JP2009079257A - Method for producing molten steel - Google Patents

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芳幸 田中
Tomoji Oyama
智史 大山
Takuya Suga
卓也 須賀
Kyoichi Kameyama
恭一 亀山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce molten steel by effectively utilizing Mn-containing dust generated in a production process of ferro-manganese as Mn source in an alloy component for steel. <P>SOLUTION: The production method for molten steel in this invention is performed as the followings, that a formed material containing Mn-containing dust, aluminum dross generated in the production process for ferro-manganese and binder for agglomerating these materials, is charged in a ladle during tapping off of the molten steel from a refining furnace into a ladle, and manganese oxide in the Mn-containing dust is reduced with the metallic Al in the aluminum dross to recover the Mn-content in the Mn-containing dust into the molten steel. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、フェロマンガン製造時に回収した、マンガンを含有するダストを、製鋼プロセスにおいて鋼の合金成分のMn源として有効活用しつつ、溶鋼を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing molten steel while effectively utilizing manganese-containing dust recovered during ferromanganese production as a Mn source of steel alloy components in a steelmaking process.

フェロマンガン(Fe−Mn合金)は、鋼の代表的な合金成分であるMnの成分調整用として、鋼の精錬工程において広く用いられている。このフェロマンガンは、マンガン鉱石に還元剤としてコークスを添加し、これらを電気エネルギー或いはコークスの燃焼熱によって加熱し、コークス中の炭素或いはこの炭素から生成されるCOによりマンガン鉱石を還元製錬して製造されている。   Ferromanganese (Fe—Mn alloy) is widely used in the steel refining process for adjusting the component of Mn, which is a typical alloy component of steel. This ferromanganese is obtained by adding coke as a reducing agent to manganese ore, heating them with electric energy or the combustion heat of coke, and reducing and smelting manganese ore with carbon in coke or CO generated from this carbon. It is manufactured.

このフェロマンガン製造工程において、製錬時の排ガスなどから回収されるダスト(以下、「Mn含有ダスト」という)は30質量%以上のMn分を含有しており、製鋼プロセスにおいて十分Mn源として利用可能である。Mn含有ダスト中のMnは酸化物形態のMnが主体であるが、金属状態のMnも存在する。特に、密閉式電気炉や密閉式シャフト炉を用いたフェロマンガン製造工程では、雰囲気が還元性に保たれることから、金属状態のMnも回収される。Mn含有ダストを製鋼プロセスにおいてMn源として利用する場合、金属状態のMnは還元工程が不要であり好適である。但し、酸化物形態であれ、金属形態であれ、製鋼プロセスにおいて十分Mn源として利用価値がある。酸化物形態のMnは、MnO、Mn34 、Mn23などである。 In this ferromanganese manufacturing process, dust recovered from exhaust gas during smelting (hereinafter referred to as “Mn-containing dust”) contains 30% by mass or more of Mn, and is sufficiently used as a Mn source in the steelmaking process. Is possible. Mn in the Mn-containing dust is mainly Mn in the oxide form, but Mn in the metal state is also present. In particular, in a ferromanganese manufacturing process using a sealed electric furnace or a sealed shaft furnace, the atmosphere is kept reducible, so that metallic Mn is also recovered. When Mn-containing dust is used as a Mn source in a steelmaking process, Mn in a metal state is preferable because it does not require a reduction step. However, whether in oxide form or metal form, it is sufficiently useful as a Mn source in the steelmaking process. Mn in the oxide form is MnO, Mn 3 O 4 , Mn 2 O 3 or the like.

