酸化クロム含有スラグから金属クロムを回収するための方法
【課題】ＡＯＤ、ＭＲＰ、ＡＯＤ-Ｌ、ＭＲＰ-Ｌ、ＣＬＵ、ＡＳＭ、Ｃｏｎａｒｃ−ステンレス鋼等の転炉プロセスまたはＶＯＤ、ＳＳ-ＶＯＤ、ＲＨ、上吹ＲＨ等の真空プロセスからの酸化クロム含有スラグから金属クロムを回収するための方法を提供する。
【解決手段】転炉または真空設備内での吹込み過程または処理過程の最後に発生するスラグが還元されることなく排滓されまたは除滓され、このスラグが電気炉に装入され、この電気炉にさらに屑鉄および場合によっては残留粉塵からなる通常の装入材料が装入され、付加的に炭素および場合によってはケイ素が添加され、溶解時に、添加されたスラグ中に含まれた酸化クロムが炭素とケイ素とによって金属クロムへと直接に還元される。
【解決手段】転炉または真空設備内での吹込み過程または処理過程の最後に発生するスラグが還元されることなく排滓されまたは除滓され、このスラグが電気炉に装入され、この電気炉にさらに屑鉄および場合によっては残留粉塵からなる通常の装入材料が装入され、付加的に炭素および場合によってはケイ素が添加され、溶解時に、添加されたスラグ中に含まれた酸化クロムが炭素とケイ素とによって金属クロムへと直接に還元される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化クロム含有スラグから金属クロムを回収するための方法に関する。
【０００２】
ＡＯＤ、ＭＲＰ、ＡＯＤ-Ｌ、ＭＲＰ-Ｌ、ＣＬＵ、ＡＳＭ、Ｃｏｎａｒｃ−ステンレス鋼等の通常の転炉プロセスまたはＶＯＤ、ＳＳ-ＶＯＤ、ＲＨ、上吹ＲＨ（RH mit Lanze）等の真空プロセスでは、多物質系内で脱炭の基本的反応が実施され、炭素による酸化クロムの還元が根本的メカニズムをなしている。
【０００３】
特殊鋼中に高濃度で現れるクロムの一次酸化後、溶鋼中に溶存する炭素によってクロムは気泡表面上およびいわゆる火炎スポット内で還元される。還元生成物である金属クロムは溶鋼内に帰還され、一酸化炭素は気泡中に拡散後に溶鋼より上でガス雰囲気中に排出される。
【０００４】
反応の化学的経過は次のとおりである：
｛Ｏ２｝＝２［Ｏ］ 解離（１）
［Ｃ］＋［Ｏ］＝｛ＣＯ｝ 直接的脱炭（２）
２［Ｃｒ］＋３［Ｏ］＝（Ｃｒ２Ｏ３） クロム酸化（３）
【０００５】
反応は下記熱力学的平衡：
【数１】
のもとで経過し、その際、
【数２】
であり、ここにｐはパラメータである。
【０００６】
脱炭中のクロム還元が不完全なため、酸化クロムの部分量はさまざまなスピネルの態様でスラグ中に達する。還元効果は脱炭の進展に伴って、還元元素炭素の含有量が時間とともに減少するので、徐々に弱まる。このプロセスの経済性は、こうして結合されたクロムを回収することに依拠する。このため通常は脱炭および酸素吹込み過程の最後にＦｅＳｉの態様の高精錬（hochaffinem）ケイ素でスラグの還元が実施される。
【０００７】
本発明の課題は、このために一層簡単な、従って一層経済的な方法を提案することである。
【０００８】
この課題は、転炉または真空設備内での吹込み過程または処理過程の最後に発生するスラグが還元されることなく排滓されまたは除滓され、このスラグが電気炉に装入され、この電気炉にさらに屑鉄および場合によっては残留粉塵からなる通常の装入材料が装入され、付加的に炭素および場合によってはケイ素が添加され、溶解時に、添加されたスラグ中に含まれた酸化クロムが炭素とケイ素とによって金属クロムへと直接に還元されることによって解決される。
【０００９】
従来のスラグ還元処理工程は行われない。例えば酸素吹込み過程後に存在する高酸化クロム−及びマンガン−酸化鉄飽和スラグは還元されることなく金属から除去され、すなわち排滓され、もしくは取鍋から除滓され、前段に設けられた電気炉に装入される。炭素を添加し、電気炉内に通常装入される屑鉄からのケイ素を用い、場合によっては残留粉塵を用い、スラグが直接に還元される。こうして、後段に設けられる設備の１つにおいてではなく電気炉内で酸化クロムが還元され、こうして金属クロムが回収される。
【００１０】
還元反応は下記式に従って経過する：
２（Ｃｒ２Ｏ３）＋３［Ｓｉ］＝４［Ｃｒ］＋３（ＳｉＯ２） （６）
【００１１】
電気炉内で雰囲気条件下に炭素および特定量のケイ素で酸化クロムの直接的還元が行われ、この反応は以下の如くに経過する：
（Ｃｒ２Ｏ３）＋３［Ｃ］＝２［Ｃｒ］＋３｛ＣＯ｝ （７）
もしくはケイ素を用いて
２（Ｃｒ２Ｏ３）＋３［Ｓｉ］＝４［Ｃｒ］＋３（ＳｉＯ２） （８）
【００１２】
電気炉内へのスラグ帰還流は各処理の直後に、しかしさまざまな処理の累積量としても、行うことができる。
【００１３】
技術総体に依存してこの過程は費用およびエネルギー上最適に具体化することができる。この方法にとって、スラグが固体状態、液体状態または中間状態のいずれにあるかは些細なことである。これは電気炉内での溶解時間に影響するだけである。
【００１４】
全体としてこの処理方式によって以下の経済的、技術的利点が得られる：
溶鋼の総処理時間が技術の種類に応じて１５〜２０分まで短縮される。
ＦｅＳｉ消費量が削減される。
スラグ形成剤の消費量が削減される。
高い金属精錬。
ＦＦ材料の寿命延長。
ノズル、シンクの寿命が延長する。
転炉もしくは真空設備のエネルギー収支が向上する。
金属の純度が向上する。
転炉、取鍋のスラグ保護域が廃止されもしくは著しく低減する。
【００１５】
図に示した方法図式に基づいてこの経過がいま１度明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】３段法の経過を示す。
【図２】２段解決策を示す。
【図３】２段解決策を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化クロム含有スラグから金属クロムを回収するための方法に関する。
【０００２】
ＡＯＤ、ＭＲＰ、ＡＯＤ-Ｌ、ＭＲＰ-Ｌ、ＣＬＵ、ＡＳＭ、Ｃｏｎａｒｃ−ステンレス鋼等の通常の転炉プロセスまたはＶＯＤ、ＳＳ-ＶＯＤ、ＲＨ、上吹ＲＨ（RH mit Lanze）等の真空プロセスでは、多物質系内で脱炭の基本的反応が実施され、炭素による酸化クロムの還元が根本的メカニズムをなしている。
【０００３】
特殊鋼中に高濃度で現れるクロムの一次酸化後、溶鋼中に溶存する炭素によってクロムは気泡表面上およびいわゆる火炎スポット内で還元される。還元生成物である金属クロムは溶鋼内に帰還され、一酸化炭素は気泡中に拡散後に溶鋼より上でガス雰囲気中に排出される。
【０００４】
反応の化学的経過は次のとおりである：
｛Ｏ２｝＝２［Ｏ］ 解離（１）
［Ｃ］＋［Ｏ］＝｛ＣＯ｝ 直接的脱炭（２）
２［Ｃｒ］＋３［Ｏ］＝（Ｃｒ２Ｏ３） クロム酸化（３）
【０００５】
反応は下記熱力学的平衡：
【数１】
のもとで経過し、その際、
【数２】
であり、ここにｐはパラメータである。
【０００６】
脱炭中のクロム還元が不完全なため、酸化クロムの部分量はさまざまなスピネルの態様でスラグ中に達する。還元効果は脱炭の進展に伴って、還元元素炭素の含有量が時間とともに減少するので、徐々に弱まる。このプロセスの経済性は、こうして結合されたクロムを回収することに依拠する。このため通常は脱炭および酸素吹込み過程の最後にＦｅＳｉの態様の高精錬（hochaffinem）ケイ素でスラグの還元が実施される。
【０００７】
本発明の課題は、このために一層簡単な、従って一層経済的な方法を提案することである。
【０００８】
この課題は、転炉または真空設備内での吹込み過程または処理過程の最後に発生するスラグが還元されることなく排滓されまたは除滓され、このスラグが電気炉に装入され、この電気炉にさらに屑鉄および場合によっては残留粉塵からなる通常の装入材料が装入され、付加的に炭素および場合によってはケイ素が添加され、溶解時に、添加されたスラグ中に含まれた酸化クロムが炭素とケイ素とによって金属クロムへと直接に還元されることによって解決される。
【０００９】
従来のスラグ還元処理工程は行われない。例えば酸素吹込み過程後に存在する高酸化クロム−及びマンガン−酸化鉄飽和スラグは還元されることなく金属から除去され、すなわち排滓され、もしくは取鍋から除滓され、前段に設けられた電気炉に装入される。炭素を添加し、電気炉内に通常装入される屑鉄からのケイ素を用い、場合によっては残留粉塵を用い、スラグが直接に還元される。こうして、後段に設けられる設備の１つにおいてではなく電気炉内で酸化クロムが還元され、こうして金属クロムが回収される。
【００１０】
還元反応は下記式に従って経過する：
２（Ｃｒ２Ｏ３）＋３［Ｓｉ］＝４［Ｃｒ］＋３（ＳｉＯ２） （６）
【００１１】
電気炉内で雰囲気条件下に炭素および特定量のケイ素で酸化クロムの直接的還元が行われ、この反応は以下の如くに経過する：
（Ｃｒ２Ｏ３）＋３［Ｃ］＝２［Ｃｒ］＋３｛ＣＯ｝ （７）
もしくはケイ素を用いて
２（Ｃｒ２Ｏ３）＋３［Ｓｉ］＝４［Ｃｒ］＋３（ＳｉＯ２） （８）
【００１２】
電気炉内へのスラグ帰還流は各処理の直後に、しかしさまざまな処理の累積量としても、行うことができる。
【００１３】
技術総体に依存してこの過程は費用およびエネルギー上最適に具体化することができる。この方法にとって、スラグが固体状態、液体状態または中間状態のいずれにあるかは些細なことである。これは電気炉内での溶解時間に影響するだけである。
【００１４】
全体としてこの処理方式によって以下の経済的、技術的利点が得られる：
溶鋼の総処理時間が技術の種類に応じて１５〜２０分まで短縮される。
ＦｅＳｉ消費量が削減される。
スラグ形成剤の消費量が削減される。
高い金属精錬。
ＦＦ材料の寿命延長。
ノズル、シンクの寿命が延長する。
転炉もしくは真空設備のエネルギー収支が向上する。
金属の純度が向上する。
転炉、取鍋のスラグ保護域が廃止されもしくは著しく低減する。
【００１５】
図に示した方法図式に基づいてこの経過がいま１度明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】３段法の経過を示す。
【図２】２段解決策を示す。
【図３】２段解決策を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＯＤ、ＭＲＰ、ＡＯＤ-Ｌ、ＭＲＰ-Ｌ、ＣＬＵ、ＡＳＭ、Ｃｏｎａｒｃ−ステンレス鋼等の転炉プロセスからの酸化クロム含有スラグまたはＶＯＤ、ＳＳ-ＶＯＤ、ＲＨ、上吹ＲＨ等の真空プロセスからの酸化クロム含有スラグから金属クロムを回収するための方法において、転炉または真空設備内での吹込み過程または処理過程の最後に発生するスラグが還元されることなく排滓されまたは除滓され、このスラグが電気炉に装入され、この電気炉にさらに屑鉄および場合によっては残留粉塵からなる通常の装入材料が装入され、付加的に炭素および場合によってはケイ素が添加され、溶解時に、添加されたスラグ中に含まれた酸化クロムが炭素とケイ素とによって金属クロムへと直接に還元されることを特徴とする方法。
【請求項１】
ＡＯＤ、ＭＲＰ、ＡＯＤ-Ｌ、ＭＲＰ-Ｌ、ＣＬＵ、ＡＳＭ、Ｃｏｎａｒｃ−ステンレス鋼等の転炉プロセスからの酸化クロム含有スラグまたはＶＯＤ、ＳＳ-ＶＯＤ、ＲＨ、上吹ＲＨ等の真空プロセスからの酸化クロム含有スラグから金属クロムを回収するための方法において、転炉または真空設備内での吹込み過程または処理過程の最後に発生するスラグが還元されることなく排滓されまたは除滓され、このスラグが電気炉に装入され、この電気炉にさらに屑鉄および場合によっては残留粉塵からなる通常の装入材料が装入され、付加的に炭素および場合によってはケイ素が添加され、溶解時に、添加されたスラグ中に含まれた酸化クロムが炭素とケイ素とによって金属クロムへと直接に還元されることを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−７９４４９（Ｐ２０１３−７９４４９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５８６１８（Ｐ２０１２−２５８６１８）
【出願日】平成２４年１１月２７日（２０１２．１１．２７）
【分割の表示】特願２００１−５０５３５７（Ｐ２００１−５０５３５７）の分割
【原出願日】平成１２年６月２３日（２０００．６．２３）
【出願人】（５０００３１０５４）エスエムエス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト (31)
【氏名又は名称原語表記】ＳＭＳ Ｓｉｅｍａｇ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｅｄｕａｒｄ−Ｓｃｈｌｏｅｍａｎｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−４０２３７ Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｆ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２７日（２０１２．１１．２７）
【分割の表示】特願２００１−５０５３５７（Ｐ２００１−５０５３５７）の分割
【原出願日】平成１２年６月２３日（２０００．６．２３）
【出願人】（５０００３１０５４）エスエムエス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト (31)
【氏名又は名称原語表記】ＳＭＳ Ｓｉｅｍａｇ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｅｄｕａｒｄ−Ｓｃｈｌｏｅｍａｎｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−４０２３７ Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｆ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]