JP2001342510A

JP2001342510A - 金属の精錬方法

Info

Publication number: JP2001342510A
Application number: JP2000165706A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Katayama; 賢一片山
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍石を使用することなく、スラグによる脱硫
および還元精錬を効率的に行う。さらにスラグの付加価
値を高める。【解決手段】電気炉１にメタル原料２と酸化物原料３
と、ＣａＯ源、ＳｉＯ₂源およびＡｌ₂Ｏ₃源から成る造
滓剤７とを装入して溶解し、ステンレス鋼溶銑５の浴面
上にＣａＯ：３５〜５０％，ＳｉＯ₂：２５〜４５％，
Ａｌ₂Ｏ₃：１０〜２０％，ＣａＦ₂：０〜１５％，Ｍｇ
Ｏ：０〜１５％から成る低融点スラグ６を形成し、スラ
グ６による溶銑５の脱硫および還元精錬を行う。精錬
後、スラグを排出し、バラス材などに加工する。低融点
スラグ６が形成されるので、脱硫および還元精錬を効率
的に行うことができる。またＣａＦ₂源（蛍石）を用い
ないので、スラグからのＦ溶出量を低減することができ
る。したがって、スラグをバラス材に適用することが可
能となり、スラグの付加価値を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スラグと溶融金属
とを反応させて溶融金属を精錬する金属の精錬方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電気炉において溶融金属であ
るステンレス鋼溶銑を溶製する場合、電気炉にＣａＦ₂
源である蛍石が造滓剤として生石灰などとともに装入さ
れる。ＣａＦ₂は、スラグの融点を低下させ、スラグの
流動性を高めるので、経済的な溶銑温度である１２５０
〜１４００℃においてスラグと溶銑との反応を促進する
ことができる。したがって、スラグによる脱硫および還
元精錬を効率的に実施することができる。

【０００３】ＣａＦ₂を含むスラグは、水に浸漬すると
Ｆを溶出する。Ｆの溶出量は、スラグ中のＣａＦ₂濃度
に比例して増加するので、ＣａＦ₂を高濃度に含むスラ
グは環境に関わる規制値を超える高濃度のＦを溶出する
おそれがあり、バラス材等の土木建設材料等、用途によ
っては用いることができない。したがって、ＣａＦ₂を
高濃度に含むスラグは資源として有効利用できる用途が
制限され、その付加価値はきわめて低い。さらに利用で
きないものは高額な処理費用をかけて産業廃棄物として
処理する必要があり、環境問題としても大きな課題とな
っている。

【０００４】この問題を解決するためには、蛍石を電気
炉に装入しなければよいけれども、これはスラグの流動
性を低下させる。したがってスラグの流動性を確保し
て、スラグによる脱硫および還元精錬の効果を従来レベ
ルに維持するためには、電気炉において高温操業を行
い、１４００℃を超える溶銑温度にする必要がある。こ
れは電力原単位および耐火物溶損量の増大を招く。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題を解決し、スラグの用途に応じて蛍石を使用するこ
となく、または削減した量でスラグによる脱硫および還
元精錬を効率的に行うことが可能であり、さらに副産物
として発生するスラグの付加価値を高めることのできる
金属の精錬方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶解炉に原料
を装入して溶解し、溶融金属と、その浴面上に浮遊する
スラグとを形成し、溶融金属とスラグとを反応させて溶
融金属を精錬する金属の精錬方法において、溶解炉にＣ
ａＯ源、ＳｉＯ₂源およびＡｌ₂Ｏ₃源を装入して低融点
スラグを形成することを特徴とする金属の精錬方法であ
る。

【０００７】本発明に従えば、ＣａＯ源、ＳｉＯ₂源お
よびＡｌ₂Ｏ₃源が溶解炉に装入されて低融点スラグが形
成されるので、ＣａＦ₂源である蛍石を溶解炉に装入し
なくてもスラグの流動性を高めることができる。これに
よって、スラグと溶融金属との反応が促進されるので、
スラグによる溶融金属の精錬を効率的に実施することが
できる。したがって、経済的な操業温度でスラグによる
溶融金属の脱硫および還元精錬をＣａＦ₂源を溶解炉に
装入したときと同様に行うことができる。

