JPH0563541B2 - - Google Patents

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JPH0563541B2
JPH0563541B2 JP89816A JP81689A JPH0563541B2 JP H0563541 B2 JPH0563541 B2 JP H0563541B2 JP 89816 A JP89816 A JP 89816A JP 81689 A JP81689 A JP 81689A JP H0563541 B2 JPH0563541 B2 JP H0563541B2
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JP
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slag
ferrochrome
reduction
heating device
desulfurization method
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JP89816A
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Do Reishii Suratsutaa Donoban
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MIDORUBAAGU SUCHIIRU ANDO AROI
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MIDORUBAAGU SUCHIIRU ANDO AROI
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/005Manufacture of stainless steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、主として、石炭のような固体還元剤
を使用してクロム鉱石を初期において固体状態ま
たは半溶融状態で予備還元することにより製造さ
れたフエロクロムの脱硫化に関する。特に本発明
は、高度に還元された鉱石に関し、その還元度
は、その後のスラグ形成成分からの金属フエロク
ロムの分離処理が、実質的に溶融のみで達成され
るようなもので、完全に還元されていないかまた
は未還元の鉱石に施される製錬還元は、必要でな
い。本明細書に開示の脱硫化法は、またフエロク
ロム中のケイ素含有量をコントロールする手段を
も提供するものである。 (従来の技術) フエロクロムの生産分野において、電気炉にお
ける最終の製錬に先立つて行なわれるクロム鉱石
の予備還元は、費用のかかる電気エネルギーの使
用を低減させる点で、その重要性を増しつつあ
る。 この予備還元は、代表的にはロータリー・キル
ンまたは回転炉が使用されるが、必要な熱は、石
炭、ガスまたは油の燃焼によつて供給され、かか
る還元には石炭、木炭、コークスなどを使用して
いる。代表的な方法では、細粉化したクロム鉱石
をコークスと共にペレツト化し、過剰の石炭と共
に1450℃までの温度で作動させるロータリー・キ
ルンに供給している。これら公知の方法は、クロ
ム鉱石の完全な還元を行なわないで、部分的に還
元したペレツトをサブマージド・電気アーク炉に
供給し、最終的な製錬還元と溶融フエロクロムの
スラグからの分離を行なつている。 西ドイツ特許DE3347/686CI(フリード・クル
ツプGmbH)に開示された最近の方法では、ク
ロム鉱石細粉は過剰の石炭と適当なフラツクスと
共にロータリー・キルンへ直接に供給され、1500
℃以上の温度で処理されることにより、殆ど完全
に還元された生物が得られる(存在するクロムの
90%以上がメタル化し、鉄の殆ど100%がメタル
化する。)。この生産物は例えば電気アーク炉のよ
うな溶融装置に直接供給してスラグからフエロク
ロムを分離するのに適しており、これによつて通
常の還元製錬操作を避けることができる。 これらの予備還元法は、いずれも、化学反応に
必要な還元剤を用いると同時に、電気エネルギー
を部分的に置換することになる石炭やコークスを
大量に使用するため、金属フラクシヨン中に高含
有で硫黄の混入(代表的には0.25%硫黄)が免れ
ない。これらの炭素質物質が、フエロクロム生産
における主な硫黄源である。硫黄は鉄鋼中の有害
な不純物であり、フエロクロムはステンレス鋼の
ようなクロム含有鋼の基本的成分であるから、フ
エロクロム中の硫黄含有はその上限について厳し
い制限が設けられており、代表的な上限は硫黄
0.03〜0.05%である。 (発明が解決しようとする課題) 前記クルツプ特許によれば、脱硫は、予備還元
フエロクロムを適当な炉中で溶融させた後、これ
に石炭または炭化カルシウムを吹き込むことによ
つて行なうことができる。この方法により、フエ
ロクロムの硫黄含量は0.01%以上に低下させるこ
とができる。石灰も炭化カルシウムも共に鉄鋼工
業において有効な脱硫剤であることはよく知られ
ているが、かかる粉末試薬を溶融物中に注入する
ことによつてフエロクロムの脱硫化を行なうこと
は、技術的にも経済的にも満足できるものである
とは考えられていない。 (発明の目的) 本発明の目的は、前記予備還元方法によるフエ
ロクロムを脱硫化する簡単かつ経済的な方法を提
供するものであり、またフエロクロムの最終ケイ
素含量をコントロールする方法を提供するもので
ある。 (課題を解決するための手段) 本発明によれば、クロム鉱石を炭素質還元剤に
よつて高度に予備還元して製造されたフエロクロ
ムを脱硫化する方法を提供する。本発明の方法は
前記予備還元クロム鉱石を、予備還元の結果生成
したスラグ形成成分および残留炭素質還元剤と共
に加熱装置に供給し、酸化カルシウムおよび炭素
質物質(少なくとも一部は前記予備還元工程で得
られた残留炭素質還元剤によつて供給される。)
の存在下に溶融することから成る。 (作 用) 本発明または加熱容器中の還元条件を厳密にコ
ントロールする点に特徴を有し、これは、該加熱
装置を閉鎖して、炭素質物質またはクロマイト鉱
石の添加と釣り合がとれるように、空気の導入を
抑制するかまたはコントロールすることによつて
達成される。 なおまた本発明はスラグが少なくとも7%の酸
化カルシウムを含有し、また式:(酸化カルシウ
ム重量%+酸化マグネシウム重量%)/(シリカ
重量%)で示されるスラグ塩基度比が少なくとも
1.2であることを特徴とする。 本発明の最も重要な特徴は、加熱容器が還元製
錬炉として操作されないという事実にも拘わら
ず、該加熱容器内において、還元条件を形成せね
ばならないことであり、またスラグの還元/酸化
電位についてコントロールを実施せねばならない
ことである。 本発明に従えば、フエロクロム中のケイ素含量
は、閉鎖加熱装置における導入空気・コントロー
ル用の規律を作成してスラグの還元/酸化電位の
変化を付加的に行なうことにより、調節すること
ができる。 本発明の好ましい具体例に従えば、加熱容器に
供給されるフエロクロムは、固炭素質還元剤を用
いる、クロム鉱石用の固体または半溶融状態還元
法による生成物であつて、この還元法では少なく
とも80%、好ましくは90%の該鉱石中のクロムが
金属化される。 (実施例) 以下に実施例を挙げ、本発明にかかるフエロク
ロムの改良された脱硫法および該合金のケイ素含
量の管理について、より詳しく説明する。 前記クルツプ特許のロータリー・キルン法で製
造されたロータリー・キルン生産物を、種々の密
閉(閉鎖)サブマージド・電気アーク炉中で溶融
させた。該キルン生産物は、非金属スラグ成フラ
クシヨン中に細分散された金属フエロクロムフラ
クシヨンと残留チヤコール(脱蔵石炭)(約5重
量%)の塊状混合物であつて、これは、前記キル
ン中の化学的還元とエネルギー供給反応後に残つ
た過剰の炭素質物質である。 クリツプ特許においては、残留チヤコールは、
冷却後にキルン排出物から離し、キルンに再循環
している。 これに対し、本発明によれば、好ましくは過剰
のチヤコールを、溶融器へ供給されるキルン生産
物中に保持させる。何故なら、それは、溶融器内
において、フエロクロムの効果的な脱硫化に必要
な還元条件を作り出す重要な機能に使用されるか
らである。これは、定格出力60kVA〜2MVAの
サブマージド・アーク炉中で行なわれた試験結果
から明らかである(第1表参照)。の試験例にお
いて、記号Aはキルン生産物を炉に供給する前に
チヤコール残渣を除去した試験例であり、記号B
およびCは、チヤコール残渣の全部または一部を
キルン生産物中に残存させた試験例である。
【表】 第1表から明らかなように、フエロクロムの脱
硫は、スラグ中のCaO含量の増大と共に改善され
(当業者によつて良く知られている事実である。)、
また、スラグのCaO含量がどの場合でも、スラグ
の還元条件をキルン生産物中のチヤコールで形成
すれば、該脱硫化が、最も効果的であることが判
明した。 キルン生産物中に保持されたチヤコールが存在
しない場合、溶融器内雰囲気、すなわちスラグ内
においては、酸化条件が比較的優位となる。かか
る条件下では、フエロクロムはスラグ中のCaO含
量7〜8%により当初の硫黄含量のほぼ半分まで
脱硫化されるのみであつた(試験例1A)。他方、
キルン生産物中にチヤコールが半分量(2.5%)
で保持されている場合(試験例1B)、溶融器内の
条件はより還元雰囲気となり、良好な脱硫化が達
成された。チヤコールの全量(5%)がキルン生
産物中に保持された場合(試験例1C)、炉内の条
件はさらに還元雰囲気となり、フエロクロムの硫
黄含量は当初の含量のほぼ1/10、すなわち0.026
%となつた。同様の結果は、スラグ中のCaO含量
が大となることによつて達成された(試験例2A
と2Bならびに3Aと3B)。 以上の結果から、キルン生産物中における固体
チヤコールの保持がフエロクロムの最も効果的な
脱硫化のための還元条件を溶融器(すなわち、ス
ラグ)中に作り出すことが、証明された。 関連する冶金学的反応は以下のとおりである: FeS(金属+CaO(スラグ)+C→ CaS(スラグ)+Fe(金属)+C0(ガス) および Cr2S3(金属)+3CaO(スラグ)+3C→3CaS(スラグ)
+2Cr(金属)+3CO(ガス) ロータリー・キルン法から供給されたチヤコー
ル残渣だけでは、溶融器内で必要な還元条件を作
り出すのに不充分な場合には、追加の炭素質物質
を、途、供給してもよい。 別法として、キルン法からの炭素質物質が過剰
であつて溶融器内に蓄積する傾向を示す場合、こ
の条件は、溶融器内に空気をコントロールしなが
ら導入するかまたは過剰の炭素と反応しうる少量
のクロム鉄鉱石を導入して一酸化炭素ガスとして
溶融器から除去させることにより、修正すること
ができる。 本発明の方法はまたフエロクロム中のケイ素含
量をコントロールする手段を提供するために使用
することができる。 第2表に示されるように、溶融器に装入された
ロータリー・キルン生産物中にチヤコール残渣の
全てまたは一部を保持することは、該溶融器から
回収されるフエロクロム中のケイ素含量を増加せ
しめることになる。
【表】 第2表から明らかなように、スラグ中のCaO含
量が同じである場合、溶融器中のチヤコールの量
の増加、従つて還元条件の増大はフエロクロム中
のケイ素含量の増大をもたらすのである。 また、スラグ中のシリカが金属ケイ素に還元さ
れる傾向は、スラグ中のCaO含量または塩基度が
増大するにつれて低下する。 従つて、高度に予備還元されたクロム鉱石生産
物の溶融の間、スラグの還元/酸化電位およびス
ラグ塩基度は、溶融器から得られるフエロクロム
について望ましい組成を達成するための全体的管
理計画の一部として調整が行なわれてもよい。こ
の全体的管理計画法について、その具体例を以下
に示す。 (1) フエロクロムが0.03%以下の硫黄含量であつ
て、ケイ素含量2.5%以上が所望の場合、CaO
含量7〜8%のスラグを、キルン生産物中のチ
ヤコール残渣のような適当な炭素質物質の溶融
器への添加により生ずる高度な還元条件下に、
使用するべきである。 (2) フエロクロムが0.03%以下の硫黄含量であつ
て、ケイ素含量2.5%以下が所望の場合、スラ
グの還元電位およびスラグ中のシリカの活性ま
たは相対的濃度を低下させることにより、シリ
カのケイ素への還元を減少させることができ
る。還元電位の低下は、炭素質物質の添加量の
減少、導入空気のコントロールまたはクロム鉱
石の添加のいずれかによつて達成することがで
きる。同時に、低下した還元電位を補償し、従
つて低下した脱硫化能力を補うため、適当なフ
ラツクスを添加してスラグのCaO含量を増大せ
しめる。スラグのCaO含量の増大は、またシリ
カの活性または相対的濃度を減少せしめ、従つ
てフエロクロムにおけるケイ素への還元速度を
低下せしめることになる。 (3) フエロクロム中の硫黄が高含量、例えば0.03
%〜0.05%であつてもよいがケイ素含量は低く
(例えば2%以下)しなければならない場合、
スラグはより低い還元条件とできるが(例えば
例2)、しかしスラグのCaO含量の増加、従つ
てフラツクスに必要な量は大であることを要し
ない。 (発明の効果) 上記したように、本発明は炭素質還元剤で高度
に予備還元したクロム鉱石から生産されたフエロ
クロムの脱硫化法を提供するものであり、またフ
エロクロムのケイ素含量をある程度コントロール
する方法を提供するものである。本発明の方法が
適用されるフエロクロムは特にロータリー・キル
ンまたはロータリー炉床炉中で炭素質還元法によ
つて生産されたものとできるが、これに限される
ものではない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 クロム鉱石を炭素質還元剤により予備還元す
    ることによつて生成されたフエロクロムを脱硫化
    するに当たり、 予備還元されたクロム鉱石を、該予備還元で生
    じたスラグ形成成分および残留炭素質還元剤と共
    に加熱装置に仕込み、次いで その内容物を、酸化カルシウムおよび炭素質物
    質(少なくとも一部を、前記予備還元工程からの
    残留・炭素質還元剤によつて供給する)の存在下
    に溶融することを特徴とするフエロクロムの脱硫
    方法。 2 加熱装置内の上記還元条件が、スラグの還
    元/酸化電位のコントロールによつて厳密に管理
    される特許請求の範囲第1項記載の脱硫方法。 3 スラグの還元/酸化電位のコントロールが、
    加熱装置を閉鎖することによつて炭素質物質また
    はクロム鉱石の添加と釣り合いがとれるように空
    気の導入を排除するかまたはコントロールしなが
    ら空気の導入を行うことによつて達成される特許
    請求の範囲第2項記載の脱硫方法。 4 加熱装置内のスラグが、少なくとも7重量%
    の酸化カルシウムを含有する特許請求の範囲第1
    項記載の脱硫方法。 5 式: (酸化カルシウム重量%+酸化マグネシウム
    重量%)/(シリカ重量%) で示されるスラグの塩基度比が少なくとも1.2で
    ある特許請求の範囲第1項記載の脱硫方法。 6 フエロクロムのケイ素含有量が、密閉加熱装
    置に対する空気の導入をコントロールすることに
    よりスラグの還元/酸化電位の値を増加させたり
    または減少させたりして行う特許請求の範囲第1
    項記載の脱硫方法。 7 フエロクロムのケイ素含有量が、スラグ中の
    シリカの活性または相対濃度をコントロールする
    ことによつて調節される特許請求の範囲第1項記
    載の脱硫方法。 8 スラグ中のシリカの活性または相対濃度のコ
    ントロールが、スラグ中の酸化カルシウム含量の
    増減によつて行われる特許請求の範囲第7項記載
    の脱硫方法。 9 加熱装置に供給される生産物中の金属化クロ
    ム含量が、予備還元で使用されたクロム鉱石中に
    元来存在したクロムの少なくとも80%である特許
    請求の範囲第1項記載の脱硫方法。
JP64000816A 1988-01-05 1989-01-05 フェロクロムの脱硫方法 Granted JPH01215950A (ja)

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ZA878300 1988-01-05

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