JPH01139714A - 鉄鋼精錬剤及び鉄鋼精錬方法 - Google Patents
鉄鋼精錬剤及び鉄鋼精錬方法Info
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- JPH01139714A JPH01139714A JP29800487A JP29800487A JPH01139714A JP H01139714 A JPH01139714 A JP H01139714A JP 29800487 A JP29800487 A JP 29800487A JP 29800487 A JP29800487 A JP 29800487A JP H01139714 A JPH01139714 A JP H01139714A
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Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
l咀辺旦預
[産業上の利用分野]
本発明は、鉄鋼製造業における、製鉄・製鋼に用いられ
る精錬剤及びそれを用いた精錬方法に関するものである
。
る精錬剤及びそれを用いた精錬方法に関するものである
。
[従来の技術]
従来の製鉄・製鋼方法によると、鉄原料の溶解、溶湯の
昇温後、溶湯の酸化、脱炭、脱硫、脱燐、脱ガス等を組
み合わせた精錬が行われている。
昇温後、溶湯の酸化、脱炭、脱硫、脱燐、脱ガス等を組
み合わせた精錬が行われている。
このうち、鉄原料の溶解後、溶湯を精錬に適した温度ま
で上昇させる方法については、多くの改善が成されてき
た。例えは、アーク熱による加熱と併用して、重油、灯
油等の助燃剤を用いる方法、カーボン粉末、炭化ケイ素
粉末、フェロシリコン粉末等を吹き込んだ後、酸素ガス
によるそれらとの酸化反応熱を利用する方法等が採用さ
れている。
で上昇させる方法については、多くの改善が成されてき
た。例えは、アーク熱による加熱と併用して、重油、灯
油等の助燃剤を用いる方法、カーボン粉末、炭化ケイ素
粉末、フェロシリコン粉末等を吹き込んだ後、酸素ガス
によるそれらとの酸化反応熱を利用する方法等が採用さ
れている。
一方、溶湯の脱硫には、生石灰、石灰石を主に、一部カ
ルシウムカーバイド、ソーダ灰等が用いられている。こ
れらの脱硫造滓剤は、溶解炉又は精錬容器中でアーク熱
又は溶湯の保有する熱により溶融し、それが溶湯中の硫
黄成分と反応する過程を経て、1I5i!硫が進行する
。もちろん、これらの脱硫造滓剤は溶融する前の固体の
段階でも脱硫反応を起こすとも言われている。
ルシウムカーバイド、ソーダ灰等が用いられている。こ
れらの脱硫造滓剤は、溶解炉又は精錬容器中でアーク熱
又は溶湯の保有する熱により溶融し、それが溶湯中の硫
黄成分と反応する過程を経て、1I5i!硫が進行する
。もちろん、これらの脱硫造滓剤は溶融する前の固体の
段階でも脱硫反応を起こすとも言われている。
従来、溶解炉又は精錬容器中で鉄鋼溶湯の昇温と脱硫を
同時に達成する方法は確立されていない。
同時に達成する方法は確立されていない。
脱硫反応は、溶湯温度が高いこと、スラグ塩基度が高い
こと等が必要なため、まず溶湯温度の上昇を行い、酸化
性スラグを除去した後、生石灰、石灰石等の脱硫造滓剤
を添加していた。そして、造滓剤が溶融してから、融解
した造滓剤と溶湯とがよく接触するように、溶湯の攪拌
を行い、脱硫反応の進行を計っていた。
こと等が必要なため、まず溶湯温度の上昇を行い、酸化
性スラグを除去した後、生石灰、石灰石等の脱硫造滓剤
を添加していた。そして、造滓剤が溶融してから、融解
した造滓剤と溶湯とがよく接触するように、溶湯の攪拌
を行い、脱硫反応の進行を計っていた。
[発明が解決しようとする問題点]
鉄原料の溶解、昇温のための上記従来の方法は、燃焼排
ガスが多量に発生すること、又、プラグの発生量が多い
ことから十分な昇温効果が発揮されないという問題があ
り、迅速かつ効果的な昇温方法の確立が望まれている。
ガスが多量に発生すること、又、プラグの発生量が多い
ことから十分な昇温効果が発揮されないという問題があ
り、迅速かつ効果的な昇温方法の確立が望まれている。
又、効果的な脱硫反応が行われるためには、上述の通り
、溶湯温度が高く、反応界面積が大きく、スラグ塩基度
が高いこと等が必要であると言われている。しかし、従
来の生石灰、石灰石を使用して脱硫を行ったときの効率
は低く、このため、効果的な脱硫を行うためにはそれら
の使用量を多くしなけれはならない。カルシウムカーバ
イド又はソーダ灰を使用したときの脱硫効率は高いと言
われているが、精錬後のスラグ処理において、環境上の
問題が残っている。このため、より脱硫効率の良い精錬
剤及び脱硫法の開発が望まれていた。
、溶湯温度が高く、反応界面積が大きく、スラグ塩基度
が高いこと等が必要であると言われている。しかし、従
来の生石灰、石灰石を使用して脱硫を行ったときの効率
は低く、このため、効果的な脱硫を行うためにはそれら
の使用量を多くしなけれはならない。カルシウムカーバ
イド又はソーダ灰を使用したときの脱硫効率は高いと言
われているが、精錬後のスラグ処理において、環境上の
問題が残っている。このため、より脱硫効率の良い精錬
剤及び脱硫法の開発が望まれていた。
本発明は、このような溶湯の昇温と脱流を同時に達成す
ることができる鉄鋼精錬剤とそれを用いた鉄鋼精錬方法
を提供するものである。
ることができる鉄鋼精錬剤とそれを用いた鉄鋼精錬方法
を提供するものである。
光咀少盗戒
[問題点を解決するための手段]
上記従来技術の問題点を解決するために成された本発明
は、まず、鉄鋼精錬剤としては、アルミニウム滓及び金
属アルミニウムのうちの1種又は2種と、生石灰、石灰
石、アルミン酸カルシウムカルシウムカーバイド及び蛍
石のうちの1種又は2種以上とを混合したことを特撮と
するものであり、次に、鉄鋼精錬方法としては、アルミ
ニウム滓及び金属アルミニウムのうちの1種又は2種と
、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウム
カーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以上との混合
物から成る鉄鋼精錬剤を、酸素ガス、酸化鉄、鉄鉱石及
び製鉄・製鋼ダストのうちの1種又は2種以上と同時に
鉄鋼溶湯中に吹き込むことを特徴とするものである。
は、まず、鉄鋼精錬剤としては、アルミニウム滓及び金
属アルミニウムのうちの1種又は2種と、生石灰、石灰
石、アルミン酸カルシウムカルシウムカーバイド及び蛍
石のうちの1種又は2種以上とを混合したことを特撮と
するものであり、次に、鉄鋼精錬方法としては、アルミ
ニウム滓及び金属アルミニウムのうちの1種又は2種と
、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウム
カーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以上との混合
物から成る鉄鋼精錬剤を、酸素ガス、酸化鉄、鉄鉱石及
び製鉄・製鋼ダストのうちの1種又は2種以上と同時に
鉄鋼溶湯中に吹き込むことを特徴とするものである。
ここで、アルミニウム滓とは、金属アルミニウム又はア
ルミニウム合金の溶解の際、溶湯表面に発生したアルミ
ドロスを粉砕加工して粉末状にしたものをいう。金属ア
ルミニウムとは、純金属アルミニウム又はアルミニウム
合金等の粉末状のもので、1械加工で発生したダライ粉
や研磨粉などが使用でき、本発明の効果を挙げるために
は、16メツシユ以下の細かいものの方が望ましい。
ルミニウム合金の溶解の際、溶湯表面に発生したアルミ
ドロスを粉砕加工して粉末状にしたものをいう。金属ア
ルミニウムとは、純金属アルミニウム又はアルミニウム
合金等の粉末状のもので、1械加工で発生したダライ粉
や研磨粉などが使用でき、本発明の効果を挙げるために
は、16メツシユ以下の細かいものの方が望ましい。
生石灰と石灰石は4メツシユ以下に粉砕したもので、望
ましくは16メツシユ以下の細かいものが良い。アルミ
ン酸カルシウムは、アルミナと生石灰又は石灰石との混
合物を高温で焼成した後、粉砕して、4メツシユ以下、
望ましくは16メツシユ以下の細粒としたものである。
ましくは16メツシユ以下の細かいものが良い。アルミ
ン酸カルシウムは、アルミナと生石灰又は石灰石との混
合物を高温で焼成した後、粉砕して、4メツシユ以下、
望ましくは16メツシユ以下の細粒としたものである。
酸化鉄とは、連続鋳造工程、鋼塊、鋼片等の加熱、圧延
又は鍛造等の工程で発生する酸化スケールのことをいう
。鉄鉱石とは、溶鉱炉などに装入する原料で、鉄鉱石以
外にマンガン鉱石等でも差し支えない。酸化鉄、鉄鉱石
等は4メツシユ以下に粉砕したもので、望ましくは、1
6メツシユ以下の細かいものが良い。製鉄・製鋼ダスト
とは、製銑、製鋼工程又は鉄鋼製品類のショツトブラス
ト工程で発生したダストを集塵機により集めたものをい
うが、鋼片や圧延材等の表面の剥離しにくいスケールを
除去するための塩酸、硫酸等による酸洗工程で発生する
廃液から回収される酸化物も利用することが可能である
。これらのダストは、完全に乾燥すると16メツシユ以
下の粉末状であり、そのまま配合に供することができる
。
又は鍛造等の工程で発生する酸化スケールのことをいう
。鉄鉱石とは、溶鉱炉などに装入する原料で、鉄鉱石以
外にマンガン鉱石等でも差し支えない。酸化鉄、鉄鉱石
等は4メツシユ以下に粉砕したもので、望ましくは、1
6メツシユ以下の細かいものが良い。製鉄・製鋼ダスト
とは、製銑、製鋼工程又は鉄鋼製品類のショツトブラス
ト工程で発生したダストを集塵機により集めたものをい
うが、鋼片や圧延材等の表面の剥離しにくいスケールを
除去するための塩酸、硫酸等による酸洗工程で発生する
廃液から回収される酸化物も利用することが可能である
。これらのダストは、完全に乾燥すると16メツシユ以
下の粉末状であり、そのまま配合に供することができる
。
鉄鋼精錬剤の両成分の配合割合は、昇温に重点を置くと
きにはアルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの1
種又は2種の方の成分を多く、脱硫に重点を置くときに
は生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウム
カーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以上の方の成
分を多く配合するというように、適宜変化させることが
望ましい。
きにはアルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの1
種又は2種の方の成分を多く、脱硫に重点を置くときに
は生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウム
カーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以上の方の成
分を多く配合するというように、適宜変化させることが
望ましい。
[作用]
アルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの1種又は
2種と、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カル
シウムカーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以上と
の混合物から成る鉄鋼精錬剤は、酸素ガス、酸化鉄、鉄
鉱石及び製鉄・製鋼ダストのうちの1種又は2種以上と
同時に鉄鋼溶湯中に吹き込まれる。
2種と、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カル
シウムカーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以上と
の混合物から成る鉄鋼精錬剤は、酸素ガス、酸化鉄、鉄
鉱石及び製鉄・製鋼ダストのうちの1種又は2種以上と
同時に鉄鋼溶湯中に吹き込まれる。
金属アルミニウム又はアルミニウム滓中の金属アルミニ
ウムは溶湯の保有熱により加熱され、同時に吹き込まれ
る酸素ガス、酸化鉄、鉄鉱石又は製鉄・製鋼ダストと反
応する。この反応は次式の通り、発熱反応である。
ウムは溶湯の保有熱により加熱され、同時に吹き込まれ
る酸素ガス、酸化鉄、鉄鉱石又は製鉄・製鋼ダストと反
応する。この反応は次式の通り、発熱反応である。
2AI+30 = AhOa +400.0
kcal/mo12AI+3FeO= Al2O3+3
Fe+210.4 kcal/mo18AI + 3F
e30a = 4AI203 + 9Fe+ 802.
0 kca l/mo12AI+ Fe20a−”
A120a+2Fe+203.7 kcal/mo
lこれらの反応熱は溶湯中で発生するため、そのまま溶
湯の温度上昇に関与する。この金属アルミニウム又はア
ルミニウム滓と酸素ガス等との反応は、吹込ランスの先
端部近傍で進行し、高熱を発生する。この反応は一般に
テルミット反応と呼ばれ、金属アルミニウムの近傍では
3100℃にもなると言われている。従って、精錬剤中
で金属アルミニウム又はアルミニウム滓と同時に用いら
れる生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウ
ムカーバイド等は、3100℃近くに達した高温下で溶
湯中の硫黄と効果的に反応する。この反応は次の通りで
ある。
kcal/mo12AI+3FeO= Al2O3+3
Fe+210.4 kcal/mo18AI + 3F
e30a = 4AI203 + 9Fe+ 802.
0 kca l/mo12AI+ Fe20a−”
A120a+2Fe+203.7 kcal/mo
lこれらの反応熱は溶湯中で発生するため、そのまま溶
湯の温度上昇に関与する。この金属アルミニウム又はア
ルミニウム滓と酸素ガス等との反応は、吹込ランスの先
端部近傍で進行し、高熱を発生する。この反応は一般に
テルミット反応と呼ばれ、金属アルミニウムの近傍では
3100℃にもなると言われている。従って、精錬剤中
で金属アルミニウム又はアルミニウム滓と同時に用いら
れる生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシウ
ムカーバイド等は、3100℃近くに達した高温下で溶
湯中の硫黄と効果的に反応する。この反応は次の通りで
ある。
FeS+CaO−+FeO+Ca5
CaCO3+CaO+CO2↑、FeS+CaO−+F
eO+Ca5CaC2+Ca+2C,FeS+Ca−+
Fe+Ca5FeS+ CaO・Al20a→FeO+
CaS令CaO・Al2O3本発明の方法によると、
溶湯温度が速やかに上昇し、上記テルミット反応熱の発
生下で脱硫反応が進行するので、脱硫効率が極めて良好
である。
eO+Ca5CaC2+Ca+2C,FeS+Ca−+
Fe+Ca5FeS+ CaO・Al20a→FeO+
CaS令CaO・Al2O3本発明の方法によると、
溶湯温度が速やかに上昇し、上記テルミット反応熱の発
生下で脱硫反応が進行するので、脱硫効率が極めて良好
である。
[実施例]
本発明の実施例を以下に記載する。
第1表に示す化学成分を有するアルミニウム滓80%と
金属アルミニウム粉10%とを混合し、実施例1では生
石灰10%、実施例2では石灰石10%、実施例3では
アルミン酸カルシウム10%、実施例4ではカルシウム
カーバイド10%をそれに加えて精錬剤を作成した。こ
れらを30)ン電弧炉の溶湯中に吹き込み、それと同時
に酸素ガス吹き込みを行った。このような精錬方法を行
った場合の昇温及び脱硫効果についての製鋼操業試験結
果を第2表に示す。
金属アルミニウム粉10%とを混合し、実施例1では生
石灰10%、実施例2では石灰石10%、実施例3では
アルミン酸カルシウム10%、実施例4ではカルシウム
カーバイド10%をそれに加えて精錬剤を作成した。こ
れらを30)ン電弧炉の溶湯中に吹き込み、それと同時
に酸素ガス吹き込みを行った。このような精錬方法を行
った場合の昇温及び脱硫効果についての製鋼操業試験結
果を第2表に示す。
比較例の第1として、実施例と同じアルミニウム滓90
%と金属アルミニウム粉10%のみを混合した物を30
トン電弧炉の溶湯中に吹き込み、これと同時に酸素ガス
吹き込みを行った場合を、又、比較例の第2として、同
じ30トン電弧炉で何も吹き込まず、アーク加熱のみを
行った場合の同じ結果も第2表に掲げる。
%と金属アルミニウム粉10%のみを混合した物を30
トン電弧炉の溶湯中に吹き込み、これと同時に酸素ガス
吹き込みを行った場合を、又、比較例の第2として、同
じ30トン電弧炉で何も吹き込まず、アーク加熱のみを
行った場合の同じ結果も第2表に掲げる。
第1表 アルミニウム滓の主要化学成分(%)第2表製
鋼操鳶鵡幌果 第2表において、脱硫効果の欄において精錬剤吹込前及
び吹込後の欄に掲げた数字は溶湯中の硫黄成分量を示し
、「脱硫量」はそれらの差を示している。
