JPH07157819A - Method for decoppering and/or detinning in molten iron - Google Patents
Method for decoppering and/or detinning in molten ironInfo
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- JPH07157819A JPH07157819A JP30306993A JP30306993A JPH07157819A JP H07157819 A JPH07157819 A JP H07157819A JP 30306993 A JP30306993 A JP 30306993A JP 30306993 A JP30306993 A JP 30306993A JP H07157819 A JPH07157819 A JP H07157819A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【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に関する。より詳細には、本発明
は、例えばスクラップなどに由来する銅および/または
錫を、それらを含む溶鉄から効果的にかつ実用的手段で
もって除去する方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for removing copper and / or tin from molten iron. More particularly, the present invention relates to a method for effectively and practically removing copper and / or tin, such as from scrap, from molten iron containing them.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車の解体くず等のスクラップを電気
炉、キュポラ等で溶解したり転炉で用いたりすると、鋼
中の銅および/または錫の含量が増す。この銅は、例え
ば配線のようなものから混入し、錫はめっき等から入
る。2. Description of the Related Art When scraps such as automobile scraps are melted in an electric furnace, cupola or the like and used in a converter, the content of copper and / or tin in steel increases. This copper is mixed in, for example, from wiring, and tin is mixed in by plating or the like.
【0003】このようにして混入してきた銅、錫は鋼に
とって有害不純物である。すなわち、銅が多くなり過ぎ
ると赤熱脆性がおこる。従って、一部の耐候性鋼を除い
て、銅は、0.35%ないし0.20%以下にすることが重要で
ある。一方錫は、熱間加工性の低下や伸びや絞りの低下
をきたすので、0.10%以下にすることが重要である。Copper and tin thus mixed in are harmful impurities for steel. That is, too much copper causes red heat embrittlement. Therefore, except for some weathering steels, it is important that the copper content be 0.35% to 0.20% or less. On the other hand, tin causes deterioration in hot workability, elongation and drawing, so it is important to make it 0.10% or less.
【0004】ところが、銅、錫は鉄よりも貴な金属であ
るため、通常の製鋼過程では除去できない。溶鉄の脱銅
および/または脱錫については、現在次のような方法が
文献上からは公知である。However, copper and tin are noble metals rather than iron, and therefore cannot be removed by a normal steelmaking process. Regarding decopperization and / or detinization of molten iron, the following methods are currently known from the literature.
【0005】(1) 脱銅 A. 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、下記式で示される銅の分配比が
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。(1) Copper removal A. Method of using lead as a metal for purification Molten lead is brought into contact with hot metal and the distribution ratio of copper expressed by the following formula
It is a method of removing copper in hot metal into lead by utilizing 1.1 to 1.5.
【0006】[0006]
【数1】 [Equation 1]
【0007】しかし、この方法は脱銅力が弱いために多
量の鉛を必要とするので、実用性は殆どない。However, since this method requires a large amount of lead due to its weak decoppering power, it is hardly practical.
【0008】B. 硫化物スラグを用いる方法 [メタル
プログレス] 溶銑に硫化ナトリウムや硫酸ナトリウムを添加すると銅
がスラグ中に除去されることを利用した方法である。10
0 kg/ トンのフラックスで約45%が脱銅される。この場
合には銅は硫化物として除去されるものと推定される。
しかし、この方法は対象が溶銑に限られるので、キュポ
ラ等でスクラップを溶解した場合に生ずるような炭素飽
和の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
なうと、処理時間が短ければ影響が少ない場合もある
が、多くの場合に硫黄含有量がかなり上昇するという問
題がある。B. Method Using Sulfide Slag [Metal
Progress] This is a method that utilizes the fact that copper is removed in slag when sodium sulfide or sodium sulfate is added to hot metal. Ten
About 45% is decopperized with 0 kg / ton flux. In this case, copper is presumed to be removed as sulfide.
However, since this method is limited to hot metal, it is possible to decopper molten carbon-saturated iron that occurs when scrap is melted with a cupola etc., but it is difficult to decopper molten steel melted in an electric furnace. is there. Further, if the hot copper decoppering is carried out by this method, the effect may be small if the treatment time is short, but in many cases, there is a problem that the sulfur content is considerably increased.
【0009】(2) 脱錫 A. カルシウム−フッ化カルシウムフラックスを用い
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、スクラップを用いて安価に
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。(2) Detinning A. Method of dissolving by calcium-calcium fluoride flux by electroslag refining (ESR) A method developed mainly for the purpose of dephosphorization. proceed. It is believed that tin is absorbed and removed in the slag in the form of calcium tin. However, since this method is limited to ESR, there is a problem that the processing cost is too high in the case of inexpensively manufacturing steel using scrap.
【0010】B. 炭化カルシウムを用いる方法 原理的には上記A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。B. Method Using Calcium Carbide In principle, the method is the same as in the above-mentioned method A, and tin is incidentally removed in the form of calcium stannous.
