JP2001234226A - ステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法 - Google Patents
ステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法Info
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステンレス溶鋼の脱炭精錬の際に生成するス
ラグ中の酸化クロムを効率良く還元して溶鉄にクロムを
回収し、スラグ中に含まれるクロム量を低減すると共に
スラグの膨張性を改善して資源化を図ることができるス
テンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法を提供する。 【解決手段】 ステンレス溶鋼の脱炭精錬によって生成
されたスラグ１２、１２ａを受滓した容器１３に溶鉄１
１を投入した後、スラグ１２、１２ａにアルミ含有物質
を添加し、スラグ１２、１２ａを攪拌しながら加熱し
て、スラグ１２、１２ａ中の酸化クロムを還元して溶鉄
１１中にクロムを回収する。
ラグ中の酸化クロムを効率良く還元して溶鉄にクロムを
回収し、スラグ中に含まれるクロム量を低減すると共に
スラグの膨張性を改善して資源化を図ることができるス
テンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法を提供する。 【解決手段】 ステンレス溶鋼の脱炭精錬によって生成
されたスラグ１２、１２ａを受滓した容器１３に溶鉄１
１を投入した後、スラグ１２、１２ａにアルミ含有物質
を添加し、スラグ１２、１２ａを攪拌しながら加熱し
て、スラグ１２、１２ａ中の酸化クロムを還元して溶鉄
１１中にクロムを回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス溶鋼の
脱炭精錬の際に生成され酸化クロムを含有するスラグか
らクロムを回収してスラグの資源化を図るステンレス溶
鋼の精錬スラグの処理方法に関する。
脱炭精錬の際に生成され酸化クロムを含有するスラグか
らクロムを回収してスラグの資源化を図るステンレス溶
鋼の精錬スラグの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶鉄にＦｅ−Ｃｒ合金を添加し
て、上底吹き転炉や電気炉等の精錬炉を用いて脱炭精錬
を行ってステンレス溶鋼を溶製する際に、酸化クロム
（Ｃｒ2 Ｏ3）を多量に含むスラグが発生する。このス
ラグ中に含まれるクロムは、高価な金属であるため、Ｆ
ｅ−Ｓｉ等の合金を添加して酸化クロムを還元して、ス
テンレス溶鋼中に回収することが行われている。しか
し、スラグ中の酸化クロムの還元は、Ｆｅ−Ｓｉ等の還
元剤の使用コストとスラグ中に未還元で残留する酸化ク
ロムとのコストバランスで決まるため、クロム濃度とし
て０．６〜３重量％程度がスラグ中に残留し、一部微量
の金属クロムがスラグに存在する状態になる。更に、ス
テンレス溶鋼の脱炭精錬を行った際に生成したスラグ
は、土木用埋め立て材や路盤材として資源化が推進され
ているが、膨張による崩壊性（粉化）が大きいため、そ
の用途に制約を受けたり、使用できない等の問題があ
る。この対策として、特開昭５２−１４７５１２号公報
に記載されているように、上吹き転炉や上底吹き転炉、
電気炉等の精錬炉を用いて大気下で炭素濃度が０．２〜
０．３重量％程度になるまで吹酸による脱炭を行った
後、このステンレス溶鋼を真空取鍋精錬装置に移し、取
鍋底部から不活性ガスを吹き込んでステンレス溶鋼とス
ラグを混合攪拌し、スラグ中に含まれる酸化クロムを炭
素により還元して、クロム歩留りを高めて低炭素のステ
ンレス溶鋼を溶製することが行われている。また、特開
平９−１６５２３８号公報、特開平１１−６１２１９号
公報に記載されているように、ステンレス溶鋼の製造過
程で発生するスラグにほう酸（Ｂ2 Ｏ 5 ）を添加して、
ダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）内に
ほう酸を拡散して固溶させ、α’２ＣａＯ・ＳｉＯ2
（Ｃ2 Ｓ）からγ２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ2 Ｓ）への相
転移を抑制し、膨張に起因する粉化を防止するか、ある
いは特開平８−１８８８１３号公報に記載されているよ
うに、ほう酸とリン酸を混合して添加し、α’Ｃ2 Ｓか
らγＣ2 Ｓへの相転移を抑制することが行われている。
て、上底吹き転炉や電気炉等の精錬炉を用いて脱炭精錬
を行ってステンレス溶鋼を溶製する際に、酸化クロム
（Ｃｒ2 Ｏ3）を多量に含むスラグが発生する。このス
ラグ中に含まれるクロムは、高価な金属であるため、Ｆ
ｅ−Ｓｉ等の合金を添加して酸化クロムを還元して、ス
テンレス溶鋼中に回収することが行われている。しか
し、スラグ中の酸化クロムの還元は、Ｆｅ−Ｓｉ等の還
元剤の使用コストとスラグ中に未還元で残留する酸化ク
ロムとのコストバランスで決まるため、クロム濃度とし
て０．６〜３重量％程度がスラグ中に残留し、一部微量
の金属クロムがスラグに存在する状態になる。更に、ス
テンレス溶鋼の脱炭精錬を行った際に生成したスラグ
は、土木用埋め立て材や路盤材として資源化が推進され
ているが、膨張による崩壊性（粉化）が大きいため、そ
の用途に制約を受けたり、使用できない等の問題があ
る。この対策として、特開昭５２−１４７５１２号公報
に記載されているように、上吹き転炉や上底吹き転炉、
電気炉等の精錬炉を用いて大気下で炭素濃度が０．２〜
０．３重量％程度になるまで吹酸による脱炭を行った
後、このステンレス溶鋼を真空取鍋精錬装置に移し、取
鍋底部から不活性ガスを吹き込んでステンレス溶鋼とス
ラグを混合攪拌し、スラグ中に含まれる酸化クロムを炭
素により還元して、クロム歩留りを高めて低炭素のステ
ンレス溶鋼を溶製することが行われている。また、特開
平９−１６５２３８号公報、特開平１１−６１２１９号
公報に記載されているように、ステンレス溶鋼の製造過
程で発生するスラグにほう酸（Ｂ2 Ｏ 5 ）を添加して、
ダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）内に
ほう酸を拡散して固溶させ、α’２ＣａＯ・ＳｉＯ2
（Ｃ2 Ｓ）からγ２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ2 Ｓ）への相
転移を抑制し、膨張に起因する粉化を防止するか、ある
いは特開平８−１８８８１３号公報に記載されているよ
うに、ほう酸とリン酸を混合して添加し、α’Ｃ2 Ｓか
らγＣ2 Ｓへの相転移を抑制することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５２−１４７５１２号公報に記載された方法では、スラ
グ中の酸化クロムの還元に限界があり、精錬を終了した
後のスラグ中に残存する酸化クロムが多くなり、フェロ
クロム等の合金の使用量が増加して、製造コストが高く
なる。しかも、スラグの崩壊性を改善することができな
いため、土木埋め立て材や路盤材として使用する際に問
題がある。また、特開平９−１６５２３８号公報、特開
平１１−６１２１９号公報及び特開平８−１８８８１３
号公報に記載された方法では、スラグにほう酸、あるい
はほう酸とリン酸を添加するため、スラグの処理コスト
が高くなる。しかも、スラグにほう素（Ｂ）やリン酸を
加えることになり、スラグ量の増加を招き、スラグの処
理費用等を含めた経済性や環境上から好ましくない。更
に、精錬を終了した後のスラグ中に残存する酸化クロム
を還元してステンレス溶鋼中に回収できないため、クロ
ムの損失を招き、フェロクロム等の合金の使用量が増加
して、製造コストが高くなる等の問題がある。
５２−１４７５１２号公報に記載された方法では、スラ
グ中の酸化クロムの還元に限界があり、精錬を終了した
後のスラグ中に残存する酸化クロムが多くなり、フェロ
クロム等の合金の使用量が増加して、製造コストが高く
なる。しかも、スラグの崩壊性を改善することができな
いため、土木埋め立て材や路盤材として使用する際に問
題がある。また、特開平９−１６５２３８号公報、特開
平１１−６１２１９号公報及び特開平８−１８８８１３
号公報に記載された方法では、スラグにほう酸、あるい
はほう酸とリン酸を添加するため、スラグの処理コスト
が高くなる。しかも、スラグにほう素（Ｂ）やリン酸を
加えることになり、スラグ量の増加を招き、スラグの処
理費用等を含めた経済性や環境上から好ましくない。更
に、精錬を終了した後のスラグ中に残存する酸化クロム
を還元してステンレス溶鋼中に回収できないため、クロ
ムの損失を招き、フェロクロム等の合金の使用量が増加
して、製造コストが高くなる等の問題がある。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、ステンレス溶鋼の脱炭精錬の際に生成するスラグ中
の酸化クロムを効率良く還元して溶鉄にクロムを回収
し、スラグ中に含まれるクロム量を低減すると共にスラ
グの膨張性を改善して資源化を図ることができるステン
レス溶鋼の精錬スラグの処理方法を提供することを目的
とする。
で、ステンレス溶鋼の脱炭精錬の際に生成するスラグ中
の酸化クロムを効率良く還元して溶鉄にクロムを回収
し、スラグ中に含まれるクロム量を低減すると共にスラ
グの膨張性を改善して資源化を図ることができるステン
レス溶鋼の精錬スラグの処理方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法は、ステン
レス溶鋼の脱炭精錬によって生成されたスラグを受滓し
た容器に溶鉄を投入した後、前記スラグにアルミ含有物
質を添加し、前記スラグを攪拌しながら加熱して、前記
スラグ中の酸化クロムを還元して前記溶鉄中にクロムを
回収する。この方法により、スラグにアルミ含有物質を
添加して、攪拌しながら加熱して熱を与えるので、アル
ミ含有物質中のアルミニウム（Ａｌ）によるスラグ中の
酸化クロムの還元反応が促進され、溶鉄中へのクロム回
収効率を高めることができる。そして、処理後のスラグ
中のクロム濃度を低下することができ、同時に酸化クロ
ムの還元に作用して生成したＡｌ2 Ｏ3 によりスラグの
膨張性を抑制でき、スラグを土木埋め立て材や路盤材と
して活用することができる。なお、アルミ含有物質と
は、金属Ａｌ、Ａｌ合金、アルミドロス等である。更
に、容器は、取鍋あるいは溶銑鍋、ＬＦ（Ｌａｄｌｅ・
Ｆｕｒｎａｃｅ）精錬鍋等をいう。
係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法は、ステン
レス溶鋼の脱炭精錬によって生成されたスラグを受滓し
た容器に溶鉄を投入した後、前記スラグにアルミ含有物
質を添加し、前記スラグを攪拌しながら加熱して、前記
スラグ中の酸化クロムを還元して前記溶鉄中にクロムを
回収する。この方法により、スラグにアルミ含有物質を
添加して、攪拌しながら加熱して熱を与えるので、アル
ミ含有物質中のアルミニウム（Ａｌ）によるスラグ中の
酸化クロムの還元反応が促進され、溶鉄中へのクロム回
収効率を高めることができる。そして、処理後のスラグ
中のクロム濃度を低下することができ、同時に酸化クロ
ムの還元に作用して生成したＡｌ2 Ｏ3 によりスラグの
膨張性を抑制でき、スラグを土木埋め立て材や路盤材と
して活用することができる。なお、アルミ含有物質と
は、金属Ａｌ、Ａｌ合金、アルミドロス等である。更
に、容器は、取鍋あるいは溶銑鍋、ＬＦ（Ｌａｄｌｅ・
Ｆｕｒｎａｃｅ）精錬鍋等をいう。
【０００６】ここで、前記脱炭精錬によって生成された
スラグを未還元スラグ又は還元スラグとしても良い。こ
れにより、未還元スラグ、あるいは還元スラグのどちら
の場合においても、アルミ含有物質中のアルミニウム
（Ａｌ）により、スラグ中の酸化クロムを十分に還元し
て溶鉄中に回収することができ、処理後のスラグ中のク
ロム濃度を低下させ、スラグの膨張性を抑制することが
できる。
スラグを未還元スラグ又は還元スラグとしても良い。こ
れにより、未還元スラグ、あるいは還元スラグのどちら
の場合においても、アルミ含有物質中のアルミニウム
（Ａｌ）により、スラグ中の酸化クロムを十分に還元し
て溶鉄中に回収することができ、処理後のスラグ中のク
ロム濃度を低下させ、スラグの膨張性を抑制することが
できる。
【０００７】更に、前記スラグの加熱は、電気アークで
行うと良い。電気アークを用いるので、スラグの昇熱を
簡単に行うことができ、しかも、添加したアルミ含有物
質の損失を抑制し、アルミ含有物質中のアルミニウムに
よる酸化クロムの還元反応を促進することができる。
行うと良い。電気アークを用いるので、スラグの昇熱を
簡単に行うことができ、しかも、添加したアルミ含有物
質の損失を抑制し、アルミ含有物質中のアルミニウムに
よる酸化クロムの還元反応を促進することができる。
【０００８】また、前記酸化クロムを還元した後のスラ
グ組成は塩基度に対するＡｌ2 Ｏ3 の濃度比を１０以上
にすることが好ましい。なお、塩基度はスラグ中の含ま
れるＳｉＯ2 濃度に対するＣａＯ濃度の比（ＣａＯ／Ｓ
ｉＯ2 ）である。アルミ含有物質により還元した後のス
ラグの膨張を安定して防止でき、土木埋め立て材や路盤
材等の資源化を図ることができる。
グ組成は塩基度に対するＡｌ2 Ｏ3 の濃度比を１０以上
にすることが好ましい。なお、塩基度はスラグ中の含ま
れるＳｉＯ2 濃度に対するＣａＯ濃度の比（ＣａＯ／Ｓ
ｉＯ2 ）である。アルミ含有物質により還元した後のス
ラグの膨張を安定して防止でき、土木埋め立て材や路盤
材等の資源化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の第１及び第２の実施
の形態に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に
適用されるスラグ処理装置の断面図である。図１に示す
ように、本発明の第１の実施の形態に係るステンレス溶
鋼の精錬スラグの処理方法に適用されるスラグ処理装置
１０は、溶鉄１１及びスラグ１２を投入する容器の一例
である取鍋１３と、取鍋１３の開口した上部を覆う鍋蓋
１５とを有している。取鍋１３の底部には、溶鉄１１と
スラグ１２を攪拌する不活性ガスの一例であるアルゴン
ガスを吹き込むポーラスプラグ１４を備え、鍋蓋１５に
は、図示しない電源に連通して溶鉄１１及びスラグ１２
に熱を供給する電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、取鍋１
３内にアルミ含有物質を添加するシュート１７を取付け
ている。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１は本発明の第１及び第２の実施
の形態に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に
適用されるスラグ処理装置の断面図である。図１に示す
ように、本発明の第１の実施の形態に係るステンレス溶
鋼の精錬スラグの処理方法に適用されるスラグ処理装置
１０は、溶鉄１１及びスラグ１２を投入する容器の一例
である取鍋１３と、取鍋１３の開口した上部を覆う鍋蓋
１５とを有している。取鍋１３の底部には、溶鉄１１と
スラグ１２を攪拌する不活性ガスの一例であるアルゴン
ガスを吹き込むポーラスプラグ１４を備え、鍋蓋１５に
は、図示しない電源に連通して溶鉄１１及びスラグ１２
に熱を供給する電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、取鍋１
３内にアルミ含有物質を添加するシュート１７を取付け
ている。
【００１０】次に、本実施の形態に係るステンレス溶鋼
の精錬スラグの処理方法について説明する。図示しない
上底吹き転炉に炭素２重量％以上の溶鉄とＦｅ−Ｃｒ合
金、生石灰等の副原料を入れて、吹酸することにより炭
素濃度が０．２〜０．７重量％となるまで脱炭精錬を行
いステンレス溶鋼を溶製した。そして、酸化クロム濃度
が約３０重量％のスラグが約２３トン生成したので、Ｆ
ｅ−Ｓｉを２３００ｋｇ添加してスラグ中の酸化クロム
の還元処理を行い、還元されたクロムをステンレス溶鋼
に回収した。その結果、スラグ中の酸化クロム濃度が約
４重量％に低減できたので、上底吹き転炉内のステンレ
ス溶鋼を出鋼し、残留したスラグ（還元スラグ）１２を
取鍋１３に排滓した。更に、炭素２重量％以上の溶鉄１
１を入れた後、ポーラスプラグ１４からアルゴンガスを
７００ＮＬ／分吹き込み、溶鉄１１とスラグ１２の攪拌
を行いながら、鍋蓋１５で取鍋１３の上部を覆い、同時
にシュート１７から取鍋１３内にアルミ含有物質の一例
であるアルミドロスを５０００ｋｇ添加した。そして、
鍋蓋１５に取付けた電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃに電源
から通電して、電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃと混合され
たスラグ１２と溶鉄１１の表面との間にアーク放電を行
わせ、全体（溶鉄１１とスラグ１２）を１４００〜１４
５０℃に加熱を行った。この加熱によって、スラグ１２
の滓化が促進され、（１）式の反応により酸化クロムの
還元反応が大幅に向上でき、還元されたクロム（Ｃｒ）
は、溶鉄１１中に回収することができる。Ｃｒ2 Ｏ3 ＋
２Ａｌ→２Ｃｒ＋Ａｌ2 Ｏ3 ・・・・・（１）クロ
ムを回収した溶鉄１１は、次の新しい脱炭精錬用の上底
吹き転炉に用いるので、上底吹き転炉にて添加するＦｅ
−Ｃｒ合金を節減でき、製造コストを低減することがで
きる。更に、この還元反応は、Ａｌを用いるため、酸化
クロムを確実に還元することができ、処理を行った後の
スラグ１２中に含まれる酸化クロム及び金属クロム（以
下、総クロムという）を普通溶鋼の溶製時のスラグ（総
クロムが０．５重量％以下）と遜色ないレベルにするこ
とができ、総クロム量に起因する環境上の制約を解消す
ることができる。しかも、酸化クロムの還元を行った際
に生成したＡｌ2 Ｏ3 を活用して、スラグ組成をダイカ
ルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）が生成しな
い組成にすることができ、α’２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ
2 Ｓ）からγ２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ2 Ｓ）への相転移
するのを防止することができ、スラグの膨張性が無くな
り、土木埋め立て材、あるいは路盤材等の資源として活
用することができる。このスラグ１２は、スラグの塩基
度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）に対するＡｌ2 Ｏ3 の濃度比を
１０以上にすることにより、ダイカルシウムシリケート
の生成を確実に抑制でき、より安定して膨張性の低いス
ラグにすることができる。
の精錬スラグの処理方法について説明する。図示しない
上底吹き転炉に炭素２重量％以上の溶鉄とＦｅ−Ｃｒ合
金、生石灰等の副原料を入れて、吹酸することにより炭
素濃度が０．２〜０．７重量％となるまで脱炭精錬を行
いステンレス溶鋼を溶製した。そして、酸化クロム濃度
が約３０重量％のスラグが約２３トン生成したので、Ｆ
ｅ−Ｓｉを２３００ｋｇ添加してスラグ中の酸化クロム
の還元処理を行い、還元されたクロムをステンレス溶鋼
に回収した。その結果、スラグ中の酸化クロム濃度が約
４重量％に低減できたので、上底吹き転炉内のステンレ
ス溶鋼を出鋼し、残留したスラグ（還元スラグ）１２を
取鍋１３に排滓した。更に、炭素２重量％以上の溶鉄１
１を入れた後、ポーラスプラグ１４からアルゴンガスを
７００ＮＬ／分吹き込み、溶鉄１１とスラグ１２の攪拌
を行いながら、鍋蓋１５で取鍋１３の上部を覆い、同時
にシュート１７から取鍋１３内にアルミ含有物質の一例
であるアルミドロスを５０００ｋｇ添加した。そして、
鍋蓋１５に取付けた電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃに電源
から通電して、電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃと混合され
たスラグ１２と溶鉄１１の表面との間にアーク放電を行
わせ、全体（溶鉄１１とスラグ１２）を１４００〜１４
５０℃に加熱を行った。この加熱によって、スラグ１２
の滓化が促進され、（１）式の反応により酸化クロムの
還元反応が大幅に向上でき、還元されたクロム（Ｃｒ）
は、溶鉄１１中に回収することができる。Ｃｒ2 Ｏ3 ＋
２Ａｌ→２Ｃｒ＋Ａｌ2 Ｏ3 ・・・・・（１）クロ
ムを回収した溶鉄１１は、次の新しい脱炭精錬用の上底
吹き転炉に用いるので、上底吹き転炉にて添加するＦｅ
−Ｃｒ合金を節減でき、製造コストを低減することがで
きる。更に、この還元反応は、Ａｌを用いるため、酸化
クロムを確実に還元することができ、処理を行った後の
スラグ１２中に含まれる酸化クロム及び金属クロム（以
下、総クロムという）を普通溶鋼の溶製時のスラグ（総
クロムが０．５重量％以下）と遜色ないレベルにするこ
とができ、総クロム量に起因する環境上の制約を解消す
ることができる。しかも、酸化クロムの還元を行った際
に生成したＡｌ2 Ｏ3 を活用して、スラグ組成をダイカ
ルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）が生成しな
い組成にすることができ、α’２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ
2 Ｓ）からγ２ＣａＯ・ＳｉＯ2 （Ｃ2 Ｓ）への相転移
するのを防止することができ、スラグの膨張性が無くな
り、土木埋め立て材、あるいは路盤材等の資源として活
用することができる。このスラグ１２は、スラグの塩基
度（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）に対するＡｌ2 Ｏ3 の濃度比を
１０以上にすることにより、ダイカルシウムシリケート
の生成を確実に抑制でき、より安定して膨張性の低いス
ラグにすることができる。
【００１１】次に、本発明に係る第２の実施の形態に係
るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法について説明
する。図示しない上底吹き転炉に炭素２重量％以上の溶
鉄とＦｅ−Ｃｒ合金、生石灰等の副原料を入れて、吹酸
することにより炭素濃度が０．２〜０．７重量％となる
まで脱炭精錬を行いステンレス溶鋼を溶製した。スラグ
中の酸化クロム濃度としは約３０重量％の高濃度であ
り、上底吹き転炉内のステンレス溶鋼を出鋼し、残留し
たスラグ（未還元スラグ）１２ａを前記したスラグ処理
装置１０の取鍋１３に排滓した。更に、炭素２重量％以
上の溶鉄１１を入れた後、ポーラスプラグ１４からアル
ゴンガスを７００ＮＬ／分吹き込み攪拌を行いながら、
鍋蓋１５で取鍋１３の上部を覆い、同時にシュート１７
からアルミ含有物質の一例であるアルミドロスを１００
００ｋｇ、不足する量として金属Ａｌを２００ｋｇ添加
した。この添加量は、スラグ１２ａに含まれるＣｒ2 Ｏ
3 を全て還元する化学量論的に必要な量以上に相当す
る。そして、鍋蓋１５に取付けた電極１６ａ、１６ｂ、
１６ｃに電源から通電して、スラグ１２ａと溶鉄１１が
混合している表面にアークを飛ばして加熱し、前記還元
スラグを用いた実施の形態と同様に、スラグ１２ａの滓
化が促進し、酸化クロムの還元を行い、還元されたクロ
ム（Ｃｒ）を溶鉄１１中に回収した。従って、添加する
Ｆｅ−Ｃｒ合金を節減でき、製造コストを低減すること
ができる。このようにして脱炭精錬を行った後のスラグ
からクロムを回収した溶鉄１１を上底吹き転炉に装入
し、不足するクロム量に相当するＦｅ−Ｃｒ合金と副材
を添加して吹酸してステンレス溶鋼を溶製し、連続鋳造
を用いて鋳片を製造した。
るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法について説明
する。図示しない上底吹き転炉に炭素２重量％以上の溶
鉄とＦｅ−Ｃｒ合金、生石灰等の副原料を入れて、吹酸
することにより炭素濃度が０．２〜０．７重量％となる
まで脱炭精錬を行いステンレス溶鋼を溶製した。スラグ
中の酸化クロム濃度としは約３０重量％の高濃度であ
り、上底吹き転炉内のステンレス溶鋼を出鋼し、残留し
たスラグ（未還元スラグ）１２ａを前記したスラグ処理
装置１０の取鍋１３に排滓した。更に、炭素２重量％以
上の溶鉄１１を入れた後、ポーラスプラグ１４からアル
ゴンガスを７００ＮＬ／分吹き込み攪拌を行いながら、
鍋蓋１５で取鍋１３の上部を覆い、同時にシュート１７
からアルミ含有物質の一例であるアルミドロスを１００
００ｋｇ、不足する量として金属Ａｌを２００ｋｇ添加
した。この添加量は、スラグ１２ａに含まれるＣｒ2 Ｏ
3 を全て還元する化学量論的に必要な量以上に相当す
る。そして、鍋蓋１５に取付けた電極１６ａ、１６ｂ、
１６ｃに電源から通電して、スラグ１２ａと溶鉄１１が
混合している表面にアークを飛ばして加熱し、前記還元
スラグを用いた実施の形態と同様に、スラグ１２ａの滓
化が促進し、酸化クロムの還元を行い、還元されたクロ
ム（Ｃｒ）を溶鉄１１中に回収した。従って、添加する
Ｆｅ−Ｃｒ合金を節減でき、製造コストを低減すること
ができる。このようにして脱炭精錬を行った後のスラグ
からクロムを回収した溶鉄１１を上底吹き転炉に装入
し、不足するクロム量に相当するＦｅ−Ｃｒ合金と副材
を添加して吹酸してステンレス溶鋼を溶製し、連続鋳造
を用いて鋳片を製造した。
【００１２】
【実施例】次に、ステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方
法の実施例について説明する。上底吹き転炉に炭素２重
量％以上の溶鉄とＦｅ−Ｃｒ合金、生石灰等の副原料を
入れて吹酸し、炭素濃度が０．５重量％となるまで脱炭
精錬を行いステンレス溶鋼を溶製した。脱炭精錬の際に
生成した約２３トンのスラグにＦｅ−Ｓｉ合金を添加し
た還元スラグ、あるいは添加しない未還元スラグを用
い、スラグの還元剤としてアルミドロス、又はアルミド
ロスと金属Ａｌを添加し、ポーラスプラグからアルゴン
ガスを７００ＮＬ／分吹き込み攪拌を行いながら、電極
に通電して電気アークによる加熱を行い、クロムの溶鉄
への回収と、スラグの改質を行った。そして、クロムの
回収効率、スラグの膨張性の良否、従来の精錬炉内でＦ
ｅ−Ｓｉ合金による還元のみの場合を指数１とした場合
の製造コスト指数、総合評価について調査した。その結
果を表１に示す。実施例１は、脱炭精錬を行った後にＦ
ｅ−Ｓｉ合金を添加してスラグを還元処理したものをＬ
Ｆ鍋に受け、アルミドロスを添加した場合であり、クロ
ムの回収効率が９８．３％、スラグの膨張性が低く、製
造コスト指数が０．９５となり、総合評価として優れた
（○）結果が得られた。実施例２は、脱炭精錬を行って
からＦｅ−Ｓｉ合金を添加しないで未還元のスラグをＬ
Ｆ鍋に受け、アルミドロスと金属Ａｌを添加した場合で
あり、クロムの回収効率が９９．１％、スラグの膨張性
が低く、製造コスト指数が０．８５となり、総合評価と
して優れた（○）結果が得られた。
法の実施例について説明する。上底吹き転炉に炭素２重
量％以上の溶鉄とＦｅ−Ｃｒ合金、生石灰等の副原料を
入れて吹酸し、炭素濃度が０．５重量％となるまで脱炭
精錬を行いステンレス溶鋼を溶製した。脱炭精錬の際に
生成した約２３トンのスラグにＦｅ−Ｓｉ合金を添加し
た還元スラグ、あるいは添加しない未還元スラグを用
い、スラグの還元剤としてアルミドロス、又はアルミド
ロスと金属Ａｌを添加し、ポーラスプラグからアルゴン
ガスを７００ＮＬ／分吹き込み攪拌を行いながら、電極
に通電して電気アークによる加熱を行い、クロムの溶鉄
への回収と、スラグの改質を行った。そして、クロムの
回収効率、スラグの膨張性の良否、従来の精錬炉内でＦ
ｅ−Ｓｉ合金による還元のみの場合を指数１とした場合
の製造コスト指数、総合評価について調査した。その結
果を表１に示す。実施例１は、脱炭精錬を行った後にＦ
ｅ−Ｓｉ合金を添加してスラグを還元処理したものをＬ
Ｆ鍋に受け、アルミドロスを添加した場合であり、クロ
ムの回収効率が９８．３％、スラグの膨張性が低く、製
造コスト指数が０．９５となり、総合評価として優れた
（○）結果が得られた。実施例２は、脱炭精錬を行って
からＦｅ−Ｓｉ合金を添加しないで未還元のスラグをＬ
Ｆ鍋に受け、アルミドロスと金属Ａｌを添加した場合で
あり、クロムの回収効率が９９．１％、スラグの膨張性
が低く、製造コスト指数が０．８５となり、総合評価と
して優れた（○）結果が得られた。
【００１３】
【表１】
【００１４】これに対し、従来例１、２は、還元スラグ
を使用したアルミ含有物質を添加せず加熱を行わなかっ
た例であり、従来例１は、クロムの一部がスラグに残存
して回収効率が８３．８％と悪く、スラグ組成からダイ
カルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）が生成し
て相転移により膨張して、製造コスト指数も高く、総合
評価として悪い（×）結果となった。従来例２は、ほう
酸を添加した場合であり、クロムの一部がスラグに残存
して回収効率が８３．９％と悪く、スラグの膨張は抑え
られたが、製造コスト指数が１．０５と高くなり、総合
評価として悪い（×）結果となった。
を使用したアルミ含有物質を添加せず加熱を行わなかっ
た例であり、従来例１は、クロムの一部がスラグに残存
して回収効率が８３．８％と悪く、スラグ組成からダイ
カルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）が生成し
て相転移により膨張して、製造コスト指数も高く、総合
評価として悪い（×）結果となった。従来例２は、ほう
酸を添加した場合であり、クロムの一部がスラグに残存
して回収効率が８３．９％と悪く、スラグの膨張は抑え
られたが、製造コスト指数が１．０５と高くなり、総合
評価として悪い（×）結果となった。
【００１５】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、アルミドロスあるいは金属Ａｌの添加は、
スラグの上方から投入するか、又は、ランスを用いてイ
ンゼクション（吹き込み）を行うことができる。更に、
脱炭精錬炉としては、上吹き転炉、上底吹き転炉、電気
炉の他にＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ・Ｏｘｙｇｅｎ・Ｄｅｃａ
ｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）やＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ・Ｏ
ｘｙｇｅｎ・Ｄｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）等の二
次脱炭精錬スラグにも適用することができる。また、還
元剤であるアルミドロス、あるいは金属Ａｌ等に炭材を
混合して添加して、酸化クロムを還元することもでき
る。
本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨
を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲であ
る。例えば、アルミドロスあるいは金属Ａｌの添加は、
スラグの上方から投入するか、又は、ランスを用いてイ
ンゼクション（吹き込み）を行うことができる。更に、
脱炭精錬炉としては、上吹き転炉、上底吹き転炉、電気
炉の他にＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ・Ｏｘｙｇｅｎ・Ｄｅｃａ
ｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）やＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ・Ｏ
ｘｙｇｅｎ・Ｄｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）等の二
次脱炭精錬スラグにも適用することができる。また、還
元剤であるアルミドロス、あるいは金属Ａｌ等に炭材を
混合して添加して、酸化クロムを還元することもでき
る。
【００１６】
【発明の効果】請求項１〜４記載のステンレス溶鋼の精
錬スラグの処理方法は、アルミ含有物質を添加して攪拌
しながらスラグに熱を与えるので、スラグ中の酸化クロ
ムの還元反応が促進され、溶鉄中へのクロム回収効率を
高め、同時にスラグ中に含まれるクロム量が低減し、ス
ラグの膨張性を改善して土木埋め立て材や路盤材等の資
源化を図ることができる。
錬スラグの処理方法は、アルミ含有物質を添加して攪拌
しながらスラグに熱を与えるので、スラグ中の酸化クロ
ムの還元反応が促進され、溶鉄中へのクロム回収効率を
高め、同時にスラグ中に含まれるクロム量が低減し、ス
ラグの膨張性を改善して土木埋め立て材や路盤材等の資
源化を図ることができる。
【００１７】特に、請求項２記載のステンレス溶鋼の精
錬スラグの処理方法は、未還元スラグ又は還元スラグを
用いるので、アルミ含有物質により、スラグ中の酸化ク
ロムを十分に還元して溶鉄中に回収することができ、高
価な合金の使用量を節減して製造コストを低減すること
ができる。
錬スラグの処理方法は、未還元スラグ又は還元スラグを
用いるので、アルミ含有物質により、スラグ中の酸化ク
ロムを十分に還元して溶鉄中に回収することができ、高
価な合金の使用量を節減して製造コストを低減すること
ができる。
【００１８】請求項３記載のステンレス溶鋼の精錬スラ
グの処理方法は、スラグの加熱は電気アークで行うの
で、添加したアルミ含有物質の損失を抑制し、アルミ含
有物質中のアルミニウムによる酸化クロムの還元反応を
促進することができ、スラグ中の総クロム量を低減する
ことができ、安定して土木埋め立て材や路盤材等の資源
化を図ることができる。
グの処理方法は、スラグの加熱は電気アークで行うの
で、添加したアルミ含有物質の損失を抑制し、アルミ含
有物質中のアルミニウムによる酸化クロムの還元反応を
促進することができ、スラグ中の総クロム量を低減する
ことができ、安定して土木埋め立て材や路盤材等の資源
化を図ることができる。
【００１９】請求項４記載のステンレス溶鋼の精錬スラ
グの処理方法は、酸化クロムを還元した後のスラグ組成
が塩基度に対するＡｌ2 Ｏ3 の濃度比を１０以上にする
ので、アルミ含有物質により還元した後のスラグの膨張
性がより安定し、土木埋め立て材や路盤材等の品質を向
上することができる。
グの処理方法は、酸化クロムを還元した後のスラグ組成
が塩基度に対するＡｌ2 Ｏ3 の濃度比を１０以上にする
ので、アルミ含有物質により還元した後のスラグの膨張
性がより安定し、土木埋め立て材や路盤材等の品質を向
上することができる。
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係るステ
ンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に適用されるスラグ
処理装置の断面図である。
ンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に適用されるスラグ
処理装置の断面図である。
１０：スラグ処理装置、１１：溶鉄、１２：スラグ、１
２ａ：スラグ、１３：取鍋、１４：ポーラスプラグ、１
５：鍋蓋、１６ａ：電極、１６ｂ：電極、１６ｃ：電
極、１７：シュート
２ａ：スラグ、１３：取鍋、１４：ポーラスプラグ、１
５：鍋蓋、１６ａ：電極、１６ｂ：電極、１６ｃ：電
極、１７：シュート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 義人 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 宮本 健一郎 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K002 AA03 AA04 AE06 4K013 AA02 CF02 4K014 CA04 CE01
Claims (4)
- 【請求項１】 ステンレス溶鋼の脱炭精錬によって生成
されたスラグを受滓した容器に溶鉄を投入した後、前記
スラグにアルミ含有物質を添加し、前記スラグを攪拌し
ながら加熱して、前記スラグ中の酸化クロムを還元して
前記溶鉄中にクロムを回収することを特徴とするステン
レス溶鋼の精錬スラグの処理方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のステンレス溶鋼の精錬ス
ラグの処理方法において、前記脱炭精錬によって生成さ
れたスラグは未還元スラグ又は還元スラグであることを
特徴とするステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のステンレス溶鋼の
精錬スラグの処理方法において、前記スラグの加熱は、
電気アークによって行われることを特徴とするステンレ
ス溶鋼の精錬スラグの処理方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のス
テンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法において、前記酸
化クロムを還元した後のスラグ組成は塩基度に対するＡ
ｌ2 Ｏ3 の濃度比を１０以上にしていることを特徴とす
るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047289A JP4189112B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | ステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047289A JP4189112B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | ステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001234226A true JP2001234226A (ja) | 2001-08-28 |
| JP4189112B2 JP4189112B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=18569562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047289A Expired - Fee Related JP4189112B2 (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | ステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4189112B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007502369A (ja) * | 2003-05-24 | 2007-02-08 | エス・エム・エス・デマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 電気アーク炉において金属酸化物を含むスラグから金属元素、特に金属クロムを回収する方法 |
| JP2008163463A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Posco | 含酸化クロムスラグからのクロム金属還元方法 |
| JP2010090428A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | クロム含有スラグからのクロム回収方法 |
| JP2010261062A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼の製造方法 |
| JP2013204142A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Jfe Steel Corp | クロム含有ダストのリサイクル方法 |
| JP2013234099A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Jfe Steel Corp | ステンレス鋼スラグの冷却方法 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047289A patent/JP4189112B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007502369A (ja) * | 2003-05-24 | 2007-02-08 | エス・エム・エス・デマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 電気アーク炉において金属酸化物を含むスラグから金属元素、特に金属クロムを回収する方法 |
| JP4912880B2 (ja) * | 2003-05-24 | 2012-04-11 | エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト | 電気アーク炉において金属酸化物を含むスラグから金属元素、特に金属クロムを回収する方法 |
| JP2008163463A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Posco | 含酸化クロムスラグからのクロム金属還元方法 |
| JP2010090428A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | クロム含有スラグからのクロム回収方法 |
| JP2010261062A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼の製造方法 |
| JP2013204142A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Jfe Steel Corp | クロム含有ダストのリサイクル方法 |
| JP2013234099A (ja) * | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Jfe Steel Corp | ステンレス鋼スラグの冷却方法 |
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| JP4189112B2 (ja) | 2008-12-03 |
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