通常、フェロマンガンは、転炉或いは電気炉で製造された溶鋼をこれらの精錬炉から取鍋へ出鋼する際に取鍋内に投入されている。出鋼中、取鍋内に投入されたフェロマンガンは、出鋼流によって強攪拌されて溶鋼中に速やかに溶解する。しかしながら、Mn含有ダストを出鋼中に投入すると、Mn含有ダストは微粉であるために、溶鋼の熱風で巻き上げられて飛散してしまう、或いは集塵機に集塵されてしまい、歩留りは極めて低く、フェロマンガン代替としての効果は期待できない。また、出鋼後に添加しても、取鍋内の溶鋼表面はスラグで覆われており、粉体状のMn含有ダストは見掛け比重が小さく、Mn含有ダストを溶鋼中に浸漬させることができず、同様にフェロマンガン代替としての効果は期待できない。また更に、取鍋内に予め入れ置きした場合には、出鋼時、溶鋼で覆われた状態で底部に付着し、これが出鋼後に浮上し、溶鋼と急激に反応して溶鋼が取鍋から噴出するというトラブルが発生する。   Usually, ferromanganese is put into a ladle when molten steel produced in a converter or an electric furnace is discharged from these refining furnaces into a ladle. During the steel output, the ferromanganese charged into the ladle is strongly stirred by the steel output flow and quickly dissolves in the molten steel. However, when Mn-containing dust is thrown into the steel output, the Mn-containing dust is a fine powder, so it is rolled up by hot air of molten steel and scattered or collected in a dust collector, and the yield is extremely low. The effect as a substitute for manganese cannot be expected. In addition, even after adding steel, the surface of the molten steel in the ladle is covered with slag, the powdered Mn-containing dust has a small apparent specific gravity, and Mn-containing dust cannot be immersed in the molten steel. Similarly, the effect as a substitute for ferromanganese cannot be expected. Furthermore, when placed in the ladle in advance, when the steel is put out, it adheres to the bottom in a state covered with the molten steel, which floats after the steel is pulled out, reacts rapidly with the molten steel, and the molten steel comes from the ladle. Trouble that erupts.

このように、フェロマンガン製造工程で発生するMn含有ダストをそのままの状態で使用することは困難であることから、従来、Mn含有ダストの利用方法として、特許文献1には、乾式集塵装置で回収したMn含有ダスト20〜65部と、湿式集塵装置で回収したMn含有ダスト或いは乾式集塵装置で回収したMn含有ダストを湿式処理したMn含有ダスト80〜35部とを混合し、この混合物を造粒してペレットとした後、100〜230℃で乾燥し、フェロマンガン製造用の原料として再利用する方法が提案されている。また、特許文献2には、Mn含有ダストに加水し、必要に応じてベントナイト、糖蜜、澱粉などのバインダーを添加し、その後に成形した塊状のスラグフォーミング抑止材が提案されている。   Thus, since it is difficult to use the Mn-containing dust generated in the ferromanganese manufacturing process as it is, conventionally, as a method of using the Mn-containing dust, Patent Document 1 discloses a dry dust collector. 20 to 65 parts of the recovered Mn-containing dust is mixed with 80 to 35 parts of Mn-containing dust obtained by wet processing of the Mn-containing dust recovered by the wet dust collector or the Mn-containing dust recovered by the dry dust collector. A method has been proposed in which pellets are made into pellets, dried at 100 to 230 ° C., and reused as a raw material for producing ferromanganese. Patent Document 2 proposes a blocky slag foaming depressant formed by adding water to Mn-containing dust and adding a binder such as bentonite, molasses, starch, etc., if necessary, and then molding the mixture.

尚、Mn含有ダストを利用した技術ではないが、類似の技術として特許文献3には、フェロマンガンなどの合金鉄粉と、水分を16質量%以下に調整した繊維質補強材と、消石灰と、糖蜜と、の混合物からなる粒径10〜80mmで、見掛け比重4.5以上の転炉用合金鉄粉成形組成物が提案されている。
特開昭49−84915号公報 特開2006−274430号公報 特開平8−260020号公報
In addition, although it is not a technique using Mn-containing dust, as a similar technique, Patent Document 3 includes an iron alloy powder such as ferromanganese, a fibrous reinforcing material whose water content is adjusted to 16% by mass or less, slaked lime, An alloy iron powder molding composition for a converter having a particle size of 10 to 80 mm and an apparent specific gravity of 4.5 or more, composed of a mixture of molasses, has been proposed.
JP-A 49-84915 JP 2006-274430 A JP-A-8-260020

しかしながら、上記従来技術には以下の問題点がある。   However, the above prior art has the following problems.