【0011】上記Aの方法との違いは、この方法では、
次式で示される様に、炭化カルシウム (CaC2) の分解で
生成されるカルシウム (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、やはりフラックス代が高い点に問題がある。更に、
上記A、B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ィンというニンニク臭の強い有毒
ガスが発生するという問題がある。The difference from the above method A is that in this method,
As shown in the following formula, this is the point where calcium (Ca) generated by decomposition of calcium carbide (CaC 2 ) reacts with tin. CaC 2 → Ca + 2 [C] Although this method is highly likely to be realized as a practical method, it still has a problem in that the flux cost is high. Furthermore,
Both of the above methods A and B are reduction refining, so it is necessary to carry out in an argon atmosphere. Further, since dephosphorization proceeds simultaneously with detinization, if the treated slag is left in the atmosphere. However, there is a problem that calcium phosphide in slag reacts with moisture in the atmosphere to generate phosphine, which is a toxic gas with a strong garlic odor.
【0012】(3) 同時脱銅・脱錫法 超高真空処理法 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10-3〜10-6mmHg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0.1 〜200 Torrにくらべて非常に高く、
また、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。(3) Simultaneous decopperization / detinization method Ultra-high vacuum treatment method This is a method of evaporating and removing copper and tin under ultra-high vacuum by utilizing the fact that the vapor pressure of copper and tin is higher than that of iron. However, this method requires a vacuum degree of 10 -3 to 10 -6 mmHg, which is higher than the vacuum degree of 0.1 to 200 Torr that is usually used in the vacuum treatment of molten iron. Very high,
In addition, the evaporation rate is low, so it is not practical, and only experiments on a crucible scale have been successful.
【0013】以上に述べた様に、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
での成功例はあっても、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
ラッ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、もっぱらスクラップの選択に依存
していた。As described above, regarding copper removal and tin removal, even if they are removed separately or simultaneously, there are successful examples on a crucible scale, but due to cost or technical problems, There is no practical method, and therefore, in the past, in order to bring the content of copper and tin in the molten iron obtained by melting scrap into the target value or less, it relied solely on the selection of scrap.
【0014】しかし、ヨーロッパや米国のような先進国
では、社会資本の蓄積が多いためにスクラップの発生量
が多く、これを使っての製鋼の比率が高いことから、い
ずれは日本においてもスクラップを主原料とする製鋼が
さかんになる可能性は高い。この意味においても、溶鉄
の脱銅および/または脱錫技術は、今後ますます重要に
なるものと考えられる。However, in developed countries such as Europe and the United States, the amount of scrap generated is large due to the large accumulation of social capital, and the ratio of steelmaking using this is high. Steelmaking, which is the main raw material, is likely to become violent. In this sense, the copper removal and / or tin removal technology of molten iron is considered to become more important in the future.
【0015】そこで、本発明者らは、特開昭61−119612
公報に開示されているように、溶鉄の脱銅および/また
は脱錫法として、「溶鉄から銅と錫を同時に除去する方
法において、20Torr以下の真空下で溶鉄を、酸素および
酸化鉄より酸化力の弱い酸化剤で脱炭することを特徴と
する方法」を提案した。Therefore, the inventors of the present invention have disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-119612.
As disclosed in the publication, as a decoppering method and / or a tin removing method of molten iron, "in a method of simultaneously removing copper and tin from molten iron, the molten iron is oxidized by oxygen and iron oxide under a vacuum of 20 Torr or less. Method characterized by decarburization with a weak oxidizer of
【0016】この方法に依れば、次のような優れた作用
効果が得られることが分かった。 溶鉄中の [C] =4%にて、脱銅率=80〜90%、脱錫率
=70〜80% 溶鉄中の [C] = 0.5%にて、脱銅率=60〜70%、脱錫
率=30〜40%According to this method, it has been found that the following excellent operational effects can be obtained. When [C] in molten iron = 4%, decoppering rate = 80 to 90%, detinning rate = 70 to 80% [C] in molten iron = 0.5%, decoppering rate = 60 to 70%, Detinization rate = 30-40%
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】このように、前述の特
開昭61−119612公報にて開示した溶鉄の脱銅および/ま
たは脱錫法では、脱銅率、脱錫率の観点から溶鉄中
[C] は高い方が有利である傾向が判明したが、さらに
検討を重ねた結果以下のような問題があることが分かっ
た。As described above, in the decoppering and / or detinning method of molten iron disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 61-119612, in the molten iron from the viewpoint of the decoppering rate and the detinning rate.
It was found that the higher [C] was, the more advantageous it was, but as a result of further studies, the following problems were found.
