JP2002235124A - 含クロム滓からのクロム回収方法 - Google Patents
含クロム滓からのクロム回収方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】含クロム滓中のクロムを低濃度までより効率的
にかつ最大限の処理速度で還元回収するとともに、スラ
グを普通鋼スラグと同等に無害化して、環境汚染の恐れ
なしに、路盤材や土木用埋立材としての有効利用を可能
ならしめる含クロム滓の処理方法を提供する。 【解決手段】電極と溶鉄との間にアークを形成し、溶鉄
の加熱や溶鉄の精錬を行うプロセスにおいて、電極の少
なくとも１本以上を中空電極とし、Ｃｒを０．５質量％
以上含有する含クロム滓と還元剤を中空電極を通し不活
性ガスにのせてアーク中に吹き込み、含クロム滓中のク
ロム酸化物を還元して溶鋼中に回収する含クロム滓から
のクロム回収方法において、含クロム滓と還元剤の吹き
込み時に溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分以上１０Ｎｌ／
分以下の不活性ガスを溶鉄中に吹き込み、溶鉄に攪拌を
付与する。また、その際に、含クロム滓の吹き込み速度
を（１）式で規定されるＱｋｇ／分以下とする。 【数１】
にかつ最大限の処理速度で還元回収するとともに、スラ
グを普通鋼スラグと同等に無害化して、環境汚染の恐れ
なしに、路盤材や土木用埋立材としての有効利用を可能
ならしめる含クロム滓の処理方法を提供する。 【解決手段】電極と溶鉄との間にアークを形成し、溶鉄
の加熱や溶鉄の精錬を行うプロセスにおいて、電極の少
なくとも１本以上を中空電極とし、Ｃｒを０．５質量％
以上含有する含クロム滓と還元剤を中空電極を通し不活
性ガスにのせてアーク中に吹き込み、含クロム滓中のク
ロム酸化物を還元して溶鋼中に回収する含クロム滓から
のクロム回収方法において、含クロム滓と還元剤の吹き
込み時に溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分以上１０Ｎｌ／
分以下の不活性ガスを溶鉄中に吹き込み、溶鉄に攪拌を
付与する。また、その際に、含クロム滓の吹き込み速度
を（１）式で規定されるＱｋｇ／分以下とする。 【数１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、含クロム滓からク
ロムを効率的に還元・回収し、スラグを無害化処理する
方法に関する。
ロムを効率的に還元・回収し、スラグを無害化処理する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼等の製造過程で副産物とし
て発生する含クロム滓は、例えば転炉滓で５％以上高い
ものでは３０％近いクロム酸化物を含有し、有価金属で
あるクロムを多量含んでいるため、製造コスト削減の点
からも資源の有効利用の観点からも精錬後にＦｅ−Ｓｉ
やＡｌ等の還元剤を添加してスラグ中のクロム酸化物を
溶鋼中に還元してから出鋼するのが一般的になってい
る。電気炉を用いてステンレス鋼やフェロクロム等の含
クロム鋼を溶製する場合にも、やはり還元期を設けて還
元剤によるクロム還元を通常実施している。
て発生する含クロム滓は、例えば転炉滓で５％以上高い
ものでは３０％近いクロム酸化物を含有し、有価金属で
あるクロムを多量含んでいるため、製造コスト削減の点
からも資源の有効利用の観点からも精錬後にＦｅ−Ｓｉ
やＡｌ等の還元剤を添加してスラグ中のクロム酸化物を
溶鋼中に還元してから出鋼するのが一般的になってい
る。電気炉を用いてステンレス鋼やフェロクロム等の含
クロム鋼を溶製する場合にも、やはり還元期を設けて還
元剤によるクロム還元を通常実施している。
【０００３】しかしながら、この還元用のＦｅ−Ｓｉや
Ａｌも価格が高いため、吹酸中のクロム酸化をできる限
り低下させる試みがなされている。例えば、特開昭６１
−３８１５号公報や特開昭６１−１９７１６号公報で
は、吹錬中の送酸速度と攪拌力とを適正に制御すること
で、クロムの酸化を抑制した精錬方法が開示されてい
る。しかし、これらの方法を用いても、還元剤使用量を
ゼロにすることはできない。
Ａｌも価格が高いため、吹酸中のクロム酸化をできる限
り低下させる試みがなされている。例えば、特開昭６１
−３８１５号公報や特開昭６１−１９７１６号公報で
は、吹錬中の送酸速度と攪拌力とを適正に制御すること
で、クロムの酸化を抑制した精錬方法が開示されてい
る。しかし、これらの方法を用いても、還元剤使用量を
ゼロにすることはできない。
【０００４】高価な還元剤を使用せずに含クロム滓から
