JPS61272312A - 高マンガン鉄合金の脱りん方法 - Google Patents

高マンガン鉄合金の脱りん方法

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JPS61272312A
JPS61272312A JP60114177A JP11417785A JPS61272312A JP S61272312 A JPS61272312 A JP S61272312A JP 60114177 A JP60114177 A JP 60114177A JP 11417785 A JP11417785 A JP 11417785A JP S61272312 A JPS61272312 A JP S61272312A
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梶岡 博幸
Hideki Ishikawa
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Hiroyuki Katayama
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Masatoshi Kuwabara
桑原 正年
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健治 柴田
Yoshinori Koga
古賀 懿徳
Yoshiaki Tamura
田村 芳昭
Masaki Fujita
正樹 藤田
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高マンガン鉄合金の脱りん方法に関するもので
ある。
(従来の技術) 高マンガン鉄合金は鉄鋼精錬において、鉄鋼の品質を向
上させる目的で溶鋼の脱酸剤として、またマンガン分の
添加剤として使用されるものであるが、その際高マンガ
ン鉄合金中に不純分として含まれているりんは、最終製
品である鉄鋼の品質に悪影響を及ぼすから、最近特に出
来るだけシん含有量の低い高マンガン鉄合金が要望され
てきている。
一方、高マンガン鉄合金は通常マンガン鉱石を電気炉で
炭素還元して製造されるが原料(マンガン鉄鉱石、炭材
など)中のりん酸化物の90チ以上が同時に還元され、
マンガン鉄合金中のりん含有率は、例えば(Mn ) 
ニア 4 % のフェロマンガンでH(P)=0.10
−0.20 %と高い。また最近提案された上底吹き転
炉を用いた溶融還元製錬方法(特許   ・昭59−1
08143号)が安価な高マンガン鉄合金製造方法とし
て注目されているが、この場合には、製錬に必要なエネ
ルギーの全てを炭材の燃焼熱に依存するため電気炉製錬
の場・合よシも、炭材使用量の多い分だけ成品中のシん
は高くなる。
これに1対し、従来勺んの低い高マンガン鉄合金を製造
する方法として、シリコン含有率の高い高マンガン鉄合
金(シリコマンガン、8135%)ft電気炉で製造し
除滓後攪拌機能(スターラー、シェーカー)を有する反
応容器に入れ、上部より脱シん剤(CaO* CaC2
,Ca5t 、 CaF2等・)全装入攪拌して脱シん
処理を行い、更に電気炉などでマンガン鉱石を用いて脱
硫処理を行って低シん高マンガン鉄合金とする方法が行
われてきたが、製造工程が複雑で高価なものとなってい
る。
高マンガン鉄合金のシん除去方法について過去にいくつ
かの還元膜シん方法が提案されてきたが、いずれも工業
的規模で実施された例は数少ない。
その中で最も工業的に有力とみられる方法は、CaC2
−CaF2フラックスを用いて非酸化性雰囲気中で攪拌
する方法であるが、この方法も通常安価に得られる高マ
ンガン鉄合金は炭素含有率が高く、事前に脱炭処理を必
要とすること、脱りん効率が雰凹気の影響を受けやすい
こと、下記(1) 、 (2)式の脱シん反応によって
生成したCa、P2は(3)式の如くに容易に大気中の
H2Oと反しして有毒なフォスフイン(PH,) 1に
発生するなどの問題金有している。
30aC2+14Mn−+3CCa〕+2Mn、C,・
・−(1)3 (Ca ) + 2 P−+Ca5P 
2        ・” (2)Ca、P2 + 3H
20−+ 30aO+ 2PH3−(3)一方、第3版
鉄鋼便覧、第■巻、「製銑、製鋼」丸善発行のP473
 にあるように、 CaOjNa20などの塩基性酸化
物及びそのノ・ロダン化物と鉄の酸化物などの酸化剤と
から成る7ラツクスを用いる、酸化腕りん方法は炭素含
有率が高い方が脱りんには有利であること、大気雰囲気
中で処理できること、スラグ中のP2O5は安定化する
