TWI616402B - Desulfurizing agent, molten iron desulfurization method and manufacturing method of molten iron - Google Patents

Abstract

本發明提供脫硫效率優異且可減低脫硫處理所花費之成本之熔鐵脫硫方法及熔鐵之製造方法。熔鐵脫硫所用之脫硫劑包含細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔容積之和的全細孔容積為0.1mL/g以上之生石灰。

Description

脫硫劑、熔鐵脫硫方法及熔鐵之製造方法

本發明有關脫硫劑、熔鐵脫硫方法及熔鐵之製造方法。

自鼓風爐出鐵之熔鐵中，通常以高濃度含有對於鋼品質造成不良影響之硫(S)。因此，於製鋼步驟，根據所要求之品質，進行各種熔鐵預處理及熔鋼脫硫。其中，作為熔鐵之爐外脫硫(亦稱為「熔鐵脫硫」)，已知有對熔鐵中吹附脫硫劑而進行脫硫之噴射脫硫法，或於利用攪拌翼攪拌之熔鐵中添加脫硫劑而進行脫硫之機械攪拌式脫硫法等之方法。且，就此等熔鐵脫硫方法而言，任一方法均大量使用以便宜之生石灰作為主成分之脫硫劑作為精煉劑，依據(1)式所示之反應式進行脫硫反應。

CaO+S→CaS+O…(1)

於此脫硫處理中，基於提高生石灰渣化促進之反應效率為目的，已知有使用螢石(CaF₂)或氧化鋁系熔劑等之熔劑之方法。例如作為混合熔劑之脫硫劑，已廣 泛使用95wt%CaO-5wt%CaF₂。然而，該等熔劑由於通常較昂貴，故若於脫硫劑中增加熔劑之調配率，則導致脫硫劑之成本增加。又，提高脫硫劑中之熔劑調配率時，由於脫硫劑中之CaO濃度降低，故有脫硫劑之反應效率降低之顧慮。相對於此，有藉由併用提高熔劑之調配率之生石灰主體之脫硫劑與碳化鈣系或碳酸鈉系脫硫劑，或於提高熔劑調配率之生石灰主體之脫硫劑中添加CaCO₃(例如專利文獻1)，而提高脫硫劑之反應效率之方法。然而，鑒於近幾年來氟對環境影響顧慮之狀況，期望不使用螢石之脫硫劑。因此，要求即使不使用螢石脫硫效率亦高之脫硫劑、或提高生石灰本身之脫硫能之技術。

作為未使用生石灰或螢石之脫硫劑，例如，碳化鈣系、碳酸鈉系脫硫劑雖已實用化，但各有優缺點。碳化鈣系脫硫劑具有強力之脫硫能力，但藉由脫硫處理產生之熔渣之後處理中，有發生乙炔氣體等之問題點。又，碳化鈣系脫硫劑除了昂貴以外，由於亦為危險物而難以處理。碳酸鈉系脫硫劑雖較便宜，但由於為高鹼性，故對於爐或容器等之耐火物的影響較大。且，碳酸鈉系脫硫劑由於排氣中含有Na，故有必要進行將其去除之處理。再者，碳酸鈉系脫硫劑由於在熔渣中之Na₂O含量增高，故對於水泥等之再利用產生限制。因此，基於對環境之影響，不能說是與氟同樣被期待之脫硫劑。再者，作為使用碳化鈣系及碳酸鈉系以外之脫硫劑之脫硫方法，使用金屬Mg作為脫硫劑之方法已眾所悉知。金屬Mg容易與熔鐵 中之S反應而生成MgS，但由於沸點低如1100℃，故於1250℃~1500℃之熔鐵中激烈氣化，而有使熔鐵飛散之危險性。且，使用金屬Mg之脫硫處理中，由於所發生之Mg蒸氣無助於充分之脫硫反應而會於大氣中分散，故效率差。再者，金屬Mg由於非常昂貴，故導致脫硫處理成本增大。

作為提高生石灰本身之脫硫能之技術，基於石灰性狀之觀點，進行致力於提高脫硫劑之脫硫效率。例如專利文獻2、3中，揭示於藉由噴射脫硫法之熔鐵脫硫中，控制作為石灰性狀之密度、比表面積及細孔徑容積等之方法。依據專利文獻2、3，藉由控制該等石灰性狀，可控制吹入熔鐵中之脫硫劑之浮起速度(低速化)，可促進熔鐵與脫硫劑之反應。然而，專利文獻2、3中，係以作為熔鐵脫硫方法之噴射脫硫法為對象，並非成為機械攪拌式脫硫法中之最適石灰性狀。進而，專利文獻2中，成為對象之脫硫劑粒徑係小如200μm以下者。使用此等微細脫硫劑時，確保反應界面積雖容易，但於機械攪拌式脫硫法中，基於確保添加良率之觀點，重要的是使用粒徑較大之脫硫劑，關於使用此等粒徑大的脫硫劑而確保反應界面積之方法幾乎未有描述。

