精煉劑以及精煉方法

專利名稱：精煉劑以及精煉方法
技術領域：
本發明涉及鐵水的精煉劑以及精煉方法。
背景技術：
對鐵水或鋼水的精煉劑不僅要求可以產生有效的精煉反應、同時也要求價格低廉。例如，鐵水的脫硫中廣泛使用以廉價的CaO為主要成分的脫硫熔劑，如95質量％CaO-5質量％CaF2。另外，金屬Mg也可以作為鐵水的脫硫熔劑使用。金屬Mg容易與鐵水中的S反應生成MgS，但是沸點低于1107℃，所以在1250～1500℃的鐵水中氣化成Mg蒸氣。可以用以下的(1)、(2)式表示通過Mg的脫硫反應以及通過CaO的脫硫反應。
(1)(2)即，Mg蒸氣溶解于鐵水中，與鐵水中的硫黃S反應生成MgS，然后飄浮在鐵水表面。另一方面，CaO與鐵水中的S反應生成CaS，然后飄浮到鐵水表面。
上述式(1)的Mg脫硫的脫硫速度快于式(2)的CaO脫硫。采用Mg脫硫，可以使用少量的脫硫劑單元在短時間內達到所希望的脫硫〔S〕水平。
雖然Mg脫硫有這些優點但是仍沒有成為主要方法。這是因為作為原料的金屬Mg價格高，所以沒有發現超過以廉價的CaO作為主要成分的脫硫熔劑的優點。
針對這個情況，特開平10-17913號公報中記載有以下方法。往鐵水中添加包含MgO與Al的脫硫劑，在鐵水中使Al與MgO發生反應生成Mg蒸氣與MgO·Al2O3，然后生成的Mg蒸氣與溶解在鐵水中的S反應生成MgS后析出，從而使鐵水脫硫的方法。順便提一下，這種技術中利用由以下的式(3)表示的反應可以在鐵水中有效地產生Mg蒸氣。
(3)這個方法中采用比金屬Mg低廉的MgO與Al作為主要原料，所以可以減輕上述Mg脫硫的經濟方面的不利性。
但是，特開平10-17913號公報中的技術如上式(3)所述，不能把MgO中的Mg全部轉化成金屬Mg，一部分作為鎂氧尖晶石MgO·Al2O3殘留，所以不能達到充分的精煉效率，并且不能說可以充分發揮上述經濟方面的效果。另外，雖然MgO與Al比Mg低廉，但是沒有達到充分低廉的程度，希望找到更低廉的熔劑。
發明的揭示本發明的目的在于提供可以使用Mg源以高效率低成本進行鐵水的精煉的精煉劑以及使用該精煉劑的精煉方法。
本發明1提供以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質，并且加入到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣的精煉劑。
本發明2提供以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石，并且加入到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣的精煉劑。
本發明3提供以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石，Al/MgO的質量比在0.05以上，CaO/MgO的質量比在0.5～10.0范圍內的精煉劑。
本發明4提供以Al、C、MgO與CaO為主要成分，并且加入到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣的精煉劑。
本發明5提供以Al、C、MgO與CaO為主要成分，Al/MgO的質量比在0.05以上，C/MgO的質量比在0.1以上，CaO/MgO的質量比在0.5～10.0范圍內的精煉劑。
本發明6提供把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理的精煉方法。
本發明7提供把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理的精煉方法。
本發明8提供對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的精煉方法。上述脫硫處理按照以下方法進行，即，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理的精煉方法。
本發明9提供對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的精煉方法。上述脫硫處理按照以下方法進行，即，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理，上述一系列處理中對應于每1噸鐵水的螢石的總用量在0.1kg以下的精煉方法。
本發明10提供以下的精煉方法，即，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到鋼水中而進行鋼水的脫硫處理、脫氧處理以及夾雜物控制中的任意1種以上的處理的精煉方法。
本發明11提供以下的精煉方法，即，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到已經使用規定的元素脫氧的鋼水中而熔煉高純度鋼的精煉方法。
本發明12提供以下的精煉方法，即，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理的精煉方法。
本發明13提供對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的精煉方法。上述脫硫處理按照以下方法進行，即，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理的精煉方法。
本發明14提供對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的精煉方法。上述脫硫處理按照以下方法進行，即，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理，上述一系列處理中對應于每1噸鐵水的螢石的總用量在0.1kg以下的精煉方法。
本發明15提供以下的精煉方法，即，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到鋼水中而進行鋼水的脫硫處理、脫氧處理以及夾雜物控制中的任意1種以上的處理的精煉方法。
本發明16提供以下的精煉方法，即，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到已經使用規定的元素脫氧的鋼水中而熔煉高純度鋼的精煉方法。
本發明17提供以下脫硫熔渣的再利用方法，即，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到鐵水中而對鐵水進行脫硫處理后，把生成的脫硫熔渣作為高爐燒結原料再利用的脫硫熔渣的再利用方法。
本發明中，以Al、MgO與CaO作為主要成分，可以提高MgO轉化為Mg蒸氣的比例。同時，作為MgO源以及CaO源使用了具有MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的結構的物質，所以提高了反應性，可以以非常高的效率進行使用了Mg源的鐵水的精煉。而且，作為具有MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的結構的MgO源與CaO源使用了廉價的白云石，所以能夠以高效率低成本進行使用了Mg源的鐵水的精煉。
另外，以Al、MgO與CaO作為主要成分的同時，還用廉價的C替代了部分作為還原劑的Al，這樣同樣能夠以低成本進行鐵水的精煉。這時，作為MgO源與CaO源，使用具有MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的結構的物質，這樣能夠以非常高的效率進行使用了Mg源的鐵水的精煉。上述MgO源與CaO源使用了廉價的白云石，這樣能夠以高效率低成本進行使用了Mg源的鐵水的精煉。
本發明的精煉劑能夠在鐵水的脫硫、鋼水的脫硫或脫氧處理中發揮優良的精煉效果，用于鋼水脫氧后的夾雜物控制可減少產品出現缺陷的機率。
對圖面的簡單說明

圖1是混合白云石與石灰+氫氧鎂石時比較CaO和MgO的存在形式的圖。
圖2是顯示精煉劑的Al/MgO的值與Mg還原率的關系的圖。
圖3是顯示精煉劑的Al/MgO的值與脫硫率的關系的圖。
圖4是顯示精煉劑的CaO/MgO的值與Mg還原率的關系的圖。
圖5是顯示在不含有C和添加C(C/MgO＝0.3，1.0)時的精煉劑的Al/MgO的值與Mg還原率的關系的圖。
圖6是顯示使用本發明的精煉劑通過機械攪拌式脫硫裝置對鐵水進行脫硫的狀態的模擬圖。
圖7是顯示使用本發明的精煉劑通過噴射方式對鐵水進行脫硫的狀態的模擬圖。
圖8是顯示使用本發明的精煉劑通過RH真空脫氣設備對鋼水進行精煉的狀態的圖。
圖9是把機械攪拌式鐵水脫硫渣的狀態以及創出新界面的狀態與通過噴射法生成的鐵水脫硫渣進行比較的圖。
圖10是通過實際機器進行的脫硫渣的再利用處理的模擬圖。
圖11是顯示實施例1中的CaO/MgO的比與脫硫率的關系的圖。
圖12是顯示實施例1中的Al/MgO的比與脫硫率的關系的圖。
圖13是顯示在實施例5中使Al/MgO＝0.45、并且使熔劑的CaO/MgO的值分別達到0、0.88、2、4.5、∞時的Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值與脫硫率之間的關系的圖。
圖14是顯示在實施例5中使Al/MgO＝0.45、并且使熔劑的CaO/MgO的值分別達到0、0.88、2(白云石)、4.5、∞時的(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值與脫硫率之間的關系的圖。
實施發明的最佳方式以下對本發明的實施方式按項目分類進行詳細說明。
I.精煉劑(1)實施方式1本發明的實施方式1的精煉劑以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質。具有代表性的例子是含有作為MgO源以及CaO源的白云石。把該精煉劑添加到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣，然后通過Mg蒸氣使精煉反應進行。
本發明中通過添加CaO產生Mg蒸氣，其反應式可用以下式(4)～(7)替代前述式(3)。
(4)(5)(6)(7)由于前述式(3)中作為起始物質的MgO的一部分轉化成MgO·Al2O3，所以MgO轉化成Mg蒸氣的比例最大只能達到75％。針對這個情況，式(4)～(7)中用CaO替代MgO而與Al2O3生成了復合氧化物，所以提高了MgO轉化成Mg蒸氣的比例，理論上可以全部轉化到Mg蒸氣，所以可以提高原料利用率。
為了使上述式(4)～(7)的反應更加有效地進行，如何使MgO與CaO保持在微觀狀態下靠近乃至接觸的狀態是非常重要的。因此，作為MgO源以及CaO源，使用MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質。這種MgO源以及CaO源最好使用白云石。圖1是比較使用白云石時(左側)與混合了作為CaO源的石灰與作為MgO源的氫氧鎂石時(右側)的CaO與MgO的存在形式的圖。白云石是CaO與MgO的固溶體，所以在任何微粉狀態下都必定共存有MgO與CaO，與把MgO粒子與CaO粒子機械地進行混合的右側的情況相比，白云石更微細，對形成MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的狀態非常有效。
另外，通過把白云石作為CaO源以及MgO源使用，白云石中的CaO也充分地參與到精煉反應特別是脫硫反應中，能夠以極高的效率完成精煉。此外，白云石與以往的MgO源相比價格低廉，所以原料本身就是廉價的，這樣能夠以高效率低成本進行使用了Mg源的鐵水的精煉。
本發明中作為CaO源以及MgO源使用的白云石可以是生白云石(作為礦物的白云石)、燃燒生白云石而獲得的燒結白云石以及它們的混合物。最理想的白云石是具有良好的反應性的輕燒白云石(在1000～1300℃下對生白云石加熱燒結而獲得的物質)。即，輕燒白云石具有較大的比表面積和空隙率，且具有活性，其中的CaO與MgO在微觀結構上處于均勻混合的狀態，所以能夠顯著提高上述式(4)～(7)的反應率，與將CaO和MgO機械地進行混合的情況相比能夠格外地提高脫硫率。
作為礦物的白云石的理論組成為CaMg(CO3)2，但是根據產地CaO以及MgO的含量有較大的不同，CaO/MgO的質量比大概在1～2的范圍內。白云石在空氣中或者在CO2中按照下述2個階段分解釋放CO2，然后通過加熱形成CaO與MgO的固溶體。
例如，日本櫪木縣產的白云石通過燒結CaO達到63～66質量％左右，MgO達到30～35質量％左右。
起著還原劑作用的Al源使用了含有25質量％以上的金屬Al的物質。Al純度越高熔劑中的有效成分越多，25質量％左右對脫硫等精煉功能來說足夠了。這樣的Al源從能夠以低廉的價格得到考慮，理想的是鋁浮渣。當然也可以使用把鋁熔液用氣體霧化而得到的霧化粉末或研磨、切削鋁合金時產生的切削粉等其他的Al源。
作為MgO源和CaO源，除了白云石以外還可使用其他的MgO源和CaO源。使MgO與CaO的含量比例與白云石一致時，可以不使用白云石及Al源以外的原料，但是要提高MgO的比例時，就需要配合使用其他Mg源來調整組成。其他的MgO源中從價格上講較便宜的有氫氧鎂石和菱鎂礦，但使用海水MgO也可以。另外，要使CaO的比例高于白云石組成中的比例，則可配合使用其他的CaO源。其他的CaO源可以使用石灰、碳酸鈣和氫氧化鈣等。
這些原料的粒徑大小是支配它們的反應性的重要因素，為了能夠以較高的反應率生成Mg蒸氣，最好是各原料的1次粒子的粒徑在1mm以下的粉狀的精煉劑。另外，從有效地進行鐵水中的精煉操作考慮，可以把這些1次粒子的粒徑在1mm以下的粉狀物質成形為3～40mm大小的粒狀或塊狀物。這種情況下較理想的是采用干式成形法。但是，粒狀及塊狀物要在鐵水中容易崩解以確保反應界面的面積。
本實施方式的精煉劑中的Al/MgO的質量比在0.05以上，CaO/MgO的質量比在0.5～10.0的范圍內比較理想。
參考圖2～圖4說明理由。圖2中的橫軸表示精煉劑的Al/MgO值，縱軸表示Mg的還原率，圖2顯示了它們之間的關系。圖3中的橫軸表示精煉劑的Al/MgO值，縱軸表示進行了實際脫硫處理后的脫硫率，圖3顯示了它們之間的關系。圖4中的橫軸表示精煉劑的CaO/MgO值，縱軸表示Mg的還原率，圖4顯示了它們之間的關系。以上都是在1300～1400℃的溫度范圍內得到的結果。另外，Mg的還原率根據下式定義。
Mg還原率＝(還原為Mg的MgO的量)/(精煉劑中的全部MgO量)如圖2所示，Al/MgO的質量比為0.05時Mg還原率達到20％，從圖3中可知，這時可以得到超過80％的脫硫率。因此，Al/MgO的質量比應達到0.05以上。此外，如果Al/MgO達到0.2以上，則Mg還原率達到40％以上，脫硫率達到超過90％的高水平，所以更理想。雖然不存在Al/MgO的明顯上限，但是因為Al源在上述原料中的價格最高，并且Al/MgO超過0.6以后其效果達到了飽和狀態，所以從成本考慮，Al/MgO在0.6以下為宜。
另外，從圖4中可以明顯地看到，CaO/MgO達到0.5以上后Mg還原率急劇上升。另一方面，CaO/MgO達到1.1以上后Mg還原率不再上升，但是CaO本身具有脫硫功能，所以CaO/MgO達到10.0為止都可以使脫硫反應有效地進行。因此，CaO/MgO在0.5～10的范圍內比較理想。另外，CaO/MgO達到0.75以上后不產生MgO·Al2O3，90％以上的Mg組分可以成為Mg蒸氣，所以更加理想。
還有，CaO/MgO在超過1.5～10的范圍內時，可以以較高比例使用白云石作為Mg源，這樣能夠降低其他MgO源的用量，因此可以降低成本。特別是CaO/MgO的比例達到白云石的組成范圍時，作為CaO源以及MgO源幾乎可以只使用白云石，這時Mg蒸氣的產生效率達到最高，十分有利于降低成本。CaO/MgO的比例大于白云石的組成范圍時，可添加作為CaO源的石灰等，由于石灰等CaO源具有與白云石相等或更低的價格，所以利于降低成本。但是CaO/MgO超過10時，因為CaO的比例過高，所以會降低白云石的效果。
本實施方式中，精煉劑中的MgO、CaO以及Al的合計含量較好是在75質量％以上。這些物質的含量如果小于75質量％，則因為對精煉有效的成分過少而不利于降低成本，且反應率也較低。
使原料粒狀化或塊狀化時，最好使用粘合劑。使用粘合劑時，因為輕燒白云石、氫氧鎂石等MgO源會與水發生反應，所以不能使用水系粘合劑，要使用非水系粘合劑。所用粘合劑較理想的是固定碳成分占30～40質量％、60℃的粘度為2～10泊的粘合劑。在原料粉末中加入占原料總量1～4質量％的上述粘合劑可以得到具有足夠強度的成形物。粘度超過10泊時，很難得到與原料粉的均勻混煉狀態，小于2泊時成形強度過低，成形后的運輸等處理過程中粉化現象嚴重。
(2)實施方式2本發明的實施方式2的精煉劑以Al、C、MgO和CaO為主要成分，加入到鐵水中時可以通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣，并生成CaO和Al2O3的復合氧化物，通過Mg蒸氣完成精煉反應。
上述實施方式中作為還原劑使用了Al，但是鋁比較貴。所以本實施方式中作為還原劑并用Al與C，這樣可降低Al的使用量，實現熔劑的廉價化。
圖5中的橫軸表示精煉熔劑的Al/MgO值，縱軸表示Mg的還原率，圖5中包括不含有C與添加了C(C/MgO＝0.3、1.0)的兩種情況。另外，該圖還顯示了在1300℃以上的鐵水中添加精煉劑時的值，CaO/MgO＝2.0。
從圖5可知，通過添加C或增加C的含量可提高Mg的還原率，這表明將C作為還原劑是有效的。
本實施方式中，對MgO源以及CaO源沒有特別的限定，與實施方式1相同，較好的是作為CaO源以及MgO源，使用MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質，這樣的CaO源以及MgO源理想的是使用白云石。
本實施方式中，起著還原劑作用的Al源也是使用含有25質量％以上的金屬Al的物質，例如鋁浮渣粉末等。另外，C源可以使用石墨粉末、焦碳粉末和粉石灰等。
另外，本實施方式為了提高Mg還原率且使精煉反應的反應效率達到良好的狀態，也使用各原料的1次粒子粒徑在1mm以下的粉狀精煉劑。從有效地進行鐵水的精煉考慮，可以把這些1次粒子的粒徑在1mm以下的粉狀物質成形為3～40mm大小的粒狀物或塊狀物。但是，粒狀物及塊狀物要在鐵水中容易崩解以確保反應界面的面積。
本實施方式的精煉熔劑中的Al/MgO的質量比達到0.05以上、且C/MgO的質量比達到0.1以上、同時CaO/MgO的質量比在0.5～10.0的范圍內是比較理想的。如上所述，Al/MgO達到0.05以上，則通過Al的還原作用可在一定程度產生Mg蒸氣，這樣就能夠有效地進行精煉反應。另外，C/MgO的質量比如果小于0.1，則不能有效地發揮C的效果。CaO/MgO值與上述實施方式相同，達到0.5以上，則Mg還原率會急劇上升。另一方面，由于CaO本身的脫硫功能，因此CaO/MgO值在達到10.0前都可以有效地完成脫硫反應。
另外與上述實施方式相同，CaO/MgO達到0.75以上，則不產生MgO·Al2O3，90％以上的Mg組分可以轉化為Mg蒸氣，所以更加理想。還有，CaO/MgO在超過1.5～10的范圍內時，可以較高比例使用白云石作為Mg源，這樣能夠降低其他MgO源的使用量，利于降低成本。特別是CaO/MgO的比例達到白云石的組成范圍時，作為CaO源以及MgO源幾乎可以只使用白云石，這時能夠使Mg蒸氣的產生效率達到最高，有利于降低成本。CaO/MgO的比例大于白云石的組成范圍時，可添加石灰等作為CaO源，石灰等CaO源具有與白云石相等或更低的價格，所以利于降低成本。
本發明的實施方式中，精煉劑中的MgO、CaO、Al及C的合計含量達到75質量％以上是比較理想的。這些物質的含量小于75質量％時，因為對精煉有效的成分過少所以不利于降低成本，且反應率也較低。
本發明的精煉劑可以用在鐵水、鋼水、生鐵等任何種類的鐵水中，而且不只是在脫硫中也可以應用在脫氧處理中。具體來說，本發明的精煉劑作為鐵水的脫硫劑特別有效，但是在鋼水和生鐵中也可發揮脫硫效果。另外，作為鋼水的脫氧劑也有用，還可以同時用于脫硫與脫氧的處理中。
本發明的上述任一實施方式中的精煉劑作為脫硫劑使用時，本質上來說可以不使用以往作為渣化劑使用的螢石等含F的物質而使鐵水脫硫，所以只要選擇本質上不含F的物質作為原料的白云石、Al源、其他CaO源及其他MgO源，就可以使精煉劑本身成為實質上不含有F的物質，這樣就可以使脫硫處理后的熔渣中的F含量很低，從而避免對環境的不良影響。另外，Al源是不可避免地會含有F的物質，但是規定這種Al源的含量，使脫硫處理后的熔渣中的F含量低于0.1質量％，從而避免對環境的不良影響。為了使脫硫處理后的熔渣中的F含量低于0.1質量％，雖然Al源中的F含量因Al源的添加量、脫硫劑的投入量及其他熔渣的混入等條件而不一樣，但是理想的是控制在0.15質量％以下。
II.精煉方法以下說明使用了本發明的精煉劑的精煉方法。
(1)鐵水的脫硫本發明的精煉劑適用于鐵水的脫硫處理，將上述精煉劑添加到裝入鐵水包、混鐵爐式鐵水罐車以及鑄床等容器內的鐵水中而進行脫硫處理。使用上述精煉劑對鐵水進行脫硫處理時，對鐵水的成分等沒有特別的限定。低Si生鐵也沒什么問題，可以適用于任何鐵水。另外，對添加精煉劑進行脫硫反應的方法也沒有特別的限定，可以采用多種方法。例如，將精煉劑從鐵水的正上方投入其中并用葉輪等進行機械攪拌的方法，將精煉劑噴射到鐵水中的方法，將精煉劑置于鐵水上方的上置法，預先在容器內裝入精煉劑然后在其中裝入鐵水的裝入法，在鑄床的鐵水中加入精煉劑的方法等各種方法。這些方法中較理想的是機械攪拌法以及噴射法。
另外，對精煉劑的粒度無特別限定，可使用塊狀、粒狀或粉末狀中的任何形態和粒度的精煉劑，但是根據使用容器或步驟、脫硫方法等可以選擇最適合的形態和粒度。例如，機械攪拌法等從鐵水的正上方添加大量精煉劑的情況下，為了避免因飛濺等引起的有效利用率的下降，最好使用具有與操作或成本最相配的粒度的精煉劑。另一方面，采用噴射方法時粉末化要達到不會堵塞噴嘴的程度。無論使用何種方法，精煉劑的粒徑都是支配反應性的重要因素，所以如上所述，最好使用各原料的1次粒子粒徑在1mm以下的粉狀精煉劑。另外，從有效地進行鐵水的精煉考慮，根據使用容器或步驟、脫硫方法等，可以把這些1次粒子的粉狀物適當地粒狀化或塊狀化形成3～40mm大小的物質。但是，這些粒狀物及塊狀物在鐵水中要容易崩解以確保反應界面的面積。
把本發明的精煉劑添加到鐵水中時，不管是采用上述理想方法中的機械攪拌法還是噴射法，或采用其他的上置法和裝入法，都可以白云石、Al源和根據需要添加的其他CaO源及/或其他MgO預先全部混合的狀態添加，也可以未預先混合的狀態添加。
沒有把上述原料預先混合時，可以對各原料的添加位置以及添加時間進行各種調整。即，在同一個位置或不同的位置添加各原料，同時或在不同的時間添加各原料。另外，無論采用何種方法，各原料可以一次添加，也可分數次添加。通過組合各原料的不同添加位置或添加時間，可以出現非常多的添加模式。
上述多種添加模式可以使用以下的設備實現。(i)具備分別獨立地儲存各原料的多個原料漏斗、以及獨立地從各原料漏斗將原料添加到鐵水中的裝置或獨立地進行噴射的裝置的添加設備，(ii)具備分別獨立地儲存各原料的多個原料漏斗、暫時儲存從多個原料漏斗供給的任意量的各原料的中間原料漏斗、以及從各個中間原料漏斗把原料添加到鐵水中的裝置或進行噴射的裝置的添加設備，(iii)具備獨立地儲存各原料的漏斗、暫時儲存從漏斗供給的任意量的各原料的中間漏斗、混合儲存于中間漏斗的原料的混合裝置、以及從中間漏斗把原料添加到鐵水中的裝置或進行噴射的裝置的添加設備。
使用上述(i)的添加設備時，在各原料的添加位置不同的狀態下，各原料的添加時間可以部分或全部相同或全部不同。但是，通過調整原料添加口的方向可以使各原料的添加位置相同。另外，使用上述(ii)的添加設備時，各原料的添加位置相同，但各原料的添加時間可以部分或全部相同或全部不同。使用上述(iii)的添加設備時，可以使各原料的添加位置和添加時間都相同。
如上所述，作為將本發明的精煉劑在未混合的狀態下添加到鐵水中的具體例子，例舉了使用上述(i)或(ii)的添加設備，分別把部分或全部Al源與其他原料添加到鋼水中的例子。這種情況下，Al源添加到鐵水中的操作可以在添加白云石等的操作之前或之后進行，也可以在添加白云石等的操作的前后分兩次進行，或在添加白云石等的同時添加Al源。例如，最初往鐵水中添加一部分的Al源，然后在添加白云石的過程中或添加白云石后一次或分幾次把剩余的Al源添加進去的方法。
在各原料預先混合好的情況下，可以把混合好的各原料的混合物裝進一個漏斗，然后一次或分幾次添加到容器內的鐵水中。這種情況具有使用較少漏斗完成操作的優點。另外，可以并用預先混合好的原料和預先未混合的原料，這時可并用具備貯藏預先混合好的各原料的混合物的漏斗的添加設備和上述(i)～(iii)中的任一種添加設備。
本發明的精煉劑可以通過以上各種添加設備添加到鐵水中，可以根據添加模式選擇最適合的設備。
使用本發明的精煉劑進行的脫硫處理中，鐵水溫度對由MgO產生Mg蒸氣的過程有很大的影響，所以進行處理前的鐵水溫度非常重要。為了通過上述式(6)的反應有效地產生Mg蒸氣，熱力學上需要1300℃以上的溫度。但是，實際過程中在低于1300℃的溫度下也可以進行式(6)的反應，只要在1200℃的溫度下就可以進行該反應。因此，脫硫處理前的鐵水溫度在1200℃以上就可以，當然1300℃以上更好。
決定本發明的精煉劑在脫硫處理中的必要投入量時，如果添加量不足當然會得不到必要的脫硫量，但是如果過剩地投入會出現處理時間延長、鐵水溫度下降、熔渣產量增加等不良影響，所以要根據要求的脫硫量添加最適量的精煉劑。
本發明的精煉劑中作為MgO源以及CaO源，使用具有MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的結構的物質，具有代表性的是使用白云石，還可根據需要使用其他的MgO源以及CaO源，這些物質按照以下3種方式參與到脫硫處理中。在這里有一點要強調，白云石中的MgO與另外添加的MgO源中的MgO產生Mg蒸氣的量和脫硫效率不一樣，要分開來考慮。
(i)通過從白云石中的MgO產生的Mg蒸氣以及Mg而進行的脫硫(ii)通過從另外添加的MgO源產生的Mg蒸氣以及Mg而進行的脫硫(iii)通過CaO而進行的脫硫以下分別研究各個方式的影響因素。
以下的式(8)～(11)中的各個符號表示的含義如下所述。W1MgO白云石中的MgO單元(kg/t)，W2MgO除白云石中的MgO之外的MgO單元(kgt)，WCaOCaO單元(kg/t)，WAlAl單元添加量(kg/t)，T處理之前的鐵水溫度(℃)，[S]i處理前的S濃度(％)，ω攪拌動力(W/t)，cAl在MgO還原中的貢獻率，α1·α2從MgO產生的Mg蒸氣和溶解在鐵水中的Mg的脫硫效率(與鐵水中的S的反應率)，β1·β2從MgO產生Mg蒸氣和溶解Mg的發生率，γCaO的脫硫效率(與鐵水中的S的反應率)，ΔS必須的脫硫量(kg/t)。
關于(i)要考慮從MgO產生Mg蒸氣以及溶解Mg的發生率β，鐵水溫度和Al添加量對β有很大影響。還有，要考慮Al在MgO還原中的貢獻率c，該貢獻率c依賴于精煉劑的粉碎方法。例如，采用邊混合鋁浮渣和白云石邊進行粉碎處理的混合粉碎方式時，因為接觸率高，所以貢獻率也高。另一方面，把鋁浮渣和白云石分別投入時因為接觸率低，所以貢獻率c也變低。處理前的鐵水中的氧濃度對該貢獻率c也有影響，氧的濃度越高，用于脫氧的Al量越多，所以在MgO還原中的貢獻率c會相對下降。還有，要考慮產生的Mg蒸氣和Mg與鐵水中的S的反應率α。α依賴于鐵水中的S濃度和攪拌動力，依賴于攪拌動力的程度根據處理方法或設備規格而變化，所以它是實際使用中求出的經驗系數。例如，隨著處理前的S濃度以及攪拌動力的增加α會增大。把這些因素全部考慮在內時，通過白云石中的MgO產生的Mg蒸氣以及溶解的Mg而得到的脫硫量ΔS1(kg/t)可以用式(8)求得。
ΔSi＝{W1MgO×α1×β1×32/40} (8)其中，α1＝f([S]i，ω)、β1＝f(T，c，WAl)關于(ii)考慮方式與(i)同樣，需要考慮同樣的影響因素。
白云石中的MgO和白云石中的MgO以外的MgO即使在相同條件下產生的Mg蒸氣量以及脫硫效率也不一樣，所以要分別設定α、β。從白云石以外的物質生成Mg蒸氣的生成率和脫硫效率分別設定為β2、α2，那么根據從白云石以外的MgO產生的Mg蒸氣和溶解的Mg得到的脫硫量ΔS2可以用式(9)求得。只使用白云石時可以忽略此項。
ΔS2＝{W2MgO×α2×β2×32/40} (9)關于(iii)要考慮CaO與鐵水中的S的反應率γ。該反應率依賴于鐵水中的S濃度、鐵水溫度和攪拌動力。與上述的α一樣，依賴于攪拌動力的程度根據處理方法或設備規格而變化，它是使用石灰系脫硫劑時根據實際效果等求出的經驗系數。隨著處理前的S濃度、鐵水溫度以及攪拌動力的增加γ會增大。把這些因素全部考慮在內時，由CaO得到的脫硫量ΔS3可以用式(10)求得。
ΔS3＝{WCaO+γ×32/56} (10)其中，γ＝f(T，[S]i，ω)通過研究(i)～(iii)，可以求出精煉劑的投入單元與脫硫量ΔS的關系。
因此，使用本發明的精煉劑進行脫硫處理時，只要添加比由下式(11)得到的ΔS(kg/t)求出的精煉劑的量更多量的本發明的精煉劑，就能夠對應于脫硫量添加適當的精煉劑進行脫硫處理。
ΔS＝{W1MgO×α1×β1×32/40}+{W2MgO×α2×β2×32/40}+{WCaO+γ×32/56} (11)采用機械攪拌法可以提高上述式(11)中的脫硫效率α1、α2、γ，可以最有效地發揮脫硫劑的效果。
另外如上所述，處理之前的鐵水溫度只要達到1200℃就可以，但是從熱力學觀點來看1300℃以上的溫度更好，溫度越高從MgO生成Mg蒸氣以及溶解Mg的發生率β1和β2越高。隨著鐵水溫度的變化本發明的精煉劑的脫硫效率也會變化，但是可以根據上式(11)求出必要的精煉劑量。
作為精煉劑的添加方法，有時可以根據鐵水的氧濃度或處理前的鐵水上有無熔渣而采用把作為Al源的鋁浮渣或金屬Al以及石灰等與上述精煉劑分開添加的方法。但是考慮上式(11)，為了提高Al源與白云石的接觸效率和提高MgO還原中的Al的貢獻率，最好采用把Al源和含有白云石的MgO源以及CaO源邊混合邊粉碎(混合粉碎)以混合物的形式添加的方法。
使用了上式(11)的脫硫處理適用于機械攪拌法、噴射法、上置法和裝入法等任一種脫硫方法。
脫硫處理一般在脫硅處理或脫磷處理后進行，但是有時會產生以下情況。即，從脫硫處理之前的處理過程中帶進來的熔渣中的SiO2、Al2O3等會降低熔渣的脫硫能力，而且按照熔渣的組成不能有效地進行上述式(4)～(7)的反應，不能得到希望的脫硫效率。所以有必要適當地控制脫硫熔渣的組成，確保熔渣的脫硫能力。通過以下方法可以有效地達到這個目的。即，掌握投入的精煉劑的組成和從脫硫處理之前的處理過程帶進來的熔渣的組成，并且為使脫硫熔渣符合適當的組成范圍，要控制脫硫處理之前的熔渣量以及精煉劑的投入量。具體來說，把處理前的熔渣量設為W(kg/t)、投入的精煉劑量設為Q(kg/t)、物質i的組成比例設為αi時，使脫硫處理之前的熔渣量以及精煉劑的投入量滿足下式(12)會得到良好的效果。
Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)≥4 (12)另外，投入本發明的精煉劑而進行脫硫處理的時的脫硫熔渣的組成最好滿足下式(13)。
(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)≥3(13)通過以上措施可以使脫硫熔渣符合適當的組成范圍，有效地進行上述式(4)～(7)的反應，從而得到較高的脫硫效率。
以下具體說明使用了以上本發明的精煉劑的鐵水脫硫方法的較好例子。
首先，對使用機械攪拌式脫硫設備通過本發明的精煉劑進行鐵水脫硫的情況進行說明。圖6是使用上述機械攪拌式脫硫裝置對鐵水進行脫硫處理的狀態模擬圖。
裝配在臺車11上的鐵水罐12中裝有鐵水13。把這個鐵水罐12按照使葉輪攪拌式脫硫裝置14的由耐火材料制造的葉片(葉輪)16位于規定位置的狀態裝配。葉輪攪拌式脫硫裝置14除了葉輪16以外還具備驅動葉輪的油壓馬達15、稱量漏斗17、以及作為裝在稱量漏斗17中的精煉劑18的卸料口的轉動葉輪定量給礦機19。另外，還具備為了進行吸塵處理的吸塵護罩21，進行處理時把這個吸塵護罩21放下來使用。另外，雖然圖中沒有顯示，還設有精煉劑用或別的輔助原料用稱量漏斗和投入口。
在葉輪攪拌式脫硫裝置中，首先使葉輪下降浸入鐵水中，浸入的同時驅動油壓馬達15使葉輪16旋轉，并逐漸提高轉數。與此同時使排氣裝置工作吸收產生的粉塵。當葉輪16的轉數達到穩定轉數后驅動轉動葉輪定量給礦機而把規定量的脫硫劑投入到鐵水中。
這時可采用塊狀、粒狀、粉末狀中任一形態和粒度的精煉劑。但是使用粉末狀的精煉劑時，為了防止添加時的飛散引起的損失，最好不要過分地粉末化。另一方面，使用塊狀、粒狀精煉劑時，要使用具有運送和投入時不會崩解而會在鐵水中崩解的強度的精煉劑。在鐵水中不崩解的精煉劑因反應面積小而導致反應性不良，所以不理想。另外，有時候根據脫硫處理之前的鐵水罐內的鐵水上有無熔渣或熔渣量、鐵水中的氧濃度等，在添加精煉劑之前先從輔助原料投入口另外添加鋁熔渣或金屬Al，這樣可得到良好的效果。
添加完精煉劑后，結束規定時間內的攪拌時減少葉輪16的轉數的同時使葉輪16上升。這時熔渣飄浮到鐵水表面上而覆蓋鐵水表面，在靜止狀態下結束鐵水的脫硫處理。
接著，對采用噴射方式通過本發明的精煉劑進行鐵水脫硫的情況進行說明。圖7是使用該噴射方式對鐵水進行脫硫處理的狀態模擬圖。
在容器31內裝有鐵水32，鐵水32中垂直地插入了噴射用的噴管34。然后通過圖中沒有顯示的調合器把精煉劑33和氬氣、氮氣等惰性氣體一起通過噴管34噴射到鐵水32的深處。籍此在精煉劑33漂浮到鐵水表面的過程中以及在漂浮于鐵水表面上時進行鐵水32的脫硫反應。容器31可以是鐵水包也可以是混鐵爐式鐵水罐車。
采用噴射方法時，精煉劑的形狀最好是粒狀或粉狀，進行粉化時粒度有必要達到不會堵塞噴嘴的程度。另外，有時候根據脫硫處理之前的鐵水包內的鐵水上有無熔渣或熔渣的量、鐵水中的氧濃度等，在添加精煉劑之前預先往容器31內的鐵水32中另外添加鋁浮渣或Al，這樣會得到良好的效果。添加Al源后，在氬氣或氮氣等惰性氣體中進行短時間的吹泡處理而使添加的Al源溶解在鐵水中也可以。另外，Al也可以在容器內裝入鐵水之前先裝入容器內。
把規定量的精煉劑噴射完后停止精煉劑的吹入，把噴管提起來。熔渣漂浮上來覆蓋鐵水表面，在靜止狀態結束鐵水的脫硫處理。
使用本發明的精煉劑的鐵水的脫硫處理由以下3個步驟組成。(i)使精煉劑有效地產生Mg蒸氣的步驟，(ii)使Mg蒸氣與鐵水中的硫黃反應而固定硫黃組分的步驟，(iii)同時利用添加的CaO組分固定硫黃組分的步驟。為了以良好的效率進行上述步驟，不僅要控制容器、脫硫方法、鐵水狀態和精煉劑的組成，還要控制精煉劑的形狀·粒度、添加方法和添加速度，根據不同場合選擇最適合的條件。
(2)包含脫硫的一系列鐵水處理鐵水處理是為了提高鐵水和鐵水脫碳后得到的鋼水的純度，并且為使得到特定性質的鋼水的過程中所用的精煉劑和能量的消耗達到最小而實施的處理。所以近年來的鐵水處理不只是局限在上述的鐵水脫硫處理，一般情況下同時進行鐵水的脫磷處理。另外，也有人提出為了有效地進行脫磷處理預先進行脫硅處理的方法，而且這種方法已經應用到實際中。即，上述脫硫處理是與從高爐出鐵后到完成脫碳處理之間進行的脫硅處理及/或是脫磷處理一起進行的一系列鐵水處理中的一部分。
但是，脫硅處理或脫磷處理和脫硫處理相比，前者是伴隨供氧或固體氧化劑的添加的“氧化精煉”；而后者是“還原精煉”，還原性越高效率也可以越高，在這一點上前者與后者有很大的相同。
還有，鐵水脫硫是促進伴隨CaO等精煉劑的還原的生成硫化物的反應而有效地除去鐵水中的硫黃的處理過程，所以控制影響還原反應的鐵水的氧化度顯得特別重要。對經過脫硅處理或脫磷處理后增加了氧化度的鐵水進行脫硫處理時，隨著精煉劑或還原劑的使用量增多有必要延長處理時間，并且不能以高效率進行脫硫。在這種情況下為了提高脫硫效率，控制脫硅處理或脫磷處理后的氧化度和不容易受脫硅處理及脫硫處理的影響的步驟顯得非常重要。
脫硫處理在通常情況下在脫硅處理或脫磷處理的之前或之后進行都可以，可以根據每個處理過程中的合適的溫度條件或制造的鋼種以及設備配置或物流等適當地安排。近年來，從追求效率和保護環境的觀點來看，希望降低精煉劑的使用量和熔渣的生成量。因此，高爐出鐵后緊接著進行脫硅等處理，或者在運輸容器中進行脫硅或脫磷處理，大部分情況下這些處理的一部分作為脫硫處理的前處理進行。脫硅處理和脫磷處理中使用氧氣或固體氧化源等氧化劑，所以脫硫反應難以與這些反應同時以高效率進行，通常實施以下措施，即，(i)替換精煉容器，(ii)將脫硫處理之前的熔渣、即脫硅或脫磷處理后的熔渣排出，(iii)在前處理中降低鐵水的氧化度。
針對上述問題，通過使用本發明的精煉劑可以更加有效地進行鐵水的脫硫處理。
即，本發明的精煉劑以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質。其代表例是白云石，使用白云石可以有效地還原MgO，并且可以把鐵水中的硫黃以硫化物的形式有效地固定。由于在精煉劑中使用了Al，所以能夠在不影響鐵水的氧化度的情況下使上述還原反應和硫化物生成反應的效率達到最高。這樣能夠使一系列鐵水處理中的脫硫步驟的實施順序不受限制。采用上述脫硫處理，能夠以低成本高效率進行鐵水的一系列處理，使作為雜質的磷、硫黃的濃度降到非常低的程度。
通過在上述鐵水的一系列處理中的脫硫處理中使用上述本發明的精煉劑，可以使用少量的精煉劑單元高效率地進行脫硫處理，所以能夠減少在由脫硫處理和脫硅處理及/或脫磷處理構成的鐵水處理中使用的精煉劑的總量，并且可以減少鐵水的一系列處理中排出的熔渣量。
鐵水的一系列處理是指高爐出鐵后的鐵水在最終脫碳之前除了進行鐵水的脫硅處理之外，還進行脫硅處理及/或脫磷處理的過程。不進行脫硅處理，但在脫磷處理中也可除去硅，或是為了有效地進行脫磷處理，從脫磷處理中分化出脫硅處理，分別獨立地進行這兩個處理過程。在上述鐵水的一系列處理中，對處理順序基本沒有特別的限定。處理順序可以是(i)脫硅處理-脫硫處理-脫磷處理的順序，(ii)脫硅處理-脫磷處理-脫硫處理的順序，(iii)脫硫處理-脫硅處理-脫磷處理的順序，(iv)脫硫處理-脫磷處理的順序，(v)脫硅處理-脫硫處理的順序。
上述鐵水的一系列處理中，為了在脫硅處理中提高脫磷效率，最好使處理后的硅濃度降至0.2質量％以下。除去來自高爐的鐵水中的硅濃度低得不用進行脫硅處理的特殊情況外，采用輸送到高爐鑄床或鐵水的運送容器的過程中按照各種方法添加固體氧化劑的脫硅方法，或采用通過使用鐵水罐或混鐵爐式鐵水罐車等運送容器或專用爐通過頂吹法、上置法或噴射等方法添加氧氣或固體氧化劑以及精煉劑的脫硅方法而實施脫硅處理。
脫磷處理與脫硅處理相同，在出鐵后的鐵水移送過程中或使用運送容器或專用爐進行處理。一般情況下，加入石灰的同時加入螢石等助熔劑，但是從環境保護方面來看可以單獨使用石灰進行處理，可采用提高石灰的熔融性或提高脫磷反應速度的方法。為了提高石灰的熔融性，可以采用使用了微粒狀或粉狀的石灰或添加對石灰有助熔效果的能降低熔點的物質或加入熔融的氧化鐵的精煉方法等各種方法。其中，通過采用把粉狀石灰通過底吹法或頂吹法等送氧手段與氧氣一起吹入的方法，可以使石灰容易熔融，并且能夠在氧氣與鐵水反應生成氧化鐵的過程中產生石灰，使脫磷處理有效進行。低熔點化合物包括硼元素系化合物和氧化鋁等。另一方面，為了提高脫磷的反應速度，可調整送氧條件和攪拌條件而使氧化鐵或鐵水中的磷的移動加快。送氧時可適當選擇送氧中使用的噴管噴嘴或底吹噴氣管的數目和形態。進行上述一系列的鐵水處理時可以有效地除去磷。進行鐵水的脫磷處理后鐵水中的磷濃度可以降至0.03％以下的非常低的程度。為了把磷濃度控制在上述程度，處理之前的硅濃度最好在0.2％以下。使用硅濃度在0.2％以下的高爐鐵水，或使用不管高爐鐵水中原來的硅濃度在0.2％以上還是在0.2％以下、但經過脫硅處理后硅濃度降至0.2％以下的鐵水。
脫硫處理通過使用上述的本發明的精煉劑，可以使用比以往更少量的精煉劑而得到優良的脫硫效果，在鐵水階段中可以容易地使硫濃度降至0.005％以下。
但是，以往在進行上述一系列的鐵水處理中，大量地使用增加熔渣中的氟素(F)的螢石等溶劑，其理由是鐵水處理溫度為比較低的低溫，脫硅、脫磷、脫硫的精煉反應中熔渣的堿度高的情況比較理想，因此有必要添加螢石等提高造渣性。
但是近年來在制鋼熔渣的質量以及數量方面要求采取環境保護的措施，不僅僅是轉爐熔渣，要對全部鐵水處理的熔渣采取環境保護的措施。
因此近年來提出以下方法。即，在脫磷處理中通過預先降低鐵水中的硅濃度的處理降低石灰源的同時，使用作為送氧物質或固體氧源的氧化鐵進行石灰的溶解而不使用螢石。在脫硫處理中為了不使用螢石進行精煉處理而考慮使用蘇打灰或如上所述使用金屬鎂，但是前者因為增加堿組分所以不利于環境保護，后者價格較高存在成本問題，因此以往的鐵水處理中不得不使用螢石。
另外，一系列的鐵水處理中，為了把各處理過程中的熔渣完全不帶入到下一個步驟中而需要大規模的設備，并且這時會產生有效利用原料等成本問題或影響生產效率等問題，這樣前一個步驟的熔渣不得不帶入到下一個步驟中。所以當前一個步驟中進行了使用螢石的精煉處理后下一個步驟的熔渣中也會含有F。如上所述，即使脫磷處理中不使用螢石，只要在脫硫處理中使用螢石，那么最終的熔渣中就會含有相當量的F，所以有必要降低各個處理過程中產生的熔渣中的F含量。
針對上述要求，通過在鐵水的一系列處理中的脫硫處理中使用本發明的精煉劑，可以不使用螢石進行以往不可避免地使用螢石的脫硫處理，因此在鐵水的一系列處理中比以往顯著地降低了螢石的使用量。通過調整脫硅處理及或脫磷處理中的精煉劑的組成，可以使螢石的合計用量達到結束精煉處理后的熔渣中的F含量對環境的影響被控制在允許范圍內的對應于每1噸鐵水在0.1kg以下。
如上所述，鐵水中的一系列處理可以在精煉劑中的螢石用量很小的情況下順利進行，所以只要選擇實質上不含F的物質作為精煉劑的其他原料，就可以使鐵水處理后的熔渣中的F含量極小。
本發明的精煉劑中含有Al源，作為Al源使用的鋁浮渣有時含有F，但是即使在這種情況下如果Al源的用量較少，也可以使熔渣中的F含量達到不會影響環境的程度。但是，作為Al源盡量使用F含量較低的原料，最好使用實質上不含F的原料。
上述鐵水的一系列處理中，各處理過程中產生的熔渣中的F濃度最好控制在0.2質量％以下。另外，不僅上述鐵水的一系列處理中產生的熔渣中的F濃度要低，高爐出渣時的熔渣中的F濃度也要低，這時的F濃度最好也在0.2質量％以下。
如上所述，在鐵水的一系列處理中通過使用本發明的精煉劑進行脫硫處理可以降低鐵水的一系列處理中產生的熔渣中的F濃度，從而達到保護環境的目的。
接著，對實施上述鐵水的一系列處理中的脫硫處理時的理想的操作條件進行說明。
如上所述，鐵水脫硫是“還原精煉”，所以雖然通過少量的氧化還原反應交換熱量，但以放熱等降溫為主體，幾乎不能實現對熱量的控制。對應于此，脫硅處理或脫磷處理是伴隨送氧或固體氧化劑的添加的“氧化精煉”，因此具有鐵水脫硅和鐵水脫磷中可以通過提供氧源的物質實現對溫度的控制的特點。使用氧氣時，可以通過氧化反應中產生的大量熱量提高鐵水溫度，把含有氧元素的固體作為主體使用時可以降低鐵水的溫度。
即，單獨的脫硫處理中難以控制鐵水溫度，但是脫硅或脫磷處理中通過選擇氧化劑量和氧化劑的種類可以提高溫度，所以在脫硫處理之前先進行脫硅處理和脫磷處理中的1種以上的處理，可以把鐵水溫度控制在適合進行脫硫處理的較高溫度。這時最好把進行脫硫處理之前的鐵水溫度提高到熱力學上可以有效地進行式(6)的反應的1300℃以上，更好的是提高到1350℃以上。但是這種情況下也要把溫度控制在不損壞設備的程度，例如，要控制到不對噴管或葉輪等耐火材料產生損耗的溫度。為了使脫硫處理前的溫度達到上述溫度范圍，要考慮各個處理之間的準備時間和鐵水容器的保熱狀態等，最好控制脫硫處理的前一個處理過程結束時的鐵水溫度。
以上的鐵水的一系列處理中，使用本發明的精煉劑的脫硫處理可以采用上述任一種方法，但是從得到更高的脫硫效率考慮，最好采用機械攪拌的方法。為了有效地進行脫硫反應，攪拌動力最好在規定值以上。另外，之前進行的鐵水脫硅或鐵水脫磷后的硅和磷的濃度雖然也可以通過脫硫處理后的步驟降低，但是在脫硅處理或脫磷處理中盡量降低它們的濃度的話可以避免在脫硫處理后重復進行處理的情況。
(3)鋼水的精煉(脫硫·脫氧·夾雜物的控制)本發明中，通過把精煉劑添加到各個階段的鋼水中進行鋼水的精煉，即，進行脫硫·脫氧處理·夾雜物的控制。使用上述精煉劑對鋼水進行精煉處理時對鋼水的成分等沒有特別的限定，幾乎可以適用于全部種類的鋼水。例如，適用于可作為軸承鋼使用的高碳鋼或可作為電磁鋼使用的高硅鋼片等、一般情況下的中碳鋼、碳濃度在20ppm以下的極低碳鋼、幾乎不含有硅的適合作為薄板使用的低碳鋼、含有0.2～0.8％左右的硅的適合作為厚板使用的高強度鋼等。
以下對鋼水的脫氧度進行說明。本發明的精煉劑含有金屬Al，考慮對鋼水產生影響的允許程度，Al脫氧鋼的處理可以容易地進行。但如果是氧濃度通過產生的Mg蒸氣對鋼水或夾雜物會產生作用的鋼水，則精煉劑中可以幾乎不含Al，而是通過Si或C進行鋼水的脫氧。例如，對適合作為輪胎簾子線的含硅高碳鋼也可以順利地進行處理。對于極端厭Al的鋼種，可以在降低精煉劑中的Al含量的條件下添加。另外，對于含Al也沒有問題的鋼水，可以本發明的精煉劑中過量地含有作為金屬熔液的脫氧組分或含有組分的Al的狀態在鋼水中添加精煉劑。
上述鋼水的制造方法中，具有代表性是在轉爐或預處理步驟中對高爐等制得的鐵水進行脫硫、脫磷、脫碳處理的方法，或用電弧電爐熔融鋼屑或對鋼屑進行精煉處理的方法。但是除了這些以外也可以采用感應電爐或燃燒爐等中的任一種進行處理。
使用本發明的精煉劑對鋼水進行精煉處理(脫硫·脫氧·控制夾雜物)時，把精煉劑添加到以下狀態的鋼水中。最后制造的熔化爐內的鋼水中、從熔化爐到鐵水包的注入流中、從該熔化爐出爐的鐵水包內的鐵水、或在把鐵水包內的鋼水邊轉移到真空精煉處理中附帶的槽中邊進行處理時的該槽內的鋼水中、或直接連接在連續鑄造機上的中間罐中的鋼水中。
精煉劑的添加可以按照以下的方法進行。例如，從熔化爐、鐵水包、中間罐內的鋼水的正上方添加的上置法；在鐵水的上方配置噴管后通過噴管與氣體一起吹入的方法(投射法)；通過從鐵水表面放進去的噴射用噴管或通過位于底部或側面的鐵水表面以下的噴氣管(噴嘴)進行噴射的噴射法。另外，鐵水包或中間罐上配有真空槽等附帶處理設備時，對真空槽等附帶的設備內的鋼水也可以采用同樣的方法添加精煉劑。
為了增強精煉劑的精煉作用，可以對鋼水進行攪拌，把精煉劑從上方添加到轉爐、電爐、鐵水包以及上述附帶設備內時，可以通過噴嘴或上置的噴管等進行氣體攪拌或電磁攪拌。從熔化爐到鐵水包的注入流中可以利用落下流的攪拌。另外，把鐵水包上附加有真空槽的真空脫氣裝置可以使鋼水在鐵水包內和真空槽內環流而進行攪拌，當然也可以借助這種攪拌。還有，本發明的精煉劑可以在設有加熱鐵水包用的電弧電極的二次精煉裝置進行加熱時添加，這樣的二次精煉裝置本來就具備攪拌功能，而且對鋼水進行加熱時也可以有效地促進精煉劑的反應。
把本發明的精煉劑用在鋼水的精煉時，其粒度和形態可以根據處理目的或處理程序、設備、對象鋼種等進行適當的選擇。使用噴射法時要進行不會堵塞噴嘴等程度的粉化。另外，根據需要造粒，但是大量使用在熔化爐等中進行的脫硫處理時，如果使用造粒后的精煉劑的話有時存在成本問題。一般來說，由于吸塵設備或熱對流的影響而使添加時產生較大的飛濺損失時，容易產生成本或操作性方面的問題。另外，在中間罐等的接近鑄造步驟的過程中添加精煉劑時，有時出現難以完全除去卷入鋼水中的少量的粉狀精煉劑而被帶入到鋼材中的問題，這時使用大量的微粉狀精煉劑就會產生問題，因此這種情況下最好把精煉劑預先造粒為顆粒狀或塊狀。本發明的精煉劑使用在鋼水的脫硫以及脫氧中時，從得到良好的反應效率的觀點來看，最好將各原料的1次粒子粒徑控制在1mm以下，從操作性方面來看，最好把這些1次粒子成形為3～40mm大小的粒狀或塊狀物。
上述鋼水的精煉中的夾雜物控制通過把本發明的精煉劑添加到使用規定元素進行了脫氧處理的鋼水中而進行。如上所述，本發明的精煉劑通過Al的還原反應生成Mg蒸氣而起精煉作用，Mg蒸氣對氧化物系夾雜物起作用，防止因凝聚等出現的氧化物系夾雜物的粗大化。脫氧后當熔融Al超過0.01質量％、熔融氧濃度在30ppm以下時，鋼水中主要的夾雜物為氧化鋁夾雜物，這時往鋼水中添加本發明的精煉劑，則精煉劑會對氧化鋁夾雜物產生作用將氧化鋁夾雜物的全部或一部分控制為尖晶石的組成，從而防止氧化鋁夾雜物的粗大化。另外，脫氧后當熔融Al濃度小于0.01質量％、熔融氧濃度在30ppm以下時，則鋼水中主要的夾雜物為以硅酸鹽為主體的夾雜物，這時往鋼水中添加本發明的精煉劑，則精煉劑會對以硅酸鹽為主體的夾雜物產生作用使以硅酸鹽為主體的夾雜物的全部或一部分的MgO濃度有所提高，從而防止以硅酸鹽為主體的夾雜物的粗大化。以往需要制造通過盡可能降低氧化物類夾雜物而使表面缺陷達到極小的程度的高純度鋼時，一般采用以下的方法。即，凝聚氧化物夾雜物而使其粗大化后漂浮分離的方法或用金屬Mg對夾雜物產生作用將夾雜物控制為尖晶石的組成的方法，但是它們存在一些問題。對于前者來說，不能保證粗大化的夾雜物在從精煉到鑄造的過程中一定能漂浮上來，會殘存一些粗大的夾雜物導致成品缺陷；對后者來說，為生成尖晶石而使用的金屬Mg在鋼水的高溫中會氣化，所以往鋼水中添加金屬Mg會導致鋼水走樣、有效利用率低等問題。但是如果使用本發明的精煉劑就不會產生以上的不良情況，可以穩定地熔煉高純度鋼。像這樣的夾雜物控制在后述的RH真空脫氣裝置中可以順利地進行，在各種鐵水包精煉爐、連續鑄造處理中的中間罐中也可以得到同樣的效果。
以下具體說明上述鋼水的精煉。
首先，對往電爐內的鋼水中添加本發明的精煉劑而進行鋼水的脫硫·脫氧的例子進行說明。電爐是可以大量熔解一般的鐵屑的電弧式熔化爐，利用直流或交流電源通過設置在爐上部的可以升降的石墨電極給鋼水通電。電爐一般情況下除了爐身外具備旋轉升降式的頂蓋以及在頂蓋的連接部位附帶的排氣排氣管道、氣體的燃燒塔和吸塵裝置等。另外，在爐底部附帶有噴嘴、爐的側壁附近附帶噴管，通過這些設備吹入氣體可以進行氣體攪拌。可以使用鏟斗從爐前澆口添加精煉劑，也可以通過爐上方的漏斗、輸送管添加精煉劑。另外，也可以使用噴嘴或噴管添加。使用漏斗添加時通過操作卸料裝置可以選擇一次性添加精煉劑或連續添加精煉劑的方法。如上所述，本發明的精煉劑通過生成Mg蒸氣利用Mg使脫硫反應或脫氧反應發生，并且可以通過同時添加的CaO增加脫硫反應或脫氧反應的效率。因此，為了在短時間內完成處理過程，可以不只是依賴于Mg的反應，也可以選擇賦予強烈的攪拌或使用粒度細小的精煉劑而實現迅速降低熔渣的氧化度或促進脫硫反應等的方法。
把本發明的精煉劑用于在轉爐等其他熔化爐或鐵水包以及中間罐內的鋼水中時，精煉劑的功能與處理方法本身沒有大的差異。例如，轉爐主要是進行鋼水的脫碳處理的場所，它設有從上方把氧氣吹入鋼水中的吹入氧氣噴管，并且上方的開口處設有排氣管道，使其與氣體的燃燒塔、吸塵裝置相連。另外，爐底部附帶有吹入氣體的噴嘴，通過噴嘴吹入氣體可以進行氣體攪拌。精煉劑可以通過爐上方的漏斗、輸送管添加，也可以從噴嘴或噴管添加，為了短時間內完成處理過程，與上述同樣地可以通過賦予強烈的攪拌或使用粒度細小的精煉劑實現迅速降低熔渣的氧化度或促進脫硫反應等效果。另外，中間罐可以配置在連續鑄造時的鐵水包與連續鑄造設備的鑄模之間，每分鐘2～10噸的鋼水從鐵水包注入的同時排出到鑄模中，如果把中間罐的橫截面的面積設為0.5m2，那么鋼水以每分鐘0.5m～2.5m的平均流速緩慢流動。可以采用上述各種方法把精煉劑添加到中間罐中，但是如果采用與用于鑄造機的方法相似的添加方法，則有時會產生污染，所以采用以下方法會非常有效。即，使用通過造粒等措施而不攪亂鋼水的粗粒精煉劑，并且添加方法也采用靜止狀態下的上置法。
以下，對在作為通過轉爐法或電爐法對鋼水進行精煉處理后的二次精煉設備的RH真空脫氣設備中添加精煉劑而進行鋼水的脫硫·脫氧·夾雜物控制的例子進行說明。圖8是該RH真空脫氣設備的截面圖。
該RH真空脫氣設備具備儲藏鋼水42的鐵水包41和進行鋼水42的脫氣處理的脫氣部分43。脫氣部分43由從鐵水包的上方浸入鐵水包內的鋼水中的真空槽44和連接在真空槽44上的排氣設備45組成。真空槽44的下部設有2個浸漬管46和47，真空槽44的上部側面上配有與排氣設備45連接的排氣口48，另外在上部設有可以添加合金和助熔劑等的輔助原料的投入口49，把吹入本發明的精煉劑用的水冷噴管50從上方插入到真空槽44的內部。另外，在一根浸漬管46上連接了引入Ar氣等惰性氣體用的管道51。然后把2個浸漬管46和47浸到鐵水包41中的鋼水42內，通過排氣設備45對真空槽44內部進行真空排氣后把鋼水42引入到真空槽44內的同時，從管道51往浸漬管46內供給惰性氣體，這時隨著惰性氣體的上升鋼水42通過從浸漬管46上升、從浸漬管47下降而構成環流。如上所述，RH真空脫氣設備通過使鋼水42環流而完成真空脫氣處理。這時的真空度要控制在133Pa以下。例如，在300噸規模的RH真空脫氣設備中浸漬管的內徑為0.6m左右，以每分鐘數立方米的速度吹入Ar氣體作為環流用氣體，通過這些措施可以每分鐘100～200噸左右的量使鋼水循環。這時浸漬管46和47內的鋼水的平均流速達到每秒0.75～1.5m，形成強烈的攪拌狀態。因此，在RH真空脫氣裝置的處理過程中使用本發明的精煉劑進行鋼水的脫硫·脫氧處理時，利用這樣的強烈攪拌狀態可以顯著地促進反應，僅使用少量的精煉劑就能夠在短時間內完成處理過程。為了在使用本發明的精煉劑的精煉反應中利用上述鋼水的強烈攪拌狀態，除了如圖所示通過噴管50添加粉狀精煉劑以外，其他有效的方法包括通過噴嘴吹入到真空槽44中或通過噴管或噴嘴吹入到鐵水包41內的鋼水中的方法。另外，還有把精煉劑放到真空槽44內的鋼水表面的狀態下通過環流氣體攪亂鋼水的方法，以及把精煉劑強制性地卷入從真空槽44內到鐵水包41的下降流中使其分散的方法。
以上說明了具體的處理過程中的適用例。如上所述，為了使用本發明的精煉劑以良好的效率進行鋼水的精煉處理，有必要使Mg對流動的鋼水有效地產生作用的同時提高CaO組分的反應效率。為了達到這個目的，重要的是根據鋼水的流動和添加位置不僅要對精煉劑的組成，還要對添加方法和添加后的精煉劑的流動本身進行控制，使Mg的生成速度達到最適合的狀態。例如，真空脫氣設備中通過Mg對存在于鋼水中的夾雜物產生作用而改變夾雜物的組成和形態時，如果只把真空槽內的精煉劑漂浮在鐵水表面，那么產生的Mg會分散到被減壓的氣相側，生成的Mg對鋼水不能以高效率起作用。但是如果像RH真空脫氣處理過程那樣把精煉劑強制性地卷入下降流的話，則Mg可以容易地對鋼水中的夾雜物產生作用，從而提高效率。夾雜物的控制例可以例舉以下的例子。Al脫氧鋼中以氧化鋁為主體的簇形夾雜物會形成缺陷，所以使用MgO使其轉化成尖晶石，抑制產生簇形夾雜物的例子；或為使夾雜物具有延展性，不讓它含有氧化鋁，把它控制在適當含有MgO的硅酸鹽類夾雜物的例子。根據這些控制目的可以選擇適當的Mg的生成速度和生成量。例如，為了把分散在鋼水中的20ppm的氧化鋁轉化到尖晶石(MgO·Al2O3)，化學理論量上Mg的需要量為3.7ppm，但是考慮效率的話，根據與循環的鋼水的接觸時間可以選擇適當的添加條件而使精煉劑產生適量的Mg。