クロムを回収する手段として、特開昭５３−１１９２１
０号公報のように含クロム滓を冷却固化した後、もしく
は特開平６−７３４２４号公報のように含クロム滓を炉
内に残存させたまま、別チャージの溶銑と接触させ、精
錬中に溶銑中Ｃによるスラグ中のクロム酸化物を還元回
収する方法が開示されている。これらの方法では、高価
な還元剤を使用することなくスラグ中のクロムを回収可
能であるが、還元後の低クロム酸濃度のスラグを系外に
排出するためには、特開平６−７３４２４号公報のよう
に精錬途中で一度排滓を実施する必要があり、生産性を
圧迫する問題が生じる。また、酸化クロムとＣとの反応
は低温では起こりにくく、還元速度が遅いという問題も
あった。
クロムを回収する手段として、特開昭５３−１１９２１
０号公報のように含クロム滓を冷却固化した後、もしく
は特開平６−７３４２４号公報のように含クロム滓を炉
内に残存させたまま、別チャージの溶銑と接触させ、精
錬中に溶銑中Ｃによるスラグ中のクロム酸化物を還元回
収する方法が開示されている。これらの方法では、高価
な還元剤を使用することなくスラグ中のクロムを回収可
能であるが、還元後の低クロム酸濃度のスラグを系外に
排出するためには、特開平６−７３４２４号公報のよう
に精錬途中で一度排滓を実施する必要があり、生産性を
圧迫する問題が生じる。また、酸化クロムとＣとの反応
は低温では起こりにくく、還元速度が遅いという問題も
あった。
【０００５】また、特開平０２−２５８９１２号公報の
ように、取鍋内で還元剤を吹き込み、スラグ中のクロム
を溶鋼中に還元回収する方法も開示されているが、やは
り低温での処理であるため、還元速度が遅く、処理後の
スラグ中クロム酸濃度も高いという問題があった。
ように、取鍋内で還元剤を吹き込み、スラグ中のクロム
を溶鋼中に還元回収する方法も開示されているが、やは
り低温での処理であるため、還元速度が遅く、処理後の
スラグ中クロム酸濃度も高いという問題があった。
【０００６】上記のような還元処理を施しても、還元剤
コスト抑制と低温による反応性の悪さから、処理後のス
ラグ中Ｃｒ濃度は０．５〜３質量％程度となっている。
しかしながら、この０．５〜３質量％程度のスラグ中Ｃ
ｒ濃度でも、６価Ｃｒが溶出する場合がある。含クロム
滓を路盤材、土木用埋立材として使用する場合、スラグ
からの６価Ｃｒ溶出がないことが必要であるため、現状
は殆ど全量が製造工場内での保管や管理型の埋め立て処
分となっている。
コスト抑制と低温による反応性の悪さから、処理後のス
ラグ中Ｃｒ濃度は０．５〜３質量％程度となっている。
しかしながら、この０．５〜３質量％程度のスラグ中Ｃ
ｒ濃度でも、６価Ｃｒが溶出する場合がある。含クロム
滓を路盤材、土木用埋立材として使用する場合、スラグ
からの６価Ｃｒ溶出がないことが必要であるため、現状
は殆ど全量が製造工場内での保管や管理型の埋め立て処
分となっている。
【０００７】含クロム滓からの６価クロムの溶出防止方
法として、例えば特開昭６３−１４００４４号公報で
は、溶融状態で排出された含クロム滓を別の容器に移
し、攪拌を付与しつつ還元剤を添加する方法が提案され
ている。しかしながら、この方法は、通常精錬容器内で
行われているＦｅ−Ｓｉによる還元処理を別の容器に移
して実施しただけの処理であり、依然として２質量％程
度の酸化クロムが残存していることから、６価クロムの
溶出を完全に防止することはできない。
法として、例えば特開昭６３−１４００４４号公報で
は、溶融状態で排出された含クロム滓を別の容器に移
し、攪拌を付与しつつ還元剤を添加する方法が提案され
ている。しかしながら、この方法は、通常精錬容器内で
行われているＦｅ−Ｓｉによる還元処理を別の容器に移
して実施しただけの処理であり、依然として２質量％程
度の酸化クロムが残存していることから、６価クロムの
溶出を完全に防止することはできない。
【０００８】これらの問題点を解決し、含クロム滓中の
クロムを低濃度まで効率的に還元回収する方法として、
本発明者らは特願２０００−１３３６２２号明細書にお
いて、電極と溶鉄との間に中空電極を用いてアークを形
成し、含クロム滓と還元剤を中空電極を通してアーク中
に吹き込む方法を提案した。
クロムを低濃度まで効率的に還元回収する方法として、
本発明者らは特願２０００−１３３６２２号明細書にお
いて、電極と溶鉄との間に中空電極を用いてアークを形
成し、含クロム滓と還元剤を中空電極を通してアーク中
に吹き込む方法を提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】含クロム滓と還元剤と