機械攪拌式脫硫法中，通常添加於熔鐵浴面之粉狀脫硫劑會夾帶入熔鐵中，使脫硫劑與熔鐵中之S反應。如此，對於浴面上添加脫硫劑之方法(亦稱為上添加法)時，由於因進行脫硫劑之凝集，使反應界面積減小， 故有脫硫效率降低之問題。藉由此上添加法，脫硫處理後之熔渣成為數mm~數10mm之凝集粒。相對於此，作為提高機械攪拌式脫硫法之反應效率之方法，已知有對浴面投射粉狀脫硫劑之方法(亦稱為投射法)。投射法與上添加法相比，由於抑制了夾帶入熔鐵中之際的脫硫劑之凝集，故實質上之反應界面積變大，可提高脫硫能。然而，此種投射法中，由於所投射之脫硫劑之凝集依然進行，故無法充分活用脫硫劑本身之反應界面積。

對於投射法之該問題，專利文獻4、5中，揭示使用載氣投射脫硫劑之方法。專利文獻4、5中，藉由使用載氣，而促進脫硫劑本身朝熔鐵中之侵入，可抑制脫硫劑之凝集。然而，專利文獻4、5中記載之投射法，由於對於生石灰之性狀未有任何考慮，故基於石灰性狀之觀點，要求進一步提高生石灰脫硫效率之技術。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開平8-268717號公報

專利文獻2：日本專利第5101988號公報

專利文獻3：日本特開昭62-56509號公報

專利文獻4：日本專利第5045031號公報

專利文獻5：日本專利第5195737號公報

因此，本發明係著眼於上述課題者，其目的在於提供脫硫效率優異且可減低脫硫處理所花費之成本之脫硫劑、熔鐵脫硫方法及熔鐵之製造方法。

依據本發明之一樣態，提供一種脫硫劑，其特徵係熔鐵脫硫所用之脫硫劑，且包含細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔容積之和的全細孔容積為0.1mL/g以上之生石灰。

依據本發明之一樣態，提供一種熔鐵脫硫方法，其特徵係於以機械攪拌式脫硫裝置對熔鐵進行脫硫處理時，使用包含細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔容積之和的全細孔容積為0.1mL/g以上，平均粒徑為210μm以上500μm以下之粉狀之生石灰之脫硫劑。

依據本發明之一樣態，提供一種熔鐵之製造方法，其特徵為使用上述熔鐵脫硫方法。

依據本發明之一樣態，提供脫硫效率優異且可減低脫硫處理所花費之成本之脫硫劑、熔鐵脫硫方法及熔鐵之製造方法。

1‧‧‧機械攪拌式脫硫裝置

2‧‧‧熔鐵鍋

3‧‧‧熔鐵

4‧‧‧台車

5‧‧‧攪拌翼

6‧‧‧投射手段

7‧‧‧上添加手段

8‧‧‧投料斗

9‧‧‧旋轉進料器

10‧‧‧噴槍

11‧‧‧投料斗

12‧‧‧旋轉進料器

13‧‧‧投入滑槽

圖1係顯示本發明一實施形態之機械攪拌式熔鐵脫硫裝置之示意圖。

圖2係顯示第1試驗中之生石灰之全細孔容積與脫硫率之關係之圖表。

圖3係顯示第1試驗中之生石灰之平均粒徑與脫硫率之關係之圖表。

圖4係顯示第2試驗中之浴面水平方向之流速與脫硫率之關係之圖表。

以下詳細說明中，針對多數特定細部進行記載以提供本發明之實施形態之完全理解。然而，應明瞭即使無該特定細部亦可實施1種以上之實施樣態。此外，為了簡化圖式，周知之構造及裝置以略圖顯示。

首先，針對本發明人等完成本發明之過程加以說明。本發明人等於機械攪拌式脫硫法中，基於脫硫劑之特性(主要為石灰性狀)之觀點，針對各特性對脫硫效率之影響進行積極研究。結果，發現比表面積、活性度等之特性中，生石灰之細孔徑分佈及粒徑的影響較大，尤其細孔徑範圍為0.5μm以上10μm以下之細孔的全細孔容積有較大影響。分別於圖1中顯示第1試驗所用之機械攪拌式脫硫裝置1，表1中顯示實施第1試驗之裝置及試驗方法之條件。