鋼操鳶鵡幌果 第2表において、脱硫効果の欄において精錬剤吹込前及
び吹込後の欄に掲げた数字は溶湯中の硫黄成分量を示し
、「脱硫量」はそれらの差を示している。
第2表から明かな通り、本発明に係る精錬剤を用い、本
発明に係る方法で精錬を行った場合には、鉄鋼原料の溶
融後5分間の昇温速度は15.0〜15.4℃/分の範
囲に達し、短時間での昇温が達成されている。比較例2
に見られる通り、通常のアーク加熱のみで昇温したとき
には、溶融後溶湯を同程度の温度まで昇温するために1
6分もかかっており、昇温速度は4.4℃ノ分でしかな
い。又、本発明の方法によると、脱硫量はo、oio〜
0.018%に達し、比較例1.2と比較して明らかに
脱硫の効果が認められる。
発明に係る方法で精錬を行った場合には、鉄鋼原料の溶
融後5分間の昇温速度は15.0〜15.4℃/分の範
囲に達し、短時間での昇温が達成されている。比較例2
に見られる通り、通常のアーク加熱のみで昇温したとき
には、溶融後溶湯を同程度の温度まで昇温するために1
6分もかかっており、昇温速度は4.4℃ノ分でしかな
い。又、本発明の方法によると、脱硫量はo、oio〜
0.018%に達し、比較例1.2と比較して明らかに
脱硫の効果が認められる。
このように、本発明によると溶解後の昇温か迅速となり
、全製鋼時間が短縮されるほか、これにともない、消費
電力、消費電極量、造滓剤の原単位が減少し、製鋼歩留
が上昇するという、好ましい操業成績が得られる。又同
時に、短時間のうちに製鋼の脱硫が効果的に行われる。
、全製鋼時間が短縮されるほか、これにともない、消費
電力、消費電極量、造滓剤の原単位が減少し、製鋼歩留
が上昇するという、好ましい操業成績が得られる。又同
時に、短時間のうちに製鋼の脱硫が効果的に行われる。
第2表に掲げた実施例以外に、脱硫に重点を置く必要が
あり、溶湯の温度をそれほど上昇させる必要のない鋼種
の場合には、精錬剤中においてアルミニウム滓、金属ア
ルミニウム粉の混合物に対して、生石灰、石灰石、アル
ミン酸カルシウム、カルシウムカーバイドの配合率を多
くすることにより、第2表よりも高い脱硫率が得られた
。
あり、溶湯の温度をそれほど上昇させる必要のない鋼種
の場合には、精錬剤中においてアルミニウム滓、金属ア
ルミニウム粉の混合物に対して、生石灰、石灰石、アル
ミン酸カルシウム、カルシウムカーバイドの配合率を多
くすることにより、第2表よりも高い脱硫率が得られた
。
なお、第2表では、精錬剤の配合には、脱硫に関与する
成分(生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシ
ウムカーバイド)は1種ずつしか加えられなかったが、
もちろん、それらのうちの2種またはそれ以上を混合し
ても同様の結果が得られている。
成分(生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、カルシ
ウムカーバイド)は1種ずつしか加えられなかったが、
もちろん、それらのうちの2種またはそれ以上を混合し
ても同様の結果が得られている。
光皿Ω用里
本発明の鉄鋼精錬剤及びそれを用いた鉄鋼精錬方法によ
り、製鉄製鋼時の溶湯温度の上昇が非常に迅速となり、
かつ、それと同時に脱硫反応が進行するため、溶湯の脱
硫を極めて効果的に行うことができる。従って、製鋼時
間が短縮され、その結果、電力、電極、造滓剤の原単位
が低下して、経済的な操業を行うことができる。更に、
酸化鉄、鉄鉱石又は製鉄・製鋼ダストがアルミニウム滓
、金属アルミニウム等により還元されることにより、製
鋼歩留、合金鉄の歩留が向上し、更には、製鉄・製鋼ダ
ストの無害化処理方法としての利用効果も有する。
り、製鉄製鋼時の溶湯温度の上昇が非常に迅速となり、
かつ、それと同時に脱硫反応が進行するため、溶湯の脱
硫を極めて効果的に行うことができる。従って、製鋼時
間が短縮され、その結果、電力、電極、造滓剤の原単位
が低下して、経済的な操業を行うことができる。更に、
酸化鉄、鉄鉱石又は製鉄・製鋼ダストがアルミニウム滓
、金属アルミニウム等により還元されることにより、製
鋼歩留、合金鉄の歩留が向上し、更には、製鉄・製鋼ダ
ストの無害化処理方法としての利用効果も有する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 アルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの1種
