JPH01316407A - 含クロム溶鉄の製造法 - Google Patents
含クロム溶鉄の製造法Info
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- JPH01316407A JPH01316407A JP14903288A JP14903288A JPH01316407A JP H01316407 A JPH01316407 A JP H01316407A JP 14903288 A JP14903288 A JP 14903288A JP 14903288 A JP14903288 A JP 14903288A JP H01316407 A JPH01316407 A JP H01316407A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、クロム鉱石などの固体のクロム酸化物含有物
質をクロム源として使用し、これを炉内で溶融還元する
ことによりステンレス粗溶湯などの含クロム溶鉄を製造
する方法に関する。
質をクロム源として使用し、これを炉内で溶融還元する
ことによりステンレス粗溶湯などの含クロム溶鉄を製造
する方法に関する。
従来、ステンレス鋼製造用の含クロム溶鉄の製造には、
クロム源、スクラップ、媒溶剤および必要に応じ副原料
やコークスを電気炉に装入して溶解する方法がとられて
きた。その際、クロム源としては高炭素フエロクロムが
使用されるのが通常であり、この高炭素フエロクロムを
製造するにも電気炉を使用している。従って、多量の電
力消費を必要とすることから、近年、溶融還元炉を用い
てクロム鉱石或いはその半還元物等のクロム酸化物含有
物質をコークス等の炭材により直接的に溶融還元する方
法が提案されている。
クロム源、スクラップ、媒溶剤および必要に応じ副原料
やコークスを電気炉に装入して溶解する方法がとられて
きた。その際、クロム源としては高炭素フエロクロムが
使用されるのが通常であり、この高炭素フエロクロムを
製造するにも電気炉を使用している。従って、多量の電
力消費を必要とすることから、近年、溶融還元炉を用い
てクロム鉱石或いはその半還元物等のクロム酸化物含有
物質をコークス等の炭材により直接的に溶融還元する方
法が提案されている。
例えば、鉄と鋼’８５−５９２９には上底吹き転炉に溶
鉄を装入したうえ、炉上からコークス、クロム鉱石、媒
溶剤を連続供給し、底吹き撹拌しながら上吹きランスか
ら送酸してクロム鉱石を溶融還元する方法が記載されて
いる。一般に、このようなりロム鉱石の溶融還元法にお
いては、溶鉄を装入した反応容器にクロム鉱石の滓化の
ためにＣａＯ。
鉄を装入したうえ、炉上からコークス、クロム鉱石、媒
溶剤を連続供給し、底吹き撹拌しながら上吹きランスか
ら送酸してクロム鉱石を溶融還元する方法が記載されて
いる。一般に、このようなりロム鉱石の溶融還元法にお
いては、溶鉄を装入した反応容器にクロム鉱石の滓化の
ためにＣａＯ。
Ｓｉｎ、を主成分とする媒溶剤を加えている。そして滓
化が行われた状態でクロム鉱石を溶解させ炭材と接触さ
せて還元反応を行わせるのが通常である。この滓化が必
要な理由は、単にクロム鉱石およびコークスを反応容器
に投入しても１通常の処理温度ではこれらが固体のまま
の状態と成りやすく、従ってクロム鉱石の溶融還元速度
が遅くなり、処理時間が非常に長くかかることによる。
化が行われた状態でクロム鉱石を溶解させ炭材と接触さ
せて還元反応を行わせるのが通常である。この滓化が必
要な理由は、単にクロム鉱石およびコークスを反応容器
に投入しても１通常の処理温度ではこれらが固体のまま
の状態と成りやすく、従ってクロム鉱石の溶融還元速度
が遅くなり、処理時間が非常に長くかかることによる。
このように、クロム鉱石の還元にはクロマイトをスラグ
相へ溶解することが非常に重要である。
相へ溶解することが非常に重要である。
そして、クロム鉱石中のクロマイトの溶解にはクロム鉱
石の脈石成分の融体化が条件となる。この脈石成分の主
たる成分はＭｇＯおよびＡ ｌ ｚ Ｏｓでありスピネ
ル構造を有していることからその融点は約２０００°Ｃ
と高温である。それ故Ｃａｂ、Ｓｉｎｇを主成分とする
媒溶剤を添加することによってこれら脈石の融体化を図
り、もってクロマイトの溶解を促進させようというのが
従来の考え方であった。
石の脈石成分の融体化が条件となる。この脈石成分の主
たる成分はＭｇＯおよびＡ ｌ ｚ Ｏｓでありスピネ
ル構造を有していることからその融点は約２０００°Ｃ
と高温である。それ故Ｃａｂ、Ｓｉｎｇを主成分とする
媒溶剤を添加することによってこれら脈石の融体化を図
り、もってクロマイトの溶解を促進させようというのが
従来の考え方であった。
前述のようにクロム鉱石の溶融還元を行なう場合に、溶
融還元の処理が進みクロム鉱石の投入量が増加すると、
スラグ中に脈石成分から移行したＭｇＯ，Ａ Ｉ！ｘｉ
ｓ濃度が増し、スラグの粘性が増大して流動性が悪化し
、還元反応に悪影響を及ぼすようになる。また、Ａｆｆ
ｉ、Ｏ，、ＭｇＯの濃度が増加するとスラグの融点が処
理温度を越えてしまい、その結果還元速度が著しく遅く
なってしまうという問題があった。
融還元の処理が進みクロム鉱石の投入量が増加すると、
スラグ中に脈石成分から移行したＭｇＯ，Ａ Ｉ！ｘｉ
ｓ濃度が増し、スラグの粘性が増大して流動性が悪化し
、還元反応に悪影響を及ぼすようになる。また、Ａｆｆ
ｉ、Ｏ，、ＭｇＯの濃度が増加するとスラグの融点が処
理温度を越えてしまい、その結果還元速度が著しく遅く
なってしまうという問題があった。
さらに、脈石成分の融体化を図るべく大量の媒溶剤を投
入するとその媒溶剤を昇温、滓化することに膨大なエネ
ルギーを要し、また処理スラグ量が増加することによっ
て炉容積を大きくする必要が生じるという問題があった
。
入するとその媒溶剤を昇温、滓化することに膨大なエネ
ルギーを要し、また処理スラグ量が増加することによっ
て炉容積を大きくする必要が生じるという問題があった
。
上記の問題を解決せんとする本発明の要旨とするところ
は、上底吹き可能な反応容器に溶鉄を装入し、炉上より
クロム酸化物含有物質、炭材および媒溶剤からなる固体
原料を投入して溶鉄中の炭素または炭材によりクロム酸
化物を還元して含クロム溶鉄を製造する方法において、
上記の炉上より投入する固体原料にマンガン鉱石を追添
することを特徴とする。そのさい、媒溶剤としては５通
常の石灰および珪砂の他に、さらに硼酸塩鉱物を使用す
るのがよい、使用に適する硼酸塩鉱物は例えば硼砂また
はコレマナイトである。
は、上底吹き可能な反応容器に溶鉄を装入し、炉上より
クロム酸化物含有物質、炭材および媒溶剤からなる固体
原料を投入して溶鉄中の炭素または炭材によりクロム酸
化物を還元して含クロム溶鉄を製造する方法において、
上記の炉上より投入する固体原料にマンガン鉱石を追添
することを特徴とする。そのさい、媒溶剤としては５通
常の石灰および珪砂の他に、さらに硼酸塩鉱物を使用す
るのがよい、使用に適する硼酸塩鉱物は例えば硼砂また
はコレマナイトである。
すなわち本発明者らは、クロム鉱石の溶融還元において
、マンガン鉱石をクロム鉱石と共に適量投入すると、ク
ロム鉱石中のクロマイトのスラグへの溶解を速め、また
、スラグシリケート相中の飽和クロム濃度を高くするこ
とができることを見出した。ここで、マンガン鉱石の使
用量はクロム酸化物含有物質に対し２〜６０ｗｔ、χ、
好ましくは５〜４０ｗｔ、χとするのがよい。マンガン
鉱石を投入すればそれだけ溶鉄中のマンガン濃度が高く
なることは不可避であるが、製造した含クロム溶鉄のマ
ンガン濃度にその用途の面から規制のある場合には、マ
ンガン鉱石の使用量を抑え、その分硼砂および／または
コレマイトの硼酸塩鉱物を使用するのがよい、すなわち
、マンガン鉱石＋硼砂＋コレマナイトの合計量がクロム
酸化物含有物質に対して２〜６０ｗｔ、χ、好ましくは
５〜４０ｗｔ、χとするのがよい。
、マンガン鉱石をクロム鉱石と共に適量投入すると、ク
ロム鉱石中のクロマイトのスラグへの溶解を速め、また
、スラグシリケート相中の飽和クロム濃度を高くするこ
とができることを見出した。ここで、マンガン鉱石の使
用量はクロム酸化物含有物質に対し２〜６０ｗｔ、χ、
好ましくは５〜４０ｗｔ、χとするのがよい。マンガン
鉱石を投入すればそれだけ溶鉄中のマンガン濃度が高く
なることは不可避であるが、製造した含クロム溶鉄のマ
ンガン濃度にその用途の面から規制のある場合には、マ
ンガン鉱石の使用量を抑え、その分硼砂および／または
コレマイトの硼酸塩鉱物を使用するのがよい、すなわち
、マンガン鉱石＋硼砂＋コレマナイトの合計量がクロム
酸化物含有物質に対して２〜６０ｗｔ、χ、好ましくは
５〜４０ｗｔ、χとするのがよい。
第１図に本発明法の実施に適する溶融還元炉を示した。
この炉は反応容器ｌの炉底に羽口２を設け、炉頂の開口
部３から上吹きランス４を挿入するようにした上底吹き
可能な精練容器であり、炉頂の開口部３から固体装入物
を投入できるようにバンカー６が設けられている。７は
、排気フードを示す、また、８は炉内の溶鉄層を、９は
その上のスラグ層を示す。
部３から上吹きランス４を挿入するようにした上底吹き
可能な精練容器であり、炉頂の開口部３から固体装入物
を投入できるようにバンカー６が設けられている。７は
、排気フードを示す、また、８は炉内の溶鉄層を、９は
その上のスラグ層を示す。
この炉の操業は、炉底の羽口２から撹拌用ガスを吹込な
がら溶鉄凌反応容器ｌに装入し、バンカー６からクロム
鉱石等のクロム酸化物含有物質。
がら溶鉄凌反応容器ｌに装入し、バンカー６からクロム
鉱石等のクロム酸化物含有物質。
炭材およびフラックス等の固体原料を投入したうえまた
は投入しなからランス４から送酸することによって行わ
れる。
は投入しなからランス４から送酸することによって行わ
れる。
反応容器ｌに装入する溶鉄は、２％以上の０゜３９％ま
でのＣｒを含む鉄または鉄−クロム系溶湯を用いて行う
のがよく、必要に応じてＮ＋等の他の成分を含有しても
よい、また前ヒートの一部を残湯として利用してもよい
。
でのＣｒを含む鉄または鉄−クロム系溶湯を用いて行う
のがよく、必要に応じてＮ＋等の他の成分を含有しても
よい、また前ヒートの一部を残湯として利用してもよい
。
バンカー６から投入する固体原料のうち、クロム酸化物
含有物質としては、クロム鉱石、未還元または半還元ク
ロムペレット、クロム焼結鉱等が使用でき、炭材として
はコークスの使用が一般的であるが石炭、チャー等も使
用でき、媒溶剤としてＣａＯおよび珪砂等が使用される
。
含有物質としては、クロム鉱石、未還元または半還元ク
ロムペレット、クロム焼結鉱等が使用でき、炭材として
はコークスの使用が一般的であるが石炭、チャー等も使
用でき、媒溶剤としてＣａＯおよび珪砂等が使用される
。
上吹きランス４からは酸素または酸素混合ガスを供給し
、炉底の羽口２からは窒素、アルゴン。
、炉底の羽口２からは窒素、アルゴン。
−酸化炭素、炭化水素ガス等のガスを供給することがで
きる。また１反応容器１の側壁に横吹き羽目を設けてこ
れから同様のガスを吹き込んでもよい。
きる。また１反応容器１の側壁に横吹き羽目を設けてこ
れから同様のガスを吹き込んでもよい。
このような操業によってクロム鉱石等のクロム酸化物含
有物質を溶融還元する際に、クロム鉱石中のクロマイト
の溶解をいかに促進するか８或いは、スラグシリケート
相中の飽和クロム濃度をいかに高くするかが、還元の成
否を大きく左右する事実を本発明者らは知見した。そし
て、そのためには、スラグの低融点化と高流動性を同時
に達成することが重要であることが判明し、これはクロ
ム鉱石等のクロム酸化物含有物質、炭材、媒溶媒として
のＣａＯ，珪砂等を投入する通常の溶融還元の固体原料
に加えて、マンガン鉱石、または。
有物質を溶融還元する際に、クロム鉱石中のクロマイト
の溶解をいかに促進するか８或いは、スラグシリケート
相中の飽和クロム濃度をいかに高くするかが、還元の成
否を大きく左右する事実を本発明者らは知見した。そし
て、そのためには、スラグの低融点化と高流動性を同時
に達成することが重要であることが判明し、これはクロ
ム鉱石等のクロム酸化物含有物質、炭材、媒溶媒として
のＣａＯ，珪砂等を投入する通常の溶融還元の固体原料
に加えて、マンガン鉱石、または。
マンガン鉱石と硼砂および／またはコレマナイトを投入
することによって達成できることを見出した。マンガン
鉱石、硼砂、コレマナイトの使用量はクロム酸化物含有
物質に対して、マンガン鉱石＋硼砂＋コレマナイトの合
計量が２〜６０ｗｔ、χ、好ましくは５〜４０ｗｔ、χ
とするのがよい、 ２ｗｔ、χ未満の投入量ではあまり
効果がなく 、 ６０ｗｔ、χを越える量を投入しても
投入に見合う還元速度の上昇はみられないからである。
することによって達成できることを見出した。マンガン
鉱石、硼砂、コレマナイトの使用量はクロム酸化物含有
物質に対して、マンガン鉱石＋硼砂＋コレマナイトの合
計量が２〜６０ｗｔ、χ、好ましくは５〜４０ｗｔ、χ
とするのがよい、 ２ｗｔ、χ未満の投入量ではあまり
効果がなく 、 ６０ｗｔ、χを越える量を投入しても
投入に見合う還元速度の上昇はみられないからである。
使用するマンガン鉱石としては酸化マンガン鉱、炭酸マ
ンガン鉱など一般に言われるマンガン鉱石を使用すれば
よい、硼砂とコレマナイトは硼酸塩であり、各々Ｎ ａ
ｘ Ｂ −０７゜Ｃａ Ｂ ＝ Ｏｔを主成分とするも
のである。
ンガン鉱など一般に言われるマンガン鉱石を使用すれば
よい、硼砂とコレマナイトは硼酸塩であり、各々Ｎ ａ
ｘ Ｂ −０７゜Ｃａ Ｂ ＝ Ｏｔを主成分とするも
のである。
第１図に示した構造の０．５トン規模の上底吹き可能な
反応容器を用いて第１表に示す処理条件にて溶融還元を
行った場合の処理中のメタル中のクロム濃度（ｗｔ、χ
）の推移をマンガン鉱石を投入しない場合と比較して第
２図に示した。
反応容器を用いて第１表に示す処理条件にて溶融還元を
行った場合の処理中のメタル中のクロム濃度（ｗｔ、χ
）の推移をマンガン鉱石を投入しない場合と比較して第
２図に示した。
実施例１では、クロム鉱石に対して１８ｗｔ、χのマン
ガン鉱石を投入し、実施例２では、クロム鉱石に対しマ
ンガン鉱石８ ｗｔ、χおよび硼砂１０ｗｔ、χを投入
した。比較例ではマンガン鉱石等は投入しなかった。
ガン鉱石を投入し、実施例２では、クロム鉱石に対しマ
ンガン鉱石８ ｗｔ、χおよび硼砂１０ｗｔ、χを投入
した。比較例ではマンガン鉱石等は投入しなかった。
第２図より明らかなようにマンガン鉱石を投入すること
によりクロム鉱石の溶融還元速度は著しく上昇しており
且つ処理時間の大幅な短縮ができたことがわかる。
によりクロム鉱石の溶融還元速度は著しく上昇しており
且つ処理時間の大幅な短縮ができたことがわかる。
以上説明したように、クロム鉱石等のクロム酸化物含存
物質の溶融還元において、クロム鉱石とともにマンガン
鉱石を投入することによって、クロム鉱石の還元速度を
非常に速くさせることができ、これによって処理時間を
大幅に短縮することができるので、既存のプロセス例え
ばステンレスの製鋼工程に溶融還元処理を取り入れるこ
とが容易となった。
物質の溶融還元において、クロム鉱石とともにマンガン
鉱石を投入することによって、クロム鉱石の還元速度を
非常に速くさせることができ、これによって処理時間を
大幅に短縮することができるので、既存のプロセス例え
ばステンレスの製鋼工程に溶融還元処理を取り入れるこ
とが容易となった。
第１図は１本発明法を実施する溶融還元炉の例を示す略
断面図、第２図は９本発明法を実施した場合のメタル中
のクロム濃度の経時変化を比較例と対比して示した図で
ある。 １・・反応容器、２・・炉底の羽０．３・・炉頂開口部
、４・・上吹きランス、６・・バンカー。 ７・・排気フード、８・・溶鉄層、９・・スラグ層。 男１図
断面図、第２図は９本発明法を実施した場合のメタル中
のクロム濃度の経時変化を比較例と対比して示した図で
ある。 １・・反応容器、２・・炉底の羽０．３・・炉頂開口部
、４・・上吹きランス、６・・バンカー。 ７・・排気フード、８・・溶鉄層、９・・スラグ層。 男１図
Claims (3)
- （１）上底吹き可能な反応容器に溶鉄を装入し、炉上よ
りクロム酸化物含有物質、炭材および媒溶剤からなる固
体原料を投入し、溶鉄中の炭素または該炭材により該ク
ロム酸化物を還元して含クロム溶鉄を製造する方法にお
いて、上記の炉上より投入する固体原料にマンガン鉱石
を追添することを特徴とする含クロム溶鉄の製造法。 - （２）媒溶剤は、石灰、珪砂および硼酸塩鉱物からなる
請求項１に記載の製造法。 - （３）硼酸塩鉱物は硼砂またはコレマナイトである請求
項２に記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14903288A JPH01316407A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 含クロム溶鉄の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14903288A JPH01316407A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 含クロム溶鉄の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316407A true JPH01316407A (ja) | 1989-12-21 |
Family
ID=15466176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14903288A Pending JPH01316407A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 含クロム溶鉄の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01316407A (ja) |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP14903288A patent/JPH01316407A/ja active Pending
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