如圖1所示，機械攪拌式脫硫裝置1係對收納於熔鐵鍋2之熔鐵3進行脫硫處理之精煉裝置。熔鐵鍋2係以載置於台車4之狀態配置於處理位置。第1試驗中，將熔鐵鍋2之鍋徑設為4m，熔鐵3之重量設為300t/ch，熔鐵3之溫度設為1280℃以上1330℃以下，脫硫處理前之熔鐵3之S濃度([S])設為0.025wt%以上0.035wt%以下。又ch(charge，饋入)係表示藉由機械攪拌式脫硫裝置1每個熔鐵鍋2所進行之脫硫處理次數之單位，300t/ch表示一次脫硫處理中所處理之熔鐵3之重量(收納於熔鐵鍋2之熔鐵3之重量)為300t。

機械攪拌式脫硫裝置1具備攪拌翼(葉片)5、投射手段6及上添加手段7。攪拌翼5為耐火物製之攪拌子，鉛垂方向(對於圖1之紙面為上下方向)之上端連接於軸，具有於與以該軸為中心之中心軸垂直之方向突出之4根攪拌翼。且攪拌翼5之軸之上端側連接於未圖示 之旋轉裝置或升降裝置。攪拌翼5藉由軸接受來自旋轉裝置之旋轉驅動，而以軸為中心進行旋轉。又，攪拌翼5構成為可藉由升降裝置之升降動作而於鉛垂方向升降。於第1試驗中，攪拌翼5之直徑設為1.45m，攪拌翼5以130rpm之轉速旋轉進行脫硫處理。投射手段6具有投料斗8、旋轉進料器9及噴槍10。投料斗8中收納脫硫劑。旋轉進料器9將投料斗8中收納之脫硫劑以特定甩出速度甩出，供給至噴槍10。噴槍10係65A之噴槍，於熔鐵3之浴面上方，於鉛垂方向延伸配置。噴槍10將由旋轉進料器9甩出之脫硫劑與自未圖示之載氣供給裝置供給之載氣的氮氣一起噴射，而對熔鐵3之浴面吹附脫硫劑。上添加手段7具有投料斗11、旋轉進料器12與投入滑槽13。投料斗11中收納脫硫劑。旋轉進料器12將投料斗11中收納之脫硫劑以特定甩出速度甩出，供給至投入滑槽13。投入滑槽13之下端配置於熔鐵3之浴面上方，將自旋轉進料器12供給之脫硫劑自前端自由落下朝熔鐵3浴面投入。第1試驗中，以使用投射手段6之投射法或使用上添加手段7之上添加法之任一添加方法將脫硫劑添加於熔鐵3中，進行脫硫處理。又，以投射法進行脫硫處理時，氮氣流量設為0Nm³/min~7Nm³/min，脫硫劑以200kg/min之添加速度添加。另一方面，以上添加法進行脫硫處理時，脫硫劑以1000kg/min之添加速度添加。

又，第1試驗中，脫硫劑僅為粉狀生石灰，不添加生石灰中不可避免含有之成分以外之添加劑進行脫 硫處理，以投射法或上添加法添加5kg/t(對於熔鐵每1噸之添加量)之脫硫劑。進而為了調查生石灰之全細孔容積與脫硫率(對於處理前之S濃度之處理前後之S濃度變化量之比例)之關係、及生石灰之粒徑與脫硫率之關係，以使生石灰之全細孔容積或生石灰粒徑分別變化之條件進行脫硫處理。

生石灰之全細孔容積係由測定之細孔徑分佈算出。細孔徑分佈之測定方法如以下。首先，作為前處理，使生石灰於120℃恆溫乾燥4小時。其次，使用Micromerities公司製之AUTOPORE IV9520，利用水銀壓入法，求出經乾燥之生石灰之細孔直徑約0.0036μm~200μm之細孔分佈，算出累積細孔容積曲線。進而，由所算出之累積細孔容積曲線，求出直徑0.5μm~10μm之細孔之全細孔容積。細孔徑係使用Washburn之式((2)式)算出。又，(2)式中，分別為P表示壓力，D表示細孔直徑，σ表示水銀表面張力(=480達因/cm)，θ表示水銀與試料之接觸角(=140度)。

P×D=-4×σ×cosθ…(2)