即ち、特許文献1では、Mn含有ダストをフェロマンガンの製造工程にリサイクル使用しており、つまり再度の還元製錬を経てフェロマンガンへと改質しており、製鋼プロセスにおいてMn源として有効利用するという本発明の目的とは異なる技術である。特に、Mn含有ダストに含まれる金属Mnには不必要な製錬を施すことになり、エネルギー的には有効な方法とは言いがたい。   That is, in Patent Document 1, Mn-containing dust is recycled and used in the ferromanganese manufacturing process, that is, it is reformed to ferromanganese through reductive smelting again, and is effectively used as a Mn source in the steelmaking process. This is a technique different from the object of the present invention. In particular, the metal Mn contained in the Mn-containing dust is subjected to unnecessary smelting, which is not an effective method in terms of energy.

特許文献2では、Mn含有ダストなどからなる成形体を基本的にスラグのフォーミング抑制のために使用しており、Mn含有ダストはスラグに混合してしまい、Mn源の回収にはならない。フォーミング抑制剤として使用した際に、仮に溶銑中にMnが回収されたとしても、その後、溶銑には脱燐精錬、脱炭精錬が施され、これらの精錬によってMnは酸化除去されてしまうので、貴重なMn源を有効に利用しているとは言いがたい。   In Patent Document 2, a molded body made of Mn-containing dust or the like is basically used for suppressing slag forming, and Mn-containing dust is mixed with the slag, and the Mn source is not recovered. Even when Mn is recovered in the hot metal when used as a forming inhibitor, the hot metal is then subjected to dephosphorization refining and decarburization refining, and Mn is oxidized and removed by these refining. It is hard to say that the valuable Mn source is used effectively.

特許文献3では、転炉炉上に設けたホッパーから炉内に投入する成形体であることを考慮し、成形体の圧潰強度を高めるために、繊維質補強材、消石灰、及び、糖蜜の添加を必須としており、成形体の製造工程が煩雑であり、成形体のコストアップを招いている。また、Mn含有ダストには酸化物が含まれるが、特許文献3では成形体を構成する金属原料として合金鉄粉のみを対象としており、Mn含有ダストの利用方法とは基本的に異なる技術である。つまり、Mn含有ダストの場合にはマンガン酸化物が含まれており、この酸化物を還元するための対策が必要であるが、特許文献3にはMnの還元剤となるべき物質が添加されていない。   In Patent Document 3, considering the fact that the molded body is put into the furnace from a hopper provided on the converter furnace, in order to increase the crushing strength of the molded body, the addition of fiber reinforcement, slaked lime, and molasses Therefore, the manufacturing process of the molded body is complicated, and the cost of the molded body is increased. Moreover, although oxide is contained in Mn containing dust, in patent document 3, only the alloy iron powder is made into object as a metal raw material which comprises a molded object, and it is a technique fundamentally different from the utilization method of Mn containing dust. . In other words, manganese oxide is contained in the case of Mn-containing dust, and measures for reducing this oxide are necessary. However, Patent Document 3 contains a substance that should be a reducing agent for Mn. Absent.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、フェロマンガンの製造工程で回収されるMn含有ダストを、製鋼プロセスにおいて鋼の合金成分のMn源として有効活用することのできる、溶鋼の製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to effectively utilize Mn-containing dust recovered in the ferromanganese manufacturing process as a Mn source of alloy components of steel in the steelmaking process. It is possible to provide a method for producing molten steel.

上記課題を解決するための第1の発明に係る溶鋼の製造方法は、フェロマンガンの製造工程で発生するMn含有ダスト、アルミドロス及びこれらを塊状化するためのバインダーを含有する成形体を、精錬炉から取鍋への出鋼中に取鍋内に投入し、前記アルミドロス中の金属AlでMn含有ダスト中のマンガン酸化物を還元し、Mn含有ダスト中のMn分を溶鋼中に回収することを特徴とするものである。   The method for producing molten steel according to the first invention for solving the above-mentioned problem is to refine a molded body containing Mn-containing dust, aluminum dross generated in the production process of ferromanganese, and a binder for agglomerating them. The steel is put into the ladle from the furnace to the ladle, and manganese oxide in the Mn-containing dust is reduced with the metal Al in the aluminum dross, and the Mn content in the Mn-containing dust is recovered in the molten steel. It is characterized by this.

