JP3432542B2 - Method for reducing and recovering valuable metals in slag with improved accuracy of molten steel components - Google Patents

Method for reducing and recovering valuable metals in slag with improved accuracy of molten steel components

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JP3432542B2
JP3432542B2 JP07179793A JP7179793A JP3432542B2 JP 3432542 B2 JP3432542 B2 JP 3432542B2 JP 07179793 A JP07179793 A JP 07179793A JP 7179793 A JP7179793 A JP 7179793A JP 3432542 B2 JP3432542 B2 JP 3432542B2
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、精錬後の溶鋼表面を覆
っているスラグ層に懸濁しているFe,Mn,Cr等を
溶鋼に還元回収すると共に、得られる溶鋼の成分適中精
度を高めたスラグ中有価金属の還元回収方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention reduces and recovers Fe, Mn, Cr, etc. suspended in a slag layer covering the surface of molten steel after refining into molten steel and enhances the accuracy of the composition of the resulting molten steel. A method for reducing and recovering valuable metals in slag.

【0002】[0002]

【従来の技術】転炉,真空脱ガス装置等でステンレス鋼
等の合金鋼を脱炭吹錬するとき、溶鋼中の炭素が吹錬酸
素と反応しCOガスとなって溶鋼から除去されると同時
に、有用成分であるCr,Fe,Mn等も一部が次の反
応に従って酸化される。 4[Cr]+3O2 →2(Cr23 ) 2[Fe]+O2 →2(FeO) 2[Mn]+O→2(MnO)
2. Description of the Related Art When decarburizing and blowing alloy steel such as stainless steel in a converter, a vacuum degassing device, etc., when carbon in molten steel reacts with blowing oxygen and becomes CO gas and is removed from molten steel. At the same time, some of useful components such as Cr, Fe and Mn are oxidized according to the following reaction. 4 [Cr] + 3O 2 → 2 (Cr 2 O 3 ) 2 [Fe] + O 2 → 2 (FeO) 2 [Mn] + O → 2 (MnO)

【0003】酸化物となったCr,Fe,Mn等の金属
元素は、溶鋼表面に浮遊しているスラグに移行する。ス
ラグ中の金属元素は、製鋼の最終段階で酸化物から金属
状態に還元され、メタルとして溶鋼に回収される。回収
は、Cr,Fe,Mn等の金属元素がSiによって容易
に金属状態に還元されることを利用し、たとえば真空精
錬時に所定量のSiを取鍋内溶鋼に添加することにより
行われている。Siによる還元反応は、次の通りであ
る。 2(Cr23 )+3Si→4[Cr]+3(SiO
2 ) 2(FeO)+Si→2[Fe]+(SiO2 ) 2(MnO)+Si→2[Mn]+(SiO) また、Siよりも酸素親和力が大きなAl,Ti等を還
元剤として使用するとき、スラグ中のSiをメタルに移
行させることもできる。
The metal elements such as Cr, Fe and Mn that have become oxides migrate to the slag floating on the surface of the molten steel. The metal element in the slag is reduced from the oxide to a metal state in the final stage of steel making, and is recovered as molten metal in the molten steel. The recovery is performed by utilizing that metal elements such as Cr, Fe and Mn are easily reduced to a metal state by Si, and for example, a predetermined amount of Si is added to the molten steel in the ladle during vacuum refining. . The reduction reaction with Si is as follows. 2 (Cr 2 O 3 ) + 3Si → 4 [Cr] +3 (SiO
2 ) 2 (FeO) + Si → 2 [Fe] + (SiO 2 ) 2 (MnO) + Si → 2 [Mn] + (SiO) Further, Al, Ti, etc., which have a greater oxygen affinity than Si, are used as reducing agents. At this time, Si in the slag can be transferred to metal.

