。另外，在本发明例中，在生石灰的平均粒径处于1～30mm的范围内的水准下，结渣得到促进，钢水的脱硫率也为高位。
[实施例2]
对从高炉出铁的铁水进行脱硅处理、脱硫处理及脱磷处理后，将该铁水装入转炉中，实施脱碳精炼，得到碳浓度处于0.05～0.09质量％的范围内、硫浓度处于0.0041～0.0043质量％的范围内、磷浓度处于0.004～0.010质量％的范围内的约250吨的钢水。出钢后，不除去流出至钢包中的转炉熔渣，将添加有金属Al、生石灰、轻烧白云石及铝渣的钢包运送至图1所示的LF设备中。一边使电极浸渍于熔渣中而进行电弧加热，一边从浸渍喷枪向钢水中吹入500～2000NL/分钟的Ar气，搅拌钢水，进行约30分钟脱硫处理，以使硫浓度为0.0024％以下作为目标而实施脱硫处理。
在以下所示的表2中示出各脱硫试验中的脱硫处理前后的钢水中硫浓度(化学分析值)及脱硫率。需要说明的是，脱硫评价为“○”表示脱硫处理后的钢水中硫浓度为0.0024％以下。
[表2]
(表2)
Figure GDA0002131419690000131
将试验水准和结果一并示于表2中。确认到：随着搅拌动力的增加，LF处理开始5分钟后的结渣率及脱硫率提高。另外，确认到：通过使搅拌动力密度满足以下所示的数式(6)，可以得到高的结渣率及脱硫率。
Figure GDA0002131419690000141
ε：基于气体的钢水的搅拌动力密度(W/吨)，
Q：气体流量(Nm3/分钟)，
W：钢水量(吨)，
Tl：钢水温度(℃)，
Tg：气体温度(℃)，
h：浴深(m)，
P：气氛压力(Pa)。
[实施例3]
图2是示出本发明例及比较例的结渣率的图。将细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和为0.2mL/g且粒径为20mm以下的生石灰作为本发明例，将细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和为0.03mL/g且粒径为20mm以下的生石灰作为比较例。如图2所示，确认到：在本发明例中，即使为与比较例相同的搅拌动力密度(135W/吨)，也能促进结渣。
[实施例4]
对从高炉出铁的铁水进行脱硅处理、脱硫处理及脱磷处理后，将该铁水装入转炉中，实施脱碳精炼，得到碳浓度处于0.05～0.09质量％的范围内、硫浓度处于0.0041～0.0044质量％的范围内、磷浓度处于0.004～0.010质量％的范围内的约250吨的钢水。出钢后，不除去流出至钢包中的转炉熔渣，将添加有金属Al、生石灰、轻烧白云石及铝渣的钢包运送至图1所示的LF设备中。在LF处理中，使用细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和为0.2mL/g且粒径为20mm以下的生石灰。
在以下所示的表3中示出各脱硫试验中的脱硫处理前后的钢水中硫浓度(化学分析值)及脱硫率。在此，[sol.Al]1为熔炼对象钢种的Al浓度标准上限值(质量％)，[sol.Al]2为转炉出钢后的钢水中Al浓度(质量％)。需要说明的是，脱硫评价为“○”表示脱硫处理后的钢水中硫浓度为0.0024％以下。
Figure GDA0002131419690000161
如表3所示，在LF处理开始10分钟以内投入的Al量处于上述数式(5)的范围内的水准下，LF处理结束时刻的[sol.Al]3值为标准的范围内，脱硫率也为高位。另一方面，在LF处理开始10分钟以内投入的Al量比上述数式(5)所示的范围多的水准下，LF处理结束时刻的[sol.Al]3值超过标准上限值，需要在下一工序的RH中进行脱Al处理，RH的处理时间延长。
[实施例5]
对从高炉出铁的铁水进行脱硅处理、脱硫处理及脱磷处理后，将该铁水装入转炉中，实施脱碳精炼，得到碳浓度处于0.05～0.09质量％的范围内、硫浓度处于0.0041～0.0044质量％的范围内、磷浓度处于0.004～0.010质量％的范围内的约250吨的钢水。出钢后，不除去流出至钢包中的转炉熔渣，将添加有金属Al、生石灰、轻烧白云石及铝渣的钢包运送至图1所示的LF设备中。在LF处理中，使用细孔直径处于0.5～10μm的范围内的细孔的容积之和为0.2mL/g且粒径为20mm以下的生石灰，以在LF处理开始后10分钟以内满足上述数式(5)的方式添加金属Al。
在以下所示的表4中示出各脱硫试验中的脱硫处理前后的钢水中硫浓度(化学分析值)及脱硫率。需要说明的是，脱硫评价为“○”表示脱硫处理后的钢水中硫浓度为0.0024％以下。
[表4]
(表4)
Figure GDA0002131419690000181
如表4所示，确认到：在钢包内氧浓度为15％以下的水准(试验编号37～39)下，处理中Al损失减少。需要说明的是，处理中Al损失(空气卷入，air entrainment)使用以下所示的数式(7)来求得。
XAl-loss＝([sol.Al]2-[sol.Al]3)×10+WAl-all-XAl-loss-De-S-XAl-loss-slag…(7)
[sol.Al]2：转炉出钢后的钢水中Al浓度(质量％)，
[sol.Al]3：钢包脱硫处理结束后的钢水中Al浓度(质量％)，
WAl-all：在钢包脱硫处理中投入的Al量(kg/吨)，
XAl-loss-Dc-s：因脱硫反应(3CaO+3S+2Al→3CaS+Al2O3)而损失的Al量(kg/吨)，
XAl-loss-slag：因熔渣中的氧化物的还原(6MnO+4Al→2Al2O3+6Mn等)而损失的Al量(kg/吨)，
XAl-loss：因空气的卷入而损失的Al量(kg/吨)。
产业上的可利用性
根据本发明，可以提供即使不使用CaF2或预熔剂也能效率良好地进行脱硫处理的钢水的脱硫处理方法及脱硫剂。
符号说明
1 LF设备
2 钢包
3 盖
4 电极
5、6 浸渍喷枪
7、8 底吹多孔砖
9 钢水
10 熔渣
11 原材料投入斜槽
12 Ar气导入管

Claims (6)

1.一种钢水的脱硫处理方法，其为通过在收容钢水的钢包内添加含有生石灰的脱硫剂并在钢包内搅拌钢水而降低钢水中的硫浓度的钢水的脱硫处理方法，其特征在于，
作为所述脱硫剂，使用含有生石灰的脱硫剂，所述生石灰的细孔直径处于0.5μm以上且10μm以下的范围内的细孔的容积之和为0.1mL/g以上，
所述生石灰含有90％以上的粒径处于1mm以上且30mm以下的范围内的粒子。
2.如权利要求1所述的钢水的脱硫处理方法，其特征在于，以满足下述数式(1)所示的搅拌动力密度的条件的方式搅拌所述钢水，
Figure FDA0002984170090000011
ε：基于气体的钢水的搅拌动力密度，其单位为W/吨，
Q：气体流量，其单位为Nm3/分钟，
W：钢水量，其单位为吨，
Tl：钢水温度，其单位为℃，
Tg：气体温度，其单位为℃，
h：浴深，其单位为m，
P：气氛压力，其单位为Pa。
3.如权利要求1所述的钢水的脱硫处理方法，其特征在于，在所述钢水从转炉出钢后的脱硫处理开始后10分钟以内投入至钢水中的铝的量满足下述数式(2)，
([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.05)≤WAl≤([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.1)…(2)
[sol.Al]1：熔炼对象钢种的Al浓度标准上限值，该浓度为质量百分比浓度，
[sol.Al]2：转炉出钢后的钢水中Al浓度，该浓度为质量百分比浓度，
WAl：在钢包脱硫处理开始10分钟以内投入的Al量，其单位为kg/吨。
4.如权利要求2所述的钢水的脱硫处理方法，其特征在于，在所述钢水从转炉出钢后的脱硫处理开始后10分钟以内投入至钢水中的铝的量满足下述数式(2)，
([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.05)≤WAl≤([sol.Al]1-[sol.Al]2+0.1)…(2)
[sol.Al]1：熔炼对象钢种的Al浓度标准上限值，该浓度为质量百分比浓度，
[sol.Al]2：转炉出钢后的钢水中Al浓度，该浓度为质量百分比浓度，
WAl：在钢包脱硫处理开始10分钟以内投入的Al量，其单位为kg/吨。
5.如权利要求1～4中任一项所述的钢水的脱硫处理方法，其特征在于，以使所述钢包内的氧浓度达到15％以下的方式向所述钢包内吹入Ar气。
6.一种脱硫剂，其特征在于，含有细孔直径处于0.5μm以上且10μm以下的范围内的细孔的容积之和为0.1mL/g以上的生石灰，所述生石灰含有90％以上的粒径处于1mm以上且30mm以下的范围内的粒子。
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