JPH0826431B2 - 低炭素フェロクロムの製造方法 - Google Patents

低炭素フェロクロムの製造方法

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JPH0826431B2
JPH0826431B2 JP3213520A JP21352091A JPH0826431B2 JP H0826431 B2 JPH0826431 B2 JP H0826431B2 JP 3213520 A JP3213520 A JP 3213520A JP 21352091 A JP21352091 A JP 21352091A JP H0826431 B2 JPH0826431 B2 JP H0826431B2
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寿秋 石田
昌憲 加藤
淳一 佐賀
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低炭素フェロクロムの
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】Cr60%以上、C0.1%以下のFe
−Cr合金である低炭素フェロクロムは、一般に、クロ
ム鉱石を珪素で還元する方法によって製造されており、
その具体的な製造方法としては、所謂ペラン法が採用さ
れている。このペラン法の基本的工程は、図2に示すよ
うに、酸化クロム、酸化鉄を含むクロム鉱石と媒溶剤で
ある焼石灰を電気炉内で溶解し、溶製された一次スラグ
を取鍋に出湯し、この取鍋内に還元剤として副原料シリ
コクロムを添加して強制攪拌し、還元反応を行わせる。
そして、スラグ(二次スラグ)を分離して低炭素フェロ
クロムを得、二次スラグは別途処分される。なお、上記
還元反応は、一次スラグと副原料シリコクロムを強制攪
拌することによって促進されるが、この攪拌は、通常、
2基の取鍋を用意して、シリコクロムを含んだ一次スラ
グの溶湯の移替えを繰り返し行う(リレードリング)こ
とによってなされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法においては、処分されるスラグ(二次スラグ)中に残
留するクロム含有率が高いので、種々条件調整をして
も、クロムの歩留は精々90%程度にするのが限度であ
る。
【0004】しかも、90%程度の歩留が得られる条件
で操業すると、次のような問題が発生する。クロム歩留
を上げるためには、二次スラグ中のクロム含有率をでき
るだけ低くしなければならないので、二次スラグのCa
O/SiO2比(塩基度)を1.7〜2.0程度まで上
げている。塩基度がこのように高い場合の二次スラグは
2CaO・SiO2 を主体とする物質となり、冷却され
る過程で亀裂崩壊し、粉塵が発生すると言う問題が生ず
る。この現象は、二次スラグを850℃以下にすると、
2CaO・SiO2 が高温安定型のα’型からγ型に転
移し、その際に膨張するためである。従って、従来の方
法を実施した場合に生成するスラグは骨材や道路舗装材
等として有効利用することができない。
【0005】本発明は、高いクロム歩留が得られると共
に、副製するスラグの有効利用ができる低炭素フェロク
ロムの製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ために、本発明においては、 (A)クロム鉱石と焼石灰の混合物を電気炉内で溶解し
て一次スラグを生成させる (B)一次スラグに副原料シリコクロムを添加して攪拌
し、クロム鉱石を還元して、フェロクロムと二次スラグ
を生成させる (C)二次スラグを分離する 上記の順序で実施する低炭素フェロクロムの製造方法に
おいて、上記(C)の操作で分離される二次スラグのC
aO/SiO 2 比を1.4以下とし、この二次スラグに
フェロシリコンを添加した後攪拌し、二次スラグ中の酸
化クロムを還元してシリコクロムを生成させ、回収した
シリコクロムを上記(B)の操作の際に一次スラグに添
加する副原料シリコクロムの一部代替品として用いる。
【0007】
【作用】前述のように、低炭素フェロクロムを製造する
際の残滓である二次スラグ中には、なお多くのクロムが
残留している。このクロムを回収することができれば、
二次スラグの塩基度を高くしなくてもクロム歩留を上げ
ることができる。
【0008】そこで、本発明においては、二次スラグの
CaO/SiO 2 比が1.4以下となるように一次スラ
グの溶製時に焼石灰量を制御する。そして残滓である二
次スラグを取鍋に受け、この取鍋中にフェロシリコンを
添加して攪拌し、残留する酸化クロムを還元してシリコ
クロムを生成させる。そして二次スラグ中に残留してい
るクロムをシリコクロムとして回収し、この回収シリコ
クロムを低炭素フェロクロムの製造工程へ戻して添加す
れば、副原料シリコクロムが節減できる。又、この操作
により生成した棄却スラグのCaO/SiO 2 比は、二
次スラグ中の酸化クロムとシリコンとの反応によりSi
2 が生成するため、二次スラグより更に低下するの
で、棄却スラグの亀裂崩壊が防止できる。 還元剤として
フェロシリコンを選定した理由は、副産物として回収す
るシリコクロムが一次スラグの還元剤となり低炭素フェ
ロクロムの製造工程で循環して使用可能となること、及
びフェロクロムの製造工程で一般的に使用されるシリコ
クロムに比較してシリコン含有量が高く、還元効率がよ
いためである。 なお、二次スラグのCaO/SiO 2
は高い程、二次スラグ中のクロムは減少するので、二次
スラグのCaO/SiO 2 比の下限は1.2以上が好ま
しい。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す低炭素フェロ
クロムの製造工程図である。本実施例は、低炭素フェロ
クロムを製造する工程1と、低炭素フェロクロムを製造
した際に生成する残滓である二次スラグからクロムを回
収する工程2の組み合わせによる構成になっている。
【0010】低炭素フェロクロム製造工程1は、クロム
鉱石と媒溶剤である焼石灰の混合物を電気炉内で溶解さ
せて一次スラグを生成させる操作(一次スラグ溶製操
作)と、溶製された一次スラグを取鍋に出湯し、この一
次スラグに副原料のシリコクロムを添加して攪拌し、ク
ロム鉱石中の酸化物を還元してフェロクロムと二次スラ
グを生成させる操作(還元操作)と、上記還元反応によ
って生成した二次スラグを分離・除去する操作(スラグ
分離操作)よりなる。このスラグ分離操作によって得ら
れた低炭素フェロクロムの溶湯は、鋳型に鋳込まれて成
品となる。
【0011】クロム回収工程2は、低炭素フェロクロム
製造工程1のスラグ分離操作で分離された二次スラグを
取鍋に受け、この二次スラグにフェロシリコンを添加し
て攪拌し、二次スラグ中に残留している酸化クロムと反
応させてシリコクロムを生成させる操作(シリコクロム
生成操作)と、上記シリコクロム生成操作によって生成
したスラグを分離・除去する操作(スラグ分離操作)よ
りなる。なお、分離されたスラグ(棄却スラグ)は別の
用途に向けられる。
【0012】そして、クロム回収工程2で回収されたク
ロムであるシリコクロム(回収シリコクロム)は、副原
料シリコクロムと共に低炭素フェロクロム製造工程1の
還元操作時に加えられる。この結果、低炭素フェロクロ
ム製造工程1の還元操作時に添加する副原料シリコクロ
ムの一部が回収シリコクロムによって代替され、副原料
シリコクロムが節減される。
【0013】なお、反応を促進させるために行う低炭素
フェロクロム製造工程1の還元操作における攪拌方法及
びクロム回収工程2におけるシリコクロム生成操作の攪
拌方法は、リレードリングであってもよく(窒素吸収が
それほど問題にならない場合)、或いはガス吹き込みに
よる方法(バブリング法)であってもよい。このバブリ
ング法で使用するガスの種類は、窒素の吸収防止を図る
必要がある場合とその必要がない場合とで異なる。即
ち、窒素の吸収防止を図る場合には、アルゴン等の不活
性ガスや炭酸ガス等の非酸化性ガスが使用される。又、
窒素の吸収防止を要しない場合には、酸素を含まないガ
スであればよく、例えば、窒素ガスであってもよい。
【0014】(実施例)図1の製造工程図に従って低炭
素フェロクロムを製造した。表1には、本実施例で使用
した原料であるクロム鉱石、副原料である焼石灰、シリ
コクロム及びフェロシリコンの組成を示す。
【0015】クロム鉱石7860Kg、焼石灰4060
Kgを6000KVAエルー式電気炉に装入し、溶解さ
せて一次スラグを溶製した。この一次スラグ11900
Kgを取鍋に出湯し、その中に2250Kgの副原料シ
リコクロムと、後述する工程で得た回収シリコクロム7
00Kgを添加した。次いで、この溶湯中に耐火物製の
ランスを挿入し、炭酸ガスを流量0.5Nm3 /分で1
0分間吹き込み、攪拌した。そして、生成した二次スラ
グを分離し、得られた低炭素フェロクロム5000Kg
の溶湯を鋳型に鋳込んで成品にした。この時の二次スラ
グのCaO/SiO 2 比は表2に示すように1.39で
あった。
【0016】一方、分離した二次スラグ9460kgを
取鍋に受け、フェロシリコン525kgを添加し、二次
スラグ中に耐火物製のランスを挿入し、炭酸ガスを流量
0.5Nm3 /分で10分間吹き込み、攪拌した。次い
で、生成した棄却スラグと回収シリコクロムを分離し、
棄却スラグ9430kgと回収シリコクロム700kg
を得た。この回収シリコクロム700kgは、前述のよ
うに、副原料シリコクロムと共に一次スラグに添加し
た。
【0017】上記各段階のおける生成物の組成及びクロ
ム歩留を表2に示す。表2に記載のように、クロム歩留
は96.7%と言う高い値が得られた。又、CaO/S
iO 2 比(塩基度)は1.30と低く、有効利用可能な
性状であった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】(従来例)表1に記載されている組成のク
ロム鉱石、焼石灰、シリコクロムを使用し、図2の製造
工程図に従って低炭素フェロクロムを製造した。この低
炭素フェロクロムの製造においては、二次スラグからシ
リコクロムを回収し、これを一次スラグに添加する操作
をしなかったこと以外は実施例と同じ条件で実施した。
この結果は表3に示す。
【0021】
【表3】
【0022】表2及び表3に記載してある実施例と従来
例の結果を比較してみると、クロム歩留については実施
例は従来例より6.7%も高い極めて良好な結果であっ
た。又、実施例の棄却スラグのCaO/SiO2 比は
1.30であり、自然崩壊を起こさない低値であった。
【0023】
【発明の効果】本発明は、クロム鉱石と焼石灰を電気炉
内で溶解した一次スラグに副原料のシリコクロムを添加
して低炭素フェロクロムを製造する際に分離される二次
スラグに、フェロシリコンを添加してシリコクロムを生
成させ、この回収したシリコクロムによって上記副原料
のシリコクロムの一部を代替する方法である。
【0024】本発明によれば、低炭素フェロクロムを製
造する際に分離される二次スラグ中に残留している多量
のクロムがシリコクロムとして回収され、クロム歩留が
大幅に向上する。しかも、二次スラグはクロムが回収さ
れた後に棄却スラグとして処分され、残留クロム含有率
を特別に低くする必要がないので、そのCaO/SiO
2 比を低くすることができる。このため、処分される棄
却スラグは自然崩壊を起こさない性状であるので、スラ
グの有効利用ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す低炭素フェロクロムの
製造工程図である。
【図2】従来技術を示す低炭素フェロクロムの製造工程
図である。
【符号の説明】
1 低炭素フェロクロム製造工程 2 クロム回収工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 清 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 審査官 小川 進 (56)参考文献 特開 昭58−113351(JP,A) 特開 昭61−69944(JP,A) 特公 昭62−50543(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)クロム鉱石と焼石灰の混合物を電気
    炉内で溶解して一次スラグを生成させる (B)一次スラグに副原料シリコクロムを添加して攪拌
    し、クロム鉱石を還元して、フェロクロムと二次スラグ
    を生成させる (C)二次スラグを分離する 上記の順序で実施する低炭素フェロクロムの製造方法に
    おいて、 上記(C)の操作で分離される二次スラグのCaO/S
    iO 2 比を1.4以下とし、この二次スラグにフェロシ
    リコンを添加した後攪拌し、二次スラグ中の酸化クロム
    を還元してシリコクロムを生成させ、回収したシリコク
    ロムを上記(B)の操作の際に一次スラグに添加する副
    原料シリコクロムの一部代替品として用いることを特徴
    とする低炭素フェロクロムの製造方法。
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