JPH10502974A - 水硬性結合剤及び／またはフェロクロム或いはフェロバナジウムのような合金の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 クロム及び／またはバナヂウムを含有する塩基性鋼スラグから、水硬性結合剤、粗鋼及び／または例えばＦｅＣｒ或いはＦｅＶのような合金の製造方法において、液体鋼スラグは、高炉スラグ、電弧炉スラグ、鋼製造からの粉塵、金属廃棄物質または廃棄物焼却残留物からなる群から選択された添加物とともに及び／または粘性を下げるために酸性添加物とともにと混合され、鋼が液体スラグから沈殿され且つ第１の還元段階において残留スラグは５ｗｔ％未満で１ｗｔ％超の酸化鉄成分を含む金属鉄にへと還元され、第１の還元段階と比較すると高い還元ポテンシャルを有する第２の還元段階において、残留スラグ溶融物は金属のＣｒまたはＶまたはそれらの鉄合金にへとさらに還元され、及び水硬性の活性スラグが分離される。

Description

【発明の詳細な説明】 水硬性結合剤及び／またはフェロクロム或いはフェロバナジウムのような合金の 製造方法 本発明は、クロム及び／またはバナジウムを含有する塩基性鋼スラグから水硬 性結合剤、粗鋼及び／または例えばＦｅＣｒまたはＦｅＶのような合金の製造方 法に関する。 金属冶金スラグからセメントクリンカーを製造し、且つ高いαベリット成分と 高い極限強度とを有する特別な結合剤品位を得るために、還元工程及び製鋼工程 からの液体スラグを互いに混合することことが既に提案され、必要ならばそれに 石灰が添加された。例えば、高炉工程において生じるような酸性液体スラグ、及 び、例えば転炉スラグの形で生じるような塩基性製鋼スラグを混合する場合、こ れらは発熱中和反応であるので熱が放出される。 通常は、比較的多くの高炉スラグの分量が水硬性結合剤の製造に必要とされた 。古典的なポルトランドセメントに加えて、この高炉スラグはスラグセメントと して非常に重要性を増加した。狭い意味でスラグセメントは、石膏、クリンカー 及び高炉スラグの微細な基本混合物であり、わずかな量の石膏が、ポルトランド セメントと同様に、調整時間を制御するために添加された。 それらが例えばＬＤスラグような製鋼工程から生じる塩基性スラグの用途は、 ほとんどの場合実質的に制限される。鋼スラグと同様に電弧炉スラグの処分は、 比較的高い費用がかかる。現在、例えば製鋼スラグ及び電弧炉スラグは高炉に回 収され、残部は道路工事に使用されるかまたは投棄される。しかしながら、廃棄 にかかる料金は増加し、重金属成分、特に鋼スラグ及び電弧炉スラグのクロム及 びバナジウムの成分は絶えず増加してそのような重金属の成分の増加でもって、 もはや単純に投棄することが許されない。今後は、このようなスラグは、特別な 廃棄物用の投棄場に投棄する必要があり、その作業にはかなりの費用が見込まれ れる。 鋼スラグは、精錬工程によりもたらされるその比較的高い酸化鉄成分によって 特徴付けられる。通常の鋼スラグは、３３ｗｔ％以下の量のマンガン酸化物及び 鉄酸化物を含有する。高炉スラグは、その比較的都合のよい水硬性特性が際立っ ている。さらに、高炉スラグは実質的に低酸化鉄成分を有し、したがって、塩基 性構成材料の処理がかなり促進される。 調整時間と、疲労強度と、結合剤に不可欠なその他の因子とに影響を及ぼす結 合剤添加物が、水硬性結合剤の製造において重要性をますます増加した。このよ うな添加物は、所望の特性を調整するために、例えばスラグセメントまたはポル トランドセメントのような従来の水硬性結合剤と関連して使用することができる 。 