ので、スラグの後処理に問題を残さないこと、低温程脱
シんには有利であるので耐火物に負担が少ないことなど
程々の利点があるが、あいに(、Mn含有率の高い鉄合
金を脱りんする場合にはP酸化よりも凪の酸化が優先し
、高マンガン鉄合金の脱りんを工業的に行うことはほと
んど不可能とされていた。
・・・(4) 2〔P〕+TO2→(P2O5) (発明が解決しようとする問題点) 本発明は上述の利点をもつ安価で操業の各易な、しかし
ながら従来不可能とされてきた高マンガン鉄合金の酸化
腕りん方法全提供するものである。
(問題点全解決するための手段) 本発明者らは、該目的を達成するために種々の成分のフ
ラックスを用いて、鋭意研究した結果、バリウム系フラ
ックスを使用した場合、ある最適条件で、きわめて効果
的な脱シんが行われることを見出した。本発明はこの知
見に基づくもので、その要旨とする処は、溶融高マンガ
ン鉄合金に、バリウムの炭酸塩、酸化物、塩化物の1種
以上を主成分とする7ラツクスを添加し、攪拌して脱り
んすることを特徴とする高マンガン鉄合金の脱りん方法
にある。
(発明の構成及び作用) 本発明の方法が特に炭素含有率の高い高マンガン鉄合金
に対して有効である理由は次の2点と考えられる。
第1点は金属中のりんの活量は炭素の存在によって非常
に高められることであり、第2点は強塩基性のBa0(
BaC03は分解してBaOとCO□に変わる)がスラ
グ中のMnOの活量係数を高くする一方、P2O5の活
量係数を低下させること、すなわちMnの酸化を抑制し
つつ、分配比(P2O5)/1=p)  f大にするこ
とである。
本発明者がBaCO3= BaC22の混合フラックス
を用いて高マンガン鉄合金の脱シん実験を行った結果の
一例を第1図に示すが、短時間で十分な脱シんが終結し
ていることがわかる。
以下、本発明の詳細について述べる。
高マンガン鉄合金の炭素含有率及びフラックス成分と脱
シん率との関係について実験した結果を第2図に示す。
ここで、脱りん率とは次の式で定義される値である。
高マンガン鉄合金の炭素含有率の飽和値CSC〕Sat
はIJMn)と温度T (℃)との関数として(5)式
で表わされる。
〔−〇″]5at=0.04514Mn〕+0.002
T+ 1.2 −(5)第2図よシ効率的な脱シん反応
を生じさせるための炭素含有率の最適範囲は〔チC:1
Sat〜(〔%C)Sat−0,5%)でこれよシも低
くなると脱シん率は著しく低下する。また他成分である
S1含有率と脱りん率との関係を第3図に示すが、[%
 Si )が高いと、Siの酸化が優先する上に生成す
る酸化性酸化物SiO2は、スラグの塩基度を低下させ
、その結果脱シん率が低下する。従って脱りん処理を行
う前に脱硫処理を行ってC181〕を例えば0.31以
下に低下させておく必要がある。
次に使用するフラックスはB&COs # BaO−B
aCl2の1種以上を主成分とする。BaCO5(溶融
時点では分解してBaOとして存在する) 、 BaO
は前述し次ように、スラグ中のP2O5の活量を低下さ
せ、いわゆるスラグの脱りん能を高める成分として働く
一方、スラグ中のMnOの活量係数を増大させることに
よって胤の酸化を抑制する作用を併せもつ。
しかしながら、BaOの融点は1923℃と高く、単独
では効率的な脱夛んは得られにくい。低融点(772℃
)のBaCA2の添加はスラグの融点および粘性な低下
させて脱シん反応の進行に有利な条件を作る。
第2図の実験結果からBaCl2の比率はが0.2未満
ではスラグの流動性が悪くなり脱りん効率が低下し、ま
た2、0t−超えるとスラグの脱りん能が低下する。
またBaCO5使用の場合は熱分解によりて生じたCO
□が高マンガン鉄合金中のPの酸化に用いられるが、B
aOk使用する場合は、それ自体が酸化力を持っていな
いので、それに代わるPの酸化剤として0□、 CO2
などの酸化性ガスの吹込み、あるいは、鉄およびマンガ
ンの酸化物や、Lt2Co、、CaC0゜などアルカリ
金属、アルカリ土類金属の炭酸塩の添加を併用すること
が必要である。
フラックスの添加量の最適範囲は1〜129g、好まし
くは2〜9%である。フラックス添加量が1%未満では
脱りん率は低く、t7’jl 2Lを超えると酸化剤は
PO敏化よシもむしろMnの酸化に作用し脱シん効率は
悪くなる。
使用するフラックスの性状は固体粒状あるいは粉末状の
もので、その添加方法は上置きおよび/あるいは溶湯中
へのインジェクションでのいずれでもよいが、粉末状フ
ラックスのインジェクン。
ンが攪拌時間の短縮及び脱シん効率の向上に効果的であ
る。
攪拌はメタル−スラグ間反応を速めるのが目的でその方
法についてはガス攪拌、スターラー、シェーカーなどを
用いる方法のいずれでもよいが、ガス攪拌が単位エネル
ギー当りの攪拌強度が最も大きく、攪拌時間の短縮に効
果的である。ガス攪拌の場合には用いるガスの種類は酸
化性ガス、不活性ガスのいずれでもよいが特に好ましく
はAr 、N2 。
CO□などである。
反応容器は攪拌手段に応じて転炉型あるいは取鍋型のい
ずれかの方式が用いられる。また、その耐火物の材質は
スラグが高塩基性であるゆえに、アグネシアレンガ、マ
グクロレンガ、マダネシアカーー/レンガとすることが
望ましい。
またこの工程の操業温度については(4)式の平衡によ
りて定まる分配比(P2O5)/(p)は低温程有利で
あるがスラグ及びメタルの液相線温度の制約から125
0〜1400℃が最適温度範囲である。
実施例1゜ 電気炉で製造した溶融高炭素フェロマン、fンLot@
取鍋に装入し、BaC0,60%−BaCL240チか
ら成るフラックスを500kg投入し、スターラーで1
5分間攪拌した後スラグを分離し、メタルを鋳造した。
攪拌中の溶湯の温度は1350〜1280℃であった。
処理前後のメタルの成分を狭1に示す。
辰 1 wtチ 実施例2゜ 高周波誘導溶解炉で溶解した高マンガン鉄合金溶湯50
0kyを底吹のポーラスプラグからAr20ON〜分を
吹き込んでいる反応容器に装入し、BaCO570To
−BaCZz 30 ’4 カら成ルア ラyり、1−
30に9と酸化剤MnO28klとの混合物を添加し、
ガス攪拌を7分間続けた。この間の溶湯温度は1400
〜1330℃であっta処理後スラグを除去してメタル
を鋳込んだ。
処理前後のメタル成分を表2に示す。
実施例3゜ 5を上底吹転炉を用いてマンガン鉱石を溶融還元製錬し
た後、スラグを全量除去し、BaCO320%−Ba0
30 % −BaCO250’16から成るフラックス
60ゆと酸化剤F・20.10 kgの混合物を浸漬ノ
ズルを用いてN2ガスをキャリアーとして15分間で吹
き込んだ。底吹きの2重管の内管からはAr ft 1
5ONe4外管からはCO2を70 N17%吹き込み
、攪拌を続けた。この間の溶湯の温度は1370〜13
20℃であった。処理後、スラグを分離除去しメタルは
全量鋳型に鋳込んで冷却後秤量したところ、成品重かd
1350ゆであった。
処理前後のメタル成分は表3に示す。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の脱りん方法によれば、従
来の多段方式を用いなくても、安価な炭素含有率の高い
高マンゴ/鉄合金中のりんを効率よく、しかもスラグの
後処理に問題を残さずに容易に低下せしめることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は高マンガン鉄合金の脱シん挙動の1例を示す図
、第2図は高マンガン鉄合金の炭素含有率及びフラック
ス成分と脱シん率との関係を示す図7.第3図は高マン
ガン鉄合金のsi含有率と脱シん率との関係を示す図で
ある。 特許出願人  新日本製鐵株式貴社はか1名第1図 暗   簀   (介) 第2図 第3図 S:舎7@*(010) 手続補正書(自発) 昭和61年4月17日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶融高マンガン鉄合金に、バリウムの炭酸塩、酸化物、
    塩化物の1種以上を主成分とするフラックスを添加し、
    攪拌して脱りんすることを特徴とする高マンガン鉄合金
    の脱りん方法。
JP60114177A 1985-05-29 1985-05-29 高マンガン鉄合金の脱りん方法 Granted JPS61272312A (ja)

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JPH0580541B2 JPH0580541B2 (ja) 1993-11-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015537180A (ja) * 2012-10-10 2015-12-24 ポスコ インペラー及びこれを用いた鎔湯の処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015537180A (ja) * 2012-10-10 2015-12-24 ポスコ インペラー及びこれを用いた鎔湯の処理方法
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