JPS62133012A - 含クロム溶鉄の製造方法 - Google Patents

含クロム溶鉄の製造方法

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JPS62133012A
JPS62133012A JP27405485A JP27405485A JPS62133012A JP S62133012 A JPS62133012 A JP S62133012A JP 27405485 A JP27405485 A JP 27405485A JP 27405485 A JP27405485 A JP 27405485A JP S62133012 A JPS62133012 A JP S62133012A
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JP
Japan
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chromium
carbon
ore
molten iron
reduction
Prior art date
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Pending
Application number
JP27405485A
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English (en)
Inventor
Shuzo Ito
修三 伊東
Akihide Hikosaka
彦坂 明秀
Takeshi Mimura
毅 三村
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/005Manufacture of stainless steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は含クロム溶鉄の製造方法に関し、より詳細には
、クロム源としてクロム鉱石を使用し、これを同じく装
入される炭素含有物質により還元して溶鉄中へ歩留らせ
るに際して、クロム鉱石の溶融還元を効率良く行なう方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
クロム含有鋼(ステンレス鋼を含む)を溶製する場合に
おいて、溶鉄中へクロムを添加する方法としては電気炉
で製造したフェロ−クロムを酸化精錬中又は精錬後の溶
鋼に添加するのが一般的である。しかしながら、フェロ
−クロムは電気炉で製造されるため、電気料金の高い我
が国においてはコスト的に不利である。そこで、例えば
、溶鉄中にクロム鉱石を添加し、下記(1)式の反応に
より溶鉄中の炭素及び/又は別途添加した炭素含有物質
によってクロム鉱石を溶融還元し溶鉄中のクロム含有率
を高めるという溶融還元法も検討されている。
Crz 03 + 3 C→2 Cr + 3 G O
・= (1)[発明が解決しようとする問題点] 上記の様な溶融還元法を実用化していく上で最も重要と
なるのは、クロム鉱石を如何に効率良く還元して溶鉄中
ヘクロムを移行させるかという歩留りの問題が挙げられ
る。ところが、クロム鉱石は極めて難溶性且つ難還元性
物質であり、転炉、AOD炉などの精錬炉へ単に装入し
ただけでは十分に還元されるとは云い難い。
すなわち、クロム鉱石はタロマイト(FeO・Cr2O
,)、ピクロクロマイト(MgO・Cr203)。
スピネル(M g○・八〇20.)、マグネタイト(F
eo−Fe20.)の如く様々なスピネルの複合固溶体
であるクロムスピネル粒と、これをとりまく少量の苦土
珪酸塩(例えば蛇紋石、滑石、緑泥石等)及び炭酸塩等
の脈石成分とからなり、このうちFeO・Fe2O3や
Cr 203は比較的還元され易いが、MgOやAQ、
O,及び脈石成分は還元され這い。殊にクロムスピネル
や脈石成分は、融点が2000℃以上と非常に高く、し
かも結晶構造が強固であるため、スラブに溶は難く、ス
ラブ中へ一見溶解したかに見えても実際は固体のままで
スラグ中に分散した状態であるということも往々にして
あり、還元速度も極めて遅い。そのため、クロムの歩留
りは極めて低く、大部分のクロム鉱石は未反応のままで
スラグと共に排出されてしまうという問題がある。
この問題を解決するために、本願人は、先に。
クロム鉱石を粉砕してその粒度を30メツシユ以下に調
整しこれを塊成化して添加することによって特に還元速
度を増大させ、添加歩留りを向上させる方法(特願昭5
9−275560号)、或いは微粉状のクロム鉱石を単
独に又は媒溶剤(蛍石、焼石灰、スケール等)との混合
物とし、炉底の二重管から酸素ガスと共に吹き込んでク
ロム鉱石の溶解性を高め、添加歩留りを向上させる方法
(特願昭59−277655号)を提案し、一応の成果
を得た。
しかし、含クロム溶鉄の製造を実用化するうえでクロム
鉱石の溶融還元を更に好条件で実現することは極めて望
ましいことであり、一層の研究開発が望まれているのが
現状である。
本発明は、か\る要請に応えるべくなされたものであっ
て、上記従来技術の欠点を解消し、クロム鉱石の溶融還
元による含クロム溶鉄の製造に際し、クロム鉱石の18
融還元効率を一層高め、クロムを溶鉄中へ特に短時間処
理で効率良く歩留らせることができる方法を提供するこ
とを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明の要旨とするところは
、精錬炉内へクロム鉱石を装入し、更に炭素含有物質を
装入しつつ吹錬することにより、前記クロム鉱石中の酸
化クロムを還元し、溶鉄中へクロムを添加して含クロム
溶鉄を製造する方法において、微細化した前記クロム鉱
石に、同じく微細化し、かつ、前記クロム鉱石中のCr
、O,分を当戚還元する量以上の量の炭素を含む炭素含
有物質を加えて混合し、成形してなる炭材内装ペレッI
〜をクロム源とすることを特徴とし、これによってクロ
11鉱石の溶IA還元を極めて効率よく進行させんとす
るものである。
以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
クロ11鉱石の溶融還元は。
■クロムスピネルのスラグへの溶解過程■溶解したクロ
ム酸化物(Cr20.、Cr○など)の炭素含有物質表
面への拡散過程 ■炭素含有物質表面におけるクロム酸化物の還元過程 03つの過程にわけることができる。
クロム鉱石の難還元性は、前述の如く、クロムスピネル
や脈石成分の融点が高く、しかも結晶構造が強固である
ため、スラグに溶は難いことしこ起因するものと考えら
れる。すなわち、上記■の溶解過程の遅滞が全体の溶融
還元速度を小さくしている。このため、クロム鉱石の溶
解し易い条件を設定することが溶融還元を促進するのに
効果的であることを本発明者らは先に明らかにした。そ
の結果、媒溶剤の添加、クロム鉱石の添加方法の改善に
より、上記■の溶解過程を促進させることしこよって全
体の溶融還元速度を向上させることが可能となったが、
溶解過程の促進と共に、次第に上記■の(8解したクロ
ム酸化物の還元過程の促進もクローズアップされてきた
。すなわち、全体の溶融還元速度を更にとげるためには
、溶解したクロム酸化物の炭素含有物質による還元過程
を促進させる必要が生じてきた。
ところで、溶融したクロム酸化物の炭素含有物質による
還元は、例えば前述の(1)式で表わされる。
Cr2O3+3C→2Cr+3CO・・・(1)この還
元は主に炭素含有物質の表面で行なわれることが観察に
より明らかとなっており、したがって、(1)式の還元
速度は1例えば(2)式で表わされる。
ここで、(Cr)ニスラグ中に溶解しているクロム酸化
物濃度 (Cr)e : (1)式で平衡するスラグ中のクロム
酸化物濃度 に:物質移動係数 A:炭素含有物質の表面積 ■ニスラブ体積 したがって、クロム酸化物の還元速度を大きくするため
には、(2)式の右辺のΔ/V、すなわち、スラブの単
位体積当たりに含まれる炭素含有物質の表面積を大きく
することが重要である。
以上の知見に基づいて、本発明は、還元剤として装入す
る炭素含有物質を事前に微細化しておき、同じく微細化
したクロム鉱石と混合し、成形してペレット状となした
ものを添加することにより。
クロム酸化物と反応する炭素含有物質の表面積を大きく
することを狙ったものである。
すなわち、まず、炭素含有物質を微細化することにより
、同量の装入量であってもより多数の粒がスラブ中に存
在することになり、このためクロムスピネル粒により接
近して存在することになる。
この結果、クロムスピネルから溶解したクロム酸化物が
、還元場所である炭素含有物質の表面に到達するのに要
する時間が短縮され、したがって、前記■のクロム酸化
物の拡散過程も促進されるという効果も有する。更にこ
の結果として、スラブ中のクロム酸化物の濃度を低位に
保つことができ、このため、クロ11鉱石中のクロムス
ピネル粒のスラグへの溶解を更に促進させることができ
るという効果も期待できる。
次に、微細化した炭素含有物質の添加方法としては、単
独で成形して投入する、或いはキャリヤーガスと共に溶
鉄中へ単独で吹き込む又は吹き付ける等の種々の方法が
考えられるが、本発明ではクロム鉱石中割合させた態様
で添加するものである。これは、単独で成形したものを
添加するのに比へて、クロム鉱石と混合したものを添加
する方が、炭素含有物質がクロム鉱石により接近して存
在するため、上記の如く■の拡散過程が更に促進される
という利点がある。これに対し、キャリヤーガスと共に
溶鉱中へ単独で吹き込んだり吹き付ける方法では、溶鉄
中へ溶解したり、或いは吹錬酸素ガスにより酸化される
などのロスが多く、添加方法としては効率的ではない。
なお、炭素含有物質の種類としては、コークス粉、微粉
炭、土状黒釦等のいずれでもよいが、微粉炭のように揮
発分や灰分を含むものの場合には、精錬炉への添加時に
揮発分がガス化し、或いは灰分が溶解することによって
、微粉炭粒子が更に微細化することも期待される。また
微粉炭中のタール分が出て、クロムスピネルと微粉炭粒
子とが接着してクロム酸化物の拡散距離が著しく小さく
なるという効果も期待できる。
このようにして炭材内装ペレッ1へに添加する炭素含有
物質は、クロムスピネル粒から溶解したクロム酸化物を
還元するためのものであるから、その添加量はクロム鉱
石中のCr2O,の還元当π以上の炭素量を含むもので
なくてはならない。
炭材内装ペレットに用いるクロム鉱石並びに炭素含有物
質の粒度は、反応界面を増すためにはより微細にするこ
とが望ましいが、製造コストの点から、−100メツシ
ユ程度が適当である。
なお、炭素含有物質をクロム鉱石と共に混合してペレッ
トとし、これをロータリーキルンで力“ε成して固相状
態でクロム鉱石を部分的に還元する半還元ペレットを製
造し、このペレッ1−を転炉等にクロム源として投入す
る方法も考えられるが、木発明法の場合、ロータリーキ
ルンによる予備還元を実施することなく高いクロム歩留
りを得ることが可能であるので、工程省略による効果は
大きなものとなる。
〔実施例〕
0.51−ン容量の試験転炉に溶鉱を装入し、単孔式の
上吹きランスを用い、吹錬開始時刻から1〜2分経過す
るまでに焼石灰、蛍石、珪石レンガ屑を添加すると共に
、予め一100メツシュに粉砕したクロム鉱石と微粉炭
に少量のバインダーを加えて成形した炭材内装ペレット
を12.18.24.28.32.36分の各経過時刻
に6回(クロム鉱石量として各回10kg、微粉炭各回
1 、8 kg)にわけて添加した。また主に燃焼用と
して、10〜20mmの塊状コークスを4分から38分
の経過時間にかけて17回にわけて添加した。
全吹錬時間は40分であり、その間の溶鉄中のクロム濃
度(Cr)の経時変化を測定した。
なお、上記実験の詳細な条件及び諸元は以下のとうりで
ある。
7容  3大  皐 :  350 kl二炭材内装ペ
レノI−にニア8kg(内訳、クロム鉱石60kg、微
粉炭10.8kg、 その他バインダー) 焼石灰量:50kg 蛍石量:5kg 珪石レンガ屑量:10kg コークス量ニア9kg 上吹きランスノズル径:5mmφ(単孔)上吹き酸素F
#、 : 1 、5 N m’/m1n−+ (5分経
過後)1 、8 Nm’/m1n−+ (10分経過後
)1 、6 Nm’/min ランス高さ:50Qmm 底吹きノズル径:4mmφ、クリアランス1mmの2重
管 n  酸素流ffi:0.3→0 、4 N m’/m
1n(5分経過後) IT  Ar流量:0.01→0.013 Nm3/m
1n(5分経過後) 全吹錬時間=40分 また比較のため、微粉炭を内装していないクロム鉱石だ
(づからなるペレットを添加し、また、炭材内装ペレッ
トに入っていたのと同一量の炭素分を10〜20mmの
塊コークスとして添加した他は。
上記実験条件と全く同様の条件で吹錬を行ない、溶鉄中
のクロム濃度の経時変化を調べた。
以」二、上記本発明法と比較法の結果を第1Mに示した
。なお、いずれの実験においても吹止温度は1590℃
である。
第1図かられかるように、本発明法と比較法(従来法)
を比べると、溶鉄中のクロム濃度(Cr)の時間的増加
割合は、本発明法の方が明らかに大きく、しかも、吹上
時における溶鉄中へのクロt1歩留りは、本発明法の場
合には69%であったが、比較法では48%の値しか得
られなかった。したかっ−で、本発明法を採用すれば、
クロム鉱石の溶融、還元速度が大きいので、従来法と比
べて短時間の処理でクロム鉱石中のクロムを一層効率よ
く溶鉄中へ歩留らせ得ることがわかる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明によれば、クロム鉱石の溶融
還元に際し、微細化したクロム鉱石と同じく微細化した
所要量の炭素含有物質とからなる炭材内装ペレノ1−を
クロム源として添加するので、従来よりもクロム鉱石の
溶融還元速度を高めることができ、したがって、クロム
鉱石から溶鉄へのクロムの移行が一層効率よく、かつ、
短時間で進行し、クロムの歩留りを大幅に高めることが
でき、含クロム溶鉄の製造コストを更に低減可能である
【図面の簡単な説明】
第1゜図は吹錬時間と溶鉄中のクロム濃度の関係につき
本発明法と従来法を対比して示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 精錬炉内へクロム鉱石を装入し、更に炭素含有物質を装
    入しつつ吹錬することにより、前記クロム鉱石中の酸化
    クロムを還元し、溶鉄中へクロムを添加して含クロム溶
    鉄を製造する方法において、微細化した前記クロム鉱石
    に、同じく微細化し、かつ、前記クロム鉱石中のCr_
    2O_3分を当量還元する量以上の量の炭素を含む炭素
    含有物質を加えて混合し、成形してなる炭材内装ペレッ
    トをクロム源とすることを特徴とする含クロム溶鉄の製
    造方法。
JP27405485A 1985-12-05 1985-12-05 含クロム溶鉄の製造方法 Pending JPS62133012A (ja)

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ID=17536322

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JP (1) JPS62133012A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01142011A (ja) * 1987-11-28 1989-06-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 転炉による溶鋼中Mn上昇精錬方法
EP0583164A1 (en) * 1992-08-11 1994-02-16 Mintek The production of stainless steel

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01142011A (ja) * 1987-11-28 1989-06-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 転炉による溶鋼中Mn上昇精錬方法
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