[发明专利]细颗粒的铁水除硫剂

说明书

本发明涉及添加剂、制备这种添加剂的工艺，以及使用这种添加剂在鼓风炉外面对铁水进行除硫。这里，铁水系指生铁和铸铁的熔体。

在鼓风炉的外面，在鱼雷形铁水包或敞口铁水罐内进行生铁的除硫，这在目前属于先进技术。以碳化钙为基的混合物作为较好的除硫剂，得到普遍使用。这是因为它可使生铁快速除硫，同时具有良好的经济性，并使最终的含硫量很低。一种特别好的添加剂是含有20至90%（重量）的工业碳化钙和碳酸钙的混合物（最好是沉淀物的形式），并有2至20%（重量）的碳弥散在其中。这种细颗粒 的碳酸钙和碳的混合物已知被称作联氨石灰（diamide    lime）（西德专利1758250）。

西德说明书2531047公开了一种生铁除硫工艺，此工艺所用的除硫剂是碳化钙、氰氨化钙或石灰的混合物，其中含有0.5至3.5%（重量）的铝粉或镁粉。

在美国专利说明书3998625中，介绍了一种由石灰和含有镁的一些组分混合成的除硫剂。在美国专利说明书4266969中推荐使用添加一种碳素物和一种非氧化性的载气的石灰。

这些已知除硫剂的缺点是产生大量不希望有的熔渣，它们特别是会在鱼雷形铁包内和敞口铁水罐内生成沉积和结痂，此外熔渣内含有相当数量的铁，这引起铁的相当大的损失。

也已经建议，将一种添加剂代替碳酸钙加入碳化钙，它会在铁水的温度下产生氢（西德专利2252796）。然而，这种除硫剂在实践中未能证实它本身的使用价值，因为在这种方式下显然不会有氢产生。而氢的产生可以使铁水中的碳化钙得到适当的弥散。

也已经披露，在处理铸铁水时，可用碳化钙作为除硫剂，同时添加碳，比如以沥青煤（烟煤）、动物炭或皮革炭的形式添加碳。但是这种类型的煤本质上不含挥发性物质（见西德专利1758250中的先进技术）。

所以本发明的目的是开发一种以碳化钙为基的除硫剂，一方面它不会把更多的形成熔渣的组分带入铁水，而在另一方面它会造成一定数量的气体，如果可能在加入铁水后立即产生气体，这有助于碳化钙的弥散。再者，应当达到先进的消耗量指标、较短的处理时间和较低的最终含硫量。

这个目的已经达到：采用一种细颗粒的除硫剂，以流体形式借助于一种气体注入铁水中。这种除硫剂由工业碳化钙和干煤的混合物组成，它至少含有15%（重量）的可挥发组分。这种混合物在注入铁水后立即释放出至少80标准升的气体/每公斤煤。

工业碳化钙是指含有65至85%（重量）CaC₂和其余主要是石灰的产品。按照本发明的除硫剂中所含工业碳化钙的比例可在很宽的范围内变化。煤的含量也相应地变化。混合物最好含有50至98%（重量）的碳化钙和50至2%（重量）的煤。特别好的混合物成分是工业碳化钙为80至96%（重量），以及干煤为20至4%（重量）。

该混合物还可添加镁。最好的混合物成分是工业碳化钙为47.5至95.5%（重量），干煤为50至2%（重量）以及镁2至40%（重量）。

选用的煤的种类（作为干煤）最好是在用气动方式注入铁水后不超过60秒内，亦即在10³至10⁶℃/sec的加热速度下，至少释放出其可挥发组分的90%（重量）。然而，最好选用在不超过40秒内释放出其可挥发组分的90%（重量）的那些煤。特别是最好选用在铁水温度下，10秒内释放出其可挥发组分的煤。

在煤中的可挥发组分比例愈大，则除硫剂的效率通常愈高。因而也采用这样的煤，它所含的可挥发组分至少为25%（重量）。然而最好用这种煤，它以干燥的形式加入铁水后至少立即造成每公斤150标准升的气体体积。能满足这些条件的煤是褐煤、焰煤、气焰煤、气煤和焦煤，将它们列入下表内。

上表列出各种煤所含可挥发组分数据取自龙普士化学辞典（Rompps    Chemie-Lexikom），第8版，1983年，第3卷，2142页。

产生的气体量（1/kg）是将煤快速加热到生铁温度时逸出的气体量。

联氨石灰的可挥发组分是指碳酸盐分解时释出的CO₂量。

气体放出的持续时间表示总气体量的90%释放出来的时间（秒）。

如果可以证实是有利的，还有两种或更多的含有高挥发组分的煤能用作混合物。

干煤所含水分最好低于0.5%（重量），为了防止与碳化钙反应生成乙炔。这种干燥程度可以在现有商用干燥设备上达到，如螺旋干燥器、流体床干燥器或研磨机-干燥器，以及在简单的设备上进行真空干燥。在这些干燥设备上只需移动或翻转被干燥的材料。