又は2種と、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、
カルシウムカーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以
上とを混合したことを特徴とする鉄鋼精錬剤。 2 アルミニウム滓及び金属アルミニウムのうちの1種
又は2種と、生石灰、石灰石、アルミン酸カルシウム、
カルシウムカーバイド及び蛍石のうちの1種又は2種以
上との混合物から成る鉄鋼精錬剤を、酸素ガス、酸化鉄
、鉄鉱石及び製鉄・製鋼ダストのうちの1種又は2種以
上と同時に鉄鋼溶湯中に吹き込むことを特徴とする鉄鋼
精錬方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29800487A JPH01139714A (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 鉄鋼精錬剤及び鉄鋼精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29800487A JPH01139714A (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 鉄鋼精錬剤及び鉄鋼精錬方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01139714A true JPH01139714A (ja) | 1989-06-01 |
Family
ID=17853880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29800487A Pending JPH01139714A (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | 鉄鋼精錬剤及び鉄鋼精錬方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01139714A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1028166A3 (en) * | 1999-02-12 | 2000-11-02 | Minerals & Metals Italia S.p.A. | Composition for hindering the formation of iron oxides in steel-melting slag and EAF scrap- based steelmaking process using the same |
US6372013B1 (en) | 2000-05-12 | 2002-04-16 | Marblehead Lime, Inc. | Carrier material and desulfurization agent for desulfurizing iron |
-
1987
- 1987-11-26 JP JP29800487A patent/JPH01139714A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1028166A3 (en) * | 1999-02-12 | 2000-11-02 | Minerals & Metals Italia S.p.A. | Composition for hindering the formation of iron oxides in steel-melting slag and EAF scrap- based steelmaking process using the same |
US6372013B1 (en) | 2000-05-12 | 2002-04-16 | Marblehead Lime, Inc. | Carrier material and desulfurization agent for desulfurizing iron |
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