JP2013204142A - クロム含有ダストのリサイクル方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄浴型転炉を用いる含クロム溶鉄の精錬工程で発生したダストを、別の溶銑搬送容器内の溶銑にインジェクションして、該ダスト中に含有する酸化鉄を還元し前記溶銑搬送容器内の溶銑中に還元鉄を回収すると共に、該ダスト中に含有される酸化クロムを前記溶銑搬送容器内のスラグ中に濃縮させた後、該スラグを除滓する第一工程と、前記第一工程で除滓したスラグを、前記鉄浴型転炉内に投入して前記第一工程で除滓したスラグ中の酸化クロムを還元し前記鉄浴型転炉内の溶銑中にクロムを回収する第二工程とを有する。
【選択図】なし
Description
従って、鉄浴型転炉の生産性を損なうことなく、かつ安価に大量のダスト処理可能な方法を確立することが望まれていた。
そこで、鉄浴型転炉にクロム含有ダストを供給し、溶融還元処理する際の還元熱を補償するという課題に対して、発明者らは鋭意検討をした。その結果、ダスト中のクロム分を濃縮して、鉄浴型転炉(溶融還元炉)に投入することで、ダスト中の酸化鉄分の還元熱補償が削減できることを見出した。さらに、ダスト中のクロム分を濃縮するためには、ダスト中の酸化鉄および酸化クロムのうち、酸化鉄のみを還元して酸化クロムをスラグに濃縮することが、極めて効率的であることを見出した。
この発明は上記の知見に立脚するものである。
1.鉄浴型転炉を用いる含クロム溶鉄の精錬工程で発生したダストを、別の溶銑搬送容器内の溶銑にインジェクションして、該ダスト中に含有する酸化鉄を還元し前記溶銑搬送容器内の溶銑中に還元鉄を回収すると共に、該ダスト中に含有される酸化クロムを前記溶銑搬送容器内のスラグ中に濃縮させた後、該スラグを除滓する第一工程と、
前記第一工程で除滓したスラグを、前記鉄浴型転炉内に投入して前記第一工程で除滓したスラグ中の酸化クロムを還元し前記鉄浴型転炉内の溶銑中にクロムを回収する第二工程と
を有することを特徴とするクロム含有ダストのリサイクル方法。
本発明では、酸化鉄のみを還元して酸化クロムをスラグに濃縮するために、溶銑にダストをインジェクションし、溶銑中に含有される炭素により、ダスト中の酸化鉄および酸化クロムのうち、酸化鉄のみを還元し溶銑中に還元鉄を回収することが重要である。
ついで、溶銑の入った取鍋にダストインジェクションランスを挿入し、キャリアガスと共にダストを吹き込む。このとき、溶銑中の炭素が酸化鉄の還元反応で消費されるので、溶銑中の炭素濃度を維持するため、転炉等で使用できないような、篩下の炭材等とダストを混合してインジェクションすることが望ましい。
以上の工程が本発明における第一工程である。
従って、インジェクション処理後に除滓したスラグを、クロム鉱石の溶融還元吹錬時にクロム源として鉄浴型転炉へ投入することで、高効率なクロム添加が可能となるのである。
以上の工程が本発明における第二工程である。
また、溶銑との反応で酸化クロムの還元反応を起こすためには、溶銑温度を1500℃超とする必要があるものの、酸化鉄は、溶銑温度が1500℃以下であっても十分に還元反応が起こるので、転炉型のクロム溶融還元炉を用いなくとも、取鍋中の溶銑にダストをインジェクションすることで、ダスト中の酸化鉄を還元し溶銑中に回収することができる。一方、溶銑を1500℃超に保持した場合には、溶銑搬送容器の容器壁耐火物の損耗が著しくなる問題がある。従って、酸化鉄のみを還元回収するためには、クロム含有ダストをインジェクションする溶銑温度を1200〜1500℃の範囲とすることが好ましい。
但し、処理開始時の溶銑温度が1300℃未満であっても必要に応じて、昇熱吹錬を行うことで、溶銑温度を1200〜1500℃に維持することができる。なお、昇熱吹錬は、搬送容器内に炭材を適宜装入して搬送容器内の溶銑に酸素含有ガスを吹き込む方法や、炭材と酸素含有ガスを同時に吹き込む方法等、適宜公知の昇熱方法を選べば良い。
なお、吹込み速度は0.38〜1.5kg/minとするのが、溶銑温度を1200℃以上に維持するのが容易となりより好ましい。
また、酸化クロムが濃縮したスラグを、鉄浴型転炉に投入する場合、本発明では、クロム含有ダスト中の酸化鉄の還元吸熱ロスが発生しない分、クロム含有ダストのリサイクル量が同じであってもクロム鉱石吹込み原単位を多くすることが可能となる。