III.鐵水脫硫熔渣的循環利用(1)通過機械攪拌式脫硫方法產生的脫硫熔渣在鐵水脫硫中的循環利用通過機械攪拌式脫硫方法使用本發明的精煉劑進行鐵水脫硫處理時，發現本發明的精煉劑的有效利用率不一定很高，鐵水脫硫后殘存相當量的未反應的精煉劑。因此，如果可以把這些未反應組分作為脫硫劑再利用的話，則不僅能降低脫硫劑成分且可以降低熔渣量。
因此，對于使用本發明的精煉劑進行機械攪拌式脫硫處理后生成的脫硫渣進行創出新界面的處理，把進行該處理后的脫硫渣用于其他的鐵水脫硫處理中。通過上述過程可以有效地再利用機械攪拌式脫硫處理后產生的脫硫渣。對適合使用這些再利用的脫硫渣的鐵水處理沒有特別的限定，只要是通常進行的鐵水脫硫處理即可。另外，進行再利用時可以適用于產生該脫硫渣的同一個處理過程或不同的處理過程。這樣的話同一處理過程中也可以實現脫硫渣的再利用，所以在只設有單一的鐵水脫硫處理過程的設備也可以實現再利用。另外，提供給再使用的脫硫渣可以是機械攪拌式脫硫處理中生成的脫硫渣，也可以是噴射等不同的處理過程中產生的脫硫渣，但是使用機械攪拌式脫硫處理中生成的脫硫渣可以達到較高的再利用率，所以特別有效。
通過機械攪拌式脫硫法生成的脫硫渣適合于再利用的理由如下所述。即，噴射法是把微粉狀的精煉劑添加到熔液的深處，在熔液內漂浮上來的過程中完成脫硫反應，這樣只能進行短時間的反應，在最表層形成脫硫生成物。漂浮到熔液表面后基本上不進行脫硫反應，并且漂浮到熔液表面后開始凝聚，所以各微粉的表面生成脫硫生成物的物質成為凝聚態。對應于此，采用機械攪拌式脫硫方法時，把精煉劑添加到熔液表面并且進行攪拌，所以精煉劑從熔液表面卷入到熔液內部，從剛添加時開始在熔液的表面產生精煉劑的凝聚。其結果是，凝聚態內部含有幾乎沒反應的精煉劑。開始凝聚后與金屬接觸的表面部分也產生反應形成脫硫生成物。這個反應在處理過程中出現，可以長時間進行該反應。從以上的反應機理來看，在脫硫處理結束后有一定厚度的脫硫生成物覆蓋在凝聚的粗流表面，粗流的內部大部分是未反應的組分。該機械攪拌式脫硫法，因為內部殘存有大量未反應成分的粗粒，所以創造對脫硫反應有效的新界面的處理變得比較容易。另外，處理時間也可以縮短，大大地降低熔渣的產量。相對于此，通過噴射法生成的脫硫劑如上所述，全部微粉表面上覆蓋有脫硫生成物，所以為了創造對脫硫反應有效的新界面對微粉必須要進行更微細化的處理，因此增加了處理步驟和時間，并且會出現由于飛濺而導致的損失，難以實現實用化。機械攪拌式脫硫法中生成的鐵水脫硫渣和噴射法中生成的鐵水脫硫渣的不同之處在圖9中以模擬的方式進行了說明。此外，為了方便起見，圖9中的通過噴射法生成的脫硫渣粒子按照與通過機械攪拌式脫硫法生成的脫硫渣粒子幾乎同樣大小的粒徑進行了描繪，但是實際上的粒徑比通過機械攪拌式脫硫法生成的脫硫渣粒子的要小。
接著說明通過機械攪拌式脫硫法生成的脫硫渣的具體的處理。
圖10是通過實際機器進行的脫硫渣處理的模擬圖。在該處理中把采用機械式攪拌脫硫法的脫硫步驟中生成的脫硫渣從熔液中提取，輸送到爐渣處理廠后根據需要通過磁力分離法或篩選法除去金屬鑄塊組分，然后對脫硫渣通過任意方法進行創造新界面的處理，然后再根據需要實施篩選、干燥、機械粉碎等處理后，輸送到脫硫設備中作為脫硫劑再利用。
以下說明具體的處理過程。這時進行的處理包括(i)通過噴水處理完成的粉碎、(ii)通過噴水·攪拌處理完成的粉碎、(iii)通過空冷完成的粉碎、(iv)熱渣的篩選等。
(i)通過噴水處理完成的粉碎該例子中，首先通過噴水處理對脫硫步驟中生成的脫硫渣同時進行冷卻·粉碎后，通過干燥處理創造新界面，然后作為脫硫劑再利用。具體來說，使用噴水設備進行過量的噴水處理使脫硫處理后的熱渣含有充分的水分達到飽和狀態，通過這些過程得到了細粒化達到最大粒徑在100mm以下左右的脫硫劑。這時最大粒徑更好是在30mm以下，最好在5mm以下。另外，對此時的干燥方法沒有特別的限定，可以用干燥機或回轉爐等大規模設備，可以根據要求的處理量進行適當地選擇。
(ii)通過噴水·攪拌處理完成的粉碎該例子中，把脫硫步驟中生成的脫硫渣通過適度的噴水以及攪拌處理同時進行冷卻·粉碎而創造新界面，然后作為脫硫劑再利用。具體來說，使用噴水設備對脫硫處理后的熱渣進行均勻的噴水后進行冷卻的同時使用鏟斗等重型機械進行攪拌，然后擱置冷卻到常溫。通過以上過程得到了細粒化達到最大粒徑在100mm以下左右的脫硫劑。這時最大粒徑更好是在30mm以下，最好在5mm以下。通過適量的噴水進行的冷卻目標溫度可以根據被要求的處理等適當地設定，但是噴水使溫度降至100℃以下的話必須要進行干燥處理，因此最好是在100℃以上的溫度下結束噴水。攪拌是為了提高冷卻速度和使噴水達到均勻的狀態而進行的，可以在噴水處理后實施，其頻率可以適當地設定，也可以根據情況省略。
(iii)通過空冷完成的粉碎該例子中，把脫硫步驟中生成的脫硫渣通過空冷同時進行冷卻·粉碎而創造新界面，然后作為脫硫劑再利用。具體來說，把脫硫處理后的熱渣按照使其與空氣的接觸面積盡可能大的狀態放置，使用鏟斗等重型機械進行攪拌。例如，把熱渣以0.5m以下的厚度鋪開，1天進行1～3次左右的攪拌，通過這樣的過程在3天后得到200℃以下充分細粒化的再利用脫硫劑。這時可以根據要求適當地設定熱渣的厚度。另外，攪拌是為了提高冷卻速度而進行的，其頻率可以適當地設定，但是如果處理時間·量綽綽有余的話也可以省略。進行冷卻·粉碎處理后的脫硫渣粒子最大粒徑以在100mm以下為宜，更好的是在30mm以下，最好是在5mm以下。可根據需要并用機械粉碎。
(iv)熱渣的篩選該例子中，用具有30mm×30mm～100mm×100mm的篩孔的篩子對處于900～1200℃的熱渣狀態下的脫硫步驟中生成的脫硫渣進行篩選，分離出直徑較大的金屬鑄塊和直徑較小的脫硫渣。經過篩選的直徑較小的脫硫渣已創有新界面，直接自然冷卻后可以作為脫硫劑再利用。篩選后還殘存有20～30％的Fe組分，但是這些Fe組分可以在下次脫硫處理中回收到鐵水中，所以提高了鐵的有效利用率。
通過進行以上的處理，可以有效地再利用通過本發明的精煉劑進行機械攪拌式鐵水脫硫法后生成的脫硫渣，所以能夠降低鐵水脫硫的成本，并且降低熔渣的生成量，因此有利于環境保護。
(2)鐵水脫硫熔渣在高爐燒結中的再利用以往把脫硫處理中得到的熔渣除去金屬組分后再利用在熔渣水泥、混凝土材料、肥料或道路建設用的路基材料等中。但是脫硫熔渣中的主要成分為CaO和MgO，因此隨著時間的流逝會吸收大氣中的水分而粉化，這樣就很難用到水泥原料以外的其他方面，實際應用中還要考慮用于水泥原料時在預處理中需要多大的成本。
另外，使用本發明的精煉劑進行脫硫處理時，生成的脫硫熔渣中的MgO組分的量會比以往的處理過程產生的多，因此將其用于水泥原料時有時會產生因為MgO濃度變得過大而難以得到充分的強度的問題。因此，對使用本發明的精煉劑進行脫硫處理后生成的脫硫熔渣要考慮新的再利用途徑。
于是，對使用本發明的精煉劑進行鐵水的脫硫處理后得到的脫硫熔渣進行粉碎整粒處理后作為燒結原料再利用。
本發明者著眼于使用本發明的精煉劑得到的脫硫熔渣的組成特性。本發明的精煉劑基本上以白云石為主體，CaO/MgO的比例為0.5～10.0，更好是超過1.5～10.0，所得脫硫熔渣的主體也是CaO與MgO，并且CaO的比例較高。另外，鐵水中的S最終轉化為固體CaS，同時殘存有未反應的白云石組分。熔渣中還存在相當量的T.Fe組分。所以可以作為燒結原料使用，替代以往調制的石灰石、蛇紋白云石、氫氧鎂石、菱鎂礦，并且可以回收鐵源，這樣可以大幅度降低成本。另外，從總的脫硫成本方面考慮的話，可以降低販賣熔渣用預處理過程的成本。
把脫硫熔渣作為燒結原料利用時，進行脫硫處理后首先采用適當的方法回收脫硫熔渣，經過粉碎整粒處理后作為一般的燒結原料調配。這時如果在預先掌握脫硫熔渣的組成的基礎上進行調配的話不會產生任何問題。另外，熔渣中的S濃度高時也可以通過使用脫硫設備降低S的濃度，所以也不存在問題。高爐熔渣中的成分控制中對(Al2O3)組分的控制很重要，但是脫硫熔渣的調配量小于10質量％時，(Al2O3)的增量在0.5質量％以下，所以沒有實質性的問題。
以下對上述脫硫熔渣再利用于高爐燒結的具體構成進行說明。
首先，把使用本發明的精煉劑進行脫硫處理后得到的脫硫熔渣從鐵水分離回收后采用任意的方法冷卻。對這時采用的方法沒有任何限定，可以采用常規方法。然后，通過磁力分離法或篩選法選出直徑較大的金屬鑄塊組分，把剩下的脫硫熔渣作為燒結原料回收。這時最好把脫硫熔渣的粒度調整為適合燒結原料的粒徑，例如1～5mm左右。有時脫硫用熔渣中會殘留直徑較小的金屬鑄塊，但是可以在下次的鐵水預處理步驟中作為鐵源再使用，所以在提高鐵的有效利用率方面也非常有效。
掌握以上得到的燒結原料用脫硫熔渣的代表成分的基礎上與鐵礦石和其他高爐用燒結原料混合使用，其他的按照以往使用的條件進行即可。
通過進行上述將脫硫熔渣用作高爐燒結原料的處理，在不影響有效利用率以及生產效率的基礎上，可以低成本實現脫硫熔渣的再利用。
另外，對通過上述機械攪拌式脫硫方法得到的脫硫熔渣進行處理后用于鐵水脫硫處理，再將生成的脫硫熔渣用作燒結原料。
實施例以下說明本發明的實施例。
(實施例1)本實施例中分別使用了本發明的精煉劑以及比較例的精煉劑通過機械攪拌設備對鑄桶內的200噸鐵水進行了脫硫處理。要處理的鐵水從高爐出鐵后在高爐鑄床中和作為裝入鐵水的容器的鐵水罐中的2個階段中進行過脫硅處理。鐵水的組成通過預先的脫硅處理變成[Si]＝0.05～0.10質量％、[C]＝4.3～4.6質量％、[Mn]＝0.22～0.41質量％、[P]＝0.10～0.13質量％，脫硫處理之前的[S]＝0.040～0.042質量％。另外，鐵水溫度為1330～1430℃。本發明的精煉劑使用了把平均粒徑為3.0mm的輕燒白云石(63.9質量％的CaO、32.6質量％的MgO)、平均粒徑為4.0mm的石灰粉末、平均粒徑為4.1mm的輕燒氫氧鎂石粉末(83.6質量％的MgO、3.4質量％的CaO、7.2質量％的SiO2)按照各種CaO/MgO比例調合的熔劑，以及平均粒徑為0.3mm的鋁浮渣粉末(70.1質量％Al、3.0質量％Mg)通過混合粉碎平均粒徑達到0.6mm的粉末或對混合粉碎后的粉末進行造粒而獲得的鋁浮渣顆粒。造粒時往平均粒徑為0.6mm的混合粉碎粉末中添加2.0質量％的作為粘合劑的軟瀝青(固定碳組分33質量％，60℃中的粘度為4泊)，通過混煉后制得直徑4mm的塊狀精煉劑。比較例中使用熔劑為石灰單體和輕燒氫氧鎂石為MgO源的精煉劑進行了脫硫處理。表1中列出了熔劑組成、精煉劑的Al比例、精煉劑的形態、精煉劑單元、脫硫結果等。如表1所示，比較本發明例中的No.5～19與使用了熔劑為石灰單體的精煉劑的比較例No.1和2后可知，本發明例中的No.5～19可以使用更少的精煉劑單元得到較高的脫硫率。在圖11中顯示了使熔劑中的Al/MgO比例達到0.45、且除了鋁浮渣以外把熔劑單元統一在4.5kg/t的標準時的CaO/MgO比例與脫硫率的關系。以輕燒白云石為基底添加了輕燒氫氧鎂石時(No.5～9)，隨著CaO/MgO比例的增加提高了脫硫率，全部是輕燒白云石時(No.13)的脫硫率最高。另一方面，以輕燒白云石為基底添加了石灰時(No.10～12)，隨著CaO/MgO比例變高脫硫率反而會下降。全部是輕燒白云石時脫硫率最高，隨著輕燒白云石的比例的下降脫硫率也變低，CaO/MgO比例在0.5～10的范圍中時，與把石灰單體作為熔劑增加了單元的情況(No.1)相比可以得到更高的脫硫率，可知使用CaO/MgO比例在0.5～10范圍內的精煉劑時非常有效。CaO/MgO比例大于10時，因為增加了石灰的比例，相對來說降低了輕燒白云石的比例，因此會降低輕燒白云石的效果。
使CaO/MgO比例達到2.0時，比較只使用了輕燒白云石的例子(No.13)與使用輕燒氫氧鎂石和石灰達到同樣組成的例子(No.14)后可知，脫硫率有較大的差異，使用輕燒氫氧鎂石和石灰時只能得到55％左右的脫硫率。從以上事實可知，作為CaO源和MgO源使用白云石可以得到良好的效果。另外，熔劑使用了作為MgO源的輕燒氫氧鎂石單體時(比較例No.3、4)，脫硫率只能達到10％左右，并且脫硫的程度也低。
圖12中顯示了只使用輕燒白云石使CaO/MgO比例達到2.0、且除了鋁浮渣以外把熔劑單元統一在4.5kg/t的標準時((No.13、15～19)的Al/MgO比例與脫硫率的關系。
隨著Al/MgO比例變高脫硫率也上升，Al/MgO比例為0.05以上時，可以得到80％以上的脫硫率，所以理想的是使Al/MgO比例達到0.05以上。另外，不管精煉劑的形態是粉狀還是造粒處理后的形態，都可以達到同樣的效果。
(實施例2)作為原料使用了平均粒徑為0.3mm的鋁浮渣粉末(52.1質量％Al、2.5質量％Mg)、平均粒徑為3.0mm的輕燒白云石(63.9質量％CaO、32.6質量％MgO)、平均粒徑為0.3mm的海水氧化鎂粉末(91.0質量％MgO、3.2質量％CaO、1.0質量％SiO2)、平均粒徑為2.2mm的焦碳粉末(固定碳88％)，把這些原料按照表2所示的Al、C、MgO和CaO的比例混合，然后通過粉碎·混合處理使平均粒徑達到0.5mm。再往這些原料中添加3.0質量％的作為粘合劑的軟瀝青(固定碳組分33質量％，60℃中的粘度為8泊)，混煉后得到直徑35mm的塊狀精煉劑。
把這些精煉劑投進鐵水后求出Mg還原率，其結果也記在表2中。如表所示，Mg還原率都達到了90％以上。
然后，使用表2中的精煉劑實施脫硫處理。在鐵水罐內的1350℃的230噸鐵水中投入各種熔劑830kg后進行葉輪攪拌。15分鐘后S濃度從初期的0.032質量％下降到0.002～0.003質量％，可以得到91～94％的脫硫率。因此使用少量的精煉劑可以得到較高的脫硫率。
(實施例3)本實施例中分別使用了本發明的精煉劑以及比較例的精煉劑通過噴射方法對鑄桶內的300噸鐵水進行脫硫處理。與實施例1和2同樣，要處理的鐵水從高爐出鐵后在高爐鑄床中和作為裝入鐵水的容器的鐵水罐中的2個階段內進行過脫硅處理。鐵水的組成通過預先的脫硅處理變成[Si]＝0.05～0.10質量％、[C]＝4.3～4.6質量％、[Mn]＝0.22～0.41質量％、[P]＝0.10～0.13質量％，脫硫處理之前的[S]＝0.040～0.042質量％。另外，鐵水溫度為1330～1430℃。本發明例中的精煉劑使用了把白云石、熟石灰、輕燒氫氧鎂石按照各種CaO/MgO比例調配的熔劑，以及Al含量為50質量％的鋁浮渣通過處理平均粒徑達到1mm以下的浮渣。比較例中使用熔劑為石灰單體和MgO源為輕燒氫氧鎂石的精煉劑進行了脫硫處理。進行噴射時，使精煉劑負載于氮氣中吹入鐵水。還有，對于一部分鐵水預先已經另外添加了鋁浮渣，噴射處理中只噴入了熔劑。表3中顯示了熔劑組成、精煉劑的Al比例、精煉劑單元、脫硫結果等。
如表3所示，比較本發明例中的No.29～34和使用了石灰單體作為熔劑的精煉劑的比較例No.26、27可知，本發明例中的No.29～34可以使用更少的精煉劑達到同樣的脫硫率。另外，熔劑使用了作為MgO源的輕燒氫氧鎂石單體的比較例No.28的脫硫率只能達到10％左右，且脫硫的程度也低。本發明例中，熔劑的CaO/MgO比例達到1.0～10時可以得到更好的脫硫效果。
(實施例4)在這里說明考慮了上述式(11)的實施例。分別使用了本發明的精煉劑以及作為比較的精煉劑通過機械攪拌設備對鑄桶內的150噸鐵水進行脫硫處理。要處理的鐵水從高爐出鐵后在高爐鑄床中和作為裝入鐵水的容器的鐵水罐中的2個階段內進行過脫硅處理。鐵水的組成通過預先的脫硅處理變成[Si＝0.05～0.10質量％、[C]＝4.3～4.6質量％、[Mn]＝0.22～0.41質量％、[P]＝0.10～0.13質量％，脫硫處理之前的[S]＝0.040～0.042質量％。另外，鐵水溫度為1250～1400℃。本發明例中的精煉劑使用了如上所述的具有脫硫效率最高的組成以及形態的粒徑在1mm以下的材料，它由白云石和鋁浮渣通過混合粉碎而得。另外，在這些材料中添加熟石灰形成精煉劑。比較例中使用了由石灰單體或石灰以及螢石構成的傳統精煉劑。另外，鋁浮渣使用了Al含量為70質量％的物質。
本發明例中，根據上述式(11)決定精煉劑的添加量，將該量與在同等條件下使用傳統的由石灰和螢石構成的精煉劑時的添加量進行比較。本發明例中精煉劑的制造方法和使用的機械攪拌設備相同，決定添加量時可以把式(11)中的攪拌動力ω和Al的貢獻率c看作相同，因此決定精煉劑的添加量時考慮處理前的鐵水溫度和S濃度即可。表4中列出了使用的精煉劑組成、添加量、處理前的鐵水溫度、S濃度以及脫硫結果。另外，表4中用1表示了使用由石灰和螢石構成的精煉劑(No.35，36)進行脫硫處理時精煉劑的必要添加量。
如表4所示，在本發明例的No.39～48中，可以根據處理前鐵水溫度和S濃度決定在使用以白云石和鋁浮渣為基底的本發明的精煉劑的脫硫過程中的精煉劑的最適合的添加量，脫硫處理后的S濃度可以達到0.003質量％以下。
比較例中考慮到盡量少含F的問題而使用了沒有添加螢石、由石灰單體構成的精煉劑實施了脫硫處理(No.37和38)，與石灰和螢石的例子相比精煉劑的添加量達到1.3～1.4倍，把分別使用了這2種精煉劑的比較例中的精煉劑的添加量平均后作為一個基準的話，按照從式(11)導出的投入量添加的本發明例的添加量比比較例平均降低25％左右。另外，處理之前的熔液表面殘留大量的脫硅熔渣時，通過采用石灰比例高的組成，精煉劑的添加量同樣可以根據式(11)決定，處理后的S濃度可以達到0.003質量％以下。
(實施例5)在這里說明考慮了上述式(12)和式(13)的實施例。分別使用了本發明的精煉劑以及作為比較的精煉劑通過機械攪拌設備對鑄桶內的200噸鐵水進行了脫硫處理。要處理的鐵水從高爐出鐵后在高爐鑄床中和作為裝入鐵水的容器的鐵水罐中的2個階段內進行過脫硅處理。這時改變了帶入到脫硫處理中的脫硅熔渣量。另外，預先分析脫硅熔渣決定各組成的代表值，用于計算精煉劑的投入量。表5中列出了這時的脫硅熔渣的代表組成。
鐵水的組成通過預先的脫硅處理變成[Si]＝0.05～0.10質量％、[C]＝4.3～4.6質量％、[Mn]＝0.22～0.41質量％、[P]＝0.10～0.13質量％，脫硫處理之前的[S]＝0.040～0.042質量％。另外，鐵水溫度為1330～1430℃。準備了本發明范圍內的精煉劑和本發明范圍外的比較例的精煉劑。
本發明使用了把白云石、熟石灰、輕燒氫氧鎂石按照適當的CaO/MgO比例調配后再添加鋁浮渣而形成的精煉劑。比較例使用了混合石灰單體、作為MgO源的輕燒氫氧鎂石(MgO84質量％)及鋁浮渣而形成的精煉劑。進行脫硫處理時，精煉劑按照把全部原料混合粉碎后調整到粒徑達到1mm以下的形態以5kg/T的標準添加到鐵水中去。脫硫處理中也實施了提取熔渣的處理。鋁浮渣使用了Al含量為50質量％、F含量為0.15質量％左右的物質。在表6中列出了精煉劑組成、前處理過程中的熔渣量、Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值、處理熔渣的(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值和脫硫率。
另外，圖13所示是將Al/MgO設定為0.45、且使熔劑的CaO/MgO值分別達到0、0.88、2(白云石)、4.5、∞時的Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值與脫硫率之間的關系。
如表6以及圖13所示的那樣，作為比較例的使用CaO/MgO＝0和CaO/MgO＝∞的精煉劑的例子中，不管Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值如何，都不能確保脫硫率達到合格范圍的70％。對應于此，使用本發明范圍內的CaO/MgO＝0.88、CaO/MgO＝2(白云石)、CaO/MgO＝4.5的精煉劑時，Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值達到4以上，可以確保70％以上的脫硫率，但是隨著Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值變小脫硫率也變差，小于4時脫硫率不能達到70％。即，使用本發明范圍內的精煉劑時，如果存在前處理過程中的熔渣，那么為了達到脫硫率70％要確保Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)≥4。
圖14所示是將Al/MgO設定為0.45、且使熔劑的CaO/MgO值分別達到0、0.88、2(白云石)、4.5、∞時的(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)值與脫硫率之間的關系。
如表6以及圖14所示的那樣，作為比較例的使用CaO/MgO＝0和CaO/MgO＝∞的精煉劑的例子中，不管(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值如何，都不能確保脫硫率達到合格范圍內的70％。
對應于此，使用本發明范圍內的CaO/MgO＝0.88、CaO/MgO＝2(白云石)、CaO/MgO＝4.5的精煉劑時，(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值達到3以上的情況下可以確保70％以上的脫硫率，但是隨著(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值變小脫硫率也變差，小于3時脫硫率不能達到70％。
即，使用本發明范圍內的精煉劑時，如果存在前處理過程中的熔渣，那么為了達到脫硫率為70％需要確保(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)≥3。
另外，上述脫硫處理后的熔渣中的F都在0.1質量％以下，通過使Al源中的F含量達到0.15％以下，可以使熔渣中的F濃度降至很低。
(實施例6)與實施例5同樣，說明考慮了上述式(12)和式(13)的實施例。分別使用了本發明的精煉劑以及作為比較的精煉劑通過噴射方法對鑄桶內的300噸鐵水進行了脫硫處理。與實施例5同樣，要處理的鐵水從高爐出鐵后在高爐鑄床中和作為裝入鐵水的容器的鐵水罐中的2個階段內進行過脫硅處理。與實施例5同樣，這時帶入到脫硫處理中的脫硅熔渣量有所改變。
鐵水的組成通過預先的脫硅處理變成[Si]＝0.05～0.10質量％、[C]＝4.3～4.6質量％、[Mn]＝0.22～0.41質量％、[P]＝0.10～0.13質量％，脫硫處理之前的[S]＝0.040～0.042質量％。另外，鐵水溫度為1330～1430℃。準備了本發明的范圍內的精煉劑與本發明的范圍外的比較例的精煉劑。
本發明使用了把白云石、熟石灰、輕燒氫氧鎂石按照適當的CaO/MgO比例混合后再添加鋁浮渣而形成的精煉劑。比較例使用了混合石灰單體和作為MgO源的輕燒氫氧鎂石(MgO84質量％)及鋁浮渣而形成的精煉劑。進行脫硫處理時，精煉劑按照把全部原料混合粉碎后調整到粒徑達到1mm以下的形態以5kg/T的標準添加到鐵水中去。脫硫處理中也實施了提取熔渣的處理。另外，鋁浮渣使用了與實施例5同樣的物質。在表7中列出了精煉劑組成、前處理過程中的熔渣量、Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值、處理熔渣的(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值、脫硫率。
如表7中顯示的那樣，作為比較例的使用CaO/MgO＝0和CaO/MgO＝∞的精煉劑的例子中，不管Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值如何，都不能確保脫硫率達到70％的合格范圍。對應于此，使用本發明的范圍內的CaO/MgO＝0.88～4.5的精煉劑時，Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)的值達到4以上的情況下可以確保70％以上的脫硫率，但是小于4時脫硫率不能達到70％。即，使用本發明的范圍內的精煉劑時，如果存在前處理過程中的熔渣，那么為了達到脫硫率為70％的合格范圍需要確保Q(αCaO+αMgO)/W(αSiO2+αAl2O3)≥4。
作為比較例的使用CaO/MgO＝0和CaO/MgO＝∞的精煉劑的例子中，不管(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值如何，都不能確保脫硫率達到70％的合格范圍。對應于此，使用本發明的范圍內的CaO/MgO＝0.88～4.5的精煉劑時，(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的值達到3以上的情況下可以確保70％以上的脫硫率，但是小于3時脫硫率不能達到70％。即，使用本發明的范圍內的精煉劑時，如果存在前處理過程中的熔渣，那么為了達到脫硫率為70％的合格范圍的值需要確保(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)≥3。通過以上的事實可知，采用噴射方法進行脫硫處理時與采用機械攪拌方法的情況一樣，最好確保滿足上述式(12)和式(13)的條件。
另外，這些脫硫處理后的熔渣中的F都在0.1質量％以下，通過使Al源中的F含量達到0.15％以下，可以使熔渣中的F濃度降至很低。
(實施例7)在這里說明高爐出鐵后實施包括使用本發明的精煉劑進行的脫硫處理在內的一系列鐵水處理的例子。
出鐵后對150噸鐵水包內的鐵水依次進行了鐵水預處理。處理順序按照(a)鐵水脫硅-鐵水脫硫，(b)鐵水脫硅-鐵水脫磷-鐵水脫硫，(c)鐵水脫磷-鐵水脫硫的3種順序進行。出鐵時鐵水的組成為[Si]＝0.21質量％、[C]＝5.0質量％、[P]＝0.10質量％，[S]＝0.033質量％。另外，鐵水溫度為1495℃。
鐵水脫硫中使用機械攪拌式(KR)脫硫設備，作為本發明的精煉劑使用了在輕燒白云石中混入金屬Al含量為50質量％的鋁浮渣后經過粉碎混合而形成的精煉劑。其配比以質量比計為88∶12。使精煉劑的粒度達到200μm以下，改變添加量進行了脫硫處理。比較例中使用了在石灰單體或石灰中混入了5％的螢石而形成的精煉劑進行了脫硫處理。
鐵水脫硅中對鐵水包中的鐵水通過頂吹法以2500Nm3/hr的速度送氧的同時，通過耐火物制浸漬噴管以2Nm3/min的速度吹入氮氣實施攪拌而對鐵水進行了脫硅處理。精煉劑使用了石灰，按照使CaO組分與由脫硅量決定的SiO2生成量的比例、即熔渣堿度達到1.2的標準設定了精煉劑的添加量。
脫磷處理中，處理過程本身與脫硅處理相同，但是對鐵水包中的鐵水通過頂吹法以5000Nm3/hr的速度送氧的同時，通過耐火物制浸漬噴管以2Nm3/min的速度吹入氮氣并實施了攪拌。根據硅元素濃度或處理前溫度確定石灰中包含20％螢石的精煉劑的使用量。
另外，這些鐵水的一系列處理中，從高爐出來的熔渣混入量約為5kg/T。結束各處理過程后使鐵水包傾斜，通過機械式除渣裝置除去生成的熔渣。
表8中列出了各處理條件和處理結果。表9中把一系列處理中的總精煉劑用量和熔渣生成量以本發明例和比較例的各處理過程的平均值表示。
如表9所示，脫硫處理中使用了本發明的精煉劑的本發明例使鐵水的一系列處理中的精煉劑的使用量和熔渣量的生成量低于比較例。
(實施例8)在這里說明按照實施例7中的(c)的處理順序、即鐵水脫磷-鐵水脫硫的順序進行鐵水處理時，在脫磷處理到達終點時改變鐵水溫度的例子。
出鐵時鐵水的組成為[Si]＝0.21質量％、[C]＝5.0質量％、[P]＝0.10質量％，[S]＝0.033質量％。另外，鐵水溫度為1495℃。鐵水脫硫中使用機械攪拌式(KR)脫硫設備，所用精煉劑與實施例7相同，即混合輕燒白云石和金屬Al含量為50質量％的鋁浮渣后經過粉碎混合處理而形成的精煉劑。
脫磷處理的處理過程也相同，但是對鐵水包內的鐵水進行上述送氧步驟的同時添加了燒結礦。改變了氧氣與燒結礦的氧源的比例，控制了終點溫度。
在表10中列出了各處理過程的條件與處理結果。
如表10所示，脫硫處理之前的鐵水溫度達到1280℃時也可以進行脫硫處理，但是脫硫處理前的溫度越高，脫硫處理中的精煉劑的使用量和生成的熔渣量越少。確認了最好使脫硫處理前的鐵水溫度達到1300℃以上的事實。
(實施例9)在這里說明高爐出鐵后實施包括使用本發明的精煉劑進行脫硫處理在內的一系列鐵水處理的例子。
出鐵后對150噸鐵水包內的鐵水依次進行了鐵水預處理。處理順序按照(d)鐵水脫硅-鐵水脫硫-鐵水脫磷，(e)鐵水脫硅-鐵水脫磷-鐵水脫硫，(f)鐵水脫硫-鐵水脫硅-鐵水脫磷，(g)鐵水脫硅-鐵水脫磷的4種順序進行。
出鐵時鐵水的組成為[Si]＝0.22質量％、[C]＝5.0質量％、[P]＝0.11質量％，[S]＝0.035質量％。另外，鐵水溫度為1490℃。
鐵水脫硫中使用機械攪拌式(KR)脫硫設備，作為本發明的精煉劑使用了混合輕燒白云石和金屬Al含量為50質量％的鋁浮渣后經過粉碎混合處理而形成的精煉劑，其配比以質量比計為88∶12，使精煉劑的粒度達到200μm以下，按照每一噸鐵水6kg的添加量進行了脫硫處理。比較例中使用了往石灰單體或石灰中混合5％的螢石而形成的精煉劑進行脫硫處理。
鐵水脫硅中，在對鐵水包中的鐵水通過頂吹法以2500Nm3/hr的速度送氧的同時，通過耐火物制浸漬噴管以2Nm3/min的速度吹入氮氣并實施了攪拌。精煉劑使用了石灰單體或石灰和螢石，按照使CaO組分與由脫硅量決定的SiO2生成量的比例、即熔渣堿度達到2.0的標準改變精煉劑的添加量。
脫磷處理過程本身與脫硅處理相同，但是對鐵水包中的鐵水通過頂吹法以5000Nm3/hr的速度送氧的同時，通過耐火物制浸漬噴管以2Nm3/min的速度吹入氮氣并實施了攪拌。精煉劑使用了石灰單體或石灰和螢石，按照使CaO組分與由脫硅量決定的SiO2生成量的比例、即熔渣堿度達到4.0的標準改變了精煉劑添加量。
另外，這些鐵水的一系列處理中，從高爐出來的F濃度為0.1質量％的熔渣的混入量約為5kg/T。結束各處理過程后使鐵水包傾斜，通過機械式除渣裝置除去生成的熔渣。
表11中列出了各處理過程的條件和處理結果。表11的No.114～121中的鐵水脫硫中使用了本發明的精煉劑，并且鐵水的一系列處理中螢石的使用量為每噸鐵水0.1kg以下的標準；No.122～129的脫硫過程中的精煉劑中使用了螢石及/或鐵水的一系列處理中的螢石的使用量超過了每噸鐵水0.1kg的標準。
如表11所示，脫硫處理中使用了本發明的精煉劑，并且通過使螢石的總用量達到每噸鐵水在0.1kg以下的標準，可以使各處理過程中的熔渣中的F濃度達到允許范圍內的0.2質量％以下。
(實施例10)本實施例中本發明的精煉劑和比較例的精煉劑添加到電爐內的鋼水中進行了脫硫·脫氧處理。電爐使用了150噸的交流式電弧電爐。它的爐底部設置有3個噴嘴，每分鐘總共可以吹入300NI的氬氣。精煉劑通過爐上方的漏斗和輸送管可以一次添加。本發明的精煉劑使用了輕燒白云石(64質量％CaO、33質量％MgO)、熟石灰(96質量％CaO)及鋁浮渣(50質量％Al)混合粉碎后粒度達到10mm以下的精煉劑。比較例中的精煉劑使用了不含輕燒白云石只由熟石灰和鋁浮渣混合粉碎而形成的精煉劑。電爐中按照以下的順序進行了處理。首先把規定的鋼屑和石灰一起通過90噸漏斗往電爐添加，開始電極加熱和通過爐壁的輔助燃燒爐或爐前澆口的水冷噴管進行送氧，實施初級熔化。約20分鐘后打開爐蓋追加73噸的鋼屑。再通過15分鐘左右的時間熔化了裝入的原料后結束熔化期。接著進入到精煉期，進行電極加熱和通過水冷噴管的送氧的同時進行了碳粉和鋁浮渣的噴射，調整熔渣或金屬熔液的氧化度或碳濃度，提高金屬熔液的溫度。把金屬熔液溫度提高到1650℃的10分鐘內使熔渣成形，從爐前澆口排出。熔渣由對應于每噸第一次裝入的鋼屑的20kg石灰和附著在鋼屑上的硅砂等氧化物及作為鋼屑的成分的Si、Mn、Al、Cr、Ti等非氧化物形成但其氧化度高，并且因為不能提高熔渣中的堿性物質CaO的含量，所以脫硫能力不會很強。它受鋼屑品種的影響很大，當輸入硫黃的裝入量較大時，此時的硫濃度達到0.05質量％以上。對應于每噸鋼屑熔渣的生成量約在50kg以上，但通過熔渣的流出，處理爐內的殘留量可以降至10kg以下。鋼水的碳濃度為0.1～0.15質量％，幾乎不含有Al，但是添加了硅鐵合金后硅濃度達到了0.1～0.15質量％。實施這些處理后，一并添加規定的精煉劑進行10分鐘的底吹氣體攪拌的同時實施了脫硫·脫氧處理。表12中列出了此時的精煉劑的配方、精煉劑的添加單元、處理前后的硫濃度、脫硫率及氧濃度等。
如表12所示，本發明例的No.130～135可以穩定地達到70％的脫硫率，氧濃度也穩定在低位。對應于此，比較例No.136、137的脫硫和脫氧程度都不如本發明例。
(實施例11)本實施例中把本發明的精煉劑和比較例的精煉劑分別添加到中間罐內的鋼水中進行了鋼水的脫氧以及夾雜物控制處理。鋼水使用了作為軸承鋼的高碳鋁脫氧鋼水或作為輪胎簾子線鋼的高碳硅脫氧鋼水，把其中的任一種鋼水從300噸的鐵水包放入到50噸容量的中間罐內后，將精煉劑添加到鋼水表面進行處理。為了不紊亂鋼水沒有進行鋼水的攪拌。本發明例的精煉劑使用了將輕燒白云石(64質量％CaO、33質量％MgO)、輕燒氫氧鎂石(83.6質量％MgO、3.4質量％CaO、7.2質量％SiO2)和鋁浮渣(50質量％)混合粉碎后造粒成為約10mm直徑大小的顆粒狀，然后以20kg單位包裝的精煉劑。采用將規定量的精煉劑靜止地放置在中間罐的金屬熔液表面的方法。從鐵水包往中間罐開始注入1580℃鋼水到中間罐內的鋼水量達到30噸的時間內添加了精煉劑。為了使精煉劑添加量達到規定的單元，根據對應于鑄造速度的鋼水的注入速度進行了添加。比較例中的精煉劑使用了不采用白云石、只把氫氧鎂石和鋁溶渣混合粉碎后同樣地造粒成為直徑約為10mm的顆粒的精煉劑。另外，將中間罐內沒有添加精煉劑的情況也作為比較例。
把中間罐內的鋼水注入到400mm長度的正方形的鑄型內進行連續鑄造，得到的大鋼錠經過分塊、軋制步驟加工成棒鋼或盤條。作為制品中的氧化物類夾雜物量測定了T.[O]，再測定夾雜物的形態、夾雜物的MgO濃度的同時求出了制品的不良率。軸承鋼從疲勞斷裂強度標準的達到率求出制品的不良率，輪胎簾子線材料從斷裂缺陷的產生率求出制品的不良率。表13中列出了此時的精煉劑的配方、精煉劑的添加單元、處理前后的T.[O]、夾雜物形態、夾雜物的MgO量及制品的不良率。另外，表13中的夾雜物形態的欄中A表示Al2O3、S表示SiO2、N表示MnO。
如表13所示，本發明例的No.138～143中，處理后的T.[O]穩定在低位，改善了純度。另外，夾雜物的形態成為包含MgO的物質，所以鋼水為作為軸承鋼的高碳鋁脫氧鋼水時可以把夾雜物的氧化鋁轉化成尖晶石而改善質量。另外，鋼水為作為輪胎簾子線鋼的高碳硅脫氧鋼水時，硅酸鹽中含有適當量的MgO，所以可以提高夾雜物的延展性。從以上事實可知，本發明例中制品的不良率為低于1％的極小值。對應于此，比較例的No.144～147中的處理后的T.[O]比本發明例高出一些，并且夾雜物的形態也是不含有MgO的物質，制品的不良率達到了3.2％～6.3％的高值。
(實施例12)本實施例中分別把本發明的精煉劑和比較例的精煉劑添加到RH真空脫氣設備內的鋼水中進行了鋼水的脫硫·脫氧·夾雜物控制。使用了300噸的RH真空脫氣設備，實施了按照通過浸漬噴管添加到鋼水內和通過輸送管添加到真空槽內的兩種處理方法。本發明例的精煉劑中輕燒白云石(64質量％CaO、33質量％MgO)和鋁浮渣(50質量％)為必需的成分，本發明例的精煉劑使用了將這兩種物質和輕燒氫氧鎂石(83.6質量％MgO、3.4質量％CaO、7.2質量％SiO2)或熟石灰(96質量％CaO)按照規定的配方通過混合粉碎獲得直徑小于1mm的粉狀物，或再把它造粒成直徑約為10mm的顆粒狀物質。通過浸漬噴管添加時精煉劑使用了粉狀物質，通過輸送管添加時精煉劑使用了顆粒狀物質。比較例中的精煉劑里沒有使用白云石，比較例中的精煉劑使用了只把輕燒氫氧鎂石和鋁浮渣制成同樣的粉狀以及顆粒狀物質。另外，RH真空脫氣設備內沒有添加精煉劑的例子也作為比較例。
通過噴管的精煉劑的添加中，把真空槽中的浸漬管浸到保持在鐵水包中的鋼水中進行真空處理。真空處理中為了最終地調整鋼種的成分，添加Mn和Si等合金劑和作為脫氧劑的Al后通過浸漬噴管添加了精煉劑。吹入精煉劑前的鋼水成分為[C]＝0.02～0.04質量％的低碳鋼、[Si]≤0.02質量％、[Mn]＝0.15～0.25質量％、[Al]＝0.02～0.04質量％。脫氧形態為所謂鋁脫氧鋼，一般鋼水中的夾雜物的主體為氧化鋁。另外，這時的鐵水溫度為1625～1630℃。為了使金屬熔液浮升，精煉劑按照每分鐘50～150kg的吹入速度吹入到浸漬管的正下方，然后隨著鋼水的上升達到真空槽內，再通過另一個浸漬管循環到鐵水包內。精煉劑吹入到達到規定單元為止，結束吹入過程后把浸漬噴管從鐵水包上方抽出，通過從浸漬管導入的環流氣體繼續進行10分鐘的鋼水的攪拌，把吹進的精煉劑從鋼水漂浮分離。結束時刻的鋼水溫度為1570～1585℃。
往真空槽中添加精煉劑的過程同樣地對在真空處理中進行成分調整、脫氧處理后的幾乎相同的成分的鋼水進行。鋼水溫度為1605～1610℃。精煉劑按照與通過噴管吹入時相同的速度，連續地吹入到達到規定單元為止。結束添加過程后，通過從浸漬管導入的環流氣體繼續進行10分鐘的鋼水的攪拌。結束時刻的鋼水溫度為1570～1585℃。
在這些條件下處理的鐵水包內的鋼水應用在連續鑄造方面，把它的熔渣壓延后制得非常薄的制品。作為熔渣坯料的氧化物類夾雜物量測定了T.[O]，再測定夾雜物的形態、夾雜物的MgO的濃度的同時求出了制品的不良率。不良率從制品的表面缺陷的產生率求出。表14中列出了此時的精煉劑的添加方法、配方、添加單元、處理前后的[S]以及T.[O]、夾雜物的MgO量及制品的不良率。另外，表14中的關于添加方法的欄中INJ表示通過噴管吹入的添加方法、VAC表示添加到真空槽中的方法。
如表14所示，本發明例的No.148～153的處理后的[S]以及T.[O]穩定在低位，改善了純度。另外，夾雜物的形態成為包含MgO的物質，所以可以把夾雜物的氧化鋁轉化成尖晶石而改善質量。另外，本發明例中制品的不良率為低于1.1％的極小值。相對于這些，比較例的No.154～158中的處理后的[S]以及T.[O]比本發明例高，并且夾雜物的MgO含量也少，制品的不良率達到了3.7％～6.1％的高值。
(實施例13)在本實施例中進行了以下的處理。在RH真空脫氣設備中通過本發明的精煉劑對從轉爐出鋼的[C]含量在0.02～0.06質量％的約250噸或300噸的未脫氧鋼水進行了精煉處理，制造出了高純度鋼。作為比較例，沒有使用精煉劑也同樣地使用RH真空脫氣設備進行了熔煉。
此時的RH真空脫氣裝置中的處理條件如下。RH真空脫氣裝置的真空度67～267Pa、環流用Ar氣體流量2～4Nm3/min。
在上述條件下進行規定時間內的真空處理后，測定了鋼水的[O]，然后根據其[O]值添加金屬Al使鋼水中的Al含量達到0.01～0.05質量％，通過以上方法進行了鋼水的脫氧處理。添加Al后，從真空槽內的原料投入口或通過水冷噴管添加了精煉劑。添加精煉劑后，使鋼水進行規定時間內的環流后結束處理過程，然后使用這個鋼水進行了連續鑄造，通過用顯微鏡觀察連續鑄造后的熔渣中的簇形夾雜物的個數而進行了研究。另外，測定了進行熔渣的冷軋處理后的以氧化鋁夾雜物為主要原因的產品缺陷指數。表15中列出了加熱大小、吹入氣體的流量、精煉劑的添加方法、添加量以及組成、熔渣中的簇形物個數、產品缺陷指數。
如表15所示，把本發明的精煉劑添加到脫氧后的鋼水中的本發明例中，可以降低簇形夾雜物的個數，從而能夠使產品缺陷指數達到非常小的數值。對應于此，沒有使用本發明的精煉劑進行了RH真空脫氣處理的鋼水中簇形夾雜物的個數較多，因此產品缺陷指數達到了2.5以上的高值。
(實施例14)在這里說明把鐵水脫硫熔渣再利用到高爐燒結方面的例子。
把通過使用本發明的精煉劑進行脫硫處理后得到的脫硫熔渣從鐵水分離回收，通過任意方法冷卻的同時除去直徑大的金屬鑄塊后作為燒結原料用的脫硫熔渣。
表16中列出了以往使用在燒結礦上的原料和使用本發明的精煉劑進行脫硫處理后得到的脫硫熔渣的化學組成。
對表16的各原料進行整粒處理，按照表17所示進行配制而制得燒結原料。本發明例中確認了可以用脫硫熔渣代替以往作為低SiO2使用的蛇紋白云石、氫氧鎂石、菱鎂礦。另外，本發明例的燒結原料的Al2O3的濃度增量也在0.5質量％左右，沒有實質性問題。
雖然沒有在本實施例列出，但是通過使用本發明的精煉劑進行脫硫處理后得到的脫硫熔渣應能夠替代燒結原料中的白云石。
通過以上的事實可知，可以把使用本發明的精煉劑進行脫硫處理后得到的脫硫熔渣作為燒結原料利用。
產業上利用的可能性如上所述，本發明把Al、MgO和CaO作為主要成分，可以提高MgO轉化到Mg蒸氣的比例的同時作為MgO源以及CaO源使用了含有MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質，因此提高了反應性能，可以以非常高的效率進行使用Mg源的鐵水的精煉。另外，如果作為MgO源以及CaO源使用廉價的白云石，則能夠以高效率低成本進行使用了Mg源的鐵水的精煉。
另外，把Al、MgO和CaO作為主要成分的同時，用廉價的C替代作為還原劑的Al的一部分，同樣可以低成本進行鐵水的精煉。這時，作為MgO源以及CaO源使用含有MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質，也就是使用白云石可以達到上述效果。
本發明的精煉劑用于鐵水的脫硫、鋼水的脫硫或脫氧處理中時，可以發揮良好的精煉效果，并且可以通過鋼水的脫氧后的夾雜物控制降低產品的缺陷，所以工業上的利用價值極高。
表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

表9

表10

表11

表12

表13

表14

表15

表16

表17

權利要求
1.精煉劑，其特征在于，以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質，并且加入到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣。
2.如權利要求1所述的精煉劑，其特征還在于，進行鐵水的脫硫及/或脫氧。
3.如權利要求1所述的精煉劑，其特征還在于，MgO、CaO和Al的總含量在75質量％以上。
4.精煉劑，其特征在于，以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石，并且加入到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣。
5.如權利要求4所述的精煉劑，其特征還在于，進行鐵水的脫硫及/或脫氧。
6.如權利要求4所述的精煉劑，其特征還在于，所述精煉劑是將包含白云石及含有25質量％以上的金屬Al的Al源的原料，或將這些原料與含有1種以上其他MgO源以及CaO源的原料，通過混合或粉碎·混合而得到的平均粒徑在1mm以下的混合粉末，或由該混合粉末形成的3mm～40mm大小的粒狀或塊狀物。
7.如權利要求6所述的精煉劑，其特征還在于，所述粒狀或塊狀原料中混合了成形用粘合劑。
8.如權利要求7所述的精煉劑，其特征還在于，所述粘合劑在60℃時的粘度為2～10泊。
9.如權利要求4所述的精煉劑，其特征還在于，Al/MgO的質量比在0.05以上，CaO/MgO的質量比在0.5～10.0的范圍內。
10.如權利要求9所述的精煉劑，其特征還在于，Al/MgO的質量比在0.2以上。
11.如權利要求9所述的精煉劑，其特征還在于，CaO/MgO的質量比在超過1.5～10.0的范圍內。
12.如權利要求9所述的精煉劑，其特征還在于，CaO/MgO在白云石的組成范圍內。
13.如權利要求9所述的精煉劑，其特征還在于，為了達到規定的CaO/MgO比例，MgO源以及CaO源由白云石與為了補充CaO和MgO中超出白云石組成范圍的組分而添加的其他MgO源或CaO源構成。
14.如權利要求4所述的精煉劑，其特征還在于，MgO、CaO和Al的總含量在75質量％以上。
15.精煉劑，其特征在于，以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石，Al/MgO的質量比在0.05以上，CaO/MgO的質量比在0.5～10.0范圍內。
16.如權利要求15所述的精煉劑，其特征還在于，Al/MgO的質量比在0.2以上。
17.如權利要求15所述的精煉劑，其特征還在于，CaO/MgO的質量比在超過1.5～10.0的范圍內。
18.如權利要求15所述的精煉劑，其特征還在于，CaO/MgO在白云石的組成范圍內。
19.如權利要求15所述的精煉劑，其特征還在于，為了達到規定的CaO/MgO比例，MgO源以及CaO源由白云石與為了補充CaO和MgO中超出白云石組成范圍的組分而添加的其他MgO源或CaO源構成。
20.如權利要求15所述的精煉劑，其特征還在于，MgO、CaO和Al的總含量在75質量％以上。
21.精煉劑，其特征在于，以Al、C、MgO與CaO為主要成分，并且加入到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣。
22.如權利要求21所述的精煉劑，其特征還在于，作為MgO源以及CaO源，含有MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質。
23.如權利要求22所述的精煉劑，其特征還在于，作為MgO源以及CaO源含有白云石。
24.如權利要求21所述的精煉劑，其特征還在于，進行鐵水的脫硫及/或脫氧。
25.如權利要求21所述的精煉劑，其特征還在于，所述精煉劑是將包含白云石、含有25質量％以上的金屬Al的Al源及碳粉的原料，或將這些原料與含有1種以上其他MgO源以及CaO源的原料，通過混合或粉碎·混合而得到的平均粒徑在1mm以下的混合粉末，或由該混合粉末形成的3mm～40mm大小的粒狀或塊狀物。
26.如權利要求25所述的精煉劑，其特征還在于，所述粒狀或塊狀原料中混合了成形用粘合劑。
27.如權利要求26所述的精煉劑，其特征還在于，所述粘合劑在60℃時的粘度為2～10泊。
28.如權利要求21所述的精煉劑，其特征還在于，Al/MgO的質量比在0.05以上，C/MgO的質量比在0.1以上，CaO/MgO的質量比在0.5～10.0的范圍內。
29.如權利要求28所述的精煉劑，其特征還在于，Al/MgO的質量比在0.2以上。
30.如權利要求28所述的精煉劑，其特征還在于，CaO/MgO的質量比在超過1.5～10.0的范圍內。
31.如權利要求21所述的精煉劑，其特征還在于，MgO、CaO、Al和C的總含量在75質量％以上。
32.精煉劑，其特征在于，以Al、C、MgO與CaO為主要成分，Al/MgO的質量比在0.05以上，C/MgO的質量比在0.1以上，CaO/MgO的質量比在0.5～10.0的范圍內。
33.如權利要求32所述的精煉劑，其特征還在于，Al/MgO的質量比在0.2以上。
34.如權利要求32所述的精煉劑，其特征還在于，CaO/MgO的質量比在超過1.5～10.0的范圍內。
35.如權利要求32所述的精煉劑，其特征還在于，MgO、CaO、Al和C的總含量在75質量％以上。
36.精煉方法，其特征在于，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的MgO與CaO在微觀狀態下靠近乃至接觸的物質的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理。
37.精煉方法，其特征在于，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理。
38.如權利要求37所述的精煉方法，其特征還在于，利用機械攪拌法一邊對上述容器中的鐵水進行攪拌一邊進行脫硫處理。
39.如權利要求38所述的精煉方法，其特征還在于，對利用上述機械攪拌法邊進行攪拌邊進行脫硫處理后的脫硫渣進行創出新界面的處理，然后使用處理后的脫硫渣進行鐵水的脫硫處理。
40.如權利要求37所述的精煉方法，其特征還在于，通過噴射法把上述精煉劑添加到上述容器內的鐵水中。
41.如權利要求37所述的精煉方法，其特征還在于，通過裝入法或上置法在上述容器內的鐵水中加入上述精煉劑。
42.如權利要求37所述的精煉方法，其特征還在于，把上述精煉劑添加到上述容器內的鐵水中時，預先混合構成上述精煉劑的各原料。
43.如權利要求42所述的精煉方法，其特征還在于，把上述精煉劑一次或分幾次加入上述容器內的鐵水中。
44.如權利要求37所述的精煉方法，其特征還在于，把上述精煉劑添加到上述容器內的鐵水中時，構成上述精煉劑的各原料預先未進行混合。
45.如權利要求44所述的精煉方法，其特征還在于，在同一位置或不同位置往上述容器內的鐵水中加入上述各原料。
46.如權利要求44所述的精煉方法，其特征還在于，同時或在不同時間在上述容器內的鐵水中加入上述各原料。
47.如權利要求44所述的精煉方法，其特征還在于，把上述各原料一次或分幾次加入上述容器內的鐵水中。
48.如權利要求37所述的精煉方法，其特征還在于，使上述容器內的鐵水溫度達到1200℃以上。
49.如權利要求48所述的精煉方法，其特征還在于，使上述容器內的鐵水溫度達到1300℃以上。
50.精煉方法，所述方法是對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的方法，其特征在于，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理。
51.如權利要求50所述的精煉方法，其特征還在于，脫磷處理前的鐵水中的硅濃度在0.2質量％以下，脫磷處理后的鐵水中的磷濃度在0.03質量％以下，脫硫處理后的硫濃度在0.005質量％以下。
52.如權利要求50所述的精煉方法，其特征還在于，脫硫處理前進行脫硅處理和脫磷處理中的一種以上的處理。
53.如權利要求52所述的精煉方法，其特征還在于，在脫硫處理前的處理過程中使脫硫處理前的鐵水溫度達到1300℃以上。
54.如權利要求53所述的精煉方法，其特征還在于，在脫硫處理前的處理過程中使脫硫處理前的鐵水溫度達到1350℃以上。
55.精煉方法，所述方法是對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的方法，其特征在于，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到裝入容器中的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理，上述一系列處理中對應于每1噸鐵水的螢石的總用量在0.1kg以下。
56.如權利要求55所述的精煉方法，其特征還在于，上述精煉劑中實質上不含有氟。
57.如權利要求55所述的精煉方法，其特征還在于，上述一系列處理的每個處理過程中產生的各種熔渣中的氟濃度在0.2質量％以下。
58.如權利要求55所述的精煉方法，其特征還在于，高爐出渣時爐渣中的氟濃度在0.2質量％以下。
59.精煉方法，其特征在于，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到鋼水中而進行鋼水的脫硫處理、脫氧處理以及夾雜物控制中的任意1種以上的處理。
60.如權利要求59所述的精煉方法，其特征還在于，在熔化爐內的鋼水、從熔化爐出爐的鋼水的注入流、鐵水包內的鋼水、鐵水包附帶的槽內的鋼水及連續鑄造用中間罐內的鋼水的任一狀態的鋼水中添加上述精煉劑。
61.如權利要求60所述的精煉方法，其特征還在于，上述熔化爐為處理鐵水的轉爐或熔化冷鐵源的電爐。
62.如權利要求60所述的精煉方法，其特征還在于，上述鐵水包附帶的槽為RH真空脫氣裝置的真空槽。
63.如權利要求59所述的精煉方法，其特征還在于，通過上述精煉劑進行使鋼水中的夾雜物含有MgO的處理。
64.如權利要求63所述的精煉方法，其特征還在于，上述處理是把脫氧后熔融Al濃度在0.01質量％以上、熔融氧濃度在30ppm以下的鋼水中的氧化鋁夾雜物的全部或一部分控制為尖晶石的組成的處理步驟。
65.如權利要求63所述的精煉方法，其特征還在于，上述處理是使脫氧后熔融Al濃度在0.01質量％以下、熔融氧濃度在30ppm以下的鋼水中的以硅酸鹽為主的夾雜物的全部或一部分的MgO濃度有所提高的處理步驟。
66.精煉方法，其特征在于，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到已經使用規定的元素脫氧的鋼水中而熔煉高純度鋼。
67.精煉方法，其特征在于，把以A1、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理。
68.精煉方法，所述方法是對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的方法，其特征在于，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理。
69.精煉方法，所述方法是對高爐出鐵后進入轉爐脫碳之前的鐵水進行脫硫處理、脫硅處理及/或脫磷處理的一系列處理而精煉鐵水的方法，其特征在于，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到裝入容器的鐵水中而對鐵水進行脫硫處理，上述一系列處理中對應于每1噸鐵水的螢石的總用量在0.1kg以下。
70.精煉方法，其特征在于，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到鋼水中而進行鋼水的脫硫處理、脫氧處理以及夾雜物控制中的任意1種以上的處理。
71.精煉方法，其特征在于，把以Al、C、MgO與CaO為主要成分的精煉劑添加到已經使用規定的元素脫氧的鋼水中而熔煉高純度鋼。
72.脫硫熔渣的再利用方法，其特征在于，把以Al、MgO與CaO為主要成分，含有作為MgO源以及CaO源的白云石的精煉劑添加到鐵水中而對鐵水進行脫硫處理后，把生成的脫硫熔渣作為高爐燒結原料再利用。
全文摘要
以Al、MgO與CaO為主要成分，作為MgO源及CaO源使用了白云石的精煉劑。添加到鐵水中時通過鐵水中的反應產生Mg蒸氣，利用該Mg蒸氣使精煉反應進行。
文檔編號C21C7/04GK1473203SQ01818461
公開日2004年2月4日 申請日期2001年9月14日 優先權日2000年9月14日
發明者中井由枝, 村井剛, 松野英壽, 菊池良輝, 高橋謙治, 丹村洋一, 清水宏, 井澤智生, 川島健, 岡村達也, 一, 也, 壽, 治, 生, 輝 申請人:日本鋼管株式會社, 吉澤石灰工業株式會社