本発明は、なかでも、多くの課題を含む投棄にかかる鋼スラグの後処理と処理 のさらに経済的な方法を提供することを目標とし、それによって、水硬性結合剤 及び粗鋼または合金が鋼スラグから直接得ることが可能となる。本発明は、扱い にくい焙焼及び濾過工程を実行する必要なく塩基性鋼スラグから高純度のクロム 及びバナジウムを回収することを目標とし、例えば、マンガンのような金属から 初期のクロム及びバナジウム含有スラグを定量的に浄化することが同時にできる ので、例えば、水硬的に活性化な結合剤または結合剤添加物にすることができる 極めて純度の高いスラグが得られる。この目的を解決するために、本発明に従う 処理方法においては、液体鋼スラグは、高炉スラグ、電弧炉スラグ、鋼製造から の粉塵、金属廃棄物質または廃棄物焼却残留物からなる群から選択された添加物 とともに及び／または粘性を下げるために酸性添加物とともにと混合され、鋼が 前記液体スラグから沈殿され且つ第１の還元段階において残留するスラグは５ｗ ｔ％未満で１ｗｔ％超の酸化鉄成分を含む金属鉄にへと還元され、及び第１の還 元段階と比較すると高い還元ポテンシャルを有する第２の還元段階において、残 留するスラグ溶融物は金属のＣｒまたはＶまたはそれらの鉄合金にへとさらに還 元され、及び水硬性の活性スラグが分離されることを実質的に備える。 液体鋼スラグを使用することによって、精錬工程の後に鋼スラグの潜熱が一方 で大部分が利用され、且つ高炉スラグ、電弧炉スラグ、鋼製造における粉塵、金 属廃棄物質または廃棄物焼却残留物からなる群から選択された添加物が添加する ことによって、混合スラグが大体製造され、特に簡単な方法でさらに処理するこ とができ、金属浴を同時に回収しながら良好な水硬性特性を特徴とするスラグが 形成される。上記添加剤と液体鋼スラグを混合する場合、まず温度の上昇が、付 加的なエネルギー入力を最小にできるように、酸化還元過程及び酸性／塩基性の 中和で生じる発熱スラグ反応によってもたらされる。同時に、溶融物粘性は出発 スラグに比較して著しく低下する。液体鋼スラグは、分散された形状でスラグに 存在する比較的高い鋼成分を含むので、この鋼部分の急速堆積作用が、スラグの 溶融物粘度の著しい減少を同時に確実することができ、液体鋼スラグを前述の添 加物と混合した後に堆積作用による初期鋼分離が直ちに達成できる。残留するス ラグ混合物を石炭またはコークスの添加の下で還元反応装置に導入することによ り、鋼スラグによりもたらされる比較的高い鉄酸化物成分を状況に応じて低下す ることが可能になり、且つ本発明に従うことにより、５ｗｔ％未満の減少が生じ て、最低１ｗｔ％の酸化物成分でもって維持されるので、例えば、 クロム及びバナジウムのような貴金属がスラグ内に残留し、連続して設けられた 第２の還元段階において定量的に且つ純度を上げて分離できる。残留するスラグ 溶融物が、第１の還元段階と比較して高い還元ポテンシャルを有する第２の還元 段階において還元されることにより、バナジウム及び任意にクロムを選択的に還 元することができ、したがって、極端に高い純度を示す水硬性活性スラグを得ら れる。２段階の工程制御は、第１の還元段階において既に大部分が定量的に分離 が可能になり、その後さらに困難なクロム及びバナジウムの回収がされ金属の大 部分の分離が可能となる。バナジウム及び／またはクロムが金属の形状またはそ れぞれがフェロバナジウムまたはフェロクロムの形で直接回収されることは、状 況に応じた高い還元ポテンシャルとなる第２の還元段階においてのみである。 スラグ内に安全にクロム及びバナジウムを保持するために、この方法は、第１ の還元段階においてスラグの酸化鉄成分を２ｗｔ％より多くさせること維持する 方法で有利に実現される。 特に有利な方法においては、本発明の方法は、還元装置内のスラグ混合物が、 １４００℃から１５５０℃の温度、特に１４５０℃で、少なくとも３０分、好ま しくは１時間還元することで実行される。還元反応装置内で一般的に用いる温度 で、重金属の所望の分離が定量的に可能であり、特に純度の高い最終スラグが形 成される。 スラグの粘性を下げるために、例えば砂、ボーキサイトまたは泥灰岩のような ＳｉＯ₂及び／またはＡｌ₂Ｏ₃を含有する添加物を酸性添加物として使用する方 法で有利に処理することができる。第１の還元段階において、例えば、コークス 、石炭または合成ガスのような炭素キャリヤーを添加することができ、第１の還 元が鉄浴上方で有利に行われる。したがって、適宜に温和な還元が第１の還元段 階において確実となり、クロム及びバナジウム、並びにさらに任 意にそれ相当に少ない貴金属の早期の還元が防止される。銑鉄が第１の還元工程 において既に同時に形成されることにより、この種の第１の還元反応装置内のス ラグは、金属浴と平衡であり及び還元剤と平衡であり、いずれの付加的なエネル ギー入力は実施される還元工程のために最小に減少される。１４００〜１６００ ℃の温度で形成された銑鉄または合金が形成され、水硬性活性スラグから容易に 分離でき、さらに簡単な処理が可能となる。第１の段階におけるいずれの付加的 なエネルギー入力は、鉄浴を通して及び／またはスラグ浴上で酸素吹きつけをす ることによる簡単な方法で実現でき、上記酸素は大気酸素の形で適用できる。ス ラグ浴上に吹きつけることによって、形成された一酸化炭素は燃焼し、すなわち 利用できる付加的熱エネルギーが作られる。 さらに強い還元条件の下での還元は、還元剤としてＣａ、Ａｌ、Ｓｉ及びＦｅ を添加しながら第２の還元の実現が有利に行われ、第２の還元のための還元剤が 鉄浴に好ましく導入される。第２の還元のために鉄浴を使用するときは、鉄浴中 のバナジウム濃度を少なくとも４０％に達成することができる。バナジウムの濃 度は８０％に達することが可能で、得られるフェロバナジウムは極端に低い炭素 成分と主にマンガンとクロムを含まないことを特徴とする。得られたフェロバナ ジウムに過多な還元材料（Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ）が未だ溶解している場合は、これ は全く容易に精錬することができ、且つＶ₂Ｏ₅またはＶ₂Ｏ₅含有物資の助剤によ って非常に選択的な状態でスラグとなる。 還元剤を不必要に燃焼させることを避けるために、第２の還元は少なくとも部 分的な不活性な下で有利に達成される。不活性にすることは窒素またはアルゴン 雰囲気を使用することによって得ることができ、還元体としてＡｌが使用される 場合は窒化アルミニウムの 形成のために、Ｎ₂は不活性ガスとして使用することができない。カルシウムは カルシウムワイヤーの形状で添加してもよく、還元剤は一緒に連続してまたは別 々に投入可能である。次に、有利に得られたバナジウムを含まないスラグ溶融体 は、水で粉砕され水硬性活性結合剤または結合剤添加物にされる。得られた活性 結合剤または結合剤添加物は、他の金属冶金セメントに比較してそれらの極端な 純度のために際立つ。 この方法の熱釣り合いを高めるために、酸性添加剤が液体スラグに予備加熱さ れた状態で導入する方法で有利に処理される。固体炭素キャリアー使用する場合 、一酸化炭素が第１の還元工程のあいだの第１の場所に形成され、後で後燃焼す ることができ且つ添加剤の予備加熱に使用してもよい。天然ガスまたは合成ガス を使用する場合は、水素も炭化水素から形成され、この水素が付加的な還元剤と して活性にさせる。残留する水素同様に次において燃焼することができ添加剤を 予備加熱するために使用してもよい。上記第１の還元工程のあいだに鉄浴に溶解 した炭素が、鉄浴とスラグ溶融体とのあいだの界面で還元を引き起こし、しかし 、ガス成分水素と一酸化炭素とが、鉄浴内のガス泡立てを発達させることにより 、液体スラグを貫通して泡立てられ、鉄浴スラグの還元を確実にする。 ガス状還元剤の通路のために必要となる各々の粘性を確保するために、第２の 還元段階を電気的加熱によって運転する方法で有利な処理方法である。 クロム及び／またはバナジウムを含まないスラグは、水で容易に粉砕され且つ 水硬性活性結合剤または結合剤添加物にされ、極端な純度のスラグがこの場合出 発材料として利用できる。 一方、各還元段階に必要なそれぞれの還元温度は、この場合特に簡単な方法で 制御することができる。第２の還元段階の電気加熱手 段は簡単な従来の手段で運転できるが、第１の還元段階における適切な温度は酸 素を選択的に導入することにより維持することができる。第１の還元段階におい ては炭素で実質的に飽和された金属浴は、酸素がそれを通って導入されるので炭 素のガス化が生じ、したがって、一酸化炭素が形成され、それに応じた高温度で 還元反応装置に流れ出して且つこの工程におけるエネルギーの供給手段に使用さ れる。 しかしながら、石英の砂を還元反応装置内の浮遊するスラグ浴に添加し且つ金 属浴が鋼に精錬されるところの本発明の範囲内でも有利に処理することもできる 。石英の砂を添加することにより、スラグ層は実質的に酸性になることで調整す ることができ、銑鉄浴は特に簡単な方法でクロムを含まない銑鉄に精錬すること ができる。この場合、炭素部分は一酸化炭素にガス化され、重金属のバナジウム 、マンガン及びクロムが酸素とともにスラグ中に形成される。このような精錬す る手順から、実質的に重金属を含まない銑鉄並びに濃縮されたスラグ物質が得ら れ、後者のクロム及び／またはバナジウムが特に簡単な方法で回収される。した がって、本発明に従う方法は、スラグ量が金属浴を基準にして１０ｗｔ％〜２０ ｗｔ％に達するまで運転し、そこで銑鉄が鋼へと精錬され且つＣｒ、Ｖ及び他の 合金化元素がスラグとなり、形成されたクロムスラグはフェロクロムの製造に使 用されることが有利に実現される。 このような精錬手順において、また燐及び、精錬後に、もちろん硫黄も簡単な 方法で除去することができる。 この精錬工程において過加熱を防止するために、精錬浴はスクラップまたは鉄 炭化物を添加することにより、都合良く冷却することができる。 都合良いことには、液体鋼スラグはスラグ混合物の５０〜７０ｗ ｔ％の範囲の量を使用し、これにより今までほとんど処理が可能でなかった製鋼 スラグの相対的に大量をこのような方法で経済的に処理できることが明らかにな った。エネルギー入力をそれ相当に減少するために、スラグ混合物に投入する物 質が液体状態で互いに混合され、傾斜可能転炉で混合され、その中で形成された スラグ混合物及び沈澱した粗鋼浴は、傾斜可能転炉を使用する場合はデカントす ること（ｄｅｃａｎｔｉｎｇ）により別々に注ぎ出される。 次に、本発明は例として実施態様によってさらに詳細に説明する。以下に使用 した化学分析に関しては、次のことを注目する必要がある。 スラグ中のＦｅの分析値はＦｅ₂Ｏ₃として示される。しかしながら、実際には スラグ中に溶解された鉄は、２価の形で優先的に存在する。また、硫黄は硫化物 の形で優先的に存在し、なお分析においては「ＳＯ₃」として参照する。Ｃｒ及 びＶはそれらの原子価状態を非常に急激に変化させる。