本发明涉及一种铁水脱硫剂、该脱硫剂的生产方法以及铁水脱硫的工艺方法。该脱硫剂含有碳化钙和一种金属组分。 用喷射金属方法进行高炉铁水表面脱硫是炼钢中成熟的工艺方法。为降低生铁中的硫含量，事实证明两种方法特别有用，即在钢厂中使用的鱼雷式铁水包中脱硫和在装料铁水包中处理铁水。按照这两种方法，其脱硫作用是通过喷射冶金实现的，即用惰性气体流，通过浸没式喷枪将脱硫混合物喷吹入铁水中。
实际上，为实现这种工艺，含碳化钙和镁的脱硫混合物被证明是先进的，其可加有其它添加剂，如产生碳的气体、碱土金属碳酸盐、氧化钙、氟化钙或氰氨化钙。例子有下列公开文献：联邦德国专利公开说明书NOS.2531047;2650113;2708424;2741588;3544562和《Stahlund Eisen（钢与铁）》105，No。11，627-630/1985。
这些工艺方法的缺点是所使用的混合物原料不是稳定的混合物。镁可以使生铁快速和准确的脱硫，但不能按需要的准确量配料。
因为上述工艺方法要求将镁以共喷射形式单独加到脱硫混合物中，为了能够准确地配料，需要比较贵重的设备。在共喷射情况下，为了能准确地配料，通常将镁同渣、铝屑或其它氧化组分混合。这些脱硫剂也是分离的，所以不能解决问题。
由于上述原因，一直在进行各种试验以生产粉末形式的含镁脱硫剂，填充金属丝或用覆层来给这些脱硫剂简单处理，并提高工艺效果。例如在联邦德国专利展出说明书No.1299670中叙述了这种脱硫剂。它有一个多层结构，除了镁和碳化钙外，它还可含有其它脱硫组分。但在这些公开中叙述的压块的尺寸和成份不适合共喷射工艺。
此外，由德国专利公开NO.2422072可知一种以碳化钙为基其上包覆金属镁的脱硫剂，根据公开的该工艺，靠镁蒸汽沉积在碳化钙颗粒上产生包覆层。从现实的经济观点来看，使用共喷射产物，即使在技术上可行的情况下，该工艺也太繁，成本太高。
借助于填充金属丝形式或棒条形式的碳化钙-镁混合物地脱硫作用，正如联邦德国专利公开说明书NO.2738379中所收集的，很明显也不能用在共喷射工艺中。
最后，美国专利说明书NO.4，541，867公开的用碳包覆的粒状试剂的技术，可用作钢液的添加剂及其脱硫剂。尤其是该试剂包含镁和碳化钙。包覆层的产生靠该试剂的组分同可聚合油混合，及其热聚合和随后的部分热裂解。该生产工艺也需要较高的设备开支和高的能量消耗。
通常，也需指出的是，因为在铁水温度下镁蒸汽压高，把镁引入铁水中发生困难。所以，对于该工艺重要的是好的镁组分配料性，但是已知的脱硫剂不能令人满意地达到。特别是当没有共喷射组分碳化钙而吹入镁时，这将使铁水喷溅和所用喷枪堵塞。已知混合物的一般性能的缺点是它们含有20到34%（重量）的填充材料，这些填充材料不参与脱硫作用。已知的带有填充材料（例如铝、氧化铝或球磨粉末）的镁混合物的其它缺点是分离较快，以致于镁的比例开始高，但随后降低。由于这种不均匀性，需要使用较多的材料，但作用较差。
因此，需要提供一种流动性的、低渣的和成本低的含碳化钙和金属组分的脱硫剂，它适于铁水喷射脱硫，并没有上述缺点。
本发明提供了一种含碳化钙和金属组分的铁水脱硫剂，其中的碳化钙和金属组分的体密度和颗粒尺寸在相同范围内。
本发明提供了一种铁水脱硫剂，它含的两种组分甚至在保持相当长时间情况下，在运输情况下，在料仓长时间贮藏情况下或者在风动传送情况下均不分离，因而可以很好地配料。这样，金属组分的吹入比例可以很好的控制，这对于准确脱硫是十分重要的，并能获得最佳的使用效果。本发明的脱硫剂可以单独用于脱硫，也适于同其它已经叙述过的脱硫剂，（例如欧洲专利申请NO.0226994中的铝）结合起来共喷射。