第2の発明に係る溶鋼の製造方法は、第1の発明において、前記バインダーとして水分を含有しないバインダーを用いることを特徴とするものである。   The method for producing molten steel according to the second invention is characterized in that, in the first invention, a binder containing no water is used as the binder.

本発明によれば、フェロマンガンの製造工程で発生するMn含有ダストとアルミドロスとを混練し、これらをバインダーで成形した成形体を精錬炉から取鍋への出鋼中に添加するので、Mn含有ダストを飛散させることなく溶鋼に添加することができる。また、アルミドロスには金属Alが含まれており、この金属AlとMn含有ダスト中のマンガン酸化物とのテルミット反応によって、Mn含有ダスト中のマンガン酸化物は容易に還元されて高い歩留りで溶鋼中に移行する。マンガン酸化物の還元反応は吸熱反応であるが、テルミット反応を利用して還元することで、テルミット反応熱が発生し、むしろ溶鋼を昇温しながらのMn含有ダストの添加が達成され、転炉出鋼温度の低減も可能となる。また更に、無水のバインダーを用いて成形した場合には、アルミドロス中の窒化アルミニウムと水との反応によるアンモニアの発生が防止され、アンモニアを発生させることなく、Mn含有ダストとアルミドロスとを成形することができる。   According to the present invention, Mn-containing dust and aluminum dross generated in the production process of ferromanganese are kneaded, and a molded body formed by molding these with a binder is added to the steel discharged from the smelting furnace to the ladle. It can be added to molten steel without scattering the contained dust. Aluminum dross contains metallic Al, and the manganese oxide in the Mn-containing dust is easily reduced by the thermite reaction between the metallic Al and the manganese oxide in the Mn-containing dust. Migrate in. Although the reduction reaction of manganese oxide is an endothermic reaction, thermite reaction heat is generated by the reduction using the thermite reaction, and the addition of Mn-containing dust while the temperature of the molten steel is raised is achieved. It is also possible to reduce the steel output temperature. Furthermore, when molding is performed using an anhydrous binder, generation of ammonia due to the reaction between aluminum nitride and water in aluminum dross is prevented, and Mn-containing dust and aluminum dross are molded without generating ammonia. can do.

以下、本発明を具体的に説明する。   The present invention will be specifically described below.

先ず、本発明に至った経緯について説明する。本発明者等は、フェロマンガンの製造工程で発生するMn含有ダストを、製鋼プロセスにおいてMn源として有効に利用する方法について試験・検討を行った。その結果、Mn含有ダストをMn源としてより有効に利用するためには、転炉や電気炉から取鍋への出鋼中に添加することが最適であるとの結論に至り、そこで、出鋼中に添加する上での問題点を検討した。   First, the background to the present invention will be described. The present inventors tested and examined a method for effectively using Mn-containing dust generated in the production process of ferromanganese as a Mn source in the steelmaking process. As a result, in order to use Mn-containing dust more effectively as a Mn source, it was concluded that it was optimal to add it during the steel output from the converter or electric furnace to the ladle. The problem of adding to the inside was examined.

その結果、1つの問題点は、最大粒径が3mm以下で平均粒径は0.5mm以下である粉末状のMn含有ダストを出鋼中に取鍋内に添加しても、溶鋼の熱風で巻き上げられ、ほとんど取鍋に入らないことであり、そのためには、成形して塊状化する必要のあることが分った。また、2つ目の問題点は、Mn含有ダストはマンガン酸化物が主体を占め、このMn含有ダストを添加しても、Mnよりも酸素との親和力の強い強脱酸元素(Al、Siなど)で還元しない限り、溶鋼中にMn源として歩留らないことである。この場合に、還元剤として高価な金属AlやFe−Si合金を用いたときには、前述した特許文献1のようにフェロマンガンの製造工程にMn含有ダストをリサイクルする場合よりもコスト高になり、工業的には成り立たない。   As a result, one problem is that even if powdered Mn-containing dust having a maximum particle size of 3 mm or less and an average particle size of 0.5 mm or less is added to the ladle during the steel output, It was rolled up and hardly entered the ladle, and for that purpose, it was found that it was necessary to mold and agglomerate. The second problem is that Mn-containing dust is mainly composed of manganese oxide, and even if this Mn-containing dust is added, strong deoxidizing elements (Al, Si, etc.) having a stronger affinity for oxygen than Mn. Unless it is reduced in (), it is not a yield as a Mn source in molten steel. In this case, when an expensive metal Al or Fe—Si alloy is used as the reducing agent, the cost becomes higher than the case where Mn-containing dust is recycled in the ferromanganese manufacturing process as described in Patent Document 1 described above. It is not true.

この2つの問題点を解決するべく検討した結果、安価な還元剤としてアルミドロス(「Al滓」、「Al灰」ともいう)を用いることにより、還元剤によるコストアップを防止でき、しかも、アルミドロスは粉体状であることから特段の粉砕処理などを施すことなくそのままの状態でMn含有ダストと容易に混練でき、バインダーを添加することによって成形可能であることが確認できた。   As a result of studying to solve these two problems, the use of aluminum dross (also referred to as “Al 滓” or “Al ash”) as an inexpensive reducing agent can prevent an increase in cost due to the reducing agent. Since the dross is in the form of powder, it can be confirmed that it can be easily kneaded with the Mn-containing dust as it is without being subjected to special pulverization, and can be molded by adding a binder.

ここで、アルミドロスとは、各種飲料用アルミ缶や、アルミサッシ、門扉、フェンス、梯子などの建築材料、或いは自動車用アルミホイールなどを再利用するべく再溶解する際に、溶解したAlが空気中の酸素と反応して生成するものであり、酸化アルミニウムを主成分とするが、10〜50質量%の金属Alを含有するとともに、空気中の窒素と反応して生成する窒化アルミニウムも含有するものである。   Here, aluminum dross refers to aluminum used for various beverages, aluminum sashes, gates, fences, ladders, and other building materials, or aluminum wheels used for automobiles, etc. It is produced by reacting with oxygen in it, and is mainly composed of aluminum oxide, but contains 10 to 50% by mass of metal Al, and also contains aluminum nitride produced by reacting with nitrogen in the air. Is.

本発明は、上記検討結果に基づいてなされたものであり、フェロマンガンの製造工程で発生するMn含有ダスト、アルミドロス及びこれらを塊状化するためのバインダーを含有する成形体を、精錬炉から取鍋への出鋼中に取鍋内に投入し、前記アルミドロス中の金属AlでMn含有ダスト中のマンガン酸化物を還元し、Mn含有ダスト中のMn分を溶鋼中に回収することを特徴としている。   The present invention has been made on the basis of the above examination results, and took a molded body containing Mn-containing dust, aluminum dross generated in the manufacturing process of ferromanganese, and a binder for agglomerating these from a refining furnace. It is put into the ladle during the steel out to the pan, the manganese oxide in the Mn-containing dust is reduced with the metal Al in the aluminum dross, and the Mn content in the Mn-containing dust is recovered in the molten steel It is said.

フェロマンガンは、通常、密閉式電気炉、開放式電気炉、或いは密閉式の溶鉱炉型シャフト炉においてコークスなどの炭材を還元剤としてマンガン鉱石を製錬することにより製造されており、本発明においては、これらの製錬過程で発生する集塵ダストである限り、どのような形態のダストであってもMn含有ダストとして使用することができる。但し、取鍋内の溶鋼に添加して使用するので、Mn含有ダスト中の不純物はスラグとなることから、発生するスラグを少なくする観点から、ダスト中のMn濃度は高いほど好ましく、Mn純分が30質量%以上のダストを使用することが好ましい。   Ferromanganese is usually manufactured by smelting manganese ore using a carbonaceous material such as coke as a reducing agent in a closed electric furnace, an open electric furnace, or a closed blast furnace type shaft furnace. As long as it is dust collection dust generated in these smelting processes, any form of dust can be used as Mn-containing dust. However, since it is added to the molten steel in the ladle and used, the impurities in the Mn-containing dust become slag. From the viewpoint of reducing the generated slag, the higher the Mn concentration in the dust, the more preferable the Mn pure content. Is preferably 30% by mass or more of dust.

このMn含有ダストと上記のアルミドロスとを混合し、更に、バインダーを添加して混練し、この混練したものを圧縮成形方法或いは押出し成形方法などを用いて成形体とする。圧縮成形方法とは、混練したものを一定の容器内で強く圧縮して成形する方法であり、ブリケット製造機などがある。押出し成形方法とは、混練したものを強い押出し力で多孔ダイスあるいは金網などから押出して成形する方法である。   The Mn-containing dust and the above aluminum dross are mixed, and further, a binder is added and kneaded. The kneaded product is formed into a molded body using a compression molding method or an extrusion molding method. The compression molding method is a method in which a kneaded product is strongly compressed and molded in a fixed container, and includes a briquette manufacturing machine. The extrusion molding method is a method in which a kneaded product is extruded and molded from a porous die or a wire mesh with a strong extrusion force.

成形体を作製する際に、Mn含有ダストの配合比率を30〜70質量%、アルミドロスの配合比率を70〜30質量%にすることが好ましい。Mn含有ダストの配合比率が30質量%未満ではMn源が少なく、多量の成形体を添加しなければならず、取鍋内のスラグ量が多くなってスラグフォーミングによるスラグ噴出の恐れがあり、一方、Mn含有ダストの配合比率が70質量%を超えると、その分アルミドロスの配合比率が下がり、還元剤である金属Alが少なくなって、マンガン酸化物の還元が滞る恐れがある。   When producing a molded object, it is preferable that the mixture ratio of Mn containing dust shall be 30-70 mass%, and the mixture ratio of aluminum dross shall be 70-30 mass%. When the blending ratio of the Mn-containing dust is less than 30% by mass, the amount of Mn is small and a large amount of a molded body must be added, and the amount of slag in the ladle increases, and there is a risk of slag jetting due to slag forming, When the mixing ratio of the Mn-containing dust exceeds 70% by mass, the mixing ratio of the aluminum dross is lowered correspondingly, the metal Al as the reducing agent is decreased, and the reduction of the manganese oxide may be delayed.

使用するバインダーとしては、ベントナイト、ポリビニルアルコールなども使用できるが、これらは水を含んでおり、水を添加すると、アルミドロス中の窒化アルミニウムと水との反応によってアンモニアが生成し、異臭を放つので、水を含有しないバインダーを使用することが好ましい。水を含有しないバインダーとしては、ロウ、糖蜜などを使用することができる。ロウを使用する場合は、ロウが溶ける温度までMn含有ダスト及びアルミドロスを昇熱することが好ましい。ロウが溶融することにより成形が容易になるからである。バインダーの配合比率は、バインダーの種類によって塊状化可能な添加量が異なるので、使用するバインダーに応じて設定すればよい。   As the binder to be used, bentonite, polyvinyl alcohol, etc. can be used, but these contain water, and when water is added, ammonia is generated by the reaction between aluminum nitride in the aluminum dross and water, giving off a strange odor. It is preferable to use a binder that does not contain water. As the binder not containing water, wax, molasses and the like can be used. When wax is used, it is preferable to heat up the Mn-containing dust and aluminum dross to a temperature at which the wax melts. This is because molding is facilitated by melting the wax. The blending ratio of the binder may be set according to the binder to be used because the addition amount that can be agglomerated varies depending on the type of the binder.

成形体の大きさは、特に規定するものではないが、長径が10〜50mmとすればよい。取鍋に投入したときに溶鋼の熱風で成形体が巻き上げられないだけの大きさを有していればよく、長径が10mm以上であればこの条件を満足する。成形体は取鍋内に添加されると加熱されて自然にテルミット反応を起こし、この場合に、成形体が大きすぎるとテルミット反応が激しく、それに伴って溶鋼が飛散する恐れがあるので、長径は50mm以下とすることが好ましい。ここで、長径とは、成形体の直径、幅及び長さのうちで最も大きい箇所を差す。   The size of the molded body is not particularly specified, but the major axis may be 10 to 50 mm. It only needs to have a size that does not allow the compact to be rolled up by hot air of molten steel when it is put into the ladle. This condition is satisfied if the major axis is 10 mm or more. When the molded body is added to the ladle, it will be heated to cause a thermite reaction spontaneously.In this case, if the molded body is too large, the thermite reaction will be violent and the molten steel may be scattered. It is preferable to be 50 mm or less. Here, the major axis refers to the largest part among the diameter, width and length of the molded body.

