JPH0375603B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/04—Removing impurities other than carbon, phosphorus or sulfur
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、溶鉄から銅および／または錫を除去
する方法、より詳述すれば、溶鉄を水素含有プラ
ズマによつて処理することを特徴とする、溶鉄か
ら銅と錫を蒸発除去する脱銅・脱錫法に関する。 （従来の技術） 近年に至り、自動車の解体くず等のスクラツプ
を電気炉、キユポラ等で溶解したりあるいは転炉
で使用したりすると、得られる溶銑あるいは溶鋼
中の銅、錫の含量が増すということがしばしば経
験されている。この場合の銅は、例えば、スクラ
ツプ中に混入してくる電気配線系統のようなもの
から混入し、錫は鋼板のメツキ等から入つてくる
のである。 このようにして鋼中に入つた銅、錫は、鋼の有
害不純物であり、鋼中に銅が多くなり過ぎると赤
熱脆性がおこる。したがつて、一部の耐候性鋼を
除いて、鋼中の銅は、少なくとも0.35％ないし
0.20％以下にすることが重要である。一方、錫
は、鋼の熱間加工性の低下や伸びや絞りの低下を
きたすので、少なくとも0.1％以下にすることが
重要である。そしてこれら銅、錫は少なければ少
ない程良い。 しかしながら、従来にあつては鉄鋼の大半を供
給する鉄鋼一貫メーカの使用原料は云うまでもな
く、鉄鉱石であり、これらから銅、錫が混入して
くることはまずなく、したがつて、溶銑、溶鋼か
らの脱銅・脱錫はスクラツプを多用する電炉メー
カの場合を除いて実用上問題にならなかつた。 ところが、スクラツプの使用比率は鉄鋼生産に
比例して増えつづけており、一貫メーカにあつて
もスクラツプの使用を前提にした生産技術が検討
され始めており、錫、銅の除去が問題となりつつ
ある。しかも銅、錫は鉄よりも貫な金属であるた
め、通常の製鋼過程では除去できないことから、
何らかの新規な手段を開発する必要にせまられて
いる。なお、例外的な高Cu含有鉄鉱石を原料と
して使用する場合にも同様の問題がみられる。 ところで、溶鉄の脱銅・脱錫については、現在
次のような方法が文献上公知である。 () 脱銅法 浄化用金属として鉛を用いる方法： 溶銑に溶鉛を接触させ、鉛および鉄に対す
る銅の分配比（Lcu）が、 Lcu＝〔鉛の銅含量（％）〕／〔鉄の銅含量（％）〕
＝1.1〜1.5 であることを利用して溶銑中の銅を鉛中に除
去する方法である。しかし、この方法では脱
銅効率が悪いために多量の溶銑を処理するに
は多量の鉛を必要とするので、実用性はほと
んどないといつてよい。 硫化物スラグを用いる方法〔雑誌“メタル
プログレス（METAL PROGRESS）”、
1960年、９月号、75頁〕： 溶鉄に硫化ナトリウムや硫酸ナトリウムを
フラツクスとして添加すると銅がスラグ中に
除去されることを利用した方法である。溶銑
トン当り100Kgのフラツクスで溶銑中の銅の
約45％が除去される。この場合に銅は硫化物
として除去されるものと推定される。しか
し、この方法は硫化物系フラツクスを使用す
ることから当然に溶融金属中にも硫黄が混入
することが考えられ、したがつて、処理対象
が溶銑に限られる。つまり、キユポラでスク
ラツプを溶解した場合の炭素飽和溶鉄の脱銅
は可能であるが、電気炉で溶解した溶鋼の脱
銅は困難である。また、溶銑の脱銅をこの方
法で行う場合にも、処理時間が短かければ影
響が少ない場合もあるが、多くの場合にイオ
ウ含量がかなり上昇するという問題がある。 () 脱錫法 カルシウム−フツ化カルシウムフラツクス
を用いて、エレクトロスラグ精錬（ESR）
により溶解する方法： 主として脱リンを目的に開発された方法で
あるが、付随的に脱錫が進行する。錫は、錫
化カルシウムの形でスラグ中に吸収除去され
るものと考えられる。しかし、この方法は
ESRに限られるので、スクラツプを用いて
安価に鋼を製造するという場合には処理コス
トが高すぎるという問題がある。 炭化カルシウムを用いる方法： 原理的には上記の方法と同じであり、錫
は錫化カルシウムの形で付随的に除去され
る。 上記のの方法との違いは、炭化カルシウ
ムを用いる場合、次式で示されるように、炭
化カルシウム（CaC2）の分解で生成された
カルシウム（Ca）が錫と反応する点である。 CaC2→Ca＋２〔Ｃ〕 この方法は実用的方法として実現される可
能性が高いが、やはりフラツクス代が高い点
に問題がある。 さらに、脱錫法としての上記、の方法
はいずれも、還元精錬であるのでアルゴン雰
囲気内で実施する必要があるし、また、脱錫
と同時に脱リンが進行するために、処理後の
スラグを大気中に放置すると、スラグ中のリ
ン化カルシウムが大気中の水分と反応してホ
スフインという悪臭の有毒ガスが発生すると
いう問題がある。 () 同時脱銅・脱錫法 超高真空処理法〔「ジヤーナル・オブ・デイ
アイアン・アンド・スチール・インスチチユー
ト（JOURNAL OF THE IRON AND
STEEL INSTITUTE）」1959年２月発行、
112〜175頁、ジー・エム・ギル（G.M.Gill）等
著論文“真空製鋼における各種元素の挙動
（The behaviour of various elements in
vacuum steel−making）”〕： 銅、錫の蒸気圧が鉄より高いことを利用し
て、銅、錫を超高真空下で蒸発除去させる方法
である。しかし、この方法では、真空度を10-3
〜10-6Torrにすることが必要であり、この真
空度は現在、溶鉄の真空処理で通常使用されて
いる真空度ほぼ0.1〜200Torrに比べて非常に
高く、また、銅、錫の蒸発速度が遅い点からも
実用性に欠け、ルツボ規模での実験しか成功し
ていない。 以上に述べたように、脱銅・脱錫については、
各別の除去にしろ、同時除去にしても、ルツボ規
模での実験例はあつても、コストあるいは技術上
の問題から、実用性のある方法はなく、このた
め、従来は、スクラツプを溶解して得る溶鉄の銅
および錫の含量を目標値以下にするためには、も
つぱらスクラツプの選択に依存していた〔前掲
“メタルプログレス（METAL PROGRESS）
“1960年９月号、76頁参照〕。 （発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、前述の当業界の現状および社会的要
請に鑑み、スクラツプの種類を問うことなく適用
でき、かつ実用真空下で実施可能である、溶鉄か
ら銅および／または錫を高効率で蒸発除去する方
法を提供することを目的とする。 本発明の別の目的は、実用性の高い手段によつ
て銅および／または錫を効率的に蒸発除去しなが
ら多量の溶鉄を処理できる経済的な方法を提供す
ることである。 さらに本発明の別の目的は、実用的な手段でも
つて溶鉄中の銅および錫をそれぞれ少なくとも
0.4％以下、0.10％以下でできるだけ低いレベル
まで蒸発除去することのできる方法を提供するこ
とである。 〔問題点を解決するための手段〕 ここに、本発明者らは、上記目的を達成するた
めに、鋭意研究を続けたところ、プラズマ処理、
特に水素含有プラズマ処理を行う場合、銅および
錫が効率的に蒸発することを見い出して本発明を
完成した。 すなわち、本発明の要旨とするところは、銅お
よび／または錫を除去すべき溶鉄を水素含有プラ
ズマで精錬することを特徴とする、溶鉄からの脱
銅・脱錫法である。 （作用） このように、本発明にあつては溶鉄からの脱
銅・脱錫にプラズマアークを利用し、そのときの
プラズマガスとしてH2、一般にはH2＋不活性ガ
スを使用するのである。 なお、H2−Arプラズマを加熱源として利用し
て鋼を精錬することは、例えば特開昭58−
2212205号に、およびH2プラズマを利用して水素
化合物として不純物（Ｎ、Ｐ、As、Ｏ、Se、Ｓ
etc.）を除去する方法は特公昭53−19525号等
によつてすでに知られているが、かかる従来法に
あつては脱銅・脱錫については何ら述べられてい
ない。 ここで添付図面によつて本発明をさらに説明す
ると、第１図は本発明に係る方法を実施する装置
の１例を略式で説明する図であるが、適宜容器１
に収容された処理すべき溶鉄２は正極に接続さ
れ、一方これと対向して溶鉄上方には水冷型プラ
ズマトーチ３が配置され、全体は排気可能な処理
室４内に収容されている。符号５はArバブリン
グ用パイプである。本発明によればこのトーチ３
の先端のノズルからH2−Ar混合ガスを流しなが
ら溶鉄とプラズマトーチとの間に高電圧を印加し
てプラズマ状態を作り出すと、プラズマ状態のガ
スが溶鉄面に衝突し、その衝突点の温度を上昇さ
せ、プラズマ状の水素の力による銅および錫の蒸
発を促進する。 本発明に係る方法においてはプラズマ処理時に
プラズマによる撹拌とは別に溶鉄を撹拌すること
が好ましいが、そのときの撹拌動力は次のように
表わすことができる。 ε〓＝6.18QBTl／Mlln（１＋ρlgh／ｐ） (1) ここで、 QB：底吹ガス流量（Ｎm3／min） Tl：温度（〓） Ml：液重量（ton） ρl：液密度（Kg／m3） ｇ：重力速度（ｍ／sec2） ｈ：液深さ（ｍ） ｐ：雰囲気圧力（Pa） このε〓をパラメータとして、これが脱銅・脱錫
に与える効果を示したものが、第２図および第３
図のグラフである。第２図のグラフは、25％H2
−Arプラズマを700〜900Nm3／ｔ使用して、大
気圧下で初期〔Ｃ〕＝0.5％および初期〔Cu〕＝0.4
％の溶鉄を処理したときの脱Cu率をプロツトし
て得たものであり、また第３図のグラフは、40％
H2−Arプラズマを250〜350Nm3／min使用して
真空度100〜150Torrのときに初期〔Ｃ〕＝0.5％、
初期〔Sn〕＝0.06％の溶鉄を処理したときの脱Sn
率をプロツトしたものである。いずれの図示デー
タからもわかるように、撹拌動力ε〓が10w／ｔ未
満では脱銅・脱錫率が若干わるくなり、また
1kw／ｔを超えるとあまり撹拌力が強くなり過
ぎ、プラズマが切れ易くなり、安定操業ができな
い。 なお、(1)式は、主としてAr等でのガスバブリ
ング撹拌の場合の式であるが、一般に撹拌できる
もの、例えば、誘導撹拌のようのものでも全く同
じである。 したがつて、本発明はその好適態様にあつては
上記(1)式で示される撹拌力が10w／ｔ〜1kw／ｔ
である。そしてかかる撹拌力が確保される限り、
その具体的方法には特に制限されない。 次に本発明の脱銅・脱錫作用に影響するその他
因子としては雰囲気の圧力等がある。 第４図および第５図は、前記(1)式で示される撹
拌力が30〜100w／ｔである条件下で本発明にし
たがつて脱銅・脱錫処理を行つた場合の実験デー
タを示す。第４図のグラフは、25％H2−Arプラ
ズマを利用し、100Torrの減圧下で初期〔Ｃ〕＝
0.5％の溶鉄を処理した場合の脱銅・脱錫挙動の
データをまとめたものであり、一方、第５図のグ
ラフは同じく25％H2−Arプラズマを利用し、１
気圧の圧力下で初期〔Ｃ〕＝3.5％の溶鉄を処理し
た場合の脱銅・脱錫挙動の実験データをまとめた
ものである。いずれの場合も銅および錫がプラズ
マガスの使用量の増加に伴つて増加しているのが
分かる。 第６図および第７図に本発明の方法による脱銅
および脱錫に及ぼす雰囲気圧力の影響を示す。い
ずれの場合も、前記(1)式で示される撹拌力が30〜
100w／ｔであつて、特に第６図の場合、25％H2
−Arプラズマを700〜900Nm3／ｔ使用して、初
期〔Cu〕＝0.4％、初期〔Ｃ〕＝0.5％の溶鉄を処理
して得たデータをまとめたものである。なお第７
図も同様であるが、この場合は初期〔Ｃ〕＝0.5
％、初期〔Sn〕＝0.06％であつた。図示結果から
も分かるように脱銅・脱錫はいずれも大気圧下で
も進行するが、減圧下で処理する場合のほうがよ
り速やかに進行する。 第８図および第９図は処理すべき溶鉄中の初期
〔Ｃ〕量の影響を示すグラフである。処理条件は
それぞれ第６図および第７図に同じであり、いず
れも大気圧下で行つた例を示す。本発明方法では
低炭素鋼でも脱銅・脱錫が進行するが、図示グラ
フからも分かるように、高炭素の場合の方が良く
進行する。そして、この〔Ｃ〕量の影響は、脱銅
の場合より、脱錫の場合の方が著しい。このこと
から、必要に応じ、事前に溶鉄を加炭しておくこ
とも効果があることが分かる。 第１０図および第１１図は、脱Cu率および脱
Su率に及ぼすプラズマガス中のH2含有量の影響
を示すグラフである。図示データから明らかなよ
うに、H2含有量の増加と共に脱銅・脱錫率がと
もに良好となることが分かる。H220％以上が好
ましく、30％を超えると効果は顕著となり、60％
を超えるとその効果は脱銅・脱錫いずれについて
も飽和する。 水素含有プラズマとしては、H2−Arプラズマ
が一般的であるが、これ以外でもH2を含有する
ものであれば何でも良い。 対象の溶鉄としては、本発明の性質上、通常の
スクラツプを溶解した場合の炭素鋼や溶銑でも良
いし、Ni、Crを多く含んだステンレス鋼のよう
な溶鋼でも何でも処理可能である。対象溶鉄の
Cu、Snはそれぞれ0.03％、0.01％以上が良い。す
なわち、これより低くなると経済的に脱Cu、脱
Snがむずかしくなりまた、鋼の性質上、これよ
り低いCu、Snの溶鉄の脱Cu、脱Snは必要ないた
めである。 ここに、プラズマ発生源としては、DC−アー
クタイプが一般的であるが、AC−アークタイプ
のものでも処理可能である。 なお、処理容器としては、取鍋のようなもので
も良いし、転炉、電気炉形式のようなものであつ
てもよい。 次に実施例によつて本発明をさらに説明する。 実施例 スクラツプ1.5Kgをルツボ状の容器に入れ、第
１図に示すと同様な装置を使い、10N／minの
ArあるいはH2−Arプラズマガスで処理した。こ
のときのプラズマはDC−アークプラズマであつ
た。 実験条件を第１表にまとめて示す。 このときの処理前、処理後の溶鉄の組成分の変
化を第２表にまとめて示す。
する方法、より詳述すれば、溶鉄を水素含有プラ
ズマによつて処理することを特徴とする、溶鉄か
ら銅と錫を蒸発除去する脱銅・脱錫法に関する。 （従来の技術） 近年に至り、自動車の解体くず等のスクラツプ
を電気炉、キユポラ等で溶解したりあるいは転炉
で使用したりすると、得られる溶銑あるいは溶鋼
中の銅、錫の含量が増すということがしばしば経
験されている。この場合の銅は、例えば、スクラ
ツプ中に混入してくる電気配線系統のようなもの
から混入し、錫は鋼板のメツキ等から入つてくる
のである。 このようにして鋼中に入つた銅、錫は、鋼の有
害不純物であり、鋼中に銅が多くなり過ぎると赤
熱脆性がおこる。したがつて、一部の耐候性鋼を
除いて、鋼中の銅は、少なくとも0.35％ないし
0.20％以下にすることが重要である。一方、錫
は、鋼の熱間加工性の低下や伸びや絞りの低下を
きたすので、少なくとも0.1％以下にすることが
重要である。そしてこれら銅、錫は少なければ少
ない程良い。 しかしながら、従来にあつては鉄鋼の大半を供
給する鉄鋼一貫メーカの使用原料は云うまでもな
く、鉄鉱石であり、これらから銅、錫が混入して
くることはまずなく、したがつて、溶銑、溶鋼か
らの脱銅・脱錫はスクラツプを多用する電炉メー
カの場合を除いて実用上問題にならなかつた。 ところが、スクラツプの使用比率は鉄鋼生産に
比例して増えつづけており、一貫メーカにあつて
もスクラツプの使用を前提にした生産技術が検討
され始めており、錫、銅の除去が問題となりつつ
ある。しかも銅、錫は鉄よりも貫な金属であるた
め、通常の製鋼過程では除去できないことから、
何らかの新規な手段を開発する必要にせまられて
いる。なお、例外的な高Cu含有鉄鉱石を原料と
して使用する場合にも同様の問題がみられる。 ところで、溶鉄の脱銅・脱錫については、現在
次のような方法が文献上公知である。 () 脱銅法 浄化用金属として鉛を用いる方法： 溶銑に溶鉛を接触させ、鉛および鉄に対す
る銅の分配比（Lcu）が、 Lcu＝〔鉛の銅含量（％）〕／〔鉄の銅含量（％）〕
＝1.1〜1.5 であることを利用して溶銑中の銅を鉛中に除
去する方法である。しかし、この方法では脱
銅効率が悪いために多量の溶銑を処理するに
は多量の鉛を必要とするので、実用性はほと
んどないといつてよい。 硫化物スラグを用いる方法〔雑誌“メタル
プログレス（METAL PROGRESS）”、
1960年、９月号、75頁〕： 溶鉄に硫化ナトリウムや硫酸ナトリウムを
フラツクスとして添加すると銅がスラグ中に
除去されることを利用した方法である。溶銑
トン当り100Kgのフラツクスで溶銑中の銅の
約45％が除去される。この場合に銅は硫化物
として除去されるものと推定される。しか
し、この方法は硫化物系フラツクスを使用す
ることから当然に溶融金属中にも硫黄が混入
することが考えられ、したがつて、処理対象
が溶銑に限られる。つまり、キユポラでスク
ラツプを溶解した場合の炭素飽和溶鉄の脱銅
は可能であるが、電気炉で溶解した溶鋼の脱
銅は困難である。また、溶銑の脱銅をこの方
法で行う場合にも、処理時間が短かければ影
響が少ない場合もあるが、多くの場合にイオ
ウ含量がかなり上昇するという問題がある。 () 脱錫法 カルシウム−フツ化カルシウムフラツクス
を用いて、エレクトロスラグ精錬（ESR）
により溶解する方法： 主として脱リンを目的に開発された方法で
あるが、付随的に脱錫が進行する。錫は、錫
化カルシウムの形でスラグ中に吸収除去され
るものと考えられる。しかし、この方法は
ESRに限られるので、スクラツプを用いて
安価に鋼を製造するという場合には処理コス
トが高すぎるという問題がある。 炭化カルシウムを用いる方法： 原理的には上記の方法と同じであり、錫
は錫化カルシウムの形で付随的に除去され
る。 上記のの方法との違いは、炭化カルシウ
ムを用いる場合、次式で示されるように、炭
化カルシウム（CaC2）の分解で生成された
カルシウム（Ca）が錫と反応する点である。 CaC2→Ca＋２〔Ｃ〕 この方法は実用的方法として実現される可
能性が高いが、やはりフラツクス代が高い点
に問題がある。 さらに、脱錫法としての上記、の方法
はいずれも、還元精錬であるのでアルゴン雰
囲気内で実施する必要があるし、また、脱錫
と同時に脱リンが進行するために、処理後の
スラグを大気中に放置すると、スラグ中のリ
ン化カルシウムが大気中の水分と反応してホ
スフインという悪臭の有毒ガスが発生すると
いう問題がある。 () 同時脱銅・脱錫法 超高真空処理法〔「ジヤーナル・オブ・デイ
アイアン・アンド・スチール・インスチチユー
ト（JOURNAL OF THE IRON AND
STEEL INSTITUTE）」1959年２月発行、
112〜175頁、ジー・エム・ギル（G.M.Gill）等
著論文“真空製鋼における各種元素の挙動
（The behaviour of various elements in
vacuum steel−making）”〕： 銅、錫の蒸気圧が鉄より高いことを利用し
て、銅、錫を超高真空下で蒸発除去させる方法
である。しかし、この方法では、真空度を10-3
〜10-6Torrにすることが必要であり、この真
空度は現在、溶鉄の真空処理で通常使用されて
いる真空度ほぼ0.1〜200Torrに比べて非常に
高く、また、銅、錫の蒸発速度が遅い点からも
実用性に欠け、ルツボ規模での実験しか成功し
ていない。 以上に述べたように、脱銅・脱錫については、
各別の除去にしろ、同時除去にしても、ルツボ規
模での実験例はあつても、コストあるいは技術上
の問題から、実用性のある方法はなく、このた
め、従来は、スクラツプを溶解して得る溶鉄の銅
および錫の含量を目標値以下にするためには、も
つぱらスクラツプの選択に依存していた〔前掲
“メタルプログレス（METAL PROGRESS）
“1960年９月号、76頁参照〕。 （発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、前述の当業界の現状および社会的要
請に鑑み、スクラツプの種類を問うことなく適用
でき、かつ実用真空下で実施可能である、溶鉄か
ら銅および／または錫を高効率で蒸発除去する方
法を提供することを目的とする。 本発明の別の目的は、実用性の高い手段によつ
て銅および／または錫を効率的に蒸発除去しなが
ら多量の溶鉄を処理できる経済的な方法を提供す
ることである。 さらに本発明の別の目的は、実用的な手段でも
つて溶鉄中の銅および錫をそれぞれ少なくとも
0.4％以下、0.10％以下でできるだけ低いレベル
まで蒸発除去することのできる方法を提供するこ
とである。 〔問題点を解決するための手段〕 ここに、本発明者らは、上記目的を達成するた
めに、鋭意研究を続けたところ、プラズマ処理、
特に水素含有プラズマ処理を行う場合、銅および
錫が効率的に蒸発することを見い出して本発明を
完成した。 すなわち、本発明の要旨とするところは、銅お
よび／または錫を除去すべき溶鉄を水素含有プラ
ズマで精錬することを特徴とする、溶鉄からの脱
銅・脱錫法である。 （作用） このように、本発明にあつては溶鉄からの脱
銅・脱錫にプラズマアークを利用し、そのときの
プラズマガスとしてH2、一般にはH2＋不活性ガ
スを使用するのである。 なお、H2−Arプラズマを加熱源として利用し
て鋼を精錬することは、例えば特開昭58−
2212205号に、およびH2プラズマを利用して水素
化合物として不純物（Ｎ、Ｐ、As、Ｏ、Se、Ｓ
etc.）を除去する方法は特公昭53−19525号等
によつてすでに知られているが、かかる従来法に
あつては脱銅・脱錫については何ら述べられてい
ない。 ここで添付図面によつて本発明をさらに説明す
ると、第１図は本発明に係る方法を実施する装置
の１例を略式で説明する図であるが、適宜容器１
に収容された処理すべき溶鉄２は正極に接続さ
れ、一方これと対向して溶鉄上方には水冷型プラ
ズマトーチ３が配置され、全体は排気可能な処理
室４内に収容されている。符号５はArバブリン
グ用パイプである。本発明によればこのトーチ３
の先端のノズルからH2−Ar混合ガスを流しなが
ら溶鉄とプラズマトーチとの間に高電圧を印加し
てプラズマ状態を作り出すと、プラズマ状態のガ
スが溶鉄面に衝突し、その衝突点の温度を上昇さ
せ、プラズマ状の水素の力による銅および錫の蒸
発を促進する。 本発明に係る方法においてはプラズマ処理時に
プラズマによる撹拌とは別に溶鉄を撹拌すること
が好ましいが、そのときの撹拌動力は次のように
表わすことができる。 ε〓＝6.18QBTl／Mlln（１＋ρlgh／ｐ） (1) ここで、 QB：底吹ガス流量（Ｎm3／min） Tl：温度（〓） Ml：液重量（ton） ρl：液密度（Kg／m3） ｇ：重力速度（ｍ／sec2） ｈ：液深さ（ｍ） ｐ：雰囲気圧力（Pa） このε〓をパラメータとして、これが脱銅・脱錫
に与える効果を示したものが、第２図および第３
図のグラフである。第２図のグラフは、25％H2
−Arプラズマを700〜900Nm3／ｔ使用して、大
気圧下で初期〔Ｃ〕＝0.5％および初期〔Cu〕＝0.4
％の溶鉄を処理したときの脱Cu率をプロツトし
て得たものであり、また第３図のグラフは、40％
H2−Arプラズマを250〜350Nm3／min使用して
真空度100〜150Torrのときに初期〔Ｃ〕＝0.5％、
初期〔Sn〕＝0.06％の溶鉄を処理したときの脱Sn
率をプロツトしたものである。いずれの図示デー
タからもわかるように、撹拌動力ε〓が10w／ｔ未
満では脱銅・脱錫率が若干わるくなり、また
1kw／ｔを超えるとあまり撹拌力が強くなり過
ぎ、プラズマが切れ易くなり、安定操業ができな
い。 なお、(1)式は、主としてAr等でのガスバブリ
ング撹拌の場合の式であるが、一般に撹拌できる
もの、例えば、誘導撹拌のようのものでも全く同
じである。 したがつて、本発明はその好適態様にあつては
上記(1)式で示される撹拌力が10w／ｔ〜1kw／ｔ
である。そしてかかる撹拌力が確保される限り、
その具体的方法には特に制限されない。 次に本発明の脱銅・脱錫作用に影響するその他
因子としては雰囲気の圧力等がある。 第４図および第５図は、前記(1)式で示される撹
拌力が30〜100w／ｔである条件下で本発明にし
たがつて脱銅・脱錫処理を行つた場合の実験デー
タを示す。第４図のグラフは、25％H2−Arプラ
ズマを利用し、100Torrの減圧下で初期〔Ｃ〕＝
0.5％の溶鉄を処理した場合の脱銅・脱錫挙動の
データをまとめたものであり、一方、第５図のグ
ラフは同じく25％H2−Arプラズマを利用し、１
気圧の圧力下で初期〔Ｃ〕＝3.5％の溶鉄を処理し
た場合の脱銅・脱錫挙動の実験データをまとめた
ものである。いずれの場合も銅および錫がプラズ
マガスの使用量の増加に伴つて増加しているのが
分かる。 第６図および第７図に本発明の方法による脱銅
および脱錫に及ぼす雰囲気圧力の影響を示す。い
ずれの場合も、前記(1)式で示される撹拌力が30〜
100w／ｔであつて、特に第６図の場合、25％H2
−Arプラズマを700〜900Nm3／ｔ使用して、初
期〔Cu〕＝0.4％、初期〔Ｃ〕＝0.5％の溶鉄を処理
して得たデータをまとめたものである。なお第７
図も同様であるが、この場合は初期〔Ｃ〕＝0.5
％、初期〔Sn〕＝0.06％であつた。図示結果から
も分かるように脱銅・脱錫はいずれも大気圧下で
も進行するが、減圧下で処理する場合のほうがよ
り速やかに進行する。 第８図および第９図は処理すべき溶鉄中の初期
〔Ｃ〕量の影響を示すグラフである。処理条件は
それぞれ第６図および第７図に同じであり、いず
れも大気圧下で行つた例を示す。本発明方法では
低炭素鋼でも脱銅・脱錫が進行するが、図示グラ
フからも分かるように、高炭素の場合の方が良く
進行する。そして、この〔Ｃ〕量の影響は、脱銅
の場合より、脱錫の場合の方が著しい。このこと
から、必要に応じ、事前に溶鉄を加炭しておくこ
とも効果があることが分かる。 第１０図および第１１図は、脱Cu率および脱
Su率に及ぼすプラズマガス中のH2含有量の影響
を示すグラフである。図示データから明らかなよ
うに、H2含有量の増加と共に脱銅・脱錫率がと
もに良好となることが分かる。H220％以上が好
ましく、30％を超えると効果は顕著となり、60％
を超えるとその効果は脱銅・脱錫いずれについて
も飽和する。 水素含有プラズマとしては、H2−Arプラズマ
が一般的であるが、これ以外でもH2を含有する
ものであれば何でも良い。 対象の溶鉄としては、本発明の性質上、通常の
スクラツプを溶解した場合の炭素鋼や溶銑でも良
いし、Ni、Crを多く含んだステンレス鋼のよう
な溶鋼でも何でも処理可能である。対象溶鉄の
Cu、Snはそれぞれ0.03％、0.01％以上が良い。す
なわち、これより低くなると経済的に脱Cu、脱
Snがむずかしくなりまた、鋼の性質上、これよ
り低いCu、Snの溶鉄の脱Cu、脱Snは必要ないた
めである。 ここに、プラズマ発生源としては、DC−アー
クタイプが一般的であるが、AC−アークタイプ
のものでも処理可能である。 なお、処理容器としては、取鍋のようなもので
も良いし、転炉、電気炉形式のようなものであつ
てもよい。 次に実施例によつて本発明をさらに説明する。 実施例 スクラツプ1.5Kgをルツボ状の容器に入れ、第
１図に示すと同様な装置を使い、10N／minの
ArあるいはH2−Arプラズマガスで処理した。こ
のときのプラズマはDC−アークプラズマであつ
た。 実験条件を第１表にまとめて示す。 このときの処理前、処理後の溶鉄の組成分の変
化を第２表にまとめて示す。
【表】
【表】
以上の結果からも分かるようにAr単独のプラ
ズマでは脱銅および脱錫は殆ど進行しなかつたが
（実験No.６、７参照）、本発明にしたがつてプラズ
マガスとしてH2＋Arを使用した場合には、脱銅
および脱錫が効果的に行われるのが分かる。脱銅
率は53.7〜92.9％、脱錫率は18.0〜67.2％であつ
た。 また、脱炭をほとんど伴わない場合でも本発明
によれば脱銅・脱錫が可能である。
ズマでは脱銅および脱錫は殆ど進行しなかつたが
（実験No.６、７参照）、本発明にしたがつてプラズ
マガスとしてH2＋Arを使用した場合には、脱銅
および脱錫が効果的に行われるのが分かる。脱銅
率は53.7〜92.9％、脱錫率は18.0〜67.2％であつ
た。 また、脱炭をほとんど伴わない場合でも本発明
によれば脱銅・脱錫が可能である。
第１図は本発明にかかる方法を実施する装置の
１例の略式説明図：および第２図ないし第１１図
は、本発明にかかる方法において種々条件を変え
たときの脱銅および脱錫の傾向を示すグラフであ
る。 １：容器、２：溶鉄、３：プラズマトーチ、
４：処理室、５：Arバブリング撹拌用パイプ。
１例の略式説明図：および第２図ないし第１１図
は、本発明にかかる方法において種々条件を変え
たときの脱銅および脱錫の傾向を示すグラフであ
る。 １：容器、２：溶鉄、３：プラズマトーチ、
４：処理室、５：Arバブリング撹拌用パイプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅および／または錫を除去すべき溶鉄を水素
含有プラズマで精錬することを特徴とする、溶鉄
からの脱銅・脱錫法。 ２ 撹拌動力ε〓が10w／ｔ〜1kw／ｔである、特
許請求の範囲第１項記載の溶鉄からの脱銅・脱錫
法。 ３ 前記溶鉄が銅0.03％以上を含有する、特許請
求の範囲第１項または第２項記載の溶鉄からの脱
銅・脱錫法。 ４ 前記溶鉄が錫0.01％以上を含有する、特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
溶鉄からの脱銅・脱錫法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27219084A JPS61149415A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 溶鉄からの脱銅・脱錫法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27219084A JPS61149415A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 溶鉄からの脱銅・脱錫法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149415A JPS61149415A (ja) | 1986-07-08 |
| JPH0375603B2 true JPH0375603B2 (ja) | 1991-12-02 |
Family
ID=17510339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27219084A Granted JPS61149415A (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 溶鉄からの脱銅・脱錫法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61149415A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022107702A1 (ja) | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 京セラ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、画像送信装置及び画像処理システム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2667613B1 (fr) * | 1990-10-09 | 1992-12-31 | Nord Inst Ind | Procede d'extraction du zinc present dans la fonte liquide, moyens en vue de la mise en óoeuvre du procede et produits ainsi obtenus. |
| JPH04318116A (ja) * | 1991-04-18 | 1992-11-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶鉄からの脱錫法 |
| WO2022270226A1 (ja) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶鋼の精錬方法 |
| JP7180821B1 (ja) * | 2021-06-23 | 2022-11-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶鋼の精錬方法 |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP27219084A patent/JPS61149415A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022107702A1 (ja) | 2020-11-20 | 2022-05-27 | 京セラ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、画像送信装置及び画像処理システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61149415A (ja) | 1986-07-08 |
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