再者，所謂粒徑為平均粒徑，將脫硫劑篩分成為特定之平均粒徑。脫硫劑之平均粒徑之測定方法如以下。首先，製造商出貨時，或裝入投料斗8時，採取500g之脫硫劑。其次，將採取之脫硫劑以45μm以下、45μm~75μm、75μm~100μm、100μm~125μm、125μm~150μm、150μm~300μm、300μm~500μm、500μm~ 1000μm、1000μm以上之9階段篩分。進而，針對篩分之脫硫劑以(3)式之重量比率進行計算，算出平均粒徑。又，(3)式中，D_a表示平均粒徑(mm)，d_i表示各粒徑範圍之平均粒徑(篩網中央值)(mm)，w_i表示各篩上之脫硫劑重量(kg)。

作為第1試驗之結果，於採用投射法或上添加法之情況下之細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔容積之和的全細孔容積與脫硫率之關係示於圖2。又，以圖2所示之條件，脫硫劑之粒徑為1mm以下。如圖2所示，於投射法及上添加法之任一情況中，藉由使細孔徑為0.5μm以上10μm以下之全細孔容積為0.1mL/g以上，脫硫率顯著增加，確認獲得80%以上之高脫硫率。又，與上添加法相比，藉由使用投射法，確認到脫硫率之提高程度變大。

其次，使用投射法或上添加法時之脫硫劑之平均粒徑與脫硫率之關係示於圖3。又，以圖3所示之條件，細孔徑為0.5μm以上10μm以下之全細孔容積為 0.2mL/g。如圖3所示，脫硫劑之平均粒徑為210μm以上、500μm以下之範圍，可確認脫硫率顯著增加。進而，於上述範圍中，藉由使脫硫劑之平均粒徑成為230μm以上，可確認脫硫率更增加。又，與上添加法相比，藉由使用投射法，確認脫硫率之提高程度變大。

此處，於機械攪拌式脫硫法中之脫硫劑添加方法一般使用上添加法及投射法之任一者。此種添加方法時，與所添加之脫硫劑全部侵入熔鐵中之噴射脫硫法不同，小徑之脫硫劑良率良好地添加於熔鐵中較困難。因此，於機械攪拌式脫硫法中，為了提高良率，添加之脫硫劑粒徑變得重要。一般使用粒徑小的脫硫劑，可使該脫硫劑侵入熔鐵中之情況下，由於可確保與熔鐵之反應界面積，故用以提高脫硫反應效率變得有利。然而，粒徑小的脫硫劑由於越為小徑越難以侵入熔鐵中，故即使添加亦無助於反應之可能性變高。另一方面，所添加之脫硫劑粒徑增大時，朝熔鐵中之侵入便有利而提高良率，但由於反應界面積降低，故基於脫硫反應之觀點並不利。因此，為了確保朝熔鐵之良率並且促進反應，重要的是兼具確保脫硫劑之適當粒徑及提高反應效率。

相對於此，本發明人等基於第1試驗之結果，發現為了提高使用生石灰作為脫硫劑之機械攪拌式脫硫法中之脫硫效率，重要的是存在細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔，且重要的是使用該等細孔之全細孔容積為0.1mL/g以上之脫硫劑。再者，發現藉由使用平均粒 徑為210μm以上500μm以下者作為該脫硫劑，可確保用以提高朝熔鐵添加時之良率之適當粒徑。如此，除了細孔以外，藉由控制平均粒徑，可更提高脫硫效率。再者，發現機械攪拌式脫硫法中使用該條件之脫硫劑時，對熔鐵3之脫硫劑添加方法設為投射法時，與上添加法相比獲得更高之脫硫率。由該等第1試驗之結果，探討以下現象。於進行熔鐵脫硫之溫度下，生石灰為固體，添加於熔鐵3之浴面之生石灰具有上述細孔徑尺寸時，藉由於生石灰表面之細孔中浸入熔鐵3，熔鐵3與生石灰之物理性潤濕性獲得改善。藉此，促進生石灰朝熔鐵3中之侵入，認為提高了脫硫效率。又，引用文獻2、3雖亦顯示類似之生石灰之性狀．特性，但引用文獻2、3之情況，由於與機械攪拌式脫硫中之朝熔鐵3浴面之脫硫劑添加不同，故成為與上述現象全然不同之原理。因此，針對本發明人等所發現之上述脫硫劑，為由引用文獻2、3中記載之平均細孔徑無法想到者。

其次，本發明人等為了調查投射法中之攪拌條件對脫硫率造成之影響，作為第2試驗係以各種攪拌條件進行脫硫處理。於第2試驗中，脫硫劑設為與第1試驗同樣僅為粉狀之生石灰，且使用細孔徑為0.5μm以上10μm以下之全細孔容積為0.1mL/g以上且粒徑為2mm以下之生石灰。又，脫硫劑之添加量設為5kg/t之一定量，未添加石灰中不可避免含有以外之添加劑進行脫硫處理。又，第2試驗中，使用圖1所示之機械攪拌式脫硫裝置1 進行脫硫處理。又，第2試驗中，添加脫硫劑時僅使用投射手段6，脫硫劑之添加條件與第1試驗相同。再者，第2試驗中，藉由使吹附脫硫劑之熔鐵3之浴面位置或攪拌翼5之轉速變化，而調查該等攪拌條件對脫硫率帶來之影響。

作為攪拌條件，因攪拌翼5之轉速、脫硫劑之吹附位置不同而使脫硫率成為不同之結果，該等可藉由吹附脫硫劑之位置之熔鐵3之浴面水平方向之流速加以整理。此處，所謂水平方向之流速為對熔鐵3之浴面吹附脫硫劑之位置之以機械攪拌產生之迴旋流之水平切線方向之流速。

作為第2試驗之結果，浴面之水平方向之流速與脫硫劑之關係示於圖4。如圖4所示，吹附脫硫劑之位置之浴面之水平方向之流速為1.1m/s以上11.9m/s以下時，可確認更促進脫硫反應。脫硫劑與載氣一起吹附於熔鐵3之浴面時，作為固體之生石灰侵入熔鐵3中之條件，認為熔鐵3側之速度亦成為重要因素。吹附脫硫劑之位置之浴面之水平方向之流速慢於1.1m/s時，添加於熔鐵3中之脫硫劑無法朝利用攪拌翼5所生成之渦流中移動，會馬上朝浴面浮起，無法促進脫硫劑與熔鐵3之反應。另一方面，吹附脫硫劑之位置之浴面之水平方向之流速快於11.9m/s時，脫硫劑垂直方向之速度會輸熔鐵3之水平方向之速度，而觀察到一部份脫硫劑飛散之情況。由此，吹附粉狀脫硫劑之位置之浴面之水平方向之流速為1.1m/s以上 11.5m/s以下時，發揮了調整細孔徑容積之效果，認為可效率更良好地將脫硫劑夾帶入熔鐵3中。

又，於上述一連串試驗中，僅以滿足上述細孔容積或粒徑之條件的生石灰作為生石灰源進行實驗，但亦可混合一部份未滿足該等細孔容積或粒徑之條件的生石灰作為脫硫劑。該情況下，可獲得對應於滿足本發明之細孔徑容積條件之生石灰之混合率的效果。

<脫硫劑、熔鐵脫硫方法及熔鐵之製造方法>

其次，基於上述見解，針對本發明之一實施形態之脫硫劑、熔鐵脫硫方法及熔鐵之製造方法加以說明。本實施形態中，與上述第1及第2試驗相同，使用圖1所示之機械攪拌式脫硫裝置1進行熔鐵3之脫硫處理。又，機械攪拌式脫硫裝置1具有覆蓋熔鐵鍋2之上部開口部(未圖示)或與設蓋上之排氣裝置(未圖示)連接之排氣管(未圖示)。脫硫處理中產生之氣體或粉塵通過該排氣管朝排氣裝置排出。

本實施形態之熔鐵脫硫方法中，首先，將收納有熔鐵3之熔鐵鍋2載置於台車4上，移動台車4直至攪拌翼5對於熔鐵鍋2成為特定位置。其次，藉由升降裝置使攪拌翼5下降，將攪拌翼5浸漬於熔鐵3中。接著，浸漬於熔鐵3之同時，以旋轉裝置使攪拌翼5旋轉，提高轉速直至成為特定轉速。此時，藉由排氣裝置，自排氣管排出所發生之氣體或粉塵。進而，攪拌翼5達到恆定轉速 時，藉由投射手段6或上添加手段7於熔鐵3中添加脫硫劑。

脫硫劑設為細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔之容積的和之全細孔容積為0.1mL/g以上且平均粒徑為210μm以上500μm以下之生石灰。又，生石灰粒徑之最小值，若考慮添加時之飛散等，較好為40μm以上。且，生石灰亦可藉由窯爐、麥爾磁爐、套筒窯爐等之各種爐燒成者。使用投射手段6時，藉由旋轉進料器9甩出之脫硫劑與氮氣等載氣一起自噴槍10吹向熔鐵3之浴面，而添加於熔鐵3中。此時，較好於熔鐵3之浴面之水平方向流速成為1.1m/s以上11.9m/s以下之位置吹附脫硫劑。浴面流速成為上述範圍之位置係自攪拌翼5之轉速或脫硫劑之吹附位置等之攪拌條件預先算出。另一方面，使用上添加手段7時，透過投入滑槽13將由旋轉進料器9甩出之脫硫劑上添加至熔鐵3之浴面。

