JPH05179371A - 溶融金属の精錬方法 - Google Patents
溶融金属の精錬方法Info
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- JPH05179371A JPH05179371A JP3347526A JP34752691A JPH05179371A JP H05179371 A JPH05179371 A JP H05179371A JP 3347526 A JP3347526 A JP 3347526A JP 34752691 A JP34752691 A JP 34752691A JP H05179371 A JPH05179371 A JP H05179371A
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- Japan
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- molten metal
- slag
- refining
- stirring
- molten
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、スラグを用いた溶融金属の精錬を
速やかに行う方法を提供する。 【構成】 溶融金属容器の外壁上部に複数個設置した一
方向移動磁界コイルによって、溶融金属の周方向の流れ
を互いに向かい合う方向の成分を有するように作り、流
れの衝突する付近の溶融金属中に発生するスラグ滴を下
降流によって巻き込ませる。その結果、スラブと溶融金
属の接触界面が増加し、精錬反応が速やかに進行する。
速やかに行う方法を提供する。 【構成】 溶融金属容器の外壁上部に複数個設置した一
方向移動磁界コイルによって、溶融金属の周方向の流れ
を互いに向かい合う方向の成分を有するように作り、流
れの衝突する付近の溶融金属中に発生するスラグ滴を下
降流によって巻き込ませる。その結果、スラブと溶融金
属の接触界面が増加し、精錬反応が速やかに進行する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶融金属の精錬方法に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】スラグを用いて溶融金属を精錬する場
合、反応はスラグと溶融金属との接触界面で生じる。例
えばＣａＯ系の精錬スラグを用いた場合、溶融金属中の
硫黄やりんは、スラグ中のＣａＯと次のように反応し
て、溶融金属からスラグ中へ分離、除去される。すなわ
ち、硫黄は、脱硫反応 Ｓ＋（ＣａＯ）→（ＣａＳ）＋Ｏ （１） によって分離、除去され、りんは、脱りん反応 ２Ｐ＋３Ｏ＋３（ＣａＯ）→（Ｃａ3 Ｐ2 Ｏ5 ） （２） によって分離、除去される。ここで、Ｓ、Ｐ、Ｏはそれ
ぞれ溶融金属中の硫黄、りん、酸素を示し、（Ｃａ
Ｏ）、（ＣａＳ）、（Ｃａ3 Ｐ2 Ｏ5 ）はそれぞれスラ
グ中のＣａＯ、ＣａＳ、Ｃａ3 Ｐ2 Ｏ5 を示す。
合、反応はスラグと溶融金属との接触界面で生じる。例
えばＣａＯ系の精錬スラグを用いた場合、溶融金属中の
硫黄やりんは、スラグ中のＣａＯと次のように反応し
て、溶融金属からスラグ中へ分離、除去される。すなわ
ち、硫黄は、脱硫反応 Ｓ＋（ＣａＯ）→（ＣａＳ）＋Ｏ （１） によって分離、除去され、りんは、脱りん反応 ２Ｐ＋３Ｏ＋３（ＣａＯ）→（Ｃａ3 Ｐ2 Ｏ5 ） （２） によって分離、除去される。ここで、Ｓ、Ｐ、Ｏはそれ
ぞれ溶融金属中の硫黄、りん、酸素を示し、（Ｃａ
Ｏ）、（ＣａＳ）、（Ｃａ3 Ｐ2 Ｏ5 ）はそれぞれスラ
グ中のＣａＯ、ＣａＳ、Ｃａ3 Ｐ2 Ｏ5 を示す。
【０００３】（１）、（２）式に示すような精錬反応は
スラグと溶融金属との接触界面で生じる。従って反応を
速やかに進行させるために、溶融金属とスラグとの界面
の面積を大きくすることが有効である。すなわち、攪拌
力を大きくして、スラグ滴を溶融金属中に巻き込ませ、
このスラグ滴の表面をサイトとして、精錬反応を進行さ
せることが考えられる。
スラグと溶融金属との接触界面で生じる。従って反応を
速やかに進行させるために、溶融金属とスラグとの界面
の面積を大きくすることが有効である。すなわち、攪拌
力を大きくして、スラグ滴を溶融金属中に巻き込ませ、
このスラグ滴の表面をサイトとして、精錬反応を進行さ
せることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】溶融金属の攪拌には、
電磁力を用いたものが有効である。日本鉄鋼協会編第１
２９・１３０回西山記念講座「電磁気力を利用したマテ
リアルプロセシング」１０３頁からの綾田研三「移動磁
界の利用技術」Fig.２１〜２３には、一方向移動磁界コ
イルを用いた溶融金属の攪拌例が示されている。しか
し、このFig.２１、２２に示されているような攪拌方法
では流れの衝突による乱れが小さいため、前述のスラグ
滴の巻き込みには有利でない。また、Fig.２３に示され
ているような攪拌方法では、流れの衝突による乱れは大
きく、スラグ滴の巻き込みには有利であるが、溶融金属
を深さ方向に幅をもって攪拌するために大きな装置と電
力を必要とする。
電磁力を用いたものが有効である。日本鉄鋼協会編第１
２９・１３０回西山記念講座「電磁気力を利用したマテ
リアルプロセシング」１０３頁からの綾田研三「移動磁
界の利用技術」Fig.２１〜２３には、一方向移動磁界コ
イルを用いた溶融金属の攪拌例が示されている。しか
し、このFig.２１、２２に示されているような攪拌方法
では流れの衝突による乱れが小さいため、前述のスラグ
滴の巻き込みには有利でない。また、Fig.２３に示され
ているような攪拌方法では、流れの衝突による乱れは大
きく、スラグ滴の巻き込みには有利であるが、溶融金属
を深さ方向に幅をもって攪拌するために大きな装置と電
力を必要とする。
【０００５】本発明は、スラグを用いて溶融金属の精錬
を行うに当たり、大きな装置や大電力を用いることな
く、スラグ滴の巻き込みに有利な溶融金属の攪拌を実現
するための方法を提供することを目的とする。
を行うに当たり、大きな装置や大電力を用いることな
く、スラグ滴の巻き込みに有利な溶融金属の攪拌を実現
するための方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば溶融金
属容器外壁における溶融スラグと溶融金属との接触界面
の位置ないしはその下方に、一方向移動磁界コイルを向
かい合う方向の磁界成分が生じるように複数個設置し
て、溶融金属の周方向の流れを衝突させ、溶融金属上方
に存在する溶融した精錬スラグを、流れの衝突位置付近
で溶融金属中に巻き込ませ、生成したスラグ滴を溶融金
属中に分散させることにより、スラグ滴の表面を反応の
サイトとして精錬反応を促進させる溶融金属の精錬方法
である。
属容器外壁における溶融スラグと溶融金属との接触界面
の位置ないしはその下方に、一方向移動磁界コイルを向
かい合う方向の磁界成分が生じるように複数個設置し
て、溶融金属の周方向の流れを衝突させ、溶融金属上方
に存在する溶融した精錬スラグを、流れの衝突位置付近
で溶融金属中に巻き込ませ、生成したスラグ滴を溶融金
属中に分散させることにより、スラグ滴の表面を反応の
サイトとして精錬反応を促進させる溶融金属の精錬方法
である。
【０００７】すなわち、本発明は、溶融金属容器内に存
在する溶融スラグと溶融金属の、接触界面より下方の水
平面内に、向かい合う方向の磁界成分を有する複数の一
方向移動磁界を付与して精錬することを特徴とし、特に
発生する溶融金属流れの最大流速値が３０ｃｍ／秒以上
となる攪拌力が得られるような強さ及び方向の、複数の
一方向移動磁界を付与することが望ましい。
在する溶融スラグと溶融金属の、接触界面より下方の水
平面内に、向かい合う方向の磁界成分を有する複数の一
方向移動磁界を付与して精錬することを特徴とし、特に
発生する溶融金属流れの最大流速値が３０ｃｍ／秒以上
となる攪拌力が得られるような強さ及び方向の、複数の
一方向移動磁界を付与することが望ましい。
【０００８】
【作用】本発明の作用を図１に従って説明する。精錬容
器１の上部に、一方向移動磁界方式の電磁コイル２を複
数個設置する。これらのコイル２に電力を印加すると、
電磁力が生じ、それによって溶融金属３の上部付近に周
方向の流れが発生し、かつ発生する流れの中に互いに衝
突するものが存在するように電磁コイル２を複数個設置
する。流れが衝突する位置で、スラグ４と溶融金属３の
界面に乱れが発生し、スラグ４の滴が溶融金属３中に生
成する。コイル２が溶融金属３に及ぼす攪拌力は、溶融
金属３の上部に集中して印加する。そのため、溶融金属
３の表面にあるスラグ４を溶融金属３中に巻き込ませる
のに必要な電力は、深さ方向全体にわたって攪拌する場
合よりも小さな電力で行うことができ、また装置自体も
小さくすることが容易である。スラグ滴は、衝突位置か
らの下降流によって溶融金属３中に分散していき、その
間にスラグ滴の表面をサイトとして脱硫、脱りんなどの
精錬反応が進行すると同時に、介在物５はスラグ滴に吸
収されて溶融金属から除去される。実験の結果、溶融金
属３の表面付近で測定した最大流速が、３０ｃｍ／秒以
上になる攪拌を付与した場合にスラグの巻き込みが生
じ、精錬反応が大きく促進された。
器１の上部に、一方向移動磁界方式の電磁コイル２を複
数個設置する。これらのコイル２に電力を印加すると、
電磁力が生じ、それによって溶融金属３の上部付近に周
方向の流れが発生し、かつ発生する流れの中に互いに衝
突するものが存在するように電磁コイル２を複数個設置
する。流れが衝突する位置で、スラグ４と溶融金属３の
界面に乱れが発生し、スラグ４の滴が溶融金属３中に生
成する。コイル２が溶融金属３に及ぼす攪拌力は、溶融
金属３の上部に集中して印加する。そのため、溶融金属
３の表面にあるスラグ４を溶融金属３中に巻き込ませる
のに必要な電力は、深さ方向全体にわたって攪拌する場
合よりも小さな電力で行うことができ、また装置自体も
小さくすることが容易である。スラグ滴は、衝突位置か
らの下降流によって溶融金属３中に分散していき、その
間にスラグ滴の表面をサイトとして脱硫、脱りんなどの
精錬反応が進行すると同時に、介在物５はスラグ滴に吸
収されて溶融金属から除去される。実験の結果、溶融金
属３の表面付近で測定した最大流速が、３０ｃｍ／秒以
上になる攪拌を付与した場合にスラグの巻き込みが生
じ、精錬反応が大きく促進された。
【０００９】なお、コイルの配置方法は、図１に示した
ような例の他、図２に示すように、コイルの数を増やし
てもよいし、容器を円筒形以外の形状にしてもよい。
ような例の他、図２に示すように、コイルの数を増やし
てもよいし、容器を円筒形以外の形状にしてもよい。
【００１０】
【実施例】図１に示すように、内径１．１ｍの円筒型容
器の外側周囲に、３相の電磁コイルを２基設置し、周波
数２Ｈｚで実験を行った。溶融金属の量は８ｔで、実験
時の温度条件は１５５０〜１６００℃とし、フラックス
添加量は２００ｋｇとした。表１に実験に用いた溶融金
属の成分を、表２にフラックスの成分を示す。
器の外側周囲に、３相の電磁コイルを２基設置し、周波
数２Ｈｚで実験を行った。溶融金属の量は８ｔで、実験
時の温度条件は１５５０〜１６００℃とし、フラックス
添加量は２００ｋｇとした。表１に実験に用いた溶融金
属の成分を、表２にフラックスの成分を示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】攪拌力のコントロールは、コイルに印加す
る電流を変化させて行った。また、溶融金属表面付近の
流速分布を歪ゲージで測定し、最も速い位置の流速を
“最大流速”として攪拌力の指標に選んだ。実験前の溶
融金属中硫黄濃度を９０〜１１０ｐｐｍに調整し、一定
の攪拌力で１０分間保持する。攪拌の前後で金属サンプ
ルを採取し、その成分分析を行った。このとき、脱硫効
率は次に示す指標で行った。
る電流を変化させて行った。また、溶融金属表面付近の
流速分布を歪ゲージで測定し、最も速い位置の流速を
“最大流速”として攪拌力の指標に選んだ。実験前の溶
融金属中硫黄濃度を９０〜１１０ｐｐｍに調整し、一定
の攪拌力で１０分間保持する。攪拌の前後で金属サンプ
ルを採取し、その成分分析を行った。このとき、脱硫効
率は次に示す指標で行った。
【００１４】脱硫効率ηｓ＝（攪拌前の〔Ｓ〕−攪拌後
の〔Ｓ〕）／攪拌前の〔Ｓ〕 ここで〔Ｓ〕は溶融金属中の硫黄濃度（ｐｐｍ）を示
す。表３に金属１に対する実験結果を示す。攪拌の無い
場合（最大流速＝０ｃｍ／秒）には脱硫効率ηｓは０．
１以下であり、最大流速が３０ｃｍ／秒以上になるとス
ラグが溶融金属中に巻き込まれる効果によって０．７以
上の脱硫効率ηｓを得ることができた。ただしフラック
スＣを添加した場合には滓化性が悪く、スラグの巻き込
みが思うようには生じなかった。
の〔Ｓ〕）／攪拌前の〔Ｓ〕 ここで〔Ｓ〕は溶融金属中の硫黄濃度（ｐｐｍ）を示
す。表３に金属１に対する実験結果を示す。攪拌の無い
場合（最大流速＝０ｃｍ／秒）には脱硫効率ηｓは０．
１以下であり、最大流速が３０ｃｍ／秒以上になるとス
ラグが溶融金属中に巻き込まれる効果によって０．７以
上の脱硫効率ηｓを得ることができた。ただしフラック
スＣを添加した場合には滓化性が悪く、スラグの巻き込
みが思うようには生じなかった。
【００１５】表４には、金属２と３を用いて行った実験
結果を示す。この場合にはフラックスＡを用い、金属１
の場合とほぼ同じ結果を得た。以上、表３、表４の結果
をまとめて図３に示す。
結果を示す。この場合にはフラックスＡを用い、金属１
の場合とほぼ同じ結果を得た。以上、表３、表４の結果
をまとめて図３に示す。
【００１６】
【表３】
【００１７】
【表４】
【００１８】次に、実験前の溶融金属中りん濃度を１８
０〜２２０ｐｐｍに調整し、上記脱硫実験と同様の精錬
実験を行った。この場合には金属４と、フラックスＡを
用いた。実験結果を図４に示す。また、同様の実験を介
在物除去についても行った。攪拌時間は５分とし、フラ