このようにして成形した成形体を、転炉或いは電気炉から取鍋に溶鋼を出鋼する際に、出鋼流とともに取鍋内に添加する。成形体は溶鋼の熱を受けて加熱され、アルミドロス中の金属AlとMn含有ダスト中のマンガン酸化物とのテルミット反応が進行する。この場合のテルミット反応式の例を下記の(1)式に示す。   When the molten steel is formed into the ladle from the converter or the electric furnace, the formed body thus formed is added into the ladle along with the outgoing steel flow. The formed body is heated by the heat of the molten steel, and the thermite reaction of the metal Al in the aluminum dross and the manganese oxide in the Mn-containing dust proceeds. An example of the thermite reaction formula in this case is shown in the following formula (1).

8Al+3Mn3O4→9Mn+4Al2O3 ΔH=-61.2kcal/mol (1)
(1)式において、ΔHは反応熱(エンタルピー)であり、Mn34 1モル当たり61.2kcalの発熱があるという意味である。この反応熱によって溶鋼は加熱される。
8Al + 3Mn 3 O 4 → 9Mn + 4Al 2 O 3 ΔH = -61.2kcal / mol (1)
In the formula (1), ΔH is reaction heat (enthalpy), and means that there is an exotherm of 61.2 kcal per mole of Mn 3 O 4 . The molten steel is heated by this reaction heat.

Mn含有ダスト中のマンガン酸化物は上記テルミット反応によって還元され、溶鋼中に移行する。一方、生成するAl23 は溶鋼上でスラグとなる。また、アルミドロス中の金属Alのうち、Mn含有ダスト中のマンガン酸化物の当量以上の金属Alは、溶鋼の脱酸剤として機能し、別途添加するAl系脱酸剤の添加量の削減に寄与する。 Manganese oxide in the Mn-containing dust is reduced by the above thermite reaction and migrates into the molten steel. On the other hand, the produced Al 2 O 3 becomes slag on the molten steel. In addition, among the metal Al in aluminum dross, metal Al that is equal to or more than the manganese oxide in the Mn-containing dust functions as a deoxidizer for molten steel, reducing the amount of separately added Al-based deoxidizer. Contribute.

以上説明したように、本発明によれば、フェロマンガンの製造工程で発生するMn含有ダストとアルミドロスとで成形体を作製し、この成形体を精錬炉から取鍋への出鋼中に添加するので、Mn含有ダストを飛散させることなく高い歩留りで溶鋼に添加することができる。また、アルミドロスには金属Alが含まれており、この金属AlとMn含有ダスト中のマンガン酸化物とのテルミット反応によって、Mn含有ダスト中のマンガン酸化物は容易に還元されるので、高い歩留りでMnを溶鋼中に移行させることができる。   As described above, according to the present invention, a molded body is produced with Mn-containing dust and aluminum dross generated in the production process of ferromanganese, and this molded body is added to the steel discharged from the refining furnace to the ladle. Therefore, the Mn-containing dust can be added to the molten steel with a high yield without scattering. In addition, aluminum dross contains metal Al, and manganese oxide in Mn-containing dust is easily reduced by the thermite reaction between this metal Al and manganese oxide in Mn-containing dust. Mn can be transferred into the molten steel.

密閉式シャフト炉において、コークスを熱源及び還元剤としてマンガン鉱石を還元製錬して高炭素フェロマンガンを製造する際に、シャフト炉からの排ガスから回収したMn含有ダストを使用して本発明を実施した。   When manufacturing high carbon ferromanganese by reducing and smelting manganese ore using coke as a heat source and reducing agent in a closed shaft furnace, the present invention is implemented using Mn-containing dust recovered from exhaust gas from the shaft furnace. did.

