JP2564604B2 - 含クロム鋼の電気炉精錬法 - Google Patents
含クロム鋼の電気炉精錬法Info
- Publication number
- JP2564604B2 JP2564604B2 JP63123241A JP12324188A JP2564604B2 JP 2564604 B2 JP2564604 B2 JP 2564604B2 JP 63123241 A JP63123241 A JP 63123241A JP 12324188 A JP12324188 A JP 12324188A JP 2564604 B2 JP2564604 B2 JP 2564604B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- molten metal
- chromium
- furnace
- electric furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はアーク熱を利用してスクラップ及び合金鉄
等を溶解し、還元する電気炉精錬法において、クロム鉱
石等の高融点、難還元性酸化物を効率的、高能率かつ高
回収率に溶解・還元する底吹き電気炉精錬法に関する。
等を溶解し、還元する電気炉精錬法において、クロム鉱
石等の高融点、難還元性酸化物を効率的、高能率かつ高
回収率に溶解・還元する底吹き電気炉精錬法に関する。
［従来の技術］ ここでは高融点、難還元性酸化物の例としてクロム鉱
石等を利用したステンレス鋼及び高合金鋼等の含クロム
鋼の事例で説明する。
石等を利用したステンレス鋼及び高合金鋼等の含クロム
鋼の事例で説明する。
ステンレス鋼及び高合金鋼等の含クロム鋼は、電気炉
で原料を溶解した後、次工程のアルゴン酸素脱炭精錬装
置（以下AODという）又は真空酸素脱炭装置（以下VODと
いう）で所定の炭素濃度に脱炭する。この場合にCrは、
従来は20〜60重量％のCrと鉄との合金であるフェロクロ
ムを溶湯に投入することにより添加している。このフェ
ロクロムの製造方法は、難還元性及び難溶解性の酸化物
であるクロム鉱石と石灰石を電気炉に装入し、電力で溶
解した一次スラグに還元剤を投入しクロム鉱石を還元す
ることにより、溶解、製造していた。
で原料を溶解した後、次工程のアルゴン酸素脱炭精錬装
置（以下AODという）又は真空酸素脱炭装置（以下VODと
いう）で所定の炭素濃度に脱炭する。この場合にCrは、
従来は20〜60重量％のCrと鉄との合金であるフェロクロ
ムを溶湯に投入することにより添加している。このフェ
ロクロムの製造方法は、難還元性及び難溶解性の酸化物
であるクロム鉱石と石灰石を電気炉に装入し、電力で溶
解した一次スラグに還元剤を投入しクロム鉱石を還元す
ることにより、溶解、製造していた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このように、含クロム鋼をフェロクロ
ムを使用して製造する場合は、フェロクロムを製造する
のに多大の電力エネルギーを必要とすると共に、このフ
ェロクロムを溶湯に装入した後、溶湯の撹拌をスタラー
で行うので、撹拌が弱いために精錬時間が掛かり、含ク
ロム鋼の製造コストが極めて高くなるという問題があっ
た。
ムを使用して製造する場合は、フェロクロムを製造する
のに多大の電力エネルギーを必要とすると共に、このフ
ェロクロムを溶湯に装入した後、溶湯の撹拌をスタラー
で行うので、撹拌が弱いために精錬時間が掛かり、含ク
ロム鋼の製造コストが極めて高くなるという問題があっ
た。
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、クロム源としての安価なクロム鉱石を使用すること
により、低コストで、かつ迅速に含クロム鋼を製造する
ことができる電気炉精錬法を提供することを目的とす
る。
て、クロム源としての安価なクロム鉱石を使用すること
により、低コストで、かつ迅速に含クロム鋼を製造する
ことができる電気炉精錬法を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ この発明は、電極と溶湯との間にアークを形成して溶
湯を精錬する電気炉精錬法において、前記炉内に３本の
電極を挿入し、炉底部にそれらの電極のピッチサークル
の外側になるように、ガス吹き込みノズルを配置し、前
記炉内に少なくともスクラップとフラックスを装入し、
前記電極に３相交流電圧を給電し、アーク熱により、ス
クラップを溶解し、この溶湯とスラグを形成した後に、
前記電極とスラグの間のアークの形成領域或はその近傍
の高温域に粉末状のクロム原料鉱石を供給し、更に還元
剤と共に含有カーボンによるスラグホーミング性、含有
金属Al、Siによるスラグ昇温性、含有アルカリ金属によ
るスラグ流動性を付与するスラグ調整剤を炉内に添加
し、前記電極と溶湯との間に発生させたアーク熱によ
り、前記クロム原料鉱石をスラグ中に溶解し、前記炉内
に添加した還元剤とスラグ調整剤とにより溶解したクロ
ム原料鉱石を還元し、更に、その溶湯にガス吹き込みノ
ズルによりガスを吹き込むことを特徴とする含クロム鋼
の電気炉精錬法とするものである。
湯を精錬する電気炉精錬法において、前記炉内に３本の
電極を挿入し、炉底部にそれらの電極のピッチサークル
の外側になるように、ガス吹き込みノズルを配置し、前
記炉内に少なくともスクラップとフラックスを装入し、
前記電極に３相交流電圧を給電し、アーク熱により、ス
クラップを溶解し、この溶湯とスラグを形成した後に、
前記電極とスラグの間のアークの形成領域或はその近傍
の高温域に粉末状のクロム原料鉱石を供給し、更に還元
剤と共に含有カーボンによるスラグホーミング性、含有
金属Al、Siによるスラグ昇温性、含有アルカリ金属によ
るスラグ流動性を付与するスラグ調整剤を炉内に添加
し、前記電極と溶湯との間に発生させたアーク熱によ
り、前記クロム原料鉱石をスラグ中に溶解し、前記炉内
に添加した還元剤とスラグ調整剤とにより溶解したクロ
ム原料鉱石を還元し、更に、その溶湯にガス吹き込みノ
ズルによりガスを吹き込むことを特徴とする含クロム鋼
の電気炉精錬法とするものである。
［作用］ この発明において、アーク熱によりスクラップを溶解
し、この溶湯とスラグを形成した後に、電気炉における
電極と溶湯と間のアークの形成領域に粉末状のクロム鉱
石等を供給する。このアークは、3000℃という極めて高
温の状態にあるから、高融点であり、難還元性のクロム
鉱石等も容易にスラグ中に溶解し、別途電気炉内に添加
した還元剤により還元される。還元剤としてはクロム鉱
石等を速やかに還元するために、粉、粒状が望ましい。
電気炉内に添加されたこの粉、粒状の還元剤（例えばコ
ークス、石炭等）は一部スラグ及び溶湯中にも溶解す
る。更に溶湯中に炉底部に電極のピッチサークルの外側
になるように配置されたガス吹き込みノズルにより、ガ
スを吹き込むので、クロム鉱石を含むスラグが炉の外縁
部に集まることなく、溶湯が撹拌されるので、溶湯、ス
ラグ、還元剤、クロム鉱石が接触・反応して、クロム鉱
石等が炭素系還元剤により短時間に還元されて、溶湯中
のクロム濃度が上昇する。
し、この溶湯とスラグを形成した後に、電気炉における
電極と溶湯と間のアークの形成領域に粉末状のクロム鉱
石等を供給する。このアークは、3000℃という極めて高
温の状態にあるから、高融点であり、難還元性のクロム
鉱石等も容易にスラグ中に溶解し、別途電気炉内に添加
した還元剤により還元される。還元剤としてはクロム鉱
石等を速やかに還元するために、粉、粒状が望ましい。
電気炉内に添加されたこの粉、粒状の還元剤（例えばコ
ークス、石炭等）は一部スラグ及び溶湯中にも溶解す
る。更に溶湯中に炉底部に電極のピッチサークルの外側
になるように配置されたガス吹き込みノズルにより、ガ
スを吹き込むので、クロム鉱石を含むスラグが炉の外縁
部に集まることなく、溶湯が撹拌されるので、溶湯、ス
ラグ、還元剤、クロム鉱石が接触・反応して、クロム鉱
石等が炭素系還元剤により短時間に還元されて、溶湯中
のクロム濃度が上昇する。
［実施例］ 以下、電気炉から出た溶湯の脱炭精錬炉としてVODを
使用する場合の例について説明する。この電気炉から出
た溶湯はVODにより更に脱炭されて所定の低炭素鋼が製
造される。この場合に、電気炉からVODに供給する溶湯
の炭素濃度が高いと、VODの精錬に時間が掛かり、VODの
能率が低下する。このため、通常の電気炉における最終
炭素濃度は、１％以下である。
使用する場合の例について説明する。この電気炉から出
た溶湯はVODにより更に脱炭されて所定の低炭素鋼が製
造される。この場合に、電気炉からVODに供給する溶湯
の炭素濃度が高いと、VODの精錬に時間が掛かり、VODの
能率が低下する。このため、通常の電気炉における最終
炭素濃度は、１％以下である。
このような低炭素濃度の溶湯においては、溶湯中に、
単に、クロム鉱石を投入しても、高融点で、難溶解であ
るクロム鉱石は還元されにくい。その理由はクロム鉱石
はスピネル構造を持つクロマイト（Mg,Fe）Ｏ・（Cr,A
l,Fe）2O3を主組成として、そのスピネル構造の特徴は 強力な結合力を持つ、 融点が高い、 熱的、機械的に安定である、 等で、従来、電気炉において工業的にクロム鉱石を還元
することは困難であると考えられ、電気炉における含ク
ロム鋼の製造にはクロム鉱石が使用されていなかった。
単に、クロム鉱石を投入しても、高融点で、難溶解であ
るクロム鉱石は還元されにくい。その理由はクロム鉱石
はスピネル構造を持つクロマイト（Mg,Fe）Ｏ・（Cr,A
l,Fe）2O3を主組成として、そのスピネル構造の特徴は 強力な結合力を持つ、 融点が高い、 熱的、機械的に安定である、 等で、従来、電気炉において工業的にクロム鉱石を還元
することは困難であると考えられ、電気炉における含ク
ロム鋼の製造にはクロム鉱石が使用されていなかった。
このような背景のもとで本発明は、電気炉の電極と溶
湯と間のアークが3000℃という極めて高い温度を有して
いるアークの形成領域にクロム鉱石の粉体を吹き込みク
ロム鉱石の粉体を溶解し、クロマイト構造体を個々の脈
石を構成する酸化物体（MgO,FeO,Al2O3,Cr2O3）にして
からCaOを含むスラグを媒介として、カーボン、シリコ
ン、アルミ等の還元剤で還元する。この時従来のスタラ
ー方式の溶湯の撹拌では （Cr2O3）＋3C→2Cr＋3CO ２（Cr2O3）＋3Si→4Cr＋3SiO2 ２（Cr2O3）＋2Al→4Cr＋2Al2O3 等の反応が遅く製鋼時間の延長や、クロム還元率が小さ
