JP5326475B2 - クロム含有スラグからのクロム回収方法 - Google Patents
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Description
ε=0.371QTl/W×{ln(1+9.8ρlh/Pa)+η(1−Tn/Tl)} (kW/t)(3)
ここで、Q:底吹きガス流量(Nm3/s)、Tl:溶鋼温度(K)、Tn:吹き込みガス温度(K)、ρl:溶鋼密度(kg/m3)、h:浴深(m)、Pa:雰囲気圧力(Pa)、η:温度膨張項の寄与度(=0.06)である。
(1)酸化クロムを5質量%以上含むスラグを電気炉に添加して、溶鉄中あるいは付加的に添加される合金に含まれる珪素と炭素によりスラグ中の酸化クロムを還元してクロムを溶鉄中に還元回収する方法において、還元処理後の溶鉄温度が1500℃以上であって、かつ、還元処理後の溶鉄中の炭素濃度(質量%)と珪素濃度(質量%)が式(1)を満たすように炭素源と珪素源を添加し、還元処理後のスラグ中CaO濃度(質量%)とSiO2濃度(質量%)とAl2O3濃度(質量%)の関係が下記(2)式を満たすように、アルミナ源や生石灰および/または石灰石を添加することを特徴とするクロム含有スラグからのクロム回収方法。
C≧−29.4+0.015×(T+273)−0.003×(T+273)×logSi (1)
1.8≧CaO/(SiO2+Al2O3)≧0.8 (2)
ここで、C、Siはそれぞれ還元処理後の溶鉄中の炭素、珪素濃度(質量%)、CaO、SiO2、Al2O3は還元処理後のスラグ中のCaO、SiO2、Al2O3濃度(質量%)、Tは還元処理後の溶鉄温度(℃)を意味する。
(2)還元処理後のスラグ中Al2O3濃度が5質量%以上30質量%以下となるようにアルミナ源を添加し、実質的にフッ素を使用しないことを特徴とする、上記(1)記載のクロム含有スラグからのクロム回収方法。
(3)電気炉操業時の攪拌動力密度が0.01kW/t以上1kW/t以下であることを特徴とする、上記(1)又は(2)記載のクロム含有スラグからのクロム回収方法。
(4)還元処理後の溶鉄中Cr濃度(質量%)が20%以上60%以下であることを特徴とする、上記(1)、(2)又は(3)記載のクロム含有スラグからのクロム回収方法。
2Cr2O3+3Si→4Cr+3SiO2 (4)
ここで、Si、Crはそれぞれ溶鉄中の珪素、クロム成分、SiO2、Cr2O3はスラグ中のSiO2、Cr2O3成分を意味する。
ΔG0≦RT'ln(aSi・aCr2O3/aCr・aSiO2)=2.303RT'log(aSi・aCr2O3/aCr・aSiO2) (5−1)
と表現できる。この式の左辺について一般的に、
ΔG0=c1+c2・T' (c1、c2は定数) (5−2)
と表すことができる。また右辺についてたとえばメタル成分Siの活量aSi、メタル成分Crの活量aCrは、
logaSi=log(fSi・Si)=logfSi+logSi
logaCr=log(fCr・Cr)=logfCr+logCr (5−3)
と記載することができる。ここで上記図1に示す実験結果から、溶鉄中炭素が溶鉄中クロムの活量係数を減少、または溶鉄中珪素の活量係数を上昇させる効果があると考えられるので、
fSi=eSi C・C、 fCr=eCr C・C (5−4)
と表現することができる。この結果、
logaSi=eSi C・C+logSi
logaCr=eCr C・C+logCr (5−5)
が得られる。また、相互作用助係数eSi C、eCr Cは、操業温度の範囲内では温度T'に反比例する。
ΔG0/2.303RT'≦logaSi−logaCr
=(eSi C−eCr C)・C+logSi−logCr
=c3・C/T'+logSi−logCr (c3は定数)
が得られる。これから、Cr還元を進行させるためのメタル成分と温度との関係については、
C≧c4+c5・T'+c6・T' (logSi−logCr) (c4、c5、c6は定数)
といった式の形となることが予想された。
C≧−29.4+0.015×(T+273)−0.003×(T+273)×logSi (1)
ここで、C、Siはそれぞれ還元処理後の溶鉄中の炭素、珪素濃度(質量%)、Tは還元処理後の溶鉄温度(℃)を意味する。
1.8≧CaO/(SiO2+Al2O3)≧0.8 (2)
ε=0.371QTl/W×{ln(1+9.8ρlh/Pa)+η(1−Tn/Tl)} (3)
ここで、ε:攪拌動力密度(kW/t)、Q:底吹きガス流量(Nm3/s)、Tl:溶鋼温度(K)、Tn:吹き込みガス温度(K)、ρl:溶鋼密度(kg/m3)、h:浴深(m)、Pa:雰囲気圧力(Pa)、η:温度膨張項の寄与度(=0.06)である。
Claims (4)
- 酸化クロムを5質量%以上含むスラグを電気炉に添加して、溶鉄中あるいは付加的に添加される合金に含まれる珪素と炭素によりスラグ中の酸化クロムを還元してクロムを溶鉄中に還元回収する方法において、還元処理後の溶鉄温度が1500℃以上であって、かつ、還元処理後の溶鉄中の炭素濃度(質量%)と珪素濃度(質量%)が式(1)を満たすように炭素源と珪素源を添加し、還元処理後のスラグ中CaO濃度(質量%)とSiO2濃度(質量%)とAl2O3濃度(質量%)の関係が下記(2)式を満たすように、アルミナ源と生石灰及び/又は石灰石の一方又は両方を添加することを特徴とするクロム含有スラグからのクロム回収方法。
C≧−29.4+0.015×(T+273)−0.003×(T+273)×logSi (1)
1.8≧CaO/(SiO2+Al2O3)≧0.8 (2)
ここで、C、Siはそれぞれ還元処理後の溶鉄中の炭素、珪素濃度(質量%)、CaO、SiO2、Al2O3は還元処理後のスラグ中のCaO、SiO2、Al2O3濃度(質量%)、Tは還元処理後の溶鉄温度(℃)を意味する。 - 還元処理後のスラグ中Al2O3濃度が5質量%以上30質量%以下となるようにアルミナ源を添加し、実質的にフッ素を使用しないことを特徴とする、請求項1記載のクロム含有スラグからのクロム回収方法。
- 電気炉操業時の攪拌動力密度が0.01kW/t以上1kW/t以下であることを特徴とする、請求項1又は請求項2記載のクロム含有スラグからのクロム回収方法。
- 還元処理後の溶鉄中Cr濃度(質量%)が20%以上60%以下であることを特徴とする、請求項1、2又は請求項3記載のクロム含有スラグからのクロム回収方法。
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