JPH01222034A - 含クロム溶鉄の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は固体のクロム酸化物音を物質をクロム源として
使用し、これを炉内で溶融還元することによりステンレ
ス粗溶湯などの含クロム溶鉄を製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来ステンレス鋼製造用の含クロム溶鉄の製造には、を
気炉にクロム源、スクラップ、フラックスおよび必要に
応じ副原料やコークスを装入して溶解する方法がとられ
てきた。その際、クロム源としては高炭素フエロクロム
が使用されるのが通常であり、この高炭素フエロクロム
を製造するにも電気炉を使用している。従って、多量の
電力消費を必要とすることから、近年、溶融還元炉を用
いて、クロム鉱石或いは、その半還元物等のクロム酸化
物含有物質をコークス等の炭材により直接的に溶融還元
する方法が提案されている。

例えば、鉄と鋼’８５−５９２９には上底吹き転炉に溶
鉄を装入したうえ、炉上からコークス、クロム鉱石、フ
ラックスを連続供給し、底吹Ｎ、撹拌しながら、上吹き
ランスから送酸してクロム鉱石を溶融還元する方法が記
載されている。

一般に、かようなりロム酸化物の溶融還元法においては
、溶鉄を装入した反応容器に、クロム酸化物含有物質の
滓化のためにＣａ　Ｏ、Ｓ　ｉ　Ｏｚを主成分とする滓
化剤（フラックス）を加えている。そして、滓化が行わ
れた状態でクロム酸化物含有物質を溶解させ炭材と接触
させて還元反応を行わせるのが通常である。この滓化が
必要な理由は、単にクロム鉱石及び炭材を反応容器に投
入しても炉内処理温度ではこれらが固体のままの状態と
なりやすく、シたがってクロム酸化物の還元反応速度が
非常に遅くなって処理時間が非常に長くかかることによ
る。

特開昭６０−１５２６１３号公報は、クロム鉱石の溶融
還元において、　ＮａＦ＋ＫＦ、ＣａＦｘ、ＣａＣＩｚ
、Ｂｔ（１＋等を添加するとスラグ中のＭｇＯ，Ａｌｔ
ｏｓ等の中の酸素がハロゲン等と置換してスラグ中の０
４が増加し、Ｃｒ”として存在するスラグ中のクロムが
還元されやすくなると教示する。しかし、ハロゲン化物
を添加すると著しい耐火物の溶損を招くので操業上問題
があり、また耐火物コストを上昇させることになる。

鉄と鋼、７２（１９８６）１０．Ｐ１５１３には、クロ
ム鉱石の炭素還元においてほう酸塩の添加が反応ガスの
粒子内拡散および化学反応の両抵抗を減少させ２反応促
進作用をもつことが報告されている。しかしクロム鉱石
の固体還元では後工程としてメタル分の回収および溶解
が必要であり、クロマイトの還元がそのままクロム分の
回収にならないという難点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

クロム鉱石等のクロム酸化物含有物質の還元速度はクロ
ム酸化物の溶解に律速されている。そしてクロム鉱石中
のクロマイトの溶解には脈石成分の融体化が重要となる
。この脈石成分の主なものはＭｇＯおよびＡ　Ｑ　ｔ　
Ｏｓであり、スピネル構造を有していることからその融
点は約２０００’Ｃと高温である。それ故、ＣａＯ，５
ｉＯｚを主成分とするフラックスを添加することによっ
て、これら脈石成分の滓化を図り、もってクロマイトの
溶解を促進させようとするのが従来の考え方であった。

しかし、溶融還元の処理が進みクロム鉱石等の投入量が
増加すると、スラグ中のＭｇＯ，ＡＩ！、□０３濃度が
増加し、スラグの粘性が増大して流動性が悪化し、還元
反応に悪影響を及ぼすようになる。

また、ＭｇＯ，Ａｌｘ’ｓの濃度が増加すると、スラグ
の融点が処理温度を超えてしまい、その結果。

還元速度が著しく遅くなってしまうという問題があった
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するための本発明の要旨とするとこ
ろは、クロム鉱石等のクロム酸化物含有物質を前記のよ
うに溶融還元するさいに、そのフラックスとして１通常
のＣａ　Ｏ、Ｓ　ｔ　Ｏ！の成分のほかに、硼砂（Ｎａ
ｚＢｎＯｙ　・１０ＨｔＯ）を使用する点に特徴がある
。すなわち本発明は、上底吹可能な反応容器に溶鉄を装
入し、炉上よりクロム酸化物含有物質、炭材およびフラ
ックス材からなる固体材料を装入し、底吹き撹拌と酸素
上吹きを少なくとも実施することにより、炉上より装入
されたクロム酸化物を溶融還元して含クロム溶鉄を製造
する方法において、前記フラックス材として硼砂を含有
する材料を使用、することを特徴とする含クロム溶鉄の
製造方法を提供するものである。

本発明者らはクロム鉱石中のクロマイトの溶解が、かよ
うな溶融還元法においる還元の成否を大きく左右するこ
と、そしてこのクロマイトの溶解は硼砂をフラックスと
して装入する物質に適量含有させることによって達成で
きることを見出した。

ここで、硼砂の使用量は、装入するクロム酸化物含有物
質に対して３〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％
とするのがよい。

［発明の詳述〕 第１図に本発明法の実施に適する溶融還元炉を示した。

この炉は、筒型反応容器１の炉底に羽口２を設け、炉頂
の開口３から上吹きランス４を挿入するようにした上底
吹き可能な精錬容器であり。

炉頂の開口３から固体装入物を投入できるように。

炉上部にバンカー６が設けられている。７は排気フード
を示す、また、８は炉内の溶鉄層を、９はその上のスラ
グ層を示す。

この炉の操業は、炉底の羽口２から撹拌用ガスを吹き込
みなから溶鉄を反応容器ｌに装入し、バンカー６からク
ロム酸化物含有物質、炭材およびフラックスを供給した
うえまたは供給しながら。

ランス４から送酸することによって行われる。

反応容器１に装入する溶鉄は、２％以上の０゜３９％ま
でのＣｒを含む鉄あるいは鉄−クロム系溶湯を用いて行
なうのがよく、必要に応じてＮｉ等の他の成分を含有し
てもよい。また、前ヒートの一部を残湯として利用して
もよい。バンカー６より炉内に投入するクロム酸化物含
有物質としてはクロム鉱石、未還元または半還元クロム
ペレット。

クロム焼結鉱などを使用することができる。炭材はコー
クスの使用が一般的である。フラックスとしては、該ク
ロム酸化物含有物質のスラグへの溶融を促進するために
ＣａＯ，珪砂等のＳ　ｒ　Ｏｚ源、蛍石等のＣａＦ、等
が使用されるが１本、発明法においてはこれらに加えて
更に硼砂を添加する。上吹きランスからは酸素または酸
素混合ガスを供給し。

炉底の羽口からは、窒素、アルゴン、−酸化炭素。

二酸化炭素、炭化水素ガス等のガスを供給する。

場合によっては炉底の羽口から酸素含有ガスを供給する
こともできる。また１反応容器の側壁に横吹き羽口を設
けて、これから同様のガスを吹き込んでもよい。さらに
固体の装入原料を炉上からその全部を装入するのではな
く、その一部を粉体としてこれを炉底の羽口、上吹きラ
ンス或いは横吹き羽目からガスと共にインジェクション
することもできる。

かような操業によってクロム鉱石等のクロム酸化物含有
物質を溶融還元するさいに、クロム鉱石中のクロマイト
の溶解が還元の成否を大きく左右する事実を本発明者ら
は知見し、そしてクロマイトの溶解はスラグの低融点化
と高流動性を同時に達成することが重要であることが判
明し、これはフラックスとして装入する物質に硼砂を含
有させることによって達成できることを見出した。すな
わち硼砂を適量添加すると溶融還元速度を著しく速くで
きることがわかった。硼砂の添加量は、装入するクロム
酸化物含有物質に対して５〜４０重量％、好ましくは１
０〜３０重量％が適当である。５％未満の添加ではあま
り効果がなく４０％を超える量で添加しても添加に見合
う還元速度の上昇は見られない。

〔実施例〕

第１図に示した構造の０．５トン規模の上底吹可能な反
応容器を用いて、第１表に示す成分のクロム鉱石の半還
元ペレットおよび第２表に示す成分のコークスを使用し
て、第３表に示す処理条件にて溶融還元を行った場合の
、処理中におけるメタル中のクロム濃度（Ｃｒ）（重量
％）の推移を、硼砂を添加しない場合と比較して第１図
に示した。

実施例では装入した半還元ペレットに対して１０重量％
の硼砂を投入し、比較例１では半還元ペレットに対して
２．５重量％の硼砂を投入し、比較例２では硼砂は投入
しなかった。

第１図より明らかな様に実施例では硼砂の添加により還
元速度は著しく上昇しており且つ処理時間の大幅の短縮
ができることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施する溶融還元炉の例を示す略断
面図、第２図は本発明法を実施した場合のメタル中のＣ
ｒ濃度の経時変化を比較例と対比して示した回である。 ■・・反応容器、　　２・・炉底の羽口、　　３・・炉
頂開口、　　４・・上吹きランス、　　６・・バンカー
、　　８・・溶鉄層、　　９・・スラグ層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上底吹可能な反応容器に溶鉄を装入し、炉上よりクロム
   酸化物含有物質、炭材およびフラックス材からなる固体
   材料を装入し、底吹き撹拌と酸素上吹きを少なくとも実
   施することにより、炉上より装入されたクロム酸化物を
   溶融還元して含クロム溶鉄を製造する方法において、前
   記フラックス材として硼砂を含有する材料を使用するこ
   とを特徴とする含クロム溶鉄の製造方法。