JPS61223117A - 溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法 - Google Patents
溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法Info
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- JPS61223117A JPS61223117A JP6337285A JP6337285A JPS61223117A JP S61223117 A JPS61223117 A JP S61223117A JP 6337285 A JP6337285 A JP 6337285A JP 6337285 A JP6337285 A JP 6337285A JP S61223117 A JPS61223117 A JP S61223117A
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、精錬容器内浴面上にある溶融スラグ中の金属
酸化物を、非酸化性ガスで器内溶！を攪拌にすることに
より、溶融金属（以下は「溶鋼」の例でのべる）中へ還
元回収する技術に関するものである。特に、以下の記述
ではステンレス鋼の酸化脱炭精錬後に行う、シリコンに
よる溶融スラグ中クロム酸化物の還元回収について主と
して言及するが、他の精錬技術にも適用が可能である。
酸化物を、非酸化性ガスで器内溶！を攪拌にすることに
より、溶融金属（以下は「溶鋼」の例でのべる）中へ還
元回収する技術に関するものである。特に、以下の記述
ではステンレス鋼の酸化脱炭精錬後に行う、シリコンに
よる溶融スラグ中クロム酸化物の還元回収について主と
して言及するが、他の精錬技術にも適用が可能である。
（従来の技術）
ステンレス粗溶鋼に含まれる炭素濃度（以下は〔％Ｃ〕
で示す）は、原料によっても異なるが通常１〜３ｗｔ％
、であり、さらに転炉やＡＯＤ炉、ＶＯＤ炉等を用いて
脱炭吹錬を行い、要求される〔％Ｃ〕まで低下される。
で示す）は、原料によっても異なるが通常１〜３ｗｔ％
、であり、さらに転炉やＡＯＤ炉、ＶＯＤ炉等を用いて
脱炭吹錬を行い、要求される〔％Ｃ〕まで低下される。
従来、こうした技術については、例えば文献：日本鉄鋼
協会ｋＭ［鉄鋼便覧、第■巻。
協会ｋＭ［鉄鋼便覧、第■巻。
製銑・製鋼Ｊ、 （ｐ６９３〜７２８）に詳述されてい
るような方法がある。
るような方法がある。
さて、上記脱炭吹錬終了時のスラグ中には、ＣａＯやＭ
ｇＯ，ＳｉＯ□などの副原料に起因する成分の他に、メ
タル中のクロム、鉄が酸化されたＣｒｚＯｓ＋ＦｅＯが
存在する。特にＣｒｇＯ，は高価なりロムの酸化物であ
り、通常はメタル中ヘフェロシリコンを添加し、下記反
応を利用することにより、還元回収するようにしている
。
ｇＯ，ＳｉＯ□などの副原料に起因する成分の他に、メ
タル中のクロム、鉄が酸化されたＣｒｚＯｓ＋ＦｅＯが
存在する。特にＣｒｇＯ，は高価なりロムの酸化物であ
り、通常はメタル中ヘフェロシリコンを添加し、下記反
応を利用することにより、還元回収するようにしている
。
［２Ｃ１Ｏｓ ＋３ Ｓｔ→４Ｃｒ＋３ＳｉＯ，］（発
明が解決しようとする問題点） 従来、上記反応を促進して還元効率を上げるために、転
炉（上底吹き転炉）やＡＯＤ炉では、炉底に設けた羽口
から溶鋼中に、不活性ガスを吹込み、該溶鋼の強攪拌を
行っている。ところで、その攪拌のために使用するガス
としては、ＡｒまたはＮ３を用いているが、Ａｒは高価
であり経済的でないし、一方Ｎ、はステンレス溶鋼中へ
（Ｎ）として溶解して製品の材質を劣化させることがあ
るので好ましくない。また上記文献には水蒸気を用いる
例も示されているが、水蒸気の場合分解熱が大きいこと
１ から溶鋼温度を低下させるので操業上好ま
しくない点が指摘されていた。
明が解決しようとする問題点） 従来、上記反応を促進して還元効率を上げるために、転
炉（上底吹き転炉）やＡＯＤ炉では、炉底に設けた羽口
から溶鋼中に、不活性ガスを吹込み、該溶鋼の強攪拌を
行っている。ところで、その攪拌のために使用するガス
としては、ＡｒまたはＮ３を用いているが、Ａｒは高価
であり経済的でないし、一方Ｎ、はステンレス溶鋼中へ
（Ｎ）として溶解して製品の材質を劣化させることがあ
るので好ましくない。また上記文献には水蒸気を用いる
例も示されているが、水蒸気の場合分解熱が大きいこと
１ から溶鋼温度を低下させるので操業上好ま
しくない点が指摘されていた。
以上のように、従来のＣｒｇＯ，の溶鋼中への還元回収
技術はいずれも解決すべき問題点が多（満足すべきもの
ではなかった０本発明はかかる問題点を克服できる方法
の提案を目指すものである。
技術はいずれも解決すべき問題点が多（満足すべきもの
ではなかった０本発明はかかる問題点を克服できる方法
の提案を目指すものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者らは、上述した問題点解決のために、溶鋼攪拌
用ガスにつき好適なも６を選ぶことを検討した。その結
果、好適手段として水素ガスおよび／または炭化水素を
主成分とする非酸化性ガスを攪拌用ガスとして用いれば
よいことを知見した。
用ガスにつき好適なも６を選ぶことを検討した。その結
果、好適手段として水素ガスおよび／または炭化水素を
主成分とする非酸化性ガスを攪拌用ガスとして用いれば
よいことを知見した。
要するに本発明は、酸化溶融精錬後の溶融金属中に、精
錬容器の浴面下に当たる位置に設けたガス吹込み用羽口
を通じて、還元剤添加と同時にもしくは添加後に、水素
および／または炭化水素を主成分とする非酸化性ガスを
吹込むことにより、該溶融金属を攪拌し、浴面上の溶融
スラグ内金属酸化物から金属を回収することを特徴とす
る溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法を上記課題解
決手段として採用する。
錬容器の浴面下に当たる位置に設けたガス吹込み用羽口
を通じて、還元剤添加と同時にもしくは添加後に、水素
および／または炭化水素を主成分とする非酸化性ガスを
吹込むことにより、該溶融金属を攪拌し、浴面上の溶融
スラグ内金属酸化物から金属を回収することを特徴とす
る溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法を上記課題解
決手段として採用する。
（作 用）
本発明は、精錬容器内溶融スラグから金属酸化物を還元
回収する方法であるが、例えばステンレス鋼脱炭吹錬後
のスラグ組成の一例を第１表に示すが、回収しようとす
るＣｒｇＯ３は全スラグ量の２０〜４０ｗｔ％も占めて
いるのである。
回収する方法であるが、例えばステンレス鋼脱炭吹錬後
のスラグ組成の一例を第１表に示すが、回収しようとす
るＣｒｇＯ３は全スラグ量の２０〜４０ｗｔ％も占めて
いるのである。
第１表
そこで、まず本発明法の実施に当たっ°ては、かかるＣ
ｒ４０＝量を溶鋼中〔％Ｃｒ）と原料クロム量とから推
算し、必要還元シリコン量を求め、好適量のフェロシリ
コンを精錬容器内に投入する。そして、その投入と同時
にもしくはその後に、短時間で上記還元反応が終了する
ようにするために、非酸化性ガスを用いて攪拌する０例
えば、ＡＯＤ炉では８〜１２ｋｇ／１−ｓｔｅｅｌのシ
リコン原単位で４〜８分間攪拌する。還元後のスラグ組
成を第２表に示す。
ｒ４０＝量を溶鋼中〔％Ｃｒ）と原料クロム量とから推
算し、必要還元シリコン量を求め、好適量のフェロシリ
コンを精錬容器内に投入する。そして、その投入と同時
にもしくはその後に、短時間で上記還元反応が終了する
ようにするために、非酸化性ガスを用いて攪拌する０例
えば、ＡＯＤ炉では８〜１２ｋｇ／１−ｓｔｅｅｌのシ
リコン原単位で４〜８分間攪拌する。還元後のスラグ組
成を第２表に示す。
第２表
攪拌用のガスは、還元剤としてのフェロシリコンを酸化
させないように、非酸化性のガスであることが必須条件
である。
させないように、非酸化性のガスであることが必須条件
である。
この点従来はＮ３やＡｒを使用していたが、本発明法で
は、純水素および／または、炭化水素を主成分とする非
酸化性のガス（両ガスの混合ガスも含む）を使用する。
は、純水素および／または、炭化水素を主成分とする非
酸化性のガス（両ガスの混合ガスも含む）を使用する。
すなわち、純粋なＨ８、炭化水素ガスを使うことが望ま
しいが、これらは高価であり、経済的でない、この点、
−貫製鉄所内には高炉原料用コークスを製造するコニク
ス炉があり、コークス製造時の副生ガスとして第３表に
一例を示すコークスガスが発生する。
しいが、これらは高価であり、経済的でない、この点、
−貫製鉄所内には高炉原料用コークスを製造するコニク
ス炉があり、コークス製造時の副生ガスとして第３表に
一例を示すコークスガスが発生する。
第３表
かかるコークス炉ガスは、通常製鉄所内のエネルギー源
として加熱炉や発電所で熱源として使用されている。コ
ークス炉ガス中には、ＣＯやｎｔのように望ましくない
ガス成分も含まれているが微量であり、ステンレス鋼還
元精錬用ガスとして使用することの障害にはならない。
として加熱炉や発電所で熱源として使用されている。コ
ークス炉ガス中には、ＣＯやｎｔのように望ましくない
ガス成分も含まれているが微量であり、ステンレス鋼還
元精錬用ガスとして使用することの障害にはならない。
ただし、コークス炉ガス中には炭化水素に起因する炭素
分がＩＮｍ’当り約２００ｇ存在するので、還元精錬時
に鋼中の〔％Ｃ〕の増加が懸念された。この点、本発明
者らの研究ではコークス炉ガスの使用量にもよるが、こ
の増加分は０．０１〜０．０３ｗｔ％にしかすぎず、た
とえ加炭が問題となる場合であっても炭化水素の除去を
すれば足りることが判った。
分がＩＮｍ’当り約２００ｇ存在するので、還元精錬時
に鋼中の〔％Ｃ〕の増加が懸念された。この点、本発明
者らの研究ではコークス炉ガスの使用量にもよるが、こ
の増加分は０．０１〜０．０３ｗｔ％にしかすぎず、た
とえ加炭が問題となる場合であっても炭化水素の除去を
すれば足りることが判った。
コークス炉ガスの炭化水素を除去しＨヨ濃度を高、
める安価な方法としては、ＰＳＡ法（プレッ
シャースイング アドソープシッン）が利用できる。
める安価な方法としては、ＰＳＡ法（プレッ
シャースイング アドソープシッン）が利用できる。
この炭化水素除去のための精製コストと還元精錬時の加
炭によるデメリットとのバランスにより、どの程度まで
炭化水素を低下すれば経済的か決定される。一般的な製
鉄所の場合には、０．０１〜０．０３ｗｔ％の加炭は大
きなデメリットではなく、コークス炉ガスの精製の必要
はない、また、加炭を問題にする場合でも、炭化水素は
現状の１７４〜１１５まで除去すれば充分であり、精製
コストも小さく抑えることができる。
炭によるデメリットとのバランスにより、どの程度まで
炭化水素を低下すれば経済的か決定される。一般的な製
鉄所の場合には、０．０１〜０．０３ｗｔ％の加炭は大
きなデメリットではなく、コークス炉ガスの精製の必要
はない、また、加炭を問題にする場合でも、炭化水素は
現状の１７４〜１１５まで除去すれば充分であり、精製
コストも小さく抑えることができる。
炭化水素の除去率、すなわちＨｌの純度と還元処理中の
加炭量およびコークス炉の精製コストの関係を第３図に
示す。図中の精製コストは製鉄所の立地条件によって異
なるので一般的ではないが、コークス炉ガス中のＨ２濃
度は大略９５％以下にすれば精製コストも小さくまた加
炭量も小さく抑えることができることがわかる。
加炭量およびコークス炉の精製コストの関係を第３図に
示す。図中の精製コストは製鉄所の立地条件によって異
なるので一般的ではないが、コークス炉ガス中のＨ２濃
度は大略９５％以下にすれば精製コストも小さくまた加
炭量も小さく抑えることができることがわかる。
（実施例）
主光里叉隻■工
第１図は、コークス炉ガスを用いてステンレス鋼の還元
精錬を行った５トン上底吹き転炉の配管系統図であり、
図示の符号１は転炉本体、２は溶鋼、３は溶融スラグ、
４は上吹きランス、５は底吹き羽口、６はトラニオン、
７はレシーバ−タンクを示す。そして、８はコークス炉
ガスの昇圧用コンプレッサーであり、ここでコークス炉
ガスを大気圧に近い必要圧力にまで昇圧する。
精錬を行った５トン上底吹き転炉の配管系統図であり、
図示の符号１は転炉本体、２は溶鋼、３は溶融スラグ、
４は上吹きランス、５は底吹き羽口、６はトラニオン、
７はレシーバ−タンクを示す。そして、８はコークス炉
ガスの昇圧用コンプレッサーであり、ここでコークス炉
ガスを大気圧に近い必要圧力にまで昇圧する。
操業の条件は以下の通りである。ステンレス粗溶鋼を大
略Ｃ１０，０５％、Ｓｉ／ｌｒ、Ｍｎ１０．０８％、Ｐ
ｌｏ、０２７％。
略Ｃ１０，０５％、Ｓｉ／ｌｒ、Ｍｎ１０．０８％、Ｐ
ｌｏ、０２７％。
Ｓ１０．０３０％、Ｃｒ／１４．７％の成分組成になる
まで、０言（一部Ｎ８を混合）を上吹きランスおよび底
吹き羽口らか吹込み脱炭をした。この時の鋼浴温度は１
６８０℃であった。その後フェロシリコン６０ｋｇと生
石灰１２０ｋｇを投入し、４分間のガス吹込み攪拌の後
出鋼した。これら一連の操業中のスラグ、溶鋼の成分を
第４表にまとめて示す。
まで、０言（一部Ｎ８を混合）を上吹きランスおよび底
吹き羽口らか吹込み脱炭をした。この時の鋼浴温度は１
６８０℃であった。その後フェロシリコン６０ｋｇと生
石灰１２０ｋｇを投入し、４分間のガス吹込み攪拌の後
出鋼した。これら一連の操業中のスラグ、溶鋼の成分を
第４表にまとめて示す。
第２図には、攪拌ガスとしてＡｒを用いた時とコークス
炉ガスを用いた時とのクロム還元歩留まりを示す。両者
に差は認められない。
炉ガスを用いた時とのクロム還元歩留まりを示す。両者
に差は認められない。
第４表
また第４表からもわかるように、ガス吹込み攪拌（還元
吹錬）後はスラグ中ＣｒｚＯｓ ？ｊ１度が十分に低下
しており、かつ脱硫反応も十分に進行していることから
、ガス吹込み攪拌に当たってコークス炉ガスを攪拌用ガ
スとして用いても良好な還元処理ができることが明らか
である。
吹錬）後はスラグ中ＣｒｚＯｓ ？ｊ１度が十分に低下
しており、かつ脱硫反応も十分に進行していることから
、ガス吹込み攪拌に当たってコークス炉ガスを攪拌用ガ
スとして用いても良好な還元処理ができることが明らか
である。
また、攪拌用ガスとして安価なＮｔガスを用いた場合と
コークス炉ガスを用いた場合との還元処理後の鋼中Ｎ濃
度を比較して、第５表に示す。
コークス炉ガスを用いた場合との還元処理後の鋼中Ｎ濃
度を比較して、第５表に示す。
第５表
鋼中Ｎ濃度は明らかに本発明の方が低く、低Ｎを要求さ
れる鋼種に対し有効であることがわかる。
れる鋼種に対し有効であることがわかる。
主兄里大遡１
上述の５トン、上底吹き転炉を用い、ＰＳＡ法によって
炭化水素ガスを除去した精製したコークス炉ガスを前述
の操業条件とほぼ同様の条件下でステンレス鋼の還元処
理に用いた。この時の精錬前後のガス組成は第６表に示
す通りである。また操業中の溶融スラブ、溶鋼の成分を
第７表に示す。
炭化水素ガスを除去した精製したコークス炉ガスを前述
の操業条件とほぼ同様の条件下でステンレス鋼の還元処
理に用いた。この時の精錬前後のガス組成は第６表に示
す通りである。また操業中の溶融スラブ、溶鋼の成分を
第７表に示す。
第６表
第７表
炭化水素を低濃度まで除去しであるので、還元処理時の
加炭は分析精度以下であり、実質的に加炭は無かった。
加炭は分析精度以下であり、実質的に加炭は無かった。
上述の説明では、専らステンレス鋼の脱炭精錬時の攪拌
ガスとしての実施について述べたが、本発明は本質的に
は溶融スラグ中の有価金属を還元回収する際の攪拌ガス
としてのコークス炉ガスおよびその精製ガスの使用に関
するものである。したがって、ステンレス鋼精錬に限定
されず、例えば普通鋼吹錬時のスラグ中のマンガン酸化
物を還元する場合、鉄鉄石・クロム鉱石・マンガン鉱石
などの溶融還元炉の攪拌用ガスに使用する場合、さらに
は転炉スラグの還元変成処理炉の攪拌用ガスに使用する
場合などについても全（同様に使用できる。
ガスとしての実施について述べたが、本発明は本質的に
は溶融スラグ中の有価金属を還元回収する際の攪拌ガス
としてのコークス炉ガスおよびその精製ガスの使用に関
するものである。したがって、ステンレス鋼精錬に限定
されず、例えば普通鋼吹錬時のスラグ中のマンガン酸化
物を還元する場合、鉄鉄石・クロム鉱石・マンガン鉱石
などの溶融還元炉の攪拌用ガスに使用する場合、さらに
は転炉スラグの還元変成処理炉の攪拌用ガスに使用する
場合などについても全（同様に使用できる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、溶融スラグから
金属酸化物を安価に還元回収でき、しかも還元した溶融
金属は窒素ピックアップがな（、一方で炉頂から回収さ
れるガスには窒素やアルゴンが少な（、Ｈ８濃度の高い
ガスなので資源の有効利用が図れる。また、溶融金属へ
の加炭を無視し得る場合では、コークス炉ガス中のｃｌ
、が分解する時の反応が吸熱反応なので羽口の寿命延長
にもなり、種々の優れた効果がある。
金属酸化物を安価に還元回収でき、しかも還元した溶融
金属は窒素ピックアップがな（、一方で炉頂から回収さ
れるガスには窒素やアルゴンが少な（、Ｈ８濃度の高い
ガスなので資源の有効利用が図れる。また、溶融金属へ
の加炭を無視し得る場合では、コークス炉ガス中のｃｌ
、が分解する時の反応が吸熱反応なので羽口の寿命延長
にもなり、種々の優れた効果がある。
第１図は、本発明法を実施するときの５トン上底吹き転
炉のガス供給設備の概念図、 第２図は、ステンレス鋼の還元精錬時のクロム回収歩留
まりに及ぼす影響を示すコークス炉ガス（本発明）とア
ルゴンガス（従来例）使用時の比較グラフ、 第３図は、コークス炉ガスを精製しＨｚ濃度を上昇させ
た時の精製コストと溶鉄中の加炭量の関係を示すグラフ
である。 １−・−上底吹き転炉本体 ２−溶鉄 ３−溶融スラグ４２２．上吹き
ランス ５−・底吹き羽口６−トラニオン
７・・−レシーバ−タンク８・−コンプレッサー 第１図
炉のガス供給設備の概念図、 第２図は、ステンレス鋼の還元精錬時のクロム回収歩留
まりに及ぼす影響を示すコークス炉ガス（本発明）とア
ルゴンガス（従来例）使用時の比較グラフ、 第３図は、コークス炉ガスを精製しＨｚ濃度を上昇させ
た時の精製コストと溶鉄中の加炭量の関係を示すグラフ
である。 １−・−上底吹き転炉本体 ２−溶鉄 ３−溶融スラグ４２２．上吹き
ランス ５−・底吹き羽口６−トラニオン
７・・−レシーバ−タンク８・−コンプレッサー 第１図
Claims (1)
- １、酸化溶融精錬後の溶融金属中に、精錬容器の浴面下
に当たる位置に設けたガス吹込み用羽口を通じて、水素
および／または炭化水素を主成分とする非酸化性ガスを
吹込むことにより、該溶融金属を攪拌し、浴面上の溶融
スラグ内金属酸化物から金属を回収することを特徴とす
る溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6337285A JPS61223117A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6337285A JPS61223117A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61223117A true JPS61223117A (ja) | 1986-10-03 |
Family
ID=13227390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6337285A Pending JPS61223117A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 溶融スラグ内金属酸化物の還元回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61223117A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009120884A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ステンレス鋼の精錬方法 |
| JPWO2022249798A1 (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6337285A patent/JPS61223117A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009120884A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | ステンレス鋼の精錬方法 |
| JPWO2022249798A1 (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | ||
| WO2022249798A1 (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶鉄の精錬方法 |
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