本发明的脱硫剂基本上含有二种组分，即碳化钙和金属组分。金属组分可以是钙、镁或其合金。对于该脱硫剂，最好使用金属镁。混合物中两种组分的特殊比例本身是无临界的，可以在很宽的范围内变化。一般，本发明的脱硫剂含10到90%（重量），最好含20到80%（重量）的碳化钙，含90到10%（重量），最好含80到20%（重量）的金属组分。
本发明使用的两种必要组分的体密度和颗粒尺寸在相同的范围内。通常，金属组分的体密度与碳化钙的体密度相适应。所以，体密度最好调整在0.7到1.0克/厘米3的范围内，特别是在0.8到0.9克/厘米3范围内。可按照已知的方法制造体密度合适的这两种组分。
这两种组分的颗粒尺寸也是通过合适的研磨调整到同样的范围，该颗粒尺寸最好在0.1到3毫米范围内，特别是0.3到1毫米。
为了用于铁水脱硫，将两组分相互混合，悬浮在气流中，然后通过喷枪吹入。因为所用颗粒的尺寸和体密度相同，所以可产生很均匀的混合物，甚至相当长时间以后也不分离。
在本发明的一个最佳实施方案中，两种组分的颗粒被包覆。包覆时，将粘结剂涂到颗粒上，随后在其上包覆细粉。包覆量占全部颗粒重量的1到10%（重量）。作为粘结剂，可使用能粘附于颗粒上的油质液体。为此目的，例如可用植物油、硅油和/或矿物油。第二步，在颗粒上包覆细粉。对于包覆，可用例如硅酸盐粉末和氧化物粉末（（如在铝生产中得到的）。例子包括磨细的硅酸、膨润土和/或取自生产硅钙和/或硅铁和/或其它铁合金的过筛炉尘，以及其它氧化化合物，如铝酸钙。
由于该优选的脱硫剂的性质，其分离性更低，因而配料可以更准确。典型的，特别优选的成分为45%（重量）镁、45%（重量）工业纯电石（碳化钙含量通常为65到80%（重量））、0.5%（重量）油和9.5%（重量）包覆层材料。
本发明脱硫剂有包覆层特别优越。这种措施使碳化钙和金属组分两组分产生相同材料的表面。一种相同材料的表面，例如含硅酸包覆层形式的表面，不仅使脱硫剂有优异的流动性，而且使脱硫剂组分有特殊的抗分离作用，以致于在运输情况下，在装卸和料仓贮存情况下该脱硫剂完全保持均匀性。
作为粘结剂，可用高粘性油，特别是植物油，也可以是硅油和/或矿物油。为了避免碳化钙分解，所选的油是无水的或含水量低的，在脱硫剂中油的重量比为0.1到1%。这成为牢固粘附的、不破裂的包覆层的基础，以使脱硫剂得到期望的性能。该优选的实施方案的其它优点是，油也可粘结碳化钙和镁粉，以及用这种方法可制造无粉末脱硫剂，而且碳化钙组分对湿度的敏感性降低。
在粘结剂层上包覆一层细粉，为此目的，所用细粉的颗粒尺寸要小于10微米。在脱硫剂中细粉的比例为2到10%（重量）。
在惰性气体中将所需粒度的工业电石和金属组分简单混合来制造本发明的脱硫剂。依照本发明，如果脱硫剂使用包覆颗粒，则将两种组分研磨到所需颗粒尺寸之后，用油将颗粒表面湿润，随后将细粉包覆在其上。该工艺不仅可以在圆筒中、槽池中或平头锥形筒混合器中分批进行，也可以在例如螺旋混合器中连续进行。虽然含有覆层颗粒的脱硫剂比细镁粉不易燃烧，但是混合工艺最好还是在干燥的惰性气体气氛中进行，以防止生产过程中，游离形式存在的镁和碳化钙的潮湿，同时也防止可能存在的由于细镁粉引起的粉末爆炸的危险。
本发明的脱硫剂可同氩或氮一起吹入熔融金属中，不加任何添加剂或稀释剂，氩或氮仅作为载物介质。同样方式，它也可同其它脱硫剂一起用作共喷射组分。以10到100公斤/分，最好为20到40公斤/分的吹入速率，将该脱硫剂单独或同其它脱硫混合物一起吹入，都不会出现任何问题，不必担心铁水喷溅。高的吹入速率可以明显缩短喷吹时间。此外，由于该脱硫剂的平稳吹入性能，铁水包的填充度可以提高。
使用本发明的脱硫剂可显著改进脱硫工艺的生产效率和经济效益。
从技术、冶金和经济的因素考虑，本发明的脱硫剂使脱硫方法具有非常强的适应性。
为了说明本发明，给出下列实例，并参阅附图：
图1
给出一曲线，该曲线示出含55%（重量）碳化钙和45%（重量）镁的混合物（十），在料仓中经过充气疏松试验后，其成分的变化，该混合物中的碳化钙和镁的颗粒尺寸和单位重量相互对应。取出的混合物中的镁含量在46.4%和42.3%（重量）之间变动，对应的镁的变化范围是4.1%（重量）。
类似地但经包覆的含45%（重量）碳化钙、45%（重量）镁和10%（重量）包覆层的混合物（口），在料仓中经充气疏松试验后，取出的混合物中的镁含量在46.2%和44.6%（重量）之间变动，相应的镁变化范围是1.6%（重量）。
图2
此例所用的混合物含20%（重量）颗粒尺寸为0.3到1毫米的镁和颗粒尺寸小于0.1毫米的研磨碳化钙细粉（见例8）。该图表明了在充气疏松试验过程中镁的分离，及由此引起的在随后取出的混合物中的镁含量在24.2%和17.0%（重量）之间的变动，相应的镁变化范围是7.2%（重量）。
图3
给出一曲线，该曲线表明现有技术已知混合物的脱硫度的变化（实线）。并且确定了本发明混合物的最终硫含量SE·1/1000%的范围（阴影区域）。在每种情况下，吹入铁水中的脱硫剂的成分和数量都相同。
现有技术已知的混合物，其脱硫作用开始时比终了时大，这是因为该混合物在料仓中贮藏而产生的成层作用，使其含有较少的镁。使用本发明的混合物，其脱硫作用是保持在一个较窄范围内的常量。
在盛230吨铁水，温度为1350℃的装料铁水包中进行铁水（IM）脱硫。借助于氩气通过浸没式喷枪风动将特殊的用作脱硫的混合物吹入。
例1是一个同工业使用的脱硫混合物的比较例（Mg50＝50%（重量）金属镁十50%（重量）球磨粉（氧化铝））。
例2和例3用本发明优选成分CaM45来进行。CaM45含45%（重量）工业电石、45%（重量）金属镁、9.5%（重量）生产FeSi的过筛炉尘和0.5%（重量）硅油。用CaM45同CaDC5（95%（重量）工业电石十5%（重量）烟煤）一起进行共喷射试验4和5。实例6是脱硫剂CaM25同CaDC5一起的共喷射，CaM25成分为：25%（重量）金属镁、65%（重量）工业电石、9.5%（重量）生产CaSi的过筛炉尘和0.5%（重量）硅油。
缩写词
E＝铁水（IM）脱硫度
SA＝处理前铁水中的硫含量（重量%.10-3）
SE＝处理后铁水中的硫含量（重量%.10-3）
ΔS＝SA-SE
E%= (△S)/(SA) ×100
结果列于下表中：
例7
借助于一个10米3气体/分的疏松装置将装有25到30吨混合物1、2和3的料仓分别充气冲击10×3分钟。为了使混合物重新沉积，在每个疏松处理步骤之间加入5分钟的间歇。总的疏松处理时间持续80分钟。然后，取出混合物并检验分析，对于25吨混合物，取样时间持续约60分钟，每5分钟取一个6公斤试样（取10到12个试样）。取出6公斤试料的时间约20秒。用标准试样分离器将6公斤试样处理成足以分析镁含量的量。
（CaM45＝含45%镁的混合物，CaM20＝含20%镁的混合物）
所得结果如附图1所示。
包覆的混合物（包覆的CaM45）实际上不分离，未包覆的混合物（未包覆的CaM45）仅仅稍微分离，按其数量级从来没有达到。
例8（比较）
试验现有技术的脱硫剂，其中镁的颗粒度为0.3-1毫米，碳化钙的颗粒度小于0.1毫米。在这种混合物情况下，疏松引起明显的分层效应，使镁和碳化钙相互分离，从附图2可以更清楚地看出。开始镁含量约24%（重量），终了约17%（重量）。由于处理过程中混合物的成分变化和由此引起的脱硫效果的变化，使混合物中的这些差别导致脱硫处理出现问题。
用含20%（重量）镁（具有不同粒度的镁和碳化钙）的混合物（按上表的混合物3）来脱硫。
用混合物3脱硫，附图3示出用25吨混合物脱硫处理时不同的硫终点值（SE值）。按照附图2推出的分层效应，可以看出，从料仓中最初取出的混合物达到的SE值比留在料仓里的混合物达到的值显著降低。
在使用本发明具有恒定镁含量的混合物情况下，SE值与确定值仅仅有不明显的差别，其范围如附图3所示。