【0018】上記方法における脱銅・脱錫は、銅、錫
の蒸発反応を利用しているため、溶鉄温度は高い程、脱
銅脱錫には有利である。例えば、処理時の温度は1600℃
以上が望ましい。Since decoppering / detinizing in the above method utilizes the evaporation reaction of copper and tin, the higher the molten iron temperature, the more advantageous for decoppering and detinning. For example, the processing temperature is 1600 ℃
The above is desirable.
【0019】しかし、一方、溶鉄中 [C] が高いと溶鉄
融点が低くなるため、溶鉄温度が高い場合には溶鉄が耐
火物中へ侵入する可能性があり、操業トラブルの原因と
なる懸念がある。On the other hand, when the [C] content of the molten iron is high, the melting point of the molten iron is low, and therefore when the molten iron temperature is high, there is a possibility that the molten iron will penetrate into the refractory material, which may cause operational troubles. is there.
【0020】電気炉にてスクラップを原料として溶製
する場合、その [C] は高々0.5 %〜2%であり、脱銅
・脱錫率アップのためには加炭することが考えられる
が、後工程の脱炭も考慮すれば、低 [C] で処理する方
が効率的であり、低 [C] で高い脱銅・脱錫率が得られ
る方法が望まれていた。When scrap is smelted as a raw material in an electric furnace, its [C] is 0.5% to 2% at most, and carburization may be considered to increase the decoppering / tintin removal rate. Considering the decarburization in the subsequent step, it is more efficient to treat at a low [C], and a method capable of obtaining a high decopperization / detinization rate at a low [C] has been desired.
【0021】したがって、従来は、脱銅・脱錫率を高め
るためには高 [C] とする必要があり、一方操業安定上
からは低 [C] とする必要があるという相反する要求が
見られる。[0021] Therefore, conventionally, there is a contradictory requirement that it is necessary to have a high [C] in order to increase the decoppering rate and the tin removal rate, while a low [C] is required for stable operation. To be
【0022】かくして、本発明の目的は、操業の安定性
の点から、溶鉄中 [C] を低くするとともに、そのよう
に低 [C] でも高い脱銅・脱錫率が実現できる方法を提
供することである。Thus, the object of the present invention is to provide a method for lowering the [C] content in molten iron from the standpoint of operational stability and realizing a high decoppering / detinization rate even at such a low [C]. It is to be.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】ここで検討するに、前述
の特開昭61−119612号公報にて開示された溶鉄の脱銅お
よび/または脱錫法では、脱銅率、脱錫率の観点から溶
鉄中 [C] は4〜5%と高い方が有利である傾向が判明
した。そこで、本発明者らは、C:2.0 %以下と溶鉄中
[C] を上げないで同様の効果を得るために、添加する
精錬剤として、酸素および酸化鉄より弱い酸化剤を使用
するとともに、これに炭剤を混合した精錬剤を使用する
ことを着想し、これにより、溶鉄中 [C] の低い分を精
錬剤中の炭剤で補償できると考え、実際の操業に適用し
たところ、予想外にも、これまで相反すると考えられて
きた低 [C] ≦2.0 %であっても高い脱銅・脱錫率が実
現できることを知り、本発明を完成した。DISCLOSURE OF THE INVENTION Here, in the decoppering and / or detinning method of molten iron disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 61-119612, the decoppering rate and the tin removal rate are From the viewpoint, it was found that the higher [C] in the molten iron, the higher the ratio of 4 to 5%. Therefore, the present inventors have found that C: 2.0% or less in molten iron
In order to obtain the same effect without raising [C], it was conceived to use an oxidizing agent weaker than oxygen and iron oxide as a refining agent to be added, and to use a refining agent in which a carbonizing agent is mixed with this. As a result, it was thought that the low amount of [C] in molten iron could be compensated by the carbonizing agent in the refining agent, and when it was applied to the actual operation, unexpectedly, it was thought that the low [C] that had been contradictory until now. The inventors have completed the present invention knowing that a high decopperization / detinization rate can be achieved even if ≦ 2.0%.
【0024】ここに、本発明の要旨とするところは、溶
鉄から銅および/または錫を除去する方法において、20
Torr以下の真空下で溶鉄を、酸素および酸化鉄より弱い
酸化剤と炭剤との混合物から成る精錬剤で、脱炭するこ
とを特徴とする溶鉄の脱銅および/または脱錫方法であ
る。本発明において、5Torr以下の真空下で脱炭を行っ
てもよい。Here, the gist of the present invention resides in a method for removing copper and / or tin from molten iron.
A decoppering method and / or detinning method for molten iron, which comprises decarburizing molten iron under a vacuum of Torr or lower with a refining agent composed of a mixture of an oxidizing agent weaker than oxygen and iron oxide and a carbonizing agent. In the present invention, decarburization may be performed under a vacuum of 5 Torr or less.
【0025】本発明の好適態様によれば、前記精錬剤の
主成分は、酸化マグネシウムと炭素、二酸化珪素と炭
素、酸化マグネシウムと二酸化珪素と炭素からなる群選
ばれた少なくとも1種である。According to a preferred embodiment of the present invention, the main component of the refining agent is at least one selected from the group consisting of magnesium oxide and carbon, silicon dioxide and carbon, magnesium oxide, silicon dioxide and carbon.
【0026】[0026]
【作用】このように、本発明によれば、20Torr以下とい
う実用真空下で溶鉄に、酸素および酸化鉄より酸化力の
弱い酸化剤と炭素の混合物から成る精錬剤を添加するこ
とで、例えば [C] ≦1.0 %とすることで操業上の安定
性を確保しながら高い脱銅・脱錫率が実現できるのであ
る。As described above, according to the present invention, by adding a refining agent composed of a mixture of an oxidizing agent having a weaker oxidizing power than oxygen and iron oxide and carbon to molten iron under a practical vacuum of 20 Torr or less, for example, [ By setting C] ≦ 1.0%, it is possible to achieve a high decopperization / detinization rate while ensuring operational stability.
【0027】本発明の方法の適用対象となる溶鉄のタイ
プに特別の制限はない。例えば、通常スクラップを溶解
して得られる炭素鋼の溶鋼や溶銑でも、あるいは、ニッ
ケルやクロムを多く含んだステンレス鋼の溶鉄でもよ
い。但し、特開昭61−119612号公報で開示した様に、溶
鉄の炭素含量が高い程に脱銅および/または脱錫の効率
は高い。しかし、高 [C] であれば溶鉄の融点が低くな
るため溶鉄温度を高くしたときに溶鉄が耐火物へ侵入す
るなど操業上のトラブルがみられるが、そのような問題
は [C] ≦1.0 %とすることで解決できるため、好まし
くは本発明で用いる溶鉄は [C] ≦2.0 %、より好まし
くは [C] ≦1.0 %とする。There is no particular limitation on the type of molten iron to which the method of the present invention is applied. For example, molten steel or hot metal of carbon steel, which is usually obtained by melting scrap, or molten iron of stainless steel containing a large amount of nickel or chromium may be used. However, as disclosed in JP-A-61-119612, the higher the carbon content of the molten iron, the higher the efficiency of decoppering and / or detinning. However, if the temperature is high [C], the melting point of the molten iron will be low, so when the molten iron temperature is raised, there are operating problems such as the molten iron penetrating into the refractory, but such a problem is [C] ≤ 1.0 %, The molten iron used in the present invention is preferably [C] ≦ 2.0%, more preferably [C] ≦ 1.0%.
【0028】また、硫黄含有量が低い程に脱銅および/
または脱錫の効率は高いが、スクラップに通常見い出さ
れるレベルである0.05%以下であれば特に問題はない。
本発明の方法で用いられる酸化剤としては、酸素および
酸化鉄より弱い酸化剤であればいずれでも良い。酸素あ
るいは酸化鉄よりも酸化力の強い酸化剤を使うと、酸素
原子が脱炭および脱銅および/または脱錫反応の界面に
局在する量が増加し、銅および/または錫の原子の、こ
の反応界面への移動が妨げられ、脱銅および/または脱
錫が阻害されるからであると考えられる。Further, the lower the sulfur content, the decopperization and //
Alternatively, the efficiency of detinning is high, but there is no particular problem as long as it is 0.05% or less, which is a level usually found in scrap.
The oxidizing agent used in the method of the present invention may be any oxidizing agent weaker than oxygen and iron oxide. When an oxidizing agent having a stronger oxidizing power than oxygen or iron oxide is used, the amount of oxygen atoms localized at the interface of the decarburization and decopperization and / or detinization reaction is increased, and the number of atoms of copper and / or tin is increased. It is considered that this is because the migration to the reaction interface is hindered and decopperization and / or detinization is inhibited.
【0029】従って、例えば、酸化マグネシウム、二酸
化珪素等、またはそれらの混合物が使用可能である。酸
化マグネシウム、二酸化珪素は安価であり、また、還元
生成物であるマグネシウムは蒸発し、一方珪素は溶鉄に
入るが、溶鉄には無害であるので、両酸化剤を酸化剤の
主成分とすることが好ましい。その他の酸化剤として
は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等が挙げられ
る。Thus, for example, magnesium oxide, silicon dioxide, etc. or mixtures thereof can be used. Magnesium oxide and silicon dioxide are inexpensive, and magnesium, which is a reduction product, evaporates, while silicon enters molten iron, but since it is harmless to molten iron, both oxidizers should be the main components of the oxidizer. Is preferred. Examples of other oxidizing agents include aluminum oxide and zirconium oxide.
【0030】なお、溶鉄の珪素含有量が問題になる程に
多い場合があっても、脱銅および/または脱錫処理後に
生石灰と酸素あるいは酸化鉄を添加すれば脱珪は容易に
可能である。すでに述べたように、脱銅率、脱錫率は溶
鉄中 [C] が高い方が有利である。Even when the silicon content of molten iron is so large that it becomes a problem, desiliconization can be easily performed by adding quicklime and oxygen or iron oxide after decoppering and / or detinning. . As described above, it is advantageous that the copper removal rate and the tin removal rate are high in molten iron [C].
【0031】これは、以下のような理由による。 表面活性である酸素の濃度を低減でき、溶鋼−ガス界
面における溶鋼側銅、錫の物質移動が促進できること。 脱炭反応そのものを促進でき、総ガス気泡表面積が大
きくできること。 Cu−C、Sn−C相互作用により、銅、錫の活量係数を
上昇できること。This is because of the following reasons. The concentration of oxygen, which is surface active, can be reduced, and the mass transfer of copper and tin on the molten steel side at the molten steel-gas interface can be promoted. The decarburization reaction itself can be accelerated and the total gas bubble surface area can be increased. The activity coefficients of copper and tin can be increased by the interaction between Cu-C and Sn-C.
【0032】しかしながら、本発明の場合、特に低
[C] 域 (=0.5 〜2%) で高い脱銅脱錫効率で処理す
る要求に対処すべく、溶鉄中 [C] を上げないで、高
[C] 域と同様の効率を得るために、添加する精錬剤と
して、酸素および酸化鉄より弱い酸化剤に炭剤を混合し
た精錬剤を使用するのである。However, in the case of the present invention, particularly low
In order to meet the demand for high decopperization and detinning efficiency in the [C] region (= 0.5 to 2%), the high [C] in molten iron is not increased.
To obtain the same efficiency as in the [C] range, a refining agent in which a carbonizing agent is mixed with an oxidizing agent weaker than oxygen and iron oxide is used as a refining agent to be added.
【0033】したがって、本発明によれば、 溶鉄中 [C] の低い分を精錬剤中の炭剤で補償できる
うえに、 蒸発反応界面での酸素濃度を炭剤により局所的に下げ
られ、かつ 後述する式(2) で表される脱炭反応が助長され、 蒸発脱銅脱錫が促進できると考えられる。Therefore, according to the present invention, the low content of [C] in molten iron can be compensated by the carbonizing agent in the refining agent, and the oxygen concentration at the evaporation reaction interface can be locally reduced by the carbonizing agent, and It is considered that the decarburization reaction represented by the formula (2) described later is promoted and the evaporation decoppering detinization can be promoted.
【0034】精錬剤に混合する炭剤、例えば炭素は、上
記酸化剤と反応しやすいように微粒で十分混合されてい
ることが望ましい。なお、精錬剤中の酸化剤と炭素の割
合は、特に規定はされないが、酸化剤、炭素の効果が十
分現れる範囲として、精錬剤中の炭素の配合率として、
重量割合で、5〜50%が推奨される。It is desirable that the carbonizing agent to be mixed with the refining agent, for example, carbon, is sufficiently mixed in fine particles so as to easily react with the oxidizing agent. The ratio of the oxidizing agent and the carbon in the refining agent is not particularly specified, but as a range in which the effects of the oxidizing agent and the carbon sufficiently appear, as the mixing ratio of carbon in the refining agent,
A weight percentage of 5-50% is recommended.
【0035】使用する酸化剤は純品である必要はなく、
それらを主成分とするものであればいずれでもよい。例
えば、酸化マグネシウムあるいは二酸化珪素を酸化剤と
して使用しようとする場合には、レンガくずや珪砂を使
用してもよい。また、反応性を更に増すために、これら
の酸化剤を滓化させるべく補助的にホタル石 (CaF2)を
添加することもできる。The oxidizer used need not be pure,
Any of these may be used as long as they are the main components. For example, if magnesium oxide or silicon dioxide is to be used as an oxidizing agent, brick waste or silica sand may be used. Further, in order to further increase the reactivity, fluorspar (CaF 2 ) may be supplementarily added to slag these oxidizing agents.
【0036】使用する酸化剤は、反応速度を高めるとい
う観点から、飛散しない範囲内でできるだけ細かくする
ことが望ましい。実用的には、0 〜0.5 mmの範囲内の粒
径を持つ粒子として使用することが好ましい。From the viewpoint of increasing the reaction rate, it is desirable that the oxidizing agent used be as fine as possible within the range where it does not scatter. Practically, it is preferably used as particles having a particle size in the range of 0 to 0.5 mm.
【0037】これら酸化剤および炭剤はいずれの方法に
ても溶鉄に添加することができ、例えば、単に表面へ投
入するのみでも十分である。但し、反応速度を高めるた
めには、アルゴンガス、窒素ガス等をキャリアガスとし
て使って溶鉄中へ噴射するか、溶鉄表面へ吹き付けるこ
とが好ましい。添加速度は脱炭速度に見合った速度とす
ることが好ましいが、それより早くても遅くてもよく、
或いは、必要量全量を最初に添加しても良い。These oxidizing agents and carbonizing agents can be added to the molten iron by any method. For example, it is sufficient to simply add them to the surface. However, in order to increase the reaction rate, it is preferable to use argon gas, nitrogen gas or the like as a carrier gas to inject it into the molten iron or to spray it onto the surface of the molten iron. The addition rate is preferably a rate commensurate with the decarburization rate, but may be faster or slower,
Alternatively, all the necessary amount may be added first.
【0038】処理温度は、反応速度を高めるためには高
温である程好ましいが、原理的には脱炭が進行する温度
以上であれば良い。本発明の実施に必要な真空度を得る
手段には特に制限はない。例えば、取鍋脱ガス法、VAD
或いはLFV 法、DH真空脱ガス法、RH真空脱ガス法、ASEA
−SKF 脱ガス法等のいずれをも使用できる。The treatment temperature is preferably as high as possible in order to increase the reaction rate, but in principle, it may be higher than the temperature at which decarburization proceeds. The means for obtaining the degree of vacuum necessary for carrying out the present invention is not particularly limited. For example, ladle degassing method, VAD
Or LFV method, DH vacuum degassing method, RH vacuum degassing method, ASEA
Any of the SKF degassing methods can be used.
【0039】なお、本発明の方法においては、脱炭が吸
熱反応であるため、反応の進行につれて温度が徐々に低
下する。従って、必要に応じて途中で加熱することが望
ましい場合がある。この場合の加熱方法も特に限定され
ることはなく、アーク等を使っての電気加熱、アルミニ
ウム等を添加しての酸素吹精等、いかなる方法でも良
い。In the method of the present invention, since decarburization is an endothermic reaction, the temperature gradually decreases as the reaction progresses. Therefore, it may be desirable to perform heating on the way if necessary. The heating method in this case is not particularly limited, and may be any method such as electric heating using an arc or the like and oxygen blowing by adding aluminum or the like.
【0040】本発明の方法では、脱炭反応速度を上げる
ためには、攪拌を行なう。攪拌方法としては、アルゴン
を使ってのバブリング、インペラー等を使っての機械的
攪拌、あるいは、誘導電流等を利用しての電気的攪拌
等、いかなる方法でもよい。In the method of the present invention, stirring is performed in order to increase the decarburization reaction rate. The stirring method may be any method such as bubbling with argon, mechanical stirring with an impeller or the like, or electrical stirring with an induced current or the like.
【0041】本発明の方法の実施においては真空度は20
Torr以下であることが必要であり、5Torr以下であるこ
とが好ましい。これは、真空度が高い程、蒸発脱銅、蒸
発脱錫が促進されるのに加え、脱炭そのものが起こり易
くなるためである。In carrying out the method of the present invention, a vacuum degree of 20
It needs to be Torr or less, preferably 5 Torr or less. This is because the higher the degree of vacuum is, the more the evaporation decoppering and the evaporation detinning are promoted, and the decarburization itself is more likely to occur.
【0042】その理由は、本発明の方法では次式(1) 、
(2) に従って炭素と酸化マグネシウム、炭素と二酸化珪
素とが反応して一酸化炭素が生成されるので、高真空下
で一酸化炭素分圧が低くなると下記反応は右に進み、脱
炭自体が促進されるからである。The reason is that in the method of the present invention, the following equation (1)
According to (2), carbon reacts with magnesium oxide and carbon reacts with silicon dioxide to generate carbon monoxide, so if the carbon monoxide partial pressure becomes low under high vacuum, the following reaction proceeds to the right and the decarburization itself Because it is promoted.
【0043】 [C] + MgO → Mg↑ + CO (1) [C] +1/2 SiO2 → 1/2 [Si] + CO (2) 真空度が高い程に脱炭量に対する脱銅量、脱錫量の割合
が大きくなる理由としては次の2点が考えられる。[C] + MgO → Mg ↑ + CO (1) [C] + 1/2 SiO 2 → 1/2 [Si] + CO (2) The higher the degree of vacuum, the decoppered amount relative to the decarburized amount, The following two points can be considered as the reason why the proportion of the amount of detinning becomes large.
【0044】(1) 本発明の方法では、銅および/または
錫は蒸発除去されるものであり、脱炭により生成された
一酸化炭素ガス中に銅および/または錫の蒸気が入り、
この一酸化炭素ガスと共に除去されるものと考えられ
る。従って、真空度と一酸化炭素ガス中の銅および/ま
たは錫の蒸気分圧とにより脱銅および/または脱錫の進
行速度が決定されると考えられ、このため、真空度が高
い程に脱銅および/または脱錫が促進されると考えられ
る。(1) In the method of the present invention, copper and / or tin is evaporated and removed, and vapor of copper and / or tin enters the carbon monoxide gas produced by decarburization,
It is considered that it is removed together with this carbon monoxide gas. Therefore, it is considered that the progress rate of decopperization and / or detinization is determined by the degree of vacuum and the vapor partial pressure of copper and / or tin in the carbon monoxide gas. It is believed that copper and / or detinning is promoted.
【0045】(2) 脱炭は、上記式(1) 、(2) に従って進
行するが酸化マグネシウム、二酸化珪素により供給され
る酸素が溶鉄の脱炭反応界面近傍に溶け込んで脱炭する
とも表現できる。(2) Decarburization proceeds according to the above formulas (1) and (2), but it can also be said that oxygen supplied by magnesium oxide and silicon dioxide dissolves in the vicinity of the decarburization reaction interface of molten iron and decarburizes. .
【0046】 [C] + [O] ──→ CO (3) 従って、真空度が高い程に一酸化炭素分圧は低くなって
上記反応(3) は右に進行し、脱炭反応界面での酸素量が
少ない状態で脱炭が進行する。酸素は界面活性な元素で
ある。従って、前述の如く、酸素が多いと、脱炭、およ
び脱銅および/または脱錫反応の界面に局在する酸素の
量が増加し、銅および/または錫の反応界面への移動が
妨げられ、脱銅および/または脱錫が阻害される。従っ
て真空度が高くなり、これに伴って反応界面での酸素量
が少なくなることが脱銅、脱錫にとり好ましいと考えら
れる。以下に実施例にて本発明の方法をさらに具体的に
説明する。[C] + [O] ---> CO (3) Therefore, the higher the degree of vacuum, the lower the partial pressure of carbon monoxide, and the above reaction (3) proceeds to the right, at the decarburization reaction interface. Decarburization proceeds with a small amount of oxygen. Oxygen is a surface-active element. Therefore, as described above, when the amount of oxygen is high, the amount of oxygen localized at the interface of decarburization and decopperization and / or tin removal reaction increases, and the transfer of copper and / or tin to the reaction interface is prevented. , Copper removal and / or tin removal are inhibited. Therefore, it is considered preferable for decoppering and detinning that the degree of vacuum becomes high and the amount of oxygen at the reaction interface becomes small accordingly. Hereinafter, the method of the present invention will be described more specifically with reference to Examples.
【0047】[0047]
(実施例1)スクラップ1.5 トンを高周波炉にて溶解して
得られた表1に示すような成分の溶鋼 (C:0.50 %)
を、 300kW、1kHz の高周波電力で攪拌し、処理温度16
50℃、真空度1Torrに調整した。そして、同表に示すMg
O と炭素の混合物から成る粉末状精錬剤を少量ずつパイ
ブを通じて500 Nl/ min のArガスをキャリアガスとして
使用して、溶鋼表面に吹き付けた。90分後には、同表に
示すように、84%の脱銅率、56%の脱錫率が達成され
た。(Example 1) Molten steel of the composition shown in Table 1 obtained by melting 1.5 tons of scrap in a high frequency furnace (C: 0.50%)
Is agitated with high-frequency power of 300 kW and 1 kHz, and the processing temperature is 16
The temperature was adjusted to 50 ° C. and the degree of vacuum was 1 Torr. And Mg shown in the table
A powder refining agent consisting of a mixture of O and carbon was sprayed little by little on a molten steel surface through a pipe using 500 Nl / min of Ar gas as a carrier gas. After 90 minutes, as shown in the table, a copper removal rate of 84% and a tin removal rate of 56% were achieved.
【0048】なお、表1において、[C]iとあるのは出発
溶鉄中のC含有量を表わし、[C]fとあるのは脱炭処理後
の溶鋼中のC含有量を表わす。他の成分についても同様
である。以下同じ。In Table 1, [C] i represents the C content in the starting molten iron, and [C] f represents the C content in the molten steel after the decarburizing treatment. The same applies to other components. same as below.
【0049】(比較例1)実施例1と同様の条件にて、表
1に示すMgO のみからなる精錬剤を少量ずつパイプを通
じて500Nl/min のArガスをキャリアガスとして使用し
て、溶鋼表面に吹き付けた。90分後には、同表に示すよ
うに、64%の脱銅率、33%の脱錫率が達成されたが、実
施例1に比べれば、劣っていた。Comparative Example 1 Under the same conditions as in Example 1, 500 Nl / min Ar gas as a carrier gas was used as a carrier gas through a pipe with a refining agent consisting only of MgO shown in Table 1 little by little to form a molten steel surface. Sprayed. After 90 minutes, as shown in the table, a copper removal rate of 64% and a tin removal rate of 33% were achieved, but they were inferior to those of Example 1.
【0050】(実施例2)実施例1と同様の条件にて、表
1に示すような成分の高C溶銑 (C:4.3%) に対して、
同表に示すSiO2と炭素の混合物から成る粉末状精錬剤を
分投した。120分後には、同表に示すように、95%の脱
銅率、85%の脱錫率が達成された。(Example 2) Under the same conditions as in Example 1, with respect to high C hot metal (C: 4.3%) having the components shown in Table 1,
The powdery refining agent consisting of a mixture of SiO 2 and carbon shown in the same table was dispensed. After 120 minutes, as shown in the table, a copper removal rate of 95% and a tin removal rate of 85% were achieved.
【0051】(実施例3)スクラップ80トンを電気炉にて
溶解した表1に示すような成分の溶鉄 (C:0.43 %)
を、1650℃に調整後、炉底のポーラスプラグから5Nl/
min のArガスを流して攪拌し、真空度1Torrに調整し
た。そして、同表に示すMgO とSiO2と炭素の混合物から
成る粉末状精錬剤を少量ずつパイプを通じて2000Nl/ mi
n のArガスをキャリアガスとして使用して、溶鋼表面に
吹き付けた。120 分後には、同表に示すように、84%の
脱銅率、50%の脱錫率が達成された。(Example 3) 80 tons of scrap was melted in an electric furnace. Molten iron having the components shown in Table 1 (C: 0.43%)
Is adjusted to 1650 ° C and then 5 Nl /
A min of Ar gas was flown and stirred to adjust the vacuum degree to 1 Torr. Then, a powdered refining agent composed of a mixture of MgO, SiO 2 and carbon shown in the same table was pipetted at a rate of 2000 Nl / mi.
The n 2 Ar gas was used as a carrier gas and sprayed onto the surface of the molten steel. After 120 minutes, as shown in the table, a copper removal rate of 84% and a tin removal rate of 50% were achieved.
【0052】[0052]
【表1】 [Table 1]
【0053】表1の結果からも分かるように、本発明に
よれば [C] ≦2.0 %であっても脱銅率84%、脱錫率50
%が達成できるのであり、これは従来例でもある [C]
=0.43%の比較例と比較してもすぐれている。脱銅率で
ほゞ30%、脱錫率で52%の改善がみられたことになり、
その効果は著しい。As can be seen from the results in Table 1, according to the present invention, even if [C] ≦ 2.0%, the decoppering rate is 84% and the detinning rate is 50%.
% Can be achieved, which is also a conventional example [C]
= 0.43%, which is excellent compared to the comparative example. The decoppering rate improved by about 30%, and the tin removal rate improved by 52%.
The effect is remarkable.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
20Torr以下の実用的真空下で溶鉄から効率よく銅、錫を
除去できるのであって、今後スクラップの配合比率が上
昇することを考えた場合、その実用上に利益には大きな
ものがある。As described above, according to the present invention,
Copper and tin can be efficiently removed from molten iron under a practical vacuum of 20 Torr or less, and considering that the blending ratio of scrap will increase in the future, there are great benefits in practical use.
Claims (3)
方法において、20Torr以下の真空下で溶鉄を、酸素およ
び酸化鉄より弱い酸化剤と炭剤との混合物から成る精錬
剤で、脱炭することを特徴とする溶鉄の脱銅および/ま
たは脱錫方法。1. A method for removing copper and / or tin from molten iron, wherein the molten iron is decarburized under a vacuum of 20 Torr or less with a refining agent consisting of a mixture of oxygen and an oxidizing agent weaker than iron oxide and a carbonizing agent. A decoppering and / or detinning method for molten iron, which is characterized in that
項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein decarburization is performed under a vacuum of 5 Torr or less.
ムと炭素、二酸化珪素と炭素、酸化マグネシウムと二酸
化珪素と炭素からなる群選ばれた少なくとも1種である
請求項1または2記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the main component of the refining agent is at least one selected from the group consisting of magnesium oxide and carbon, silicon dioxide and carbon, magnesium oxide, silicon dioxide and carbon.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30306993A JPH07157819A (en) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | Method for decoppering and/or detinning in molten iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30306993A JPH07157819A (en) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | Method for decoppering and/or detinning in molten iron |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07157819A true JPH07157819A (en) | 1995-06-20 |
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ID=17916526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30306993A Pending JPH07157819A (en) | 1993-12-02 | 1993-12-02 | Method for decoppering and/or detinning in molten iron |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07157819A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020094247A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 日本製鉄株式会社 | Lance for refining, lance apparatus for refining, electric furnace, and steelmaking process |
-
1993
- 1993-12-02 JP JP30306993A patent/JPH07157819A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020094247A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 日本製鉄株式会社 | Lance for refining, lance apparatus for refining, electric furnace, and steelmaking process |
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