JPS62202035A - クロム鉱石の溶融還元方法 - 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〕 この発明は、クロム鉱石の溶融還元方法に関するもので
あり、特に、クロム鉱石と炭材を用いて、酸素により吹
錬する溶融還元方法に関する。

〔従来の技術〕

最近、クロム鉱石の溶融還元方法について種々のものが
報告されている。

例えば、特開昭５９−１５９９６３号公報には、以下の
事柄が示されている。

（１）粉・粒状のクロム酸化物を精錬容器内溶銑中に酸
化性キャリアガスにより噴入させること。

（２）石炭もしくはコークス等の炭材と攪拌ガスを供給
すること。

（３）前記（１）、（２）により＃ｌ諌を行なって、Ｃ
ｒ含有量が４０％未満の高クロム溶湯を製造すること。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この技術は、クロム鉱石が難還元性であること
に起因して、所定のクロム濃度の溶湯を得るまでには製
造時間がかなり長くなるという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、第１にクロム鉱石を高速で還元することを
目的とし、第２に処理時間を短かくすることによって、
炉体の損傷を少くすることを目的とするものである。

以上の目的を達成するために、この発明では、上下吹可
能でかつ減圧することの可能な反応容器を用いて、該反
応容器内に溶銑を入れる工程、該反応容器内にクロム鉱
石を入れる工程、該反応容器内に炭材を入れる工程、該
反応容器内を減圧する工程、該溶銑中に羽口からガスを
吹き込むことにより攪拌し、さらに、該溶銑中に酸素を
吹き込む工程、とからなろクロム鉱石の溶融還元方法を
提供するものである。

〔作　用〕

第１図は、本発明に係るクロム鉱石の溶融還元装置の１
例を示す概略図である。

まず、反応容器１の中に溶銑７を入れ、真空排気装ｅ４
で１〜６００　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒに、保持する。

塊のクロム鉱石、塊の石炭および媒溶剤を上部ホッパー
５、下部ホッパー６を経由して、溶銑７中へ装入する。

次に羽口３よりＡｒガスを吹き込みｍ銑を攪拌しながら
、ランス２により酸素を上吹する。

装入された塊コークスは、燃焼してＣＯガスを発生する
と共に溶銑中への加炭材として機能するが、また、その
一部は、スラグ中に残留する。

この溶銑中のＣとスラグ中のＣとにょ口、クロム鉱石の
還元が進行するのである。

このときのクロム鉱石の還元は、次の反応式に従って行
われる。

Ｃｒ　ｚ　Ｏｓ＋３　Ｇ　−−”　２　Ｃｒ　＋　３　
ＣＯこの実施例では、反応容器１内を減圧しているため
にクロム鉱石の還元で生成したＣＯガスが系外に取り出
されることから、上記還元反応は促進される。

還元反応を促進させるためには、反応容器１内の圧力を
６００Ｔｏｒｒ以下とすれば良いが、この値を３００Ｔ
ｏｒｒより小さくすると更にその効果は大きい。

しかし、工業的規模において、反応容器内の圧力をＩ　
Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ以下にしようとすると、その設備コスト
が急上昇するので好ましくない。

以上のことから、実際に操業するときの反応容器内の圧
力は、１〜６００Ｔｏｒｒの範囲が良く、１〜３００Ｔ
ｏｒｒとすることによりさらに好ましい結果を得ること
ができる。

また、この発明は、反応速度を促進させ得るために、当
然のことながら反応時間を短縮させることができ、その
結果、炉体の損傷を少なくするのに役立つ。

この実施例では、原料クロム鉱石として塊鉱石を使用し
たが、このほかに微粉鉱石を使用してもよく、その場合
には、ランス２あるいは羽口３から原料を吹き込むのが
好ましい場合がある。

その他の原料供給方式としては、塊鉱石の反応容器上部
からの装入と微粉鉱石のランス２あるいは羽口３からの
吹き込みを併用してもよい。

また、炭材は、この実施例では塊の石炭を使用したが、
塊コークス、微粉の石炭、コークスでもよい。

塊コークスの場合には、塊の石炭と同様に反応容器の上
部より装入する。

微粉の石炭、コークスの場合にはランス２、羽口３から
吹き込むと良い。

また、他の方法として（よ、炭材として、塊と微粉を使
用し、塊の炭材の反応容器上部からの装入と微粉のラン
ス２あるい（よ羽口３からの吹き込みを併用してもよい
。

酸素の供給量は１．０〜５゜ＯＮ　ｒｎ’　７分・トン
溶銑が最適であって、この量が５．０Ｎｒｎ″／分・ト
ンを超えるような装置では、設備が過大とな＾、一方、
１．０Ｎｒｎ’／分・トンを下回るようになると、還元
が遅くなると共ＬＣ熱の供給が不充分となることが多く
なる。

この実施例では、酸素の供給はランスにより行なったが
、この供給法に限ることはなく、羽口から吹き込んでも
よい。

この羽目からの酸素の吹込は、単に酸素の供給を行うの
みならず、この外に系内に対しての攪拌の効果をも有す
るものである。

またその他、ランスからと羽口からの酸素の供給を併用
してもよい。

底吹ガスとしては、この実施例ではアルゴンを使用した
が、この他にＮ２、ＣＯ２あるいは溶融還元を行なって
いる際に反応容器から排出されるプロセスガスを使用し
てもよい。

との底吹ガス量は、Ｏや１〜１．５Ｎｍ”７分・トン溶
銑程度に調節すると好ましい結果が得られやすい。

反応系内の真空度は、ＩＴｏ　ｒ　ｒに近づくと共に攪
拌ガスは少なくてすみ、逆に真空度が６００Ｔｏｒｒに
近づくに従って、攪拌ガスを多量に必要とするが、真空
度が低い状態（例えば、５００〜Ｇ　ＯＯＴ　ｏ　ｒ　
ｒ　）でも、１．５Ｎｒｎ”７分・トン溶銑以上の底吹
ガス量は、過大となり反応容器１内の溶銑が反応容器外
に飛び出すというホールドアツプ現象が生じる。

これとは逆に、真空度が高い状態（例丸ば、１〜５０Ｔ
ｏｒｒ）でも０．１Ｎｍ／分・トン溶銑以下の吹き込み
量では攪拌が不充分となり、還元が遅くなる傾向が見ら
れ、漸く訝通の場合では、好ましくは０　、３〜１　、
５　Ｎｒｎ’／分・Ｉ−ンＢ７４の範囲内で操業すると
好ましい結果が得られやすい。

〔実施例〕

この発明は、次に示した諸例（ζより、構成および効果
を説明するが、これらの例は発明を説明するものであっ
て、この発明を制限するものではないＱ 寅＃例　　１ 第２図は、この発明に基づく一実施例の操業に用いた実
験装置の概略を示した図である。

この装置は、反応容器１１が真空容器１ｏに納められて
おり、真空排気装置１４により排気できる様になってい
る。

真空容器１０は、ランス１２、真空排気装置１４の配管
、原料添加口を備えた上部と下部からなっており、上部
と下部の間にはレール器具１６が設けられている。

この実験では、Ｃ：　５％、Ｓｉ：１．２％の溶銑を使
用し、また、クロム鉱石、塊コークス、生石灰は、原料
添加口１５より供給した。

送酸は、ランス５により吹き込み、溶銑の攪拌には、炉
の底部に設けられたポーラスプラグ１３からＡｒガスを
インジェクションすることによって行なった。

具体的な操業プロセスの概略経過を第３図によって示す
。

ａｌ　　（操業開始）１溶銑４０ｋｇを反応容器１１に
装入 ａｌ　（２分後）　； 生石灰１ｋｇ　（２５ｋｇ／　ｈン・溶銑）コークス２
ｋｇ（５０ｋｇ／ｌン・溶銑）を反応容器１１に装入 ａ、１（１７〜２０分）； 酸素１５０　Ｎ　ｌ　／　ｗｉｎ（３，７５Ｎ　ｒｎ’
　／　ｗｉｎ　・トン溶銑） Ａ　ｒ　３０　Ｎ　ｌ　／ｍ１ｎ（０，７５Ｎｒｒｉ’
／ｍｉｒ＋−トン溶１！１） を真空度２００Ｔｏｒｒの状態で溶銑１７へ吹込んでの
昇熱、造滓 ａ４（２８分後）　　； クロム鉱石２ｋｇ　（５０ｋｇ’／　Ｉ・ン・溶銑）を
反応容器１１に装入 ａ、（３０〜３８分）； 酸素１５０　Ｎ　ｌ　／　ａｉｉｎ　（３，７５Ｎ　ｍ
　／　ｌｌ１ｉｎ・Ｉ・ン溶銑） Ａ　ｒ　２０〜５０　Ｎ　ｌ　／　ｗｉｎ　（０，５〜
１．２５Ｎｒｎ’／ｍ１ｒｉ・トン溶銑） を真空度２００Ｔｏｒｒの状態で溶銑１７へ吹込んでの
還元 ａ、（５２分後）　；出鋼 この操業では、８分間の送酸還元で 溶銑中Ｃｒ濃度は０．３２％上昇した が、これはすなわち、１分間当りＣｒ 濃度が０．０４％上昇したことになる。

また、Ｃ＃度は、溶銑を装入した状 態とほとんど変わらず、Ｓｉ濃度はト レースであった。

実施例　２ 実施例１と同じ装置、同し溶銑を用いて操業を行なった
。

概略的な操業経過の流れは第４図の示したが、以下にそ
の個々の要件を示す。

ｂｔ（操業開始）　　；溶銑４０ｋｇを反応容器１１に
装入 ｂ２（２分後）　　　；生石灰１　ｋｇ　（２５ｋｇ　
／　＋−ン・溶銑）コークス１　、５　ｋｇ　（３７，
５ｋｇ／　ｌ・ン・溶銑）を・反応容器１１に装入 ｂｔ（４〜１０分）　　　；酸素１５０　Ｎ　ｌ　／　
ｗｉｎ（３゜７５Ｎ　ｒｎ’　／　ｍ１ｎ−）ン溶銑）
、アルゴン５０　Ｎ　ｌ　／　ｗｉｎ（１，２５Ｎ　ｒ
ｎ’　／　ｗｉｎ　・ｈン溶銑）を大気圧下（７６０Ｔ
　ｏ　ｒ　ｒ）の状態で溶銑中へ吹込んでの昇熱、造滓 す、（１２分後）　　　；クロム鉱石２　ｋｇ　（５０
ｋｇ　／トン・溶銑）、コークス１．５ｋｇ（３゜７５
ｋｇ／Ｉ・ン・溶銑）を反応容器１１に装入 す、（１８〜２３分）　　；酸素１５０〜１８ＯＮ１７
　ｗｉｎ（３，７５〜４．５Ｎ　ｒｎ’　／　ｌ１ｉｎ
　・Ｉ、ン溶銑）、アルゴン２０〜５０　Ｎ　Ｉ　／　
ｗｉｎ（０、５〜１．２５Ｎ　ｍ　／　ｗｉｎ　・Ｉ−
ン溶銑）を真空度２００Ｔｏｒｒの状態で溶銑１７ へ吹込んでの還元 す、（３０分後）　　　：出鋼 この操業では、５分の送酸還元によって溶銑中のＣｒｌ
ＩｉＩ度が０．４３％上昇したが、これはすなわち、１
分間当りＣｒ濃度が０．０８６％上昇したことになる。

この場合、実施例１と比較してＣｒ濃度の上昇が大きい
のは、昇熱、造滓時間が長かったために送酸還元初期の
温度が５０℃程度高（なったことによると考えられる。

また、比較例として、ｂ、の送酸還元を大気下で実施す
る操業を行なった。

この場合は、Ｃｒ濃度の増加は０．１５％、すなわち、
１分間当り０．０３％の増加であった。

この実施例２の還元速度は、実施例１の柿程度であり、
還元が非常に遅いことが分った。

実施例　３ 実施例１．２で使用したと同じ装置で、２００Ｔｏｒｒ
下と、大気圧下でこの発明の実施例を繰り返し操業の比
較を行なった。

まず、クロム鉱石２ｋｇ（５０ｋｇ／ｌ・ン・溶銑）、
生石灰１ｋｇ（２５ｋｇ／ｌ−ン・溶銑）、ケイ石１ｋ
ｇ（２５ｋｇ／ｌ−ン・溶銑）を反応容器に装入した。

最初の５分間は、酸素１５　ＯＮＩ　／ｗｉｎ（３，７
５Ｎｒｎ’／ｗｉｎ　　・Ｉ−ン溶銑）、アルゴン４Ｏ
Ｎｊ／ｍｉｎ　　（１，０Ｎｒｎ’／ｗａｉｎ　・ｈン
溶ｖｃ）で大気下で還元した。

つづいて、酸素１５０　Ｎ　ｌ　／ｍｉｎ　　（３，７
５Ｎｍ’／１ｎ　・トン溶銑）　、Ａｒ　１　ＯＮｌ／
ｍｉｒ＋　　（０，２５Ｎｍ／ａ＋ｉｎ−＋・ン溶ｔｆ
ｃ）で真空度２００Ｔｏｒｒのもとて５分間還元した。

このときの結果を第６図に示したが、大気圧下での最初
の５分間では、クロム濃度は０．１５％上昇（すなわち
、０．０３％／分上昇）したが、真空度２００Ｔｏｒｒ
の条件下での後の５分間では、クロム濃度は０．５％上
昇（すなわち０．１％／分上昇）した。

このことより真空条件下の方が還元速度がはるかに速い
ことがわかる。

また、Ｃ濃度、溶銑の）開度はほとんど変化しなかった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくクロム鉱石の溶融還元方法に用
いる装置の一例を示す概略図、第２図は本発明に基づく
溶融還元方法に用いる実験装置の一例を示す概略図、第
３図は本発明に係る操業例１の操業状況を示す説明図、
第４図は本発明に係る操業例２の操業状況を示す説明図
、第５図は本発明に係る操業例３のＣｒ濃度、Ｃ１１１
度、温度の時間による変化を示す説明図である。 １・反応容器、２　ランス、３　・羽口、４　・真空排
気装置、５・・・上部ホッパー、６・・下部ホッパー、
７　溶銑、１０−・真空容器、１１　反応容器、１２　
ランス、１３・・ポーラスプラグ、１４　真空排気装置
、１５　・原料添加口、工６　シー／Ｌ器共、１７・−
・溶銑。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下吹可能でかつ減圧することが可能な容器を用
   いて、 該容器内に溶銑を入れる工程、 該容器内にクロム鉱石を入れる工程、 該容器内に炭材を入れる工程、 該容器内を減圧する工程、 該溶銑中に羽口からガスを吹き込むことにより攪拌し、
   さらに、該溶銑中に酸素を吹き込む工程、 とを備えたクロム鉱石の溶融還元方法。
2. （２）該容器内を減圧する工程が真空排気装置により１
   〜６００Ｔｏｒｒに減圧することである特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
3. （３）該容器内を減圧する工程が真空排気装置により１
   〜３００Ｔｏｒｒに減圧することである特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
4. （４）該容器内にクロム鉱石を入れる工程が該容器上部
   より塊鉱石を装入することである特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。
5. （５）該容器内にクロム鉱石を入れる工程が上吹ランス
   より微粉鉱石を吹込むことである特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。
6. （６）該容器内のクロム鉱石を入れる工程が底吹羽口よ
   り微粉鉱石を吹き込むことである特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。
7. （７）炭材を入れる工程が、該容器上部より塊の炭材を
   装入することである特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。
8. （８）炭材を入れる工程が上吹ランスより粉の炭材を吹
   込むことである特許請求の範囲第１項に記載の方法。
9. （９）炭材を入れる工程が底吹羽口より粉の炭材を吹込
   むことである特許請求の範囲第１項に記載の方法。
10. （１０）酸素の吹込量が１．０〜５．０Ｎｍ＾３／ｍｉ
    ｎ・トン溶銑であることである特許請求の範囲第１項に
    記載の方法。
11. （１１）羽口から供給する攪拌ガスがＡｒ、Ｎ＿２およ
    びＣＯ＿２の中から選択された１つで０．１〜１．５Ｎ
    ｍ＾３／分トン溶銑である特許請求の範囲第１項に記載
    の方法。
12. （１２）羽口から供給する攪拌ガスがＡｒ、Ｎ＿２およ
    びＣＯ＿２から選択された１つで０．３〜１．５Ｎｍ＾
    ３／分トン溶銑である特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。
13. （１３）羽口から供給する攪拌ガスが該反応容器から溶
    融還元の際に発生したガスであって０．１〜１．５Ｎｍ
    ＾３／分・トン溶銑である特許請求の範囲第１項に記載
    の方法。
14. （１４）羽口から供給する攪拌ガスが該反応容器から溶
    融還元の際に発生したガスであって０．３〜１．５Ｎｍ
    ＾３／分・トン溶銑である特許請求の範囲第１項に記載
    の方法。