JPS6031884B2 - 電気炉鋼の製造方法 - Google Patents

電気炉鋼の製造方法

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JPS6031884B2
JPS6031884B2 JP53028253A JP2825378A JPS6031884B2 JP S6031884 B2 JPS6031884 B2 JP S6031884B2 JP 53028253 A JP53028253 A JP 53028253A JP 2825378 A JP2825378 A JP 2825378A JP S6031884 B2 JPS6031884 B2 JP S6031884B2
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furnace
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気炉において、鋼屑(普通鋼屑と特殊鋼暦の
両者を鋼屑と呼称する)または鋼肩と金属酸化物含有物
質(鉱石やフェロアロィスラグなど)の混合物を装入し
通電して溶解するとき、鋼蓬中に含有する鉄、マンガン
、クロム等の金属酸化物を炭化珪素を使用して還元反応
を起させて、金属となし、溶鋼中に回収する方法に関す
るものである。
電気炉は主原料である鋼肩を抵抗熱または/および弧光
熱によって加熱溶解し、その溶鋼中の不純物を除去し、
炭素、珪素および必要とする合金元素を添加して、所定
の成分を含有させる等の精錬を行い、電気炉鋼を製造す
る溶解炉である。
電気炉鋼の製造コストは主原料である鋼肩の価格と歩止
りと共に、生産性、電力消費量、亀極消耗量、炉材消耗
量、副資材の原単位等に影響されるので、電気炉容量は
大型化しつつあり、また電力負荷は増大している。更に
溶解速度を向上させるため、電力以外の溶解熱源として
、酸素吹込や重油、燈油等の助燃村が併用されて来てい
る。鋼肩の歩止りは鋼屑の品位に左右されるが、溶解損
失によって大きく変動するものである。溶解損失は鋼肩
に附着している水分、金属酸化物、その他の不純物の他
に溶解時のダスト損失または/および溶解作業中に酸化
される損失等である。電気炉溶解作業では、鋼肩中の金
属酸化物や溶解作業中に酸化される金属酸化物は、鋼淫
中に含有されて、その一部は酸化鋼蓬として廃棄され、
残部は還元精錬により、還元鋼連中に含まれる金属酸化
物は大部分回収されるが、還元期で回収することは、フ
エロシリコン、フエロマンガン、シリコマンガン等の歩
止りの悪化を招き、コスト高の要因となる。
前述の助燃村の使用や酸素使用量の増加額向は操業中排
出される煙を集摩する装置の稼動と共に、鋼肩の溶解過
程での金属酸化を著しく促進させるので、酸化鋼律中の
金属酸化物の含有量は30〜50%にも及んでいる。
鋼層の酸化損失は弧光式電気炉操業においては、2〜4
%と推定され、、製造コスト面で無視し得ぬものであっ
て、本発明の方法による還元回収の実施によって解決し
得るものである。電気炉溶解における酸化鋼律中に含ま
れる金属酸化物を回収する方法は、コークス、電極暦等
の、炭材を使用したり、フェロシリコンを還元剤として
用いる方法は公知であるが、炭材による場合は金属酸化
物の還元反応は吸熱反応であって、電力使用量の増加を
招くことになる。
また炭材比重は鋼淫の比重より低いために鋼連表層部に
炭村が浮漉し、炉内の過剰酸素による燃焼損失が多くて
炭材の歩止りが悪い。又還元反応時間を要する等の理由
で経済的に不利である。フェロシリコンを還元剤として
用いる方法では、フェロシリコンのコストと回収金属の
コスト比較をすると、鉄酸化物の還元には経済的でない
ため使用されていないが、マンガン、クロム等の酸化物
を還元することは経済的に成り立つため実用化されてい
る。本発明は電気炉溶解における酸化鋼連中に含有する
金属酸化物を炭化珪素SICによって回収する方法であ
る。炭化珪素は炭素と珪素の化合物であって、溶鉄に極
めて容易に溶解して溶鉄中の炭素量と珪素量を増量し得
ること、また鉄、マンガン、クロム等の金属酸化物と反
応して、夫々の金属に還元する性質がある。
さて、電気炉鋼精錬は一般的に次の4つの主要工程 1
)袋入期 2)溶解期 3)酸化期4)還元期 があり
、3)および4)は所謂精錬期と呼ばれる。
従来、炭化珪素による電気炉鋼の精錬では酸化末期の除
律直後の裸出溶鋼の表面に添加したり、出鋼直前に炉内
に投入するか予め取鍋に炭化珪素を用意して、これに熔
鋼を注入することによって、溶鋼中の炭素、珪素の増量
を図ること、又は還元精錬時に還元性鋼律の生成を促進
するために、炭化珪素の粉末を還元鋼類上に散布使用す
る方法が行われている。
従来の利用法は、何れも酸化末期または/および還元期
に使用して、炭素または/および珪素の成分調整と直接
または間接に溶鋼の脱酸を目的としている。
本発明による炭化珪素の使用方法と使用目的は従来のも
のとは全く異なり、装入期または/および熔解期に使用
して溶鋼の過酸化を防止し、還元期に於ける脱酸剤の利
用効率を向上せしめると同時に還元精錬を容易にし、尚
、酸化金属として廃棄される有価物質の損失を減少せし
め、併せて熱エネルギーの消費を節減せしめるものであ
る。
即ち、本発明による基本的使用方法は、炭化珪素は鋼屑
装入以前に炉床に投入または/および鋼層の追加装入時
に鋼屑と共に配合装入する等、何れも装入期または/お
よび溶解期に使用するものである。本発明の方法の使用
目的は、電気炉溶解の初期段階から溶解過程で生成され
る鉄、マンガン、クロム等の金属酸化物を還元回収する
ことであって、炭素量、珪素量を増量することではない
炭化珪素の比重は3.5であって、溶鋼の比重より小で
あって、酸化鋼淫の比重2.5〜3.0より大であるた
め、溶解の初期に炉内に投入された炭化珪素は、溶解の
進行と共に一部は熔鋼中に吸収され、残余は溶鋼と酸化
鋼連の中間に懸濁し、鋼律の表層面に露出しないので、
酸化鋼淫中の金属酸化物を効率よく還元回収することが
出釆る。使用炭化珪素は粗製のものでも良く、同一の効
果が期待出来る。この粗製炭化珪素は、炭化珪素製造過
程で炭化珪素としての品位は低く、結晶形も極めて小さ
いので、Q晶の炭化珪素を生産する場合の原料として再
使用されている所謂還元原料と称されるものもあり、こ
れを単味又はQ晶と混合使用して経済的に金属の回収が
出きる。酸化鋼律中の金属酸化物を炭化珪素によって還
元回収する場合の化学反応式は次の如くである。
3Fe0十SIC=Si02十CO+斑e3Mn〇十S
IC=Si〇2十C〇十3MnCr203十SIC=S
i02十CO+2CrFe203十SIC=Si02十
CO十2Fe酸化鋼蓬中に含有される鉄、マンガン、ク
ロムの酸化物はFe○,Mn○,Cr203の他にFe
2Q,Nm203,Cの3の如き高級酸化物があるが、
炭化珪素による金属の還元効率を高めるためには、高級
酸化物が少ないことと、低級酸化物の活量係数が大きい
事が必要で、そのためには塩基度の調整が行われる。
このためには、普通Ca○またはSi02等が使用され
る。従って炭化珪素に石灰または/および珪砂等を配合
して使用することも本発明の目的に合致した手段である
以下、実施例によりこれを示す。
実施例 1 弧光式電気炉操業において、普通鋼屑を使用して電気炉
鋼を製造する場合、炭化珪素を使用した操業と加炭剤を
使用した操業の実施例を示し、酸化鋼連中の鉄酸化物の
減少効果を示す。
使用炉:10000K.V.A20Ton弧光式電気炉
鋼肩装入墨:30000k9本発明の方法:下記組成の
SIC180k9を鋼肩袋,入直前に炉床に投入して溶
解した。
(粒度分布及び主要成分含有率) (残部 Si02、Fe分其他) 加炭剤使用操業:50%炭素を含有する(残部中・約4
5%鉄分)加炭剤350k9を追加装入時に投入して溶
解した。
実施例 2 孤光式気炉操業において、高マンガン鋼肩を使用して、
高マンガン鋼を製造する場合に、炭化珪素を使用して酸
化鋼陸中のマンガン酸化物を還元回収した実施例を示す
使用炉:2500K.V.A 5Ton弧光式電
気炉装入材料:高マンガン鋼屑 5250k
g(C:1.1ふMn:13.4%含有)普通鋼屑(C
:0.2%含有) 750k9炭化珪素使用量
50k9(SIC:85%、Free炭素:12
%含有)炭化珪素使用方法:高マンガン鋼肩および普通
鋼屑に混合して装入し溶解した。
下記に本発明の方法と炭化珪素を使用しない操業との比
較を示す。実施例 3 孤光式電気炉操業において高マンガン鋼を製造する場合
に、高マンガン鋼層並びに鋼肩に中炭素フェロマンガン
製造時発生するマンガンスラグを同時に装入して、溶解
過程で酸化されるマンガン酸化物とマンガンスラグ中に
含有するマンガン酸化物を炭化珪素によって還元回収し
た実施例を示す。
使用炉:2500K.V.A 打on弧光式電気
炉菱入材料:高マンガン鋼肩 4800k9
(C:1.15%、Mn:12.4%含有)普通鋼暦(
C:0.2%含有)1000k9マンガンスラグ(Mn
0:32%含有) 900k9 炭化珪素使用量 140k9 (SIC58%、FreeC26%含有)炭化珪素使用
方法:マンガンスラグと炭化珪素を混合し、炉床に投入
しマンガン鋼肩と普通鋼屑を装入し溶解した。
次に本発明の方法の溶落時、酸末時鋼淫中のMn○およ
び酸末時溶鋼組成を示す。実施例 4 lOTon弧光式電気炉において、13%ステンレス鋼
肩を溶解し、炭化珪素を使用して、酸化鋼律中に含有す
るクロム酸化物を還元回収した実施例を示す。
使用炉:3500K.V.A lmon弧光式電気
炉装入材料:13%ステンレス鋼肩 8500k
9(Cr:13.5%、C:0.1%含有)13%ステ
ンレス鋼ダラィ粉 3500k9(Cr:13.5%、
C:0.1%含有)65%炭化珪素 25
0k9(S;C:65%、Free炭素25%含有)コ
ークス粒(固定炭素82%含有)60k9 生石灰 540k9.炭化珪素使
用法:鋼肩装入前に炭化珪素をコークス粒、生石灰と混
合して炉床に投入し、以下通常法により溶解した。
炭化珪素を使用した場合の酸化鋼連中のC「203およ
び渚鋼組成を示す。
炭化珪素を使用しない場合の酸化鋼律中の従来の方法で
はコークス粒とフェロシリコン紬粒の混合物(4:1)
300k9と生石灰100k9を同様にして炉床におき
、ステンレス屑を装入し、通電溶解作業を行った。
従来法による酸化鋼連中のCr203含有率 32.6
%鋼建中Cr量 154kgクロム収率 90.5% 実施例 5 1皿on弧光式電気炉において、13%ステンレス鋼肩
と、クロム鉱石並びに炭化珪素を使用して落籍し、酸化
鋼淫中のクロム酸化物を還元回収して、18%クロムス
テンレス鋼を製造した実施例を示す。
使用炉:350皿.V.A loTon弧光式電気
炉使用材料:13%ステンレス鋼肩 8000k
9(Cr:13.5%、C:0.1%含有)13%ステ
ンレス鋼ダライ粉 2000k9(Cr:13.2%、
C:0.1%含有)クロム鉱石 180
0k9(Cr203:50.9%、Fe0:13.8%
含有)炭化珪素 450k9(SIC
:60%、FreeC28%含有)50%フエロシリコ
ン 100k9生石灰
940k9使用方法:クロム鉱石、炭化珪素、フヱロシ
リコン、生石灰を混合したものを13%ステンレス鋼屑
と13%ステンレス鋼ダラィ粉を装入する以前に炉床に
投入して溶解した。
酸末時の鋼連中のCr203、並びに溶傷成分を下記に
示す。
発明の効果 本発明の効果を列記すると下記の如くなる。
1 金属酸化物の金属が還元回収されるので、溶鋼が増
量して、製品の歩止りが向上する。
2 炭化珪素の酸化反応熱の生成によって、電力使用量
の低下、操業時間の短縮が図れる。
3 酸化末期の酸化鋼連中の金属酸化物の濃度が低下す
るので、還元期の脱酸剤の使用量を節減出来る。
4 マンガン鋼、クロム鋼の製造において、鋼屑中のマ
ンガン、クロムの損失を減少せしめ得るのみならず、鉱
石やフェロアロィスラグから積極的に高価値金属を経済
的に回収することが可能となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鋼屑又は鋼屑とフエロマンガンスラグ、マンガン鉱
    石、フエロクロムスラグ、クロム鉱石等、製品に必要な
    金属を酸化物の形で含有する物質の一種以上との、混合
    物を溶解して電気炉鋼を製造する場合、鋼屑が溶解する
    以前に、炭化珪素又は必要に応じ、これに生石灰、珪砂
    等の造滓剤、炭材、フエロシリコン等の還元剤の一種以
    上を添加したものを炉中に装入し、加熱反応せしめ鋼屑
    または/および金属酸化物含有物質溶解の際生成する酸
    化鋼滓中の鉄、マンガン、クロム等の金属酸化物から夫
    々の金属を還元回収することを特徴とする電気炉鋼の製
    造方法。
JP53028253A 1978-03-14 1978-03-14 電気炉鋼の製造方法 Expired JPS6031884B2 (ja)

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