JP5458631B2 - Method for recovering molten metal - Google Patents

Method for recovering molten metal Download PDF

Info

Publication number
JP5458631B2
JP5458631B2 JP2009089498A JP2009089498A JP5458631B2 JP 5458631 B2 JP5458631 B2 JP 5458631B2 JP 2009089498 A JP2009089498 A JP 2009089498A JP 2009089498 A JP2009089498 A JP 2009089498A JP 5458631 B2 JP5458631 B2 JP 5458631B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chromium
slag
amount
molten metal
melting 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 - Fee Related
Application number
JP2009089498A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010242128A (en
Inventor
貴士 新井
勝彦 加藤
幹男 府高
賢 兼川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority to JP2009089498A priority Critical patent/JP5458631B2/en
Publication of JP2010242128A publication Critical patent/JP2010242128A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5458631B2 publication Critical patent/JP5458631B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

本発明は、溶融金属の回収方法に関し、特に、主として含クロム冷鉄源中のケイ素により、含クロムスラグから金属クロムを回収する方法に関する。   The present invention relates to a method for recovering molten metal, and more particularly, to a method for recovering metallic chromium from chromium-containing slag mainly using silicon in a chromium-containing cold iron source.

従来から、多量のスラグを還元して金属クロムを回収することが行われている。例えば、転炉等において発生したスラグを、合金鉄やスクラップ等の冷鉄源とともにスラグを電気炉に装入して加熱し、溶融金属中の炭素やケイ素により、スラグ中の酸化クロム(Cr)を還元して金属クロムを回収する。回収された金属クロムは、例えばステンレス鋼の原料等として使用される。 Conventionally, a large amount of slag is reduced to recover metal chromium. For example, slag generated in a converter or the like is heated by charging a slag into an electric furnace together with a cold iron source such as alloy iron or scrap, and chromium oxide (Cr 2) in the slag by carbon or silicon in the molten metal. O 3 ) is reduced to recover metallic chromium. The recovered metal chromium is used as a raw material for stainless steel, for example.

このような金属クロムの回収方法として、例えば、ステンレス鋼の製造を主とした精錬プロセスから排出される酸化クロムを含有したスラグから金属クロムを回収する方法において、精錬プロセスから排出されるスラグが還元されない状態で、電気炉に装入し還元する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。また、例えば、製鋼工程において発生した転炉スラグを、溶融状態のまま電気炉に装入して、スラグ中の金属を回収する方法が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。   As a method of recovering such metal chromium, for example, in a method of recovering metal chromium from slag containing chromium oxide discharged from a refining process mainly for the manufacture of stainless steel, the slag discharged from the refining process is reduced. There has been proposed a method of charging in an electric furnace and reducing the state (for example, see Patent Document 1). In addition, for example, a method has been proposed in which converter slag generated in a steelmaking process is charged into an electric furnace in a molten state and metal in the slag is recovered (see, for example, Patent Document 2).

特表2003−502504号公報Special table 2003-502504 gazette 特開昭51−28502号公報JP-A-51-28502

しかしながら、上記特許文献1及び2に記載された方法では、還元剤となる炭素やケイ素と還元されるスラグの量的関係や、還元剤量と還元されるスラグ量のバランスの制御については検討されていない。このように、還元剤となる炭素やケイ素の量と還元されるスラグの量のバランスが適正でないと、以下のような問題があった。すなわち、還元剤量が過剰の場合には、後工程である脱炭工程で酸素効率が低下したり、メタル歩留まりが低下する、という問題があった。一方、還元されるスラグ量が過剰の場合には、十分にクロムの還元や回収ができなかったり、スラグの流動性が悪化して炉から排滓できない、という問題があった。また、流動性が確保できた場合でも、COガスが発生してスラグフォーミングが起こり、安定した操業ができない場合があった。   However, in the methods described in Patent Documents 1 and 2, the quantitative relationship between the reducing agent carbon and silicon and the reduced slag and the control of the balance between the reducing agent amount and the reduced slag amount are studied. Not. As described above, if the balance between the amount of carbon or silicon as a reducing agent and the amount of slag to be reduced is not appropriate, there are the following problems. That is, when the amount of the reducing agent is excessive, there is a problem that oxygen efficiency is lowered in a subsequent decarburization step or metal yield is lowered. On the other hand, when the amount of slag to be reduced is excessive, there is a problem that chromium cannot be sufficiently reduced or recovered, or the fluidity of slag deteriorates and cannot be discharged from the furnace. Even when fluidity can be secured, CO gas is generated and slag foaming occurs, and stable operation may not be possible.

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、主として含クロム冷鉄源中のケイ素を用いて、含クロムスラグから金属クロムを回収する溶融金属の回収方法において、還元剤となるケイ素の量と還元されるスラグの量を適正なバランスに制御することにより、含クロムスラグの還元を過不足なく行い、安定した操業の下で、金属クロムを十分に回収するとともに、後工程である脱炭工程での酸素効率やメタル歩留まりを向上させることを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and in a molten metal recovery method for recovering metallic chromium from chromium-containing slag, mainly using silicon in a chromium-containing cold iron source, By controlling the amount of silicon to be reduced and the amount of slag to be reduced to an appropriate balance, chromium-containing slag can be reduced without excess and deficiency, and metal chromium can be fully recovered under stable operation. The purpose is to improve oxygen efficiency and metal yield in the decarburization process.

上記課題を解決するために、本発明によれば、含クロムスラグを溶解炉内で還元して金属クロムを回収する溶融金属の回収方法において、含クロム冷鉄源と、前記含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む前記含クロムスラグの量の90質量%以下の量の前記含クロムスラグを前記溶解炉に投入し、前記含クロム冷鉄源および前記含クロムスラグが完全に溶融した後に溶融金属中に含まれるケイ素量を測定し、測定された量のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む前記含クロムスラグの量を、前記溶解炉に追加で投入する前記含クロムスラグの量として決定し、決定された量の前記含クロムスラグを前記溶解炉に追加で投入する、溶融金属の回収方法が提供される。   In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, in a method for recovering molten metal in which chromium-containing slag is reduced in a melting furnace and metal chromium is recovered, a chromium-containing cold iron source, and the chromium-containing cold iron source The chromium-containing slag in an amount of 90% by mass or less of the amount of the chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon contained therein is charged into the melting furnace, and the chromium-containing cold iron source and the chromium-containing slag After the silicon is completely melted, the amount of silicon contained in the molten metal is measured, and the amount of the chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with the measured amount of silicon is added to the melting furnace. There is provided a method for recovering a molten metal, which is determined as an amount of the chromium-containing slag, and additionally adding the determined amount of the chromium-containing slag to the melting furnace.

このように、スラグの添加量を冷鉄源中のケイ素量に対して不足した状態で投入した後に、溶融金属中のケイ素量を分析し、この分析結果に基づいてスラグの追加投入量を決定することにより、還元剤となるケイ素の量と還元されるスラグの量を適正なバランスに制御することができる。   In this way, after adding the amount of slag added in a state that is insufficient relative to the amount of silicon in the cold iron source, the amount of silicon in the molten metal is analyzed, and the additional amount of slag added is determined based on the analysis result. By doing so, the amount of silicon as a reducing agent and the amount of slag to be reduced can be controlled to an appropriate balance.

ここで、前記含クロム冷鉄源と前記含クロムスラグを前記溶解炉に投入する際に、前記含クロム冷鉄源のみを前記溶解炉に投入した後に、前記含クロム冷鉄源の少なくとも一部が溶融した状態で、前記含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む前記含クロムスラグの90質量%以下の量の前記含クロムスラグを前記溶解炉に投入することが好ましい。   Here, when the chromium-containing cold iron source and the chromium-containing slag are charged into the melting furnace, after only the chromium-containing cold iron source is charged into the melting furnace, at least a part of the chromium-containing cold iron source In a molten state, the chromium-containing slag in an amount of 90% by mass or less of the chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source is charged into the melting furnace. preferable.

また、前記溶融金属の回収方法において、前記溶解炉に初めに投入する前記含クロムスラグを、前記溶解炉の炉上から連続的または断続的に投入することが好ましい。   In the molten metal recovery method, it is preferable that the chromium-containing slag that is initially charged into the melting furnace is continuously or intermittently charged from above the melting furnace.

また、前記溶融金属の回収方法において、追加で投入する前記含クロムスラグを、前記溶融金属を前記溶解炉から出湯している容器中に投入してもよい。   Further, in the molten metal recovery method, the chromium-containing slag to be additionally charged may be charged into a container in which the molten metal is discharged from the melting furnace.

また、前記溶融金属の回収方法において、追加で投入する前記含クロムスラグの一部または全部に代えて、クロム鉱石、鉄鉱石および含クロムスケールのうちの1種以上を、前記ケイ素と反応する当量分の酸化クロムを前記含クロムスラグで追加投入する場合に対して全体としての前記酸化クロムの量が同量となるように、投入してもよい。
Further, in the method for recovering molten metal, in place of part or all of the chromium-containing slag to be added additionally, one or more of chromium ore, iron ore, and chromium-containing scale are equivalent to react with silicon. The chromium oxide may be added so that the amount of the chromium oxide as a whole becomes the same as that of the chromium-containing slag .

本発明によれば、主として含クロム冷鉄源中のケイ素を用いて、含クロムスラグから金属クロムを回収する溶融金属の回収方法において、還元剤となるケイ素の量と還元されるスラグの量を適正なバランスに制御することができ、これにより、含クロムスラグの還元を過不足なく行い、安定した操業の下で、金属クロムを十分に回収するとともに、後工程である脱炭工程での酸素効率やメタル歩留まりを向上させることが可能となる。   According to the present invention, in the molten metal recovery method for recovering metallic chromium from chromium-containing slag, mainly using silicon in the chromium-containing cold iron source, the amount of silicon as a reducing agent and the amount of slag to be reduced are reduced. It is possible to control the balance appropriately, thereby reducing chromium-containing slag without excess and deficiency, and recovering metal chromium sufficiently under stable operation, and oxygen in the decarburization process, which is a subsequent process. Efficiency and metal yield can be improved.

本発明の一実施形態に係る溶融金属の回収方法の操業の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation of the recovery method of the molten metal which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態に係る溶融金属の回収方法の操業状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation condition of the collection | recovery method of the molten metal which concerns on the same embodiment. 溶融金属を溶解炉から取鍋に出湯している際に含クロムスラグを追加投入している状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which is adding the chromium-containing slag when pouring molten metal from the melting furnace to the ladle. 比較例1における溶融金属の回収方法の操業状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation condition of the collection | recovery method of the molten metal in the comparative example 1. 本発明の実施例及び比較例における出湯後のスラグ中のCr濃度と溶湯中のSi濃度との関係を示すグラフである。The relationship between the Cr 2 O 3 concentration and Si concentration in the melt in the slag after tapping in Examples and Comparative Examples of the present invention is a graph showing. 本発明の実施例及び比較例における出湯後のCr濃度(質量%)とスラグの初期投入割合(質量%)との関係を示すグラフである。The relationship between the Cr 2 O 3 concentration after pouring in Examples and Comparative Examples of the present invention the initial charge ratio (mass%) and slag (wt%) is a graph showing.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[還元剤量とスラグ量のバランス制御方法についての検討]
まず、本発明に係る溶融金属回収方法の好適な実施の形態について説明する前に、酸化クロムを含むスラグ(以下、「含クロムスラグ」という。)を還元して金属クロムを回収する方法において、還元剤となるケイ素の量と還元されるスラグの量を適正なバランスに制御する方法について、本発明者らが検討した結果について説明する。
[Examination of balance control method between reducing agent and slag]
First, before describing a preferred embodiment of the molten metal recovery method according to the present invention, in a method of recovering metal chromium by reducing slag containing chromium oxide (hereinafter referred to as “chromium-containing slag”), The results of the study by the present inventors will be described with respect to a method for controlling the amount of silicon as a reducing agent and the amount of slag to be reduced to an appropriate balance.

(鉄源中のケイ素量に基づいて含クロムスラグの全投入量を決定する方式について)
還元剤となるケイ素の量と還元されるスラグの量を適正なバランスに制御する方法として、本発明者らは、クロムを含む冷鉄源(以下、「含クロム冷鉄源」という。)中のケイ素量に基づいて含クロムスラグの全投入量を決定する方式について検討した。まず、溶解炉に投入する冷鉄源に含まれるケイ素量に基づいて、当該ケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグを全て一度に溶解炉に投入する方式の適否を確認した。その結果、以下のことが判明した。
(Regarding the method for determining the total amount of chromium-containing slag based on the amount of silicon in the iron source)
As a method for controlling the amount of silicon as a reducing agent and the amount of slag to be reduced in an appropriate balance, the present inventors are in a cold iron source containing chromium (hereinafter referred to as “chromium-containing cold iron source”). The total amount of chromium-containing slag was determined based on the silicon content. First, based on the amount of silicon contained in the cold iron source charged into the melting furnace, the suitability of a system in which all of the chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with the silicon was introduced into the melting furnace at once was confirmed. As a result, the following was found.

<反応物の量バランスが適正でない場合の問題について>
含クロム冷鉄源中のケイ素による含クロムスラグ中の酸化クロムの還元反応は、下記反応式Aのように行われる。
3Si+2Cr → 4Cr+3SiO ・・・(反応式A)
なお、この反応の際には、塩基度(CaO/SiOの質量比)は、1.2〜1.7の範囲内とすることが好適である。これは、塩基度が1.2未満の場合、上記反応式Aの反応が充分行われにくく、酸化クロムの充分な還元が実施されにくくなるためである。また、塩基度が1.7を超えると、添加する生石灰量が増え、コストが悪化するとともにスラグの溶融状態を保ちにくくなり反応が阻害され易くなるためである。
<Regarding problems when the amount balance of reactants is not appropriate>
The reduction reaction of chromium oxide in the chromium-containing slag by silicon in the chromium-containing cold iron source is performed as shown in the following reaction formula A.
3Si + 2Cr 2 O 3 → 4Cr + 3SiO 2 (Reaction Formula A)
In this reaction, the basicity (CaO / SiO 2 mass ratio) is preferably in the range of 1.2 to 1.7. This is because when the basicity is less than 1.2, the reaction of the reaction formula A is not sufficiently performed, and it is difficult to sufficiently reduce chromium oxide. Moreover, when basicity exceeds 1.7, it is because the amount of quicklime to add increases, cost deteriorates, and it becomes difficult to maintain the molten state of slag, and reaction becomes easy to be inhibited.

ここで、含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグの全量を一度に投入するとき、何らかの原因で、反応物量(すなわち、還元剤となるケイ素量と還元される酸化クロム量)のバランスが適正でない場合には、以下のような問題が生じる。   Here, when the entire amount of chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source is charged at once, the amount of reactants (that is, the amount of silicon as a reducing agent and reduction) When the balance of the amount of chromium oxide) is not appropriate, the following problems occur.

まず、ケイ素量が酸化クロム量に対して過剰の場合、すなわち、ケイ素のモル濃度を[Si]、酸化クロムのモル濃度を[Cr]としたときに、[Si]>(2/3)[Cr]の場合には、還元反応後のケイ素濃度が高く、後工程である脱炭工程で、余分なケイ素の酸化に使用される酸素量が増えるため、酸素効率が低下する。また、還元反応後のケイ素濃度が高いと、後工程である脱炭工程におけるスラグ(SiOと塩基度調整のために添加するCaO)量が増加するため、メタル歩留まりが低下する。 First, when the silicon amount is excessive relative to the chromium oxide amount, that is, when the molar concentration of silicon is [Si] and the molar concentration of chromium oxide is [Cr 2 O 3 ], [Si]> (2 / 3) In the case of [Cr 2 O 3 ], since the silicon concentration after the reduction reaction is high and the amount of oxygen used for the oxidation of excess silicon is increased in the decarburization process, which is a subsequent process, the oxygen efficiency decreases. To do. In addition, when the silicon concentration after the reduction reaction is high, the amount of slag (SiO 2 and CaO added for adjusting the basicity) in the decarburization process, which is a subsequent process, increases, so that the metal yield decreases.

一方、ケイ素量が酸化クロム量に対して不足している場合、すなわち、[Si]<(2/3)[Cr]の場合には、還元される酸化クロム量が多く、還元剤となるケイ素量が不足しているため、酸化クロムの還元反応が十分に進まず、十分な量の金属クロムの回収ができない。また、反応後の酸化クロム濃度が高くなるため、スラグの流動性が悪く、還元反応を行う炉からの排滓が困難となる場合がある。さらに、反応後に残存している酸化クロム濃度が比較的低く、スラグの流動性を確保できた場合であっても、スラグ中に多く残存している酸化クロムと溶融金属中の炭素が反応してCOガスが発生し、スラグフォーミングが起こってしまう場合があり、安定した操業を行うことができない。 On the other hand, when the amount of silicon is insufficient with respect to the amount of chromium oxide, that is, when [Si] <(2/3) [Cr 2 O 3 ], the amount of reduced chromium oxide is large and the reducing agent Since the amount of silicon to be reduced is insufficient, the reduction reaction of chromium oxide does not proceed sufficiently, and a sufficient amount of metal chromium cannot be recovered. Moreover, since the chromium oxide density | concentration after reaction becomes high, the fluidity | liquidity of slag is bad and it may become difficult to discharge from the furnace which performs a reductive reaction. Furthermore, even when the chromium oxide concentration remaining after the reaction is relatively low and the fluidity of the slag can be secured, the chromium oxide remaining in the slag and the carbon in the molten metal react. Since CO gas is generated and slag foaming may occur, stable operation cannot be performed.

<反応物の量バランスにバラツキが出る理由について>
また、本発明者らの検討の結果、含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグの全量を一度に投入する場合には、以下の要因で、反応物であるケイ素と酸化クロムの量バランスにバラツキが出るため、適正になりにくいということが判明した。
<Reasons for variation in the amount balance of reactants>
In addition, as a result of the study by the present inventors, when the entire amount of chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source is charged at once, the reaction product is caused by the following factors: It was found that the amount balance of silicon and chromium oxide, which is, varies, so that it is difficult to be appropriate.

この要因としては、ケイ素量がバラつく場合と酸化クロム量がバラつく場合とがあり得るが、ケイ素量がバラつく場合としては、含クロム冷鉄源として主に用いられる鉄スクラップの種類(鉄スクラップ中の元素の組成比)が雑多であるため、当該鉄スクラップのケイ素含有量を正確に把握することができない、という要因がある。この場合は、投入する含クロム冷鉄源量を決定する際に、ケイ素量にバラツキが出る。また、冷鉄源を溶解炉中で溶解させる途中で、外部から進入する空気、スクラップカッティング用の酸素、補助バーナ中の酸素等により、含クロム鉄源中のケイ素が酸化するため、酸化クロムの還元反応に使用されるケイ素量が減少してしまう、という要因もある。この場合、酸化されるケイ素量は、含クロム冷鉄源の溶解条件によって変動するため、ケイ素量にバラツキが出る。一方、酸化クロム量がバラつく場合としては、含クロムスラグは融点が高いため、溶融させたときに均一融体とはなっていない、という要因がある。そのため、含クロムスラグ中の酸化クロム成分分析値は代表性に乏しく、酸化クロム量のバラツキが大きくなる。   The cause of this may be the case where the silicon content varies and the case where the chromium oxide content varies. The silicon content varies depending on the type of iron scrap that is mainly used as a chromium-containing cold iron source (iron Since the composition ratio of the elements in the scrap is miscellaneous, there is a factor that the silicon content of the iron scrap cannot be accurately grasped. In this case, the amount of silicon varies when determining the amount of chromium-containing cold iron source to be added. In addition, during the melting of the cold iron source in the melting furnace, the silicon in the chromium-containing iron source is oxidized by air entering from the outside, oxygen for scrap cutting, oxygen in the auxiliary burner, etc. There is also a factor that the amount of silicon used in the reduction reaction is reduced. In this case, the amount of silicon to be oxidized varies depending on the dissolution conditions of the chromium-containing cold iron source, and therefore the silicon amount varies. On the other hand, when the amount of chromium oxide varies, there is a factor that the chromium-containing slag has a high melting point and is not a uniform melt when melted. Therefore, the analysis value of the chromium oxide component in the chrome-containing slag is not representative and the variation in the amount of chromium oxide increases.

以上のように、含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグの全量を一度に投入すると、反応物であるケイ素と酸化クロムの量バランスにバラツキが出やすい。従って、含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグの全量を一度に投入する方式は、適当でないことが判明した。   As described above, when the entire amount of chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source is charged at once, the amount balance between the reactant silicon and chromium oxide tends to vary. . Therefore, it has been found that the method of supplying the entire amount of chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source at a time is not appropriate.

[本発明の一実施形態に係る溶融金属の回収方法について]
そこで、本発明者らは、さらに検討を進めた結果、含クロムスラグの添加量を含クロム冷鉄源中のケイ素量と反応する当量分に対して不足した状態で投入した後に、溶融金属中のケイ素量を分析し、この分析結果に基づいて、溶融金属中のケイ素量と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグの量を追加投入量として決定することにより、還元剤となるケイ素の量と還元されるスラグの量を適正なバランスに制御することができる、ということを見出し、本発明を完成するに至った。
[Method for recovering molten metal according to an embodiment of the present invention]
Therefore, as a result of further investigations, the present inventors found that the amount of chromium-containing slag added was insufficient in an amount equivalent to the amount of silicon that reacts with the amount of silicon in the chromium-containing cold iron source. Based on the analysis results, the amount of chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with the amount of silicon in the molten metal is determined as an additional input amount. The present inventors have found that the amount of slag and the amount of slag to be reduced can be controlled to an appropriate balance, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明に係る溶融金属の回収方法は、含クロムスラグを溶解炉内で還元して金属クロムを回収する方法において、以下の(1)〜(3)の手順を含むものである。
(1) 含クロム冷鉄源と、この含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグの量の90質量%以下の量の含クロムスラグを、溶解炉に投入する。
(2) 含クロム冷鉄源および含クロムスラグが完全に溶融した後に溶融金属中に含まれるケイ素量を測定する。
(3) 測定された量のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグの量を、溶解炉に追加で投入する含クロムスラグの量として決定する。
(4) (3)で決定された量の含クロムスラグを溶解炉に追加で投入する。
That is, the method for recovering molten metal according to the present invention includes the following steps (1) to (3) in a method for recovering metallic chromium by reducing chromium-containing slag in a melting furnace.
(1) Chromium-containing cold iron source and chromium-containing slag in an amount of 90% by mass or less of the amount of chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source throw into.
(2) After the chromium-containing cold iron source and the chromium-containing slag are completely melted, the amount of silicon contained in the molten metal is measured.
(3) The amount of chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with the measured amount of silicon is determined as the amount of chromium-containing slag that is additionally charged to the melting furnace.
(4) Add the amount of chromium-containing slag determined in (3) to the melting furnace.

ここで、本発明において、投入予定量の含クロムスラグを一度に全て投入せずに、還元される酸化クロム量がケイ素量と反応する当量分に対して不足している状態で溶融させた後に、溶融金属中のケイ素量を測定し、この測定結果に基づいて追加で投入する含クロムスラグの量を決定することとしているのは、以下の理由による。   Here, in the present invention, the molten chromium oxide slag is not charged all at once, but melted in a state where the amount of chromium oxide to be reduced is insufficient with respect to the equivalent amount reacting with the silicon amount. The reason for measuring the amount of silicon in the molten metal and determining the amount of chromium-containing slag to be additionally introduced based on the measurement result is as follows.

すなわち、含クロムスラグを投入予定量の全量一度に溶解炉に投入した場合、含クロム冷鉄源に含有されているケイ素量が、含クロム冷鉄源として使用した鉄スクラップ等の種類や溶解途中のケイ素の酸化などにより、含クロムスラグ中に含まれる酸化クロムと当量反応する量よりも少なくなるケースが発生することがある。そのようなケースでは、溶融金属中のケイ素が全て酸化クロムの還元反応に使用されてしまっているため、溶融スラグ中の酸化クロム量を分析して、追加で投入するケイ素源(本実施形態では、含クロム冷鉄源)の量を計算することが原理的には可能である。しかし、現実的には、スラグの組成分析は、一旦溶融状態のスラグを採取してから、当該スラグを固化させた後に粉砕してから分析にかけるなど、ハンドリングや分析操作が煩雑で時間もかかるため、スラグの還元反応の操業中に分析を行うことは非常に困難である。一方、溶融金属の組成分析については、後述する方法により容易に行うことができる。   That is, when all of the expected amount of chromium-containing slag is charged into the melting furnace at once, the amount of silicon contained in the chromium-containing cold iron source is the type of iron scrap, etc. used as the chromium-containing cold iron source, and during melting Occasionally, there may be a case where the amount of the silicon oxide is less than the equivalent amount of the chromium oxide contained in the chromium-containing slag due to oxidation of silicon. In such a case, all of the silicon in the molten metal has been used for the reduction reaction of chromium oxide, so the amount of chromium oxide in the molten slag is analyzed, and an additional silicon source (in this embodiment) In principle, it is possible to calculate the amount of chromium-containing cold iron source. However, in reality, the composition analysis of slag is complicated and time-consuming to handle and analyze, such as once collecting molten slag, solidifying the slag and then pulverizing it before analysis. Therefore, it is very difficult to perform analysis during the operation of the slag reduction reaction. On the other hand, the composition analysis of the molten metal can be easily performed by the method described later.

そこで、還元される酸化クロムの量が還元剤となるケイ素の量に対して必ず不足する状態となる量の含クロムスラグを初めに溶解炉に投入し、投入した含クロムスラグ及び溶解炉内の含クロム冷鉄源を完全に溶融させることにより、溶融金属中のケイ素量を分析可能な状態とすることができる。これにより、溶融金属中のケイ素量の分析結果に基づいて、追加で投入する含クロムスラグの量を計算することが可能となる。このように、ケイ素量が酸化クロム量に対して必ず過剰となる状態で含クロムスラグ及び含クロム冷鉄源を溶融させることにより、酸化クロムの還元反応後に溶融金属中にケイ素が必ず残存する状態となる。従って、このケイ素の量を測定し、測定されたケイ素量に基づいて追加で投入する含クロムスラグの量を決定することにより、還元される酸化クロムと還元剤となるケイ素の量バランスを適正な状態とすることができる。   Therefore, an amount of chromium-containing slag in which the amount of chromium oxide to be reduced is always insufficient with respect to the amount of silicon as a reducing agent is first charged into the melting furnace, By completely melting the chromium-containing cold iron source, the amount of silicon in the molten metal can be analyzed. This makes it possible to calculate the amount of chromium-containing slag to be added additionally based on the analysis result of the silicon amount in the molten metal. Thus, by melting the chromium-containing slag and the chromium-containing cold iron source in a state where the silicon amount is always excessive with respect to the chromium oxide amount, the silicon always remains in the molten metal after the reduction reaction of the chromium oxide. It becomes. Therefore, by measuring the amount of silicon and determining the amount of chromium-containing slag to be added additionally based on the measured amount of silicon, the balance of the amount of chromium oxide to be reduced and the amount of silicon to be the reducing agent is appropriately adjusted. State.

以下、図1及び図2を参照しながら、本発明の一実施形態に係る溶融金属の回収方法について詳細に説明する。なお、図1は、本実施形態に係る溶融金属の回収方法の操業の流れを示すフローチャートであり、図2は、本実施形態に係る溶融金属の回収方法の操業状況を示す説明図である。   Hereinafter, a molten metal recovery method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a flowchart showing the operation flow of the molten metal recovery method according to the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation status of the molten metal recovery method according to the present embodiment.

(手順(1)について)
本実施形態に係る溶融金属の回収方法では、まず、含クロム冷鉄源Msと、該含クロム冷鉄源Msの組成分析値を基に、該含クロム冷鉄源Ms中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む含クロムスラグSsの量(以下、「投入予定量」という。)の90質量%以下、好ましくは80質量%以下の量の該含クロムスラグSsを溶解炉1に投入する。このときの投入方法としては、含クロム冷鉄源Msと含クロムスラグSsを一括で投入する方法(図1のS103)と、含クロム冷鉄源Msと含クロムスラグSsを分割して投入する方法(図1のS105〜S115)とがある。なお、含クロム冷鉄源Msとしては、例えば、鉄スクラップや合金鉄等を用いることができる。
(Procedure (1))
In the molten metal recovery method according to the present embodiment, first, the chromium-containing cold iron source Ms is reacted with silicon in the chromium-containing cold iron source Ms based on the composition analysis value of the chromium-containing cold iron source Ms. The amount of chromium-containing slag Ss containing an equivalent amount of chromium oxide (hereinafter referred to as “the amount to be charged”) is 90% by mass or less, preferably 80% by mass or less, and the chromium-containing slag Ss is charged to the melting furnace 1. To do. As a charging method at this time, a method of charging the chromium-containing cold iron source Ms and the chromium-containing slag Ss at a time (S103 in FIG. 1), and a chromium-containing cold iron source Ms and the chromium-containing slag Ss are divided and charged. And a method (S105 to S115 in FIG. 1). In addition, as a chromium containing cold iron source Ms, iron scrap, alloy iron, etc. can be used, for example.

一括で投入する方法は、含クロム冷鉄源Msと含クロムスラグSsをスクラップバケット等により投入(S103)した後に加熱(通電)を開始するものである。この方法は、加熱(通電)途中での含クロムスラグSsの投入がないため操業が簡便であり、含クロムスラグSsの炉上投入設備がない場合でも実施できる、という利点がある。   The batch charging method is to start heating (energization) after charging the chromium-containing cold iron source Ms and the chromium-containing slag Ss with a scrap bucket or the like (S103). This method has the advantage that the operation is simple because the chromium-containing slag Ss is not charged during heating (energization), and can be carried out even when there is no on-furnace charging facility for the chromium-containing slag Ss.

一方、分割して投入する方法を図1及び図2を用いて詳細に説明する。まず、図2の(a1)に示すように、含クロム冷鉄源Msのみを溶解炉1に投入する(図1のS105)。すなわち、この時点では、含クロムスラグSsは溶解炉1に投入されておらず、装入弁3が閉じた原料装入ホッパー2内に保持されている。次いで、溶解炉1の電極4への通電を開始し、溶解炉1に投入された含クロム冷鉄源Msを溶融させる(図1のS107)。   On the other hand, the method of dividing and feeding will be described in detail with reference to FIGS. First, as shown to (a1) of FIG. 2, only the chromium-containing cold iron source Ms is thrown into the melting furnace 1 (S105 of FIG. 1). That is, at this time, the chromium-containing slag Ss is not charged into the melting furnace 1 but is held in the raw material charging hopper 2 in which the charging valve 3 is closed. Next, energization of the electrode 4 of the melting furnace 1 is started, and the chromium-containing cold iron source Ms charged into the melting furnace 1 is melted (S107 in FIG. 1).

そして、図2の(a2)に示すように、含クロム冷鉄源Msの少なくとも一部が溶融した状態、すなわち、溶融金属Mm中に固体状の含クロム冷鉄源Msの一部が溶け残っている状態で装入弁3を開放し、予め計算された投入予定量の90質量%以下、好ましくは80質量%以下の量の含クロムスラグSsを溶解炉1に投入する(図1のS109)。   Then, as shown in FIG. 2 (a2), at least a part of the chromium-containing cold iron source Ms is melted, that is, a part of the solid chromium-containing cold iron source Ms remains undissolved in the molten metal Mm. In this state, the charging valve 3 is opened, and chrome-containing slag Ss in an amount of 90% by mass or less, preferably 80% by mass or less of the pre-calculated estimated amount is charged into the melting furnace 1 (S109 in FIG. 1). ).

後者の分割して投入する方法は、含クロム冷鉄源Msの少なくとも一部が溶融したメタル浴に含クロムスラグSsを投入するので、一括で投入する場合に比べて、スラグをより効率的に溶解できるという利点がある。ただし、含クロムスラグSsの炉上投入設備が無い場合は、加熱を途中で中断して、バケット等にて該含クロムスラグSsを投入することになるため、操業の煩雑さ、投入時の漏煙等が一括で投入する方法と比べて問題となる場合がある。従って、使用する設備構成に応じて、一括で投入する方法、または分割して投入する方法のいずれかを選択することが望ましい。   In the latter method, the chromium-containing slag Ss is introduced into a metal bath in which at least a part of the chromium-containing cold iron source Ms is melted. There is an advantage that it can be dissolved. However, if there is no on-furnace charging facility for chromium-containing slag Ss, heating is interrupted halfway and the chromium-containing slag Ss is charged by a bucket or the like. There are cases in which smoke or the like becomes a problem as compared with the method of throwing in at once. Therefore, it is desirable to select either a batch charging method or a split charging method depending on the equipment configuration to be used.

ここで、溶解炉1に初めに投入する含クロムスラグSsの量(以下、「含クロムスラグSsの初期投入量」という。)を投入予定量の90質量%以下、好ましくは80質量%以下としたのは、以下のような理由である。すなわち、後述する実施例で説明するように、初期投入量を投入予定量の100質量%とした場合(すなわち、投入予定量の全量の含クロムスラグSsを一度に投入した場合)には、前述の通り、出湯後のスラグ中の酸化クロム濃度のバラツキが大きいのに対し、初期投入量を投入予定量の90質量%とした場合には、出湯後のスラグ中の酸化クロム濃度が低位に安定したものとなるためである。また、初期投入量を投入予定量の80質量%以下とした場合には、出湯後のスラグ中の酸化クロム濃度は、90質量%の場合よりも更に低位に安定化するため、含クロムスラグSsの初期投入量を投入予定量の80質量%以下とすると、より確実に出湯後のスラグ中の酸化クロム濃度が低位に安定したものとすることができる。   Here, the amount of chromium-containing slag Ss initially charged into the melting furnace 1 (hereinafter referred to as “the initial amount of chromium-containing slag Ss”) is 90% by mass or less, preferably 80% by mass or less of the planned charging amount. The reason is as follows. That is, as will be described in the examples described later, when the initial charging amount is 100% by mass of the planned charging amount (that is, when the entire amount of the chromium-containing slag Ss of the planned charging amount is charged at one time), As shown in the figure, the variation of chromium oxide concentration in the slag after tapping is large, but when the initial charging amount is 90% by mass of the planned charging amount, the chromium oxide concentration in the slag after tapping is stable at a low level. This is because In addition, when the initial charging amount is 80% by mass or less of the planned charging amount, the chromium oxide concentration in the slag after tapping is stabilized to a lower level than in the case of 90% by mass. When the initial charging amount is set to 80% by mass or less of the planned charging amount, the chromium oxide concentration in the slag after pouring can be more reliably stabilized at a low level.

なお、含クロムスラグSsの初期投入量を投入予定量の70質量%以下としても、出湯後のスラグ中の酸化クロム濃度の低位安定化効果が飽和するが、含クロムスラグSsの初期投入量が少なすぎると、追加投入する含クロムスラグSsの量が増えるために、その中の酸化クロムの量のバラツキが大きくなり、反応物の適正な量バランスを保ちにくくなるとともに、後述のような、出湯している取鍋中への含クロムスラグSsの追加投入の形態を実施することが難しくなる。従って、下限は50%とすることが好ましい。   Even if the initial charging amount of the chrome-containing slag Ss is set to 70% by mass or less of the planned charging amount, the effect of lowering the chromium oxide concentration in the slag after tapping is saturated, but the initial charging amount of the chromium-containing slag Ss is If the amount is too small, the amount of additional chromium-containing slag Ss increases, so the variation in the amount of chromium oxide in the slag increases, making it difficult to maintain an appropriate balance of the reactants. It becomes difficult to carry out the embodiment of adding the chrome-containing slag Ss into the ladle that is being used. Therefore, the lower limit is preferably 50%.

また、含クロムスラグSsを投入する場合は、溶解炉1の炉上から連続的または断続的に投入することが好ましい。すなわち、初めに投入する含クロムスラグSsを含クロム冷鉄源Msと同時に溶解炉1の通電開始前に投入せずに、先に溶解炉1に投入した含クロム冷鉄源Msが所定量溶融している状態で、含クロムスラグSsを、溶解炉1の炉上から随時溶解させながら連続的または断続的に投入することが好ましい。これにより、投入した含クロムスラグSsが未溶解の状態で炉内周辺の湯面に凝集することを抑制できる。   In addition, when the chromium-containing slag Ss is charged, it is preferable that the chromium-containing slag Ss is continuously or intermittently charged from the top of the melting furnace 1. That is, the chromium-containing cold iron source Ms previously charged into the melting furnace 1 is melted by a predetermined amount without first supplying the chromium-containing slag Ss initially charged before the start of energization of the melting furnace 1 simultaneously with the chromium-containing cold iron source Ms. In this state, it is preferable to continuously or intermittently add the chrome-containing slag Ss from the furnace of the melting furnace 1 as needed. Thereby, it can suppress that the supplied chromium-containing slag Ss is agglomerated on the molten metal surface around the furnace.

(手順(2)について)
次に、図2の(a3)に示すように、溶解炉1に投入した含クロム冷鉄源Ms及び含クロムスラグSsを完全に溶融させる(図1のS111)。そして、含クロム冷鉄源Ms及び含クロムスラグSsが完全に溶融した状態、すなわち、溶解炉1中に溶融金属Mm及び溶融スラグSsのみが存在する状態で、溶融金属Mm中に含まれるケイ素量を測定する(図1のS113)。このケイ素量の測定は、図2(a3)に示すように、柄杓5等を用いて溶融金属Mmをサンプリングし、そのサンプルに含まれるケイ素の含有率を例えば発光分光分析装置により測定し、その測定値から溶解炉1中の溶融金属Mm中に含まれるケイ素量を算出する。あるいは、溶解炉1中の溶融金属Mmの表面にレーザを照射し、その結果として溶融金属表面Mmから発光される励起光のピーク位置を解析するレーザ発光分光分析法等のオンラインレーザ分析などの非サンプリング方法によって、溶解炉1中の溶融金属Mm中に含まれるケイ素濃度を直接測定してもよい。
(Procedure (2))
Next, as shown in (a3) of FIG. 2, the chromium-containing cold iron source Ms and the chromium-containing slag Ss charged into the melting furnace 1 are completely melted (S111 in FIG. 1). The amount of silicon contained in the molten metal Mm in a state where the chromium-containing cold iron source Ms and the chromium-containing slag Ss are completely melted, that is, in a state where only the molten metal Mm and the molten slag Ss exist in the melting furnace 1. Is measured (S113 in FIG. 1). As shown in FIG. 2 (a3), the silicon content is measured by sampling the molten metal Mm using a handle 5 or the like, and measuring the silicon content contained in the sample by, for example, an emission spectrometer. The amount of silicon contained in the molten metal Mm in the melting furnace 1 is calculated from the measured value. Alternatively, the surface of the molten metal Mm in the melting furnace 1 is irradiated with a laser, and as a result, the peak position of the excitation light emitted from the molten metal surface Mm is analyzed. The silicon concentration contained in the molten metal Mm in the melting furnace 1 may be directly measured by a sampling method.

(手順(3)について)
次に、上述したようにして測定された溶融金属Mm中のケイ素量に基づいて、溶解炉1に追加で投入する含クロムスラグSsの量を決定する。この追加で投入する含クロムスラグSsの量は、溶融金属Mm中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む量とすればよい。そして、このようにして決定した量の含クロムスラグSsを、図2の(a4)に示すように、溶解炉1に追加で投入する(図1のS115)。
(Procedure (3))
Next, based on the amount of silicon in the molten metal Mm measured as described above, the amount of chrome-containing slag Ss to be added to the melting furnace 1 is determined. The amount of the chromium-containing slag Ss added in addition may be an amount containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the molten metal Mm. Then, the amount of chromium-containing slag Ss determined in this way is additionally charged into the melting furnace 1 as shown in FIG. 2 (a4) (S115 in FIG. 1).

ここで、追加で溶解炉1に投入する含クロムスラグSsの投入方法としては、当該含クロムスラグSsを溶解炉1に投入する代わりに、溶融金属Mmを溶解炉1から出湯している取鍋などの溶融金属容器中に投入してもよい。この理由について、図3を参照しながら説明する。図3は、溶融金属を溶解炉から取鍋に出湯している際に含クロムスラグを追加投入している状態を示す説明図である。   Here, as a method of adding the chrome-containing slag Ss to be added to the melting furnace 1 additionally, instead of charging the chromium-containing slag Ss into the melting furnace 1, a ladle that discharges molten metal Mm from the melting furnace 1. You may throw in in molten metal containers, such as. The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which chrome-containing slag is additionally charged when molten metal is poured from a melting furnace into a ladle.

溶融金属Mmを溶解炉1から取鍋6に出湯している際は、取鍋6内の溶湯は激しく攪拌された状態である。この状態の取鍋6に、含クロムスラグSsを追加で投入すると、その強い攪拌力により短時間で溶融し、反応させることができる。ただし、追加投入時には加熱源がないため、初期に投入する含クロムスラグSs量を投入予定量の70質量%以上とすることが好ましい。   When the molten metal Mm is discharged from the melting furnace 1 to the ladle 6, the molten metal in the ladle 6 is in a state of being vigorously stirred. If chromium-containing slag Ss is additionally added to the ladle 6 in this state, it can be melted and reacted in a short time by its strong stirring force. However, since there is no heating source at the time of additional charging, it is preferable that the amount of chromium-containing slag Ss initially charged is 70% by mass or more of the planned charging amount.

また、本実施形態に係る溶融金属の回収方法において、追加で投入する含クロムスラグSsの一部または全部に代えて、クロム鉱石、鉄鉱石および含クロムスケールのうちの1種以上を投入してもよい。クロム鉱石、含クロムスケールには酸化クロムが含まれるため、これらを酸化クロム源として代用することができる。一方、鉄鉱石には酸化クロムが含有されていないため、酸化クロム源として用いることはできないが、主成分である酸化鉄により、溶融金属中のケイ素量と反応する当量分の酸化鉄を追加投入することにより、従来技術の様な反応物の量バランスが適正でない場合の問題を解消することができる。   Further, in the molten metal recovery method according to the present embodiment, one or more of chrome ore, iron ore, and chrome-containing scale are added instead of part or all of the chrome-containing slag Ss to be additionally input. Also good. Since chromium ore and chromium-containing scale contain chromium oxide, these can be used as a chromium oxide source. On the other hand, since iron ore does not contain chromium oxide, it cannot be used as a source of chromium oxide. However, iron oxide, which is the main component, adds an equivalent amount of iron oxide that reacts with the amount of silicon in the molten metal. By doing so, the problem when the amount balance of the reactants is not appropriate as in the prior art can be solved.

以上のようにして追加の含クロムスラグSsを投入した後に、図2の(a5)に示すように含クロムスラグSsを溶融させて、本実施形態に係る溶融金属の回収方法が終了する。   After adding the additional chromium-containing slag Ss as described above, the chromium-containing slag Ss is melted as shown in FIG. 2 (a5), and the molten metal recovery method according to this embodiment is completed.

(作用効果について)
以上説明した本実施形態に係る溶融金属の回収方法によれば、還元される酸化クロムと還元剤となるケイ素の量バランスを適正な状態とすることができるので、酸化クロムの還元反応を反応物の過不足がない状態で行うことができ、十分な量の金属クロムを回収することができるようになる。
(About the effects)
According to the molten metal recovery method according to the present embodiment described above, the balance of the amount of chromium oxide to be reduced and silicon as a reducing agent can be brought into an appropriate state. Thus, a sufficient amount of metallic chromium can be recovered.

また、本実施形態に係る溶融金属の回収方法によれば、還元される酸化クロムと還元剤となるケイ素の量バランスを適正な状態とすることができるので、酸化クロムの還元反応終了後に余剰のケイ素が存在することもほとんど無い。従って、後工程である脱炭工程においてケイ素の酸化に使用される酸素量が増えることもほとんど無いため、酸素効率が低下することを防止できる。また、ケイ素の酸化に伴うスラグ量の増加もほとんど無いため、メタル歩留まりの低下を抑制することもできる。   In addition, according to the method for recovering molten metal according to the present embodiment, the balance of the amount of chromium oxide to be reduced and silicon as a reducing agent can be in an appropriate state. There is almost no silicon present. Therefore, since the amount of oxygen used for silicon oxidation is hardly increased in the decarburization step which is a subsequent step, it is possible to prevent the oxygen efficiency from being lowered. Moreover, since there is almost no increase in the amount of slag accompanying the oxidation of silicon, it is possible to suppress a decrease in metal yield.

また、酸化クロムの還元反応終了後に余剰の酸化クロムが存在することもほとんど無い。従って、酸化クロムの存在によるスラグの流動性の悪化も防止できる。さらに、スラグ中酸化クロムがほとんど残存していないことから、スラグ中の酸化クロムと溶融金属中の炭素が反応してCOガスが発生することも抑制でき、安定した操業を行うことができる。   Further, there is almost no excess chromium oxide after the reduction reaction of chromium oxide. Therefore, deterioration of the fluidity of the slag due to the presence of chromium oxide can be prevented. Furthermore, since almost no chromium oxide remains in the slag, it is possible to suppress the generation of CO gas due to the reaction between chromium oxide in the slag and carbon in the molten metal, and stable operation can be performed.

以上、本発明に係る溶融金属の回収方法の好適な実施形態について詳細に説明したが、続いて、本発明に係る溶融金属の回収方法について、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。以下に説明する実施例及び比較例においては、含クロムスラグの投入方法を変えて、実機で電気炉においてスラグの還元反応を行い、出湯後のスラグの成分と溶融金属(溶湯)の成分分析及び操業状況の観察を行った。   The preferred embodiment of the method for recovering molten metal according to the present invention has been described in detail above. Subsequently, the method for recovering molten metal according to the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the examples and comparative examples described below, the chromium-containing slag charging method is changed, the slag reduction reaction is performed in an electric furnace with an actual machine, the component analysis of the slag and the molten metal (molten metal) after tapping The operation status was observed.

(実施例1)
本実施例では、上述した図2に示す溶解炉1と同様の構造を有する交流アーク式電気炉を溶解炉として用いてスラグの還元反応を行った。具体的には、フェロクロム51.5トン、ステンレス鋼スクラップ39トン(3種類のスクラップを、それぞれ、12トン、16トン、11トン)、酸化クロム(Cr)を30質量%及び酸化鉄(FeO)を6質量%含有するスラグ14.6トン、合計105.1トンを90トン容量の溶解炉に投入し、溶解(通電)を開始した。また、スラグの塩基度を調整するために、通電開始30分後から生石灰を約1トンずつ6回に分割して、約10分間隔で投入した。
Example 1
In this example, the reduction reaction of slag was performed using an AC arc electric furnace having the same structure as the melting furnace 1 shown in FIG. 2 as the melting furnace. Specifically, 51.5 tons of ferrochrome, 39 tons of stainless steel scraps (12 tons, 16 tons and 11 tons of three types of scrap, respectively), 30% by mass of chromium oxide (Cr 2 O 3 ) and iron oxide 14.6 tons of slag containing 6 mass% of (FeO) and a total of 105.1 tons were charged into a 90-ton capacity melting furnace, and melting (energization) was started. In order to adjust the basicity of the slag, quick lime was divided into 6 parts each about 1 ton from 30 minutes after the start of energization, and was added at intervals of about 10 minutes.

スラグの初期投入量14.6トンは以下のように決定した。   The initial input amount of 14.6 tons of slag was determined as follows.

<スラグの初期投入量の決定方法>
まず、フェロクロム及びステンレス鋼スクラップに含まれるケイ素(Si)量を、フェロクロム及びステンレス鋼スクラップの使用量とこれらのSi成分値から、以下のように計算した。Si成分値は、フェロクロム:4.3質量%、ステンレス鋼スクラップ(A):0.4質量%、ステンレス鋼スクラップ(B):0.4質量%、ステンレス鋼スクラップ(C):0.3質量%であった。
・フェロクロムに含まれるSi量
=51.5トン×(4.3質量%/100質量%)=2.215トン
・ステンレス鋼スクラップ(A)に含まれるSi量
=12トン×(0.4質量%/100質量%)=0.048トン
・ステンレス鋼スクラップ(B)に含まれるSi量
=16トン×(0.4質量%/100質量%)=0.064トン
・ステンレス鋼スクラップ(C)に含まれるSi量
=11トン×(0.3質量%/100質量%)=0.033トン
以上の計算の結果、フェロクロム及びステンレス鋼スクラップに含まれるSi量は、2.36トンであった。
<Determination method of initial input amount of slag>
First, the amount of silicon (Si) contained in ferrochrome and stainless steel scrap was calculated from the amount of ferrochrome and stainless steel scrap used and their Si component values as follows. The Si component values are: ferrochrome: 4.3 mass%, stainless steel scrap (A): 0.4 mass%, stainless steel scrap (B): 0.4 mass%, stainless steel scrap (C): 0.3 mass% %Met.
-Si amount contained in ferrochrome = 51.5 tons x (4.3 mass% / 100 mass%) = 2.215 tons-Si amount contained in stainless steel scrap (A) = 12 tons x (0.4 mass % / 100 mass%) = 0.048 tons ・ Si content in stainless steel scrap (B) = 16 tons × (0.4 mass% / 100 mass%) = 0.064 tons ・ Stainless steel scrap (C) Amount of Si contained in = 11 tons × (0.3 mass% / 100 mass%) = 0.033 tons As a result of the above calculation, the amount of Si contained in ferrochrome and stainless steel scrap was 2.36 tons. .

次に、冷鉄源(フェロクロム及びステンレス鋼スクラップ)の溶解中に外部からの空気により酸化されるSi量を、投入した冷鉄源90.5トンの0.5質量%、すなわち、0.45トンと設定した。なお、0.5質量%という値は、通常の電気炉によりフェロクロム及びステンレス鋼スクラップを溶解する際に、酸化される(酸化ロスする)Si分の一般的かつ経験的な値であるため、この値を用いた。   Next, the amount of Si oxidized by the air from the outside during melting of the cold iron source (ferrochrome and stainless steel scrap) is set to 0.5 mass% of 90.5 tons of the supplied cold iron source, that is, 0.45. Set with tons. In addition, since the value of 0.5 mass% is a general and empirical value of Si content that is oxidized (oxidation loss) when ferrochrome and stainless steel scrap are melted by a normal electric furnace, Values were used.

さらに、スラグ中のCrの値を低位に経済的に安定化させるため、出湯メタル(溶融したフェロクロム及びステンレス鋼スクラップ)中のSi成分の目標濃度を0.4質量%程度にした。スラグ中のCr濃度と溶湯中のSi濃度との関係は、公知文献(例えば、鉄鋼便覧第III版、製銑・製鋼編、P.705)に記載されており、Si濃度によりCr濃度を制御することができる。具体的には、Si濃度を0.4質量%より大きな値にしても、スラグ中のCrの濃度の低下は顕著でなく、また、SiをCrの還元に有効利用できないので非合理的である。一方、Si濃度を0.4質量%より小さな値にすると、スラグ中のCr濃度が上昇し、クロム(Cr)の還元回収が不十分となる。以上から、出湯メタル中のSi成分の目標濃度を0.4質量%とした。出湯メタル量は、投入したメタル(冷鉄源)から、スラグの還元反応での増加やダストロスを考慮して決定されるものであるが、概算としては投入したメタル量を用いることができることを経験的に確認している。従って、出湯メタル(溶湯)中の残存Si量は、投入したメタル量90.5トンの0.4質量%相当、すなわち、0.36トンとなる。 Further, in order to economically stabilize the value of Cr 2 O 3 in the slag, the target concentration of the Si component in the tapping metal (molten ferrochrome and stainless steel scrap) was set to about 0.4% by mass. The relationship between the Cr 2 O 3 concentration in the slag and the Si concentration in the molten metal is described in known literature (eg, Steel Handbook III, Steelmaking / Steel Making, P.705). The 2 O 3 concentration can be controlled. Specifically, even if the Si concentration is larger than 0.4 mass%, the decrease in the concentration of Cr 2 O 3 in the slag is not significant, and Si cannot be effectively used for the reduction of Cr 2 O 3. So it is irrational. On the other hand, if the Si concentration is less than 0.4% by mass, the Cr 2 O 3 concentration in the slag increases, and the reduction and recovery of chromium (Cr) becomes insufficient. From the above, the target concentration of the Si component in the tapping metal was set to 0.4% by mass. The amount of tapping metal is determined from the input metal (cold iron source) in consideration of the increase in slag reduction reaction and dust loss, but as an approximation, we can use the input metal amount. Have confirmed. Accordingly, the amount of residual Si in the tapping metal (molten metal) is equivalent to 0.4% by mass of the amount of metal added, 90.5 tons, that is, 0.36 tons.

以上から、スラグ中のCr及びFeOの還元に使用できるSi量は、2.36トン−0.45トン−0.36トン=1.60トンとなる。なお、還元反応は下式で表され、反応終了後のCrの目標濃度は2質量%とし、FeOの目標濃度は1質量%としたが、目標濃度の値は、類似成分での小型ラボの溶解試験により、1650℃での溶湯中のSi濃度と、スラグ中のCr濃度と、FeO濃度との関係を予め調査し、その結果から、Si濃度0.4%のときに平衡する値とした。
2Cr + 3Si → 4Cr + 3SiO ・・・(反応式A)
(304) (84) (208) (180)
2FeO + Si → 2Fe + SiO ・・・(反応式B)
(136) (28) (112) (60)
※( )内の数字は各物質の式量を示す。
From the above, the amount of Si that can be used for the reduction of Cr 2 O 3 and FeO in the slag is 2.36 tons−0.45 tons−0.36 tons = 1.60 tons. The reduction reaction is represented by the following formula, and the target concentration of Cr 2 O 3 after the reaction is 2% by mass and the target concentration of FeO is 1% by mass. The relationship between the Si concentration in the molten metal at 1650 ° C., the Cr 2 O 3 concentration in the slag, and the FeO concentration was previously investigated by a small laboratory dissolution test. From the results, the Si concentration was 0.4%. It was set as the value equilibrated to.
2Cr 2 O 3 + 3Si → 4Cr + 3SiO 2 (Reaction Formula A)
(304) (84) (208) (180)
2FeO + Si → 2Fe + SiO 2 (Reaction Formula B)
(136) (28) (112) (60)
* Numbers in parentheses indicate the formula weight of each substance.

スラグ投入予定量、すなわち、溶解炉に投入した冷鉄源に含まれるSi量と反応する当量分のCrを含むスラグ量をXトンとすると、SiとCrの量バランスより、下式(1)が成立し、X=18.3と算出された。そこで、スラグ投入予定量18.3トンのうちの80質量%、すなわち、14.6トンをスラグの初期投入量(X)とした。なお、上述したように、スラグ中のCr含有量は30質量%であり、FeO含有量は6質量%であった。 If the amount of slag containing the equivalent amount of Cr 2 O 3 that reacts with the amount of Si contained in the cold iron source charged into the melting furnace is X ton, the amount of Si and Cr 2 O 3 is balanced The following formula (1) was established, and X = 18.3 was calculated. Therefore, 80 mass% of the scheduled slag charge amount of 18.3 tons, that is, 14.6 tons, was set as the initial slag charge amount (X 1 ). As described above, Cr 2 O 3 content in the slag is 30% by weight, FeO content was 6 wt%.

Figure 0005458631
Figure 0005458631

通電開始から80分後に、通電を一次停止し、熱電対による溶湯の測温、及び、柄杓による溶湯のサンプリングを実施した。その結果、溶湯温度は1650℃であった。また、溶湯のサンプルについては、発光分光分析装置により成分分析を実施した結果、Si成分値は0.5質量%であった。   After 80 minutes from the start of energization, energization was temporarily stopped, and the temperature of the molten metal was measured with a thermocouple, and the molten metal was sampled with a handle. As a result, the molten metal temperature was 1650 ° C. Moreover, about the molten metal sample, as a result of implementing a component analysis with the emission-spectral-analysis apparatus, Si component value was 0.5 mass%.

溶湯の測温及び成分分析終了後、溶解炉への通電を再開するとともに、上記成分分析の結果得られたSi成分値を基に、溶解炉に追加投入するスラグ量(X)をスラグ投入予定量(X)の決定と同様の方法により決定した。すなわち、SiとCrの量バランスより、下式(2)が成立し、X=1.0と算出された。そこで、1.0トンのスラグを溶解炉に追加投入した。 After completion of temperature measurement and component analysis of the molten metal, energization of the melting furnace is resumed, and the slag amount (X 2 ) to be added to the melting furnace is added based on the Si component value obtained as a result of the above component analysis. It was determined by the same method as the determination of the planned amount (X). That is, from the quantity balance of Si and Cr 2 O 3 , the following formula (2) was established and X 2 = 1.0 was calculated. Therefore, 1.0 ton of slag was added to the melting furnace.

Figure 0005458631
Figure 0005458631

通電再開から15分後に通電を終了し、溶解炉を傾動して炉下の取鍋に出湯した。なお、溶解炉内のスラグは常に流動性を保ち、また、スラグフォーミングも見られず、終始安定した操業が可能であった。その後、取鍋内の溶湯の測温、溶湯のサンプリング及びスラグのサンプリングを行った。溶湯の温度は1650℃であった。また、溶湯成分及びスラグ成分は下記表1の通りであり、Crの濃度は低位であり、充分に還元反応を進めることができた。 After 15 minutes from the resumption of energization, the energization was terminated, the melting furnace was tilted and the hot water was discharged into the ladle under the furnace. In addition, the slag in the melting furnace always maintained fluidity, and no slag forming was observed, and stable operation was possible from start to finish. Then, the temperature measurement of the molten metal in the ladle, the sampling of the molten metal, and the sampling of slag were performed. The temperature of the molten metal was 1650 ° C. Moreover, the molten metal component and the slag component are as shown in Table 1 below, and the concentration of Cr 2 O 3 was low, and the reduction reaction could be sufficiently advanced.

Figure 0005458631
Figure 0005458631

(実施例2)
本実施例では、上述した図2に示す溶解炉1と同様の構造を有する交流アーク式電気炉を溶解炉として用いてスラグの還元反応を行った。具体的には、フェロクロム51.5トン、ステンレス鋼スクラップ39トン(3種類のスクラップを、それぞれ、12トン、16トン、11トン)合計90.5トンを、90トン容量の溶解炉に投入し、通電を開始した。通電開始25分後から(含クロム冷鉄源が一部溶融し始めた時から)、酸化クロム(Cr)を30質量%及び酸化鉄(FeO)を6質量%含有するスラグ14.6トンを、約2トンずつ7回に分割して、5分間隔で投入した。また、スラグの塩基度を調整するために、生石灰を約1トンずつ6回に分割して、スラグ投入の合間に合計6.4トン投入した。以下、実施例1と同様の考え方、方法にて操業を行ない、溶解炉へ追加投入する含クロムスラグ量(X2)が、0.7トンと算出されたため、0.7トンのスラグを溶解炉に追加投入した。その結果、実施例1と同様に、操業は終始安定しており、出湯後の取鍋内のCr濃度も、下記表3の通り、低位であり、充分に還元反応を進めることができた。
(Example 2)
In this example, the reduction reaction of slag was performed using an AC arc electric furnace having the same structure as the melting furnace 1 shown in FIG. 2 as the melting furnace. Specifically, 51.5 tons of ferrochrome and 39 tons of stainless steel scrap (3 types of scrap, 12 tons, 16 tons, and 11 tons, respectively), a total of 90.5 tons, was put into a 90-ton capacity melting furnace. , Started energization. From 25 minutes after the start of energization (from the time when the chromium-containing cold iron source begins to melt partially), slag containing 30% by mass of chromium oxide (Cr 2 O 3 ) and 6% by mass of iron oxide (FeO) 14. 6 tons were divided into 7 portions by about 2 tons and charged at intervals of 5 minutes. Moreover, in order to adjust the basicity of slag, quick lime was divided | segmented into 6 times about 1 ton, and a total of 6.4 tons was thrown in between slag throwing. Hereinafter, operation was performed in the same manner and method as in Example 1, and the amount of chromium-containing slag (X 2 ) to be added to the melting furnace was calculated to be 0.7 tons, so 0.7 tons of slag was dissolved. Added to the furnace. As a result, as in Example 1, the operation was stable from start to finish, and the Cr 2 O 3 concentration in the ladle after tapping was also low as shown in Table 3 below, and the reduction reaction was sufficiently advanced. did it.

(実施例3)
本実施例では、実施例1〜2と同様の考え方により、追加投入する含クロムスラグ量(X2)が、1.2トンと算出された。そこで、炉下の出湯中の取鍋の中へ、追加分の含クロムスラグを投入した。具体的には、溶解炉1と同様の構造を有する溶解炉である交流アーク式電気炉から取鍋に5分で出湯し、一方、含クロムスラグの追加投入は、出湯開始から30秒後〜出湯開始から4分の間に、連続的に投入した。その結果、含クロムスラグ投入によるフォーミングは見られずに終始安定していた。また、出湯後の取鍋内のCr濃度も、下記表3の通り、低位であり、充分に還元反応を進めることができた。さらに、取鍋から出湯した後、取鍋底部を確認したところ、取鍋底部への追加スラグの固着も見られなかった。
(Example 3)
In this example, the amount of chromium-containing slag to be added (X 2 ) was calculated to be 1.2 tons based on the same concept as in Examples 1 and 2 . Therefore, an additional amount of chromium-containing slag was introduced into the ladle in the tapping bath under the furnace. Specifically, the AC arc electric furnace, which is a melting furnace having a structure similar to that of the melting furnace 1, is poured into the ladle in 5 minutes. On the other hand, the addition of chromium-containing slag is 30 seconds after the start of the pouring. During 4 minutes from the start of the hot water, it was continuously charged. As a result, the forming due to the addition of chromium-containing slag was stable and was not observed. Further, Cr 2 O 3 concentration in the ladle after tapping is also shown below in Table 3, a low, it was possible to proceed sufficiently reduction reaction. Furthermore, after taking out hot water from the ladle, when the bottom part of the ladle was confirmed, the adhering of the additional slag to the ladle bottom part was not seen.

(比較例)
本比較例では、実施例と同様の図4に示す溶解炉1を用いて、スラグの還元反応を行った。具体的には、図4の(b1)に示すように、冷鉄源Msとして、フェロクロム51.5トン、ステンレス鋼スクラップ39トン(3種類のスクラップを、それぞれ、12トン、16トン、11トン)合計90.5トンを、90トン容量の溶解炉1に投入し、通電を開始した。通電開始25分後から(図4の(b2)に示すように、冷鉄源Msが一部溶融し始めた時から)、図4の(b3)に示すように、酸化クロム(Cr)を30質量%及び酸化鉄(FeO)を6質量%含有するスラグSsを溶解炉1の炉上から合計18.3トン投入した。このとき、スラグSsは、約2トンずつ9回に分割して、5分間隔で投入した。また、スラグの塩基度を調整するために、生石灰を約1トンずつ6回に分割して、スラグSsの投入の合間に合計6.4トン投入した。なお、スラグSs投入量は、上述した実施例に記載された計算方法により決定し、溶解炉1に投入した冷鉄源Msに含まれるSi量と反応する当量分のCrを含むスラグSs量として、18.3トンとした。
(Comparative example)
In this comparative example, the slag reduction reaction was performed using the melting furnace 1 shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 4 (b1), as the cold iron source Ms, 51.5 tons of ferrochrome, 39 tons of stainless steel scrap (three types of scrap are respectively 12 tons, 16 tons, and 11 tons). ) A total of 90.5 tons was put into the melting furnace 1 having a capacity of 90 tons, and energization was started. From 25 minutes after the start of energization (from the time when the cold iron source Ms starts to partially melt as shown in FIG. 4 (b2)), as shown in FIG. 4 (b3), chromium oxide (Cr 2 O 3 ) A total of 18.3 tons of slag Ss containing 30% by mass and 6% by mass of iron oxide (FeO) was charged from the top of the melting furnace 1. At this time, the slag Ss was divided into 9 parts by about 2 tons and charged at intervals of 5 minutes. Moreover, in order to adjust the basicity of slag, quick lime was divided | segmented into 6 times about 1 ton, and a total of 6.4 tons was thrown in between the injection | throwing-in of slag Ss. The amount of slag Ss input is determined by the calculation method described in the above-described embodiment, and the slag includes an equivalent amount of Cr 2 O 3 that reacts with the amount of Si included in the cold iron source Ms input to the melting furnace 1. The amount of Ss was 18.3 tons.

スラグSsの投入終了から30分経過後(通電開始から95分後)に、図4の(b4)に示すように冷鉄源Ms及びスラグSsが完全に溶融したため、通電を終了し、電気炉1を傾動して炉下の取鍋に出湯した。なお、操業中の溶解炉1内では、操業後半からスラグSmの流動性が低下し、出湯時に全量排滓することができず、一部溶解炉1内に残留した。その後、取鍋内の溶湯Mmの測温、溶湯Mmのサンプリング及びスラグSmのサンプリングを行った。溶湯Mmの温度は1653℃であった。また、溶湯Mmの成分及びスラグSsの成分は下記表2の通りであり、Crの濃度は高く、還元反応が不十分であった。この原因としては、冷鉄源Msとして使用したステンレス鋼スクラップの種類が雑多であることから当該スクラップ中のSi量が正確に把握できていないこと、スラグSsの融点が高いことからCrの成分分析値の代表性が乏しいこと等が考えられる。 After 30 minutes from the end of the slag Ss input (95 minutes after the start of energization), the cold iron source Ms and the slag Ss were completely melted as shown in (b4) of FIG. 1 was tilted and the hot water was poured into the ladle under the furnace. In addition, in the melting furnace 1 in operation, the fluidity of the slag Sm decreased from the latter half of the operation, and the entire amount could not be discharged at the time of tapping, and a part of the slag Sm remained in the melting furnace 1. Thereafter, temperature measurement of the molten metal Mm in the ladle, sampling of the molten metal Mm, and sampling of the slag Sm were performed. The temperature of the molten metal Mm was 1653 ° C. Further, components of the components and slag Ss of the molten metal Mm are as shown in Table 2, the concentration of Cr 2 O 3 is high, the reduction reaction is insufficient. The cause of this is that the types of stainless steel scrap used as the cold iron source Ms are miscellaneous, so the amount of Si in the scrap cannot be accurately grasped, and the melting point of slag Ss is high, so Cr 2 O 3 It is conceivable that the representativeness of the component analysis values is poor.

Figure 0005458631
Figure 0005458631

(実施例と比較例の実施結果の比較)
以上述べた方法により、本発明の実施例1及び実施例3を各1回、実施例2を複数回、比較例を複数回実施した結果を下記表3及び図5に示す。図5は、本発明の実施例及び比較例における出湯後のスラグ中のCr濃度と溶湯中のSi濃度との関係を示すグラフである。なお、図5において、縦軸はスラグ中のCr濃度、横軸は溶湯中のSi濃度を示している。
(Comparison of implementation results of Examples and Comparative Examples)
Table 3 and FIG. 5 show the results of performing Example 1 and Example 3 of the present invention once, Example 2 multiple times, and Comparative Example multiple times according to the method described above. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the Cr 2 O 3 concentration in the slag after tapping and the Si concentration in the melt in the examples and comparative examples of the present invention. In FIG. 5, the vertical axis indicates the Cr 2 O 3 concentration in the slag, and the horizontal axis indicates the Si concentration in the molten metal.

Figure 0005458631
Figure 0005458631

表3及び図5に示すように、比較例では、出湯後のスラグ中のCrの濃度は、溶湯中のSi濃度と関連して変動し、再現性良く低位に安定しない。しかも、Si濃度が低く、Cr濃度が高い場合は、操業の末期に溶湯中の炭素とCrが反応して、COガスが発生し、スラグのフォーミングが起こり、安定した操業ができなかった。また、Crの濃度がさらに高い4質量%以上のものは、スラグの融点が上昇して流動性が悪化するため、フォーミングは発生しなかったが、溶解炉からの排滓性が悪く、炉内でスラグが残留した。一方、本発明の実施例では、Cr濃度は低位に安定し、フォーミングは起こらず、排滓性も良好で、常に安定した操業ができた。 As shown in Table 3 and FIG. 5, in the comparative example, the concentration of Cr 2 O 3 in the slag after the hot water fluctuates in relation to the Si concentration in the molten metal, and is not stable at a low level with good reproducibility. In addition, when the Si concentration is low and the Cr 2 O 3 concentration is high, carbon in the molten metal reacts with Cr 2 O 3 at the end of the operation to generate CO gas, slag forming occurs, and stable operation is achieved. I could not. In addition, when the Cr 2 O 3 concentration is 4% by mass or more, the melting point of the slag is increased and the fluidity is deteriorated, so that forming does not occur, but the exhaustability from the melting furnace is poor. Slag remained in the furnace. On the other hand, in the examples of the present invention, the Cr 2 O 3 concentration was stable at a low level, no forming occurred, the evacuation property was good, and stable operation was always possible.

(スラグの初期投入量の検討)
次に、本発明者らが行った溶解炉へのスラグの初期投入割合の検討結果について説明する。スラグ初期投入割合を、冷鉄源中のSiと反応する当量分のCrを含むスラグの量の90質量%、70質量%の2水準で、上述した実施例と同様の方法でスラグの還元反応の操業を実施した。すでに示した実施例(初期投入割合:80質量%)、比較例(初期投入割合:100質量%)、及び上記操業の結果(初期投入割合:90質量%、70質量%)について、出湯後のCr濃度と、スラグの初期投入割合との関係を調べた。その結果を図6に示す。図6は、本発明の実施例及び比較例における出湯後のCr濃度(質量%)とスラグの初期投入割合(質量%)との関係を示すグラフである。なお、図6において、縦軸は出湯後のCr濃度を示し、横軸はスラグの初期投入割合を示している。
(Examination of initial slag input)
Next, the examination result of the initial charging rate of slag into the melting furnace performed by the present inventors will be described. The slag initial charging rate is 90% by mass and 70% by mass of the amount of slag containing an equivalent amount of Cr 2 O 3 that reacts with Si in the cold iron source, and slag is produced in the same manner as in the above-described embodiment. The reduction reaction was conducted. For the examples already shown (initial charge ratio: 80% by weight), comparative examples (initial charge ratio: 100% by weight), and the results of the above operations (initial charge ratios: 90% by weight, 70% by weight), The relationship between the Cr 2 O 3 concentration and the initial charging rate of slag was examined. The result is shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the Cr 2 O 3 concentration (mass%) after pouring and the initial charging rate (mass%) of slag in the examples and comparative examples of the present invention. In FIG. 6, the vertical axis represents the Cr 2 O 3 concentration after tapping, and the horizontal axis represents the initial charging rate of slag.

図6に示すように、スラグの初期投入割合を100質量%(比較例の方法)した場合に対して、初期投入割合を90質量%にすることにより、出湯後のスラグ中のCr濃度は、低位に安定し、初期投入割合が80質量%ではさらに低位に安定化することがわかった。また、初期投入割合が70質量%では、低位安定化の効果が飽和することもわかった。以上の結果に基づいて、本発明では、初期投入割合を90質量%以下、好ましくは80質量%以下としている。 As shown in FIG. 6, when the initial charging rate of slag is 100% by mass (the method of the comparative example), the initial charging rate is set to 90% by mass, so that Cr 2 O 3 in the slag after hot water is poured. The concentration was stabilized at a low level, and it was found that the concentration was further stabilized at an initial charging rate of 80% by mass. It was also found that the effect of lowering the stability was saturated when the initial charging rate was 70% by mass. Based on the above results, in the present invention, the initial charging rate is 90% by mass or less, preferably 80% by mass or less.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

例えば、上述した実施形態においては、初めに溶解炉1に投入する含クロムスラグSsを、含クロム冷鉄源Msの一部が未溶融で残存している状態で投入する場合について説明したが、初めに溶解炉1に投入する含クロムスラグSsを、含クロム冷鉄源Msが完全に溶融してから溶解炉1に投入してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the case where the chromium-containing slag Ss initially charged into the melting furnace 1 is charged in a state where a part of the chromium-containing cold iron source Ms remains unmelted has been described. The chromium-containing slag Ss initially charged into the melting furnace 1 may be charged into the melting furnace 1 after the chromium-containing cold iron source Ms is completely melted.

また、上述した実施例では、溶解炉の一例として、交流アーク式電気炉を用いた例を示しているが、本発明に係る溶融金属の回収方法に用いる溶解炉としては、直流アーク炉、誘導加熱炉、電気抵抗加熱炉等の電気炉だけでなく、補助的に、化石燃料のバーナや酸素を用いてもよい。   Moreover, although the example which used the alternating current arc type electric furnace as an example of a melting furnace is shown in the Example mentioned above, as a melting furnace used for the recovery method of the molten metal which concerns on this invention, a direct current arc furnace, induction | guidance | derivation In addition to an electric furnace such as a heating furnace or an electric resistance heating furnace, a fossil fuel burner or oxygen may be used as an auxiliary.

1 溶解炉
2 原料装入ホッパー
3 装入弁
4 電極
5 サンプリング用柄杓
6 取鍋
Ss 含クロムスラグ
Sm 溶融スラグ
Ms 含クロム冷鉄源
Mm 溶融金属

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Melting furnace 2 Raw material charging hopper 3 Charge valve 4 Electrode 5 Sampling handle 6 Ladle Ss Chrome-containing slag Sm Molten slag Ms Chrome-containing cold iron source Mm Molten metal

Claims (5)

含クロムスラグを溶解炉内で還元して金属クロムを回収する溶融金属の回収方法において、
含クロム冷鉄源と、前記含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む前記含クロムスラグの量の90質量%以下の量の前記含クロムスラグを前記溶解炉に投入し、
前記含クロム冷鉄源および前記含クロムスラグが完全に溶融した後に溶融金属中に含まれるケイ素量を測定し、
測定された量のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む前記含クロムスラグの量を、前記溶解炉に追加で投入する前記含クロムスラグの量として決定し、決定された量の前記含クロムスラグを前記溶解炉に追加で投入することを特徴とする、溶融金属の回収方法。
In the molten metal recovery method of recovering metallic chromium by reducing chromium-containing slag in a melting furnace,
Chromium-containing cold iron source and 90% by mass or less of the chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source is charged into the melting furnace. And
Measuring the amount of silicon contained in the molten metal after the chromium-containing cold iron source and the chromium-containing slag are completely melted,
The amount of the chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with the measured amount of silicon is determined as the amount of the chromium-containing slag added to the melting furnace, and the determined amount of the chromium-containing slag is determined. A method for recovering molten metal, wherein slag is additionally charged into the melting furnace.
前記含クロム冷鉄源と前記含クロムスラグを前記溶解炉に投入する際に、前記含クロム冷鉄源のみを前記溶解炉に投入した後に、前記含クロム冷鉄源の少なくとも一部が溶融した状態で、前記含クロム冷鉄源中のケイ素と反応する当量分の酸化クロムを含む前記含クロムスラグの90質量%以下の量の前記含クロムスラグを前記溶解炉に投入することを特徴とする、請求項1に記載の溶融金属の回収方法。   When the chromium-containing cold iron source and the chromium-containing slag were charged into the melting furnace, only the chromium-containing cold iron source was charged into the melting furnace, and then at least a part of the chromium-containing cold iron source was melted. The chromium-containing slag in an amount of 90% by mass or less of the chromium-containing slag containing an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon in the chromium-containing cold iron source is charged into the melting furnace. The method for recovering molten metal according to claim 1. 前記溶解炉に初めに投入する前記含クロムスラグを、前記溶解炉の炉上から連続的または断続的に投入することを特徴とする、請求項2に記載の溶融金属の回収方法。   The method for recovering molten metal according to claim 2, wherein the chromium-containing slag that is initially charged into the melting furnace is continuously or intermittently charged from above the melting furnace. 追加で投入する前記含クロムスラグを、前記溶融金属を前記溶解炉から出湯している容器中に投入することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の溶融金属の回収方法。   The method for recovering a molten metal according to any one of claims 1 to 3, wherein the chromium-containing slag to be additionally added is introduced into a container in which the molten metal is discharged from the melting furnace. 追加で投入する前記含クロムスラグの一部または全部に代えて、クロム鉱石、鉄鉱石および含クロムスケールのうちの1種以上を、前記ケイ素と反応する当量分の酸化クロムを前記含クロムスラグで追加投入する場合に対して全体としての前記酸化クロムの量が同量となるように、投入することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の溶融金属の回収方法。
Instead of part or all of the chromium-containing slag to be added additionally, one or more of chromium ore, iron ore, and a chromium-containing scale are replaced with an equivalent amount of chromium oxide that reacts with silicon by the chromium-containing slag. The method for recovering a molten metal according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of the chromium oxide as a whole is the same as that of the additional addition .
JP2009089498A 2009-04-01 2009-04-01 Method for recovering molten metal Expired - Fee Related JP5458631B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009089498A JP5458631B2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Method for recovering molten metal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009089498A JP5458631B2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Method for recovering molten metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010242128A JP2010242128A (en) 2010-10-28
JP5458631B2 true JP5458631B2 (en) 2014-04-02

Family

ID=43095461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009089498A Expired - Fee Related JP5458631B2 (en) 2009-04-01 2009-04-01 Method for recovering molten metal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5458631B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6451462B2 (en) * 2015-04-01 2019-01-16 新日鐵住金株式会社 Method for recovering chromium from chromium-containing slag
TW202039868A (en) * 2019-04-19 2020-11-01 日商日本製鐵股份有限公司 Method for producing chromium-containing molten steel
BR112021021108A2 (en) * 2019-04-22 2023-02-23 Nippon Steel Corp METHOD FOR PRODUCING CAST IRON CONTAINING CHROMIUM
JP7260400B2 (en) * 2019-05-28 2023-04-18 株式会社日向製錬所 Method for Suppressing Blackening of Ferronickel Cast Piece, and Method for Producing Ferronickel Cast Piece
JP7238939B2 (en) * 2021-04-23 2023-03-14 住友金属鉱山株式会社 Valuable metal manufacturing method
EP4328340A1 (en) * 2021-04-23 2024-02-28 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Method for producing valuable metal

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5653605B2 (en) * 1974-09-04 1981-12-19
JPS5210816A (en) * 1975-07-16 1977-01-27 Showa Denko Kk Process for recovering low carbon ferro- chromium slag
JPS5931816A (en) * 1982-08-12 1984-02-21 Nippon Steel Corp Production of crude molten steel
JP2632676B2 (en) * 1986-12-02 1997-07-23 日新製鋼株式会社 Chromium recovery method in stainless steel refining.
JP2001316712A (en) * 2000-05-02 2001-11-16 Nippon Steel Corp Method for recovering chromium from chromium containing slag

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010242128A (en) 2010-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5458631B2 (en) Method for recovering molten metal
JP6536520B2 (en) Pretreatment method of hot metal in same converter
JP2006206957A (en) Method for recovering manganese from slag produced when manufacturing manganese-based ferroalloy
JP2013060659A (en) Method for decarburizing and refining molten iron in converter
JP5630324B2 (en) Method of decarburizing and refining hot metal in converter
JP2020180322A (en) Production method of molten steel using converter
JP2014037605A (en) Molten iron dephosphorization method, molten iron dephosphorization system, production method of low-phosphorous molten iron, and production apparatus of low-phosphorous molten iron
CN112593046A (en) Smelting method for improving recovery rate of niobium in niobium-containing waste
JP5573024B2 (en) Steelmaking slag treatment method
JP3717625B2 (en) Electric arc furnace slag reduction method
US3556770A (en) Process for making alloys and metals
JP5673485B2 (en) Hot metal decarburization blowing method
JP3725312B2 (en) Method for refining chromium-containing molten steel
WO2023017674A1 (en) Cold iron source melting rate estimation device, converter-type refining furnace control device, cold iron source melting rate estimation method, and molten iron refining method
Björklund et al. Effect of temperature on oxygen activity during ladle treatment
RU2254380C1 (en) Method of production of rail steel
US2991174A (en) Process of producing chromium steel
JPH09137213A (en) Method for adjusting slag basicity in electric arc furnace
Sahu et al. Thermochemical analysis of smelting of ferruginous manganese ore for silicomanganese production
JP4357082B2 (en) Method for decarburizing and refining chromium-containing molten steel
JP6658246B2 (en) Slag dilution method using refractories
JPH07116549B2 (en) Stainless steel manufacturing method
Mukuku Thermodynamic And Parametric Modeling in the Refining of High Carbon Ferrochromium Alloys using Manually Operated AODs
JP6731763B2 (en) Method for producing molten iron containing chromium
Pesonen et al. In Situ Measurement of Silicon Content in Molten Ferrochrome

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110816

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130917

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131230

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5458631

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees