JPS63103012A - 含クロム溶銑の製造法 - 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、電力を製錬用の・エネルギーとして使用する
ことなく含クロム溶銑を製造する方法において、クロム
源の一部としてクロム鉱石を使用しこのクロム鉱石の溶
融還元も同時に行えるようにした熱経済的な含クロム溶
銑の製造法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ステンレス鋼製造用の含クロム溶銑の製造法
としては、電気炉による方法が一つの技術体系を形成し
ている。この方法は、製鋼用アーク炉に、クロム源１　
コークス、フラックスおよび必要に応じて副材料を装入
して溶解し、含クロム溶銑を得るものである。そのさい
のクロム源としては、高炭素フェロクロムが使用される
のが通常である、この高炭素フェロクロムを製造するの
にも電気炉が使用され、この場合にはクロム鉱石の半還
元ベレー／　ト等が使用されたり焼結鉱が使用されたり
する。この従来法によると電力消費量が非常に大きいの
で、近年、クロム鉱石を炭材等の還元材によって直接的
に溶融還元する方法の開発が推進されている。その傾向
としては１転炉によってクロム鉱石の溶融還元を行う方
間に注力されているようである１例えば特開昭５８−７
７５４８号公報。

特開昭５９−１４５７５８号公報、特開昭５９−１５０
０５９号公報、特開昭５９−１５００６０号公報、特開
昭５９−１５００６１号公報、特開昭５９−１５００６
２号公報等は転炉によるクロム鉱石の溶融還元を開示し
ている。また特開昭５０−１）６３１７号公報は特殊な
混合槽を使用してクロム鉱石の溶融還元を行う方法を開
示する。

一方１本願と同一出願人に係る特願昭５９−１８２１９
号（特開昭６０−１６２７１８号公報）において、特殊
な竪型炉を使用し、この竪型炉の羽口にクロム源の一部
としての粉状のクロム鉱石を吹込むことによってその溶
融還元を図る方法を提案した。この出願人の提案に係る
竪型炉による方法の骨子は、炉の上部に原料装入口をそ
して炉の下部付近に上下二段の羽口をもつ竪型炉を用い
て含クロム溶銑を製造するものであり、上部の原料装入
口からクロム源、鉄源、炭材および造滓材を装入し、該
上下の羽口から熱風を吹込むと同時に０羽口から粉状ク
ロム鉱石および発熱材を炉内に供給することにより、こ
の粉状クロム鉱石を溶融還元しながら含クロム溶銑を得
るものである。

また、この特開昭６０−１６２７１８号公報に提案した
方法を部分的に改善した含クロム溶銑の製造法を特願昭
６０−１９２７５１号、特願昭６１−９５８５号および
特願昭６１−９５８６号に提案した。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、前記の特願昭５９−１８
２１９号（特開昭６０−１６２７１８号公報）に提案し
た竪型炉による含クロム溶銑製造法の一層の改善にあり
、具体的には、該竪型炉の上段羽口付近での粉体の融液
化挙動について未解決であった問題を解決して、クロム
鉱石を安定してしかも良好な熱効率のもとで溶融還元で
きるようにすることである。

〔目的を達成する手段〕

本発明は、炉の上部に原料装入口をそして炉の下部付近
に上下二段の羽口をもつ竪型炉を用いて含クロム溶銑を
製造するにさいし、該上部の原料装入口からクロム源、
鉄源、炭材および造滓材を装入し、該上下の羽口から高
温酸素富化空気を吹込むと同時に、上段羽口から粉状ク
ロム鉱石および粉状造滓材からなる粉状材料を炉内に供
給することにより、この粉状クロム鉱石を溶融還元しな
がら含クロム溶銑を製造する方法において。

上段羽口から炉内に供給する高温酸素富化空気の送風条
件と粉状材料の吹込み量を下記の条件式（１）を満足す
るように制御することを特徴とする。

１３００≧（Ｑ　！　＋　Ｑ　ｌ　）　／　Ｗ　Ｐ　≧
８３０　　　・・（１まただし、Ｑｓは上段羽ロ一本か
ら炉内に供給する高温酸素富化空気の単位時間当りの顕
熱（ｋｃａｌ／ｍｉｎ）　＊　　Ｑ　貢は上段羽口一本
から炉内に供給する高温酸素富化空気と炭材との単位時
間当りの反応熱（Ｋｃａｌ／■ｉｎ）、　　そしてＷｐ
は上段羽ロ一本から炉内に供給する粉状材料の単位時間
当りの重！ｔ（Ｋｇ／ｍｉｎ）を表す。

第１図に本発明法を実施する竪型炉の例を示した０図示
のように、この竪型炉は全体としては縦長のシャフトか
らなり、この炉の上部には、原料装入口１が、また下部
には、上段羽口（複数個）２と下段羽口（複数個）３と
からなる二段羽口が設けられている。４は熱風炉であり
、この熱風炉４で得られた熱風が各羽口２と３に供給さ
れる。

そのさい、酸素源５によって熱風に酸素を富化すること
ができるようになっている。上段羽口２にはこの高温酸
素富化空気と共に容器６内の粉状クロム鉱石１５と容器
７内の造滓材１６キヤリヤガス８によって供給され、こ
れらが上段羽口２から炉内に吹き込まれる。なお図にお
いて、ｌＯ〜１２は、クロム源としての高炭素フェロク
ロム、鉄源としての鋼屑、炭材としてのコークス、造滓
材としての石灰石や螢石などを収容する容器群であり、
これらの１炉頂装入原料は計量器１３によって所定の量
となるように計量されながら原料装入口１から炉内に装
入される。１７は出銑０．１８は生成した炉内含クロム
溶銑を示している。

本発明者らは、このような竪型炉によるクロム鉱石の吹
き込みにさいし、上段羽口から炉内に吹込む粉状クロム
鉱石をどのようにしたら熱効率的に良好に且つ安定して
溶融還元せしめることができるかという点を重点項目に
して実験を重ねた。

上段羽口から炉内に吹き込まれた粉状クロム鉱石および
粉状造滓材は、下段羽口前のコークス燃焼領域で溶融し
、その溶融物がコークス充填層を滴下する間にクロム鉱
石が還元されることになるであろうが、この還元反応は
吸熱反応である。したがって、この部分へは適切な熱の
供給が必要となる０本発明者らは、上段羽口前と下段羽
口前で生成する燃焼ガスによって供給される熱量の総和
を一定としたうえで、下段羽口前の燃焼ガスによって供
給される熱量と上段羽口前の燃焼ガスによって供給され
る熱量との相対割合を変化させる実験を行った。

すなわち、上下段羽口前の燃焼ガスによる供給熱量は、
炉内に吹き込まれる高温酸素富化空気の顕熱Ｑ、と、こ
の高温酸素富化空気と炭材との反応２８Ｑ８との和であ
ると考えることができるが。

上下段羽口前での燃焼ガスの供給熱量の全体量は一定と
なるように全体の高温酸素富化空気の送風条件を規制し
たうえ、下段羽口から吹き込む高温酸素富化空気の流量
、温度または酸素富化率を相対的に下げた場合には、こ
れに対応させて、上段羽口から吹き込む高温酸素富化空
気の流量、温度または酸素富化率を相対的に上げるとい
う上下羽口前での燃焼ガスによる供給熱量の相対変化を
与えながら、上段羽口から粉状クロム鉱石と粉状造滓材
からなる粉状材料を単位時間当りＷ、の量で吹き込みを
行う実験を行った。その実験結果の一例を第２図に示し
た。

第２図は上段羽口での（Ｑｓ＋ＱＲ）／ＷＰでクロム収
率を整理したものである。第２図の横軸に示す（Ｑｓ＋
Ｑａ）／Ｗｐの値が大きくなることは、上段羽口前での
粉体の単位重量当りの燃焼ガスの熱量が大きくなること
であり、これに対応して、下段羽口前の燃焼ガスによる
熱量が相対的に小さくなることを示している。第２図に
見られるように、クロム収率は全体的に右下がりに低下
している。つまり、下段羽口前での燃焼ガスによる熱量
が相対的に小さくなるとクロム収率は低下してくる。そ
して、（Ｑｓ＋Ｑｌ）／ＷＦの値が１３００（Ｋｃａｌ
／にｇ）となるところを境にしてこの値を超えるとクロ
ム収率は急激に低下することがわかる。一方＋　（Ｑ　
ｓ　＋　Ｑ　＊　）　／　Ｗ　ｒの値が約８００（Ｋｃ
ａｌ／Ｋｇ）となるところを境にしてこの値より小さく
なると粉状物質が羽口前で未溶融のまま滞留する現象が
生じて運転の続行が不可能になることがわかった。

すなわち、（Ｑｓ　＋Ｑ訛）／Ｗ、が８００〜１３００
（Ｋｃａｌ／Ｋｇ）となるように、上段羽口の各々から
吹込む高温酸素富化空気の送風条件と粉状物質の量を制
御すれば粉状クロム鉱石の還元が安定して且つ良好に行
われることが判明した。この場合、上段羽口と下段羽口
から吹込む高温酸素富化空気の全体の量は装入物質の量
や種類によって成る値以上に規制することが必要となる
が、この全送風量を上段羽口と下段羽口に配分するさい
の配分割合を適切に調整することによって（ＱＳ　＋Ｑ
つ）／Ｗ、が８００〜１３００（Ｋｃａｌ／Ｋｇ）とな
るように制御するのが好適である。そのさい、　（Ｑｓ
　＋Ｑ、ｌ）／Ｗ、の値が８００〜１３００（Ｋｃａｌ
／Ｋｇ）の範囲内であっても操業上許容できる範囲での
出来るだけ小さな値となるようにして下段羽口前での熱
量の供給を増大させるのがよい。すなわち、クロム鉱石
の溶融還元反応（吸熱反応）に要する熱量は主として下
段羽口から供給するのが望ましい。

実施例１ 第１図に示したような炉内径がＯ，ｆｌ＋ｗの竪型炉で
あって、底部に一本の上段羽口と一本の下段羽口を取り
付けたの竪型炉の上部から、第１表に示すような量で炉
頂装入原料を装入し、上段羽口および下段羽口からそれ
ぞれ０．９Ｎ＋ｗ”／ｍｉｎおよび１．ＩＮ＋ｗ’／＋
＊ｉｎの流量で、温度が８００℃１酸素濃度が２８．５
％、１湿分が５ｇ／Ｎ＋ｗ’の高温酸素富化空気を炉内
に吹き込み、且つ上段羽口からは、第２表に示す粉末の
混合物を（Ｑ　ｓ　＋　Ｃ＋＋）　／　Ｗ　？　−８６
８（Ｋｃａｌ／Ｋｇ）となる条件で炉内に吹き込んだ、
粉体の滞留は認められず、安定して含クロム溶銑を製造
できた。

この結果として、出滓口から取り出されたスラグ中の未
還元クロム濃度は０．８％、またクロムの収率は９７．
２％と良好にクロム鉱石の溶融還元を行うことができ、
第３表に示すような組成の含クロム溶銑を得ることがで
きた。

第１表（炉頂装入原料） 第２表（上段羽口吹き込み物質） 第３表（含クロム溶銑の組成　重量％）実施例２ 上段羽口からの高温酸素富化空気の吹き込み流量を１．
１Ｎｍ”／ｍｉｎ、下段羽口からの高温酸素富化空気流
量を０．９Ｎｍ’／ｓｉｎとし、　　（Ｑ　ｓ　＋　Ｑ
　＊）　　／　Ｗ　？＝　１０６１（Ｋｃａｌ／にｇ）
とした以外は、実施例１と同一の条件で含クロム溶銑を
製造した。本例でも第４表に示す組成の含クロム溶銑を
安定して製造できたが、スラグ中の未還元クロム濃度は
１．３％となり、クロム収率は９５．７％であった。

第４表（含クロム溶銑の組成　重量％）実施例３（比較
例） 上段羽口からの高温酸素富化空気の吹き込み流量を１．
５Ｎｍ、’／ｍｉｎ、下段羽口からの高温酸素富化空気
流量を０．５Ｎｍ３／ｓ＋ｉｎとし、（Ｑ　ｓ　”　Ｃ
＋＋）　　／　Ｗ　？＝　１４６０（Ｋｃａｌハｇ）と
した以外は、実施例１と同一の条件で含クロム溶銑を製
造した。炉外に排出されたスラグ中には未還元クロムが
２．９％含有されており、クロム収率は９０．４％であ
った。本例で得られた含クロム溶銑の組成を第５表に示
したが。

含クロム溶銑中の（Ｓｉ）は１．８％となり、実施例１
に比べて高い値を示した。

第５表（含クロム溶銑の組成　重量％）実施例４（比較
例） 上段羽口からの高温酸素富化空気の吹き込み流量を０．
７Ｎ＋ｍ”／ｍｉｎ＋　下段羽口からの高温酸素富化空
気流量を１．３Ｎｍ”／ｓｉｎとし、（ＱＳ＋Ｑｌ）／
ＷＰ＝　６７５（Ｋｃａｌ／Ｋｇ）　とした以外は、実
施例１と同一の条件で含クロム溶銑を製造を試みた。し
かし。

上段羽口前に粉体が滞留したので含クロム溶銑の製造は
不可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法に実施するのに好適な竪型炉の略断面
図、第２図は本発明法に従って制御する（Ｑｓ＋Ｑ＊）
／ＷＰとクロム収率との関係図である。 １・・炉上部の原料装入口、２・・上段羽口。 ３・・下段羽口、４・・熱風炉、５・・酸素源。 １５・・粉状クロム鉱石、１６・・造滓材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 炉の上部に原料装入口をそして炉の下部付近に上下二段
   の羽口をもつ竪型炉を用いて含クロム溶銑を製造するに
   さいし、該上部の原料装入口からクロム源、鉄源、炭材
   および造滓材を装入し、該上下の羽口から高温酸素富化
   空気を吹込むと同時に上段羽口から粉状クロム鉱石およ
   び粉状造滓材からなる粉状材料を炉内に供給することに
   より、該粉状クロム鉱石を溶融還元しながら含クロム溶
   銑を製造する方法において、 該上段羽口から炉内に供給する高温酸素富化空気の送風
   条件と粉状材料の吹込み量を下記の条件式（１）を満足
   するように制御することを特徴とする含クロム溶銑の製
   造法、 １３００≧（Ｑ＿３＋Ｑ＿Ｒ）／Ｗ＿Ｐ≧８３０・・（
   １）ただし、Ｑ＿３は上段羽口一本から炉内に供給する
   高温酸素富化空気の単位時間当りの顕熱（Ｋｃａｌ／ｍ
   ｉｎ）、Ｑ＿Ｒは上段羽口一本から炉内に供給する高温
   酸素富化空気と炭材との単位時間当りの反応熱（ｋｃａ
   ｌ／ｍｉｎ）、そしてＷ＿Ｐは上段羽口一本から炉内に
   供給する粉状材料の単位時間当りの重量（Ｋｇ／ｍｉｎ
   ）を表す。