を中空電極を通してアーク中に吹き込む方法では、上部
の電極と溶鉄間に生じる３０００℃以上の極めて高温の
アーク内部にスラグの粉体と還元剤を吹き込むため、酸
化クロムの還元反応が極めて速く進行し、適正条件下で
はスラグ中の酸化クロムのほぼ全量が還元される。本発
明は、この有用性を更に検討して、含クロム滓中のクロ
ムを低濃度までより効率的にかつ最大限の処理速度で還
元回収するとともに、スラグを普通鋼スラグと同等に無
害化して、路盤材や土木用埋立材とての有効利用を可能
ならしめる含クロム滓の処理方法を提供するものであ
る。
を中空電極を通してアーク中に吹き込む方法では、上部
の電極と溶鉄間に生じる３０００℃以上の極めて高温の
アーク内部にスラグの粉体と還元剤を吹き込むため、酸
化クロムの還元反応が極めて速く進行し、適正条件下で
はスラグ中の酸化クロムのほぼ全量が還元される。本発
明は、この有用性を更に検討して、含クロム滓中のクロ
ムを低濃度までより効率的にかつ最大限の処理速度で還
元回収するとともに、スラグを普通鋼スラグと同等に無
害化して、路盤材や土木用埋立材とての有効利用を可能
ならしめる含クロム滓の処理方法を提供するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記の通りである。 （１）電極と溶鉄との間にアークを形成し、溶鉄の加熱
や溶鉄の精錬を行う際に、電極の少なくとも１本以上を
中空電極とし、Ｃｒを０．５質量％以上含有する含クロ
ム滓と還元剤を中空電極を通しキャリアガスとともにア
ーク中に吹き込み、含クロム滓中のクロム酸化物を還元
して溶鉄中に回収する方法において、含クロム滓と還元
剤の吹き込み時に溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分以上１
０Ｎｌ／分以下の不活性ガスを溶鉄中に吹き込み、溶鉄
を攪拌することを特徴とする含クロム滓からのクロム回
収方法。 （２）含クロム滓の吹き込み速度を（１）式で規定され
るＱｋｇ／分以下にすることを特徴とする請求項１記載
の含クロム滓からのクロム回収方法。
ろは、下記の通りである。 （１）電極と溶鉄との間にアークを形成し、溶鉄の加熱
や溶鉄の精錬を行う際に、電極の少なくとも１本以上を
中空電極とし、Ｃｒを０．５質量％以上含有する含クロ
ム滓と還元剤を中空電極を通しキャリアガスとともにア
ーク中に吹き込み、含クロム滓中のクロム酸化物を還元
して溶鉄中に回収する方法において、含クロム滓と還元
剤の吹き込み時に溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分以上１
０Ｎｌ／分以下の不活性ガスを溶鉄中に吹き込み、溶鉄
を攪拌することを特徴とする含クロム滓からのクロム回
収方法。 （２）含クロム滓の吹き込み速度を（１）式で規定され
るＱｋｇ／分以下にすることを特徴とする請求項１記載
の含クロム滓からのクロム回収方法。
【００１１】
【数２】
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施態様の模式図を図１
に示す。底吹き羽口７を備えた処理用鍋１に溶鉄２が装
入されており、溶鉄２は羽口７から吹き込まれる不活性
ガスにより攪拌されている。通電を開始すると黒鉛製の
３本の電極３によって、溶鉄と電極間に交流のアークが
発生する。電極の１本が中空電極４となっており、ホッ
パー５から切り出される含クロム滓の粉体とホッパー６
から切り出される還元剤の粉体が、不活性ガスをキャリ
アガスとして、中空電極４を通して溶鉄２の表面に吹き
付けられる。含クロム滓中の酸化クロムは還元剤によ
り、高温のアーク中で速やかに還元され、溶鉄中にＣｒ
として移行する。普通鋼スラグと同程度の０．５質量％
未満のＣｒ濃度まで十分にクロムが還元されたスラグ
は、６価クロム溶出の恐れなしに、路盤材や土木用埋立
材とて有効に利用されるとともに、Ｃｒ濃度が高められ
た溶鉄はステンレス鋼溶製のための種湯として利用され
る。
に示す。底吹き羽口７を備えた処理用鍋１に溶鉄２が装
入されており、溶鉄２は羽口７から吹き込まれる不活性
ガスにより攪拌されている。通電を開始すると黒鉛製の
３本の電極３によって、溶鉄と電極間に交流のアークが
発生する。電極の１本が中空電極４となっており、ホッ
パー５から切り出される含クロム滓の粉体とホッパー６
から切り出される還元剤の粉体が、不活性ガスをキャリ
アガスとして、中空電極４を通して溶鉄２の表面に吹き
付けられる。含クロム滓中の酸化クロムは還元剤によ
り、高温のアーク中で速やかに還元され、溶鉄中にＣｒ
として移行する。普通鋼スラグと同程度の０．５質量％
未満のＣｒ濃度まで十分にクロムが還元されたスラグ
は、６価クロム溶出の恐れなしに、路盤材や土木用埋立
材とて有効に利用されるとともに、Ｃｒ濃度が高められ
た溶鉄はステンレス鋼溶製のための種湯として利用され
る。
【００１３】ここで、アークの種類としては、交流アー
クでも直流アークでも良い。交流アークの場合には、通
常３本のアーク電極の内、少なくとも１本以上を中空電
極とすれば良い。但し、スラグの必要処理量が多い場合
には、２本以上の中空電極を同時に使用してスラグを吹
き込むことが望ましい。処理を行う容器としては、交流
式の電気アーク炉でも直流式の電気アーク炉でも良い。
アークの安定性の点からは直流アークが望ましく、処理
の簡便さの点からは、鍋内の溶鋼を交流アークで加熱す
るＬＦ等のプロセスでの処理が望ましい。
クでも直流アークでも良い。交流アークの場合には、通
常３本のアーク電極の内、少なくとも１本以上を中空電
極とすれば良い。但し、スラグの必要処理量が多い場合
には、２本以上の中空電極を同時に使用してスラグを吹
き込むことが望ましい。処理を行う容器としては、交流
式の電気アーク炉でも直流式の電気アーク炉でも良い。
アークの安定性の点からは直流アークが望ましく、処理
の簡便さの点からは、鍋内の溶鋼を交流アークで加熱す
るＬＦ等のプロセスでの処理が望ましい。
【００１４】還元剤の添加量は、Ｃｒを還元する化学当
量以上であることが望ましい。また、還元剤としては、
安価な炭素材が望ましいが、スラグの再利用の用途に応
じてスラグ性状を安定化したい場合には、炭素材の代わ
りにアルミ灰、アルミドロス、Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ等の還
元剤もしくはその混合物を使用して、生成するＳｉＯ 2
やＡｌ2Ｏ3によりスラグ組成を制御することも可能であ
る。スラグの組成制御のために還元剤に珪砂やアルミナ
等の造滓材を混合しても良い。
量以上であることが望ましい。また、還元剤としては、
安価な炭素材が望ましいが、スラグの再利用の用途に応
じてスラグ性状を安定化したい場合には、炭素材の代わ
りにアルミ灰、アルミドロス、Ｆｅ−Ｓｉ、Ａｌ等の還
元剤もしくはその混合物を使用して、生成するＳｉＯ 2
やＡｌ2Ｏ3によりスラグ組成を制御することも可能であ
る。スラグの組成制御のために還元剤に珪砂やアルミナ
等の造滓材を混合しても良い。
【００１５】スラグも還元剤も、反応速度の点からでき
るだけ微細な粉体であることが望ましいが、含クロム滓
は冷却過程で自発的に粉化するものが殆どであるため、
事前に破砕処理を行う必要は殆どない。含クロム滓にク
ロムを含むダストやその他の産業廃棄物を混合して処理
することも可能である。スラグ中のＣｒ濃度は、０．５
質量％以上であれば特に制限はされないが、好ましくは
０．５〜３０質量％の範囲である。スラグ中のＣｒ濃度
が０．５質量％未満の場合には、６価クロムの溶出がな
くなり還元処理する必要がないため、０．５質量％を基
準値とした。含クロム滓や還元剤を中空電極を通して吹
き込むためのキャリアガスや、溶鉄中に吹き込んで溶鉄
を攪拌するためのガスとしては、還元されたクロムの再
酸化防止や電極の酸化損耗防止の点からＮ2やＡｒ等の
不活性ガスであることが必要であるが、溶湯への吸窒の
恐れがない場合には安価なＮ2ガスが望ましい。
るだけ微細な粉体であることが望ましいが、含クロム滓
は冷却過程で自発的に粉化するものが殆どであるため、
事前に破砕処理を行う必要は殆どない。含クロム滓にク
ロムを含むダストやその他の産業廃棄物を混合して処理
することも可能である。スラグ中のＣｒ濃度は、０．５
質量％以上であれば特に制限はされないが、好ましくは
０．５〜３０質量％の範囲である。スラグ中のＣｒ濃度
が０．５質量％未満の場合には、６価クロムの溶出がな
くなり還元処理する必要がないため、０．５質量％を基
準値とした。含クロム滓や還元剤を中空電極を通して吹
き込むためのキャリアガスや、溶鉄中に吹き込んで溶鉄
を攪拌するためのガスとしては、還元されたクロムの再
酸化防止や電極の酸化損耗防止の点からＮ2やＡｒ等の
不活性ガスであることが必要であるが、溶湯への吸窒の
恐れがない場合には安価なＮ2ガスが望ましい。
【００１６】溶鉄中に吹き込んで溶鉄を攪拌するための
不活性ガス流量を、溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分以上
１０Ｎｌ／分以下と限定したのは以下の理由による。
不活性ガス流量を、溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分以上
１０Ｎｌ／分以下と限定したのは以下の理由による。
【００１７】本発明者らは、種々の含クロム滓の還元実
験により、同一の二次電圧、二次電流、粉体吹き込み速
度下において、底吹き不活性ガス流量と処理後のスラグ
中クロム濃度（％Ｔ．Ｃｒ）との間に図２に示すような
関係を見出した。底吹きガスを付与しない場合、還元さ
れたクロムが溶鉄表面近傍に滞留し、容器内に侵入した
空気中の酸素により再酸化が生じるため処理後の（％
Ｔ．Ｃｒ）が高い。底吹きガスの導入により溶鉄に攪拌
を付与すると、クロムが溶鉄内部に速やかに移行するた
め（％Ｔ．Ｃｒ）が著しく低下する。その効果は底吹き
ガス流量が溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分未満では小さ
くなる。したがって、効率的なクロム還元のためには
０．４Ｎｌ／分以上の底吹きガス流量が必要である。ま
た、それ以上の底吹きガス流量では、ガス流量の増加に
伴い徐々に処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）も低下するが、その
分ガスコストも増大する。底吹きガス流量が１０Ｎｌ／
分超となると、溶鉄の攪拌が強すぎるため溶鉄表面の擾
乱が激しく、形成されるアークが不安定となりアーク柱
内の温度が低下するとともにクロム還元へのアーク熱の
利用効率も低下するため、処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）が再
び増加に転じ、さらに底吹きガス流量を増加するとアー
ク切れが発生する。したがって、アークが安定した効率
的なクロム還元のためには、底吹きガス流量が溶鉄１ｔ
当たり１０Ｎｌ／分以下であることが必要となる。
験により、同一の二次電圧、二次電流、粉体吹き込み速
度下において、底吹き不活性ガス流量と処理後のスラグ
中クロム濃度（％Ｔ．Ｃｒ）との間に図２に示すような
関係を見出した。底吹きガスを付与しない場合、還元さ
れたクロムが溶鉄表面近傍に滞留し、容器内に侵入した
空気中の酸素により再酸化が生じるため処理後の（％
Ｔ．Ｃｒ）が高い。底吹きガスの導入により溶鉄に攪拌
を付与すると、クロムが溶鉄内部に速やかに移行するた
め（％Ｔ．Ｃｒ）が著しく低下する。その効果は底吹き
ガス流量が溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／分未満では小さ
くなる。したがって、効率的なクロム還元のためには
０．４Ｎｌ／分以上の底吹きガス流量が必要である。ま
た、それ以上の底吹きガス流量では、ガス流量の増加に
伴い徐々に処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）も低下するが、その
分ガスコストも増大する。底吹きガス流量が１０Ｎｌ／
分超となると、溶鉄の攪拌が強すぎるため溶鉄表面の擾
乱が激しく、形成されるアークが不安定となりアーク柱
内の温度が低下するとともにクロム還元へのアーク熱の
利用効率も低下するため、処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）が再
び増加に転じ、さらに底吹きガス流量を増加するとアー
ク切れが発生する。したがって、アークが安定した効率
的なクロム還元のためには、底吹きガス流量が溶鉄１ｔ
当たり１０Ｎｌ／分以下であることが必要となる。
【００１８】次に本発明者らは、含クロム滓の吹き込み
速度の適正化を図るためことに尽力した。底吹きの不活
性ガス流量を溶鉄１ｔ当たり１．０Ｎｌ／分一定とし、
同一の二次電圧、二次電流下で含クロム滓の吹き込み速
度と処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）の関係を調査したところ、
処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）は含クロム滓の吹き込み速度に
ほぼ比例して増大した。スラグの無害化のためには処理
後の（％Ｔ．Ｃｒ）が０．５未満であることが必要であ
り、それを満たす最大の臨界吹き込み速度Ｑ（ｋｇ／
分）を電源容量や二次電圧、二次電流を種々変更した実
験により求めた。吹き込まれた含クロム滓がアーク内で
受ける熱量はアークの発生熱すなわち二次側電力Ｅ（ｋ
Ｗ）に比例する。また、吹き込み速度が一定の場合、含
クロム滓のアーク内滞留時間はアーク長に比例して長く
なる。アーク長はアーク内の電圧降下量と比例するが、
通常陽極と陰極での電圧降下量が約３０Ｖであることが
知られており、アーク内の電圧降下量は二次電圧をＶ
（Ｖ）とするとＶ−３０（Ｖ）となる。そこで、Ｅ（Ｖ
−３０）とＱとの関係を調査すると図３で示すように、
種々の条件下においてもほぼ一義的な比例関係となり、
比例係数は０．８３×１０-5であった。すなわちＱは
（１）式で示されることが判明した。
速度の適正化を図るためことに尽力した。底吹きの不活
性ガス流量を溶鉄１ｔ当たり１．０Ｎｌ／分一定とし、
同一の二次電圧、二次電流下で含クロム滓の吹き込み速
度と処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）の関係を調査したところ、
処理後の（％Ｔ．Ｃｒ）は含クロム滓の吹き込み速度に
ほぼ比例して増大した。スラグの無害化のためには処理
後の（％Ｔ．Ｃｒ）が０．５未満であることが必要であ
り、それを満たす最大の臨界吹き込み速度Ｑ（ｋｇ／
分）を電源容量や二次電圧、二次電流を種々変更した実
験により求めた。吹き込まれた含クロム滓がアーク内で
受ける熱量はアークの発生熱すなわち二次側電力Ｅ（ｋ
Ｗ）に比例する。また、吹き込み速度が一定の場合、含
クロム滓のアーク内滞留時間はアーク長に比例して長く
なる。アーク長はアーク内の電圧降下量と比例するが、
通常陽極と陰極での電圧降下量が約３０Ｖであることが
知られており、アーク内の電圧降下量は二次電圧をＶ
（Ｖ）とするとＶ−３０（Ｖ）となる。そこで、Ｅ（Ｖ
−３０）とＱとの関係を調査すると図３で示すように、
種々の条件下においてもほぼ一義的な比例関係となり、
比例係数は０．８３×１０-5であった。すなわちＱは
（１）式で示されることが判明した。
【００１９】
【数３】
【００２０】以上のことから、含クロム滓の吹き込み速
度が（１）式で示されるＱ以下であれば、６価クロムを
溶出しないスラグに安定して還元処理可能であることが
見出された。なお、吹き込み速度の下限は特に規定され
ず、できるだけＱに近いことが処理能力向上のために望
ましい。
度が（１）式で示されるＱ以下であれば、６価クロムを
溶出しないスラグに安定して還元処理可能であることが
見出された。なお、吹き込み速度の下限は特に規定され
ず、できるだけＱに近いことが処理能力向上のために望
ましい。
【００２１】
【実施例】容量３００ｔの鍋と定格容量１０ＭＶＡの電
源からなるＬＦ設備を用いて、含クロム滓の還元処理を
実施した。ＬＦの電極は直径１６インチの黒鉛電極であ
り、その内１本を直径４０ｍｍの孔を貫通させた中空電
極とした。
源からなるＬＦ設備を用いて、含クロム滓の還元処理を
実施した。ＬＦの電極は直径１６インチの黒鉛電極であ
り、その内１本を直径４０ｍｍの孔を貫通させた中空電
極とした。
【００２２】実施例１としては、まず、１００ｔの溶鉄
を種湯として鍋に装入し、鍋底に設置した多孔質の底吹
き用れんがからＮ2ガスを１００Ｎｌ／分で吹き込みつ
つ、二次電圧３００Ｖ、二次側出力電力６０００ｋＷの
条件で通電した。通電直後より、１つのホッパーから切
り出される含クロム滓の粉体およびもう１つのホッパー
から切り出される還元剤の炭素材の粉体を配管内で混合
し、Ｎ2ガスをキャリアガスとして、中空電極を通して
溶鋼表面に吹き付けた。
を種湯として鍋に装入し、鍋底に設置した多孔質の底吹
き用れんがからＮ2ガスを１００Ｎｌ／分で吹き込みつ
つ、二次電圧３００Ｖ、二次側出力電力６０００ｋＷの
条件で通電した。通電直後より、１つのホッパーから切
り出される含クロム滓の粉体およびもう１つのホッパー
から切り出される還元剤の炭素材の粉体を配管内で混合
し、Ｎ2ガスをキャリアガスとして、中空電極を通して
溶鋼表面に吹き付けた。
【００２３】含クロム滓としては、ステンレス鋼溶製時
の転炉スラグを放置して粉化したものを用いた。スラグ
の主な組成は表１に示す。また、炭素材としてはＣ分が
８６質量％の粒度１ｍｍ以下の微粉コークスを使用し
た。キャリアＮ2ガスの流量は４００Ｎｍ3／ｈとし、含
クロム滓と微粉コークスの吹き込み速度はそれぞれ１３
０ｋｇ／分と１５ｋｇ／分として、約１時間の処理を行
った。また、実施例２として、他の処理条件は同じにし
て、底吹きＮ2ガスを９００Ｎｌ／分に増加して還元処
理を行った。
の転炉スラグを放置して粉化したものを用いた。スラグ
の主な組成は表１に示す。また、炭素材としてはＣ分が
８６質量％の粒度１ｍｍ以下の微粉コークスを使用し
た。キャリアＮ2ガスの流量は４００Ｎｍ3／ｈとし、含
クロム滓と微粉コークスの吹き込み速度はそれぞれ１３
０ｋｇ／分と１５ｋｇ／分として、約１時間の処理を行
った。また、実施例２として、他の処理条件は同じにし
て、底吹きＮ2ガスを９００Ｎｌ／分に増加して還元処
理を行った。
【００２４】比較例１として、発明例と同量のスラグを
同一の通電条件と粉体吹き込み条件で底吹きのＮ2ガス
を流さずに還元処理を行った。また、比較例２として、
底吹きのＮ2ガス流量を１２００Ｎｌ／分として、他は
同一の条件下で還元処理を実施した。比較例３では、底
吹きガス流量を実施例１と同じ１００Ｎｌ／分とし、含
クロム滓の吹き込み速度を２００ｋｇ／分、炭素材の吹
き込み速度を２３ｋｇ／分として、同一通電条件下で還
元処理を行った。
同一の通電条件と粉体吹き込み条件で底吹きのＮ2ガス
を流さずに還元処理を行った。また、比較例２として、
底吹きのＮ2ガス流量を１２００Ｎｌ／分として、他は
同一の条件下で還元処理を実施した。比較例３では、底
吹きガス流量を実施例１と同じ１００Ｎｌ／分とし、含
クロム滓の吹き込み速度を２００ｋｇ／分、炭素材の吹
き込み速度を２３ｋｇ／分として、同一通電条件下で還
元処理を行った。
【００２５】表２に、実施例と比較例の処理後のスラグ
中クロム濃度を示す。実施例では、いずれも約０．２質
量％未満までスラグ中クロム濃度が還元されており、ス
ラグを有効利用できる組成となっていることが確認され
た。しかしながら、比較例では、いずれも６価Ｃｒが
０．５質量％超のクロム濃度となり、基準値を超える結
果であった。特に、比較例２ではアーク切れが多発し、
含クロム滓を吹き込み続けたため、スラグ中の酸化クロ
ムは殆ど還元されなかった。
中クロム濃度を示す。実施例では、いずれも約０．２質
量％未満までスラグ中クロム濃度が還元されており、ス
ラグを有効利用できる組成となっていることが確認され
た。しかしながら、比較例では、いずれも６価Ｃｒが
０．５質量％超のクロム濃度となり、基準値を超える結
果であった。特に、比較例２ではアーク切れが多発し、
含クロム滓を吹き込み続けたため、スラグ中の酸化クロ
ムは殆ど還元されなかった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】本発明により、含クロム滓中のクロムを
低濃度までより効率的にかつ最大限の処理速度で還元回
収し、路盤材や土木用埋立材とて有効に利用できるスラ
グを安定してつくることが可能となった。
低濃度までより効率的にかつ最大限の処理速度で還元回
収し、路盤材や土木用埋立材とて有効に利用できるスラ
グを安定してつくることが可能となった。
【図１】 本発明の実施態様を示す模式図である。
【図２】 底吹きガス流量と処理後のスラグ中クロム濃
度の関係を示す図である。
度の関係を示す図である。
【図３】 二次側出力電力と二次電圧およびスラグ中ク
ロム濃度を０．５質量％未満まで還元可能な含クロム滓
の臨界吹き込み速度との関係を示す図である。
ロム濃度を０．５質量％未満まで還元可能な含クロム滓
の臨界吹き込み速度との関係を示す図である。
１…処理用鍋 ２…溶鉄 ３…アーク電極 ４…中空アーク電極 ５…含クロム滓切り出し用ホッパー ６…還元剤切り出しホッパー ７…底吹き羽口
Claims (2)
- 【請求項１】 電極と溶鉄との間にアークを形成し、溶
鉄の加熱や溶鉄の精錬を行う際に、電極の少なくとも１
本以上を中空電極とし、Ｃｒを０．５質量％以上含有す
る含クロム滓と還元剤を中空電極を通しキャリアガスと
ともにアーク中に吹き込み、含クロム滓中のクロム酸化
物を還元して溶鉄中に回収する方法において、含クロム
滓と還元剤の吹き込み時に溶鉄１ｔ当たり０．４Ｎｌ／
分以上１０Ｎｌ／分以下の不活性ガスを溶鉄中に吹き込
み、溶鉄を攪拌することを特徴とする含クロム滓からの
クロム回収方法。 - 【請求項２】 含クロム滓の吹き込み速度を（１）式で
規定されるＱｋｇ／分以下にすることを特徴とする請求
項１記載の含クロム滓からのクロム回収方法。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032360A JP2002235124A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 含クロム滓からのクロム回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032360A JP2002235124A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 含クロム滓からのクロム回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235124A