JP4189112B2

JP4189112B2 - Processing method for slag refining stainless steel

Info

Publication number: JP4189112B2
Application number: JP2000047289A
Authority: JP
Inventors: 昭男新飼; 英宏鍬取; 義人三村; 健一郎宮本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2001234226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス溶鋼の脱炭精錬の際に生成され酸化クロムを含有するスラグからクロムを回収してスラグの資源化を図るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶鉄にＦｅ−Ｃｒ合金を添加して、上底吹き転炉や電気炉等の精錬炉を用いて脱炭精錬を行ってステンレス溶鋼を溶製する際に、酸化クロム（Ｃｒ₂Ｏ₃）を多量に含むスラグが発生する。
このスラグ中に含まれるクロムは、高価な金属であるため、Ｆｅ−Ｓｉ等の合金を添加して酸化クロムを還元して、ステンレス溶鋼中に回収することが行われている。
しかし、スラグ中の酸化クロムの還元は、Ｆｅ−Ｓｉ等の還元剤の使用コストとスラグ中に未還元で残留する酸化クロムとのコストバランスで決まるため、クロム濃度として０．６〜３質量％程度がスラグ中に残留し、一部微量の金属クロムがスラグに存在する状態になる。
更に、ステンレス溶鋼の脱炭精錬を行った際に生成したスラグは、土木用埋め立て材や路盤材として資源化が推進されているが、膨張による崩壊性（粉化）が大きいため、その用途に制約を受けたり、使用できない等の問題がある。
この対策として、特開昭５２−１４７５１２号公報に記載されているように、上吹き転炉や上底吹き転炉、電気炉等の精錬炉を用いて大気下で炭素濃度が０．２〜０．３質量％程度になるまで吹酸による脱炭を行った後、このステンレス溶鋼を真空取鍋精錬装置に移し、取鍋底部から不活性ガスを吹き込んでステンレス溶鋼とスラグを混合攪拌し、スラグ中に含まれる酸化クロムを炭素により還元して、クロム歩留りを高めて低炭素のステンレス溶鋼を溶製することが行われている。
また、特開平９−１６５２３８号公報、特開平１１−６１２１９号公報に記載されているように、ステンレス溶鋼の製造過程で発生するスラグにほう酸（Ｂ₂Ｏ₅）を添加して、ダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂）内にほう酸を拡散して固溶させ、α’２ＣａＯ・ＳｉＯ₂（Ｃ₂Ｓ）からγ２ＣａＯ・ＳｉＯ₂（Ｃ₂Ｓ）への相転移を抑制し、膨張に起因する粉化を防止するか、あるいは特開平８−１８８８１３号公報に記載されているように、ほう酸とリン酸を混合して添加し、α’Ｃ₂ＳからγＣ₂Ｓへの相転移を抑制することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５２−１４７５１２号公報に記載された方法では、スラグ中の酸化クロムの還元に限界があり、精錬を終了した後のスラグ中に残存する酸化クロムが多くなり、フェロクロム等の合金の使用量が増加して、製造コストが高くなる。しかも、スラグの崩壊性を改善することができないため、土木埋め立て材や路盤材として使用する際に問題がある。
また、特開平９−１６５２３８号公報、特開平１１−６１２１９号公報及び特開平８−１８８８１３号公報に記載された方法では、スラグにほう酸、あるいはほう酸とリン酸を添加するため、スラグの処理コストが高くなる。
しかも、スラグにほう素（Ｂ）やリン酸を加えることになり、スラグ量の増加を招き、スラグの処理費用等を含めた経済性や環境上から好ましくない。
更に、精錬を終了した後のスラグ中に残存する酸化クロムを還元してステンレス溶鋼中に回収できないため、クロムの損失を招き、フェロクロム等の合金の使用量が増加して、製造コストが高くなる等の問題がある。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ステンレス溶鋼の脱炭精錬の際に生成するスラグ中の酸化クロムを効率良く還元して溶鉄にクロムを回収し、スラグ中に含まれるクロム量を低減すると共にスラグの膨張性を改善して資源化を図ることができるステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法は、ステンレス溶鋼の脱炭精錬によって生成されたスラグを受滓した容器に溶鉄を投入した後、前記スラグにアルミ含有物質を添加し、前記スラグを攪拌しながら電気アークによって加熱して、前記スラグ中の酸化クロムを還元して前記溶鉄中にクロムを回収するステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法であって、前記酸化クロムを還元した後のスラグ組成は塩基度（ＣａＯ質量％／ＳｉＯ₂ 質量％）に対するＡｌ₂Ｏ₃の濃度比｛Ａｌ₂Ｏ₃ 質量％／（ＣａＯ質量％／ＳｉＯ₂ 質量％）｝が１０以上である。
この方法により、スラグにアルミ含有物質を添加して、攪拌しながら加熱して熱を与えるので、アルミ含有物質中のアルミニウム（Ａｌ）によるスラグ中の酸化クロムの還元反応が促進され、溶鉄中へのクロム回収効率を高めることができる。
そして、処理後のスラグ中のクロム濃度を低下することができ、同時に酸化クロムの還元に作用して生成したＡｌ₂Ｏ₃によりスラグの膨張性を抑制でき、スラグを土木埋め立て材や路盤材として活用することができる。
なお、アルミ含有物質とは、金属Ａｌ、Ａｌ合金、アルミドロス等である。
更に、容器は、取鍋あるいは溶銑鍋、ＬＦ（Ｌａｄｌｅ・Ｆｕｒｎａｃｅ）精錬鍋等をいう。
【０００６】
ここで、前記脱炭精錬によって生成されたスラグを未還元スラグ又は還元スラグとしても良い。
これにより、未還元スラグ、あるいは還元スラグのどちらの場合においても、アルミ含有物質中のアルミニウム（Ａｌ）により、スラグ中の酸化クロムを十分に還元して溶鉄中に回収することができ、処理後のスラグ中のクロム濃度を低下させ、スラグの膨張性を抑制することができる。
【０００７】
更に、前記スラグの加熱は、電気アークで行う。
電気アークを用いるので、スラグの昇熱を簡単に行うことができ、しかも、添加したアルミ含有物質の損失を抑制し、アルミ含有物質中のアルミニウムによる酸化クロムの還元反応を促進することができる。
【０００８】
また、前記酸化クロムを還元した後のスラグ組成は塩基度に対するＡｌ₂Ｏ₃の濃度比を１０以上にする。
なお、塩基度はスラグ中の含まれるＳｉＯ₂濃度に対するＣａＯ濃度の比（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）である。
アルミ含有物質により還元した後のスラグの膨張を安定して防止でき、土木埋め立て材や路盤材等の資源化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明の第１及び第２の実施の形態に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に適用されるスラグ処理装置の断面図である。
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に適用されるスラグ処理装置１０は、溶鉄１１及びスラグ１２を投入する容器の一例である取鍋１３と、取鍋１３の開口した上部を覆う鍋蓋１５とを有している。
取鍋１３の底部には、溶鉄１１とスラグ１２を攪拌する不活性ガスの一例であるアルゴンガスを吹き込むポーラスプラグ１４を備え、鍋蓋１５には、図示しない電源に連通して溶鉄１１及びスラグ１２に熱を供給する電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、取鍋１３内にアルミ含有物質を添加するシュート１７を取付けている。
【００１０】
次に、本実施の形態に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法について説明する。
図示しない上底吹き転炉に炭素２質量％以上の溶鉄とＦｅ−Ｃｒ合金、生石灰等の副原料を入れて、吹酸することにより炭素濃度が０．２〜０．７質量％となるまで脱炭精錬を行いステンレス溶鋼を溶製した。
そして、酸化クロム濃度が約３０質量％のスラグが約２３トン生成したので、Ｆｅ−Ｓｉを２３００ｋｇ添加してスラグ中の酸化クロムの還元処理を行い、還元されたクロムをステンレス溶鋼に回収した。
その結果、スラグ中の酸化クロム濃度が約４質量％に低減できたので、上底吹き転炉内のステンレス溶鋼を出鋼し、残留したスラグ（還元スラグ）１２を取鍋１３に排滓した。
更に、炭素２質量％以上の溶鉄１１を入れた後、ポーラスプラグ１４からアルゴンガスを７００ＮＬ／分吹き込み、溶鉄１１とスラグ１２の攪拌を行いながら、鍋蓋１５で取鍋１３の上部を覆い、同時にシュート１７から取鍋１３内にアルミ含有物質の一例であるアルミドロスを５０００ｋｇ添加した。
そして、鍋蓋１５に取付けた電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃに電源から通電して、電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃと混合されたスラグ１２と溶鉄１１の表面との間にアーク放電を行わせ、全体（溶鉄１１とスラグ１２）を１４００〜１４５０℃に加熱を行った。
この加熱によって、スラグ１２の滓化が促進され、（１）式の反応により酸化クロムの還元反応が大幅に向上でき、還元されたクロム（Ｃｒ）は、溶鉄１１中に回収することができる。
Ｃｒ₂Ｏ₃＋２Ａｌ→２Ｃｒ＋Ａｌ₂Ｏ₃ ・・・・・（１）
クロムを回収した溶鉄１１は、次の新しい脱炭精錬用の上底吹き転炉に用いるので、上底吹き転炉にて添加するＦｅ−Ｃｒ合金を節減でき、製造コストを低減することができる。
更に、この還元反応は、Ａｌを用いるため、酸化クロムを確実に還元することができ、処理を行った後のスラグ１２中に含まれる酸化クロム及び金属クロム（以下、総クロムという）を普通溶鋼の溶製時のスラグ（総クロムが０．５質量％以下）と遜色ないレベルにすることができ、総クロム量に起因する環境上の制約を解消することができる。
しかも、酸化クロムの還元を行った際に生成したＡｌ₂Ｏ₃を活用して、スラグ組成をダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂）が生成しない組成にすることができ、α’２ＣａＯ・ＳｉＯ₂（Ｃ₂Ｓ）からγ２ＣａＯ・ＳｉＯ₂（Ｃ₂Ｓ）への相転移するのを防止することができ、スラグの膨張性が無くなり、土木埋め立て材、あるいは路盤材等の資源として活用することができる。
このスラグ１２は、スラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）に対するＡｌ₂Ｏ₃の濃度比を１０以上にすることにより、ダイカルシウムシリケートの生成を確実に抑制でき、より安定して膨張性の低いスラグにすることができる。
【００１１】
次に、本発明に係る第２の実施の形態に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法について説明する。
図示しない上底吹き転炉に炭素２質量％以上の溶鉄とＦｅ−Ｃｒ合金、生石灰等の副原料を入れて、吹酸することにより炭素濃度が０．２〜０．７質量％となるまで脱炭精錬を行いステンレス溶鋼を溶製した。
スラグ中の酸化クロム濃度としは約３０質量％の高濃度であり、上底吹き転炉内のステンレス溶鋼を出鋼し、残留したスラグ（未還元スラグ）１２ａを前記したスラグ処理装置１０の取鍋１３に排滓した。
更に、炭素２質量％以上の溶鉄１１を入れた後、ポーラスプラグ１４からアルゴンガスを７００ＮＬ／分吹き込み攪拌を行いながら、鍋蓋１５で取鍋１３の上部を覆い、同時にシュート１７からアルミ含有物質の一例であるアルミドロスを１００００ｋｇ、不足する量として金属Ａｌを２００ｋｇ添加した。この添加量は、スラグ１２ａに含まれるＣｒ₂Ｏ₃を全て還元する化学量論的に必要な量以上に相当する。
そして、鍋蓋１５に取付けた電極１６ａ、１６ｂ、１６ｃに電源から通電して、スラグ１２ａと溶鉄１１が混合している表面にアークを飛ばして加熱し、前記還元スラグを用いた実施の形態と同様に、スラグ１２ａの滓化が促進し、酸化クロムの還元を行い、還元されたクロム（Ｃｒ）を溶鉄１１中に回収した。
従って、添加するＦｅ−Ｃｒ合金を節減でき、製造コストを低減することができる。
このようにして脱炭精錬を行った後のスラグからクロムを回収した溶鉄１１を上底吹き転炉に装入し、不足するクロム量に相当するＦｅ−Ｃｒ合金と副材を添加して吹酸してステンレス溶鋼を溶製し、連続鋳造を用いて鋳片を製造した。
【００１２】
【実施例】
次に、ステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法の実施例について説明する。
上底吹き転炉に炭素２質量％以上の溶鉄とＦｅ−Ｃｒ合金、生石灰等の副原料を入れて吹酸し、炭素濃度が０．５質量％となるまで脱炭精錬を行いステンレス溶鋼を溶製した。脱炭精錬の際に生成した約２３トンのスラグにＦｅ−Ｓｉ合金を添加した還元スラグ、あるいは添加しない未還元スラグを用い、スラグの還元剤としてアルミドロス、又はアルミドロスと金属Ａｌを添加し、ポーラスプラグからアルゴンガスを７００ＮＬ／分吹き込み攪拌を行いながら、電極に通電して電気アークによる加熱を行い、クロムの溶鉄への回収と、スラグの改質を行った。そして、クロムの回収効率、スラグの膨張性の良否、従来の精錬炉内でＦｅ−Ｓｉ合金による還元のみの場合を指数１とした場合の製造コスト指数、総合評価について調査した。その結果を表１に示す。
実施例１は、脱炭精錬を行った後にＦｅ−Ｓｉ合金を添加してスラグを還元処理したものをＬＦ鍋に受け、アルミドロスを添加した場合であり、クロムの回収効率が９８．３％、スラグの膨張性が低く、製造コスト指数が０．９５となり、総合評価として優れた（○）結果が得られた。
実施例２は、脱炭精錬を行ってからＦｅ−Ｓｉ合金を添加しないで未還元のスラグをＬＦ鍋に受け、アルミドロスと金属Ａｌを添加した場合であり、クロムの回収効率が９９．１％、スラグの膨張性が低く、製造コスト指数が０．８５となり、総合評価として優れた（○）結果が得られた。
【００１３】
【表１】

【００１４】
これに対し、従来例１、２は、還元スラグを使用したアルミ含有物質を添加せず加熱を行わなかった例であり、従来例１は、クロムの一部がスラグに残存して回収効率が８３．８％と悪く、スラグ組成からダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ₂ ）が生成して相転移により膨張して、製造コスト指数も高く、総合評価として悪い（×）結果となった。
従来例２は、ほう酸を添加した場合であり、クロムの一部がスラグに残存して回収効率が８３．９％と悪く、スラグの膨張は抑えられたが、製造コスト指数が１．０５と高くなり、総合評価として悪い（×）結果となった。
【００１５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、アルミドロスあるいは金属Ａｌの添加は、スラグの上方から投入するか、又は、ランスを用いてインゼクション（吹き込み）を行うことができる。
更に、脱炭精錬炉としては、上吹き転炉、上底吹き転炉、電気炉の他にＡＯＤ（Ａｒｇｏｎ・Ｏｘｙｇｅｎ・Ｄｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）やＶＯＤ（Ｖａｃｕｕｍ・Ｏｘｙｇｅｎ・Ｄｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）等の二次脱炭精錬スラグにも適用することができる。
また、還元剤であるアルミドロス、あるいは金属Ａｌ等に炭材を混合して添加して、酸化クロムを還元することもできる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１、２記載のステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法は、アルミ含有物質を添加して攪拌しながらスラグに熱を与えるので、スラグ中の酸化クロムの還元反応が促進され、溶鉄中へのクロム回収効率を高め、同時にスラグ中に含まれるクロム量が低減し、スラグの膨張性を改善して土木埋め立て材や路盤材等の資源化を図ることができる。
【００１７】
特に、請求項２記載のステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法は、未還元スラグ又は還元スラグを用いるので、アルミ含有物質により、スラグ中の酸化クロムを十分に還元して溶鉄中に回収することができ、高価な合金の使用量を節減して製造コストを低減することができる。
【００１８】
請求項１記載のステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法は、スラグの加熱は電気アークで行うので、添加したアルミ含有物質の損失を抑制し、アルミ含有物質中のアルミニウムによる酸化クロムの還元反応を促進することができ、スラグ中の総クロム量を低減することができ、安定して土木埋め立て材や路盤材等の資源化を図ることができる。
【００１９】
請求項１記載のステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法は、酸化クロムを還元した後のスラグ組成が塩基度に対するＡｌ₂Ｏ₃の濃度比を１０以上にするので、アルミ含有物質により還元した後のスラグの膨張性がより安定し、土木埋め立て材や路盤材等の品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係るステンレス溶鋼の精錬スラグの処理方法に適用されるスラグ処理装置の断面図である。
【符号の説明】
１０：スラグ処理装置、１１：溶鉄、１２：スラグ、１２ａ：スラグ、１３：取鍋、１４：ポーラスプラグ、１５：鍋蓋、１６ａ：電極、１６ｂ：電極、１６ｃ：電極、１７：シュート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating refined slag of stainless molten steel that recovers chromium from slag that is produced during decarburization and refining of molten stainless steel and that contains chromium oxide to recycle slag.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when adding molten Fe-Cr alloy to molten iron and performing decarburization refining using a refining furnace such as a top-bottom blowing converter or an electric furnace to produce molten stainless steel, chromium oxide (Cr ₂ O ₃ ) Is generated.
Since chromium contained in the slag is an expensive metal, an alloy such as Fe-Si is added to reduce chromium oxide and recover it in molten stainless steel.
However, the reduction of chromium oxide in the slag is determined by the cost balance between the cost of using a reducing agent such as Fe-Si and the unreduced chromium oxide remaining in the slag, so that the chromium concentration is 0.6 to 3 % by mass. The degree remains in the slag, and a small amount of metallic chromium is present in the slag.
Furthermore, the slag produced when decarburizing and refining stainless steel melt is being promoted as a resource for civil engineering landfills and roadbed materials. There are problems such as restrictions and inability to use.
As a countermeasure against this, as described in JP-A-52-147512, the carbon concentration is 0.2 to 0.2 in the atmosphere using a refining furnace such as a top blowing converter, a top bottom blowing converter, or an electric furnace. after decarburization by吹酸until about 0.3 mass%, the stainless steel melt was transferred to a vacuum ladle refining apparatus, stirred and mixed stainless molten steel and slag is blown from the preparative pan bottom portion inert gas, Reduction of chromium oxide contained in slag with carbon to increase the chromium yield and to produce low carbon stainless molten steel.
Further, as described in JP-A-9-165238 and JP-A-11-61219, boric acid (B ₂ O ₅ ) is added to slag generated in the manufacturing process of molten stainless steel to obtain dicalcium silicate. (2CaO · SiO ₂₎ boric acid diffused by solid solution in, phase transition is suppressed from _{_{α'2CaO · SiO 2 (C 2 S}} ) to _{_{γ2CaO · SiO 2 (C 2 S}} ), due to the expansion Preventing powdering or adding a mixture of boric acid and phosphoric acid as described in JP-A-8-188813 to suppress phase transition from α′C ₂ S to γC ₂ S Things have been done.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-147512, there is a limit to the reduction of chromium oxide in the slag, and the amount of chromium oxide remaining in the slag after finishing the refining increases. The amount of use increases and the manufacturing cost increases. In addition, since the slag disintegration cannot be improved, there is a problem in using it as a civil engineering landfill or roadbed material.
Further, in the methods described in JP-A-9-165238, JP-A-11-61219 and JP-A-8-188813, boric acid or boric acid and phosphoric acid are added to slag. Becomes higher.
In addition, boron (B) or phosphoric acid is added to the slag, which increases the amount of slag, which is not preferable from the viewpoint of economy and environment including the processing cost of the slag.
In addition, chromium oxide remaining in the slag after refining cannot be reduced and recovered in the molten stainless steel, resulting in loss of chromium, increasing the amount of alloy such as ferrochrome, and increasing manufacturing costs. There are problems such as.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, efficiently recovering chromium oxide in molten iron by efficiently reducing chromium oxide in the slag produced during decarburization and refining of molten stainless steel, and the amount of chromium contained in the slag. It aims at providing the processing method of the refined slag of the molten stainless steel which can aim at resource reduction by improving the expansibility of slag while reducing.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The method for processing a refined slag of stainless steel according to the present invention in accordance with the above object is to add molten iron to a container receiving slag produced by decarburization of molten stainless steel, and then add an aluminum-containing substance to the slag. The method of treating a refined stainless steel slag by heating the slag with an electric arc while stirring to reduce chromium oxide in the slag and recovering chromium in the molten iron, the chromium oxide being reduced The latter slag composition has an Al ₂ O ₃ concentration ratio {Al ₂ O ₃ mass% / (CaO mass% / SiO ₂ mass% )} to basicity (CaO mass% / SiO ₂ mass% ) of 10 or more.
By this method, the aluminum-containing substance is added to the slag and heated with stirring to give heat, so that the reduction reaction of chromium oxide in the slag by the aluminum (Al) in the aluminum-containing substance is promoted into the molten iron. The chromium recovery efficiency can be increased.
Then, it is possible to reduce the chromium concentration in the slag after the treatment, at the same time can suppress expansion of the slag by Al ₂ O ₃ generated by acting on the reduction of chromium oxide, slag as civil engineering reclamation material or roadbed material Can be used.
The aluminum-containing substance is metal Al, Al alloy, aluminum dross, or the like.
Furthermore, the container refers to a ladle, a hot metal ladle, an LF (Laddle / Furnace) refining pan, or the like.
[0006]
Here, the slag generated by the decarburization refining may be unreduced slag or reduced slag.
As a result, in both cases of unreduced slag or reduced slag, the aluminum oxide (Al) in the aluminum-containing material can sufficiently reduce the chromium oxide in the slag and recover it in the molten iron. It is possible to reduce the chromium concentration in the slag and to suppress the expansion of the slag.
[0007]
Furthermore, heating of the slag is carried out in an electric arc.
Since the electric arc is used, the slag can be heated easily, and the loss of the added aluminum-containing material can be suppressed, and the reduction reaction of chromium oxide by aluminum in the aluminum-containing material can be promoted.
[0008]
Moreover, the slag composition after the reduction of the chromium oxide the concentration ratio of Al ₂ O ₃ with respect to basicity of 10 or more.
The basicity is the ratio of the CaO concentration to the SiO ₂ concentration contained in the slag (CaO / SiO ₂ ).
Expansion of slag after being reduced by the aluminum-containing material can be stably prevented, and resources such as civil engineering landfill materials and roadbed materials can be achieved.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a slag processing apparatus applied to a method for processing refined slag of molten stainless steel according to first and second embodiments of the present invention.
As shown in FIG. 1, a slag treatment device 10 applied to a method for processing refined slag of molten stainless steel according to a first embodiment of the present invention is an example of a container into which molten iron 11 and slag 12 are charged. It has a pan 13 and a pan lid 15 that covers the open top of the ladle 13.
A ladle 13 is provided with a porous plug 14 for blowing argon gas, which is an example of an inert gas that stirs the molten iron 11 and the slag 12, and the pot lid 15 is connected to a power source (not shown) to connect the molten iron 11 and the slag. Electrodes 16a, 16b, and 16c that supply heat to 12 and a chute 17 that adds an aluminum-containing substance to the ladle 13 are attached.
[0010]
Next, the processing method of the refined slag of the molten stainless steel which concerns on this Embodiment is demonstrated.
Until the carbon concentration becomes 0.2 to 0.7 % by mass by adding molten iron of 2 % by mass or more of iron and auxiliary materials such as Fe—Cr alloy, quick lime, etc. to the top-bottom blown converter (not shown) and blowing it. Decarburization refining was performed to produce molten stainless steel.
Since chromium oxide concentration of about 30 wt% of the slag was about 23 tons produced by the Fe-Si was added 2300kg performs reduction processing of chromium oxide in the slag was reduced chromium collected in a stainless molten steel.
As a result, the chromium oxide concentration in the slag could be reduced to about 4 % by mass , so that the molten stainless steel in the top-bottom blowing converter was removed and the remaining slag (reduced slag) 12 was discharged into the ladle 13. .
Furthermore, after putting molten iron 11 of 2 % by mass or more of carbon, argon gas was blown in from a porous plug 14 at 700 NL / min, and while stirring molten iron 11 and slag 12, the top of ladle 13 was covered with pan lid 15, At the same time, 5000 kg of aluminum dross, which is an example of an aluminum-containing material, was added from the chute 17 into the ladle 13.
Then, the

electrodes

16a, 16b, and 16c attached to the pan lid 15 are energized from the power source, and arc discharge is performed between the surface of the molten iron 11 and the slag 12 mixed with the

electrodes

16a, 16b, and 16c. Molten iron 11 and slag 12) were heated to 1400-1450 ° C.
By this heating, hatching of the slag 12 is promoted, the reduction reaction of chromium oxide can be significantly improved by the reaction of the formula (1), and the reduced chromium (Cr) can be recovered in the molten iron 11.
Cr ₂ O ₃ + 2Al → 2Cr + Al ₂ O ₃ (1)
Since the molten iron 11 from which chromium has been recovered is used in the next new bottom decarburizing refining furnace, the Fe-Cr alloy added in the top bottom blowing converter can be saved, and the manufacturing cost can be reduced. .
Further, since this reduction reaction uses Al, chromium oxide can be reliably reduced, and chromium oxide and metal chromium (hereinafter referred to as total chromium) contained in the slag 12 after the treatment are normally molten steel. The slag at the time of melting (total chromium is 0.5 % by mass or less) can be set to a level comparable to that of the environment, and environmental restrictions due to the total chromium amount can be eliminated.
In addition, by utilizing Al ₂ O ₃ generated when chromium oxide is reduced, the slag composition can be made a composition that does not generate dicalcium silicate (2CaO · SiO ₂ ), and α′2CaO · SiO ₂ Phase transition from (C ₂ S) to γ2CaO · SiO ₂ (C ₂ S) can be prevented, and the expansion of slag is eliminated, so that it can be used as a resource for civil engineering landfills or roadbed materials. it can.
By making the concentration ratio of Al ₂ O ₃ to slag basicity (CaO / SiO ₂ ) 10 or more, the slag 12 can surely suppress the formation of dicalcium silicate, and is more stable and less expandable. Can be slag.
[0011]
Next, the processing method of the refined slag of the molten stainless steel which concerns on 2nd Embodiment which concerns on this invention is demonstrated.
Until the carbon concentration becomes 0.2 to 0.7 % by mass by adding molten iron of 2 % by mass or more of iron and auxiliary materials such as Fe—Cr alloy, quick lime, etc. to the top-bottom blown converter (not shown) and blowing it. Decarburization refining was performed to produce molten stainless steel.
The concentration of chromium oxide in the slag is as high as about 30 % by mass. The molten stainless steel in the top-bottom blowing converter is discharged, and the remaining slag (unreduced slag) 12a is removed by the slag treatment device 10 described above. It was discharged into the pan 13.
Furthermore, after putting molten iron 11 of 2 % by mass or more of carbon, argon gas is blown from a porous plug 14 at 700 NL / min and stirring is performed, and the upper part of the ladle 13 is covered with a pot lid 15, and at the same time, an aluminum-containing substance from a chute 17. As an example, 10,000 kg of aluminum dross was added, and 200 kg of metal Al was added as an insufficient amount. This amount corresponds to Cr ₂ O ₃ amount or more of all stoichiometrically to reduce need to be included in the slag 12a.
Then, the

electrodes

16a, 16b, and 16c attached to the pan lid 15 are energized from the power source, heated by blowing an arc on the surface where the slag 12a and the molten iron 11 are mixed, and the embodiment using the reduced slag Similarly, hatching of slag 12a was promoted, chromium oxide was reduced, and reduced chromium (Cr) was recovered in molten iron 11.
Therefore, the Fe—Cr alloy to be added can be saved, and the manufacturing cost can be reduced.
The molten iron 11 from which chromium was recovered from the slag after decarburization and refining in this manner was charged into an upper bottom blowing converter, and Fe-Cr alloy and sub-material corresponding to the insufficient amount of chromium were added and blown. The slab was manufactured using acid casting by melting the molten stainless steel and using continuous casting.
[0012]
【Example】
Next, the Example of the processing method of the refined slag of molten stainless steel is described.
Add molten steel with 2 % by mass or more of carbon and auxiliary materials such as Fe-Cr alloy and quicklime to the top-bottom blowing converter, blown acid, and decarburization refining until the carbon concentration reaches 0.5 % by mass Melted. About 23 tons of slag produced during decarburization and refining, reduced slag with Fe-Si alloy added, or unreduced slag without addition, and added aluminum dross or aluminum dross and metal Al as a slag reducing agent. Then, argon gas was blown from a porous plug at 700 NL / min and stirred, and the electrode was energized and heated by an electric arc to recover chromium into molten iron and reform slag. Then, investigation was made on the recovery efficiency of chromium, the quality of slag expansion, the production cost index and the overall evaluation when the index is 1 in the case of only reduction with a Fe-Si alloy in a conventional smelting furnace. The results are shown in Table 1.
Example 1 is a case where after decarburization and refining, Fe-Si alloy was added and slag was reduced and received in an LF pan, and aluminum dross was added, and the chromium recovery efficiency was 98.3%. Moreover, the expansibility of the slag was low, the production cost index was 0.95, and excellent (◯) results were obtained as a comprehensive evaluation.
Example 2 is a case where unreduced slag is received in an LF pan without adding an Fe—Si alloy after decarburization refining, and aluminum dross and metal Al are added, and the chromium recovery efficiency is 99.1. %, Slag expansibility was low, and the production cost index was 0.85, and an excellent (◯) result was obtained as a comprehensive evaluation.
[0013]
[Table 1]

[0014]
On the other hand, Conventional Examples 1 and 2 are examples in which the aluminum-containing substance using reduced slag was not added and heating was not performed, and in Conventional Example 1, a part of chromium remained in the slag and the recovery efficiency was high. It was bad at 83.8%, and dicalcium silicate (2CaO.SiO ₂ ) was produced from the slag composition and expanded by phase transition, and the production cost index was high, and the overall evaluation was bad (x).
Conventional Example 2 is a case where boric acid is added. Part of chromium remains in the slag and the recovery efficiency is as bad as 83.9%, and the expansion of the slag is suppressed, but the manufacturing cost index is 1.05. It became high and became a bad (x) result as comprehensive evaluation.
[0015]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.
For example, the addition of aluminum dross or metal Al can be carried out from above the slag, or can be carried out using a lance.
Furthermore, as a decarburizing and refining furnace, in addition to an upper blowing converter, an upper bottom blowing converter, and an electric furnace, secondary decarburizing and refining slag such as AOD (Argon / Oxygen / Decarbonization) and VOD (Vacuum / Oxygen / Decarbonization) is used. It can also be applied to.
Further, chromium oxide can be reduced by adding a carbonaceous material mixed with aluminum dross or metal Al as a reducing agent.
[0016]
【The invention's effect】
Since the processing method of the refined slag of the molten stainless steel according to claim 1 and 2 gives heat to the slag while adding the aluminum-containing substance and stirring, the reduction reaction of the chromium oxide in the slag is promoted, and the molten iron enters the molten iron. Chromium recovery efficiency can be increased, and at the same time, the amount of chromium contained in the slag can be reduced, so that the expansion of the slag can be improved and resources such as civil engineering materials and roadbed materials can be used.
[0017]
In particular, since the method for treating refined slag of molten stainless steel according to claim 2 uses unreduced slag or reduced slag, it is possible to sufficiently reduce chromium oxide in the slag and recover it in the molten iron with an aluminum-containing substance. In addition, the amount of expensive alloy used can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
[0018]
According to the method for treating refined slag of molten stainless steel according to claim 1 , since the slag is heated by an electric arc, the loss of the added aluminum-containing material is suppressed, and the reduction reaction of chromium oxide by aluminum in the aluminum-containing material is promoted. Therefore, the total amount of chromium in the slag can be reduced, and resources such as civil engineering landfill materials and roadbed materials can be stably achieved.
[0019]
The method for treating a refined slag of molten stainless steel according to claim 1 is that the slag composition after reducing chromium oxide makes the concentration ratio of Al ₂ O ₃ to basicity 10 or more. The expansion property of slag becomes more stable, and the quality of civil engineering landfill materials and roadbed materials can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a slag treatment apparatus applied to a method for treating refined slag of molten stainless steel according to first and second embodiments of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: slag processing device, 11: molten iron, 12: slag, 12a: slag, 13: ladle, 14: porous plug, 15: pan lid, 16a: electrode, 16b: electrode, 16c: electrode, 17: chute

Claims

After pouring molten iron into a container receiving slag produced by decarburization refining of molten stainless steel, an aluminum-containing substance is added to the slag, and the slag is heated by an electric arc while stirring, A method for treating a refined stainless steel slag in which chromium oxide is reduced and chromium is recovered in the molten iron, wherein the slag composition after reduction of chromium oxide is based on basicity (CaO mass% / SiO ₂ mass% ). processing method of refining slag stainless molten steel, wherein the concentration ratio of _{_{_{Al 2 O 3 {Al 2 O}}} 3 wt% / (CaO mass% / SiO ₂ mass%)} is 10 or more.

The method for processing a refined slag of molten stainless steel according to claim 1, wherein the slag produced by the decarburization refining is unreduced slag or reduced slag.