铁水的脱硫方法技术

本发明专利技术关于铁水中吹入ＣａＯ系脱硫剂脱硫时，吹入脱硫剂的载气，使用惰性气体和烃系气体混合气，使脱硫剂和烃系气体维持恰当比，提供脱硫剂高效脱硫、提高脱硫处理的生产性、减低脱硫处理渣产生量的脱硫方法。另外还关于将脱硫助熔剂和载气同时吹入铁水中去除所含硫的铁水脱硫方法的改进，提供以惰性气体作为脱硫开始时的载气，脱硫开始后，在铁水中的硫浓度成为规定值时，在载气中增加烃系气体量进行混合，或将载气切换成烃系气体，以提供高效脱硫方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于铁水中的含硫量的去除，即脱硫方法和脱硫方法的改进，是关于有利地实现提高脱硫效率。近年来，伴随钢材的高品质化的要求，现在已经强烈期望钢材的低硫化。在炼钢过程中的脱硫工艺，大致分为二种脱硫处理，即，在鱼雷形铁水罐车或者铁水包中的铁水阶段的脱硫处理，以及在将转炉以后的钢水脱氧后进行的钢水阶段的脱硫处理。现在，钢水中的硫含量是10ppm以下的极低硫钢种，进行在铁水阶段和钢水阶段的脱硫处理，除此之外，进行在铁水阶段的脱硫处理是主流。对于在铁水阶段的脱硫来说，使用CaO系脱硫剂、Na2O系脱硫剂、Mg系脱硫剂等。在铁水阶段的脱硫处理，从渣处理或成本的观点出发，希望是CaO系脱硫剂，因此使用CaO系脱硫剂，提高铁水脱硫处理的效率的技术是必要的。由于脱硫反应是还原反应，因此在特公平5-43763号公报中揭示了利用氢气促进脱硫的方法。即作为在吹入CaO系脱硫剂时使用的载体气体使用氢气时，与使用惰性气体作为载体气体时相比，可以促进利用CaO系脱硫剂的脱硫反应。另外，在特公平7-5953号公报中，作为比较例，进行具有相同还原性的烃系气体的试验，其结果是，由于吹入烃系气体时的分解吸热，铁水温度降低，因而烃系气体不适合于脱硫反应。除此之外，在特公昭63-19562号公报中揭示了，在高炉的铁水流槽中从铁水的上方添加脱硫剂，从下方吹入烃系气体，以促进脱硫反应的方法。另外在特开昭60-16607号公报中揭示了，在CaO系脱硫剂中混合含有3～20重量％的煤系烃的有机物质的方法。另一方面，如果将烃系气体吹入铁水中时，由于烃系气体的分解吸热反应使铁水温度下降。但是将烃系气体吹入铁水中时，而且使铁水温度保持在高温时，可以提高脱硫反应的效率。为此，在铁水中吹入烃系气体时，必须将烃系气体的使用量限定在恰当的范围。另外，如果吹入脱硫剂的位置和吹入烃系气体的位置不同时，脱硫剂和烃系气体的混合就会不充分，使脱硫反应的效率降低。使用含有煤系烃的有机物质作为脱硫剂的方法，因为这样的有机物质是高价的，因此成为成本升高的因素，而且存在不能根据铁水的硫浓度水平选择供给方法的问题。本专利技术的目的在于，为要解决上述问题，提供在铁水中吹入CaO系脱硫剂进行脱硫处理时，达到提高脱硫剂的脱硫效率、脱硫处理的生产率提高、脱硫处理的渣产生量减低的脱硫方法。一般利用CaO系脱硫剂的铁水脱硫反应以下述的(1)式表示。(1)式中的〔S〕表示铁水中的硫。并且在(1)式中作为还原剂有助于脱硫反应的〔C〕是铁水中的碳。另外，(CaS)表示在渣中(CaS)被去除。(1)在铁水中吹入作为还原性气体的烃系气体时，烃系气体分解，产生氢气。以(2)式表示该反应。(2)利用氢气和CaO系脱硫剂的脱硫反应如(3)式所示，与利用铁水中的碳的还原反应相比，还原能力高，因此在脱硫反应中是有利的。另外，如果考虑烃(例如丙烷)直接有助于反应的(4)式时，以(3)式和(2)式(n＝3、m＝8时)部分的和表示。即，如果以反应的自由能进行比较时，与利用氢的脱硫反应(3)式相比，利用(4)式的烃的脱硫反应一方，仅烃的分解反应能的部分是有利的。(3)(4)但是，在(2)式中表示的烃系气体的分解是吸热反应，因此成为铁水温度降低的原因。即，如果大量地吹入烃系气体时，铁水温度降低，防碍脱硫反应。因此必须将烃系气体的使用量限定在恰当的范围。因此，发现了以下的知识。①本专利技术是一种，即，在将载体气体和以固体氧化物作为主体的粉状脱硫剂一起吹入铁水中的脱硫方法中，使用惰性气体和烃系气体的混合气体作为载体气体，烃系气体相对于脱硫剂的比率是2.0～50NL/kg以上。②而且本专利技术是下述的，即，向铁水中吹入脱硫剂的吹入速度是每1吨铁水为1.0kg/min以下。③另外，本专利技术的另一种，该方法是向铁水中同时吹入脱硫助熔剂和载体气体而去除硫的铁水脱硫方法，其特征在于，以惰性气体和烃系气体的混合气体作为脱硫开始时的载体气体，脱硫开始后，铁水中的硫浓度成为规定值以下，进一步增加载体气体中的烃系气体，或者将载体气体切换成烃系气体。④本专利技术再一种，该方法是在铁水中同时吹入脱硫助熔剂和载体气体而去除硫的铁水脱硫方法，其特征在于，以惰性气体作为脱硫开始时的载体气体，脱硫开始后，铁水中的硫浓度成为规定值以下时，在载体气体中混合烃系气体，或者将载体气体切换成烃系气体。因此发现了，使上述硫浓度的规定值达到0.01重量％是合适的。附图说明图1是表示丙烷气体流量/脱硫剂和脱硫速度的关系曲线。图2是表示丙烷气体流量/脱硫剂和脱硫速度的关系曲线。图3是脱硫装置的例子的概略图。图4是表示铁水中的硫含量随时间变化的曲线图。下面对附图的符号加以说明1 原料料斗2 脱硫助熔剂2a 载体气体3 喷氧枪固定台车4 吹入喷氧枪5 铁水6 鱼雷形铁水罐车7 集尘罩本专利技术人等，为了调查烃系气体对脱硫反应带来的效果，使用4吨炉进行实验。实验条件示于表1和表2中。脱硫剂使用粉状的CaO系脱硫剂。脱硫剂的吹入速度以每单位时间的脱硫剂吹入重量(kg/min)表示。作为载体气体使用N2气、H2气和作为烃系气体的丙烷气体(即C3H8气体)，调查铁水中的硫量随时间的变化。其结果示于图4中。从图4可清楚地知道，如果在铁水中吹入丙烷气体，就提高脱硫速度。在此，助熔剂的供给速度都是一定的。而且，如果脱硫反应可以进行，并且铁水中的硫浓度低时，如图4所示，H2气和C3H8气体的脱硫效率变大，特别在铁水中的硫浓度低于0.01重量％的低硫浓度区，其差别变得显著。另外也已知，使用C3H8气体比使用H2气作为载体气体，在低硫浓度区的脱硫速度大。此时，在各条件中在处理中的温度下降上没有看到差异，是相同水平的温度下降。如以上所述，本专利技术人等初次发现，铁水的硫浓度水平降低，一般在脱硫速度低的区域，烃系气体的脱硫效果特别显著。脱硫反应，基本上是作为固体物质的CaO系助熔剂和硫的反应，在反应界面的氧势极大地影响反应速度。在铁水脱硫的情况下，得到以下的新知识，即，一般认为，系统的氧势是由碳量对碳已经处于饱和状态的铁水的铁来决定，并认为可成为一定的，但目前认为由于载体气体种类不同，而有差异，因此在助熔剂包含吹入时的保护气体的助熔剂/载体气体/铁水的3相共存状态，决定系统的氧势，特别是载体气体的氧势对脱硫反应造成极大的影响。因此，如从实验结果所知，在脱硫速度(划出“变小区”)降低的低硫浓度区，其影响变大。因此，从脱硫反应的观点考虑，在向铁水中吹入使用载体气体的助熔剂中，在载体气体中混合烃系气体，认为是最优良的方法。但是，如果使载体气体达到全量的烃系气体时，在降低氧势方面是有利的，但是，从作为助熔剂的粉体的运送特性上看，存在在处理中不能使流量发生大的变大的缺点。如图4表明那样，即使在烃系气体的效果相对小的铁水中的硫浓度是0.01重量％以上的场合，连续地供给多量的烃系气体常常关系到烃系气体的单耗(成本)增大，因此不是上策。即，为了效率良好地利用烃系气体的脱硫促进效果，在铁水中的硫浓度处于0.01重量％以上的场合，少量地混合烃系气体，或者不混合烃系气体，在铁水中的硫浓度为低于0.01重量％之后，增加烃系气体的比例，或者将载体气体置换成烃系气体，是最有效果的。在此，也有可能用氢气替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁水的脱硫方法，该铁水的脱硫方法，是将以固体氧化物作为主体的粉状脱硫剂和载体气体一起吹入铁水中进行铁水的脱硫方法，其特征在于， .作为上述载体气体使用惰性气体和烃系气体的混合气体； .上述烃系气体对上述脱硫剂的比率是２．０～５０ＮＬ／ｋｇ以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池直树，竹内秀次，高尾丹晴，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]