JPS6169944A - Manufacture by melting and reducing of ferrochrome - Google Patents

Manufacture by melting and reducing of ferrochrome

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JPS6169944A
JPS6169944A JP19063784A JP19063784A JPS6169944A JP S6169944 A JPS6169944 A JP S6169944A JP 19063784 A JP19063784 A JP 19063784A JP 19063784 A JP19063784 A JP 19063784A JP S6169944 A JPS6169944 A JP S6169944A
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JP
Japan
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slag
chromium
reduction
smelting
ferrochrome
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Pending
Application number
JP19063784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Katayama
裕之 片山
Masatoshi Kuwabara
桑原 正年
Hideki Ishikawa
英毅 石川
Tsutomu Saito
力 斎藤
Noriyuki Inoue
井上 典幸
Masaki Fujita
正樹 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Metals and Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Japan Metals and Chemical Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Japan Metals and Chemical Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Japan Metals and Chemical Co Ltd
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Publication of JPS6169944A publication Critical patent/JPS6169944A/en
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Abstract

PURPOSE:To manufacture ferrochrome with high chrome recovery yield and inexpensively by reducing, melting an oxide with chrome ore, coke and oxygen supplied in a reaction vessel and adding Si alloy over a slag and melting. CONSTITUTION:In a melting and reducing furnace 22 provided with a top blown lance 24 and a bottom-blown tuyere 23, a coke 39, chrome are preheated by a rotary kiln 21, or a prereducing pellet 40, lime stone 41 and the like are charged and gasses including oxygen are blown upward and the oxide is reduced and melted to obtain a molten metal 27 of ferrochrome. In the method, Si alloy including 20-75% Si is added from a hopper 26 over a slag 28 and melted. The ferrochrome particles existing in the slag 28 are caught by the melt and precipitated in molten metal 27 to improve the yield of chrome recovery.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発lNi−1.従来、電力を用いて製造されていた
フェロクロムなどの高クロム合金を、上底吹転炉型反応
容器を用いる溶融還元法によシミ力を用いないで安価に
、かつクロム分の回収歩留シを高く製造するだめの方法
に関し、特に、クロム酸化物の溶融還元製錬後、スラグ
中に浮遊しているフェロクロムを能率よく溶融金属浴や
へ移行させる方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) Conventionally, high chromium alloys such as ferrochrome, which were produced using electricity, can be produced inexpensively and with a high chromium recovery yield system using a smelting reduction method using a top-bottom blown converter reactor without using staining force. The present invention relates to a method for producing chromium oxide at a high rate, and in particular to a method for efficiently transferring ferrochrome suspended in slag to a molten metal bath after smelting and reducing chromium oxide.

この発明において、高クロム合金とは、高クロム鋼製造
におけるクロム源としての機能面から要求されるCr含
有量が17%以上のものをいう。
In this invention, a high chromium alloy refers to an alloy with a Cr content of 17% or more, which is required from the functional standpoint as a chromium source in the production of high chromium steel.

(従来の技術) 従来、高クロム合金、例えばCrを50%以上含有する
フェロクロムは、たとえば、特開昭52−138418
号公報に開示されている如く低シャフト型電気炉におい
てクロム鉱石あるいはその半還元物を加熱、溶融、還元
して製造されてきた。
(Prior Art) Conventionally, high chromium alloys, such as ferrochrome containing 50% or more of Cr, have been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-138418, for example.
As disclosed in the above publication, chromium ore or its semi-reduced product is heated, melted, and reduced in a low-shaft electric furnace to produce chromium ore.

しかし、この方法には次のような問題点がある。However, this method has the following problems.

(1)還元エネルギーとして高価な電力を用いているた
め、特に、我国においては、製造コストが高い0 (2)炉外に排出されるスラグ中のCr%が2〜5チと
高く、クロムロスが大きい。また、スラグ中のCr4が
高いために、スラグを有効利用できる範囲が限定される
(1) Because expensive electricity is used as reduction energy, manufacturing costs are high, especially in Japan. (2) Cr% in the slag discharged outside the furnace is as high as 2-5%, resulting in chromium loss. big. Furthermore, since the Cr4 content in the slag is high, the range in which the slag can be effectively utilized is limited.

したがって、還元エネルギーを電力よシも安価な一次エ
ネルギー(とくに石炭・コークスなどの炭素質固体の燃
焼熱)におきかえた、所謂、溶融還元法を開発し、さら
に、そのプロセスにおいてスラグ中のクロム含有量を十
分に低下する条件を見出すことができれば、その有利性
は非常に大きいことになる。そのようなプロセスを開発
するには次のような問題点を解決しなければならなり0
(1)  溶融還元法では、原料の加熱・溶洩、酸化物
の還元エネルギーなどの供給を、炭材の酸化発熱によっ
て供給しなければなら々b0その場合、炭材供給量あた
シの発熱量を大にするためには、c −+ coの反応
だけでなく、極力C−+ Co→CO2の反応まで利用
したい。すなわち、効率的な発熱のためには雰囲気を酸
化性にする必要があるが、これとスラグ中のクロム含有
量を十分に低いレベルまで還元を進めるということを両
立させるにはどうすればよいか。
Therefore, we developed the so-called smelting reduction method, which replaces the reduction energy with electricity and cheaper primary energy (particularly the heat of combustion of carbonaceous solids such as coal and coke). If conditions could be found to sufficiently reduce the amount, the advantage would be enormous. To develop such a process, the following problems must be solved:
(1) In the smelting reduction method, heating and leakage of raw materials, energy for reducing oxides, etc. must be supplied by the oxidation heat generated by the carbon material.In that case, the amount of heat generated by the amount of carbon material supplied must be In order to increase the amount, we would like to utilize not only the reaction of c − + co but also the reaction of C − + Co→CO2 as much as possible. In other words, it is necessary to make the atmosphere oxidizing for efficient heat generation, but how can this be achieved while reducing the chromium content in the slag to a sufficiently low level?

(2)  クロム鉱石中ではクロム分は船溶性のスピネ
ルを形成してお夛、その溶融及びクロム分の還元の速度
は小さい。しかも、クロム鉱石はMgO。
(2) In chromium ore, the chromium content forms ship-soluble spinel and the rate of melting and reduction of the chromium content is slow. Moreover, chromium ore is MgO.

AtO,StO□などの酸化物を多量に含有しておυ、
S 生成スラグ量はきわめて多い。このよりに、速度がおそ
いことが予想される反応をどのよう((シて促進するか
Contains large amounts of oxides such as AtO and StO□,
S The amount of slag produced is extremely large. How can we accelerate reactions that are expected to be slow?

(3)  従来の低シャフト炉型電気炉の長所はアーク
による高温部と炉壁の間を装入物が遮断していること、
かつ、炉壁近傍は溶融物の流動がほとんどおこらないこ
とから、炉壁耐火物がほとんど消耗しないことである。
(3) The advantage of the conventional low-shaft electric furnace is that the charge blocks the space between the high-temperature area caused by the arc and the furnace wall;
In addition, since there is almost no flow of molten material near the furnace wall, the furnace wall refractories are hardly consumed.

これに比して、溶融還元法では、熱の集中反が少ないた
め、反応促進のために強攪拌を行ったり反応郡全体の温
度を上昇させたシすると、耐火物への負荷が大きくなる
。耐火物の損・傷を、どのようにして抑制するか。
In comparison, in the smelting reduction method, there is less heat concentration, so if strong stirring is performed to promote the reaction or the temperature of the entire reaction group is raised, the load on the refractory increases. How can damage and damage to refractories be prevented?

ところで発明者等は、特願昭53−66939号(特開
昭54−158320号公報)にて、還元エネルギを電
気エネルギから一次エネルギ(コークス等)に置き換え
た、クロム鉱石の溶融還元プロセスを提案した。
By the way, the inventors proposed in Japanese Patent Application No. 53-66939 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-158320) a chromium ore melt reduction process in which electrical energy was replaced with primary energy (coke, etc.) as the reduction energy. did.

このプロセスは、ロータリキルンのような予備還元炉と
、上底吹転炉型反応容器の組合せからなる設備を用いて
、クロム鉱石或はクロム酸化物を原料として高クロム合
金を製造するプロセスであって、クロム鉱石或はクロム
酸化物を予備還元し半還元物を得る過程と、このクロム
鉱石或はクロム酸化物の半還元物、炭材、スラックスお
よび酸化性ガスを上底吹転炉型反応容器に供給して前記
クロム鉱石或はクロム酸化物の溶融還元を行なう過程と
からなっている。
This process uses equipment consisting of a combination of a pre-reduction furnace such as a rotary kiln and a top-bottom blown converter reactor to produce high chromium alloys from chromium ore or chromium oxide. A process in which chromium ore or chromium oxide is pre-reduced to obtain a semi-reduced product, and the chromium ore or chromium oxide semi-reduced product, carbonaceous material, slack and oxidizing gas are subjected to a top-bottom blown converter type reaction. The method consists of a step of supplying the chromium ore or chromium oxide to a container and melting and reducing the chromium ore or chromium oxide.

(発明が解決しようとする問題点) 上に述べた、上底吹転炉型反応容器によるクロム鉱石等
の溶融還元プロセスにあっては、好ましくは溶融還元製
錬過程は2期に分けられる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned smelting reduction process of chromium ore, etc. using a top-bottom blown converter type reaction vessel, the smelting reduction smelting process is preferably divided into two stages.

溶融還元製錬第1期にあっては、クロム原料。In the first stage of smelting reduction smelting, chromium raw material.

炭材、スラックスおよび酸化性ガスが上底吹転炉型反応
容器に装入され、クロム原料(クロム酸化物)の溶融還
元が行なわれる。
Carbon material, slack, and oxidizing gas are charged into a top-bottom blowing converter type reaction vessel, and chromium raw material (chromium oxide) is melted and reduced.

溶融還元製錬第2期(仕上げ還元期)にあっては、クロ
ム原料の供給を止め、上底吹吹酸を続け、メタル浴温度
を制御し、かつ還元剤としての遊離炭材量を制御して耐
火材に過度の負荷を与えずに、極力短かい時間にクロム
の還元を進め、所定のスラグ中クロム含有量に到らしめ
(低下させ)る。
In the second stage of smelting reduction smelting (finish reduction stage), the supply of chromium raw material is stopped, top and bottom blown acid is continued, the metal bath temperature is controlled, and the amount of free carbon material as a reducing agent is controlled. Chromium is reduced in the shortest possible time without placing an excessive load on the refractory material, and the chromium content in the slag reaches (reduces) a predetermined chromium content.

処で、前述の溶融還元製錬第2期(仕上げ還元期)にあ
っては、上底吹転炉型反応容器内のスラグ中のクロム分
は、スラグ中に懸濁せしめられるコークス(炭材)によ
りて還元せしめられ、数μmといった7工ロクロム微粒
としてスラグ中に浮遊している。
In the second stage of smelting reduction smelting (finish reduction stage), the chromium content in the slag in the top-bottom blown converter reactor is replaced by coke (carbonaceous material) suspended in the slag. ), and it is suspended in the slag as fine particles of hexachromium, several micrometers in size.

これを如何にして反応容器内の溶融金属浴に移行せしめ
るかが、この発明における技術的課題でおる。
The technical problem of this invention is how to transfer this to the molten metal bath in the reaction vessel.

(問題点を解決するための手段) 上に述べた、この発明における技術的課題は、酸素を含
有するガスを上底吹きできる反応容器に、溶鉄、予備還
元クロム鉱石の粒塊状物、炭材お工び酸素を供給して酸
化物を還元、溶融レフエロクロムを製造するにあたシ、
スラグ中の酸化物含有量が1チ以下である状態まで還元
を進行させた後、Stを20〜75%の範囲で含有する
St金合金スラグ上から添加し溶融し、この溶融物によ
りてスラグ中に存在するフェロクロム微粒を捕捉し、反
応容器中の金属浴中へ沈降させることを特徴とするフェ
ロクロムの溶融還元による製造方法によって解決される
(Means for Solving the Problems) The technical problem of the present invention described above is that molten iron, pre-reduced chromium ore granules, and carbonaceous materials are placed in a reaction vessel capable of blowing oxygen-containing gas from the top to the bottom. In order to produce molten refurochrome by supplying oxygen and reducing oxides,
After the reduction has progressed to a state where the oxide content in the slag is 1 or less, St is added from above the St gold alloy slag containing 20 to 75% and melted. The problem is solved by a method for producing ferrochrome by melting and reduction, which is characterized in that fine particles of ferrochrome present in the ferrochrome are captured and precipitated into a metal bath in a reaction vessel.

以下に、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

この発明は、たとえば第1図に示す設備を用いて実施さ
れる。
This invention is implemented using, for example, the equipment shown in FIG.

本発明を実施するのに用いる設備の1例を第1図に示す
。図において21はロータリーキルン、22は溶融還元
炉、23は羽口、24は上吹ランス、25はフード、2
6は炭材、フラックス用ホッa4−1’l 7は溶湯、
28はスラグ、29はクロムペレット、30は炭材、3
1は気泡、32はペレット貯鉱槽、33は石灰用スクー
プフィーダ、34はコークス用スクープフィーダ、35
はエアーボート、36は原料シュート、37は排風機、
38はペレット排出口及び溶融還元炉発生ガス径路、3
9はコークス、40はペレット、41は石灰石、42は
エアーノズル、43は送風機、44は羽口管内圧力測定
装置、45は排ガス分析装置を示す。この設備はロータ
リーキルン21と、上底吹転炉型溶融還元炉22の組合
せからなる。まず、ロータリーキルン21は主として溶
融還元炉から出る排ガスを燃料として操業され、溶融還
元炉22に装入される諸原料の加熱、例えばクロム鉱石
とコークスのような炭材を微粉砕後、ペレットに成型し
た内装炭クロムペレットを加熱して酸化鉄および酸化ク
ロムの一部を予備還元し、予熱された半還元ペレットを
得ること、溶融還元炉で燃料あるいは還元剤として用い
られるコークスのような炭材を予熱すること、フラック
スとして用いられる石灰の予熱あるいは石灰石の焙焼な
どを行うことに利用される。ロータリーキルン21は溶
融還元炉22から排出される高温ガスの顕熱も利用でき
ること、及び他の形式の予備還元炉に比して加熱温度を
高めることができ難還元性であるクロム酸化物の還元も
50〜70チ進められることから、排ガスを用いる予熱
予備還元炉として適している。これを用いることによっ
て、まず原料の予熱・予備還元を行った結果として、溶
融還元炉で要求される、生産量あたシの発熱量を軽減さ
せることができる。例えばクロム鉱石中のクロム分の7
0%および鉄分の90%が予備還元され、コークスとと
もに1000℃に予熱された状態で溶融還元炉に装入で
きるとすれば、予熱、予備還元をしないで装入した場合
に比して、溶融還元炉での必要発熱量(これは炭材を酸
素で燃焼させて発生させる)は約30%でよいことにな
る。また、溶融還元炉に装入されるクロムペレット中の
鉄分の大半が予備還元されていると、ペレットが溶融還
元炉内で溶解して生成するスラグの(T、Fe%)を低
くでき耐火物の侵食を軽減できるという効果もある。さ
らに、第2図に示すように、溶融還元炉に投入されたペ
レットのO(ゼロ)次反応域での速度定数を犬にするこ
とができ還元反応を進める上で有利である。
An example of equipment used to carry out the present invention is shown in FIG. In the figure, 21 is a rotary kiln, 22 is a melting reduction furnace, 23 is a tuyere, 24 is a top blowing lance, 25 is a hood, 2
6 is carbon material, flux hot a4-1'l 7 is molten metal,
28 is slag, 29 is chromium pellet, 30 is carbon material, 3
1 is a bubble, 32 is a pellet storage tank, 33 is a scoop feeder for lime, 34 is a scoop feeder for coke, 35
is an air boat, 36 is a raw material chute, 37 is an exhaust fan,
38 is a pellet discharge port and a smelting reduction furnace generated gas path;
9 is coke, 40 is pellets, 41 is limestone, 42 is an air nozzle, 43 is a blower, 44 is a tuyere pressure measuring device, and 45 is an exhaust gas analyzer. This equipment consists of a combination of a rotary kiln 21 and a top-bottom blowing converter type melting reduction furnace 22. First, the rotary kiln 21 is mainly operated using exhaust gas emitted from the smelting reduction furnace as fuel, and heats various raw materials charged into the smelting reduction furnace 22. For example, after pulverizing chromium ore and carbonaceous materials such as coke, the rotary kiln 21 is formed into pellets. Preliminary reduction of some of the iron oxide and chromium oxide is achieved by heating the charcoal-filled chromium pellets to obtain preheated semi-reduced pellets. It is used for preheating, preheating lime used as flux, or roasting limestone. The rotary kiln 21 can also utilize the sensible heat of the high-temperature gas discharged from the melting reduction furnace 22, and can raise the heating temperature compared to other types of preliminary reduction furnaces, and can also reduce chromium oxide, which is difficult to reduce. Since it can advance 50 to 70 inches, it is suitable as a preheating pre-reduction furnace using exhaust gas. By using this, as a result of preheating and preliminary reduction of the raw material, it is possible to reduce the amount of heat generated per production amount required in the melting reduction furnace. For example, the chromium content in chromium ore is 7.
If 0% and 90% of the iron content can be pre-reduced and charged into the smelting reduction furnace together with coke and preheated to 1000℃, the molten This means that the required calorific value in the reduction furnace (this is generated by burning carbonaceous material with oxygen) is only about 30%. In addition, if most of the iron content in the chromium pellets charged into the smelting reduction furnace is pre-reduced, the (T, Fe%) of the slag produced when the pellets are melted in the smelting reduction furnace can be lowered. It also has the effect of reducing erosion. Furthermore, as shown in FIG. 2, the rate constant in the O (zero) order reaction zone of the pellets charged into the melting reduction furnace can be made uniform, which is advantageous in advancing the reduction reaction.

溶融還元炉22は、予備還元されたクロムペレット、コ
ークスのような炭材゛1石灰を王とする7ラツクスの供
給を受けて、それらを溶融するととも、に、残留してい
るクロム、鉄の酸化物の還元反応を進め、最終的にはク
ロム−鉄系合金溶湯と、Mg0−810□−CaO−A
t20.を主成分とするスラグを得るための装置である
。転炉状にしたのは、反応の進行に不可欠なスラグの強
攪拌を実現するのに便利なためである。底部から酸素を
含むがスの吹込みを行うための羽口23(これは複数個
のこともちシうる)と、上方から酸素を炉内に吹込むた
めの上吹ランス24が付属している。
The smelting reduction furnace 22 receives a supply of pre-reduced chromium pellets and carbonaceous materials such as coke, and melts them, while also removing residual chromium and iron. Proceed with the reduction reaction of the oxide, and finally molten chromium-iron alloy and Mg0-810□-CaO-A
t20. This is a device for obtaining slag whose main component is The converter shape is convenient for achieving strong stirring of the slag, which is essential for the progress of the reaction. Attached are a tuyere 23 (there may be a plurality of tuyeres) for blowing in gas containing oxygen from the bottom, and a top blow lance 24 for blowing oxygen into the furnace from above.

底吹羽口の機能はメタル中に酸素を含むガスを吹込むこ
とによってメタルの温度を調整すること、その結果とし
て、メタルの攪拌を介してスラグの強攪拌を実現するこ
と、また必要に応じて、メタルの脱炭を行い成品の炭素
含有量を調整することでおる。攪拌だけであればArや
窒素のような不活性ガスでも行えるが、その場合も攪拌
に要するガス費用及びそれによって系外に持ち出される
顕熱ロスの点から、酸素を含むガスを用いる方が有利で
ちる。酸素を含むガスをメタル中に吹き込むためには、
例えば2重管羽口を用い、外管からは少量の炭化水素H
Ar + N2のような冷却ガスを吹き込んで羽口溶損
を保護する。
The function of the bottom blowing tuyere is to adjust the temperature of the metal by blowing oxygen-containing gas into the metal, and as a result, to achieve strong stirring of the slag through the stirring of the metal. Then, the carbon content of the product is adjusted by decarburizing the metal. If only stirring is required, an inert gas such as Ar or nitrogen can be used, but even in that case, it is more advantageous to use a gas containing oxygen in terms of the gas cost required for stirring and the loss of sensible heat that is carried out of the system. Dechiru. In order to blow gas containing oxygen into metal,
For example, if a double tube tuyere is used, a small amount of hydrocarbon H is released from the outer tube.
Blow a cooling gas such as Ar + N2 to protect against tuyere erosion.

上吹ランスからの酸素供給は、溶融還元炉での発熱状態
を制御する主な手段である。供給すべき酸素量、炉の大
きさ、排出ガスの条件などによってノズル形状がきめら
れる。また、操業条件に応じてランス先端とスラグ面と
の距離を調整できるようになっている。
Oxygen supply from the top blowing lance is the main means of controlling the exothermic conditions in the smelting reduction furnace. The nozzle shape is determined by the amount of oxygen to be supplied, the size of the furnace, exhaust gas conditions, etc. Additionally, the distance between the lance tip and the slag surface can be adjusted according to operating conditions.

溶融還元炉の炉形状は通常の製鋼用転炉に類似したもの
を基本とするが、(1)使用する鉱石の成分によって生
成するスラブ量が多い場合には、メタルがたまる部分に
比して上方のスラグかたまる部分の径を犬にして、スラ
グの相対厚みを小さくすること、(2)炉内で二次燃焼
率を高めることにより炉上部の耐火物への負荷が大きい
場合にはその部分を水冷構造にするなどの対策がとられ
る。
The shape of the smelting reduction furnace is basically similar to that of a normal converter for steelmaking, but (1) if the amount of slab produced is large depending on the composition of the ore used, (2) If the load on the refractories in the upper part of the furnace is large, by increasing the secondary combustion rate in the furnace, reduce the relative thickness of the slag by making the diameter of the upper part where the slag aggregates small. Countermeasures are being taken, such as installing a water-cooled structure.

溶融還元炉の耐火物は炉の下半分(はとんど常にスラグ
およびメタルにつかっている部分)はマグネシアカービ
ン質しンff7!l′−最適である。炉の上半部(co
 −co2系の高温ガス雰囲気にさらされる部分)は同
じくマグネシアカーyfン質レンガあるいはクロムマグ
ネシアレンガが適している。いずれが最適であるかは、
排ガスのCO/CO2比としてどのような値が選定され
るか(溶融還元炉の操業からは、CO/CO2比0.3
の範囲ではどのような値をとることもできる)に依存す
る。
The refractory material in the smelting reduction furnace is magnesia carbide in the lower half of the furnace (the part that is almost always used for slag and metal).FF7! l′-optimal. The upper half of the furnace (co
Similarly, magnesia carbon bricks or chromium magnesia bricks are suitable for the parts exposed to the CO2-based high-temperature gas atmosphere. Which is the best?
What value is selected as the CO/CO2 ratio of exhaust gas? (From the operation of the smelting reduction furnace, the CO/CO2 ratio is 0.3
can take any value within the range).

なおロータリーキル/と溶融還元炉の間には、必要に応
じて両者をマツチングさせるためのバッファとして、ベ
レット貯留槽が設けられる。ロータリーキル/を、溶融
還元炉から要求される原料供給・4ター/にあわせて非
定常操業するか、あるいはロータリーキルン1基に対し
て溶融還元炉2基の組合せからなる設備で、2基の溶融
還元炉の操業サイクルをずらせて2基の和として原料供
給・セターンを定常化したような場合には、貯留槽は小
さくできるか、あるいはさらに除去することも可能であ
る。
Note that a pellet storage tank is provided between the rotary kill/reduction furnace and the melting reduction furnace as a buffer for matching the two, if necessary. Either the rotary kil/ is operated unsteady according to the raw material supply/4 tar/ required from the melting reduction furnace, or the two melting In the case where the operation cycles of the reduction furnaces are shifted to stabilize the raw material supply and setan as the sum of the two, the storage tank can be made smaller or even removed.

以上のような設備を用いる操業方法は次の通りである。The operating method using the above equipment is as follows.

ロータリーキルンでは炭素分を内装したクロム鉱石ベレ
ットと、コークス塊を装入して、熱源として溶融還元炉
から出る高温ガスを王とし、必要に応じて重油その他の
燃料を加え、エアーノズル42、エアーボート35など
によって空気あるいは酸素富化空気を供給して燃焼のコ
ントロールをし、キルン内の最高温度領域がクロムの還
元を進めるのに必要な1400℃以上となるようにする
In the rotary kiln, chromium ore pellets containing carbon and coke lumps are charged, and the heat source is high-temperature gas from the smelting reduction furnace.Heavy oil and other fuels are added as necessary, and air nozzles 42 and air boats are used. Combustion is controlled by supplying air or oxygen-enriched air through the kiln 35, etc., so that the highest temperature region in the kiln is 1400° C. or higher, which is necessary to promote the reduction of chromium.

溶融還元炉で必要とされる炭材は、一部調整用以外はす
べてロータリーキルンを通して供給することが望ましい
。何故ならばキルン内の炭材量がふえることは、高温域
でのベレットの再酸化を防止して溶融還元炉に供給され
るクロムベレットの還元率を高位に保つことを可能にす
るとともに、炭材自身が予熱されるために、溶融還元炉
の熱74ランスを改善するからである。しかし、キルン
への装入炭材が多いためにキル/出口のガスの00%を
十分低い値に下げることができないことが問題になる場
合は、炭材の一部を、キルンの途中から例えばスクープ
フィーダによって供給すればよい。
It is desirable that all the carbonaceous materials required in the smelting reduction furnace be supplied through a rotary kiln, except for some adjustment purposes. This is because increasing the amount of carbon in the kiln prevents re-oxidation of the pellets in the high temperature range, making it possible to maintain a high reduction rate of the chrome pellets supplied to the smelting reduction furnace. This is because the material itself is preheated, which improves the heat 74 lance of the smelting reduction furnace. However, if there is a large amount of carbon material charged into the kiln and it becomes a problem that the 00% of the gas at the kill/outlet cannot be reduced to a sufficiently low value, some of the carbon material may be removed from the middle of the kiln, e.g. It may be fed by a scoop feeder.

フラックスとしては、生成スラグの成分条件を満足する
ように、用い友クロム鉱石や炭材の組成に応じて、石灰
、さらには必要に応じて珪石、または、CaOとS x
 O2を含有するスラグ(例えばステンレス製鋼工程で
発生するもの)を溶融還元炉に添加する。これらの7ラ
ツクスの添加は、クロムベレットの添加量にほぼ比例し
て加えていくか、あるいは滓化に要する時間を考慮して
クロムベレット添加量に比例するよシは先行して添加す
る。
As a flux, depending on the composition of the chromium ore and carbon material used, lime, and if necessary, silica stone, or CaO and S
Slag containing O2 (e.g., from the stainless steel manufacturing process) is added to the smelting reduction furnace. These 7 lacs are added in approximately proportion to the amount of chrome pellets added, or in advance in proportion to the amount of chrome pellets, taking into account the time required for slag formation.

これらの7ラツクスはホラ・ぐ−26から溶融還元炉に
直接投入してもよいが、ロータリーキルンを通して予熱
してから投入することもできる。特に石灰源として石灰
石を用いてキルン内で焙焼して、予熱された生石灰を溶
融還元炉に供給することもできる。
These 7 lacs may be directly charged into the smelting reduction furnace from the Hora-G-26, but they can also be preheated through a rotary kiln before being charged. In particular, it is also possible to use limestone as the lime source, roast it in a kiln, and feed the preheated quicklime to the smelter reduction furnace.

ただし、キルン内でクロムベレットと7ラツクスが反応
して低融点化し、キルンに付着物を生ずるおそれがある
時は、フシックス類はスクープフィーダ33を通してキ
ル/の炉尻近くで加えるか、あるいはフラックスの予熱
あるいは焙焼用に、別の予熱装置を用いてもよい。
However, if there is a risk that the chromium pellets and 7lux will react in the kiln to lower the melting point and cause deposits to form in the kiln, the fluxes should be added near the bottom of the kiln through the scoop feeder 33, or A separate preheating device may be used for preheating or roasting.

なお、ロータリーキルンの操業は、貯留槽が大きい場合
、あるいは二基の溶融還元炉が操業サイクルをづらせて
運転していてそれらへのペレットの供給量の和がほぼ時
間的に一定の場合には定常状態に近い操業を行う。それ
以外の場合には、溶融還元炉から要求される原料供給・
ぐり二ンに合せるように非定常操業を行う。
Note that rotary kiln operation is difficult when the storage tank is large, or when two smelting reduction furnaces are operated with staggered operation cycles and the sum of the pellet supply amounts to them is almost constant over time. Operate close to steady state. In other cases, the raw material supply and
Unsteady operation will be carried out to match the current situation.

溶融還元炉は、立ち上げる場合には他の溶解炉で得た鉄
あるいは鉄−クロム系溶湯を装入するか、あるいはコー
クスと型銑あるいは固体フェロクロムを装入して吹酸し
てメタルを溶解して種湯とする。2ヒート目以降は、例
えば前ヒートで生成したスラグの80%以上と高クロム
溶湯の約2/3を出湯し、定格溶湯量の約1/3を炉内
に種湯として残す方式で操業を続ける。
When starting up a smelting reduction furnace, it is charged with iron or iron-chromium molten metal obtained from another melting furnace, or with coke and mold pig iron or solid ferrochrome and blown acid to melt the metal. and use it as a seed bath. From the second heat onwards, for example, the operation is carried out in such a way that more than 80% of the slag generated in the previous heat and about 2/3 of the high chromium molten metal are tapped out, leaving about 1/3 of the rated molten metal amount in the furnace as seed metal. continue.

一溶融還元製錬第1期− 前述の種湯に底吹羽口23から酸素を含むガスを吹き込
んで攪拌しつつ、上吹ランス24から酸素上吹し、ロー
タリーキルン21から予熱、予備還元したクロムベレッ
ト、コークスのような炭材、フラックスを供給する。炭
材の酸化発熱(C→COあるいはCO□)と、炭素(固
体炭材あるいはメタル中に溶けた炭素)によるクロムあ
るいは鉄の欲化物の還元反応、およびクロムベレット中
のMgO1SiO□、 ht2o、分、炭材中の灰分お
よびフラックスとして加えたCaO(場合によっては5
lo2も)による造滓が進む。諸原料を添加していくに
つれ、溶融スラグ及び溶融メタルの量がふえてくる。こ
の間、メタル温度は凝固開始温度以上、1650℃以下
になるように、原料併給速度と上、底吹吹酸速度、ラン
ス高さなどを制御する。メタル温度を凝固開始温度以上
にするのは本発明の遂行にとって重要な底吹羽口の閉塞
を防止するためである。
First phase of smelting and reduction smelting - Oxygen-containing gas is blown into the aforementioned seed water from the bottom blowing tuyere 23 and while stirring, oxygen is top blown from the top blowing lance 24, and preheated and pre-reduced chromium is produced from the rotary kiln 21. Supplying pellets, carbon materials such as coke, and flux. The oxidation exotherm of carbonaceous material (C→CO or CO□) and the reduction reaction of chromium or iron greed by carbon (solid carbonaceous material or carbon dissolved in metal), and the reduction reaction of MgO1SiO□, ht2o, min in chromium pellets. , ash in the carbonaceous material and CaO added as flux (in some cases, 5
(LO2 also) is progressing. As the raw materials are added, the amount of molten slag and molten metal increases. During this time, the raw material co-feed rate, top and bottom blown acid rates, lance height, etc. are controlled so that the metal temperature is higher than the solidification start temperature and lower than 1650°C. The purpose of setting the metal temperature above the solidification start temperature is to prevent clogging of the bottom blowing tuyere, which is important for carrying out the present invention.

また、本発明の必要条件である強攪拌条件下では、メタ
ルとスラグの温度差は小さく、メタル温度を1650℃
以下に管理すれば、スラグによる耐火物の侵食を抑制で
きる。メタルの温度は、数分おきに浸漬型熱電対で測定
してもよいが底吹羽口管内の圧力を連続測定する方法に
よってもある程度推定できる。これは、メタル温度が低
下すると羽口先付着物(凝固したメタルおよびクロム系
の酸化物)の量が増加するため羽口管内圧力が増加する
という現象があることに基く。羽口内圧力とメタル温度
の関係は、羽口条件、底吹吹酸条件、メタル成分がきめ
られるとほぼ決定されるので、あらかじめ両者の関係を
求めておければ、以後はその関係式にもとづいて羽口内
圧力測定値からメタル温度を推定することができる。
In addition, under strong stirring conditions, which is a necessary condition for the present invention, the temperature difference between the metal and slag is small, and the metal temperature is 1650°C.
If managed as follows, corrosion of refractories by slag can be suppressed. The temperature of the metal may be measured with an immersion thermocouple every few minutes, but it can also be estimated to some extent by continuously measuring the pressure inside the bottom blow tuyere pipe. This is based on the phenomenon that when the metal temperature decreases, the amount of deposits on the tuyere tip (solidified metal and chromium-based oxides) increases, and the pressure inside the tuyere pipe increases. The relationship between the pressure inside the tuyere and the metal temperature is almost determined once the tuyere conditions, bottom-blown acid conditions, and metal composition are determined, so if you have determined the relationship between the two in advance, you can then use that relational expression. The metal temperature can be estimated from the measured pressure inside the tuyere.

溶融還元炉に供給すべき全酸素ガス量は、供給される諸
原料の成分、温度条件、排ガスのCO/CO2比(これ
もCO/CO2が0.3以上では任意に定めることがで
きる)などにもとづいて定められる。必要全酸素ガス量
を溶融還元製錬第1期の時間で割れば平均吹酸速度がき
まる。このうち、一部は後述の底吹を行うとして除くと
平均上吹吹酸速度が定められる。排ガスのCO/CO2
比を所定の値に合せるには、上吹ランスノズル形状、ラ
ンス高さなどを調整すればよい。
The total amount of oxygen gas to be supplied to the smelting reduction furnace depends on the components of the various raw materials to be supplied, the temperature conditions, the CO/CO2 ratio of the exhaust gas (this can also be arbitrarily determined if CO/CO2 is 0.3 or more), etc. It is determined based on The average acid blowing rate is determined by dividing the required total amount of oxygen gas by the time of the first stage of smelting reduction smelting. If some of these are excluded because bottom blowing, which will be described later, is performed, the average top blowing acid rate is determined. Exhaust gas CO/CO2
In order to adjust the ratio to a predetermined value, the top blow lance nozzle shape, lance height, etc. may be adjusted.

底吹ガスは、スラグ、メタルの主な攪拌動力として、本
発明では重要である。酸化物の還元反応の速度を大にす
るため、溶融メタル、スラグの温度を極力均一化して、
耐火物損傷の原因となる局所高温の程度を小さくするた
めである。底吹ガス吹込みによる溶融メタル、スラグの
攪拌は生成したガスの膨張と上昇によりてなされる。攪
拌強さをあられす・ぐラメータとして、S (Nt/m
in、t)をとると、ノ臂うメータ:Sと溶融還元製錬
第1期の耐火物原単位指数との関係を示すと、第3図の
ようになる。攪拌強さ、すなわちパラメータ:Sの値が
小さすぎると、スラグ温度が局所的に高くなり耐火物に
悪影響を与えること、鉄およびクロム酸化物の還元速度
がおそ<、FeOを含むスラグと長時間接触することな
どによシ、耐火物原単位は急増する。一方、Sが大きす
ぎると、還元速度はもはや攪拌力によらずに一定になり
、−万、スラグ攪拌がふえることによシ耐大物の損傷が
ふえるために、再び耐火物原単位が増加する。したがっ
て、Sは次の条件を満足する範囲にあることが必要であ
る。
The bottom blowing gas is important in the present invention as the main stirring power for slag and metal. In order to increase the speed of the oxide reduction reaction, the temperature of the molten metal and slag is made as uniform as possible,
This is to reduce the degree of local high temperatures that cause damage to refractories. The molten metal and slag are stirred by bottom blowing gas by the expansion and rise of the generated gas. The stirring strength is expressed as a hail parameter, S (Nt/m
In, t), the relationship between the meter S and the refractory unit index in the first stage of smelting reduction smelting is shown in Figure 3. If the stirring strength, that is, the value of the parameter S, is too small, the slag temperature will locally increase, which will have an adverse effect on the refractories, and the reduction rate of iron and chromium oxides will be slow. Due to contact, etc., the unit consumption of refractories increases rapidly. On the other hand, if S is too large, the reduction rate will no longer depend on the stirring force and will remain constant, and the damage to large objects will increase due to increased slag stirring, causing the refractory unit consumption to increase again. . Therefore, S needs to be within a range that satisfies the following conditions.

100 (Nt/min、t)≦S≦2500 (NL
/min、t)   (2)−溶融還元製錬第2期− 所定量のクロム酸化物を含む原料(半還元クロムペレッ
ト)の供給を終了すると、スラグ中のクロム含有量を所
定の値まで低下するための仕上げ還元を目的とする溶融
還元製錬第2期に移行する。
100 (Nt/min, t)≦S≦2500 (NL
/min, t) (2) - Second phase of smelting reduction smelting - When the supply of raw materials containing a predetermined amount of chromium oxide (semi-reduced chromium pellets) is finished, the chromium content in the slag is reduced to a predetermined value. The process will move on to the second stage of smelting reduction smelting for the purpose of finishing reduction.

この時期では、ペレットの供給をとめ、上底吹吹酸を続
は温度を制御し、かつ、還元剤としての遊離炭材量を制
御して、耐火物に過度の負荷を与えずに、極力短い時間
にクロムの還元を進め1所定のスラグ中クロム含有量に
低下することが課題である。
At this stage, the supply of pellets should be stopped, the top and bottom blown acid should be continued, the temperature should be controlled, and the amount of free carbon material as a reducing agent should be controlled to avoid placing an excessive load on the refractories. The challenge is to proceed with the reduction of chromium in a short period of time and reduce the chromium content in the slag to a predetermined level.

まず、メタル@度を凝固開始温度以上、1650℃以下
に制御すること、及びその理由は溶融還元製錬第1期と
同じである。8度は、上吹吹酸条件(吹酸速度、ランス
ハイドなど)によって制御される。
First, the metal temperature is controlled to be above the solidification start temperature and below 1650°C, and the reason is the same as in the first stage of smelting reduction smelting. 8 degrees is controlled by the top blown acid conditions (blowing rate, lancehide, etc.).

底吹ガスによるスラブの強攪拌は溶融還元製錬第1期と
同様に重要である。第3図に示すものとほぼ同様の関係
が溶融還元製錬第2期に対しても成立する。さらに溶融
還元製錬第2期終了時点のスラグ中のメタル粒の量は第
4図に示すように、吹込ガス量と関係がある。これは、
攪拌か弱すぎると、微細なりロムスピネルから生成した
微細な(数μ径)のメタル粒が合体する機会が少ないの
でなかなか沈降せず、一方、攪拌が強すぎると浴のメタ
ルをスラグ中に吹きあげて再びメタル粒を増加せしめる
ためである。このようなスラグ中のメタル粒は、出盛前
の沈静では完全に分離できず、回収のためには凝固後の
スラグの粉砕、磁選などの処理を必要とする。
Strong stirring of the slab by bottom blowing gas is as important as in the first stage of smelting reduction smelting. A relationship almost similar to that shown in FIG. 3 also holds true for the second stage of smelting reduction smelting. Furthermore, the amount of metal particles in the slag at the end of the second stage of smelting reduction smelting is related to the amount of blown gas, as shown in FIG. this is,
If the stirring is too weak, there is little opportunity for the fine metal particles (several microns in diameter) generated from the ROMS spinel to coalesce, so they will not settle easily.On the other hand, if the stirring is too strong, the metal in the bath will be blown up into the slag. This is to increase the number of metal grains again. Such metal grains in the slag cannot be completely separated by settling before pouring, and in order to recover them, the slag must be crushed after solidification, magnetic separation, and other treatments are required.

第3図及び第4図の関係より、・9ラメータ;Sは 100 (NA/ml n−t )≦S≦1800(N
t/m1n−t)   (3)の関係を満足していなけ
ればならない。
From the relationships in Figures 3 and 4, ・9 rammeter; S is 100 (NA/ml n-t)≦S≦1800 (N
t/m1n-t) The relationship (3) must be satisfied.

さらに、この期の還元反応速度は基礎実験結果から遊離
炭材量に依存する。実際には、溶融還元炉に供給される
炭素分としては、ペレットの中に内装炭として入ってい
たものと、ペレットとは別に炭材として加えたものの2
種がある。前者は、量的にはほぼ還元されたメタル中に
溶は込んだ分と等しい。したがって、近似的に、遊離炭
材量は溶融還元炉に供給された炭材中の炭素分から、C
OあるいはCO2ガスになって炉外に逸散した炭素分を
差引いたものであられされる。後者は、吹酸量と排ガス
のco 、 co2分析値よシ計算できる。
Furthermore, the reduction reaction rate during this period depends on the amount of free carbon material, based on basic experimental results. In reality, the carbon content supplied to the smelting reduction furnace consists of two types: one that was contained in the pellets as internal charcoal, and the other that was added as a carbon material separately from the pellets.
There are seeds. The amount of the former is approximately equal to the amount melted into the reduced metal. Therefore, approximately, the amount of free carbon material is calculated from the carbon content in the carbon material supplied to the melting reduction furnace.
The carbon content is removed by subtracting the carbon content that has become O or CO2 gas and has escaped to the outside of the furnace. The latter can be calculated from the amount of blown acid and the CO and CO2 analysis values of exhaust gas.

実際に、遊離炭材量を(4)式で定義し、各時間後のス
ラグの(T、Cr%)との関係を示すと第5図のように
なる。十分に低いスラグ中クロム含有量を得るためには
、遊離炭材量は(5)式の条件を満足することが望貰し
いことがわかる。
Actually, when the amount of free carbon material is defined by equation (4) and the relationship with (T, Cr%) of the slag after each time is shown, the relationship is shown in FIG. It can be seen that in order to obtain a sufficiently low chromium content in the slag, it is desirable that the amount of free carbon material satisfies the condition of equation (5).

すなわち、吹酸によシ遊離炭材が減少するので必要に応
じて(5)式を満足するように、例えば炭材ホラ−4’
−26から溶融還元炉に炭材を供給する。
That is, since the free carbonaceous material is reduced by blowing acid, if necessary, for example, carbonaceous material hollow 4'
-26 supplies carbonaceous material to the melting reduction furnace.

この期の還元反応速度(すなわちスラグのT、Crの低
下速度)を犬にするには、スラグ成分を及び(At20
3%)≦22チ     (6)の条件を満足させなけ
ればならない。溶融還元製錬第2期を通してこの成分条
件を満足させるためには遅くとも溶融還元製錬第1期の
末期にはこの成分争件を満足するスラグ組成になるよう
に溶融還元製錬第1期フラックス添加量が調整されてい
なければならない。
In order to control the reduction reaction rate (that is, the rate of decrease of T and Cr in the slag) during this period, the slag components and (At20
3%)≦22chi The condition (6) must be satisfied. In order to satisfy this component condition through the second stage of smelting reduction smelting, the flux in the first stage of smelting reduction smelting must be adjusted so that the slag composition satisfies this component condition at the latest at the end of the first stage of smelting reduction smelting. The amount added must be adjusted.

以上のような条件が満足されると、必要な時間、処理を
続けることによりて、スラグ中のクロム含有量を所定の
値まで低下することができる。例えばスラグのT、Cr
 t−0,5%以下にまで低下することも可能である。
When the above conditions are satisfied, the chromium content in the slag can be reduced to a predetermined value by continuing the treatment for the necessary time. For example, slag T, Cr
It is also possible to reduce it to t-0.5% or less.

スラグ中のクロム含有量を所定の値まで低下できると排
滓する。さらにメタルも出湯する。その際、生成したメ
タルの約見は次ヒートの種湯として残される。なお、出
滓後、メタルの排出作業を省略し、再び溶融還元製錬第
1期、第2期をくシ返し、2ヒ一ト分の生成メタルを排
出してもよい。
When the chromium content in the slag can be reduced to a predetermined value, it is discharged. Furthermore, metal hot water is also available. At that time, the amount of metal generated is left as a seed water for the next heat. Incidentally, after the slag is drawn, the metal discharge operation may be omitted, and the first and second stages of the smelting reduction smelting process may be repeated again to discharge the produced metal for two slags.

排出されたメタルは通常7エロクロムのように一旦凝固
後、破砕して成品としてもよいが、溶融状態のt″!製
鋼工場に運び、顕熱も利用して、ステンレス製鋼コスト
を低下することもできる。排出されたスラグは自然凝固
させるか、あるいは水砕によって急冷し、必要に応じて
粉砕、磁選を行りてメタル粒を回収してからそれぞれの
用途、例えば埋立材、路盤材、土壌改良剤などにふシむ
けられる。
The discharged metal can usually be solidified and then crushed to produce a finished product, as in the case of 7erochromium, but it is also possible to transport the molten metal to a steelmaking factory and use sensible heat to reduce stainless steelmaking costs. The discharged slag is either allowed to solidify naturally or is rapidly cooled by water pulverization, and if necessary, it is crushed and magnetically separated to recover metal particles and then used for various purposes such as landfill material, roadbed material, and soil improvement. Can be covered with drugs etc.

発明者等は、上に述べたプロセスにおいて、溶融還元製
錬第2期(仕上げ還元製錬)後に、スラブ中に浮遊する
フェロクロム微粒を、メタル浴に移行させる手段につい
て研究し九結果、siを20〜75重量%の範囲で含有
する81合金、たとえばフェロシリコンを反応容器にお
ける溶融スラグ上から添加し、溶融し、この溶融物によ
ってスラグ中に浮遊しているフェロクロムを捕捉し、メ
タル浴へ沈降させると、極めて高効率下にスラグ中のメ
タル微粒を金属浴中に移行させ得ることを知見した。
In the process described above, the inventors researched a means to transfer the ferrochrome fine particles suspended in the slab to the metal bath after the second stage of smelting reduction smelting (finish reduction smelting), and as a result, they found that si 81 alloy, such as ferrosilicon, containing in the range of 20 to 75% by weight, is added onto the molten slag in the reaction vessel, melted, and the ferrochrome floating in the slag is captured by this melt, and it settles into the metal bath. It has been found that metal fine particles in the slag can be transferred into the metal bath with extremely high efficiency.

本発明において、溶融スラブ上から添加するSt合金の
si含有量を20〜75%の範囲としたのは、この範囲
において、融点が1300C以下であシ、この発明にな
るプロセスにおいて、容易に溶融し、溶融スラグ中を沈
降し、その過程で金属微粒を捕捉しメタル浴中に移行さ
せ得るからである。
In the present invention, the Si content of the St alloy added from above the molten slab is set to be in the range of 20 to 75%.In this range, the melting point must be 1300C or less, and in the process of the present invention, the Si content can be easily melted. This is because the metal particles can settle in the molten slag, trapping fine metal particles in the process and transferring them into the metal bath.

St合金を溶融スラグ上から添加、溶融するときの、上
底吹転炉型反応容器におけるクロム酸化物の還元の程度
は、溶融還元製錬第2期(仕上げ製錬)が完了し、溶融
スラグ中の酸化物含有量が1チ以下、好ましくは、0.
5%以下となるまでスラブ中の酸化物の還元を進行させ
ておくことがクロム酸化物を高くするという観点から、
必要である。
When the St alloy is added and melted from above the molten slag, the degree of reduction of chromium oxide in the top-bottom blowing converter type reaction vessel is as follows: The oxide content therein is 1 or less, preferably 0.
From the viewpoint of increasing the chromium oxide content by allowing the reduction of oxides in the slab to proceed until it becomes 5% or less,
is necessary.

(実施例) 定格溶融金ffi量(すなわち出湯直前の溶湯量)が5
0tの上底吹転炉を2基、反応容器として用い、半還元
クロムペレットを原料として、生成したフェロクロムの
2/3(約33t)は出湯し、2を残して半連続的に操
業を行った。溶融還元炉の炉底には、底吹羽口(内管径
20鵡の二重管)4本が取付けられておシ、内管は純酸
素、外管はプロ・々ンガスを保護ガスとして流す。上吹
ランスのノズルは全部で7孔(中心に1孔、周囲に6孔
)である。
(Example) The rated molten metal ffi amount (i.e. the molten metal amount immediately before tapping) is 5
Two 0-ton top-bottom blowing converters were used as reaction vessels, and semi-reduced chromium pellets were used as raw materials. Two-thirds (approximately 33 tons) of the produced ferrochrome was tapped out, and the remaining two were operated semi-continuously. Ta. Four bottom blowing tuyeres (double tubes with an inner diameter of 20 mm) are installed at the bottom of the melting reduction furnace.The inner tube uses pure oxygen and the outer tube uses professional gas as a protective gas. Flow. The top blowing lance has a total of 7 nozzles (1 hole in the center and 6 holes around the periphery).

溶融還元の主原料であるクロム鉱石は、コークスととも
に混合粉枠抜造粒して被レフトにし、乾燥後ロータリー
キルンに装入し溶融還元炉から出る高温ガスを加熱源と
して、予備還元、予熱を行った。溶融還元炉に供給され
る炭材の80%は、ロータリーキルンに外装炭として装
入し、半還元ペレットの還元率の向上と溶融還元炉に供
給する炭材の予熱を行う。ロータリーキルンは定常操業
を行う。(キルン回転数0.4 r、plm−1<レッ
ト定常連続排出)。ペレットは分配装置を用いて、2つ
の溶融還元炉のいずれか一方に供給される。
Chromium ore, which is the main raw material for smelting and reduction, is extracted from a mixed powder frame and granulated together with coke to be left. After drying, it is charged into a rotary kiln, where it is pre-reduced and preheated using the high-temperature gas emitted from the smelting and reduction furnace as a heating source. Ta. 80% of the carbon material supplied to the smelting reduction furnace is charged into the rotary kiln as outer coal to improve the reduction rate of the semi-reduced pellets and to preheat the carbon material supplied to the smelting reduction furnace. The rotary kiln operates normally. (kiln rotation speed 0.4 r, plm-1 < let steady continuous discharge). The pellets are fed to either of the two smelting reduction furnaces using a distribution device.

溶融還元炉へ供給される半還元クロムペレットの平均成
分、温度は次の通シである。
The average composition and temperature of the semi-reduced chromium pellets supplied to the smelting reduction furnace are as follows.

T、Cr : 35%、T、Fe:23%、Cr分還元
率=66%、鉄分還元率:92チ、MgO: 10 %
、At20. : 10%。
T, Cr: 35%, T, Fe: 23%, Cr content reduction rate = 66%, iron content reduction rate: 92%, MgO: 10%
, At20. : 10%.

5in2: 9チ、温度: 1300℃。5in2: 9 inches, temperature: 1300℃.

−溶融還元製錬第1期− 残し湯17tに酸素を含むガスを上底吹しながら、予熱
された予熱還元被レッドと炭材、石火を装入する。
- First phase of smelting reduction smelting - While blowing oxygen-containing gas from the top to bottom of the remaining 17 tons of hot water, preheated red to be reduced, carbonaceous material, and stone fire are charged.

吹e速vは、上吹1400ONm3/hr 、底吹16
o。
Blowing speed v is top blowing 1400ONm3/hr, bottom blowing 16
o.

Nm 3/h r X 4である。溶融合金相の温度が
1580〜1630℃の間にコントロールされるように
、予備還元ベレットの装入速度を調整する。
Nm 3/hr x 4. The charging rate of the prereduced pellets is adjusted so that the temperature of the molten alloy phase is controlled between 1580 and 1630°C.

45分で半還元ペレット64t、炭材20t、石炭7.
O5を装入する。この期に装入する炭材のこの期の・ぐ
ラメータ:Sは500〜700の范囲にあり、式(2)
の条件を満足しているうこの間、吹酸遠回をコントロー
ルして、二次燃焼率を40係に維持した・ この期の終点でのスラグ成分、量及び温度は次の通シで
ある。
64 tons of semi-reduced pellets, 20 tons of carbonaceous material, and 7.0 tons of coal in 45 minutes.
Charge O5. The parameter of the carbon material to be charged in this period: S is in the range of 500 to 700, and the formula (2)
During the period when the following conditions were satisfied, the secondary combustion rate was maintained at 40 by controlling the blowing acid circuit.The slag components, amount, and temperature at the end of this period were as follows.

CaO: 25%、SlO□:26%、MgO: 19
 %、At203: 19 %、T、Cr : 6.8
%、T、Fe:1.1%、スラグ量:36t、@度:1
630℃。
CaO: 25%, SlO□: 26%, MgO: 19
%, At203: 19%, T, Cr: 6.8
%, T, Fe: 1.1%, slag amount: 36t, @ degree: 1
630℃.

メタル量は45t1遊離炭材量は3tである。The amount of metal is 45t1 and the amount of free carbon material is 3t.

二溶融還元製錬第2期− 半還元ペレットの供給を止め、炭材を炭材供給ホラ・ぜ
−よシ溶融還元炉に、3分おきに1001#づつ投入す
る。底吹酸素量は一定に保ち、上吹吹酸量は、5分おき
に、8500 Nm’/hr、400 ONm’/h 
r 、 ONm’/h rと変化させ、スラグ中のCr
分の還元を進める。メタル温度は1600〜1630℃
の範囲に維持した。・母うメータ:Sは1200〜15
00の範囲にあシ、式(3〉の条件を満足している。
2nd phase of smelting reduction smelting - Stop the supply of semi-reduced pellets, and feed 1001 # of carbonaceous materials into the smelting reduction furnace every 3 minutes. The amount of oxygen blown from the bottom was kept constant, and the amount of top blown acid was changed to 8500 Nm'/hr and 400 ONm'/h every 5 minutes.
r, ONm'/h r, Cr in the slag
Proceed with the refund of the amount. Metal temperature is 1600-1630℃
maintained within the range.・Mother meter: S is 1200-15
00 and satisfies the condition of formula (3).

遊離炭材量/溶融スラグ量=60〜1.0 Ok!i’
/lの範囲にあシ式(5)の条件を満足している。
Amount of free carbon material/amount of molten slag = 60 to 1.0 OK! i'
/l satisfies the condition of formula (5).

溶融還元炉の最終スラグ組成は、Cab:28%、st
o□:28%、MgO: 20チ、At203:20%
、T、Cr : 0.6 %、T、Fe: 0.7%で
あった。
The final slag composition of the smelting reduction furnace is Cab: 28%, st
o□: 28%, MgO: 20chi, At203: 20%
, T, Cr: 0.6%, T, Fe: 0.7%.

この期を通してのスラグは (Sio2%)+1.t s (%Az2o、)At2
0.=18〜20% の範囲にアシ、式(6)の条件を満足している。この間
、二次燃焼率を40チに維持した。
The slag throughout this period was (Sio2%) +1. t s (%Az2o,)At2
0. = 18 to 20%, satisfying the condition of formula (6). During this time, the secondary combustion rate was maintained at 40 inches.

溶融還元製錬第2期を進行させて、スラグ中のクロム分
が0.5%となりた時、上底吹吹酸を止め、フェロシリ
コンを500に51溶融スラグ上から添加し、溶融させ
スラグ中を沈降せしめスラグ中に浮遊しているフェロク
ロム微粒を捕捉、共にメタル浴へ移行させた。
When the second phase of smelting reduction smelting progresses and the chromium content in the slag reaches 0.5%, the top and bottom blowing acid is stopped, and ferrosilicon is added to 500 and 51 from above the molten slag, and the slag is melted. The ferrochrome fine particles floating in the slag were captured and transferred to the metal bath.

出湯された金属の成分は、次の通シである。The components of the tapped metal are as follows:

Cr : 53%、Fe:37%、C: 6.5 %、
St :1.0%、S:0.015チ、P:0.035
%。
Cr: 53%, Fe: 37%, C: 6.5%,
St: 1.0%, S: 0.015chi, P: 0.035
%.

このように溶融還元製錬第1期は45分で、一方、溶融
還元製錬第2期が15分、脱炭期20分、出滓、出@1
0分であシ、各溶融還元炉へのペレットの供給を行う時
間は45分、ベレットの供給を行わない時間が45分と
なっており、ロータリーキルン1基と、溶融還元炉2基
の操業がマツチングしている。
In this way, the first stage of smelting reduction smelting takes 45 minutes, while the second stage of smelting reduction smelting takes 15 minutes, the decarburization stage takes 20 minutes, and the slag and output @1
The time for feeding pellets to each smelting reduction furnace is 45 minutes, and the time for not feeding pellets is 45 minutes, and the operation of one rotary kiln and two smelting reduction furnaces is 0 minutes. They are matching.

(発明の効果) 以上のように本発明は、従来高価な電力をエネルギーと
して用いる方法で行われてきたフェロクロムの製造を、
安価な炭材と酸素を熱源とする溶融還元法で、クロム回
収歩留りも従来の電気炉法よシも高くできるようにした
もので、従来法に比して安価なフェロクロムを供給でき
るようにした点で工業的な効果が大きい。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention enables the production of ferrochrome, which has conventionally been carried out using expensive electric power as energy.
Using a smelting reduction method that uses inexpensive carbonaceous material and oxygen as a heat source, the chromium recovery yield can be higher than that of the conventional electric furnace method, making it possible to supply ferrochrome that is cheaper than the conventional method. This has great industrial effects.

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

第1図はこの発明を実施するときの装置の一例を示す図
、第2図はこの発明の一実施例における速度定数に、#
klと°温度の関係を示す図、第3図は耐火物溶損指数
におよぼす・母うメータ5(S=底吹発生ガス量/(溶
融メタル量+溶融スラグ量)NA/m1n−t )の影
響を示す図、第4図は溶融還元製錬第2期(仕上げ還元
期)におけるスラグ中のメタル粒の存在量におよぼす・
ぐラメータSの影響を示す図、第5図は溶融還元製錬第
2期でのスラグ中のクロムの減少過程におよぼす(遊離
炭材量)/(溶融スラグJl)の影響を示す図(遊離炭
材量は、溶融還元炉に装入された炭材中の炭素分からC
o或はCO2ffスとなった炭素分を差引い次位として
定義される)、である。 手続補正帯(自発) 昭和59年12月20日 特許庁長官 志 賀   学 殿 1、 事件の表示 昭和59年特許願第190637号 2、 発明の名称 フェロクロムの溶融還元による製造方法3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 ほか1名代表者 武 
 1)   豊 4・代理人〒100 東京都千代田区丸の内二丁目4番1号 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の掴及び図面(1)明細書9
頁5〜6行「クロム分の70係」を「クロム分の50チ
」に補正する。 (2)同12頁7行「co7co2≧0.3」をl’−
Co/CO2≧0.1」に補正する。 (3)同17頁13行r Co/CO2カ0.3以上」
を「CO/CO2が0.1以上」に補正する。 (4)同21頁下から4行「スラグの(T、Cr%)と
の関係」を「スラグ中の酸化物として存在するクロム量
との関係」に補正する。 (7)同22頁3行r Cr :遊離炭材量−」を「C
f二遊離炭材量勤」に補正する。 (8)同22頁下から3行〜2行「及び・・・なければ
ならない。」を「及び(Atzes)≦O,08T−1
05(6)の条件を満足することが望ましい。」に補正
する。 (9)同23頁8行「スラグのT 、Crを」を「スラ
グ中の酸化物として存在するクロム量を」に補正する。 (ト)同25頁5〜8行「溶融スラグ・・・必要でるも
」を「溶融スラグ中の酸化物として存在するクロム量が
1aIb以下、好ましくは、0.5チ以下となるまで還
元を進行させておくことが、本発明の目的にsi含有合
金を有効に用いる観点から必要である。」に補正する。 (ロ)第5図を別紙の通シ補正する。 第5図 ゼゴ禽會崖材量/スラク゛量(kg/l)手続補正書 
(自発) 昭和60年9月21日 昭和59年特許願第190637号 2、発明の名称 7エロクロムの溶融還元による製造方法3、補正をする
者 5、補正命令の日付 昭和  年  月  日(1)特
許請求の範囲を別紙の通り補正する。 (27明細書6頁下から3行「溶鉄、」を「クロム鉱石
或は」に補正する。 (3)同6頁末行「スラグ中の酸化物含有」を「スラグ
中の酸化物として存在するクロム」に補正する。 特許請求の範囲 酸素を含有するガスを上底吹きできる反応容器融し、7
エロクロムを製造するにあたり、スラグある状態まで還
元を進行させた後、Siを20〜75%の範囲で含有す
るSt金合金スラグ上から添加し溶融し、この溶融物に
よってスラグ中に存在するフェロクロム微粒を捕捉し、
反応容器中の金属浴中へ沈降させることを特徴とするフ
ェロクロムの溶融還元による製造方法。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus for carrying out this invention, and FIG.
A diagram showing the relationship between kl and ° temperature, Figure 3 shows the effect on the refractory corrosion index. - Main meter 5 (S = bottom blowing gas amount / (molten metal amount + molten slag amount) NA / m1n-t) Figure 4 shows the effect of
Fig. 5 is a diagram showing the influence of (free carbon content)/(molten slag Jl) on the reduction process of chromium in slag in the second stage of smelting reduction smelting. The amount of carbon material is calculated from the carbon content in the carbon material charged into the smelting reduction furnace.
o or CO2ff (defined as the next order of carbon content). Procedural amendment band (voluntary) December 20, 1980 Manabu Shiga, Commissioner of the Patent Office1, Indication of the case Patent Application No. 190637 of 19822, Name of the invention Process for manufacturing ferrochrome by melting reduction3, Amendments to be made Relationship with the case Patent applicant: Nippon Steel Corporation, 2-6-3 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo (665), and one other representative: Takeshi
1) Yutaka 4, Agent 2-4-1-6 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 100, Detailed description of the invention of the specification subject to amendment and drawings (1) Specification 9
Page 5-6 lines "70 units for chrome" are corrected to "50 units for chrome." (2) ``co7co2≧0.3'' on page 12, line 7, is l'-
Co/CO2≧0.1”. (3) Page 17, line 13 r Co/CO2 0.3 or more.”
is corrected to "CO/CO2 is 0.1 or more." (4) The fourth line from the bottom of page 21, "Relationship with (T, Cr%) of slag" is corrected to "Relationship with the amount of chromium present as oxide in slag." (7) Page 22, line 3 r Cr: Free carbon content -”
Corrected to f2 free carbon material weight. (8) On page 22, lines 3 to 2 from the bottom, change “and must” to “and (Atzes)≦O,08T-1
It is desirable to satisfy the conditions of 05(6). ”. (9) On page 23, line 8, "T and Cr in the slag" is corrected to "the amount of chromium present as an oxide in the slag." (G) Lines 5 to 8 of page 25, “Melted slag... is necessary” is changed to “reduction until the amount of chromium present as an oxide in the molten slag is 1aIb or less, preferably 0.5T or less.” It is necessary to allow the Si-containing alloy to proceed from the viewpoint of effectively using the Si-containing alloy for the purpose of the present invention.'' (b) Correct Figure 5 on a separate sheet. Fig. 5 Zego bird meeting material quantity/slak quantity (kg/l) procedural amendment form
(Spontaneous) September 21, 1985 Patent Application No. 190637 of 1988 2, Name of the invention 7 Manufacturing method by smelting reduction of erotic chrome 3, Person making the amendment 5, Date of amendment order 1979 Month, day (1) The scope of claims is amended as shown in the attached sheet. (The third line from the bottom of page 6 of the 27 Specification, “molten iron,” is amended to “chromium ore.” Claims: 7. Chromium melting in a reaction vessel capable of blowing oxygen-containing gas from the top and bottom;
In producing erochrome, after the reduction has progressed to a slag state, the St gold alloy slag containing Si in the range of 20 to 75% is added and melted, and this melt reduces the ferrochrome fine particles present in the slag. capture,
1. A method for producing ferrochrome by melt reduction, characterized by precipitation in a metal bath in a reaction vessel.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 酸素を含有するガスを上底吹きできる反応容器に、溶鉄
、予備還元クロム鉱石の粒塊状物、炭材および酸素を供
給して酸化物を還元、溶融し、フェロクロムを製造する
にあたり、スラグ中の酸化物含有量が1%以下である状
態まで還元を進行させた後、Siを20〜75%の範囲
で含有するSi合金をスラグ上から添加し溶融し、この
溶融物によってスラグ中に存在するフェロクロム微粒を
捕捉し、反応容器中の金属浴中へ沈降させることを特徴
とするフェロクロムの溶融還元による製造方法。
In order to produce ferrochrome by supplying molten iron, pre-reduced chromium ore granules, carbonaceous materials, and oxygen to a reaction vessel that can blow oxygen-containing gas from the top to the bottom, the oxides are reduced and melted. After the reduction has progressed to a state where the oxide content is 1% or less, a Si alloy containing Si in the range of 20 to 75% is added from above the slag and melted, and the molten material is added to the slag. A method for producing ferrochrome by melt reduction, characterized by capturing fine particles of ferrochrome and allowing them to settle in a metal bath in a reaction vessel.
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