JPS63103013A - 含クロム溶銑の製造方法 - 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、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、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１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
が通常で鳴る。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
ベレッ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、転炉によってクロム鉱石の溶融還元を行う方向に注
力されている。例えば、特開昭５８−７７５４８号公報
、特開昭５９−１４５７５８号公報、特開昭５９−１５
００５９号公報、特開昭５９−１５００６０号公報、特
開昭５９−１５００６１号公報。

特開昭５９−１５００６２号公報等は転炉によるクロム
鉱石の溶融還元を開示する。また特開昭５０−１１６３
１７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１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
、より具体的には１上下段羽口から高温酸素富化空気を
供給しつつ上段羽口から粉状クロム鉱石を炉内に吹き込
むさいに、上下二段の羽口の相対距離（垂直距離）の設
定基準を明らかにすることによって粉状クロム鉱石を高
いクロム収率のもとで溶融還元することにある。

〔発明の要旨〕

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。

上段羽目と下段羽口の間の垂直方向の間隔を下式（１）
で表される羽口限界間隔（ビ）以下に設定することを特
徴とする。

ただし、Ｖ、、およびＶ、は上段羽口および下段羽口か
ら吹き込む羽ロ一本当りの高温酸素富化空気の流ｉ１　
（ｍ３／ｍｔｎ）　＋　　ＯｕｔおよびＤＬｔは上段羽
口および下段羽口の直径（ｍ）そしてｏｐｃは原料装入
口から装入する炭材の平均粒子径（＋ｗ）である。

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ｌ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によりて供給され、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、１０〜１２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は出銑口、１８は生成した炉内含クロム
溶銑を示している。なお、上段羽口および下段羽目をそ
れぞれ複数個設ける場合には、複数の上段羽目は同じ高
さレベルに、また複数の下段羽口も同じ高さレベルに設
置する。

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
鉱石を高い還元率のもとて溶融還元せしめるには、上下
段の羽口間隔（垂直距離）をどのように設定すればよい
かという点を重点項目にして実験を重ねた。その結果、
該目的を達成するには、上下段羽口間隔には超えてはな
らない上限が存在すること、そしてこの上限はり、およ
びＶｔ（上段羽口および下段羽口から吹き込む羽ロ一本
当りの高温酸素富化空気の流ｆｆｉ（ｍ”／５ｉｎ））
。

Ｄ、およびＤい（上段羽口および下段羽口の直径（ｍ）
）そしてＤＰＣ（原料装入口から装入する炭材の平均粒
子径（ｍ））によって定まるものであることがわかった
。すなわち、第２図に実験結果の一例を示すが、この第
２図は、実験時に設定した実際の上下段羽口間隔（Ｌ）
と、下記の（２）式によって算出した（Ｌｏ）との比Ｌ
／Ｌ’によって、実験ごとのクロム収率を整理して表し
たものである。

ＤＩＩＬ　　　ｔｉｔも ただし＋　Ｖ　ｗ＋ＶＬ＋Ｄ、Ｌ＋ＤＬＬ＋ＤＰｌｅは
前述のとおりのものである。

第２図の結果に見られるとおり、　Ｌ／Ｌ’が２．１×
１０”’を超えるとクロム収率が急激に悪化することが
わかる。つまり、高いクロム収率を得るためには（１）
式で表される羽口限界間隔（））以下に上下段羽目間隔
を設定することが必要となる。

このように、上下段羽口間隔は、高温酸素富化空気の流
量２羽口径および炭材の平均粒径という操業上の変動因
子で定まる羽口限界間隔（Ｌｌ）以下に設定することが
必要となることが明らかとなった。これは次のような理
由に基づくものと考えられる。

上段羽口から吹き込まれる粉状クロム鉱石と粉状造滓材
は、上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還元されることにな
るが、この還元反応は吸熱反応でありしかも高温はど速
やかに進行する。したがって、クロム鉱石の溶融還元反
応を効率よく進行させようとすれば、その溶融物が滴下
する領域すなわち上下段羽口間の領域を高温状態に維持
することが必要となる。上下段羽目前には高温のコーク
ス燃焼領域が存在するが、この領域から遠ざかるほど温
度は低下し、しかもこの傾向はコークス燃焼領域が小さ
いほど顕著となる。高温酸素富化空気の流量９羽口径お
よび炭材の平均粒径によって定まる前記（２）式のＬｏ
は、このコークスの燃焼領域の大きさを決定する因子で
あると理解することができ、このＬｏの値が大きくなる
ほど該燃焼領域は拡大する。したがって、コークスの燃
焼領域の大きさに対する上下段羽口間隔の比１　つまり
Ｌ／ｌ、゛が成る域値を超えて過大となれば、クロム鉱
石の溶融還元反応が速やかに進行しなくなる。つまり、
この場合には、比較的低い温度の領域が上下段羽口間に
形成されためにクロム鉱石の還元率が低下してスラグ中
での未還元クロムの量が多くなるものと考えられる。

以下に実施例によりこれを実証する。

実施例１ 第１図に示したような炉内径が０．６圀の竪型炉であっ
て上下段羽口間隔を０．４ｍとした竪型炉の上部から、
第１表に示すような量で鋼屑、高炭素フェロクロムおよ
び平均粒径が０．０１５ｍの冶金用コークスを装入し、
内径がそれぞれ１６ＩＩ１ｍの上段羽目および下段羽口
から各１．ＯＮ＋ｍ″／ｗｉｎの流量で、温度が８００
℃、酸素濃度が２８．５％の高温酸素富化空気を炉内に
吹き込み、且つ上段羽目からは、第２表に示す粉末の混
合物を吹き込んだ。この条件では（１）式に従う羽口限
界間隔（ヒ）は０．８４２ｍと算出される。この結果、
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
０．９％、またクロムの収率は９ｓ！　ａ％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　１ｉｍ％）実施例２ 上下段羽口間隔を０．７５ｍとした以外は、実施例１と
同一の条件（Ｌ”　＝　０．８４２ｍ）で含クロム溶銑
の製造を行った。この結果、スラグ中の未還元クロム濃
度は１．０％、また、クロム収率は９６．５％となり、
実施例１と同様に良好にクロム鉱石の溶融還元を行うこ
とができた。得られた含クロム溶銑の組成を第４表に示
した。

第４表（含クロム溶銑の組成　重量％）実施例３（比較
例） 上下段羽口間隔を０．９６ｍとした以外は、実施例１と
同一の条件（Ｌ”　＝０．８４２ｍ）で含クロム溶銑の
製造を行った。この結果、スラグ中の未還元クロム濃度
は３．４％と高い値を示し、クロム収率は８８．１％と
低い値となった。得られた含クロム溶銑の組成を第５表
に示した。

第５表（含クロム溶銑の組成　重量％）

【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図はクロム収率と本文で説明したＬ／Ｌ’との
関係図である。 １・・炉上部の原料装入口、２・・上段羽目。 ３・・下段羽０．４・・熱風炉１５・・酸素源。 １５・・粉状クロム鉱石、１６・・粉状造滓材。

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、 上段羽口と下段羽口の間の垂直方向の間隔を下式（１）
   で表される羽口限界間隔（Ｌ＾＊）以下に設定すること
   を特徴とする含クロム溶銑の製造方法、Ｌ＾＊＝［２．
   １×１０＾−＾４］／√Ｄｒｃ・（Ｖ＿ｕ／Ｄ＿ｕ＿ｔ
   ＋Ｖ＿Ｌ／Ｄ＿Ｌ＿ｔ）・・（１）ただし、Ｖ＿ｕおよ
   びＶ＿Ｌは上段羽口および下段羽口から吹き込む羽口一
   本当りの高温酸素富化空気の流量（ｍ＾３／ｍｉｎ）、
   Ｄ＿ｕ＿ｔおよびＤ＿Ｌ＿ｔは上段羽口および下段羽口
   の直径（ｍ）そしてＤ＿ｒ＿ｃは原料装入口から装入す
   る炭材の平均粒子径（ｍ）である。