true JP2002235124A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18896307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001032360A Withdrawn JP2002235124A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 含クロム滓からのクロム回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002235124A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1630238A1 (de) * | 2003-10-30 | 2006-03-01 | SMS Demag Aktiengesellschaft | Verfahren zur Rückgewinnung von metallischen Elementen aus metalloxidhaltigen Schlacken |
| CN104087709A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-10-08 | 承德建龙特殊钢有限公司 | 一种在感应炉中熔融还原高铬渣的方法 |
| CN110343880A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-18 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种利用含钒钢渣还原熔炼钒合金的方法 |
| WO2020249261A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | Linde Gmbh | Method for operating an electric arc furnace |
| CN113636573A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-12 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 基于熔盐氯化渣回收NaCl盐水的深度精制氯碱生产合格一次盐水的方法 |
-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032360A patent/JP2002235124A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1630238A1 (de) * | 2003-10-30 | 2006-03-01 | SMS Demag Aktiengesellschaft | Verfahren zur Rückgewinnung von metallischen Elementen aus metalloxidhaltigen Schlacken |
| CN104087709A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-10-08 | 承德建龙特殊钢有限公司 | 一种在感应炉中熔融还原高铬渣的方法 |
| CN104087709B (zh) * | 2014-07-18 | 2016-08-24 | 承德建龙特殊钢有限公司 | 一种在感应炉中熔融还原高铬渣的方法 |
| WO2020249261A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | Linde Gmbh | Method for operating an electric arc furnace |
| CN110343880A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-18 | 河钢股份有限公司承德分公司 | 一种利用含钒钢渣还原熔炼钒合金的方法 |
| CN113636573A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-12 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 基于熔盐氯化渣回收NaCl盐水的深度精制氯碱生产合格一次盐水的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |