JP5928168B2 - フェロマンガンスラグ回収用取鍋およびフェロマンガンスラグ回収用取鍋の使用方法 - Google Patents
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例えば、特許文献1には、酸化吹き込みを容器中のマンガンを基礎とする合金の熔湯に施工し、該基礎合金は約52%〜70%マンガン、約15%〜37%シリコン及び3.5%迄の炭素を含み、マンガン鉱石及び石炭を該酸化吹き込み作業中熔湯の中に導入し、該酸素の導入が熔湯の攪拌と燃焼をおこし、その間に該基礎合金よりも多いマンガン含有量及びより少ないシリコン含有量をもったフェロマンガン合金が高いマンガンスラグと共に作られ、そのフェロマンガン合金と高マンガンスラグとを互に分離し、然る後に新しい番手の基礎合金をスラグと反応させるために該高マンガンスラグと容器中の新しい番手の熔融基礎合金から分離し、その後に酸化吹き込みを行い、そしてそれと同時に該熔融親番手合金にマンガン鉱石及び石炭を加えることを特徴とする低乃至中炭素フェロマンガン合金を作る方法が開示されている。
また、特許文献2には、Mn10〜40%を含有しかつFe1%以下、P0.01%以下の溶融マンガンスラグ、Si50%以上を含有しかつP0.05%以下で前記溶融マンガンスラグと反応してSi1.5%以下の低珪素フェロマンガンを生成せしめうる量の合金鉄及び造滓剤を反応容器に装入した後、該反応容器に水平偏心運動を行わせしめて前記装入物を混合攪拌することにより前記溶融マンガンスラグのマンガン酸化物を還元することを特徴とするMn90%以上を含みSi1.5%以下、C0.1%以下、P0.05%以下の高品位、高純度フェロマンガンの製造方法が開示されている。
更に、特許文献3には、塩基度1.1〜1.25とされた中炭素フェロマンガンスラグの溶湯をポーラスプラグレードルに受け、攪拌しながら冷状態のシリコンマンガンを投入し溶解させることを特徴とする中炭素フェロマンガンスラグからのMn回収方法が開示されている。
また、特許文献4には、マンガンを含有する溶融スラグと珪素を含有する合金鉄とを反応容器に装入し、この装入物中に設置されたノズルから、攪拌用ガスを300Nm/秒以上及び装入物1kg当り0.2Nリットル/分以上の速度で装入物中に吐出させて装入物を攪拌し、マンガン含有溶融スラグとけい素含有合金鉄とを還元反応させてマンガンを含有する合金鉄を製造することを特徴とするマンガン系合金鉄の製造方法が開示されている。
更に、特許文献5には、フェロマンガンの製造時に副生する溶融スラグを反応容器に貯留し、前記溶融スラグ中に、珪素を含有する合金鉄と金属アルミニウムとを含む還元材を投入して攪拌し、前記溶融スラグ中に含まれるマンガン酸化物の少なくとも一部を還元することを特徴とする副生スラグからのマンガン系合金鉄の製造方法が開示されている。
即ち、その原因の最も大きい理由は、取鍋内容物の粘度である。例えば,一般的な製鋼用取鍋の場合,内容物である溶鋼の粘度は数センチポイズである。溶鋼用取鍋の場合、スラグは取鍋表面に浮いているだけではなく、溶鋼中に細かく懸濁している。懸濁したスラグが鋼浴部の耐火物表面に付着し、耐火物と反応して溶損が起こる。この際、溶鋼のように内容物の粘度が小さい場合、取鍋内容物が大きく攪拌されると、耐火物表面に付着したスラグは容易に溶鋼の流動によって界面から引きはがされ、境膜厚さ(δ)は小さくなる。このため、アルミナの溶解によってスラグの粘性が増大しても,大きな効果にはならない。また、スラグライン部では、スラグの粘度は高いものの、溶鋼の流動によってスラグが激しく攪拌されるため、この場合も境膜厚さδは小さく押さえられる。そのため、この部分でも、アルミナの溶解によってスラグの粘性が増大しても、大きな効果にはならない。
実施例
以下の表1に記載する配合割合にて各種原料並びに結合剤を組み合わせて配合物を作成し、混練した後、フリクションプレスを用いて成形圧力1.5トン/cm2にて成形し、得られた成形物を熱風循環式加熱炉で250℃、24時間加熱することにより本発明のフェロマンガン製造炉用耐火物を得た。
また、表2に記載する配合割合にて各種原料並びに結合剤を組み合わせて配合物を作成し、以下、本発明品と同様の方法にて比較品の耐火物を得た。
「損傷速度指数」は、フェロマンガン製造炉に従来使用されていた比較品1のMgO−C質耐火物の損傷速度を100として指数化したものであり、数値が低いほど損傷速度が遅く、良好である。
「スラグ湿潤」は、供試体へのスラグの浸潤を評価したものであり、浸潤が全く見られなかったものを◎とし、浸潤が見られた供試体についてはその浸潤度合いに応じて良好な順に○、△、×と評価し、×のものは浸潤が著しく,受容不可能なものである。
「剥離の有無」は、供試体の稼働面の剥離を評価したものであり、剥離が全く見られなかったものを◎とし、剥離が見られた試料についてはその浸潤度合いに応じて良好な順に○、△、×と評価し、×のものは厚い剥離が繰り返し生じたため、実使用した場合耐用上問題をきたすものと考えられる。
また、「残存膨張率(%)」は、各供試体を乾式カッターで切りだし、30×30×150mmの残存膨張率測定用試料を作成し、ブリーズ中に埋設した上で、箱型電気炉を用いて5℃/分の条件で1500℃まで昇温して3時間焼成し、その後、室温まで冷却し、試料を取り出し,焼成前の寸法を基準として寸法変化率を求めた結果である。なお、残存膨張率(%)は、耐火物の残存膨張性の不足により引き起こされる縦亀裂を未然に防ぐための指標となる。
比較品2は、電融ホワイトアルミナを55質量%、鱗状黒鉛を45質量%配合したものであり、比較品3は、電融ホワイトアルミナを50質量%,鱗状黒鉛を50質量%配合したものである。これらは損傷速度が小さく、剥離も生じなかった。
比較品4は、鱗状黒鉛を3質量%配合したものであり、比較品5は、鱗状黒鉛を1質量%配合したものであるが、何れもスラグ浸潤が大きく、且つテスト中の受熱により過焼結を起こしたため,厚い剥離を繰り返し損傷大であった。
比較品6は、炭化珪素を25質量%配合したものであるが、炭化珪素量が過剰であるため耐食性が低下した。
比較品7は、マグネシアを37質量%配合したものであるが、残存膨張率が2%を超え、過大なものとなっている。また、スラグ浸潤も著しく,これらの影響により稼働中の剥離が非常に顕著であり短命であった。
また、製鋼用取鍋では普通鋼を処理し、1600℃における溶鋼の粘度は6センチポイズであった。
「損傷速度」は、比較品1の損傷速度を100とした時の指数で示した。
また、テスト時の「溶湯温度変化」についても調査し、全く問題なかったものを◎とし、溶湯温度の変化が認められた供試体については、その度合いに応じて良好な順に○、△、×と評価し、×のものは溶湯温度低下が過大となり、操業上問題をきたすものである。
比較品2および3は、本発明品よりも損傷速度が小さく、損傷は軽微であったが、使用中の溶湯温度低下が著しく、操業に支障をきたすものであった。
一方、製鋼用取鍋に本発明品を使用した場合、フェロマンガン回収炉で使用した場合と異なり,本発明品は何れも比較品1より損傷速度が大きく、損傷が大であり、十分な耐用が得られなかった。これは先に述べたように溶鋼粘度が小さいためと考えられる。
このように、フェロマンガンスラグのように被処理物の粘性が比較的高く、且つアルミナの溶解による粘性向上効果が大きいため、本発明品では、耐食性が向上し、好結果が得られたものと考えられる。
Claims (4)
- アルミナとカーボンを主体とし、アルミナ含有量が60〜95質量%であり、カーボン含有量が5〜40質量%であるフェロマンガン製造炉用耐火物を内張り材として用いたことを特徴とするフェロマンガンスラグ回収用取鍋。
- 更に、炭化珪素を20質量%以下の量で含有する、請求項1記載のフェロマンガンスラグ回収用取鍋。
- 更に、ペリクレースを35質量%以下の量で含有する、請求項1または2記載のフェロマンガンスラグ回収用取鍋。
- 請求項1ないし3のいずれか1項記載のフェロマンガンスラグ回収用取鍋の被処理物の粘度が、0.5ポイズ以上であることを特徴とするフェロマンガンスラグ回収用取鍋の使用方法。
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