【０００８】また本発明は、スラグがスラグ総量に対し
てＣａＯ：３５〜５０％，ＳｉＯ₂：２５〜４５％，Ａ
ｌ₂Ｏ₃：１０〜２０％を含むことを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、スラグ中にＣａＯ、Ｓｉ
Ｏ₂およびＡｌ₂Ｏ₃が充分に含まれているので、ＣａＦ₂
を含んでいなくてもスラグの融点を低下させることがで
きる。

【００１０】また本発明は、スラグがスラグ総量に対し
てＣａＦ₂：０〜１５％，ＭｇＯ：０〜１５％をさらに
含むことを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、スラグ中に含まれるＣａ
Ｆ₂濃度が充分に低い濃度に抑制されるので、スラグを
水に浸漬してもＦ溶出濃度を環境に関わる規制値以下に
止めることができる。またＭｇＯが充分に低い濃度に抑
制されるので、スラグの融点の上昇を防止することがで
きる。

【００１２】また本発明は、Ａｌ₂Ｏ₃源がアルミニウム
ドロスであることを特徴とする。本発明に従えば、Ａｌ
₂Ｏ₃源が金属アルミニウムを含むアルミニウムドロスで
あるので、スラグ中に還元剤としての働きを持つアルミ
ニウムが含まれる。これによって、スラグ中の酸化物を
還元して溶融金属中に回収することができる。

【００１３】また本発明は、溶融金属中に非酸化性ガス
を吹込んで撹拌することを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、溶融金属が非酸化性ガス
によって撹拌されるので、スラグと溶融金属との反応を
さらに促進させることができる。

【００１５】また本発明は、溶融金属がステンレス鋼溶
銑であることを特徴とする。本発明に従えば、溶融金属
がステンレス鋼溶銑であるので、スラグとステンレス鋼
溶銑との反応によってスラグ中に含まれるＣｒ₂Ｏ₃が還
元され、有価金属であるＣｒを効率的に回収することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるステンレス鋼溶銑の精錬方法を好適に適用すること
のできる電気炉１および取鍋９の概略的な構成を示す系
統図である。

【００１７】溶解炉である電気炉１には、メタル原料２
および酸化物原料３などの主原料と、造滓剤７とが装入
される。主原料および造滓剤７は、電極４間でのアーク
放電の際に発生する熱によって溶解され、溶融金属であ
るステンレス鋼溶銑５（以後、溶銑と略称することがあ
る）と、その浴面上に浮遊するスラグ６とが形成され
る。ステンレス鋼の主要な成分であるＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉ
などは、メタル原料２および酸化物原料３中に金属、合
金および酸化物などとして含まれ、溶融して溶銑５中に
溶け込む。スラグ６には、Ｃｒ₂Ｏ₃およびＦｅＯなどの
酸化物が含まれ、電気炉１にはこれを還元するために炭
素原料であるコークス８などが投入される。

【００１８】スラグ６は、溶銑５と反応して溶銑５を精
錬し、溶銑５中の不純物元素であるＰ，Ｓをスラグ６中
に吸収するとともに、スラグ６中の酸化物をコークス８
などの還元剤によって還元してＣｒ，Ｆｅなどを溶銑５
中に回収する。電気炉１内における溶解および精錬終了
後、溶銑５およびスラグ６は取鍋９内に出銑される。

【００１９】図２は、図１に示す取鍋９の構成を簡略化
して示す縦断面図である。取鍋９では、溶銑５およびス
ラグ６の撹拌が行われる。取鍋９は、大略的に有底円筒
状の形状を有しており、上部は開口している。上部の開
口部はシールカバー１２によって密閉される。取鍋９の
外周面は、鉄皮と呼ばれる鋼板で覆われ、その内周面は
耐火物によって内張りされている。電気炉１からの出銑
が行われると、取鍋９内には溶銑５とスラグ６とが貯留
される。取鍋９内で溶銑５およびスラグ６の撹拌を行う
ために、シールカバー１２の上方からランス１５が装入
される。シールカバー１２には挿入口１６が設けられて
おり、ランス１５を挿入口１６に挿入することができ
る。挿入口１６における気密性を確保するために、封止
部１７が設けられる。封止部１７は、挿入口１６の内周
面とランス１５の外周面との間の隙間を小さくして取鍋
９内への大気の侵入を防止する。取鍋９内には、ランス
１５から非酸化性ガスが吹込まれるので、取鍋９内の雰
囲気の圧力は大気圧よりも高くなり、取鍋９内から流出
する排ガスによって取鍋９内への大気の侵入が防止され
る。ランス１５から吹込まれた非酸化性ガスは、溶銑５
およびスラグ６を撹拌してスラグ６中酸化物の還元反応
および溶銑５の脱硫反応を促進する。撹拌は、撹拌時間
が所定時間に到達したとき、あるいは溶銑５の温度が予
め定める停止温度まで降下したとき停止される。

【００２０】前記スラグ６は、電気炉１内に装入される
造滓剤７と、酸化物原料３中に含まれる造滓剤成分とに
よって形成される。造滓剤は、ＣａＯ源とＳｉＯ₂源と
Ａｌ₂Ｏ₃源とから成り、従来からの造滓剤であるＣａＦ
₂源（蛍石）はスラグの利用用途に応じた環境に関わる
規制値をクリアーできる範囲に制限される。本実施の形
態では、ＣａＯ源、ＳｉＯ₂源およびＡｌ₂Ｏ₃源とし
て、たとえば生石灰、珪石およびアルミニウムドロスが
それぞれ用いられる。ＣａＯ源としては石灰石でもよ
く、ＳｉＯ₂源としては珪砂でもよい。このように、造
滓剤としてＣａＦ₂源である蛍石が制限されるのは、Ｃ
ａＦ₂を含むスラグの資源化が非常に制限されるからで
ある。すなわち、ＣａＦ₂を含むスラグを土木建設材料
である砂材およびバラス材として有効利用する場合、Ｆ
が水に溶出し、溶出Ｆ濃度が環境に関わる規制値を上回
るおそれがあるので、物理的性状としては砂材およびバ
ラス材として最適であるにもかかわらず、環境対策上こ
れらの用途に適用することができないからである。

【００２１】前記スラグ６はＣａＯ，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ
₃，ＣａＦ₂，ＭｇＯ，ＭＯから成る。ＭＯは、Ｃｒ
₂Ｏ₃，ＭｎＯ，ＦｅＯ等の原料不純物起因の酸化物を総
称して表す。これらのうちＣａＯ，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃
はスラグの主成分であり、造滓剤の添加量の調整によっ
て濃度を制御することができる。ＣａＯ，ＳｉＯ₂，Ａ
ｌ₂Ｏ₃濃度はスラグの融点がＣａＦ₂を充分に含む従来
のスラグの融点とほぼ同一になるように設定される。す
なわち、１２５０〜１４００℃の操業条件で流動性の良
好な低融点スラグを形成することができるように設定さ
れる。

【００２２】ＭｇＯは、主として耐火物の溶損に起因す
る成分であり、電気炉の操業条件によって濃度が変動す
る。ＣａＦ₂は、原料不純物または少量添加した蛍石と
して含まれる成分であり、ＭＯは原料不純物として含ま
れる成分であり、共に原料配合によって濃度が変動す
る。またＭＯは、スラグの還元状態によって濃度が変動
し、還元が不充分のとき濃度が増加する。スラグ成分の
濃度は表１に示す範囲に選ばれることが好ましい。各ス
ラグ成分の濃度は、スラグ総量に対する百分率で表され
る。また本明細書における百分率はすべて質量％で表
す。これらの数値限定理由は次のとおりである。

【００２３】

【表１】

【００２４】ＣａＯ濃度が３５〜５０％の範囲に限定さ
れるのは、下限値未満の濃度では脱硫剤であるＣａＯの
量が不足し、脱硫能が低下するからであり、上限値を超
える濃度では、スラグの流動性が低下し、電気炉内に未
溶解物が残留して操業上のトラブルが発生しやすくなる
からである。また上限値を超える濃度では、Ｃｒの還元
が困難となるおそれがあり、さらにＣａＯ原単位が増加
してコストアップを招く。

【００２５】ＳｉＯ₂濃度が２５〜４５％の範囲に限定
されるのは、下限値未満の濃度ではＣａＯとのバランス
で塩基度が過大となり、スラグの流動性が低下してＣａ
Ｏの場合と同様のトラブルが発生しやすくなるからであ
る。また上限値を超える濃度では、スラグの流動性は向
上するものの、ＣａＯとのバランスで塩基度が過小とな
り、スラグの脱硫能自体が低下するからである。

【００２６】Ａｌ₂Ｏ₃濃度が１０〜２０％の範囲に限定
されるのは、下限値未満の濃度でも、上限値を超える濃
度でも、前記ＣａＯおよびＳｉＯ₂濃度との組合せでス
ラグの融点が上昇するので、スラグの流動性が低下し、
スラグの脱硫および還元能が低下するからである。すな
わち、蛍石を使用しないで低融点スラグを形成すること
ができなくなるからである。

【００２７】ＣａＦ₂濃度が０〜１５％の範囲に限定さ
れるのは、上限値を超える濃度では、いかなるスラグの
用途であっても環境に関わる規制値を上回るおそれがあ
るからである。また、スラグを環境に関わる規制値の厳
しい用途に適用するときには、ＣａＦ₂濃度は０〜５％
の範囲に選ばれることが好ましい。これは、上限値を超
える濃度では厳しい規制値を上回るおそれがあるからで
ある。このように、ＣａＦ₂濃度の上限値は、用途に応
じて設定される。ＭｇＯ濃度が０〜１５％の範囲に限定
されるのは、上限値を超える濃度では、スラグの融点が
上昇し、スラグの脱硫能および還元能が低下するからで
ある。

【００２８】ＭＯ濃度が７％未満に限定されるのは、Ｍ
Ｏ濃度は、前述のようにスラグの還元状態によって変動
し、設定条件というよりもむしろ還元結果を表すもので
あるので、上限値を超える濃度では、Ｃｒ₂Ｏ₃などの酸
化物の還元が不充分であり、Ｃｒなどのロスが過大であ
ると判断されるからである。塩基度が０．８〜２．０の
範囲に限定されるのは、下限値未満の塩基度ではスラグ
の脱硫能が低下するからであり、上限値を超える塩基度
ではスラグの流動性が低下するからである。

【００２９】図３は、本発明の実施の一形態であるステ
ンレス鋼溶銑の精錬方法を説明するためのフローチャー
トである。ステップａ１では、製造すべきステンレス鋼
の鋼種に基づいて電気炉での溶解精錬後の成分である出
銑成分の目標値が設定され、さらにスラグ成分の目標値
が設定される。スラグ成分の目標値は、表１に示すよう
に設定される。

【００３０】ステップａ２では、出銑成分およびスラグ
成分の目標値に応じて電気炉に装入する主原料および造
滓剤の種類と配合量とが決定される。主原料は、メタル
原料および酸化物原料から成る。メタル原料は、たとえ
ばスクラップであり、酸化物原料は、たとえば各種スラ
グ、ダストあるいはスケールなどである。これらの成分
は予め分析されている。主原料の種類および配合量は、
これらの成分分析値と目標成分とに基づいて決定され
る。造滓剤の種類と配合量は、次のようにして決定され
る。

【００３１】（１）決定された主原料の種類および配合
量に基づいて造滓剤を添加する前のスラグ成分を、たと
えば表２のように予測する。このスラグ成分は、主原料
中に含まれている造滓剤成分によってもたらされるもの
であり、スラグ成分の予測は、同一鋼種に対する過去の
実績スラグ分析値に基づいて行われる。

【００３２】（２）スラグ成分の予測値と目標値とに基
づいて、造滓剤である生石灰、珪石およびアルミニウム
ドロスの配合量を決定する。

【００３３】

【表２】

【００３４】電気炉に装入する原料には炭素源であるコ
ークスが含まれる。コークス装入量は、出銑する溶銑中
の炭素濃度と、還元すべきＭＯ濃度と、経験から得られ
る歩留りとに基づいて決定される。

【００３５】ステップａ３では、原料の装入が行われ
る。原料の装入は、前記決定した配合量に基づいて主原
料を装入し、その後、造滓剤を装入することによって行
われる。造滓剤の装入は溶解開始後であってもよい。造
滓剤のＡｌ₂Ｏ₃源には、前述のようにアルミニウムドロ
スが用いられる。アルミニウムドロスは、表３に示すよ
うに金属アルミニウムとＡｌ₂Ｏ₃とを主成分として含
む。金属アルミニウムは、還元剤としての働きを有する
ので、スラグの還元力を高めることができ、スラグ中の
Ｃｒ₂Ｏ₃などを還元してＣｒロスを低減することができ
る。

【００３６】

【表３】

【００３７】ステップａ４では、主原料および造滓剤の
溶解が行われ、溶銑とスラグとが形成される。前述のよ
うにスラグ成分は低融点スラグになるように調整されて
いるので、溶銑温度を高温にしなくてもスラグの流動性
を高めることができる。すなわち、１２５０〜１４００
℃の経済的な操業温度で流動性の良好なスラグを形成す
ることができる。これによって、スラグによる溶銑の脱
硫および還元精錬反応を促進することができる。また、
電気炉の耐火物の溶損を低減することが可能となり、ス
ラグ中のＭｇＯ濃度を低下させることができる。

【００３８】ステップａ５では、溶銑およびスラグの成
分分析が行われる。これらの成分分析は、操業中にサン
プリング装置でサンプルを採取し、採取したサンプルを
迅速分析の可能な分析設備で分析することによって行わ
れる。ステップａ６では、溶銑およびスラグの成分分析
値が出銑成分およびスラグ成分の目標値と一致している
か否かが判断される。この判断が否定であればステップ
ａ７に進み、肯定であればステップａ８に進む。ステッ
プａ７では、成分調整が行われる。成分調整は分析値と
目標値とが一致するように合金および造滓剤を添加する
ことによって行われる。成分調整後、再度ステップａ５
に戻る。

【００３９】ステップａ８では、出銑が行われ、溶銑お
よびスラグが取鍋内に排出される。ステップａ９では、
取鍋内で溶銑およびスラグの撹拌が行われる。この撹拌
は、図２に示すようにランス１５から非酸化性ガス、た
とえばＮ₂ガスを吹込むことによって行われる。これに
よって、スラグと溶銑との反応面積が増加し、スラグに
よる溶銑の脱硫および還元精錬反応が促進される。非酸
化性ガスの吹込みは電気炉１において行ってもよい。

【００４０】ステップａ１０では、除滓が行われ、スラ
グが溶銑と分離されて排出される。ステップａ１１で
は、溶銑およびスラグの成分分析が行われる。排出され
たスラグは、冷却された後、破砕され、地金回収等の選
鉱処理を経て砂およびバラス材などの土木建設材料に加
工される。ステップａ１２では、除滓された溶銑が次工
程である転炉に移送される。

【００４１】このように本実施の形態では、融点降下剤
である蛍石を使用しなくても、または削減しても低融点
で流動性の良好なスラグを形成することができるので、
スラグと溶銑との反応を促進することができ、スラグに
よる溶銑の脱硫および還元精錬を効率的に行うことがで
きる。また、非酸化性ガスによる撹拌が行われるので、
スラグと溶銑との反応面積を増大させることができ、ス
ラグと溶銑との反応をさらに促進することができる。こ
れによって、溶銑の低硫化を図ることができるととも
に、スラグ中のＣｒ₂Ｏ₃濃度を低減することができ、Ｃ
ｒロスを低減することができる。また造滓剤として蛍石
の添加量が削減されるので、スラグ中のＣａＦ₂濃度を
低下することが可能となり、スラグからのＦの溶出量を
低減することができる。これによって、スラグを砂およ
びバラス材などに加工しても、Ｆの溶出濃度を環境に関
わる規制値以下に止めることが可能となる。したがっ
て、スラグの有効利用範囲を拡大することができ、スラ
グの付加価値を高めることができる。

【００４２】本実施の形態では、操業中にスラグサンプ
ルを採取し、スラグ成分を迅速分析設備で分析し、分析
値と目標値とが一致するようにフィードバック制御を行
うように構成されているけれども、電気炉に装入される
原料の成分が安定しているときには、本発明の実施の他
の形態として操業中におけるスラグ成分のフィードバッ
ク制御を行わないように構成してもよい。この実施の形
態のフローチャートは、図３のフローチャートと類似
し、相異点はステップａ５の内容が「溶銑およびスラグ
の成分分析」から「溶銑の成分分析」に変更されるのみ
であるので、図示を省略する。すなわち、この実施の形
態では、図３のステップａ５におけるスラグ成分の分析
が行われないので、精錬方法を簡素化することができ
る。スラグ成分の分析は撹拌後に採取したサンプルを用
いて操業終了後に行われ、その分析結果は次回の同一鋼
種の操業時に反映される。この実施の形態のその他の構
成は、図１〜図３に示す実施の形態と全く同一であるの
で説明を省略する。

【００４３】以上述べたように、前記２つの実施の形態
におけるスラグには耐火物起因のＭｇＯが含まれるよう
に構成されているけれども、ＭｇＯはスラグ成分として
必須の成分ではないので、ＭｇＯを含まない耐火物を用
いて、スラグ中にＭｇＯを含まないように構成してもよ
い。また、Ａｌ₂Ｏ₃源としてアルミニウムドロスが用い
られているけれども、これに限定されるものではなく、
Ａｌ₂Ｏ₃を含有し、溶解性に優れるものであればＡｌ₂
Ｏ₃含有れんが屑でもよく、他の鉱物でもよい。またス
ラグ中のＣａＦ₂濃度は１５％まで許容されているけれ
ども、ＣａＦ₂を含まない酸化物原料を用いてＣａＦ₂濃
度を零にするようにしてもよい。また、溶銑中に非酸化
性ガスを吹込んで撹拌するように構成されているけれど
も、溶銑の目標Ｓ％が高目のときには撹拌を行わないよ
うに構成してもよい。また溶融金属としてステンレス鋼
溶銑が適用されているけれども、これに限定されるもの
ではなく、ステンレス鋼溶銑以外の溶銑、たとえば普通
鋼溶銑であってもよく、他の溶融金属であってもよい。

【００４４】（実施例）ステンレス鋼溶銑の精錬を行う
スラグの成分が本発明の条件を満たす実施例と、本発明
の条件から外れる比較例とについてスラグの脱硫能、還
元能およびＦ溶出性を評価して比較した。スラグ中Ｃａ
Ｆ₂濃度については、本実施例で得られるスラグをＦ規
制値の厳しい路盤材向け用途に適用するためにＣａ
Ｆ₂：０〜５％を本発明の条件として設定した。

【００４５】（１−１）実施例１〜１７図１に示すように電気炉１に主原料と造滓剤とを装入
し、溶解して溶銑とスラグとを形成した。溶銑成分はス
テンレス鋼ＳＵＳ３０４を製造するための成分に設定し
た。造滓剤には、生石灰と珪石とアルミニウムドロスと
を使用し、その配合量はスラグ成分に関する本発明の条
件を満たす範囲内で変化させた。ただし、実施例４のみ
少量の蛍石を使用した。溶解電力は、溶銑温度が１３８
０℃になるように設定した。

【００４６】電気炉内でスラグによる溶銑の脱硫および
還元精錬を行った後、溶銑とスラグとを取鍋に出銑し、
溶銑中にＮ₂ガスを吹込んで約１５分間撹拌した。撹拌
後、スラグを取鍋から排出し、溶銑を転炉に移送した。
排出したスラグは、冷却して破砕し、地金を回収してバ
ラス材に加工した。スラグの脱硫能および還元能は、撹
拌後の溶銑およびスラグの成分分析を行い、成分分析結
果に基づいて表４に示す評価基準で評価した。Ｆ溶出性
は、バラス材を用いて溶出試験液を作製し、ＪＩＳＫ０
１０２．３４．１に規定される方法でＦ溶出濃度を測定
し、Ｆ溶出濃度に基づいて表４に示す評価基準で評価し
た。溶出試験液の作製は、環境庁告示第４６号に則って
行った。撹拌後のスラグの成分分析結果を表５に示す。
またスラグのＦ溶出性、脱硫能および還元能の評価結果
を表６に示す。

【００４７】

【表４】

【００４８】

【表５】

【００４９】

【表６】

【００５０】（１−２）比較例１，１３〜１８造滓剤の種類およびその配合量を除いて、実施例１〜１
７と同じ方法で溶銑およびバラス材を製造した。造滓剤
には、生石灰と、珪石と、アルミニウムドロスと蛍石と
を使用し、その配合量はスラグ成分に関する本発明の条
件から外れるように変化させた。撹拌後のスラグの成分
分析結果を表７に示す。またスラグのＦ溶出性、脱硫能
および還元能の評価結果を表８に示す。各評価は表４に
示す評価基準に従って行った。

【００５１】（１−３）比較例２〜１２造滓剤の配合量および溶銑温度を除いて、実施例１〜１
７と同じ方法で溶銑およびバラス材を製造した。造滓剤
である生石灰、珪石およびアルミニウムドロスの配合量
は、スラグ成分に関する本発明の条件から外れるように
変化させた。溶銑温度は、比較例２，９〜１２について
は１４２０℃に設定し、比較例３〜６については１３８
０℃に設定し、比較例７，８については１４６０℃に設
定した。撹拌後のスラグの成分分析結果を表７に示す。
またスラグのＦ溶出性、脱硫能および還元能の評価結果
を表８に示す。各評価は表４に示す評価基準に従って行
った。

【００５２】

【表７】

【００５３】

【表８】

【００５４】表５〜表８から次のことが判る。（ａ）スラグ成分に関する本発明の条件を全て満たす実
施例１〜１７は、スラグのＦ溶出性、脱硫能および還元
能に関していずれも良好である。これは、低融点で流動
性の良好なスラグが形成され、かつスラグ中のＣａＦ₂
濃度が低いことによるものである。

【００５５】（ｂ）スラグ中のＣａＦ₂濃度が本発明の
範囲から外れている比較例１，１３〜１８は、Ｆ溶出性
に関して全て不合格である。

【００５６】（ｃ）スラグ中のＡｌ₂Ｏ₃濃度が本発明の
範囲から外れている比較例２，９〜１２は、脱硫能に関
して全て不良であり、還元能に関して一部不良である。
これは、成分不良によってスラグの融点が高くなり、前
述のように溶銑温度を高めていてもスラグ流動性が不充
分であることによるものである。すなわち、溶銑温度の
上昇量が不充分であり、温度効果が成分の影響を相殺し
きれないことによるものである。

【００５７】（ｄ）スラグ中のＣａＯおよびＳｉＯ₂濃
度のいずれかが本発明の範囲から外れている比較例３〜
６は、脱硫能に関して全て不良であり、還元能に関して
一部不良である。これは、成分不良によってスラグの融
点が高くなり、スラグの流動性が低下することによるも
のである。

【００５８】（ｅ）スラグ中のＭｇＯ濃度が本発明の範
囲から外れている比較例７，８は、脱硫能に関して不良
である。これは、ＭｇＯ濃度が高いので、スラグの融点
が高くなりスラグの流動性が低下することによるもので
ある。またＭｇＯ濃度の増大は、溶銑温度の過度な上昇
に伴う耐火物の溶損量の増加によるものであり、溶銑温
度の適正な管理が必要である。

【００５９】（ｆ）したがって、実施例１〜１７は比較
例１〜１８よりもスラグのＦ溶出性、脱硫能および還元
能に関して優れた特性を示す。

【００６０】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明によ
れば、ＣａＯ源、ＳｉＯ₂源およびＡｌ₂Ｏ₃源が溶解炉
に装入されて低融点スラグが形成されるので、ＣａＦ₂
源を多量に溶解炉に装入しなくてもスラグの流動性を高
めることができる。したがって、経済的な操業温度でス
ラグによる溶融金属の脱硫および還元精錬をＣａＦ₂源
を充分な量、溶解炉に装入したときと同様に行うことが
できる。

【００６１】また請求項２記載の本発明によれば、スラ
グ中にＣａＯ、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃が充分に含まれ
ているので、ＣａＦ₂を含んでいなくてもスラグの融点
を低下させることができる。

【００６２】また請求項３記載の本発明によれば、スラ
グ中に含まれるＣａＦ₂濃度が充分に低い濃度に抑制さ
れるので、スラグを水に浸漬してもＦ溶出濃度を環境に
関わる規制値以下に止めることができる。

【００６３】また請求項４記載の本発明によれば、Ａｌ
₂Ｏ₃源が金属アルミニウムを含むアルミニウムドロスで
あるので、スラグ中の酸化物を還元して溶融金属中に回
収することができる。

【００６４】また請求項５記載の本発明によれば、溶融
金属が非酸化性ガスによって撹拌されるので、スラグと
溶融金属との反応をさらに促進させることができる。

【００６５】また請求項６記載の本発明によれば、溶融
金属がステンレス鋼溶銑であるので、スラグとステンレ
ス鋼溶銑との反応によってスラグ中に含まれるＣｒ₂Ｏ₃
が還元され、有価金属であるＣｒを効果的に回収するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態であるステンレス鋼溶銑
の精錬方法を好適に適用することのできる電気炉１およ
び取鍋９の概略的な構成を示す系統図である。

【図２】図１に示す取鍋９の構成を簡略化して示す縦断
面図である。

【図３】本発明の実施の一形態であるステンレス鋼溶銑
の精錬方法を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１電気炉２メタル原料３酸化物原料４電極５溶銑６スラグ７造滓剤８コークス９取鍋１５ランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K012 CA05 CA06 CA07 CA09 4K013 BA05 CA01 CA12 CA15 CB02 CC04 CD02 CF02 CF12 CF13 DA03 DA10 DA13 DA14 EA03 EA04 EA05 EA12 EA18 EA19 EA30 FA05 4K014 CA04 CB01 CB05 CC07 CD18 CD19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解炉に原料を装入して溶解し、溶融金
属と、その浴面上に浮遊するスラグとを形成し、溶融金
属とスラグとを反応させて溶融金属を精錬する金属の精
錬方法において、溶解炉にＣａＯ源、ＳｉＯ₂源およびＡｌ₂Ｏ₃源を装入
して低融点スラグを形成することを特徴とする金属の精
錬方法。
【請求項２】スラグがスラグ総量に対してＣａＯ：３
５〜５０％，ＳｉＯ₂：２５〜４５％，Ａｌ₂Ｏ₃：１０
〜２０％を含むことを特徴とする請求項１記載の金属の
精錬方法。
【請求項３】スラグがスラグ総量に対してＣａＦ₂：
０〜１５％，ＭｇＯ：０〜１５％をさらに含むことを特
徴とする請求項１または２記載の金属の精錬方法。
【請求項４】Ａｌ₂Ｏ₃源がアルミニウムドロスである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属
の精錬方法。
【請求項５】溶融金属中に非酸化性ガスを吹込んで撹
拌することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の金属の精錬方法。
【請求項６】溶融金属がステンレス鋼溶銑であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の金属の精
錬方法。