熔融铁合金的脱硫方法技术

提供一种脱硫效率高的熔融铁合金的脱硫方法，在熔融铁合金的脱硫处理中，在向熔融铁合金投入脱硫剂进行搅拌的同时，向浴面喷吹含有烃气体的气体，或者向浴面添加发生烃气体的物质。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及除去生铁水等熔融铁合金中的硫分的脱硫方法。近年来，随着对钢材高品质化需求的提高，强烈希望钢材的低硫化。将硫除去(以下称作脱硫)的工艺，大致分为使用鱼雷形铁水罐车或铁水包的生铁水阶段的脱硫处理，以及在转炉精炼后进行的钢水阶段的脱硫处理。近年来，伴随生铁水预处理技术的发达，生铁水阶段的脱硫处理成为主流。在生铁水阶段的脱硫处理中，使用CaO系脱硫剂、Na2O系脱硫剂、Mg系脱硫剂等。从脱硫处理的费用或脱硫后渣处理的难易程度等观点出发，希望使用CaO系脱硫剂。因此，要求提高使用CaO系脱硫剂的生铁水的脱硫效率的技术。历来，在使用CaO系脱硫剂的生铁水的脱硫处理时，在铁水包内进行机械搅拌的脱硫处理。这种脱硫处理是使装入生铁水中的搅拌装置回转，使浴面上添加的脱硫剂卷入生铁水内，藉此以高速而且高效率进行脱硫处理。在特开昭55-76005号公报中，揭示了在使用机械搅拌的生铁水脱硫中，通过搅拌装置向生铁水内吹入烃气体，藉此促进脱硫反应的方法。但是经过本专利技术人详细调查后判明通过搅拌装置向生铁水内吹入的烃气体，由于生铁水和气体的密度差而有集中在回转中心的倾向，因此，提高脱硫反应效率的效果不充分。此外，必须在搅拌装置内设置烃气体的通路，还必须有对回转体即搅拌装置供给气体的特殊配管和接头等。因此有搅拌装置和附属设备费用上升的问题。在特开平8-337807号公报中，揭示了在向生铁水中吹入粉体脱硫剂的同时，对生铁水浴面喷吹还原性气体，以促进脱硫反应的方法。但是，由于脱硫剂吹入用喷枪的熔损、或者生铁或渣对生铁水容器的附着情况，使脱硫剂的上浮区域不一定。因此有难以将还原性气体准确喷吹到脱硫剂上浮的区域的问题。本专利技术就是为解决上述问题，其目的在于提供一种在生铁水等熔融铁合金的脱硫处理中效率高的脱硫方法。本专利技术是一种，在从保持在容器内的熔融铁合金的浴面上向熔融铁合金中投入脱硫剂的同时，对熔融铁合金进行搅拌，其特征在于，向熔融铁合金的浴面喷吹含有烃气体的气体，或者向熔融铁合金的浴面添加发生烃气体的物质。此外，本专利技术是一种，其特征在于，以换算成烃气体量为每1吨熔融铁合金3Nl／分以上的数量喷吹含有烃气体的气体。此外，本专利技术是一种，其特征在于，含有烃气体的气体是焦炉煤气。此外，本专利技术是一种，其特征在于，发生烃气体的物质是重油或煤。此外，本专利技术是一种，其特征在于，发生烃气体的物质是以由废弃物的热处理或干馏处理制造的碳作为主体的物质。此外，本专利技术是一种，其特征在于，以换算成烃气体量为每1吨熔融铁合金发生3Nl／分以上烃气体的数量添加发生烃气体的物质。附图说明图1是显示适用于本专利技术脱硫方法的装置的主要部分的断面图。图2是显示每1吨生铁水的烃气体量和脱硫速度的关系的图。对附图的符号简单说明于下1搅拌装置2喷枪3罩4脱硫剂5容器6熔融铁合金7气体图1是显示适用于本专利技术脱硫方法的装置主要部分的断面图。从保持在容器5内的熔融铁合金6的浴面上投入脱硫剂4，使用浸渍在熔融铁合金6中的搅拌装置1进行搅拌。与搅拌同时，由喷枪2向熔敲铁合金6的浴面喷吹含有烃气体的气体7。另外，在图1中显示的回转式的搅拌装置作为搅拌装置1，但本专利技术中并不限定为回转式的搅拌装置，也可使用以机械方式搅拌熔融铁合金6的搅拌装置。从熔融铁合金6的浴面上投入的脱硫剂4由搅拌装置1进行搅拌，卷入到熔融铁合金6中。因而熔融铁合金6和脱硫剂4的反应界面增大，脱硫处理的效率提高。作为脱硫剂4，可使用CaO系脱硫剂、Na2O系脱硫剂、Mg系脱硫剂等，但由脱硫处理的成本或脱硫后渣处理的难易程度等观点出发，希望使用CaO系脱硫剂。CaO系脱硫剂的脱硫反应一般由下列(1)式表示。(1)式中的及是熔融铁合金6中的S和O。另外，(1)式中的(CaS)是除去到渣中的CaS。(1)式的脱硫反应是还原反应，通过使反应界面成为还原性气氛来促进脱硫反应。…(1)另一方面，烃气体在约300℃完全分解，发生氢气。烃气体的分解反应由下列(2)式表示。…(2)由烃气体的分解发生的氢气，与气氛气体中的氧或熔融铁合金6中的氧反应使体系内呈还原性气氛，因此促进了脱硫反应。氢气和氧的反应由下列(3)式和(4)式表示。…(3)…(4)烃的脱氧反应如(5)式所示。(5)式和(4)式中的平衡浓度(5)式一方低。其与H2相比CnHm一方生成自由能高，换言之，C－H的共价键能比H－H的键能大。因而，通过使用烃，实现了强还原性，对脱硫反应是有利的。使用搅拌装置1机械搅拌熔融铁合金6时，熔融铁合金6产生如图1中箭头所示的流动。由于这种流动，从熔融铁合金6的浴面上投入的脱硫剂4卷入熔融铁合金6中，在熔融铁合金6内循环，因此与单独吹入脱硫剂的场合相比，反应效率高。此外，由于熔融铁合金6的流动，其浴面不断更新，因此当向浴面喷吹含有烃气体的气体、或向浴面添加发生烃气体的物质、实质上由烃气体覆盖熔融铁合金6的浴面时，因熔融铁合金6浴面的烃促进还原反应，从而使脱硫剂的反应效率提高。喷吹到熔融铁合金6浴面的含有烃气体的气体，不限定为特定的种类。只要是含有丙烷气体或甲烷气体等的气体即可，但优选使用在钢铁厂的焦炉中干馏煤时发生的焦炉煤气。这是由于在焦炉煤气中，作为主成分含有多量的H2和CH4向熔融铁合金6的浴面上添加的发生烃气体的物质，不限定为特定的种类。只要是在熔融铁合金6的温度下发生烃气体的物质即可，但优选使用煤。煤含有由C、H组成的挥发份为10～40Wt％。该挥发份在约800℃完全挥发，因此在向熔融铁合金6的浴面添加煤时，挥发份蒸发，发生与焦炉煤气同样成分的气体。因而在向熔融铁合金6的浴面添加煤时，与向熔融铁合金6的浴面喷吹焦炉煤气的场合得到同样的效果。由环境保护的观点出发，也可将以热处理或干馏处理一般废弃物、化学制品废弃物等产业废弃物、都市垃圾等制造的碳作为主体的物质作为发生烃气体的物质使用。这些物质含碳量约50Wt％，含有与煤同样的挥发份，因此得到与煤同样的效果。另外，重油也在高温下发生烃气体，因此可作为发生烃气体的物质使用。此外，本专利技术中的熔融铁合金6不仅以生铁水，而且以熔融铬铁等含高碳铁合金和钢水、熔融纯铁等作为对象。实施例1进行表1所示物质的干馏试验，调查由各物质发生烃气体的量。将其结果示于表1。使用容量300吨的铁水包作为容器5，进行生铁水的脱硫处理。在铁水包的中心，配设回转式搅拌装置作为搅拌装置1。将脱硫处理的条件示于表2。各物质的添加速度，根据表1所示的烃气体发生量，使得每1吨生铁水烃气体的添加量为10Nl／分。例如在向浴面喷吹焦炉煤气的场合，喷吹速度为4300Nl／分，烃气体发生量70vol％，生铁水为300吨，因此每1吨生铁水烃气体喷吹量为4300Nl／分×0．7÷300=10Nl／分在将含烃气体的气体7喷吹到生铁水的浴面时，喷枪2前端的位置，取离铁水包中心水平方向150mm或1500mm、离静止状态的浴面高度150mm或2000mm的组合中的4处。添加发生烃气体物质的生铁水浴面上的位置，取离铁水包中心水平方向150mm或1500mm的2处。将这些汇总示于表3。在表2所示的条件下进行生铁水的脱硫处理，调查脱硫前后生铁水中的硫含量。将向浴面喷吹焦炉煤气或丙烷气体时喷枪2的前端位置取表3所示的4处(即A～D)，在向浴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融铁合金的脱硫方法，该熔融铁合金的脱硫方法中，其特征在于， 从保持在容器内的熔融铁合金的浴面上向上述熔融铁合金投入脱硫剂的同时，对上述熔融铁合金进行搅拌， 向上述熔融铁合金的浴面喷吹含有烃气体的气体，或者 向上述熔融铁合金的浴面添加发生烃气体的物质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：菊池直树，竹内秀次，杉泽元达，小仓滋，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]