先ず、このMn含有ダストとアルミドロスとを混合し、更に、ロウをバインダーとして添加して長径約30mmの紡錘型ブリケットを作成した。成形体の作製に当たり、Mn含有ダストの配合比率を53質量%、アルミドロスの配合比率を35質量%、ロウの配合比率を12質量%とした。表1に、Mn含有ダスト、アルミドロス及び成形体の成分組成を示す。尚、成形体の成分にCが存在するが、これはバインダーのロウから持ち来されるものである。   First, the Mn-containing dust and aluminum dross were mixed, and wax was added as a binder to prepare a spindle briquette having a major axis of about 30 mm. In preparation of the molded body, the mixing ratio of Mn-containing dust was 53 mass%, the mixing ratio of aluminum dross was 35 mass%, and the mixing ratio of wax was 12 mass%. Table 1 shows the component composition of Mn-containing dust, aluminum dross, and molded body. In addition, although C exists in the component of a molded object, this is brought from the binder wax.

Figure 2009079257
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表1に示す成形体を転炉から取鍋への出鋼中に取鍋に添加した。図1は、そのときのMn回収率の調査結果を示す図である。図1に示すように、3回の試験操業でのMn回収率は平均値で97.4%であり、極めて高い歩留りでMn含有ダスト中のMnを溶鋼に回収できることが確認できた。ここで、Mn回収率は、Mnの上昇量を添加したMn量で除算し百分率で表示したものである。   The compact shown in Table 1 was added to the ladle during the steel output from the converter to the ladle. FIG. 1 is a diagram showing the investigation results of the Mn recovery rate at that time. As shown in FIG. 1, the Mn recovery rate in the three test operations was 97.4% on average, and it was confirmed that Mn in the Mn-containing dust could be recovered in the molten steel with a very high yield. Here, the Mn recovery rate is a percentage obtained by dividing the Mn increase by the amount of Mn added.

また、溶鋼脱酸用の金属Alを溶鋼トン当たり約0.1kg削減することが可能であった。また更に、溶鋼の炭素濃度のピックアップは認められず、成形体中のロウの鋼成分に及ぼす影響は無視できることが確認できた。   Moreover, it was possible to reduce the metal Al for molten steel deoxidation by about 0.1 kg per ton of molten steel. Furthermore, no pick-up of the carbon concentration of the molten steel was observed, and it was confirmed that the influence of the wax in the formed body on the steel component was negligible.

テルミット反応による発熱量は、計算上は溶鋼1トン当たり成形体1kgの添加で約2℃の温度上昇になるが、試験数が少なく、温度上昇分は確定できなかった。但し、テルミット反応が生じていることが目視観察され、温度上昇に寄与していることは確認できた。   The calorific value due to the thermite reaction is calculated to increase the temperature by about 2 ° C. by adding 1 kg of the compact per ton of molten steel, but the number of tests was small and the temperature increase could not be determined. However, it was visually observed that the thermite reaction occurred, and it was confirmed that it contributed to the temperature rise.

Mn含有ダストを含む成形体を添加したときのMn回収率の調査結果を示す図である。It is a figure which shows the investigation result of the Mn collection | recovery rate when the molded object containing Mn containing dust is added.

Claims (2)

フェロマンガンの製造工程で発生するMn含有ダスト、アルミドロス及びこれらを塊状化するためのバインダーを含有する成形体を、精錬炉から取鍋への出鋼中に取鍋内に投入し、前記アルミドロス中の金属AlでMn含有ダスト中のマンガン酸化物を還元し、Mn含有ダスト中のMn分を溶鋼中に回収することを特徴とする、溶鋼の製造方法。   A molded body containing Mn-containing dust, aluminum dross generated in the ferromanganese manufacturing process, and a binder for agglomerating them is put into the ladle during steel removal from the refining furnace to the ladle, and the aluminum A method for producing molten steel, characterized by reducing manganese oxide in Mn-containing dust with metal Al in dross and recovering Mn content in Mn-containing dust in molten steel. 前記バインダーとして水分を含有しないバインダーを用いることを特徴とする、請求項1に記載の溶鋼の製造方法。   The method for producing molten steel according to claim 1, wherein a binder containing no water is used as the binder.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101246206B1 (en) 2011-02-25 2013-03-21 현대제철 주식회사 Heat source member for secure of heat source in molten iron, method of dephosphorization of molten iron and method for reduction of dust of molten iron
CN105463189A (en) * 2015-12-30 2016-04-06 广德林峰科技有限公司 Production process of fluorite balls
CN111455169A (en) * 2020-05-29 2020-07-28 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 Manganese ore directly-alloyed ball and preparation method thereof

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