〔第一工程〕
まず、第一工程として、電気加熱可能な溶銑保持炉から炭素濃度が4.1mass%の溶銑を取鍋(溶銑搬送容器)に130t出銑した。ついで、ダストインジェクション処理前の溶銑温度を、昇熱処理または放冷により適宜調整した後、アルミナ系耐火物で保護されたインジェクションランスから、粉状のクロム含有ダストをインジェクション処理した。本実施例にて用いたクロム含有ダスト中の酸化クロム濃度は15mass%、また酸化鉄濃度は75mass%であって、残りはアルミナやマグネシアといった脈石成分であった。
また、ダストインジェクションの総量は2tとし、ダスト吹込み速度に応じて吹込み時間を調整した。
ダストインジェクション後、取鍋中の溶銑上に浮上したスラグを除滓してノロパンに受け入れた。
同様の処理を計10回繰り返し、第二工程で使用する酸化クロム濃縮スラグを得た。なお、ダストインジェクション後の溶銑は、電気加熱可能な溶銑保持炉に再投入し、加熱を行った。
溶銑の温度およびダストのインジェクション(吹込み)速度を変化させた結果について表1に示す。
なお、表1に記載した取鍋耐火物への地金付着指数、取鍋耐火物の損耗指数は、試験No.1の取鍋耐火物への地金付着量、取鍋耐火物の損耗量を、各々1.0として相対比較したものである。
ついで、第二工程として、クロム鉱石の溶融還元吹錬を、クロム含有スクラップ、クロム鉱石、クロム含有ダストまたは、第一工程で得た酸化クロム濃縮スラグを、鉄浴型転炉(以下、単に転炉という)に投入して行った。
具体的には、転炉に、クロム濃度が15mass%のスクラップを50t入れ置きし、次に、クロムの含有していない1200℃の高炉溶銑を130t受入れた後、炭材を投入するとともに酸素を吹きこみ、溶銑温度を1550℃に昇温した。
ついで、昇温後の炉内の1550℃の溶鉄上に、上記した、クロム鉱石、クロム含有ダストまたは、第一工程で得た酸化クロム濃縮スラグを装入した。
ここに、試験No.1(発明例1)では、前記クロム濃度が65mass%の酸化クロム濃縮スラグ:4.6tを混合したものを転炉に吹込み、溶融還元する試験を行った。その結果、出湯クロム濃度は、20.1mass%であった。
なお、転炉での合計処理時間を150分とし、溶融還元時間を変化させた結果について表2に示す。また、クロム鉱石およびダストの合計の吹込み速度は、本実施例を含め以下の実施例も1t/minとした。
なお、発明例1との比較のため、上記溶融還元吹錬では装入溶銑量は試験No.1と同じ130tで一定とし、クロムを含有しない高炉から出銑された溶銑を用いた。吹錬時間も150分で一定とした。
さらに、ダストの吹込み速度が溶銑1t当たり0.3kg/min未満の条件では、インジェクション処理時間が過大となり、他の条件と比較しても温度降下が大きくなってしまった。一方、吹込み速度が溶銑1t当たり1.5kg/min超の条件では、インジェクション処理後に発生したスラグ中の酸化鉄濃度が高く、還元が不十分という結果となった。
従って、上記実施例により、本発明に従うことで、転炉生産性を阻害することなく、含クロムダストの効率的なリサイクルが可能となることが確認された。
Claims (3)
- 鉄浴型転炉を用いる含クロム溶鉄の精錬工程で発生したダストを、別の溶銑搬送容器内の溶銑にインジェクションして、該ダスト中に含有する酸化鉄を還元し前記溶銑搬送容器内の溶銑中に還元鉄を回収すると共に、該ダスト中に含有される酸化クロムを前記溶銑搬送容器内のスラグ中に濃縮させた後、該スラグを除滓する第一工程と、
前記第一工程で除滓したスラグを、前記鉄浴型転炉内に投入して前記第一工程で除滓したスラグ中の酸化クロムを還元し前記鉄浴型転炉内の溶銑中にクロムを回収する第二工程と
を有することを特徴とするクロム含有ダストのリサイクル方法。 - 前記ダストを前記第一工程の溶銑にインジェクションするに際し、該溶銑の温度を、1200℃以上1500℃以下に保持することを特徴とする請求項1に記載のクロム含有ダストのリサイクル方法。
- 前記第一工程の溶銑に対し、前記ダストのインジェクションを行うにあたり、該ダストの吹込み速度を、溶銑1t当たり0.3〜1.5kg/minとして行うことを特徴とする請求項1または2に記載のクロム含有ダストのリサイクル方法。
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