【0004】金属状態になったCr,Fe,Mn等は溶
鋼に取り込まれ、溶鋼が成分調整される。成分調整を高
精度で行うためには、最終段階でスラグから溶鋼に移行
する金属元素を定量的に把握しておく必要がある。ま
た、最近では、Si含有量に関する規格が極めて厳しい
鋼種が使用され始めている。このような高精度の成分調
整やSi含有量が厳格に管理された鋼種に対応するため
には、Siによって還元される還元性酸化物がスラグ中
に含まれている量を正確に把握することが必要である。
スラグに含まれている還元性酸化物の酸素量は、Cr2
3 ,FeO,MnO等の金属酸化物中の酸素濃度及び
スラグ量から算出される。算出された酸素量は、還元剤
として必要なSiの添加量を定めるときの基準になる。
Cr, Fe, Mn, etc. in the metallic state are taken into the molten steel and the composition of the molten steel is adjusted. In order to adjust the composition with high accuracy, it is necessary to quantitatively grasp the metal elements that migrate from the slag to the molten steel at the final stage. Recently, steel grades with extremely strict standards for Si content have begun to be used. In order to cope with such high-accuracy component adjustment and steel types in which the Si content is strictly controlled, it is necessary to accurately grasp the amount of reducing oxides reduced by Si contained in the slag. is necessary.
The oxygen content of the reducing oxide contained in the slag is Cr 2
It is calculated from the oxygen concentration and the amount of slag in metal oxides such as O 3 , FeO and MnO. The calculated oxygen amount serves as a reference for determining the amount of Si added as a reducing agent.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】金属酸化物中の酸素を
定量する方法として、スラグ試料を蛍光X線分析する方
法が知られている。蛍光X線分析においては、製錬中の
転炉,真空脱ガス装置等から採取した溶融スラグをガラ
スビード法,プレス成形法等で分析用試料に作製してい
る。ガラスビード法では、たとえば図1に示すように、
凝固したスラグを粉砕した後、秤量し、スラグ0.2g
を炭酸ナトリウム等の融剤2.0gと共に白金ルツボに
入れ、ビードサンプラーで加熱・撹拌し、均一に溶融・
冷却する。この方法によるとき、分析用試料を得るまで
に25分程度の作業が必要となる。
A method of fluorescent X-ray analysis of a slag sample is known as a method for quantifying oxygen in a metal oxide. In fluorescent X-ray analysis, molten slag collected from a converter during smelting, a vacuum degassing device, etc. is prepared as an analytical sample by a glass bead method, a press molding method, or the like. In the glass bead method, for example, as shown in FIG.
After crushing the solidified slag, weigh it and slag 0.2g
Is placed in a platinum crucible together with 2.0 g of a flux such as sodium carbonate, and heated and stirred with a bead sampler to uniformly melt
Cooling. According to this method, it takes about 25 minutes to obtain a sample for analysis.

【0006】プレス成形法では、採取された適量のスラ
グをアルミニウム製キャップに充填し、15〜20トン
のプレスで加圧成形することにより、分析用試料を作製
している。プレス成形法は、ガラスビード法に比較して
分析用試料を得るまでの時間が短いものの、粉砕した粒
子のバラツキ等に起因する測定誤差を解消するため同一
試料で2回の分析が必要となる。そのため、結果として
分析結果を得るまでに20分程度かかる。蛍光X線分析
法は、ガラスビード法及びプレス成形法の何れにおいて
も試料秤量から分析値の算出までに20〜25分を必要
とする。しかも、試料に含まれている金属酸化物が単独
の酸化物形態を採っているものと仮定し、金属と酸化物
との化学量論的な関係から定まる係数を酸化物の定量値
に乗じることによって酸素分析値を算出している。その
ため、金属状態のCr,Fe,Mn等が含まれていると
試料や、酸素価が異なる金属酸化物が含まれている試料
等では、必然的に測定誤差が発生する。
In the press molding method, an appropriate amount of the collected slag is filled in an aluminum cap and pressure-molded with a press of 15 to 20 tons to prepare a sample for analysis. The press molding method takes a shorter time to obtain a sample for analysis than the glass bead method, but requires two analyzes on the same sample in order to eliminate measurement errors due to variations in crushed particles. . Therefore, it takes about 20 minutes to obtain the analysis result. In both the glass bead method and the press molding method, the fluorescent X-ray analysis method requires 20 to 25 minutes from the sample weighing to the calculation of the analysis value. Moreover, it is assumed that the metal oxide contained in the sample has a single oxide form, and the quantitative value of the oxide is multiplied by the coefficient determined from the stoichiometric relationship between the metal and the oxide. The oxygen analysis value is calculated by. Therefore, a measurement error is inevitably generated in a sample containing Cr, Fe, Mn or the like in a metallic state, a sample containing a metal oxide having a different oxygen value, or the like.

【0007】本発明者等は、分析時間の短縮及び分析誤
差の抑制を図るため、製鋼スラグから採取された試料と
炭素源との反応により系外に排出される酸素量に基づ
き、製鋼スラグに含まれているCr,Fe,Mn等の還
元性酸化物を酸素定量する方法を開発し、特願平4−3
19364号として出願した。この方法によって、10
分以内の短時間で且つ分析誤差を最小限に抑えてスラグ
を酸素定量することが可能となる。他方、スラグ量を計
量する方法として、出鋼,排滓ごとに取鍋の重量を計量
し、溶鋼及びスラグ重量を含めた取鍋全重量から差し引
く方法等が知られているが、依然としてスラグ量を高精
度に測定することが困難な現状にある。そこで、本発明
者等は、計量容易な全重量WT ,溶湯重量WM 及び真空
脱ガス容器,取鍋等の容器重量WV からスラグ重量WS
を演算する方式を開発した。この方式によると、スラグ
重量WS は、WS =WT − (WM +WV)で算出される。
この方式においては、溶湯の湯面を検出し、溶湯重量W
M を把握することが要求される。
In order to shorten the analysis time and suppress the analysis error, the inventors of the present invention determined the steelmaking slag based on the amount of oxygen discharged from the system due to the reaction between the sample collected from the steelmaking slag and the carbon source. A method for quantifying oxygen in reducing oxides such as Cr, Fe, and Mn contained therein was developed.
Filed as No. 19364. By this method, 10
It is possible to quantify oxygen in the slag in a short time within a minute and with the analysis error minimized. On the other hand, as a method of measuring the amount of slag, there is known a method of measuring the weight of the ladle for each tapped steel and slag and subtracting it from the total weight of the ladle including the molten steel and the slag weight. Is difficult to measure with high accuracy. Therefore, the present inventors have found that the total weight W T , the molten metal weight W M and the container weight W V of the vacuum degassing container, the ladle, etc., which are easy to measure, and the slag weight W S
We have developed a method to calculate. According to this method, the slag weight W S is calculated as W S = W T − (W M + W V ).
In this method, the molten metal surface is detected and the molten metal weight W
It is required to know M.

【0008】本発明者等が開発した方法では、スラグ下
にある湯面のレベルを渦電流センサーで検出するとき、
特定周波数の交流電流を渦電流センサーの発振コイルに
供給する。0.5〜500kHzの高周波電流によっ
て、スラグ層に懸濁している金属液滴に起因する渦電流
による誤差要因が渦電流センサーの受信コイルに取り込
まれることを抑制しながら、スラグ下にある湯面レベル
を高精度で検出することが可能となった。このようにし
て求められたスラグ中の還元性酸化物の酸素量及びスラ
グの重量から、必要な還元剤の添加量が演算される。こ
の添加量で還元剤を投入するとき、スラグ中の還元性酸
化物が還元され、金属状態で溶鋼に回収される。また、
過剰の還元剤を添加することがないので、溶鋼にもち込
まれる還元剤も少なくすることができる。すなわち、本
発明は、スラグの組成及び重量を基準にして定められた
量の還元剤を添加することにより、Si,Al等の還元
剤が溶鋼に大量にもち込まれることなく、しかもMn,
Cr等の合金成分の含有量適中精度を向上させた溶鋼を
得ることを目的とする。
According to the method developed by the present inventors, when the level of the molten metal surface under the slag is detected by the eddy current sensor,
An alternating current of a specific frequency is supplied to the oscillation coil of the eddy current sensor. The high-frequency current of 0.5 to 500 kHz suppresses the error factor due to the eddy current caused by the metal droplets suspended in the slag layer from being taken into the receiving coil of the eddy current sensor, and the molten metal surface below the slag. It has become possible to detect the level with high accuracy. The required addition amount of the reducing agent is calculated from the oxygen amount of the reducing oxide in the slag and the weight of the slag thus obtained. When the reducing agent is added in this addition amount, the reducing oxide in the slag is reduced and recovered in molten steel in the molten steel. Also,
Since an excessive reducing agent is not added, the reducing agent also brought into the molten steel can be reduced. That is, according to the present invention, by adding a reducing agent in an amount determined based on the composition and weight of the slag, the reducing agent such as Si and Al is not brought into the molten steel in a large amount, and Mn,
The purpose of the present invention is to obtain molten steel in which the content of alloy components such as Cr is appropriate and the precision is improved.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の有価金属回収方
法は、その目的を達成するため、溶鋼の表面に浮遊して
いるスラグから還元性酸化物中の有価金属を前記溶鋼に
還元回収する際、前記スラグから採取された試料を炭素
還元して前記スラグに含まれている還元性酸化物の酸素
量を測定すると共に、前記溶鋼の表面位置を検出し、容
器の底面から湯面までの容器内部断面積を積算すること
により算出された溶鋼体積を基に算出した前記溶鋼の重
量から前記スラグの重量を求め、前記還元性酸化物の含
有量及び前記スラグの重量から還元剤の必要添加量を演
算し、演算結果の添加量で前記還元剤を前記スラグに投
入することを特徴とする。還元剤としてSi又はフェロ
シリコンを使用するとき、Fe,Mn,Cr等の還元性
酸化物がスラグから溶鋼に還元回収される。還元剤とし
て、酸素親和力がSi又はフェロシリコンより大きなA
l,Ti,Ca,Mgそれらの合金等を使用するとき、
スラグ中のSiも還元され、溶鋼に回収される。何れの
場合にも、還元剤の添加量がスラグ中の還元性酸化物の
酸素量及びスラグ重量から定まっているので、過剰に還
元剤を添加することなく、目標組成の溶鋼が高い成分適
中度で得られる。
In order to achieve the object, the method of recovering valuable metals of the present invention reduces and recovers valuable metals in reducing oxides from the slag floating on the surface of molten steel to the molten steel. At this time, while measuring the oxygen content of the reducing oxide contained in the slag by reducing the sample collected from the slag with carbon, the surface position of the molten steel is detected, from the bottom surface of the container to the molten metal surface. Obtain the weight of the slag from the weight of the molten steel calculated based on the molten steel volume calculated by integrating the internal cross-sectional area of the container, the required addition of a reducing agent from the content of the reducing oxide and the weight of the slag The amount of the reducing agent is calculated, and the reducing agent is added to the slag according to the calculated addition amount. When Si or ferrosilicon is used as the reducing agent, reducing oxides such as Fe, Mn and Cr are reduced and recovered from the slag into molten steel. As a reducing agent, A, which has a greater oxygen affinity than Si or ferrosilicon
When using l, Ti, Ca, Mg alloys, etc.,
Si in the slag is also reduced and recovered in molten steel. In any case, the amount of reducing agent added is determined by the amount of oxygen in the reducing oxide in the slag and the weight of the slag. Can be obtained at.

【0010】−スラグ中の還元性酸化物の酸素定量− スラグ中の還元性酸化物の酸素量は、スラグから採取さ
れた試料を不活性雰囲気中で連続的に加熱しながら炭素
源と反応させ、炭素と結合して系外に排出される酸素量
を時系列的に測定することによって定量することができ
る。たとえば、スラグ試料を活性炭,炭化物等の炭素源
と共に黒鉛ルツボに入れ、不活性雰囲気中で連続的に昇
温すると、還元性酸化物と炭素との反応によってCOガ
スが発生する。試料に含まれているCr,Fe,Mn等
の易還元性酸化物は、比較的低温で還元反応を開始し、
金属元素から分離した酸素が抽出される。他方、Ca,
Mg,Si等の難還元性酸化物は、Cr23 ,Fe
O,MnO等の易還元性酸化物よりも酸素親和力が強い
ため、高温で還元反応が開始される。すなわち、易還元
性酸化物からの酸素抽出が終了した後、難還元性酸化物
からの酸素抽出が開始される。
-Oxygen determination of reducing oxide in slag-The oxygen content of reducing oxide in slag is determined by reacting with a carbon source while continuously heating a sample collected from slag in an inert atmosphere. It can be quantified by measuring the amount of oxygen bound to carbon and discharged to the outside of the system in a time series. For example, when a slag sample is placed in a graphite crucible together with a carbon source such as activated carbon or carbide and the temperature is continuously raised in an inert atmosphere, CO gas is generated by the reaction between the reducing oxide and carbon. The easily reducing oxides such as Cr, Fe and Mn contained in the sample start the reduction reaction at a relatively low temperature,
Oxygen separated from the metal element is extracted. On the other hand, Ca,
The hard-to-reduce oxides such as Mg and Si are Cr 2 O 3 and Fe.
Since it has a stronger oxygen affinity than the easily reducing oxides such as O and MnO, the reduction reaction starts at a high temperature. That is, after the oxygen extraction from the easily reducing oxide is completed, the oxygen extraction from the hardly reducing oxide is started.

【0011】試料スラグの炭素還元によって発生するC
Oガスを赤外線吸収法で連続的に定量すると、図2に示
すような酸素抽出曲線が得られる。酸素抽出曲線は、分
析時間及び加熱温度に伴って上昇するが、時点t1 に達
する1800℃近傍の温度T1 で一旦降下し、次いで再
度立ち上がった後、時点t2 で酸素強度0となる。時点
1 における分析酸素強度の極小値I1 は明瞭に検出さ
れ、還元性酸化物の還元反応と難還元性酸化物の還元反
応とを明確に区別することができる。
C generated by carbon reduction of sample slag
When the O gas is continuously quantified by the infrared absorption method, an oxygen extraction curve as shown in FIG. 2 is obtained. The oxygen extraction curve rises with the analysis time and the heating temperature, but once drops at the temperature T 1 near 1800 ° C. reaching the time point t 1 and then rises again, the oxygen intensity becomes 0 at the time point t 2 . Minimum value I 1 of the analytical oxygen intensity at time t 1 is clearly detected, and a reduction reaction of the reduction reaction and irreducible oxides reducible oxide can be clearly distinguished.

【0012】分析開始から時点t1 までの酸素強度を積
分した値、換言すれば図2で斜線を付した領域の面積が
還元性酸化物から抽出された酸素量に相当する。このよ
うにして求められた酸素量からスラグに含まれている還
元性酸化物の酸素量が算出され、それに応じて還元剤の
必要添加量が演算される。また、組成が把握されたスラ
グに対し相応の添加量で還元剤が添加されるため、スラ
グから溶鋼に回収される有価金属も量的に制御され、し
かも未反応の還元剤が溶鋼に持ち込まれSi含有量が高
くなることが抑制される。炭素還元法は、Siで還元さ
れるFe,Mn,Cr等の還元性酸化物を定量するとき
に使用される。この炭素還元法に蛍光X線分析法を組み
合わせることにより、より酸素親和力の大きなAl,T
i,Ca,Mgで還元される難還元性酸化物、すなわち
Cr,Fe,Mn等に比較して酸素親和力が大きく、前
述した還元剤よりも酸素親和力が小さな金属の酸化物も
定量される。たとえば、Alを還元剤として使用する場
合には、SiO2 ,TiO2 等が酸素定量される。
A value obtained by integrating the oxygen intensity from the start of analysis to time t 1 , in other words, the area of the shaded region in FIG. 2 corresponds to the amount of oxygen extracted from the reducing oxide. The oxygen content of the reducing oxide contained in the slag is calculated from the oxygen content thus obtained, and the necessary addition amount of the reducing agent is calculated accordingly. In addition, since the reducing agent is added in an appropriate amount to the slag whose composition has been identified, the valuable metal recovered from the slag into the molten steel is also quantitatively controlled, and unreacted reducing agent is brought into the molten steel. The increase in Si content is suppressed. The carbon reduction method is used when quantifying reducing oxides such as Fe, Mn, and Cr that are reduced by Si. By combining the carbon reduction method with the fluorescent X-ray analysis method, Al, T having a larger oxygen affinity can be obtained.
Non-reducible oxides reduced by i, Ca, Mg, that is, metal oxides having a larger oxygen affinity than Cr, Fe, Mn, etc. and a smaller oxygen affinity than the reducing agent described above are also quantified. For example, when Al is used as a reducing agent, oxygen in SiO 2 , TiO 2, etc. is quantitatively determined.

【0013】−スラグ重量の計測− 溶鋼の湯面に浮遊しているスラグ層にはメタル粒が懸濁
しており、またメタル粒の懸濁量も変動している。その
ため、スラグ層の厚みから比重換算して単純にスラグ重
量を求めることはできない。そこで、本発明において
は、全重量から溶鋼及び容器自体の重量を差し引くこと
によりスラグ重量を算出する。溶鋼を収容する転炉,真
空脱ガス装置等の容器は、耐火性ライニングが溶鋼で侵
食されており、内部断面積がチャージごとに変動する。
このような容器に収容された溶鋼の重量WM を正確に求
めるため、溶鋼の湯面を検出し、容器の底面から湯面ま
での容器内部断面積を積算することにより溶鋼体積を算
出する。得られた溶鋼体積に比重を掛けることにより、
溶鋼の重量WM が得られる。
-Measurement of Slag Weight- Metal particles are suspended in the slag layer floating on the molten steel surface, and the suspended amount of the metal particles is also varying. Therefore, the slag weight cannot be simply obtained by converting the slag layer thickness into a specific gravity. Therefore, in the present invention, the slag weight is calculated by subtracting the weights of the molten steel and the container itself from the total weight. In containers such as converters and vacuum degassing devices that contain molten steel, the refractory lining is eroded by the molten steel, and the internal cross-sectional area changes with each charge.
In order to accurately obtain the weight W M of the molten steel contained in such a container, the molten steel volume is calculated by detecting the molten metal level and integrating the internal cross-sectional area of the container from the bottom surface of the container to the molten metal level. By multiplying the obtained molten steel volume by the specific gravity,
The weight W M of molten steel is obtained.

【0014】他方、溶鋼及びスラグを収容している容器
の全重量WT は、ロードセル等によって容易に計量する
ことができる。また、容器自体の重量WV も、チャージ
前又はチャージ後の容器を計量することによって容易に
得られる。したがって、スラグ重量WS は、計算式WS
=WT − (WM +WV)から演算される。溶鋼の湯面を測
定するためには、0.5〜500kHzの高周波交流が
供給される渦電流センサーを使用することが好ましい。
0.5〜500kHzの高周波交流は、スラグ中に浮遊
している金属液滴等に発生する渦電流に起因した誤差要
因を抑制し、溶鋼の湯面を正確に検出する。たとえば、
図3に示すように導電性をもった金属液滴が50%程度
まで懸濁しているスラグであっても、スラグ中の金属液
滴に影響されることなく湯面位置を高精度で測定するこ
とができる。
On the other hand, the total weight W T of the container containing the molten steel and the slag can be easily measured by a load cell or the like. Also, the weight W V of the container itself can be easily obtained by weighing the container before or after charging. Therefore, the slag weight W S is calculated by the formula W S
= W T - it is calculated from (W M + W V). In order to measure the level of molten steel, it is preferable to use an eddy current sensor supplied with a high frequency alternating current of 0.5 to 500 kHz.
The high frequency alternating current of 0.5 to 500 kHz suppresses the error factor caused by the eddy current generated in the metal droplets floating in the slag, and accurately detects the molten steel level. For example,
As shown in FIG. 3, even with a slag in which conductive metal droplets are suspended to about 50%, the molten metal surface position is measured with high accuracy without being affected by the metal droplets in the slag. be able to.

【0015】−還元剤の必要添加量の算出− 光学系によって、湯面から渦電流センサーまでの距離D
を実測し、この距離Dにある渦電流センサーによってス
ラグで覆われている溶鋼の湯面を測定した。溶鋼表面が
スラグで覆われている場合の湯面位置d1 及びスラグが
ない状態の湯面位置d2 を、実測距離Dを変えながら渦
電流センサーで測定した。そして、測定誤差δDを、
(d1 −d2)/Dと定義した。スラグに懸濁しているメ
タル粒の量と測定誤差δDとの関係を調査したところ、
両者の間に図3に示す関係が成立していた。この関係か
ら、渦電流センサーにより高精度で湯面位置が検出され
ることが判る。
-Calculation of Required Addition Amount of Reducing Agent-Distance D from the molten metal surface to the eddy current sensor by an optical system.
Was measured, and the molten steel surface covered with the slag was measured by the eddy current sensor at the distance D. The molten metal surface position d 1 when the molten steel surface was covered with slag and the molten metal surface position d 2 without the slag were measured by the eddy current sensor while changing the measured distance D. Then, the measurement error δD is
It was defined as (d 1 −d 2 ) / D. When the relationship between the amount of metal particles suspended in the slag and the measurement error δD was investigated,
The relationship shown in FIG. 3 was established between the two. From this relationship, it is understood that the molten metal surface position can be detected with high accuracy by the eddy current sensor.

【0016】−還元性酸化物の算出− 還元剤の必要添加量は、図4に示すフローに従って求め
られる。溶鋼及びスラグを収容している取鍋の全重量を
測定すると共に、スラグに含まれている酸素量を求め
る。空の状態での取鍋重量は、予め求められている。取
鍋に収容されている溶鋼の重量は、渦電流センサーで測
定された湯面位置から算出される。したがって、溶鋼及
びスラグを収容している取鍋の全重量から取鍋重量及び
溶鋼重量を引くことにより、スラグ量が求められる。こ
のスラグ量を、溶鋼取鍋から採取したスラグ中に含まれ
ている酸素量と掛け合わせることにより、溶鋼取鍋にあ
るスラグの全酸素量が求められる。この全酸素量に対応
して、還元に必要な還元剤の投入量が定まる。このよう
にして、調整された量の還元剤を投入することによっ
て、スラグから溶鋼に所定の復量で還元性酸化物中のF
e,Mn,Cr等が回収され、また投入された還元剤が
過剰に溶鋼にもち込まれることがなくなる。その結果、
還元剤を効率よく消費できることは勿論、溶製後の溶鋼
の成分適中度が向上する。特に、還元剤に由来するS
i,Al等の含有量に関して厳格な管理が要求される鋼
種を、精度良く溶製することが可能となる。
-Calculation of Reducing Oxide- The required addition amount of the reducing agent is determined according to the flow shown in FIG. The total weight of the ladle containing the molten steel and the slag is measured and the amount of oxygen contained in the slag is determined. The weight of the ladle in the empty state is obtained in advance. The weight of the molten steel contained in the ladle is calculated from the molten metal surface position measured by the eddy current sensor. Therefore, the slag amount is obtained by subtracting the ladle weight and the molten steel weight from the total weight of the ladle containing the molten steel and the slag. By multiplying this slag amount with the oxygen amount contained in the slag collected from the molten steel ladle, the total oxygen amount of the slag in the molten steel ladle can be obtained. The amount of the reducing agent required for the reduction is determined according to this total oxygen amount. In this way, by adding the adjusted amount of the reducing agent, the amount of F in the reducing oxide can be changed from the slag to the molten steel in a predetermined amount.
e, Mn, Cr, etc. are recovered, and the introduced reducing agent is not excessively mixed into the molten steel. as a result,
Not only can the reducing agent be efficiently consumed, but the appropriateness of the components of the molten steel after melting can be improved. In particular, S derived from a reducing agent
It becomes possible to accurately manufacture steel grades that require strict control regarding the contents of i, Al, and the like.

【0017】[0017]

【実施例】転炉製錬が終了した溶鋼80トンを真空脱ガ
ス容器に注湯し、2分後に溶鋼表面に浮遊しているスラ
グ層から試料スラグをサンプリングすると共に、渦電流
センサーを使用して湯面位置を検出した。試料スラグを
炭素還元法で酸素定量することにより、15.3%の酸
素量であることが判った。この組成から、還元性酸化物
の還元に必要な還元剤Siの量は、スラグの単位重量g
当り0.13gと算出された。渦電流センサーにより検
出した湯面位置から、スラグ重量は2トンと算出され
た。したがって、スラグ中のMnO,Cr23 ,Fe
O等を還元し、Mn,Cr,Fe等を溶鋼に回収するた
め、還元剤としてSi換算で268kgのフェロシリコ
ンを投入した。フェロシリコン投入後、5分経過した時
点でスラグを再度サンプリングし、酸素定量した。その
結果、0.08%まで減少していることが判った。他
方、溶鋼の組成は、シリコン脱酸の前後でそれぞれ表1
に示す通りであった。表1から明らかなように、還元剤
として添加されたフェロシリコンに由来して溶鋼中のS
i含有量が増加する傾向は小さなものであった。また、
スラグ中の還元性酸化物が溶鋼に還元回収されることに
より、処理後の溶鋼におけるMn含有量及びCr含有量
に増加がみられた。
[Example] 80 tons of molten steel that had been subjected to converter smelting was poured into a vacuum degassing vessel, and 2 minutes later, a sample slag was sampled from the slag layer floating on the surface of the molten steel, and an eddy current sensor was used. The position of the molten metal surface was detected. Oxygen determination of the sample slag by the carbon reduction method revealed that the amount of oxygen was 15.3%. From this composition, the amount of the reducing agent Si necessary for reducing the reducing oxide is determined by the unit weight g of the slag.
It was calculated to be 0.13 g per unit. From the molten metal surface position detected by the eddy current sensor, the slag weight was calculated to be 2 tons. Therefore, MnO, Cr 2 O 3 , Fe in the slag
In order to reduce O and the like and recover Mn, Cr, Fe and the like in molten steel, 268 kg of ferrosilicon in terms of Si was added as a reducing agent. After 5 minutes from the introduction of ferrosilicon, the slag was sampled again to measure the oxygen content. As a result, it was found that it was reduced to 0.08%. On the other hand, the composition of molten steel is shown in Table 1 before and after deoxidizing silicon.
It was as shown in. As is clear from Table 1, S in molten steel is derived from ferrosilicon added as a reducing agent.
The tendency for the i content to increase was small. Also,
Since the reducing oxide in the slag was reduced and recovered by the molten steel, the Mn content and the Cr content in the treated molten steel were increased.

【表1】 [Table 1]

【0018】ここで、Si脱酸の前後で採取したスラグ
に含まれる還元性酸化物の組成を、湿式分析法で別途分
析した結果を表2に示す。表2の分析結果からも、還元
性酸化物は還元回収されていることが確認された。な
お、表1において脱酸処理後の溶鋼におけるMn及びC
r量の増量分がスラグ中の還元性酸化物に由来するもの
と仮定して計算した回収率を、表2に併せ示す。
Table 2 shows the results of separately analyzing the composition of the reducing oxide contained in the slag collected before and after the Si deoxidation by the wet analysis method. From the analysis results in Table 2, it was confirmed that the reducing oxide was reduced and recovered. In Table 1, Mn and C in the molten steel after deoxidation treatment
Table 2 also shows the recovery rate calculated assuming that the increased amount of r is derived from the reducing oxide in the slag.

【表2】 [Table 2]

【0019】このように、本実施例においては、最適添
加量のSi系還元剤を添加することによって、スラグ中
のFe,Mn,Cr等の還元性酸化物を金属状態に還元
し、メタルに移行させている。その結果、Fe,Mn,
Cr等の有価金属が効率よく回収されると共に、処理後
の溶鋼においてもSi系還元剤に起因したSi含有量の
上昇が抑制される。以上の実施例においては、Si系還
元剤を使用してFe,Mn,Cr等を還元回収する場合
を説明した。しかし、本発明はこれに拘束されることな
く、Al,Ti等の他の還元剤を使用することも可能で
ある。たとえば、Siよりも酸素親和力が大きなAl系
還元剤を使用するとき、スラグに含まれているSiもメ
タルに還元回収される。なお、この場合、Si及びTi
の酸化物を含む形態でスラグを酸素定量する。
As described above, in this embodiment, by adding the optimum amount of the Si-based reducing agent, the reducing oxides such as Fe, Mn, and Cr in the slag are reduced to the metal state to form the metal. I am migrating. As a result, Fe, Mn,
Valuable metals such as Cr are efficiently recovered, and an increase in Si content due to the Si-based reducing agent is suppressed even in the molten steel after the treatment. In the above examples, the case where Fe, Mn, Cr and the like are reduced and recovered by using the Si-based reducing agent has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to use other reducing agents such as Al and Ti. For example, when using an Al-based reducing agent having a higher oxygen affinity than Si, Si contained in the slag is also reduced and recovered into metal. In this case, Si and Ti
The oxygen content of the slag is determined in the form containing the oxide of.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、最適添加量で還元剤を添加することにより、スラグ
に含まれているFe,Mn,Cr等の還元性酸化物を金
属状態に還元して溶鋼に回収すると共に、還元剤に起因
して処理後の溶鋼におけるSi含有量,Al含有量等の
上昇を抑制している。その結果、目標組成に対する適中
率が高い溶鋼を溶製することができる。また、還元剤の
消費量を必要最小限に設定することができるため、製造
コストの低減も図られる。
As described above, in the present invention, by adding the reducing agent in the optimum amount, the reducing oxides such as Fe, Mn and Cr contained in the slag are converted into the metallic state. While reducing and recovering in molten steel, the increase in Si content, Al content, etc. in the molten steel after the treatment due to the reducing agent is suppressed. As a result, it is possible to produce molten steel having a high appropriate ratio to the target composition. Moreover, since the consumption amount of the reducing agent can be set to the necessary minimum, the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 金属酸化物中の酸素を定量する方法を示すフ
ロー
FIG. 1 is a flow showing a method for quantifying oxygen in a metal oxide.

【図2】 本発明者等が開発した炭素還元法による酸素
定量を説明する図
FIG. 2 is a diagram for explaining oxygen determination by a carbon reduction method developed by the present inventors.

【図3】 渦電流センサーを使用して湯面レベルを測定
する際のスラグ中の金属液滴が測定誤差に与える影響
Fig. 3 Effect of metal droplets in slag on measurement error when measuring melt level using eddy current sensor

【図4】 本発明に従った製錬方法を示すフローFIG. 4 is a flow chart showing a smelting method according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 富也 広島県呉市昭和町11番1号 日新製鋼株 式会社鉄鋼研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−223117(JP,A) 特開 平6−122917(JP,A) 特開 昭62−290819(JP,A) 特開 平6−148167(JP,A) 特開 昭61−272604(JP,A) 特開 平5−51625(JP,A) 特開 平5−239527(JP,A) 特開 平6−235017(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21C 7/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomiya Fukuda 11-11 Showa-cho, Kure-shi, Hiroshima Nisshin Steel Co., Ltd. Steel Research Laboratory (56) References JP-A-61-223117 (JP, A) JP-A-6-122917 (JP, A) JP-A-62-190819 (JP, A) JP-A-6-148167 (JP, A) JP-A-61-272604 (JP, A) JP-A-5-51625 (JP, A) JP 5-239527 (JP, A) JP 6-235017 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C21C 7/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 溶鋼の表面に浮遊しているスラグから還
元性酸化物中の有価金属を前記溶鋼に還元回収する際、
前記スラグから採取された試料を炭素還元して前記スラ
グに含まれている還元性酸化物の含有量を測定すると共
に、前記溶鋼の表面位置を検出し、容器の底面から湯面
までの容器内部断面積を積算することにより算出された
溶鋼体積を基に算出した前記溶鋼の重量から前記スラグ
の重量を求め、前記還元性酸化物の含有量及び前記スラ
グの重量から還元剤の必要添加量を演算し、演算結果の
添加量で前記還元剤を前記スラグに投入することを特徴
とする溶鋼成分適中精度を向上させたスラグ中の有価金
属回収方法。
1. When the valuable metal in the reducing oxide is reduced and recovered to the molten steel from the slag floating on the surface of the molten steel,
The sample taken from the slag is carbon-reduced to measure the content of reducing oxides contained in the slag, the surface position of the molten steel is detected , and the bottom surface of the container is used as a molten metal.
Calculated by adding up the internal cross-sectional area of the container
Obtain the weight of the slag from the weight of the molten steel calculated based on the volume of molten steel, calculate the required addition amount of the reducing agent from the content of the reducing oxide and the weight of the slag, the addition amount of the calculation result A method for recovering valuable metals in slag with improved accuracy of appropriateness of molten steel composition, characterized by adding a reducing agent to the slag.
【請求項2】 請求項1記載の還元性酸化物がFe,M
n及びCrの酸化物であり、還元剤がSi又はフェロシ
リコンであることを特徴とする溶鋼成分適中精度を向上
させたスラグ中の有価金属の還元回収方法。
2. The reducing oxide according to claim 1 is Fe, M.
A method for reducing and recovering valuable metals in slag, which is an oxide of n and Cr, and whose reducing agent is Si or ferrosilicon, and which has improved the precision of suitability for molten steel components.
【請求項3】 請求項1記載の還元性酸化物がFe,M
n,Cr及びSiの酸化物であり、還元剤がAl,T
i,Ca,Mg又はそれらの合金であることを特徴とす
る溶鋼成分適中精度を向上させたスラグ中の有価金属の
還元回収方法。
3. The reducing oxide according to claim 1 is Fe, M.
n, Cr and Si oxides, the reducing agent is Al, T
A method for reducing and recovering valuable metals in slag with improved precision of molten steel composition, which is i, Ca, Mg or alloys thereof.
【請求項4】 請求項1記載の還元性酸化物がFe,M
n,Cr,Si及びTiの酸化物であり、還元剤がA
l,Ca,Mg又はそれらの合金であることを特徴とす
る溶鋼成分適中精度を向上させたスラグ中の有価金属の
還元回収方法。
4. The reducing oxide according to claim 1 is Fe, M.
It is an oxide of n, Cr, Si and Ti, and the reducing agent is A
A method for reducing and recovering valuable metals in slag with improved precision of molten steel composition, characterized by being 1, 1, Ca, Mg or alloys thereof.
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