JPH0826378B2 - クロム含有溶鉄の製造方法 - Google Patents
クロム含有溶鉄の製造方法Info
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- JPH0826378B2 JPH0826378B2 JP61259418A JP25941886A JPH0826378B2 JP H0826378 B2 JPH0826378 B2 JP H0826378B2 JP 61259418 A JP61259418 A JP 61259418A JP 25941886 A JP25941886 A JP 25941886A JP H0826378 B2 JPH0826378 B2 JP H0826378B2
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
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- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は上下吹転炉等の溶融還元炉においてクロム
鉱石、クロム鉱石の予備処理品を石炭、コークス等の炭
素源により溶融還元してステンレス鋼を製造する際のク
ロム含有量が39％以下のクロム含有溶鉄の製造方法に関
する。
鉱石、クロム鉱石の予備処理品を石炭、コークス等の炭
素源により溶融還元してステンレス鋼を製造する際のク
ロム含有量が39％以下のクロム含有溶鉄の製造方法に関
する。
従来技術とその問題点 従来、ステンレス鋼の製造はクロム鉱石等を電気炉に
て炭素還元して製造したフエロクロムを用いて溶製され
てきた。しかしこの方法では、高価な電力を用いるこ
と、フエロクロムをいったん凝固させ、製鋼過程で再溶
融するのでエネルギー損失が大きい等の理由により、フ
エロクロムのコストが高くつき、結果的にステンレス鋼
のコストアップを予儀なくされていた。
て炭素還元して製造したフエロクロムを用いて溶製され
てきた。しかしこの方法では、高価な電力を用いるこ
と、フエロクロムをいったん凝固させ、製鋼過程で再溶
融するのでエネルギー損失が大きい等の理由により、フ
エロクロムのコストが高くつき、結果的にステンレス鋼
のコストアップを予儀なくされていた。
このような問題点を解決するため、例えば、クロム鉱
石またはその予備処理品を上下吹転炉等の溶融還元炉で
電力を使わずにコークス等を用いて炭素還元してフエロ
クロムを溶製しステンレス鋼を製造する方法、すなわち
クロム鉱石の溶融還元法（特開昭54-158320号等）が試
みられている。
石またはその予備処理品を上下吹転炉等の溶融還元炉で
電力を使わずにコークス等を用いて炭素還元してフエロ
クロムを溶製しステンレス鋼を製造する方法、すなわち
クロム鉱石の溶融還元法（特開昭54-158320号等）が試
みられている。
クロム鉱石の溶融還元法は、クロム鉱石を溶融スラグ
中に溶解しCr酸化物およびFe酸化物を含有したスラグを
形成せしめ、溶湯中の［Ｃ］や石炭、コークス等の炭材
により還元することにより、クロム含有溶鉄を製造する
ことを基本原理とするものである。
中に溶解しCr酸化物およびFe酸化物を含有したスラグを
形成せしめ、溶湯中の［Ｃ］や石炭、コークス等の炭材
により還元することにより、クロム含有溶鉄を製造する
ことを基本原理とするものである。
すなわち、下記反応が進行する。
（Cr2O3）＋3C＝２Cr＋3CO （FeO）＋Ｃ＝Fe＋CO 上記反応は大きな吸熱反応である。従って、クロム鉱
石を溶融還元するためには熱供給の手段をこうじる必要
があり、そのため石炭、コークス等の燃料を酸素や空気
により燃焼させる方法が種々試みられている。
石を溶融還元するためには熱供給の手段をこうじる必要
があり、そのため石炭、コークス等の燃料を酸素や空気
により燃焼させる方法が種々試みられている。
クロム鉱石の溶融還元の場合、多量のスラグが発生す
ること、並びにそのスラグとメタルまたは炭材との界面
が還元反応界面であるため、多量のスラグ存在下でかつ
還元反応を妨げないように燃料を燃焼させる必要があ
る。その方法として、メタル浴中に石炭粉やコークス粉
等の炭素質固体と酸素・空気等の酸化性ガスを吹込み燃
焼させる方法（特開昭58-100656号）、並びにスラグ浴
上にコークス等の炭材を浮かべ燃焼させる方法（特開昭
59-140349号）が知られている。
ること、並びにそのスラグとメタルまたは炭材との界面
が還元反応界面であるため、多量のスラグ存在下でかつ
還元反応を妨げないように燃料を燃焼させる必要があ
る。その方法として、メタル浴中に石炭粉やコークス粉
等の炭素質固体と酸素・空気等の酸化性ガスを吹込み燃
焼させる方法（特開昭58-100656号）、並びにスラグ浴
上にコークス等の炭材を浮かべ燃焼させる方法（特開昭
59-140349号）が知られている。
特開昭58-100656号の方法では、吹込んだ炭材は大部
分COまでしか燃焼しない。吹込み羽口近傍ではCO2まで
完全燃焼させたとしても、CO2が直ちに溶銑中の［Ｃ］
と反応し、COガスになってしまうからである。
分COまでしか燃焼しない。吹込み羽口近傍ではCO2まで
完全燃焼させたとしても、CO2が直ちに溶銑中の［Ｃ］
と反応し、COガスになってしまうからである。
一方、特開昭59-140349の方法でも、浮遊しているコ
ークス等の炭材がCO2ガスと直ちに反応しCOガスとなる
ため、大部分COガスまでしか燃焼しない。
ークス等の炭材がCO2ガスと直ちに反応しCOガスとなる
ため、大部分COガスまでしか燃焼しない。
つまり、いずれの方法も燃料を部分酸化（不完全燃
焼）することにより熱供給を行なっているものの、それ
だけでは発熱量が少なく、そのため多量の燃料や酸素を
消費することを予儀なくされる。
焼）することにより熱供給を行なっているものの、それ
だけでは発熱量が少なく、そのため多量の燃料や酸素を
消費することを予儀なくされる。
ちなみに、Ｃの燃料を例にとると、部分酸化の場合と
完全燃焼の場合でその燃焼量が大きく異なる。
完全燃焼の場合でその燃焼量が大きく異なる。
クロム鉱石の溶融還元法において、その燃料並びに酸
素原単位を大幅に低減するため、還元反応を妨げること
なく燃料を完全燃焼させ、かつスラグ・メタル浴に有効
に伝熱する方法が開発されれば、その生産性、経済性を
飛躍的に向上させることができ、その方法の開発が待た
れていた。
素原単位を大幅に低減するため、還元反応を妨げること
なく燃料を完全燃焼させ、かつスラグ・メタル浴に有効
に伝熱する方法が開発されれば、その生産性、経済性を
飛躍的に向上させることができ、その方法の開発が待た
れていた。
発明の目的 この発明は従来の前記問題点を解決するためになされ
たもので、クロム鉱石の溶融還元時多量に存在するスラ
グ浴中に炭素および水素を主成分とする燃料と酸素を燃
料がほぼ完全燃焼するような比率で吹込むことにより、
燃料をほぼ完全燃焼させ、スラグ浴を効率よく加熱し、
かつスラグ−メタル界面でクロム鉱石由来のクロム酸化
物並びに鉄酸化物を迅速に還元するため、メタル浴中に
石炭、コークス等の還元剤を吹込むことを特徴とするク
ロム含有溶鉄の製造方法を提案せんとするものである。
たもので、クロム鉱石の溶融還元時多量に存在するスラ
グ浴中に炭素および水素を主成分とする燃料と酸素を燃
料がほぼ完全燃焼するような比率で吹込むことにより、
燃料をほぼ完全燃焼させ、スラグ浴を効率よく加熱し、
かつスラグ−メタル界面でクロム鉱石由来のクロム酸化
物並びに鉄酸化物を迅速に還元するため、メタル浴中に
石炭、コークス等の還元剤を吹込むことを特徴とするク
ロム含有溶鉄の製造方法を提案せんとするものである。
発明の構成 この発明に係るクロム含有溶鉄の製造方法は、クロム
鉱石、クロム鉱石を前処理して製造した未還元クロムペ
レット，半還元クロムペレット，クロム焼結鉱等を石
炭、コークス等の炭素源により溶融還元してクロム含有
量が39％以下のクロム含有溶鉄を製造するに際し、スラ
グ浴内に炭素および水素を主成分とする燃料と酸素を燃
料がほぼ完全燃焼するような比率で吹込むことにより、
燃料を燃焼させスラグ浴を加熱するとともに金属浴中に
石炭、コークス等の還元剤を吹込み［Ｃ］濃度を３％以
上に保つことを特徴とするものである。
鉱石、クロム鉱石を前処理して製造した未還元クロムペ
レット，半還元クロムペレット，クロム焼結鉱等を石
炭、コークス等の炭素源により溶融還元してクロム含有
量が39％以下のクロム含有溶鉄を製造するに際し、スラ
グ浴内に炭素および水素を主成分とする燃料と酸素を燃
料がほぼ完全燃焼するような比率で吹込むことにより、
燃料を燃焼させスラグ浴を加熱するとともに金属浴中に
石炭、コークス等の還元剤を吹込み［Ｃ］濃度を３％以
上に保つことを特徴とするものである。
すなわち、この発明はスラグ浴中に燃料と酸素を吹込
むことにより、燃料の完全燃焼を可能とし、かつその燃
焼熱を容易にスラグ浴に伝熱せしめる方法である。
むことにより、燃料の完全燃焼を可能とし、かつその燃
焼熱を容易にスラグ浴に伝熱せしめる方法である。
なお、この発明においてクロム含有量を39％以下に限
定しているのは、本プロセスはステンレス鋼溶製のため
のクロム含有母溶湯を製造することを目的としており、
Cr濃度を40％以上に上げる必要がないからである。
定しているのは、本プロセスはステンレス鋼溶製のため
のクロム含有母溶湯を製造することを目的としており、
Cr濃度を40％以上に上げる必要がないからである。
以下、この発明方法について詳細に説明する。
この発明者らは、クロム鉱石、またはその予備処理品
を溶融還元してクロム含有溶鉄を製造する方法における
熱効率向上対策（燃焼並びに酸素消費量低減対策）につ
いて種々検討した結果、溶融還元処理において、スラグ
中に石炭、コークス等の燃料と酸素を燃料がほぼ完全燃
焼するような比率で吹込むことにより燃料をほぼ完全燃
焼させることができ、かつ有効にスラグ浴に伝熱し得る
ことを見い出した。
を溶融還元してクロム含有溶鉄を製造する方法における
熱効率向上対策（燃焼並びに酸素消費量低減対策）につ
いて種々検討した結果、溶融還元処理において、スラグ
中に石炭、コークス等の燃料と酸素を燃料がほぼ完全燃
焼するような比率で吹込むことにより燃料をほぼ完全燃
焼させることができ、かつ有効にスラグ浴に伝熱し得る
ことを見い出した。
次に、スラグ中吹込みによる燃料完全燃焼条件下にお
いて、クロム鉱石の溶融還元反応速度を調査したとこ
ろ、基本的にスラグ−メタル間での還元反応速度に影響
をおよぼさないことが判明した。これは、吹込み燃料の
燃焼帯がスラグ浴内でスラグ−メタル界面よりかなり上
の部分にあるため、燃焼により発生したCO2ガスはスラ
グ浴内を上昇するもののスラグ−メタル界面には到達せ
ず、生成したメタルを再酸化するような還元反応を妨げ
る作用を生じないためである。しかし、スラグ−メタル
間還元反応によりメタル中の［Ｃ］は消費され、還元進
行にともないメタル中［Ｃ］濃度が低下していくが、
［Ｃ］濃度が３％以下になると還元反応速度が著しく低
下することが実験により判明した。従って、何等かの手
段でメタル浴中にＣを添加し、［Ｃ］濃度を３％以上に
保つ工夫が必要である。反応器上部より石炭、コークス
等の還元剤を添加したのでは、スラグ浴に妨げられてメ
タル中に加炭できない上、スラグ中で完全燃焼し発生し
たCO2ガスが還元剤と反応してCOに戻ってしまう。
いて、クロム鉱石の溶融還元反応速度を調査したとこ
ろ、基本的にスラグ−メタル間での還元反応速度に影響
をおよぼさないことが判明した。これは、吹込み燃料の
燃焼帯がスラグ浴内でスラグ−メタル界面よりかなり上
の部分にあるため、燃焼により発生したCO2ガスはスラ
グ浴内を上昇するもののスラグ−メタル界面には到達せ
ず、生成したメタルを再酸化するような還元反応を妨げ
る作用を生じないためである。しかし、スラグ−メタル
間還元反応によりメタル中の［Ｃ］は消費され、還元進
行にともないメタル中［Ｃ］濃度が低下していくが、
［Ｃ］濃度が３％以下になると還元反応速度が著しく低
下することが実験により判明した。従って、何等かの手
段でメタル浴中にＣを添加し、［Ｃ］濃度を３％以上に
保つ工夫が必要である。反応器上部より石炭、コークス
等の還元剤を添加したのでは、スラグ浴に妨げられてメ
タル中に加炭できない上、スラグ中で完全燃焼し発生し
たCO2ガスが還元剤と反応してCOに戻ってしまう。
そこで、種々検討した結果、メタル浴中に石炭、コー
クス等還元剤を吹込むことにより、スラグ浴中で燃料を
完全燃焼させる条件下でもメタル浴中への加炭が容易に
でき、［Ｃ］濃度を３％以上に保つことによりクロム鉱
石の溶融還元反応を迅速に完了させることを見出したの
である。
クス等還元剤を吹込むことにより、スラグ浴中で燃料を
完全燃焼させる条件下でもメタル浴中への加炭が容易に
でき、［Ｃ］濃度を３％以上に保つことによりクロム鉱
石の溶融還元反応を迅速に完了させることを見出したの
である。
この発明は上記の知見に基づいてなされたものであ
り、クロム鉱石等を溶融還元してクロム含有溶鉄を製造
するに際し、スラグ浴内に炭素および水素を主成分とす
る燃料と酸素を燃料がほぼ完全燃焼するような比率で吹
込むことにより、燃料を完全燃焼させスラグ浴を効率よ
く加熱するとともに、金属浴中に石炭、コークス等の還
元剤を吹込み［Ｃ］濃度を３％以上に保つことにより溶
融還元反応を迅速に進行させることを特徴とするもので
ある。
り、クロム鉱石等を溶融還元してクロム含有溶鉄を製造
するに際し、スラグ浴内に炭素および水素を主成分とす
る燃料と酸素を燃料がほぼ完全燃焼するような比率で吹
込むことにより、燃料を完全燃焼させスラグ浴を効率よ
く加熱するとともに、金属浴中に石炭、コークス等の還
元剤を吹込み［Ｃ］濃度を３％以上に保つことにより溶
融還元反応を迅速に進行させることを特徴とするもので
ある。
なお、スラグ中に吹込む燃料としては、石炭，コーク
ス等の固体燃料、石油，タール等の液体燃料の他、メタ
ン，天然ガス等の気体燃料等が挙げられる。
ス等の固体燃料、石油，タール等の液体燃料の他、メタ
ン，天然ガス等の気体燃料等が挙げられる。
次にこの発明方法を図面に基づいて説明する。
第１図はこの発明方法を実施するための装置を示す概
略図である。図中（１）は金属浴を貯える転炉型反応容
器であって、内部には金属浴（２）（例えば溶銑または
溶鋼）が収容されている。（３）はスラグ層である。
（４）は燃料および酸素吹込み用横吹羽口であり、還元
に必要な熱量はこの羽口での燃焼熱により供給され
る。、（５）は炭材吹込用底吹羽口であり、スラグ−メ
タル界面の還元反応に必要な炭素源が供給される。
略図である。図中（１）は金属浴を貯える転炉型反応容
器であって、内部には金属浴（２）（例えば溶銑または
溶鋼）が収容されている。（３）はスラグ層である。
（４）は燃料および酸素吹込み用横吹羽口であり、還元
に必要な熱量はこの羽口での燃焼熱により供給され
る。、（５）は炭材吹込用底吹羽口であり、スラグ−メ
タル界面の還元反応に必要な炭素源が供給される。
本発明においては基本的に還元に必要な熱量はすべて
スラグ層内の燃料の完全燃焼により供給される。しか
し、より燃料の炉内での完全燃焼を確実にするためCOガ
スの助燃用O2をスラグ層の上方に設置したCO燃焼用上吹
ランス（６）、CO燃焼用横吹羽口（７）より供給するこ
とも可能である。
スラグ層内の燃料の完全燃焼により供給される。しか
し、より燃料の炉内での完全燃焼を確実にするためCOガ
スの助燃用O2をスラグ層の上方に設置したCO燃焼用上吹
ランス（６）、CO燃焼用横吹羽口（７）より供給するこ
とも可能である。
なお、燃料および酸素吹込み用横吹羽口（４）は、例
えば中心管よりN2＋コークス粉（石炭粉）を、中心管と
外管との間よりO2を、外管より冷却ガス（N2,C3H8等）
を吹込む構造の三重管羽口を用いることができる。クロ
ム鉱石、造滓剤（石炭石，珪石等）、原料は反応容器の
上部から炉内に投入される。
えば中心管よりN2＋コークス粉（石炭粉）を、中心管と
外管との間よりO2を、外管より冷却ガス（N2,C3H8等）
を吹込む構造の三重管羽口を用いることができる。クロ
ム鉱石、造滓剤（石炭石，珪石等）、原料は反応容器の
上部から炉内に投入される。
以下に、この発明の実施例を示す。
実施例１ 第１図に示す反応容器と同一構造の10トン上底吹き転
炉を用い、第１表に示す条件でクロム鉱石の溶融還元を
行なった結果を、スラグ中に塊コークスを浮遊させその
炭材を燃焼させつつ還元を進行させる従来法と比較して
第２表に示す。
炉を用い、第１表に示す条件でクロム鉱石の溶融還元を
行なった結果を、スラグ中に塊コークスを浮遊させその
炭材を燃焼させつつ還元を進行させる従来法と比較して
第２表に示す。
第２表より明らかなごとく、本発明法により炭材の完
全燃焼がはかられ、かつ炭材の燃焼サイトと還元サイト
が分離できるため炭材使用量、酸素使用量の低減、吹錬
時間の短縮が可能となった。
全燃焼がはかられ、かつ炭材の燃焼サイトと還元サイト
が分離できるため炭材使用量、酸素使用量の低減、吹錬
時間の短縮が可能となった。
実施例２ 10トン底吹き転炉を用い、第３表に示す原料配合条
件、および第４表に示す吹錬条件で半還元クロムペレッ
ト（（％T.Cr）32.2、（％T.Fe）＝21.6,Cr還元率62％,
Fe還元率87％）を溶融還元した結果、第５表に処理時
間，処理後溶銑，スラグ成分に示すごとく［％Cr］＝1
5.8％の含クロム溶銑を70分にて溶製できた。
件、および第４表に示す吹錬条件で半還元クロムペレッ
ト（（％T.Cr）32.2、（％T.Fe）＝21.6,Cr還元率62％,
Fe還元率87％）を溶融還元した結果、第５表に処理時
間，処理後溶銑，スラグ成分に示すごとく［％Cr］＝1
5.8％の含クロム溶銑を70分にて溶製できた。
発明の効果 以上説明したごとく、この発明方法によれば、クロム
鉱石等の溶融還元処理において、クロム酸化物、鉄酸化
物の迅速な還元進行を維持しながら、燃料（微粉炭、粉
コークス等）を酸素によりほぼ完全燃焼させ、かつ効率
よくスラグ浴・メタル浴を加熱することができるので、
大幅な燃料および酸素原単位の低減、並びに精錬時間の
短縮が可能となり、精錬コストの低減並びに生産性の向
上をはかることができる。
鉱石等の溶融還元処理において、クロム酸化物、鉄酸化
物の迅速な還元進行を維持しながら、燃料（微粉炭、粉
コークス等）を酸素によりほぼ完全燃焼させ、かつ効率
よくスラグ浴・メタル浴を加熱することができるので、
大幅な燃料および酸素原単位の低減、並びに精錬時間の
短縮が可能となり、精錬コストの低減並びに生産性の向
上をはかることができる。
第１図はこの発明方法を実施するための装置例を示す概
略図である。 １……転炉型反応容器、２……金属浴、３……スラグ
層、４……燃料および酸素吹込用横吹羽口、５……炭材
吹込用底吹羽口、６……CO燃焼用上吹ランス、７……CO
燃焼用横吹羽口。
略図である。 １……転炉型反応容器、２……金属浴、３……スラグ
層、４……燃料および酸素吹込用横吹羽口、５……炭材
吹込用底吹羽口、６……CO燃焼用上吹ランス、７……CO
燃焼用横吹羽口。
Claims (1)
- 【請求項１】クロム鉱石、クロム鉱石を前処理して製造
した未還元クロムペレット、半還元クロムペレット、ク
ロム焼結鉱等を石炭、コークス等の炭素源により溶融還
元してクロム含有量が39％以下のクロム含有溶鉄を製造
する方法において、スラグ浴内に炭素および水素を主成
分とする燃料と酸素を燃料がほぼ完全燃焼する比率で吹
込むことにより燃料を燃焼させてスラグ浴を加熱すると
ともに、金属浴中に石炭、コークス等の還元剤を吹込む
ことを特徴とするクロム含有溶鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61259418A JPH0826378B2 (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | クロム含有溶鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61259418A JPH0826378B2 (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | クロム含有溶鉄の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111108A JPS63111108A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0826378B2 true JPH0826378B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=17333828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61259418A Expired - Lifetime JPH0826378B2 (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | クロム含有溶鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826378B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4042176C2 (de) * | 1990-12-29 | 1993-12-09 | Tech Resources Pty Ltd | Verfahren zur Reduktion von Metalloxiden im schmelzflüssigen Zustand |
| NL9500264A (nl) * | 1995-02-13 | 1996-09-02 | Hoogovens Staal Bv | Werkwijze voor het produceren van vloeibaar ruwijzer. |
| NL9500600A (nl) * | 1995-03-29 | 1996-11-01 | Hoogovens Staal Bv | Inrichting voor het produceren van vloeibaar ruwijzer door directe reductie. |
| IT1284200B1 (it) * | 1996-07-31 | 1998-05-08 | Sviluppo Materiali Spa | Procedimento per la produzione diretta di ghisa a partire da materiale ferrifero ed apparecchiatura idonea per l'esecuzione di |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54158320A (en) * | 1978-06-03 | 1979-12-14 | Nippon Steel Corp | Refining method for high chromium steel |
| JPS59140349A (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-11 | Nippon Steel Corp | 多量スラグ共存下で炭材の燃焼速度を大にする方法 |
| JPS624810A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-10 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶融還元製鉄用精錬炉 |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP61259418A patent/JPH0826378B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63111108A (ja) | 1988-05-16 |
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