すなわち、Ｖは次の状態 、＋５／、＋４／、＋３／、＋２／、で存在する。簡単にするために、ＶはＶ₂ Ｏ₅として参照する。個々の原子価状態の分析の区別は非常に困難である。 実施例１ 典型的に使用されたスラグは次の分析値に相当する。すなわち、 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ ８．８ Ａｌ₂Ｏ₃ １．５ Ｆｅ₂Ｏ₃ ３１．４ ＣａＯ ３３．３ ＭｇＯ ３．３ ＳＯ₃ ０．３６ Ｋ₂Ｏ ０．１５ Ｎａ₂Ｏ ０．０８ ＴｉＯ₂ ９．７ Ｃｒ₂Ｏ₃（Ｃｒ） ０．１３（０．０９２） Ｍｎ₂Ｏ₃ ３．１６ Ｐ₂Ｏ₅ １．７ Ｖ₂Ｏ₅（Ｖ） ４．３（２．９） 合計 ９８．３２ この１トンのスラグは、小滴の形（約２〜８ｍｍの小滴直径）で分離された約 １１２ｋｇの粗鋼を未だ含有する。 １トンのＬＤＳに２２０ｋｇの砂（９８％のＳｉＯ₂）が添加され、次の混合 スラグ組成物（１２２０ｋｇ）が得られた。 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ ２２ Ａｌ₂Ｏ₃ １ Ｆｅ₂Ｏ₃ ２６ ＣａＯ ２８ ＭｇＯ ２．７ ＳＯ₃ ０．３ Ｋ₂Ｏ ０．１ Ｎａ₂Ｏ ０．１ ＴｉＯ₂ ８．１ Ｃｒ₂Ｏ₃（Ｃｒ） ０．１１（０．０８） Ｍｎ₂Ｏ₃ ３ Ｐ₂Ｏ₅ １．４ Ｖ₂Ｏ₅（Ｖ） ３．６（２．４） この分離された粗鋼は１６３０℃でこの混合スラグから沈殿した。スラグ溶融 物は１４００℃で非常に小さな粘性を有するので、「凍結した」鋼小滴は同様に この温度で沈殿できる。この処理方法は非常に好都合であり、耐火材料が還元温 度で実質的にさほど強く行われない。その後、形成された混合スラグは鉄浴で還 元され、鉄、燐、クロム及びマンガンの「還元」酸化物が鉄浴に沈殿した。 残留する還元された混合スラグは次の組成であった。 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ ３２ Ａｌ₂Ｏ₃ １．５ Ｆｅ₂Ｏ₃ − ＣａＯ ４１ ＭｇＯ ４ ＳＯ₃ ０．４ Ｋ₂Ｏ ０．１５ Ｎａ₂Ｏ ０．１５ ＴｉＯ₂ １１．８ Ｃｒ₂Ｏ₃（Ｃｒ） − Ｍｎ₂Ｏ₃ − Ｐ₂Ｏ₅ − Ｖ₂Ｏ₅（Ｖ） ５．２５（３．５） ＣａＯ／ＳｉＯ₂ １．２８ この還元段階後では、全てのＶは＋２価の状態で実質的に存在した。 相当する金属塊（ｒｅｇｕｌｕｓ）（「銑鉄」）は次の成分を有した。すなわ ち、 成分 部分 ％ Ｐ ３．１ Ｃｒ ０．４ Ｍｎ １０．３ Ｆｅ ８５．４ したがって、形成された還元スラグは、図面に模式的に図示したバナジウム反 応装置に供給された。 図面に関して、図１は全体的な設備を模式的に表した。図２においては第１還 元段階の還元反応装置の改良された形態及び図３においては第２還元段階の還元 反応装置の形態を示す。 図１において、１は混合器を表し、混合器の中に２で模式的に表された溶融ス ラグが投入され、且つ粘度を低下させるためにダクト３を通る酸性添加物と混合 された。例えば、砂４のような酸性添加物は、混合器に到着する前に、ダクト５ を通って供給される熱ガスとともに予備加熱された。混合器で沈殿が同時に達成 され、混合スラグ７は粗鋼浴６上に浮遊する鋼を含まない。この後、混合スラグ ７は鉄浴反応装置を備える第１の還元段階８に投入された。鉄浴は９で表され、 混合されたスラグ７はこの鉄浴に浮遊した状態で加えられる。鉄浴は浴電極１０ によって加熱される。天然ガス１１及び／または燃焼酸素１２が還元剤としてダ クトを通って供給され、そこにおいて反応装置は底吹き反応装置と同じ形状であ り、且つ例えば、水素及び一酸化炭素のような燃焼生成物は鉄浴を通って通過し 、スラグ内の鉄及び任意にマンガン及びクロムの還元を達成する。 鉄を含まない混合スラグは、チャネル１３を通り第２の還元段階に到達する。 第２の反応装置は誘導加熱され、そこにおいて高周波加熱電流が中周波電界と重 ね合わせることが可能で、それによって鉄浴を誘導的に攪拌することがきる。付 加的攪拌手段として、窒素またはアルゴンが注入ノズルを通って流し込まれ、保 護ガス雰囲気 １５がスラグ浴の上方に形成される。反応装置内で得られる攪拌効果によって反 応動力学が実質的に強められ、バナジウム酸化物の完全な還元が可能になる。図 面に模式的に示す実施例では、カルシウムワイヤー１６が還元剤として使用され 、上記カルシウムワイヤは、カルシウムワイヤ巻き戻し装置１７から鉄浴に不活 性ガス雰囲気を介して且つスラグを通って導入される。同様に、例えば、窒素ガ ス流に分散させるようにアルミニウム粉末を導入することができ、この導入が鉄 浴を再び達成できる。バナジウム酸化物が鉄浴に定量的に実質的に溶解し、その 後、残留する残留スラグは次の分析値を有する。すなわち、 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ ３４ Ａｌ₂Ｏ₃ １．６ Ｆｅ₂Ｏ₃ − ＣａＯ ４６ ＭｇＯ ４．３ ＳＯ₃ ０．４ Ｋ₂Ｏ ０．２ Ｎａ₂Ｏ ０．４ ＴｉＯ₂ １２．５ Ｃｒ₂Ｏ₃（Ｃｒ） − Ｍｎ₂Ｏ₃ − Ｐ₂Ｏ₅ − Ｖ₂Ｏ₅（Ｖ） − その後、この溶融スラグは、水粉砕機１８（スラグ重量の１部位当たり水の重 量で１２部位）により従来の方法で急速冷却され、それによって、ガラス質生成 物に凝固される。乾燥及び粉砕後、この スラグは価値のある混合セメント成分１９をとなった。Ｋｅｉｌの９８％（２８ 日後）にしたがう水硬性指数が得られた。混合において、クリンカーの８０％以 下のセメントがこのスラグで置き換えられる。 図２において、さらに第１の還元段階の鉄浴を９で表す。ノズル煉瓦２０に配 置されたノズルを通じて、炭素が不活性ガスと吹き込まれ、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂ が酸素と一緒に吹き込まれる。鉄浴反応装置２１は揺動可能転炉として設計さ れていて、Ｏ₂及び／または空気が付加的加熱のためにランス２２を通ってスラ グ７上に吹き込まれる。スラグのＦｅＯ成分の還元は、Ｃｒがスラグに残留する ような約１５００℃の温度で２〜５ｗｔ％まで行われる。 図３において、揺動可能反応装置は第２の還元段階１４を表す。第２の反応装 置２３も、揺動可能転炉として設計されていて、高周波加熱のための誘導コイル ２４を備える。残留ＦｅＯを未だ含有しているスラグはＦｅ浴２５の上方でさら に還元され、例えばアルゴンガスのような不活性ガスの助剤によって、ノズル煉 瓦２６を通して、Ａｌ、ＦｅＳｉ、ＣｒＣまたはＶＣに吹き込むことによって、 還元ポテンシャルは上昇され、すなわちＶ及びＣｒが浴内に得られる。Ｃｒ及び Ｖの無いスラグ２７がその結果うまく流しだせる。この場合、付加的加熱は、プ ラズマバーナー２８によるＨ₂によって到達される１７００〜１８００℃の温度 にする。必要ならば、末端に吸収装置２９を設けて、第２の還元を減圧状態で実 行することができる。 実施例２ クロム含有製鋼スラグから、セメントクリンカー中間生成物、クロムを含まな い鋼ならびに合成クロム鉱石が、高炉スラグと混ぜることにより生成される。出 発スラグは次に示される分析値を有する 。すなわち、 製鋼スラグ分析値 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ １６ Ａｌ₂Ｏ₃ １ ＣａＯ ５０ ＭｇＯ ３ ＭｎＯ ３ Ｃｒ₂Ｏ₃ ０．５ Ｆｅ₂Ｏ₃ １５ （Ｆｅ）金属 １０ 高炉スラグ分析値 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ ３７ Ａｌ₂Ｏ₃ １３ ＣａＯ ３２ ＭｇＯ １０ ＭｎＯ ２ ＴｉＯ₂ １ Ｋ₂Ｏ ２ Ｎａ₂Ｏ ０．５ この２種類の液体スラグが６０％の製鋼スラグと４０％の高炉スラグの比率で 混合される。スラグ混合物のトン当たり６０ｋｇの粗鋼が製鋼スラグに沈殿する 。 形成された混合スラグは次の成分を有する。すなわち、 混合スラグ分析値 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ ２７ Ａｌ₂Ｏ₃ ６ ＣａＯ ４７ ＭｇＯ ３ ＭｎＯ ３ Ｃｒ₂Ｏ₃ ０．４ Ｆｅ₂Ｏ₃ １０ ＴｉＯ₂ ０．４ Ｋ₂Ｏ ０．８ Ｎａ₂Ｏ ０．２ この混合スラグは、コークスで還元炉内で１４００℃で１時間還元された。そ うすることにより、次の成分を有する最終スラグが形成された。すなわち、 最終スラグ分析値 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ ３０ Ａｌ₂Ｏ₃ ７ ＣａＯ ５２ ＭｇＯ ３ Ｃｒ₂Ｏ₃ ０．０３ ＴｉＯ₂ ０．５ Ｋ₂Ｏ ０．９ Ｎａ₂Ｏ ０．２ このスラグは３Ｎｍ³空気／ｋｇで冷却された。水硬性活性スラグ並びに６５ ０℃の温度を有する熱ガスが形成された。スラグトン当たり、７．５％のＣ並び に４％のＣｒを含有する銑鉄７０ｋｇが形成された。還元反応装置は、反応装置 を銑鉄を下に１５％のスラ グで満たすまで運転された。スラグ流が停止され且つ銑鉄のトン当たり９８ｋｇ のＯ₂で精錬が成された。そうすることで、クロムが特に完全にスラぐとなり、 ２６２ｋｇの浮遊スラグが次の成分を有した。すなわち、 クロムスラグ分析値 成分 部分 ％ ＳｉＯ₂ １８ Ａｌ₂Ｏ₃ ５ ＣａＯ ３０ ＭｇＯ ２ ＴｉＯ₂ ０．３ Ｋ₂Ｏ ０．５ Ｎａ₂Ｏ ０．１ Ｃｒ₂Ｏ₃ ２３ Ｆｅ₂Ｏ₃ ２０ このクロムスラグはクロム回収（例えば、フェロクロム）に直接供給すること ができる。第２の還元において、相応の高い還元ポテンシャルで金属クロムまた はＦｅＣｒ合金が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 33/04 8019−4Ｋ Ｃ２２Ｃ 33/04 Ｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．クロム及び／またはバナヂウムを含有する塩基性鋼スラグから、水硬性結 合剤、粗鋼及び／または例えばＦｅＣｒ或いはＦｅＶのような合金の製造方法で あって、 液体鋼スラグは、高炉スラグ、電弧炉スラグ、鋼製造からの粉塵、金属廃棄物 質または廃棄物焼却残留物からなる群から選択された添加物とともに及び／また は粘性を下げるために酸性添加物とともにと混合され、 鋼を前記液体スラグから沈殿させ且つ第１の還元段階において残留スラグは５ ｗｔ％未満で１ｗｔ％超の酸化鉄成分を含む金属鉄へ還元され、 第１の還元段階と比較すると高い還元ポテンシャルを有する第２の還元段階に おいて、残留スラグ溶融物は金属のＣｒまたはＶまたはそれらの鉄合金へさらに 還元され、及び水硬性の活性スラグが分離される ことを特徴とする水硬性結合剤、粗鋼及び／または例えばＦｅＣｒ或いはＦｅＶ のような合金の製造方法。 ２．前記第１の還元段階のスラグの酸化鉄成分を、２ｗｔ％より多くして維持 することを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．還元反応装置内の前記スラグ混合物が、１４００℃から１６００℃の温度 特に１４５０℃で、少なくとも３０分、好ましくは１時間還元されることを特徴 とする請求項１に記載の方法。 ４．例えば砂、ボーキサイトまたは泥灰岩のような、ＳｉＯ₂及び／またはＡ ｌ₂Ｏ₃を含有する添加物が、酸性添加物（４）として使用されることを特徴とす る請求項１、２または３項に記載の方法。 ５．前記第一の還元（８）が、例えばコークス、石炭または合成ガスのような 炭素キャリヤーで実現されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記 載の方法。 ６．前記第一の還元（８）が、鉄浴上方で実行されることを特徴とする請求項 １〜５のいずれか１項に記載の方法。 ７．前記第一の還元段階において、酸素が前記鉄浴を通して及び／またはスラ グ浴の上に吹きつけることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方 法。 ８．前記第二の還元（１４）が、還元剤としてＣａ、Ａｌ、Ｓｉ及び／または Ｆｅを添加しながら実現されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に 記載の方法。 ９．前記第二の還元（１４）のための還元剤が、鉄浴内に導入されることを特 徴とする請求項８に記載の方法。 １０．前記第二の還元（１４）が、少なくとも部分的に不活性にされた、好ま しくはＮ₂の無い雰囲気の下で達成されることを特徴とする請求項１〜９のいず れか１項に記載の方法。 １１．Ｃｒ及びＶの無いスラグが水で顆粒にされて水硬性の活性結合剤または 結合剤添加物になることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方 法。 １２．前記酸性添加物（４）が予備加熱された状態で前記液体スラグ（２）に 投入されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。 １３．前記各還元段階が電気的に加熱することによって行われることを特徴と する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。 １４．珪砂または石灰が還元反応装置内に存在する浮遊スラグ浴に添加される こと及び金属浴が鋼に精錬されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１ 項に記載の方法。 １５．前記スラグ混合物の５０〜７０ｗｔ．％の量の液体鋼スラグが使用され ることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。 １６．前記還元反応装置を、前記スラグ量が金属浴を基準に１０ｗｔ．％〜２ ０ｗｔ．％に達するまで作動させ、それによって銑鉄を鋼及びＣｒ、Ｖに精錬さ れ且つ他の合金化元素がスラグにすることを特徴とする請求項１〜１５のいずれ か１項に記載の方法。 １７．形成されたクロムスラグはフェロクロムの製造に使用されることを特徴 とする請求項１６に記載の方法。 １８．精錬する浴がスクラップまたは鉄炭化物を添加することによって冷却さ れることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。 １９．前記スラグ混合物のための投入物質が互いに液体状態で混合され且つ傾 斜可能転炉内で混合されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記 載の方法。