いという問題があるので、更に溶湯中にガスを吹き込み
ことにより溶湯が強く撹拌され、短時間に溶湯とクロム
鉱石が反応するという着想に基づいてなされたものであ
る。以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。第１図はこの発明の第１実施例を示す模
式図である。電気炉１内にはその炉蓋２を挿通して３本
の電極３がその長手方向に垂直に挿入されている。炉内
には、先ず、スクラップ、フェロシリコン等の合金鉄及
びフラックス等が装入され、電極３に電源から３相交流
電圧が給電されている。そうすると電極３とスクラップ
等の間にアーク４が形成され、このアーク熱によりスク
ラップが溶解し、溶湯５とこの溶湯上のスラグ６とが得
られる。電気炉１内には、パイプ７が挿入されており、
このパイプ７の先端のノズル８は電極３とスラグ６との
間のアーク４に臨ませてある。パイプ７の基端側は、タ
ンク９に連結されており、更に、このパイプ７はパイプ
10を介して不活性ガスの供給源（図示せず）に接続され
ている。タンク９内には粉末状のクロム鉱石が貯留され
ている。そして３本の電極３に対応した電気炉１の炉底
の煉瓦11内に溶湯５内のガスを吹き込むためのガス吹き
込みノズル12が３個取り付けられている。各ガス吹き込
みノズル12の底部には不活性ガス（Ar,N2）を供給する
ための不活性ガス供給配管13が接続され、不活性ガス供
給装置（図示せず）から不活性ガスが供給されている。
湯と間のアークが3000℃という極めて高い温度を有して
いるアークの形成領域にクロム鉱石の粉体を吹き込みク
ロム鉱石の粉体を溶解し、クロマイト構造体を個々の脈
石を構成する酸化物体（MgO,FeO,Al2O3,Cr2O3）にして
からCaOを含むスラグを媒介として、カーボン、シリコ
ン、アルミ等の還元剤で還元する。この時従来のスタラ
ー方式の溶湯の撹拌では （Cr2O3）＋3C→2Cr＋3CO ２（Cr2O3）＋3Si→4Cr＋3SiO2 ２（Cr2O3）＋2Al→4Cr＋2Al2O3 等の反応が遅く製鋼時間の延長や、クロム還元率が小さ
いという問題があるので、更に溶湯中にガスを吹き込み
ことにより溶湯が強く撹拌され、短時間に溶湯とクロム
鉱石が反応するという着想に基づいてなされたものであ
る。以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。第１図はこの発明の第１実施例を示す模
式図である。電気炉１内にはその炉蓋２を挿通して３本
の電極３がその長手方向に垂直に挿入されている。炉内
には、先ず、スクラップ、フェロシリコン等の合金鉄及
びフラックス等が装入され、電極３に電源から３相交流
電圧が給電されている。そうすると電極３とスクラップ
等の間にアーク４が形成され、このアーク熱によりスク
ラップが溶解し、溶湯５とこの溶湯上のスラグ６とが得
られる。電気炉１内には、パイプ７が挿入されており、
このパイプ７の先端のノズル８は電極３とスラグ６との
間のアーク４に臨ませてある。パイプ７の基端側は、タ
ンク９に連結されており、更に、このパイプ７はパイプ
10を介して不活性ガスの供給源（図示せず）に接続され
ている。タンク９内には粉末状のクロム鉱石が貯留され
ている。そして３本の電極３に対応した電気炉１の炉底
の煉瓦11内に溶湯５内のガスを吹き込むためのガス吹き
込みノズル12が３個取り付けられている。各ガス吹き込
みノズル12の底部には不活性ガス（Ar,N2）を供給する
ための不活性ガス供給配管13が接続され、不活性ガス供
給装置（図示せず）から不活性ガスが供給されている。
なお、各ガス吹き込みノズル12当たりのガス流量は独
立制御が可能である。ガス吹き込みノズル12の材質はMg
O−Ｃで、MHP（Multiple−hole−plug:商品名）を使用
した。
立制御が可能である。ガス吹き込みノズル12の材質はMg
O−Ｃで、MHP（Multiple−hole−plug:商品名）を使用
した。
ガス吹き込みノズル12の配置は各電極３のピッチサー
クルから電気炉１の炉壁側に０〜800mmの位置である。
ガス吹き込みノズル12内の細管は、ステンレス製のパイ
プで、1mmΦ、23本、配置されたものを使用した。
クルから電気炉１の炉壁側に０〜800mmの位置である。
ガス吹き込みノズル12内の細管は、ステンレス製のパイ
プで、1mmΦ、23本、配置されたものを使用した。
ガス吹き込みノズル12は截頭状の円錐形状をしてお
り、全体の寸法は頭部側は、80mmΦ、底部側は130mmΦ
で、ガス吹き込みノズル12の全体の長さは690mmであ
る。
り、全体の寸法は頭部側は、80mmΦ、底部側は130mmΦ
で、ガス吹き込みノズル12の全体の長さは690mmであ
る。
このように構成された装置により、この発明に係わる
含クロム鋼の製造する場合は、先ず、電気炉１内にスク
ラップ等の原料を装入すると共に石灰と珪砂等のフラッ
クスを装入する。そして電極３に３相交流電圧を給電
し、電極３とスクラップの間にアークを形成して原材料
等を溶解する。これと併行して電気炉１の炉底に配置さ
れている吹き込みノズル12から不活性ガスを吹き込む。
原材料等が完全に溶解後、装入扉14から電気炉１内に焼
石灰、FSi等を装入し、更に、タンク９から所定の速度
でクロム鉱石及びコークス等の還元剤を切りだし、キャ
リア−ガスと一緒にノズル８からアーク４に吹き込む。
なお、還元剤としての還元剤をタンク９内のクロム鉱石
と混合せず、クロム鉱石と別個に添加してもよい。この
場合、還元剤はアーク中に吹き込んでもよいし、又、ス
ラグ中に吹き込んでもよい。このクロム鉱石の吹き込み
期間中には電気炉１の炉底に配置されているガス吹き込
みノズル12から不活性ガスを吹き込む。
含クロム鋼の製造する場合は、先ず、電気炉１内にスク
ラップ等の原料を装入すると共に石灰と珪砂等のフラッ
クスを装入する。そして電極３に３相交流電圧を給電
し、電極３とスクラップの間にアークを形成して原材料
等を溶解する。これと併行して電気炉１の炉底に配置さ
れている吹き込みノズル12から不活性ガスを吹き込む。
原材料等が完全に溶解後、装入扉14から電気炉１内に焼
石灰、FSi等を装入し、更に、タンク９から所定の速度
でクロム鉱石及びコークス等の還元剤を切りだし、キャ
リア−ガスと一緒にノズル８からアーク４に吹き込む。
なお、還元剤としての還元剤をタンク９内のクロム鉱石
と混合せず、クロム鉱石と別個に添加してもよい。この
場合、還元剤はアーク中に吹き込んでもよいし、又、ス
ラグ中に吹き込んでもよい。このクロム鉱石の吹き込み
期間中には電気炉１の炉底に配置されているガス吹き込
みノズル12から不活性ガスを吹き込む。
溶湯表面に浮遊するスラグ６中には、吹き込まれたク
ロム鉱石がクロマイトと呼ばれるスピネル構造の状態
で、スラグ構成成分であるCaO,SiO2等と混合状態になっ
ているケース又は、高温アーク熱により、このスピネル
構造が分解して、クロム鉱石を構成するMgO,Al2O3,FeO,
Fe2O3などのCr2O3との強固な化学結合が破れ、スラグ６
の構成成分であるCaO,SiO2等と混合溶融状態になってい
るものと推定される。いずれにしても、クロムは吹き込
まれた直後未還元状態であるCr2O3の状態でスラグ６中
に存在している。そして、このスラグ６中のCr2O3のク
ロム分は溶湯中に効率良く還元するために、本発明の実
施例ではクロム鉱石吹き込み中に、スラグ調整剤と呼ば
れる粉末をスラグ６中又は、スラグ６上に向って、7kg/
ton吹き込むとともに、クロム鉱石吹き込み完了直後、
フェロシリコン350kg投入した。この還元期において
も、底吹きガスによるスラグ、溶湯の撹拌による還元反
応の促進を図った。
ロム鉱石がクロマイトと呼ばれるスピネル構造の状態
で、スラグ構成成分であるCaO,SiO2等と混合状態になっ
ているケース又は、高温アーク熱により、このスピネル
構造が分解して、クロム鉱石を構成するMgO,Al2O3,FeO,
Fe2O3などのCr2O3との強固な化学結合が破れ、スラグ６
の構成成分であるCaO,SiO2等と混合溶融状態になってい
るものと推定される。いずれにしても、クロムは吹き込
まれた直後未還元状態であるCr2O3の状態でスラグ６中
に存在している。そして、このスラグ６中のCr2O3のク
ロム分は溶湯中に効率良く還元するために、本発明の実
施例ではクロム鉱石吹き込み中に、スラグ調整剤と呼ば
れる粉末をスラグ６中又は、スラグ６上に向って、7kg/
ton吹き込むとともに、クロム鉱石吹き込み完了直後、
フェロシリコン350kg投入した。この還元期において
も、底吹きガスによるスラグ、溶湯の撹拌による還元反
応の促進を図った。
更に、炉内における還元反応不足を補うため、出湯
時、取鍋内に少量のフェロシリコン（100kg）を投入す
ることにより、取鍋底吹きのポーラスプラグからのアル
ゴンガス撹拌により、更に、高能率にクロム還元率を高
めることができる。
時、取鍋内に少量のフェロシリコン（100kg）を投入す
ることにより、取鍋底吹きのポーラスプラグからのアル
ゴンガス撹拌により、更に、高能率にクロム還元率を高
めることができる。
この発明のように、アーク形成領域にクロム鉱石を供
給することにより、電極と溶湯との間のアーク熱によっ
て、添加されたクロム鉱石中のCr2O3がスラグ中に溶け
込み、添加されたコークス中の炭素や第１表に示すよう
なスラグ調整剤（形状:3mmΦ以下）中のC,Al,SiCによっ
てCr2O3が直接還元反応を起こしていると考えられる。
給することにより、電極と溶湯との間のアーク熱によっ
て、添加されたクロム鉱石中のCr2O3がスラグ中に溶け
込み、添加されたコークス中の炭素や第１表に示すよう
なスラグ調整剤（形状:3mmΦ以下）中のC,Al,SiCによっ
てCr2O3が直接還元反応を起こしていると考えられる。
このスラグ調整剤の役割はこの調整剤に含まれるAl,S
iC,CによるCr2O3の直接還元反応の一部が起きていると
考えられる。更に、このスラグ調整剤のねらいとして、 （１）含有カーボンによるフォーミング（Ｃ＋Ｏ→COガ
ス発生によるスラグの泡立ち）発生によるCr2O3を含む
スラグ全体の活性化、 （２）金属Al,SiC中のSiによる発熱還元反応によるスラ
グ全体の昇熱、 （３）更には Al2O3、SiO2、R2O（アルカリ）、Na2AlF
6添加によるスラグの流動性を向上させることによる還
元反応の促進がある。
iC,CによるCr2O3の直接還元反応の一部が起きていると
考えられる。更に、このスラグ調整剤のねらいとして、 （１）含有カーボンによるフォーミング（Ｃ＋Ｏ→COガ
ス発生によるスラグの泡立ち）発生によるCr2O3を含む
スラグ全体の活性化、 （２）金属Al,SiC中のSiによる発熱還元反応によるスラ
グ全体の昇熱、 （３）更には Al2O3、SiO2、R2O（アルカリ）、Na2AlF
6添加によるスラグの流動性を向上させることによる還
元反応の促進がある。
次に、この発明の方法によりクロム鉱石還元した結果
について説明する。第２表、及び第３表は、各々使用し
たクロム鉱石の組成（重量％）及び粒度等を示す。
について説明する。第２表、及び第３表は、各々使用し
たクロム鉱石の組成（重量％）及び粒度等を示す。
第２図は、クロム鉱石を還元した場合の溶湯中のCr濃
度［Cr］、炭素濃度［Ｃ］及び溶湯温度の変化と、スラ
グ中のCr酸化物の濃度（Cr2O3）、塩基度とクロム鉱石
の添加開始後の経過時間との変化を示すグラフ図であ
る。
度［Cr］、炭素濃度［Ｃ］及び溶湯温度の変化と、スラ
グ中のCr酸化物の濃度（Cr2O3）、塩基度とクロム鉱石
の添加開始後の経過時間との変化を示すグラフ図であ
る。
スクラップ溶解後、クロム鉱石を吹き込み開始した
が、この前段として、スクラップ溶解中における溶湯中
のクロム酸化を防ぐ目的で、フェロシリコン300kg投入
した。
が、この前段として、スクラップ溶解中における溶湯中
のクロム酸化を防ぐ目的で、フェロシリコン300kg投入
した。
このクロム鉱石をタンク９に貯留し、4.5kg/cm2の圧
力の不活性ガスをキャリアガスとして、125kg/mmの供給
速度でアーク４の近傍に16分間吹き込んだ。この吹き込
み量は溶湯Ｔ当たり40kgである。又、一方還元剤のスラ
グ調整剤は、別のタンクよりクロム鉱石の吹き込み期間
中は22kg/mmの供給速度で炉内スラグに向かって、16分
間吹き込んだ。この吹き込み量は溶湯Ｔ当たり7kgであ
る。クロム鉱石の吹き込み期間中は炉底から溶湯へアル
ゴンガスを吹き込む。クロム鉱石吹き込み中の溶湯中ア
ルゴンの吹き込み量は70/mm×３ケである。クロム鉱
石及び還元剤のコークス及びスラグ調整剤の供給が終了
した後、スラグ中に未還元残存する（Cr2O3）を溶湯中
に還元するためにフェロシリコン300kg電気炉内に投入
した。
力の不活性ガスをキャリアガスとして、125kg/mmの供給
速度でアーク４の近傍に16分間吹き込んだ。この吹き込
み量は溶湯Ｔ当たり40kgである。又、一方還元剤のスラ
グ調整剤は、別のタンクよりクロム鉱石の吹き込み期間
中は22kg/mmの供給速度で炉内スラグに向かって、16分
間吹き込んだ。この吹き込み量は溶湯Ｔ当たり7kgであ
る。クロム鉱石の吹き込み期間中は炉底から溶湯へアル
ゴンガスを吹き込む。クロム鉱石吹き込み中の溶湯中ア
ルゴンの吹き込み量は70/mm×３ケである。クロム鉱
石及び還元剤のコークス及びスラグ調整剤の供給が終了
した後、スラグ中に未還元残存する（Cr2O3）を溶湯中
に還元するためにフェロシリコン300kg電気炉内に投入
した。
次いで、溶湯５を取鍋に出鍋し、出鋼中に取鍋内にFe
Siを投入すると共に、取鍋内で溶湯中にArガスを吹き込
み溶湯を撹拌し、電気炉１内でのCr還元不足を補った。
クロム鉱石の吹き込み及びスラグ調整剤吹き込みが開始
された後、溶湯の［Ｃ］及び［Cr］が徐々に上昇してい
くと共に、スラグ中の（Cr2O3）も徐々に上昇する。そ
して、クロム鉱石吹き込み終了後、33分経過後、スラグ
中の（Cr2O3）が急激に低下し、一方、溶湯の［Cr］が
著しく上昇する。これは、スラグ中の（Cr2O3）が添加
されたフェロシリコンにより還元され、溶湯中の［Cr］
が増加したためである。このように含クロム鋼の製造に
おいて、クロム鉱石が電気炉１内に溶け残ることなく、
高効率でクロム鉱石を還元することができる。又、電気
炉１の底部に設置されたガス吹き込みノズルから溶湯中
に不活性ガスを吹き込むことにより溶湯及びスラグが撹
拌されるので、添加されたクロム鉱石及びフェロシリコ
ン、スラグ調整剤が電気炉内に均一に分散する。
Siを投入すると共に、取鍋内で溶湯中にArガスを吹き込
み溶湯を撹拌し、電気炉１内でのCr還元不足を補った。
クロム鉱石の吹き込み及びスラグ調整剤吹き込みが開始
された後、溶湯の［Ｃ］及び［Cr］が徐々に上昇してい
くと共に、スラグ中の（Cr2O3）も徐々に上昇する。そ
して、クロム鉱石吹き込み終了後、33分経過後、スラグ
中の（Cr2O3）が急激に低下し、一方、溶湯の［Cr］が
著しく上昇する。これは、スラグ中の（Cr2O3）が添加
されたフェロシリコンにより還元され、溶湯中の［Cr］
が増加したためである。このように含クロム鋼の製造に
おいて、クロム鉱石が電気炉１内に溶け残ることなく、
高効率でクロム鉱石を還元することができる。又、電気
炉１の底部に設置されたガス吹き込みノズルから溶湯中
に不活性ガスを吹き込むことにより溶湯及びスラグが撹
拌されるので、添加されたクロム鉱石及びフェロシリコ
ン、スラグ調整剤が電気炉内に均一に分散する。
第３図は第２実施例を示す、溶解・精錬の工程図で、
底吹き撹拌を利用して安価な還元剤としてフェロシリコ
ンの代わりにカーボン還元法を利用した実施例である。
底吹き撹拌を利用して安価な還元剤としてフェロシリコ
ンの代わりにカーボン還元法を利用した実施例である。
第１実施例と異なるところはカーボン還元法はフェロ
シリコン還元法と比較して還元力が弱いので還元時間が
２倍掛かること及び、クロム鉱石吹き込み期にスラグ中
にカーボンを10kg/ton吹き込んだ。
シリコン還元法と比較して還元力が弱いので還元時間が
２倍掛かること及び、クロム鉱石吹き込み期にスラグ中
にカーボンを10kg/ton吹き込んだ。
第４図は実施例１のクロム還元の推移を示すグラフ図
である。この図中、縦軸は、炉内に吹き込んだクロム鉱
石からの持ち込みクロム純分量を示し、棒グラフＡで指
数100で表す。横軸は各作業工程を示し、棒グラフＢは
クロム鉱石吹き込み終了時、棒グラフＣは取鍋出湯前、
棒グラフＤはVOD処理前である。斜線領域はスラグ中か
ら還元されたクロム純分の割合を示す。このクロム純分
は、第２図の［Cr］及び（Cr2O3）の推移から求めたも
のである。第４図から明らかなように、クロム鉱石をア
ーク領域に吹き込み、スラグ調整剤及びフェロシリコン
を添加し、同時に電気炉の炉底からアルゴンを溶湯中に
吹き込むことにより、溶湯の撹拌が促進され、各工程で
クロム鉱石が還元される。そして溶湯中のクロム純分が
増加することがわかる。
である。この図中、縦軸は、炉内に吹き込んだクロム鉱
石からの持ち込みクロム純分量を示し、棒グラフＡで指
数100で表す。横軸は各作業工程を示し、棒グラフＢは
クロム鉱石吹き込み終了時、棒グラフＣは取鍋出湯前、
棒グラフＤはVOD処理前である。斜線領域はスラグ中か
ら還元されたクロム純分の割合を示す。このクロム純分
は、第２図の［Cr］及び（Cr2O3）の推移から求めたも
のである。第４図から明らかなように、クロム鉱石をア
ーク領域に吹き込み、スラグ調整剤及びフェロシリコン
を添加し、同時に電気炉の炉底からアルゴンを溶湯中に
吹き込むことにより、溶湯の撹拌が促進され、各工程で
クロム鉱石が還元される。そして溶湯中のクロム純分が
増加することがわかる。
ここでクロム純分量（kg）とは、 クロム鉱石吹き込み量（kg）×クロム鉱石中のクロム
酸化物（Cr2O3）wt％×104/152×1/100 第５図は実施例１、実施例２と従来法との投入したク
ロム鉱石中のクロム純分の還元率の比較を示す図であ
る。
酸化物（Cr2O3）wt％×104/152×1/100 第５図は実施例１、実施例２と従来法との投入したク
ロム鉱石中のクロム純分の還元率の比較を示す図であ
る。
ここで、縦軸は電気炉内に投入したクロム純分の還元
率で、横軸は従来法（スターラー撹拌、カーボン還
元）、実施例（底吹き撹拌、カーボン還元）、実施例
（底吹き撹拌、シリコン還元）を示す。なお、比較のた
め還元時間は33分経過後（一定）の電気炉内での還元率
である。
率で、横軸は従来法（スターラー撹拌、カーボン還
元）、実施例（底吹き撹拌、カーボン還元）、実施例
（底吹き撹拌、シリコン還元）を示す。なお、比較のた
め還元時間は33分経過後（一定）の電気炉内での還元率
である。
クロム純分の還元率（％）とは 還元したクロム純分（kg）／投入したクロム鉱石のク
ロム純分（kg）×100、で計算される。
ロム純分（kg）×100、で計算される。
この図から明らかなように本実施例の法が投入したク
ロム純度の還元率が従来法に比較して約２〜３倍向上し
ている。
ロム純度の還元率が従来法に比較して約２〜３倍向上し
ている。
第６図は実施例１、実施例２と従来法との電気炉内の
還元時間の比較を示す図である。
還元時間の比較を示す図である。
ここで、縦軸は電気炉内での還元時間で、横軸は従来
法（スターラー撹拌、カーボン還元）、実施例２（底吹
き撹拌、カーボン還元）、実施例１（底吹き撹拌、シリ
コン還元）を示す。なお比較のためシリコン還元と同じ
還元率（72％）を得るために要する還元時間とした。こ
の図から明らかなように従来法に比較して還元時間は1/
3〜2/3に減少し、還元速度に直すと２倍〜３倍になって
いる。
法（スターラー撹拌、カーボン還元）、実施例２（底吹
き撹拌、カーボン還元）、実施例１（底吹き撹拌、シリ
コン還元）を示す。なお比較のためシリコン還元と同じ
還元率（72％）を得るために要する還元時間とした。こ
の図から明らかなように従来法に比較して還元時間は1/
3〜2/3に減少し、還元速度に直すと２倍〜３倍になって
いる。
［発明の効果］ この発明によれば、高融点で、難溶解性の粉末のクロ
ム鉱石等と還元剤およびスラグ調整剤を、電気炉内で、
電極と溶湯との間のアーク領域或はその近傍の高温域に
供給し、スラグのホーミング性、発熱性、流動性を高め
ると共に、更に炉底のガス吹き込みノズルから溶湯に不
活性ガスを溶湯中に吹き込み、溶湯を撹拌するので、ク
ロム鉱石の溶け残りがなく高効率で溶解、還元ができ
る。
ム鉱石等と還元剤およびスラグ調整剤を、電気炉内で、
電極と溶湯との間のアーク領域或はその近傍の高温域に
供給し、スラグのホーミング性、発熱性、流動性を高め
ると共に、更に炉底のガス吹き込みノズルから溶湯に不
活性ガスを溶湯中に吹き込み、溶湯を撹拌するので、ク
ロム鉱石の溶け残りがなく高効率で溶解、還元ができ
る。
第１図はこの発明の第１実施例を示す模式図、第２図は
クロム鉱石を還元した場合の溶湯中のCr濃度［Cr］，炭
素濃度［Ｃ］及び溶湯温度の変化とスラグ中のCr酸化物
の濃度（Cr2O3）、塩基度とクロム鉱石の添加開始後の
経過時間との変化を示すグラフ図、第３図はこの発明の
第２実施例を示す溶解・精錬の工程図、第４図は実施例
１のクロム還元の推移を示すグラフ図，第５図はこの発
明の実施例1,実施例２と従来法との投入したクロム鉱石
中のクロム純分の還元率の比較を示す図、第６図はこの
発明の実施例1,実施例２と従来法との電気炉内の還元時
間の比較を示す図、である。 １……電気炉、３……炉蓋、３……電極、４……アー
ク、５……溶湯、６……スラグ、7,10……パイプ、８…
…ノズル、９……タンク、11……炉底の煉瓦、12……吹
き込みノズル、13……不活性ガス供給管。
クロム鉱石を還元した場合の溶湯中のCr濃度［Cr］，炭
素濃度［Ｃ］及び溶湯温度の変化とスラグ中のCr酸化物
の濃度（Cr2O3）、塩基度とクロム鉱石の添加開始後の
経過時間との変化を示すグラフ図、第３図はこの発明の
第２実施例を示す溶解・精錬の工程図、第４図は実施例
１のクロム還元の推移を示すグラフ図，第５図はこの発
明の実施例1,実施例２と従来法との投入したクロム鉱石
中のクロム純分の還元率の比較を示す図、第６図はこの
発明の実施例1,実施例２と従来法との電気炉内の還元時
間の比較を示す図、である。 １……電気炉、３……炉蓋、３……電極、４……アー
ク、５……溶湯、６……スラグ、7,10……パイプ、８…
…ノズル、９……タンク、11……炉底の煉瓦、12……吹
き込みノズル、13……不活性ガス供給管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−272309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−4217（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電極と溶湯との間にアークを形成して溶湯
精錬する電気炉精錬法において、前記炉内に３本の電極
を挿入し、炉底部にそれらの電極のピッチサークルの外
側になるように、ガス吹き込みノズルを配置し、前記炉
内に少なくともスクラップとフラックスを装入し、前記
電極に３相交流電圧を給電し、アーク熱により、スクラ
ップを溶解し、この溶湯とスラグを形成した後に、前記
電極とスラグの間のアークの形成領域或いはその近傍の
高温域に粉末状のクロム原料鉱石を供給し、更に還元剤
と共に含有カーボンによるスラグホーミング性、含有金
属Al、Siによるスラグ昇温性、含有アルカリ金属による
スラグ流動性、を付与するスラグ調整剤を炉内に添加
し、前記電極と溶湯との間に発生させたアーク熱によ
り、前記クロム原料鉱石をスラグ中に溶解し、前記炉内
に添加した還元剤と前記スラグ調整剤とにより溶解した
クロム原料鉱石を還元し、更に、その溶湯にガス吹き込
みノズルによりガスを吹き込むことを特徴とする含クロ
ム鋼の電気炉精錬法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123241A JP2564604B2 (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | 含クロム鋼の電気炉精錬法 |
| US07/329,675 US4913732A (en) | 1988-05-19 | 1989-03-28 | Method for smelting reduction in electric furnace |
| DE8989107022T DE68902176T2 (de) | 1988-05-19 | 1989-04-19 | Verfahren zur schmelzreduktion im elektro-ofen. |
| EP89107022A EP0342374B1 (en) | 1988-05-19 | 1989-04-19 | Method for smelting reduction in electric furnace |
| ES198989107022T ES2034464T3 (es) | 1988-05-19 | 1989-04-19 | Metodo para la reduccion por fusion en horno electrico. |
| KR1019890006598A KR910009960B1 (ko) | 1988-05-19 | 1989-05-17 | 전기로의 용융환원법 |
| CA000599975A CA1330103C (en) | 1988-05-19 | 1989-05-17 | Method for smelting reduction in electric furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123241A JP2564604B2 (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | 含クロム鋼の電気炉精錬法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294815A JPH01294815A (ja) | 1989-11-28 |
| JP2564604B2 true JP2564604B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=14855697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63123241A Expired - Lifetime JP2564604B2 (ja) | 1988-05-19 | 1988-05-19 | 含クロム鋼の電気炉精錬法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564604B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6471526B2 (ja) * | 2015-02-17 | 2019-02-20 | 新日鐵住金株式会社 | アーク式底吹き電気炉における副原料の溶解方法 |
| JP6620781B2 (ja) * | 2017-05-15 | 2019-12-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ダストの溶融還元方法及び再利用方法 |
| JP6911935B2 (ja) * | 2017-10-23 | 2021-07-28 | 日本製鉄株式会社 | 電気炉及び酸化鉄含有鉄原料の溶解及び還元方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE405983B (sv) * | 1977-06-09 | 1979-01-15 | Asea Ab | Sett for framstellning av kromhaltig legering i ljusbagsugn |
| JPS61272309A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-02 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | ア−クプロセスにおける溶鋼の精錬方法 |
-
1988
- 1988-05-19 JP JP63123241A patent/JP2564604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01294815A (ja) | 1989-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20080015100A (ko) | 합금철의 제조방법 | |
| JPS61250107A (ja) | スポンジ鉄から鋼を製造する方法およびその装置 | |
| CN108330241A (zh) | 一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺 | |
| JP2564604B2 (ja) | 含クロム鋼の電気炉精錬法 | |
| US3897244A (en) | Method for refining iron-base metal | |
| JP2002256323A (ja) | ステンレス溶鋼の粗脱炭スラグの改質方法 | |
| KR910009960B1 (ko) | 전기로의 용융환원법 | |
| JPS6250545B2 (ja) | ||
| JP3711835B2 (ja) | 溶銑脱燐用の焼結剤および溶銑の脱燐方法 | |
| JP2912963B2 (ja) | 脱硫前処理としてのスラグ改質方法 | |
| WO2003029498A1 (fr) | Procede de pretraitement de fer fondu et procede de raffinage | |
| JP3233304B2 (ja) | Ｍｎ鉱石の溶融還元を伴った低Ｓｉ・低Ｓ・高Ｍｎ溶銑の製造 | |
| JP3063537B2 (ja) | ステンレス鋼の製造方法 | |
| JP2684113B2 (ja) | 含クロム溶銑の脱りん法 | |
| US3652263A (en) | Direct production method for medium- and low-carbon ferromanganese | |
| JPH0159327B2 (ja) | ||
| JPS62167809A (ja) | 含クロム溶銑の製造法 | |
| JP2747031B2 (ja) | 低燐クロム合金の製造方法 | |
| JPH0841519A (ja) | 製鋼方法 | |
| JP2022046417A (ja) | 含クロム溶鉄の製造方法 | |
| KR20020042721A (ko) | 제강 슬래그의 발포 방법 및 제강 슬래그의 발포용 칼슘질화물의 용도 | |
| JPS5873714A (ja) | 溶鋼の脱リン方法 | |
| JPH01316406A (ja) | 含クロム溶鉄の製造法 | |
| JPH06240378A (ja) | Ｍｎ鉱石の溶融還元を伴った低Ｓｉ・低Ｐ・高Ｍｎ溶銑の製造 | |
| JPH0762413A (ja) | ステンレス鋼の製造方法 |