添加脫硫劑後，藉由攪拌翼5進行熔鐵3之攪拌直至經過特定時間。隨後，藉由旋轉裝置使轉速減少直至攪拌翼5之旋轉停止，旋轉停止後以升降裝置使攪拌翼5上升。其次，因脫硫處理產生之熔渣浮起覆蓋熔鐵3之浴面，以成為靜止狀態，結束脫硫處理。藉此，製造期望S濃度之熔鐵3。

<變形例>

以上，參考特定實施形態說明本發明，但並未意圖藉 由該等說明而限制本發明。藉由參考本發明之說明，熟知本技藝者亦可與所揭示之實施形態之各種變形例一起了解本發明之其他實施形態。因此申請專利範圍應理解為亦網羅本發明範圍及主旨內所含之該等變形例或實施形態。

例如，上述實施形態中，作為脫硫劑係僅使用細孔徑為0.5μm以上10μm以下之全細孔容積為0.1mL/g以上且平均粒徑為210μm以上500μm以下之生石灰，但本發明不限定於該例。例如，脫硫劑亦可為使全細孔容積及粒徑在上述範圍內之生石灰與全細孔容積及粒徑在上述範圍外之生石灰混合而成者。又，脫硫劑中，除了全細孔容積及粒徑在上述範圍內之生石灰以外，亦可添加氧化鋁系等之熔劑。該情況下，生石灰與成為上述範圍外之生石灰相比，為了提高生石灰之脫硫能，即使熔劑之添加量少之情形，亦可獲得同等以上之脫硫效率。又，本發明之脫硫劑未含有具有氟、鈉及鉀之至少一種熔出元素之熔劑。

又，上述實施形態中，脫硫處理時作為精煉劑係僅使用脫硫劑之構成，但本發明不限定於該例。例如，作為進一步促進脫硫反應之精煉劑，亦可添加含有金屬Al之鋁渣之粉末或金屬Al等之脫硫劑。該情況下，亦可將脫氧劑收納於與脫硫劑不同之投料斗中，自該投料斗甩出後，透過投入滑槽13添加於熔鐵3中。又，例如作為精煉劑，亦可添加螢石或碳酸鈉灰等之熔劑。該情況，熔劑亦可以事先與脫硫劑混合之狀態添加，亦可收納於與 脫硫劑不同之投料斗中，自該投料斗甩出後，透過投入滑槽13添加於熔鐵3中。

再者，上述實施形態中，於投射手段6中設置1根噴槍10而構成，但本發明不限定於該例。例如亦可設置2根以上之噴槍10。

再者，上述實施形態中，脫硫劑係使用於機械攪拌式熔鐵脫硫法之構成，但本發明不限定於該例。作為脫硫劑使用細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔之容積的和之全細孔容積為0.1mL/g以上之生石灰時，如圖2所示，因反應界面積變大故而脫硫率顯著增加。該效果不僅於機械攪拌式熔鐵脫硫法中有效，於例如噴射脫硫法之使熔鐵進行脫硫處理之其他脫硫法中亦有效。因此，本發明之脫硫劑亦可用於機械攪拌式熔鐵脫硫法以外之脫硫處理之方法。

<實施形態之效果>

(1)本發明之一樣態之脫硫劑係熔鐵脫硫所用之脫硫劑，且包含細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔容積之和的全細孔容積為0.1mL/g以上之生石灰。

依據上述(1)之構成，藉由使生石灰之全細孔容積為上述範圍，可提高生石灰之脫硫效率。藉此，因脫硫處理時間之縮短而提高生產效率、可減低溫度損失及減低處理成本、進而可減低伴隨脫硫處理所發生之粉塵及熔渣之發生量。又，與反應效率高的CaO系以外之脫硫劑相 比，可減低精煉劑所花費之成本，處理亦變容易。再者，對於機械攪拌式脫硫法中之上添加法及投射法之兩種添加手段亦可適用。

(2)上述(1)之構成中，生石灰為平均粒徑210μm以上500μm以下之粉狀者，且係使用於機械攪拌式熔鐵脫硫法。

依據上述(2)之構成，藉由使生石灰之平均粒徑為上述範圍，可更提高生石灰之脫硫效率。又，藉由於機械攪拌式熔鐵脫硫法中使用脫硫劑，可更有效地獲得上述構成之生石灰之脫硫效率提高效果。

(3)上述(2)之構成中，生石灰之平均粒徑230μm以上500μm以下。

依據上述(3)之構成，與上述(2)之構成相比，可更提高脫硫效率。

(4)上述(1)~(3)之任一構成中，實質上不含氟、鉀及鈉之至少任一者。此處所謂實質上不含氟、鉀及鈉之至少任一者之狀態意指除了不可避免地微量混入以外，不含藉由刻意添加之至少任一元素。

依據上述(4)之構成，可削減昂貴之熔劑使用量，可減低脫硫處理之精煉劑花費之成本。又，由於不含氟等之對環境影響有顧慮之成分，故可有效地活用脫硫處理後之熔渣。再者，由於不含鈉，故並無必要自排氣中去除Na之處理，可減低耐火物成本。進而，與反應效率高的CaO系以外之脫硫劑相比，可減低精煉劑花費之成 本，處理亦容易。

(5)上述(1)~(3)之任一構成中，係僅由生石灰所成。又，脫硫劑中，除CaO以外，亦可含有生石灰中不可避免含有之成分。

依據上述(5)之構成，由於未使用熔劑或CaO系以外之脫硫劑，故可大幅減低精煉劑所花費之成本。且，由於不含具有鈉或鉀等之熔出元素之熔劑，故削減昂貴之熔劑使用量，可減低脫硫處理中精煉劑所花費之成本。再者，由於不含氟等之對環境影響有顧慮之成分，故可有效活用脫硫處理後之熔渣。再者，由於不含鈉，故並無必要自排氣中去除Na之處理，可減低耐火物成本。

(6)本發明一樣態之熔鐵脫硫方法係於以機械攪拌式脫硫裝置1對熔鐵3進行脫硫處理時，使用包含細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔容積之和的全細孔容積為0.1mL/g以上，平均粒徑為210μm以上500μm以下之粉狀之生石灰之脫硫劑。

依據上述(6)之構成，可獲得與上述(1)及(2)之構成同樣效果。

(7)上述(6)之構成中，生石灰之平均粒徑為230μm以上500μm以下。

依據上述(7)之構成，可獲得與上述(3)之構成同樣效果。

(8)上述(6)或(7)之構成中，機械攪拌式脫硫裝置1具備攪拌熔鐵3之攪拌翼5，與自熔鐵3上 方與載氣一起對熔鐵3浴面吹附脫硫劑之上吹噴槍10，進行熔鐵3之脫硫處理時，使用攪拌翼5攪拌熔鐵，於攪拌熔鐵3之狀態，使用上吹噴槍10對浴面吹附脫硫劑。

依據上述(8)之構成，與使用上添加法添加脫硫劑之情況相比，可更增大生石灰之脫硫效率之提高效果。

(9)上述(8)之構成中，將脫硫劑吹附於浴面時，脫硫劑所吹附之位置之浴面之水平方向之流速為1.1m/s以上11.5m/s以下。

依據上述(9)之構成，於利用投射法添加脫硫劑時，可進一步提高脫硫效率。

(10)本發明一樣態之熔鐵之製造方法，其使用上述(6)~(9)之任一構成之熔鐵脫硫方法。

依據上述(10)之構成，可獲得與上述(6)~(9)之構成同樣效果。

實施例1

其次，針對本發明人等進行之實施例進行說明。實施例1中，使用圖1所示之機械攪拌式脫硫裝置1，使用上述實施形態之熔鐵脫硫方法進行熔鐵3之脫硫處理。

實施例1中，對於進行脫硫處理之熔鐵3，係使用自鼓風爐出鐵後，於鼓風爐鑄床及受鐵容器的熔鐵鍋中進行2階段脫矽處理者。脫硫處理前之熔鐵3之組成，因事先脫矽而為[Si]=0.05wt%~0.10wt%，[C]=4.3wt%~ 4.6wt%，[Mn]=0.22wt%~0.41wt%，[P]=0.10wt%~0.13wt%，及[S]=0.025wt%~0.035wt%。脫硫處理前之熔鐵3之溫度為1280℃~1330℃。

且，實施例1中，係在使用生石灰之全細孔容積、粒徑及比率在上述實施形態之範圍內變化之脫硫劑之複數條件進行脫硫處理。再者，實施例1中，脫硫劑之添加量設為5kg/t之一定量，添加脫硫劑時，以使用利用投射手段6之投射法或利用上添加手段7之上添加法之任一方法之複數條件進行脫硫處理。脫硫劑之添加條件及攪拌條件與表1所示之第1試驗相同。又，脫硫劑之任一添加方法，添加脫硫劑之浴面位置均設為相同位置。而且，自脫硫處理前後測定之熔鐵3之S濃度算出脫硫率，而評價脫硫效率。

再者，於實施例1，作為比較例，係以使用噴射脫硫法之條件、生石灰之全細孔容積之和及平均粒徑與上述實施形態之範圍不同之條件進行脫硫處理，與實施例同樣評價脫硫效率。

表2中，顯示實施例1中之試驗水準與脫硫效率之評價結果。表2中，生石灰之比率(%)係表示脫硫劑之生石灰中細孔徑為0.5μm以上10μm以下，且粒徑為2mm以下之生石灰之比率。又，表2中，0.5-10μm細孔全容積(mL/g)表示細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔容積之和的全細孔容積。又，所用之生石灰之平均細孔徑為0.1μm~0.3μm。

如表2所示，以脫硫劑之生石灰特性設為上述實施形態之條件的實施例1-1~1-17，儘管脫硫劑之添加方法不同，確認獲得75%以上之高脫硫率。又，相對於使用實施例1-1~1-8之上添加法之條件，使用實施例1-9~1-15之投射法之條件者確認脫硫率有變高之傾向。

另一方面，細孔全容積之和或粒徑之任一者與上述實施形態條件不同之比較例1-1~1-12中，脫硫率成為70%以下，確認比實施例1-1~1-17更為低程度。

實施例2

其次，實施例2中，於將脫硫劑之添加方法設為投射法時，調查攪拌條件對脫硫效率之影響。實施例2中，使用與實施例1-1~1-15同樣之投射法添加脫硫劑，以改變脫硫劑的生石灰之全細孔容積之和、粒徑及攪拌條件之複數條件進行脫硫處理。表3中顯示實施例2之試驗水準與脫硫效率之評價結果。又，攪拌翼5之轉速或脫硫劑之吹附位置等之不同之攪拌條件差異係以由各條件算出之熔鐵3之浴面水平方向流速進行整理。

如表3所示，吹附脫硫劑之位置的熔鐵3之浴面水平方向流速為1.1m/s以上11.5m/s以下之範圍之實 施例2-3~2-9、2-15~2-19之條件，脫硫率為97%以上，與其他條件相比確認更高。

Claims (10)

1. 一種脫硫劑，其特徵係熔鐵脫硫所用之脫硫劑，且包含細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔的容積之和的全細孔容積為0.1mL/g以上之生石灰。
2. 如請求項1之脫硫劑，其中前述生石灰為平均粒徑210μm以上500μm以下之粉狀者，且係使用於機械攪拌式熔鐵脫硫法。
3. 如請求項2之脫硫劑，其中前述生石灰為平均粒徑230μm以上500μm以下。
4. 如請求項1~3中任一項之脫硫劑，其中實質上不含氟、鉀及鈉之至少任一者。
5. 如請求項1~3中任一項之脫硫劑，其係僅由前述生石灰所成者。
6. 一種熔鐵脫硫方法，其特徵係於以機械攪拌式脫硫裝置對熔鐵進行脫硫處理時，使用包含細孔徑為0.5μm以上10μm以下之細孔的容積之和的全細孔容積為0.1mL/g以上，平均粒徑為210μm以上500μm以下之粉狀之生石灰之脫硫劑。
7. 如請求項6之熔鐵脫硫方法，其中前述生石灰為平均粒徑230μm以上500μm以下。
8. 如請求項6或7之熔鐵脫硫方法，其中前述機械攪拌式脫硫裝置具備攪拌前述熔鐵之攪拌翼，與自前述熔鐵上方與載氣一起對前述熔鐵浴面吹附前述脫硫劑之上吹噴槍(lance)，進行前述熔鐵之脫硫處理時，使用前述攪拌翼攪拌前述熔鐵，於攪拌前述熔鐵之狀態，使用前述上吹噴槍對前述浴面吹附前述脫硫劑。
9. 如請求項8之熔鐵脫硫方法，其中將前述脫硫劑吹附於前述浴面時，使前述脫硫劑所吹附之位置之前述浴面之水平方向之流速設為1.1m/s以上11.5m/s以下。
10. 一種熔鐵之製造方法，其特徵為使用如請求項6~9中任一項之熔鐵脫硫方法。