JP2007538156A

JP2007538156A - 冶金スラグのクロム還元方法

Info

Publication number: JP2007538156A
Application number: JP2007517483A
Authority: JP
Inventors: チュディン，マルクス
Original assignee: ホルシムリミティド
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2025-05-18
Also published as: RU2006144836A; PT1747297E; ATE378429T1; US7641713B2; CA2563338A1; TWI300444B; EP1747297B1; CN1954086A; DE502005001988D1; MXPA06012456A; JP4829225B2; AU2005245678B2; RU2360008C2; EP1747297A1; ES2297704T3; PL1747297T3; BRPI0511154A; ZA200608814B; US20070227307A1; WO2005113840A1

Abstract

鉄浴上に装荷された液状の冶金スラグからクロムを還元する方法であって、該クロムの還元がＣ含有量２〜４wt％の鉄浴によって行なわれる方法において、ａ）Ｃｒ含有量が２〜２０wt％のＣｒ含有スラグを、Ｃ含有量が１wt％未満の鉄浴上に装荷する工程、ｂ）エネルギー供給と共に炭素源を添加して鉄浴の炭素含有量を約２〜４wt％にまで上昇させる工程、ｃ）Ｃｒの還元後に、Ｃｒ含有量が約０．１wt％である液状スラグを除去する工程、ｄ）冷却材、望ましくはスクラップを鉄溶湯に添加し、該溶湯のＣ含有量を１wt％未満にまで低下させる工程、およびｅ）Ｃｒ含有溶湯の一部を液状で除去し、一方、残部は以降の溶湯処理のために転炉内に液状で残す工程を特徴とする方法。

Description

本発明は、鉄浴上に装荷された液状の冶金スラグからクロムを還元する方法であって、該クロムの還元がＣ含有量２〜４wt％の鉄浴によって行なわれる方法に関する。

ステンレス鋼の製造に際しては、多量のスラグが生成し、このスラグ中のクロム含有量が多いので経済的な観点から還元することが適当である。更に、環境保護の観点でも、このような冶金スラグのクロム含有量を低減することは長期的に望ましい。

例えばＷＯ０１／０５５４６１Ａ１には、炭素含有鉄浴による還元によってスラグのＣｒ含有量を約０．０５〜０．２wt％に低減することが記載されている。

しかし、この方法は実用化は問題が多いため、これまで適用されていない。

上記特許公報によると、還元を行なうには鉄浴のＣ含有量は少なくとも３wt％必要である。スラグのＣｒ含有量４〜６wt％である。

液状のＣｒ含有スラグを銑鉄浴上に装荷する。銑鉄とはＣ含有量が約４wt％の鉄を指す。

上記公報の方法はもう一つの欠点として、スラグから還元されたクロムは高Ｃ含有量の合金中に含有された状態である。そのため、Ｃ含有量を低減するために電気炉で再度精錬しなくてはならず、プロセス全体としては不利である。

ＷＯ０１／０５５４５９Ａ１には、ＦｅＯ含有量が５wt％より多い液状スラグは、銑鉄浴上に装荷されると活発な反応を開始することが指摘されている。そのため、このＦｅＯ含有スラグを装荷する前に、鉄浴のＣ含有量を０．５wt％未満に低下させておく必要がある。しかし、高Ｃ含有量の鉄浴上に酸化クロム含有量が２wt％より多いＣｒＯ含有スラグを装荷した場合にも、上記と同様な反応が起きる。

本発明は、上記従来技術の欠点を排除する。

本発明による冶金スラグのクロム還元方法は、下記の工程の組み合わせによって行なう。

ａ）Ｃｒ含有量が２〜２０wt％のＣｒ含有スラグを、Ｃ含有量が１wt％未満の鉄浴上に装荷する工程、
ｂ）エネルギー供給と共に炭素源を添加して鉄浴の炭素含有量を約２〜４wt％にまで上昇させる工程、
ｃ）Ｃｒの還元後に、Ｃｒ含有量が約０．１wt％である液状スラグを除去する工程、
ｄ）冷却材、望ましくはスクラップを鉄溶湯に添加し、該溶湯のＣ含有量を１wt％未満、望ましくは０．５wt％未満にまで低下させる工程、および
ｅ）Ｃｒ含有溶湯の一部を液状で除去し、一方、残部は以降の溶湯処理のために転炉内に液状で残す工程。

反応ガスを高温空気で後燃焼させる下吹き転炉が、本発明の方法を実施するのに特に適している。この方法はエネルギー供給による高効率が得られるので、石炭の所要量が少なくて、経済的な操業が可能である。

本発明の方法では、Ｃｒ還元後に高Ｃ含有量の鉄浴からスラグを分離することが必要である。そして少量のスラグのみが転炉内に残り、その後の鉄浴中のＣ含有量の低下中にＣｒ含有量が再度増加する。しかし、ここでスラグ化するＣｒの量は非常に少ないので、Ｃｒバランスには殆ど影響しない。スラグが転炉内に残り、Ｃｒは以降のチャージにより新たに還元される。

例えば、ステンレス鋼の製造に通常３０wt％の量で用いられる非合金スクラップを鉄溶湯の精錬中に冷材として用いることができる。この場合、非合金スクラップを用いることにより、鉄溶湯のＣｒ含有量を低く維持できるので、スラグの還元時間を短縮できるという利点がある。更に、廃材処理中に生ずるリサイクルの残材や、ＡＯＤまたはレードル脱ガス設備で生成するスラグから生ずる材材も、一緒に溶解させて良い。

本発明の方法は、従来技術に対して下記の利点がある。

◎ Ｃｒ含有スラグを処理するのに必要な鉄浴は、先行する溶湯から回収される。

◎ 転炉中でＣｒ含有スラグの還元により生成する合金はＣ含有量が低いので、液状で電気炉に添加できる。

◎ 非合金スクラップは低コストで溶解できるので、電気炉の生産性を高めることができる。

以下に実施例により本発明の方法を更に詳細に説明する。

１００トン電気炉にて、Ｃｒ含有量１８wt％、Ｎｉ含有量８wt％のステンレス鋼を製造した。従来の製造法により、合金スクラップ６０トン、非合金スクラップ３５トン、ＦｅＣｒ１５トンを電気炉で溶落させた。フェロシリコンでスラグの還元をした後に、１８wt％Ｃｒ、８wt％Ｎｉ、０．５wt％Ｃの溶鋼１００トンをスラグ１０トンと一緒に出湯させた。スラグはＣｒ含有量５wt％、ＦｅＯ含有量１．５wt％であった。

本発明により、先行する溶湯から引き継いだ０．５wt％Ｃ、３wt％Ｃｒの鉄溶湯２０トンを収容している転炉内に、上記のスラグを液状で装入した。

転炉底部から吹き込み速度５，０００Ｎｍ／ｈｒで酸素を導入し、酸素を２５wt％に濃化した高温空気を吹き込み速度２５，０００Ｎｍ／ｈｒで上吹きした。総量５トンの粉状石炭を底部羽口から吹き込んだ。

第１工程として、Ｃ含有量および鉄浴温度の上昇と、スラグからのＣｒ還元のために、２トンの石炭が必要であった。第１工程において、廃材の処理により生ずるスラグと合金スクラップも同時に溶落させることが適当であり、該スラグおよび合金スクラップの量は鋼の製造量の約４wt％になる。その後、Ｃｒ含有量が約０．１wt％のスラグを出湯させる。この除滓の前に、必要に応じて、ＦｅＳｉを４ｋｇ／スラグトン添加することによりＣｒ含有量を約０．０１wt％にまで低下させることができる。

Ｃ含有量３wt％、Ｃｒ含有量７wt％の鉄浴に、非合金スクラップ３０トンを装入した。このスクラップを溶落させるために、石炭３トンが必要であり、そのうちの２．５トンは粉状で吹き込み、残りの量はＣ含有量が精錬により３wt％から０．５wt％に低下した鉄浴から供給された。転炉内にあるＣｒ含有量３wt％の合金のうち３０トンを液状で電気炉に出湯した。残り２０トンは以降の処理のために転炉内に残した。

上記の各量は広い範囲で変わり得る。例えば、付加的に精錬するスクラップの量を約１５トンに低下させることができる。これにより、電気炉内で用いるためのＣｒ含有量７wt％の合金を生成できる。しかし、その結果、鉄浴中のＣｒ含有量が大幅に増加するため、スラグからのＣｒ還元に必要な時間が長くなる。個々の工程において、鉄浴のＣｒ含有量が１０wt％になるようにプロセスを制御する。

本発明は、適当な造滓材を添加することにより、スラグの組成を変えて、セメント製造に使用できるようにすることも可能である。

Claims

鉄浴上に装荷された液状の冶金スラグからクロムを還元する方法であって、該クロムの還元がＣ含有量２〜４wt％の鉄浴によって行なわれる方法において、
ａ）Ｃｒ含有量が２〜２０wt％のＣｒ含有スラグを、Ｃ含有量が１wt％未満の鉄浴上に装荷する工程、
ｂ）エネルギー供給と共に炭素源を添加して鉄浴の炭素含有量を約２〜４wt％にまで上昇させる工程、
ｃ）Ｃｒの還元後に、Ｃｒ含有量が約０．１wt％である液状スラグを除去する工程、
ｄ）冷却材、望ましくはスクラップを鉄溶湯に添加し、該溶湯のＣ含有量を１wt％未満にまで低下させる工程、および
ｅ）Ｃｒ含有溶湯の一部を液状で除去し、一方、残部は以降の溶湯処理のために転炉内に液状で残す工程
を特徴とする方法。
請求項１記載の方法において、上記冷却材を添加することにより、上記溶湯のＣ含有量を０．５wt％未満に低下させることを特徴とする方法。