ックスＡを添加した。介在物の調査は、サンプル試料を
切断、研磨し、光学顕微鏡によって、５μｍ以上の大き
さの介在物を見出し、検査面１ｃｍ2 当たりのその個数
で評価した。結果を図５に示す。
０〜２２０ｐｐｍに調整し、上記脱硫実験と同様の精錬
実験を行った。この場合には金属４と、フラックスＡを
用いた。実験結果を図４に示す。また、同様の実験を介
在物除去についても行った。攪拌時間は５分とし、フラ
ックスＡを添加した。介在物の調査は、サンプル試料を
切断、研磨し、光学顕微鏡によって、５μｍ以上の大き
さの介在物を見出し、検査面１ｃｍ2 当たりのその個数
で評価した。結果を図５に示す。
【００１９】図３、図４、図５からわかるように、本発
明を適用し、溶融金属流れの最大流速値を３０ｃｍ／秒
以上とすることにより、精錬における脱硫効率、脱りん
効率、介在物除去効率を高レベルで確保可能となること
がわかる。
明を適用し、溶融金属流れの最大流速値を３０ｃｍ／秒
以上とすることにより、精錬における脱硫効率、脱りん
効率、介在物除去効率を高レベルで確保可能となること
がわかる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の実施により、溶融金属の精錬を
従来よりも効率よく行うことが可能になった。
従来よりも効率よく行うことが可能になった。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す図である。
【図３】脱硫効率に及ぼす最大流速の効果を示した図で
ある。
ある。
【図４】脱りん効率に及ぼす最大流速の効果を示した図
である。
である。
【図５】介在物除去効率に及ぼす最大流速の効果を示し
た図である。
た図である。
１ 精錬容器 ２ コイル ３ 溶融金属 ４ スラグ ５ 介在物
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融金属容器内に存在する溶融スラグと
溶融金属の、接触界面より下方の水平面内に、向かい合
う方向の磁界成分を有する複数の一方向移動磁界を付与
して精錬することを特徴とする溶融金属の精錬方法。 - 【請求項２】 請求項１において、発生する溶融金属流
れの最大流速値が３０ｃｍ／秒以上になる攪拌力が得ら
れるような強さ及び方向の、複数の一方向移動磁界を付
与することを特徴とする溶融金属の精錬方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347526A JPH05179371A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 溶融金属の精錬方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347526A JPH05179371A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 溶融金属の精錬方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05179371A true JPH05179371A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=18390825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3347526A Withdrawn JPH05179371A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 溶融金属の精錬方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05179371A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114729781A (zh) * | 2019-09-19 | 2022-07-08 | 达涅利机械设备股份公司 | 在电弧炉中搅拌液态金属的方法 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP3347526A patent/JPH05179371A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114729781A (zh) * | 2019-09-19 | 2022-07-08 | 达涅利机械设备股份公司 | 在电弧炉中搅拌液态金属的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |