JPH055113A - Method for dephosphorizing molten high manganese iron - Google Patents

Method for dephosphorizing molten high manganese iron

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JPH055113A
JPH055113A JP5167091A JP5167091A JPH055113A JP H055113 A JPH055113 A JP H055113A JP 5167091 A JP5167091 A JP 5167091A JP 5167091 A JP5167091 A JP 5167091A JP H055113 A JPH055113 A JP H055113A
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JP
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flux
molten iron
sio
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manganese
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JP5167091A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Maya
敬一 真屋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

PURPOSE:To dephosphorize molten high manganese iron while preventing erosion refractory by using Na2O base flux. CONSTITUTION:The flux mainly containing Na2CO3, SiO2 and MgO, is brought into contact with the molten iron having >=5wt.% Mg content. This MgO may be blended in the flux so as to become 5-20wt.parts to 100wt.parts the total of Na2O content in Na2CO3 blended in the flux, SiO2 content blended in the flux and SiO2 content produced with oxidation of Si in the molten iron and MgO content blended in the flux. Further, in order to reduce oxidizing loss of manganese at the time of dephosphorizing treatment, manganese oxide may be blended in the flux. In this case, blending ratio of the manganese oxide may become 10-25wt.parts to 100 parts the total of Na2O content in Na2CO3 blended in the flux, SiO2 content blended in the flux and SiO2 content produced with oxidation of Si in the molten iron and MgO content blended in the flux.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、安価で、且つ耐火物
の溶損を抑制する脱りん剤を使用してマンガン含有量
〔Mn〕が5重量%以上の高マンガン溶鉄を効率よく脱り
んする方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention efficiently dephosphorizes high-manganese molten iron having a manganese content [Mn] of 5% by weight or more by using a dephosphorizing agent which is inexpensive and suppresses the melting loss of refractory materials. On how to do.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、鋼材の使用分野が多様化するなか
で、多くの新鋼種の開発がみられるが、マンガン含有量
がおよそ5%(以下、特に断らない限り「%」は「重量
%」を意味する)以上の高マンガン鋼もその一つであ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, as the fields of use of steel materials have diversified, many new steel types have been developed. However, the manganese content is about 5% (hereinafter, "%" means "% by weight" unless otherwise specified). The above means high manganese steel is one of them.

【0003】非磁性鋼としての高マンガン鋼は、競合材
料であるNiを含有するオーステナイト系ステンレス鋼に
比べて安価であるだけでなく、高強度、低透磁率である
という利点を有しており、近年、磁気浮上鉄道用部材、
核融合装置用部材、消磁装置用部材、電気機器用部材等
に非磁性鋼、構造用鋼、耐摩耗鋼として用途が拡大して
いる。
High-manganese steel as a non-magnetic steel has the advantages of not only being less expensive than austenitic stainless steel containing Ni, which is a competing material, but also having high strength and low magnetic permeability. In recent years, magnetic levitation railway members,
Applications are expanding as non-magnetic steels, structural steels, and wear-resistant steels for nuclear fusion device members, degaussing device members, electrical equipment members, and the like.

【0004】ところで、一般に高マンガン鋼中のりん
は、熱間加工性および耐溶接割れ性に悪影響を及ぼす有
害物質であるから、できるだけ低くすることが望まれ
る。高マンガン鋼の溶製に当たって、Mn源として安価な
フェロマンガンを使用すると、それに含まれるPが溶鉄
に移り、溶鉄のP含有量〔P〕が高くなる。そこで、Mn
源としてフェロマンガンを〔P〕規格の許容する限り添
加し、残りのMn分を金属マンガンで補充して、〔P〕が
高くならないように配慮するのが常であった。
By the way, phosphorus in high-manganese steel is generally a harmful substance which adversely affects the hot workability and the resistance to weld cracking, so that it is desirable to make it as low as possible. When inexpensive ferro-manganese is used as the Mn source in the melting of high manganese steel, P contained in the manganese moves to the molten iron and the P content [P] of the molten iron increases. So Mn
It was customary to add ferromanganese as a source as far as the [P] standard allows, and supplement the remaining Mn content with metallic manganese so that [P] does not rise.

【0005】しかしながら、この方法では、高価な金属
マンガンを多量に使用するので溶製コストが高くなる。
そこで、より低コストの溶製技術として、大部分のMn分
をフェロマンガンにより配合し、得られるりん含有量の
高い高マンガン溶鉄から低りん高マンガン溶鉄を製造す
る技術の確立が不可欠となる。
However, in this method, a large amount of expensive metallic manganese is used, so that the melting cost becomes high.
Therefore, as a lower-cost melting technique, it is indispensable to establish a technique for producing low-phosphorus high-manganese molten iron from the obtained high-manganese molten iron having a high phosphorus content by blending most of Mn with ferromanganese.

【0006】かかる要請に応えて、高マンガン溶鉄の脱
りん方法がこれまでにもいくつか提案されているが、実
用化には至っていない。
[0006] In response to such a demand, some methods of dephosphorizing molten iron of high manganese have been proposed so far, but they have not been put to practical use.

【0007】例えば、比較的安価なCaC2−CaF2系フラッ
クスによる還元脱りん法でさえ、以下の理由によりその
実用化は難しい。
For example, even the reductive dephosphorization method using a relatively inexpensive CaC 2 -CaF 2 system flux is difficult to put to practical use for the following reasons.

【0008】この還元脱りん法では (1)式のような分
解反応により〔Ca〕が生成し、これが溶鉄中〔P〕と
(2)式のごとく結合することにより脱りんする。
In this reductive dephosphorization method, [Ca] is produced by the decomposition reaction as in the formula (1), and this is converted into [P] in molten iron.
Dephosphorization is achieved by binding as in formula (2).

【0009】 (CaC2)→〔Ca〕+2〔C〕 ・・・(1) 3〔Ca〕+2〔P〕→(Ca3P2) ・・・(2) ここで、(1) 式に示す分解反応促進のためには溶鉄中の
〔C〕は低いほど有利であるため、事前の脱炭処理が不
可欠である。
(CaC 2 ) → [Ca] +2 [C] ・ ・ ・ (1) 3 [Ca] +2 [P] → (Ca 3 P 2 ) ・ ・ ・ (2) where, In order to accelerate the decomposition reaction as shown, the lower the [C] in the molten iron, the more advantageous it is. Therefore, the decarburization treatment in advance is indispensable.

【0010】〔Ca〕の空気酸化ロスを防ぐため、還元
脱りんは非酸化性雰囲気で行う必要がある。従って、脱
りん効率が雰囲気の影響を受けやすい。
In order to prevent the air oxidation loss of [Ca], the reductive dephosphorization must be carried out in a non-oxidizing atmosphere. Therefore, the dephosphorization efficiency is easily affected by the atmosphere.

【0011】脱りん処理後、スラグは (3)式のように
大気中で容易に水分と反応して有害なフォスフィン(P
H3)を発生する。
After the dephosphorization treatment, the slag easily reacts with moisture in the atmosphere as shown by the formula (3), and harmful phosphine (P
H 3 ) is generated.

【0012】 (Ca3P2)+3H2O →3(CaO) +2PH3 ・・・(3) 一方、通常の炭素鋼や低合金鋼の脱りん法として実施さ
れている酸化脱りん法、即ち、転炉吹錬の際にCaO 系ス
ラグを用いて酸素吹きするような強酸化精錬、を高マン
ガン溶鉄の脱りん法として適用しても〔Mn〕が優先的に
酸化されるのみで溶鉄の〔P〕は除去できない。しかし
ながら、特開昭61−272312号公報、特開昭62−30810 号
公報、特開昭62−227063号公報に提案されているよう
に、〔Mn〕を過剰に酸化させない程度の弱い酸化力で
(4)式に示すように溶鉄中の〔P〕を酸化し、そして、
(5) 式に示すように脱りん生成物である酸性酸化物P2O5
を転炉スラグ中の CaOよりも著しく強い塩基性酸化物で
あるBaO によりスラグ中で安定化させることにより溶鉄
中の〔P〕を除去することができる。
(Ca 3 P 2 ) + 3H 2 O → 3 (CaO) + 2PH 3 (3) On the other hand, the oxidative dephosphorization method, which is the dephosphorization method for ordinary carbon steel and low alloy steel, that is, Even when applying strong oxidation refining such as blowing oxygen with CaO-based slag during converter blowing as a dephosphorization method for high manganese molten iron, only [Mn] is preferentially oxidized and molten iron [P] cannot be removed. However, as proposed in JP-A-61-272312, JP-A-62-30810, and JP-A-62-227063, with a weak oxidizing power that does not excessively oxidize [Mn].
As shown in formula (4), [P] in molten iron is oxidized, and
As shown in the formula (5), the acid oxide P 2 O 5 which is a dephosphorization product
[P] in the molten iron can be removed by stabilizing Ba in the slag with BaO, which is a basic oxide that is significantly stronger than CaO in the converter slag.

【0013】 2〔P〕+5〔O〕=(P2O5) ・・・(4) (P2O5) +3(BaO)=(3BaO・P2O5)・・・(5) この BaO系スラグによる脱りん法は処理が容易で、しか
も脱りん処理後のスラグの問題もないが、BaO 系スラグ
は非常に高価であるため脱りんのコストが嵩み大量処理
には採用し難い。
2 [P] +5 [O] = (P 2 O 5 ) ... (4) (P 2 O 5 ) +3 (BaO) = (3BaO.P 2 O 5 ) ... (5) The dephosphorization method using BaO-based slag is easy to treat, and there is no problem of slag after dephosphorization treatment, but BaO-based slag is very expensive and the phosphorus removal cost is high, making it difficult to use for large-scale treatment. ..

【0014】更に別の高マンガン溶鉄の酸化脱りん法と
して、「鉄と鋼」第74年(1988)第9号P.1778 には Na4
SiO4 (オルトケイ酸ソーダ) 、Na4SiO4 −NaF2フラック
スを用いたNa2O系スラグによる脱りん方法が紹介されて
いる。
As another method for oxidative dephosphorization of molten iron containing high manganese, “iron and steel” No. 74 (1988) No. 9 P. 1778, Na 4
A dephosphorization method using Na 2 O-based slag using SiO 4 (sodium orthosilicate) and Na 4 SiO 4 —NaF 2 flux has been introduced.

【0015】このNa2O系フラックスによる脱りん法によ
れば非常に高い脱りん率が得られるが、 Na4SiO4は高
価である、脱りん処理中に白煙が発生する、溶鉄中
〔Mn〕の酸化ロスが多い (14%Mn−5%C溶銑では 0.9
〜1.6 %の〔Mn〕ロスがある) 、Na2O系フラックスに
対しては、MgO系の耐火物 (例えば、マグクロ質、純マ
グネシア質の耐火物) は溶損が大きい、などの理由でこ
の方法も実用化は困難である。
Although a very high dephosphorization rate can be obtained by the dephosphorization method using the Na 2 O-based flux, Na 4 SiO 4 is expensive, white smoke is generated during the dephosphorization treatment, Mn] has a large amount of oxidation loss (0.9% for 14% Mn-5% C hot metal)
(There is ~ 1.6% [Mn] loss), and MgO refractories (e.g. magchrome and pure magnesia refractories) have large melting loss for Na 2 O flux. This method is also difficult to put into practical use.

【0016】上記のような従来の高マンガン溶鉄の脱り
ん方法の問題点を解消すべく、本出願人は安価で入手容
易なNa2CO3とSiO2を主成分とするフラックスを用いて、
高マンガン溶鉄を脱りんする方法を開発し、特願平1−
306136号として出願した。
In order to solve the above-mentioned problems of the conventional dephosphorization method of high manganese molten iron, the present applicant has used an inexpensive and easily available flux containing Na 2 CO 3 and SiO 2 as main components,
A method for dephosphorizing high manganese molten iron was developed, and Japanese Patent Application No. 1-
Filed as 306136.

【0017】上記先願発明の高マンガン溶鉄の脱りん方
法では、Na2CO3とSiO2を主成分とするフラックスを用い
る。主成分のNa2CO3は、高温下では (6)式のように分解
する。
In the dephosphorization method of molten iron of high manganese of the above-mentioned prior invention, a flux containing Na 2 CO 3 and SiO 2 as main components is used. The main component, Na 2 CO 3 , decomposes at high temperature as shown in Eq. (6).

【0018】(Na2CO3)→(Na2O)+CO2 ・・・(6) 生成した強塩基性酸化物Na2Oは、溶鉄中の〔P〕が酸化
されて生成する酸性酸化物P2O5 (前述の (4)式の反応)
を、下記の (7)式に示すようにスラグ中に固定するので
脱りんが達成される。
(Na 2 CO 3 ) → (Na 2 O) + CO 2 (6) The strong basic oxide Na 2 O produced is an acidic oxide produced by oxidizing [P] in molten iron. P 2 O 5 (reaction of the above formula (4))
Is fixed in the slag as shown in equation (7) below, so that dephosphorization is achieved.

【0019】 (P2O5) +3(Na2O)→ (3Na2O・P2O5) ・・・(7) 同時に発生する CO2の一部を (8)式に示す反応により
〔P〕の酸化剤として働くMnO を生成させるのに利用す
ることができる。
(P 2 O 5 ) +3 (Na 2 O) → (3Na 2 O · P 2 O 5 ) ... (7) A part of the CO 2 generated at the same time by the reaction shown in the formula (8) [ P] can be used to generate MnO 2 which acts as an oxidant.

【0020】 CO2 +〔Mn〕→ CO +(MnO) ・・・(8) 他の主成分であるSiO2は、高温において蒸発しやすいNa
2Oを高温下でスラグ中に保持するために適当量を配合し
てある。Na2OとSiO2は、(Na2O) x・SiO2(x ≧1)を形
成し、その一部が解離して (7)式によって脱りん反応に
与かると考えられる。
CO 2 + [Mn] → CO + (MnO) (8) The other main component, SiO 2, is Na, which easily evaporates at high temperatures.
An appropriate amount is blended to keep 2 O in the slag at high temperature. It is considered that Na 2 O and SiO 2 form (Na 2 O) x · SiO 2 (x ≧ 1), and a part of them is dissociated to participate in the dephosphorization reaction according to the equation (7).

【0021】上記のとおり、本出願人が先に提案した上
記高マンガン溶鉄の脱りん方法によれば、安価なりん含
有フェロマンガンを多量に配合しても、低りん高マンガ
ン溶鉄を製造することができる。この脱りん処理におい
て、処理中の白煙発生を抑えるためには、フラックスに
配合したNa2CO3中の Na2O 分と、同じくフラックス中に
配合したSiO2分および溶鉄中のSiが酸化して生成するSi
O2分の合計との比、即ち、 Na2O / SiO2が1.25〜1.5 に
なるようにすればよい。
As described above, according to the above method of dephosphorizing molten iron of high manganese proposed by the present applicant, it is possible to produce molten iron of low phosphorus and high manganese even if a large amount of ferro-manganese containing phosphorus is incorporated. You can In this dephosphorization treatment, in order to suppress the generation of white smoke during the treatment, the Na 2 O content in Na 2 CO 3 mixed with the flux, the SiO 2 content also mixed with the flux and the Si in the molten iron are oxidized. To generate Si
The ratio to the total of O 2 minutes, that is, Na 2 O / SiO 2 may be set to 1.25 to 1.5.

【0022】さて、高マンガン溶鉄中の〔P〕を、上記
の諸反応で酸化脱りんする場合、前記 (8)式によって溶
鉄中の〔Mn〕が同時に酸化する。これは溶鉄のMn歩留り
を低下させることになるので、これを防ぐ対策が必要に
なる。即ち、先願発明の方法によって脱りんを行うとき
に、Mnの酸化ロスを抑制することができれば、一層低い
コストで高マンガン溶鉄を製造することができることに
なる。
When [P] in molten high-manganese iron is oxidatively dephosphorized by the above reactions, [Mn] in molten iron is simultaneously oxidized according to the above formula (8). This lowers the Mn yield of molten iron, so it is necessary to take measures to prevent this. That is, if the Mn oxidation loss can be suppressed when dephosphorization is performed by the method of the invention of the prior application, it is possible to manufacture high-melting iron manganese at a lower cost.

【0023】そこで、本発明者は、前記特願平1−3061
36号の発明で使用するフラックスに更にマンガン酸化物
を配合することを特徴とする発明をなし、特願平2−22
968号として出願した。このマンガン酸化物は、フラッ
クスに配合したNa2CO3中のNa2O分と、同じくフラックス
中に配合したSiO2分および溶鉄中のSiが酸化して生成す
るSiO2分の合計量 100重量部に対して10〜25重量部の割
合で配合するのがよい。
Therefore, the inventor of the present invention has proposed the above-mentioned Japanese Patent Application No. 1-3061.
The invention used in the invention of No. 36 further comprises a manganese oxide compounded with the flux.
Filed as No. 968. The manganese oxide, minutes Na 2 O in Na 2 CO 3 were blended in flux, also a total of 100 weight of SiO 2 minutes Si of SiO 2 minutes and molten iron formulated in the flux generated by oxidation It is advisable to mix it in a proportion of 10 to 25 parts by weight with respect to parts.

【0024】上述のとおり、これまでに本発明者が開発
した高マンガン溶鉄の脱りん方法は、Na2O系フラックス
使用の利点を生かし、かつその問題点をほとんど解決し
たものであるが、なおマグクロ質、純マグネシア質等の
MgO系の耐火物の溶損防止ということは未解決であっ
た。
As described above, the dephosphorization method of molten high-manganese iron developed by the present inventors has taken advantage of the use of Na 2 O-based flux and solved most of its problems. Magnesia, pure magnesia, etc.
The prevention of melting damage of MgO-based refractories has not been solved.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Na2C
O3およびSiO2を主成分とするNa2O系フラックスを用い
て、高マンガン溶鉄を脱りんする方法を更に改良して、
脱りん処理を行う容器の耐火物の溶損が防止できる高マ
ンガン溶鉄の脱りん方法を提供することにある。
The object of the present invention is to provide Na 2 C.
Using Na 2 O-based flux containing O 3 and SiO 2 as main components, the method for dephosphorizing high-manganese molten iron is further improved,
It is an object of the present invention to provide a method for dephosphorizing high-manganese molten iron, which can prevent melting damage of refractory materials in a container for dephosphorization treatment.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は、『マンガン含
有量が5重量%以上の溶鉄に、Na2CO3、SiO2及びMgOを
主成分とするフラックスを接触させることを特徴とする
高マンガン溶鉄の脱りん方法』を要旨とする。
The present invention is characterized in that "a molten iron having a manganese content of 5% by weight or more is brought into contact with a flux containing Na 2 CO 3 , SiO 2 and MgO as main components. Method of dephosphorization of molten iron manganese ”

【0027】上記のMgO は、フラックスに配合したNa2C
O3中のNa2O分、フラックス中に配合したSiO2分および溶
鉄中のSiの酸化によって生成するSiO2分、並びにフラッ
クス中に配合したMgO 分の合計量 100重量部に対して 5
〜2O重量部となるようにフラックス中に配合するのがよ
い。
The above MgO is Na 2 C compounded in the flux.
O Na 2 O content in the 3, SiO 2 minutes to produce by oxidation of Si in SiO 2 minutes and molten iron formulated in the flux, and 100 parts by weight of the total amount of MgO component formulated in the flux 5
It is advisable to mix it in the flux so that it becomes ~ 2O parts by weight.

【0028】また、脱りん処理の際のマンガンの酸化ロ
スを少なくするために、フラックス中にMn02、MnO 、Mn
2O3 、Mn304 などのマンガンの酸化物を配合してもよ
い。その場合、マンガン酸化物の配合量は、フラックス
に配合したNa2CO3中のNa2O分、フラックス中に配合した
SiO2分および溶鉄中Siの酸化によって生成するSiO2分、
ならびにフラックス中に配合したMgO 分の合計量 100重
量部に対して10〜25重量部になるようにするのがよい。
Further, in order to reduce the oxidation loss of manganese during the dephosphorization treatment, MnO 2 , MnO 2 and Mn are contained in the flux.
2 O 3, the Mn 3 0 4 oxide of manganese or the like may be blended. In that case, the amount of manganese oxide compounded was Na 2 O in Na 2 CO 3 compounded in the flux, and compounded in the flux.
SiO 2 minutes to produce by oxidation of the SiO 2 minutes and the molten iron in Si,
In addition, it is preferable that the total amount of MgO contained in the flux is 100 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight.

【0029】更にまた、フラックスに配合したNa2CO3
のNa2O分と、フラックス中に配合したSiO2分および溶鉄
中Siの酸化によって生成するSiO2分の合計量との比、即
ち、(Na2O)/(SiO2) が1.25〜1.5 となるようにフラック
スの配合比を定めることが望ましい。
Furthermore, the ratio of the Na 2 O content in Na 2 CO 3 blended in the flux to the total amount of SiO 2 content blended in the flux and SiO 2 fraction produced by the oxidation of Si in the molten iron, that is, , (Na 2 O) / (SiO 2 ) is preferably 1.25 to 1.5.

【0030】なお、溶鉄中の〔Si〕が酸化して生成する
SiO2の量は、〔Si〕が実質的に全てSiO2となるものとし
て計算すればよいので、処理対象溶鉄の〔Si〕含有量か
ら簡単に求めることができる。
[Si] in molten iron is produced by oxidation.
The amount of SiO 2 is [Si] is so may be calculated as being substantially all the SiO 2, can be easily obtained from the [Si] content of processed molten iron.

【0031】本発明の方法においては、Na2CO3−SiO2
フラックス中にあらかじめ MgOを配合することにより、
脱りん処理中の耐火物の溶損を防止するのである。以
下、その作用を説明する。なお、以下の説明において
は、溶鉄中成分を〔 〕記号で示し、スラグ中成分を(
)記号で示す。
In the method of the present invention, MgO is preliminarily mixed in the Na 2 CO 3 --SiO 2 type flux,
It prevents melting of refractory during dephosphorization. The operation will be described below. In the following description, molten iron components are indicated by [] symbols, and slag components are represented by ().
) Symbol.

【0032】[0032]

【作用】図1は、本発明の基礎となったルツボ実験の結
果を示すものである。試験は、次の条件で行った。
FIG. 1 shows the result of the crucible experiment which is the basis of the present invention. The test was conducted under the following conditions.

【0033】(a)処理した溶鉄:〔Mn〕≒18%、〔C〕
≒4%、〔P〕≒0.06%の溶鉄2kg、 処理温度:1300℃ (b)使用したフラックス: Na2CO3−SiO2−MnO2−MgO フ
ラックス。ただし、溶鉄は実質的に〔Si〕を含有しない
ものなので、ここでは脱りん処理中に生成するSiO2を考
慮する必要がない。そこで、フラックスは(Na2O)/(Si
O2) が約1.5 で、かつ、溶鉄1トン当たり (Na2O+Si
O2) =100 kgとなるように配合した。さらにMn酸化ロス
防止のため、溶鉄1トン当たり20kgのMnO を配合した。
(A) Treated molten iron: [Mn] ≈18%, [C]
4kg, [P] ≒ 0.06% molten iron 2kg, treatment temperature: 1300 ° C (b) Flux used: Na 2 CO 3 -SiO 2 -MnO 2 -MgO flux. However, since molten iron does not substantially contain [Si], it is not necessary to consider SiO 2 generated during the dephosphorization treatment here. Therefore, the flux is (Na 2 O) / (Si
O 2 ) is about 1.5, and per ton of molten iron (Na 2 O + Si
It was blended so that O 2 ) = 100 kg. Furthermore, to prevent Mn oxidation loss, 20 kg of MnO 2 was added per ton of molten iron.

【0034】(c)使用したるつぼ:MgO 焼成るつぼ 図1は、フラックスに配合したMgO の量 (フラックスに
配合したNa2CO3、SiO2およびMgO の合計量を100重量部
とした場合の重量部) と、脱りん率およびスラグ中の(M
gO) の増加量との関係を示す図である。スラグ中の(Mg
O) の増加量は、るつぼから溶出したMgO 分である。
(C) Crucible used: MgO calcining crucible FIG. 1 shows the amount of MgO compounded in the flux (the weight when the total amount of Na 2 CO 3 , SiO 2 and MgO compounded in the flux was 100 parts by weight). Part), the dephosphorization rate and (M
It is a figure which shows the relationship with the increase amount of gO). (Mg in the slag
The amount of O) increase is the amount of MgO eluted from the crucible.

【0035】図1から、フラックス中に予め MgOを配合
しておくことによりつぼからのMgOの溶出が抑えられる
ことが明らかである。その効果は MgOの配合量で5重量
部付近から明確になるが、るつぼからの MgOの溶出をほ
ぼ完全に抑えるには10重量部以上の配合が望ましい。
From FIG. 1, it is clear that by premixing MgO in the flux, the elution of MgO from the crucible can be suppressed. The effect becomes clear from around 5 parts by weight of MgO, but it is desirable to add 10 parts by weight or more to almost completely suppress the elution of MgO from the crucible.

【0036】一方、脱りん率は、MgO の配合量で20重量
部付近までは実質的に変化がないが、それを超えると急
速に悪くなる。これは MgOの融点が高いため、スラグの
流動性が低下するためであると思われる。従って、フラ
ックスに配合する MgOは、20重量部までにとどめるのが
よい。
On the other hand, the dephosphorization rate does not substantially change up to about 20 parts by weight with the amount of MgO compounded, but if it exceeds that, it rapidly deteriorates. This is probably because the melting point of MgO is high and the fluidity of the slag decreases. Therefore, the MgO content in the flux should be limited to 20 parts by weight.

【0037】さて、上記のようなNa2O系のフラックスを
使用して脱りん処理を行った場合、溶鉄中の〔Mn〕が酸
化されてスラグ中に移行し、〔Mn〕のロスが生じる。こ
れは、前述の (6)式に示したように、添加したNa2CO3
の過剰なCO2 により (8)式に示すようにMnが酸化される
こと、およびNa2O自身の酸化力により下記の (9)式に示
すように〔Mn〕が酸化されること、にあると推定され
る。
When the dephosphorization treatment is carried out using the Na 2 O-based flux as described above, [Mn] in the molten iron is oxidized and transferred to the slag, resulting in a loss of [Mn]. .. This is because, as shown in Eq. (6) above, excess CO 2 in the added Na 2 CO 3 oxidizes Mn as shown in Eq. (8), and the oxidation of Na 2 O itself. It is presumed that [Mn] is oxidized by force as shown in the following equation (9).

【0038】Na2O +Mn→ MnO+2Na ・・・(9) このような〔Mn〕の酸化ロスは、あらかじめフラックス
中にMnO 、MnO2などのマンガン酸化物を配合しておけば
抑制できる。しかしながらマンガン酸化物の配合量が過
剰になると、逆に〔Mn〕の酸化ロスは増加する。これは
スラグの酸化力が大きくなりすぎるため〔Mn〕を酸化す
ることによると考えられる。また、脱りん率は、マンガ
ン酸化物の配合量が増加し、スラグ中の (MnO)濃度が増
加すると徐々に低下する。これは、スラグ中の (Na
2O) 濃度がMnO2の配合に伴う希釈により低下すること、
および MnOがNa2Oに比べ弱い塩基性酸化物であるた
め、スラグ全体の塩基性が弱くなること、による。
Na 2 O + Mn → MnO + 2Na (9) Such an oxidation loss of [Mn] can be suppressed by previously mixing manganese oxides such as MnO 2 and MnO 2 in the flux. However, when the content of manganese oxide is excessive, the oxidation loss of [Mn] increases. It is considered that this is due to the fact that the oxidizing power of the slag becomes too large and the [Mn] is oxidized. Further, the dephosphorization rate gradually decreases as the content of manganese oxide increases and the (MnO) concentration in the slag increases. This is the (Na
2 O) concentration decreases due to dilution accompanying MnO 2 formulation,
And MnO is a weaker basic oxide than Na 2 O, which weakens the basicity of the entire slag.

【0039】これらの点を勘案して、マンガンの酸化物
をフラックスに配合するときは、Na2CO3−SiO2系フラッ
クスの{(Na2O)+(SiO2)}100 kg/Tに対し、マンガンの
酸化物の配合量を10〜25kg/Tとするのが望ましい。
Taking these points into consideration, when a manganese oxide is compounded in the flux, the amount of the Na 2 CO 3 --SiO 2 based flux is {(Na 2 O) + (SiO 2 )} 100 kg / T. On the other hand, it is desirable that the compounding amount of manganese oxide be 10 to 25 kg / T.

【0040】更に、フラックスの(Na2O)/(SiO2) の値を
調整することが望ましい。即ち、(Na2O)/(SiO2) の値が
大きくなるほど脱りん率は高くなるが、〔Mn〕の酸化ロ
ス量も増加する。(Na2O)/(SiO2) <1.25では〔Mn〕の酸
化ロス量は低く抑制されているが、脱りん率の低下が著
しい。(Na2O)/(SiO2) が1.5 を超える範囲では、〔Mn〕
の酸化ロス量は急増する。従って、脱りん率を大きく阻
害せずに〔Mn〕の酸化ロス量を下限値に抑制するという
実用的な観点からすると、フラックスは1.25 ≦ (Na2O)
/(SiO2)≦1.5 の条件を満足するようにNa2CO3とSiO2
配合されたものであるのが望ましいことになる。但し前
述のとおり、処理前の溶鉄にSiが含有されている場合に
は (SiO2) はフラックス中の配合量と溶鉄中〔Si〕の酸
化によって生成するSiO2との合計量である。
Further, it is desirable to adjust the (Na 2 O) / (SiO 2 ) value of the flux. That is, as the value of (Na 2 O) / (SiO 2 ) increases, the dephosphorization rate increases, but the amount of [Mn] oxidation loss also increases. When (Na 2 O) / (SiO 2 ) <1.25, the oxidation loss amount of [Mn] is suppressed to a low level, but the dephosphorization rate is significantly reduced. In the range where (Na 2 O) / (SiO 2 ) exceeds 1.5, [Mn]
The amount of oxidative loss is rapidly increasing. Therefore, from the practical viewpoint of suppressing the oxidation loss amount of [Mn] to the lower limit value without significantly inhibiting the dephosphorization rate, the flux is 1.25 ≦ (Na 2 O)
It is desirable that Na 2 CO 3 and SiO 2 are blended so as to satisfy the condition of / (SiO 2 ) ≦ 1.5. However, as described above, when the molten iron before treatment contains Si, (SiO 2 ) is the total amount of the compounding amount in the flux and the SiO 2 produced by the oxidation of [Si] in the molten iron.

【0041】フラックスの必要添加量は、処理する溶鉄
の当初の〔P〕量および目的とする脱りん率によって異
なるが、概ね溶鉄のトン当たり20kgから 120kgの範囲で
必要な量を選定すればよい。
The required addition amount of the flux depends on the initial amount [P] of the molten iron to be treated and the target dephosphorization rate, but the required amount may be selected within the range of approximately 20 kg to 120 kg per ton of molten iron. ..

【0042】使用するフラックスの性状は、固体粒状あ
るいは粉末状のもので、その添加方法は、上置き法また
は溶鉄中へのインジェクション法のいずれでもよいが、
粉末状フラックスのインジェクション法の場合に最も効
果的に脱りんが進行する。
The flux used is in the form of solid particles or powder, and its addition method may be either the superposition method or the injection method into molten iron.
Dephosphorization proceeds most effectively in the case of the powdered flux injection method.

【0043】フラックスを構成するNa2CO3とSiO2は、事
前に混合してから添加する方がよい。そうすればNa2Oと
SiO2を迅速に反応させ、Na2O分の蒸発を最小限にするこ
とができるからである。MgO およびマンガン酸化物も粉
末を事前にフラックスに混合しておくのがよい。
Na 2 CO 3 and SiO 2 which compose the flux are preferably added after being mixed in advance. Then with Na 2 O
This is because SiO 2 can be reacted rapidly and evaporation of Na 2 O content can be minimized. It is also advisable to mix the powder of MgO and manganese oxide in the flux in advance.

【0044】なお、この発明方法を実施するための装置
としては、AOD炉その他の炉底から攪拌ガスを導入で
きる炉があげられる。また、取鍋でArガスなどでのバブ
リング攪拌、インペラー攪拌を行って処理することも可
能である。いずれの場合も、内張り耐火物としてはMgO
系の耐火物が望ましい。それは、BaO や CaOを多量に含
む塩基性のスラグに対しては、ジルコニア系やアルミナ
系の耐火物は耐食性に劣るからである。MgO 系の耐火物
を使用しても、本発明方法によれば、脱りん処理中の耐
火物の溶損は効果的に防止できる。
An apparatus for carrying out the method of the present invention is an AOD furnace or other furnace capable of introducing a stirring gas from the bottom of the furnace. It is also possible to perform bubbling stirring with Ar gas or the like and impeller stirring in a ladle. In any case, MgO is used as the refractory lining.
A system refractory is desirable. The reason is that zirconia-based and alumina-based refractories are inferior in corrosion resistance to basic slag containing a large amount of BaO and CaO. Even if a MgO 2 refractory is used, the method of the present invention can effectively prevent the melting of the refractory during the dephosphorization treatment.

【0045】[0045]

【実施例】表1に処理前として示す組成の2種類の高マ
ンガン溶鉄を10トン電気炉で大気溶解し、マグクロれん
がを内張りしたAOD炉に注銑したのち1550℃の温度に
調整した。
[Examples] Two types of high-manganese molten iron having the compositions shown in Table 1 before treatment were melted in the atmosphere in a 10-ton electric furnace, poured into an AOD furnace lined with magcro brick, and then adjusted to a temperature of 1550 ° C.

【0046】これらの溶鉄に、同じく表1に示すフラッ
クスを添加し、Arガスで約10分間攪拌しながら、脱りん
処理を行った。比較例で用いたフラックスには MgOを配
合していない。
The flux shown in Table 1 was added to these molten irons, and dephosphorization treatment was performed while stirring with Ar gas for about 10 minutes. The flux used in the comparative example does not contain MgO.

【0047】処理後の溶鉄の化学組成を表1に併せて示
す。なお、表1中のフラックス中の(MgO) とは、フラッ
クスを構成するNa2CO3、SiO2、MnO2およびMgO の総計に
対するMgO 分の重量%であり、フラックスの (Na2O)/
(SiO2) 値は、処理中に〔Si〕が酸化されて生成するSiO
2量を考慮したものである。
The chemical composition of the molten iron after the treatment is also shown in Table 1. In addition, (MgO) in the flux in Table 1 is the weight% of MgO content with respect to the total amount of Na 2 CO 3 , SiO 2 , MnO 2 and MgO constituting the flux, and (Na 2 O) /
The (SiO 2 ) value is the SiO generated by the oxidation of [Si] during processing.
2 The amount is taken into consideration.

【0048】表1から明らかなように、予め MgOを配合
してフラックスを使用した実施例では、耐火物からのMg
O の溶出が殆ど起きていない。一方、MgO を配合しない
フラックスを使用した比較例では、処理前のフラックス
には MgOがないにもかかわらず処理後のスラグには MgO
が10.6重量部も存在する。これは耐火物から溶出したMg
O である。
As is clear from Table 1, in the examples in which MgO was previously mixed and the flux was used, Mg from the refractory was
Almost no elution of O 2 occurred. On the other hand, in the comparative example using the flux containing no MgO, the MgO was not found in the slag after the treatment even though the flux before treatment had no MgO.
Is also present at 10.6 parts by weight. This is Mg eluted from refractory
O.

【0049】実施例でも比較例でも、脱りん率には大差
がない。また、いずれのフラックスにもMnO2を配合した
ので Mn のロスも極めて少ない。
There is no great difference in the dephosphorization rate between the examples and the comparative examples. In addition, since MnO 2 is added to both fluxes, Mn loss is extremely small.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明方法によれば、安価で入手容易な
Na2CO3−SiO2系フラックスを使用し、耐火物の溶損を抑
えながら効率的に高マンガン溶鉄の脱りんをい行うこと
ができる。また、フラックスにマンガンの酸化物を更に
配合すれば、〔Mnの〕酸化ロス量を低くくして処理を行
うことができる。本発明方法は、近年生産量の増加して
いる高マンガン鋼を低コストで製造するのに極めて有用
なものである。
According to the method of the present invention, it is inexpensive and easily available.
Using Na 2 CO 3 -SiO 2 type flux, it is possible to efficiently remove phosphorus from high-manganese molten iron while suppressing melting loss of refractory materials. Further, if a manganese oxide is further added to the flux, the amount of [Mn] oxidation loss can be reduced to perform the treatment. INDUSTRIAL APPLICABILITY The method of the present invention is extremely useful for producing high manganese steel, which has been increasing in production in recent years, at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】フラックスに配合したMgO の量 (フラックスに
配合したNa2CO3、SiO2及びMgOの合計量を 100重量部と
した場合の重量部) と、脱りん率及びスラグ中の (MgO)
の増加量との関係を示す図である。
[Fig. 1] Amount of MgO compounded in the flux (parts by weight when the total amount of Na 2 CO 3 , SiO 2 and MgO compounded in the flux is 100 parts by weight), dephosphorization rate and (MgO in slag) )
It is a figure which shows the relationship with the increase amount of.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】マンガン含有量が5重量%以上の溶鉄に、
Na2CO3、SiO2およびMgO を主成分とするフラックスを接
触させることを特徴とする高マンガン溶鉄の脱りん方
法。 【請求項2】フラックスに配合したNa2CO3中のNa2O分、
フラックス中に配合したSiO2分および溶鉄中のSiの酸化
によって生成するSiO2分、ならびにフラックス中に配合
したMgO 分の合計量 100重量部に対して 5〜2O重量部の
MgO を含有させたフラックスを使用することを特徴とす
る請求項1に記載の高マンガン溶鉄の脱りん方法。 【請求項3】フラックスに配合したNa2CO3中のNa2O分、
フラックス中に配合したSiO2分および溶鉄中Siの酸化に
よって生成するSiO2分、ならびにフラックス中に配合し
たMgO 分の合計量 100重量部に対して 5〜2O重量部のMg
O と、同じく10〜25重量部のマンガン酸化物を含有させ
たフラックスを使用することを特徴とする請求項1に記
載の高マンガン溶鉄の脱りん方法。 【請求項4】フラックスに配合したNa2CO3中のNa2O分
と、フラックス中に配合したSiO2分および溶鉄中Siの酸
化によって生成するSiO2分の合計量との比、即ち、(Na2
O)/(SiO2) が1.25〜1.5 となるようにフラックスの配合
比を定めることを特徴とする請求項1、2または3に記
載の高マンガン溶鉄の脱りん方法。
Claims: 1. Molten iron having a manganese content of 5% by weight or more,
A method for dephosphorizing high-manganese molten iron, which comprises contacting a flux containing Na 2 CO 3 , SiO 2 and MgO as main components. 2. The Na 2 O content in Na 2 CO 3 mixed with the flux,
SiO 2 minutes to produce by oxidation of Si in SiO 2 minutes and molten iron formulated in the flux, and the 5~2O parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of MgO component formulated in the flux
The method for dephosphorizing high manganese molten iron according to claim 1, wherein a flux containing MgO is used. 3. A Na 2 O content in Na 2 CO 3 compounded in the flux,
Mg of 5~2O parts SiO 2 minutes, and 100 parts by weight of the total amount of MgO component formulated in the flux that produced by the oxidation of the SiO 2 minutes and the molten iron in Si formulated in the flux
2. The method for dephosphorizing high manganese molten iron according to claim 1, wherein a flux containing O and 10 to 25 parts by weight of manganese oxide is used. 4. A ratio of the Na 2 O content in Na 2 CO 3 blended in the flux to the total amount of SiO 2 content blended in the flux and SiO 2 content produced by the oxidation of Si in the molten iron, that is, (Na 2
The method for dephosphorizing high-manganese molten iron according to claim 1, 2 or 3, wherein the compounding ratio of the flux is determined such that O) / (SiO 2 ) is 1.25 to 1.5.
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