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JPS59222552A - Manufacture of manganese-base ferroalloy - Google Patents

Manufacture of manganese-base ferroalloy

Info

Publication number
JPS59222552A
JPS59222552A JP9664683A JP9664683A JPS59222552A JP S59222552 A JPS59222552 A JP S59222552A JP 9664683 A JP9664683 A JP 9664683A JP 9664683 A JP9664683 A JP 9664683A JP S59222552 A JPS59222552 A JP S59222552A
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JP
Japan
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gas
charge
ferroalloy
manganese
reaction
Prior art date
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Granted
Application number
JP9664683A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH0349975B2 (en
Inventor
Seizo Chiba
千葉 成三
Minoru Tsunoda
実 角田
Shinzaburo Nakaya
中屋 新三郎
Katsuji Yokonishi
横西 勝治
Nobuyuki Taguchi
信之 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Denko Co Ltd
Original Assignee
Nippon Denko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Denko Co Ltd filed Critical Nippon Denko Co Ltd
Priority to JP9664683A priority Critical patent/JPS59222552A/en
Publication of JPS59222552A publication Critical patent/JPS59222552A/en
Publication of JPH0349975B2 publication Critical patent/JPH0349975B2/ja
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  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accelerate a reaction and to manufacture an Mn-base ferroalloy in a short time by charging molten slag contg. Mn and a ferroalloy contg. Si into a reactor and by blowing an agitating gas from a nozzle at a high rate to cause a reducing reaction. CONSTITUTION:Molten slag contg. Mn produced as a by-product in the manufacture of ferromanganese is charged into a reactor, and a ferroalloy contg. Si is charged in a molten state. An agitating gas such as Ar, other inert gas or nitrogen is blown from a nozzle placed in the reactor at >=300Nm/sec and >=0.2Nl/ min.kg rate to force the charged slag and ferroalloy to be agitated. Thus, a reducing reaction attains a nearly equilibrium state in a short time without using any special heating means. By this method an Mn-base ferroalloy contg. Si is obtd. by short-time refining, and the recovery rate of Mn in the slag is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、マンガン含有溶融スラグとけい素含有合金
鉄との還元反応によシマンガン系合金鉄を製造する方法
に関し、特にフェロマンガンの製造時に副生する溶融ス
ラグから、炉外精銭によシ、マンガンをフェロマンガン
又ハシリコマンガン等として回収することによって、け
い素含有量0.1乃至30重重量のマンガン系合金鉄を
製造する方法を提案するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a ferro-alloy based on manganese by a reduction reaction between a molten slag containing manganese and a ferro-alloy containing silicon. The present invention proposes a method for producing a manganese-based ferroalloy having a silicon content of 0.1 to 30% by recovering manganese as ferromanganese, ferromanganese, or the like.

高炭素フェロマンガンは、電気炉にてマンガン鉱石及び
コークス等を加熱溶融し、コークスによりマンガン鉱石
を還元すると共に、鉄含有量の調整のために鉄鉱石等を
添加することによシ製造される。ところで、一般的に、
このフェロマンガンの製造時に生成するスラグ中ニ、マ
ンガンが約20乃至300重量%高濃度で排出されてく
る。そこで、この溶融スラグ中からマト ンガン(Mn)tフェロマンガン、又はシリコマンガ′
1 ンとして回収するMn系合金鉄の製造方法が種々提案さ
れている。
High-carbon ferromanganese is produced by heating and melting manganese ore and coke in an electric furnace, reducing the manganese ore with coke, and adding iron ore to adjust the iron content. . By the way, in general,
In the slag produced during the production of ferromanganese, manganese is discharged at a high concentration of about 20 to 300% by weight. Therefore, from this molten slag, mutton cancer (Mn), ferromanganese, or silicomanganese
Various methods have been proposed for producing Mn-based ferroalloys that are recovered as ferrous metals.

これらの製造方法は、いずれもマンガン酸化物(主とし
てMn0)をけい素質還元剤で還元する・? と共に、この還元反応により発生する熱を利用して反応
を進行させる所謂テルミット反応法に基いている。とこ
ろが、これらの公知技術においては、反応が十分に進行
せず、反応後の溶融スラグ中にかなシ高濃度のMnが残
留している。
All of these production methods involve reducing manganese oxide (mainly Mn0) with a silicon reducing agent. In addition, it is based on the so-called thermite reaction method in which the reaction proceeds using the heat generated by this reduction reaction. However, in these known techniques, the reaction does not proceed sufficiently, and a high concentration of Mn remains in the molten slag after the reaction.

このため、溶融スラグからのMnの回収効率が低く、M
nがスラグ中に高濃度で残存して無駄に廃棄されている
For this reason, the recovery efficiency of Mn from molten slag is low, and Mn
n remains in the slag at a high concentration and is wasted.

例えば、特公昭44−22734号においては、その例
5の実施例では反応後の溶融スラグ中に、Mnが9.0
%(MnOとして11,6チ)も残存している。
For example, in Japanese Patent Publication No. 44-22734, in Example 5, Mn was 9.0% in the molten slag after the reaction.
% (11.6 cm as MnO) remains.

本願発明者等の研究結果においては、反応が平衡に達し
た場合に反応後のスラグの塩基度〔(1,39XMgO
重量%+CaO重8%)/(Sin2重量%)〕と、反
応後のスラグ中のMn濃度及び反応後のフェロマンガン
中のけい素(St )濃度との間には極めて強い相関関
係があることが判明している。これによると、例5の実
施例のように、反応後のスラグ塩基度が0.79である
場合は、反応後のスラグ中Mn濃度(重量%)Yと、フ
ェロマンガン中St濃度(重量%)Xとの間には下記(
1ン式が成立する。
According to the research results of the present inventors, when the reaction reaches equilibrium, the basicity of the slag after the reaction [(1,39XMgO
There is an extremely strong correlation between the Mn concentration in the slag after the reaction and the silicon (St ) concentration in the ferromanganese after the reaction. It is clear that According to this, when the slag basicity after the reaction is 0.79 as in Example 5, the Mn concentration (wt%) Y in the slag after the reaction and the St concentration (wt% ) The following (
The formula 1 holds true.

Yニー0.87x + 22.3  ・・・・・・・・
・・・・・・・(1)例5の実施例においては、Xは2
3.7%であるから、(1)式によシ、平衡Mn濃度Y
は1.7チと求まる。ところが、現実の反応後のクラ5
グ中Mn濃度は9.0%であるから、反応が十分に進行
していないことがわかる。
Y knee 0.87x + 22.3 ・・・・・・・・・
(1) In the embodiment of Example 5, X is 2
Since it is 3.7%, according to equation (1), the equilibrium Mn concentration Y
is found to be 1.7chi. However, after the actual reaction, Kura 5
Since the Mn concentration in the sample was 9.0%, it can be seen that the reaction did not proceed sufficiently.

また、特公昭46−10773号においては、反応後の
スラグ塩基度が0.88、スラグ中のMn濃度カ17.
2%、フェロマンガン中の81濃度が11.2%である
。スラグ塩基度が0.88である場合は、本願発明者等
の研究結果によると、反応が平衡に達したときのYとX
との間には下記(2)式が成立する。
In addition, in Japanese Patent Publication No. 10773/1984, the slag basicity after reaction was 0.88, and the Mn concentration in the slag was 17.
2%, and the 81 concentration in ferromanganese is 11.2%. According to the research results of the inventors, when the slag basicity is 0.88, when the reaction reaches equilibrium, Y and
The following equation (2) holds true between .

Y、=−0,87X+18.5   ・・・・・・・・
・・・・・・・(2)この(2)式によると、反応が平
衡に近い状態まで進行した場合には、スラグ中Mn濃度
は8.8%まで低下するはずである。しかし、現実の反
応後のスラグ中Mn濃度は17.2係であるから、この
場合も反応が十分に進行していないことがわかる。
Y,=-0,87X+18.5 ・・・・・・・・・
(2) According to equation (2), when the reaction progresses to a state close to equilibrium, the Mn concentration in the slag should decrease to 8.8%. However, since the actual Mn concentration in the slag after the reaction is 17.2, it can be seen that the reaction has not progressed sufficiently in this case as well.

しかも、この技術においては、明細書の発明の詳細な説
明の欄に記載されている如く、出発原料としてMnを2
5−以上含有する溶融スラグを使用する必要があるから
、上記反応後の溶融スラグ(Mn濃度17.2%)から
は、この技術を利用してMnを回収することはできない
。従って、Mnを高濃度で含有しているにも拘らず、反
応後のスラグを廃棄せざるを得ない。
Moreover, in this technology, as described in the detailed description of the invention section of the specification, Mn is used as a starting material.
Since it is necessary to use a molten slag containing 5- or more, Mn cannot be recovered from the molten slag (Mn concentration 17.2%) after the above reaction using this technique. Therefore, even though it contains a high concentration of Mn, the slag after the reaction has no choice but to be discarded.

更に、特公昭53−37812号においては、溶融スラ
グと、事前にSt濃度を1乃至5チに調整した溶融像s
i濃度合金鉄とを使用しているにも拘らず、攪拌時間が
15分と長時間である。
Furthermore, in Japanese Patent Publication No. 53-37812, molten slag and a molten image s whose St concentration was adjusted in advance to 1 to 5
Although the i-concentration iron alloy is used, the stirring time is as long as 15 minutes.

更にまた、特公昭57−36337号においては、反応
容器に水平偏心運動を行わせる必要があるため、装入物
が波状運動をするので装入量が制限される。また、その
明細書に記載の実施例1及び2は攪拌時間が18乃至2
3分と長く、SI含有合金鉄及びフラックスを予め加熱
溶融させたものを使用した場合(実施例3)であっても
、9分間の攪拌が必要である。
Furthermore, in Japanese Patent Publication No. 57-36337, since it is necessary to cause the reaction vessel to perform horizontal eccentric movement, the amount of charge is limited because the charge moves in a wave-like manner. Further, in Examples 1 and 2 described in the specification, the stirring time was 18 to 2.
The stirring time is as long as 3 minutes, and even when the SI-containing iron alloy and flux are heated and melted in advance (Example 3), stirring for 9 minutes is necessary.

この発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって
、Mn含有溶融スラグとSt含有合金鉄とを強力に攪拌
することによって、Mnの回収効率の向上と精錬時間の
短縮とを図ったマンガン系合金鉄の製造方法を提供する
ことを目的とする。即ち、従来の、炉外精錬によシ溶融
スラグ中からMnを回収してMn系合金鉄を製造する方
法においては、いずれも装入物の攪拌力が軽度である。
This invention was made in view of the above circumstances, and aims to improve the Mn recovery efficiency and shorten the refining time by powerfully stirring the Mn-containing molten slag and the St-containing ferroalloy. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a manganese-based ferroalloy. That is, in all conventional methods for producing Mn-based ferroalloys by recovering Mn from molten slag by out-of-furnace refining, the stirring force of the charge is light.

本願発明者等は、研究を重ねた結果、装入物の攪拌力を
高めることによって、還元反応を平衡に近い状態まで進
行させることができ、特別の加熱手段を設けることなく
、極めて短時間且つ高効率でMnを回収することができ
ることを見出した。この発明は、このような観点に立っ
てなされたもので、装入物を強攪拌するために、装入物
中に設けたノズルから、攪拌ガスを高速で吐出させるも
のである。
As a result of repeated research, the inventors of the present application have found that by increasing the stirring power of the charge, the reduction reaction can proceed to a near-equilibrium state in an extremely short time and without the need for special heating means. It has been found that Mn can be recovered with high efficiency. The present invention was made from this point of view, and in order to strongly stir the charged material, stirring gas is discharged at high speed from a nozzle provided in the charged material.

この発明に係るマンガン系合金鉄の製造方法は、マンガ
ンを含有する溶融スラグ品を含、1 有する合金鉄とを反応容器に装入し、この装入物中に設
置されたノズルから、攪拌用ガスを30ONV秒以上及
び/又は装入物1kl!当、り0.2Nly分以上の速
度で装入物中に吐出させて装入物を攪拌し、マンガン含
有溶融スラグと弱含有合金鉄とを還元−反応させてマン
ガンを含有する合金鉄を製造することを特徴とする。
The method for producing a manganese-based ferroalloy according to the present invention includes charging a ferroalloy containing molten slag containing manganese into a reaction vessel, and using a nozzle installed in the charged material for stirring. More than 30ONV seconds of gas and/or 1kl charge! The molten slag containing manganese and the ferroalloy containing weakly contained manganese are reduced and reacted by discharging the slag into the charge at a rate of 0.2 Nly or more and stirring the charge to produce a ferroalloy containing manganese. It is characterized by

以下、この発明の詳細な説明する。マンガン系合金鉄(
フェロマンガン又はシリコマンガン等)の製造原料であ
るMn含有溶融スラグは、高炭素フェロマンガン、中炭
素フェロマンガン。
The present invention will be explained in detail below. Manganese-based ferroalloy (
Mn-containing molten slag, which is a raw material for producing ferromanganese (ferromanganese, silicomanganese, etc.), is high carbon ferromanganese, medium carbon ferromanganese.

低炭素フェロマンガン又はスビーゲルを製造する際に、
電気炉等にて副生する溶融スラグを使用することができ
る。この溶融スラグを、例えば取鍋等の耐火物を内張シ
した反応容器に装入する。装入時の溶融スラグの温度は
1300℃以上であることが好ましい。
When producing low carbon ferromanganese or Sbeegel,
Molten slag produced as a by-product in an electric furnace or the like can be used. This molten slag is charged into a reaction vessel lined with a refractory material, such as a ladle. The temperature of the molten slag during charging is preferably 1300°C or higher.

この溶融スラグを収容した反応容器内に、Si含有合金
鉄を装入する。Si含有合金鉄としては、金属ケい素、
フェロシリコン、シリコマンガン又はカルシウムシリコ
ンを使用することができる。このsi弱含有合金鉄溶融
状態で反応容器内に装入する方が、反応効率上好ましい
。しかし、Si含有合金鉄を予熱することなく、常温且
つ固体の状態で反応容器内に装入した場合でも、この発
明の目的を十分に達成することができる。
Si-containing ferroalloy is charged into a reaction vessel containing this molten slag. As the Si-containing iron alloy, metal silicon,
Ferrosilicon, silicomanganese or calcium silicon can be used. In terms of reaction efficiency, it is preferable to charge the weak Si-containing iron alloy into the reaction vessel in a molten state. However, even when the Si-containing ferroalloy is charged into the reaction vessel in a solid state at room temperature without preheating, the object of the present invention can be fully achieved.

なお、Mn含有溶融スラグ及びSi含有合金鉄は反i 
   応答器の容量の約80チまで装入することができ
る。
In addition, Mn-containing molten slag and Si-containing ferroalloy are
It can be loaded up to about 80 inches of the transponder's capacity.

この反応容器内の装入物中に、装入物中に設置されたノ
ズルから攪拌用ガスを吹き込んで装入物を攪拌する。攪
拌用ガスとしては、アルゴンガス等の不活性ガス又は窒
素ガスを使用することができる。また、攪拌と共に装入
物の昇温を図るため、酸素ガスを併用してもよい。攪拌
用ガスを装入物中に吐出するためには、その先端のノズ
ル部を装入物中に浸漬させ、周囲を耐火物で被覆したラ
ンスを使用してもよいし、又は先端のノズル部を装入物
中に臨ませ、反応容器の底壁を挿通して設けたガス供給
管を使用してもよい。攪拌ガスの吐出方向は装入物の攪
拌効果が最も高くなるように設定するのが好ましい。−
例として、反応容器の底部中央の近傍の2乃至4箇所か
ら水平方向に吐出させることができる。
A stirring gas is blown into the charge in the reaction vessel through a nozzle installed in the charge to stir the charge. As the stirring gas, an inert gas such as argon gas or nitrogen gas can be used. Further, in order to raise the temperature of the charged material while stirring, oxygen gas may be used in combination. In order to discharge the stirring gas into the charge, a lance whose tip nozzle part is immersed in the charge and the surrounding area is covered with refractory material may be used, or a lance whose tip nozzle part It is also possible to use a gas supply pipe which is inserted through the bottom wall of the reaction vessel and faces into the charge. The discharge direction of the stirring gas is preferably set so as to maximize the stirring effect on the charge. −
For example, it is possible to discharge horizontally from 2 to 4 locations near the center of the bottom of the reaction vessel.

この発明においては、装入物中に設置されたノズルから
加圧ガスを高速度で装入物中に吐出させ、その強力な吐
出エネルギーによって装入物を強攪拌することによシ、
特別の加熱手段を設けることなく、極めて短時間で還元
反応を平衡に近い状態に達成させるものである。従って
、この発明の目的を達成するためには、攪拌用ガスの吐
出エネルギーが重要な要素を占める。この吐出エネルギ
ーは攪拌ガス量が同一であっても、反応容器の形状又は
装入物の量、比重、温度若しくは粘性等によシ変動する
。そこで、本願発明者等は、これらの精錬条件を種々変
化させて実験を行い、吐出エネルギーとMnの回収効率
又は反応が平衡に近い状態で終了する迄の時間との関係
を求めた。この場合に、吐出エネルギーの大きさを、装
入物中に吹き込まれたときの攪拌用ガスの圧力P(二次
側ガス圧力)、装入物中に吹き込まれたときの攪拌用ガ
スの標準状態(0℃、1気圧)に換算した流速■、又は
装入物(溶融スラグ及び合金鉄)のl kg当シにおけ
る攪拌用ガスの標準状態に換算した流量りによシ定量化
した。その結果、流速Vが30ONtnβ以上又は流量
りが装入物1ゆ当j50.2NlZ分以上である場合に
、還元反応が極めて短時間に完了することが判明した。
In this invention, pressurized gas is discharged into the charge at high speed from a nozzle installed in the charge, and the charge is strongly stirred by the powerful discharge energy.
The reduction reaction can be achieved in a near-equilibrium state in an extremely short time without providing any special heating means. Therefore, in order to achieve the object of the present invention, the discharge energy of the stirring gas is an important factor. Even if the amount of stirring gas is the same, this discharge energy varies depending on the shape of the reaction vessel, the amount of charge, specific gravity, temperature, viscosity, etc. Therefore, the inventors of the present invention conducted experiments while variously changing these refining conditions, and determined the relationship between the discharge energy and the Mn recovery efficiency or the time until the reaction ends in a state close to equilibrium. In this case, the amount of discharge energy is determined by the pressure P of the stirring gas when blown into the charge (secondary gas pressure), the standard of the stirring gas when blown into the charge. It was quantified by the flow rate converted to the state (0° C., 1 atm) or the flow rate converted to the standard state of the stirring gas per 1 kg of the charge (molten slag and ferroalloy). As a result, it was found that the reduction reaction was completed in an extremely short time when the flow rate V was 30ONtnβ or more or the flow rate was 50.2NlZ or more per weight of charge.

なお、二次側ガス圧力Pは、装入物中のノズル浸漬深さ
によシ変動するが、約4kg/crn2以上であること
が好ましい。このような吐出条件で装入物を攪拌させる
ことによって、反応容器内のSi含有合金鉄は、溶融ス
ラグとの間に相対速度を有して溶融スラグ中に分散浮遊
し、迅速に還)元反応が進行する。
Note that the secondary gas pressure P varies depending on the depth of immersion of the nozzle in the charge, but is preferably about 4 kg/crn2 or more. By stirring the charge under such discharge conditions, the Si-containing ferroalloy in the reaction vessel is dispersed and suspended in the molten slag at a relative speed to the molten slag, and is rapidly reduced (reduced). The reaction progresses.

Mn酸化物(主としてMn0)’とStとの反応は発熱
反応であ、9、Mn含有溶融スラグとSi含有合金鉄と
を強力に攪拌することによって、特別の加熱手段を設け
て装入物を加熱することなく、即ち、外部から熱補給す
ることなく、反応は進行する。ところで、反応開始時の
溶融スラグの温度が低い場合のように、反応にょシ発生
する熱量のみでは所要の温度を維持できない場合もある
。この場合には、酸素ガス又は空気のような酸素ガスを
含有する昇温用ガスを装入物中に吹き込むとよい。この
場合に、製造せんとするR1n系合金鉄の組成を得るの
に必要な量のSi含有合金鉄の外に、酸素ガスとの反応
で装入物を昇温させるのに必要な量のSi含有合金鉄を
加えておくか、又は発熱剤として、Sl *アルミニウ
ムCAL)又は炭素(C)を一種又は二種以上含有する
酸化発熱物質を反応容器内に装入する。そして、浸漬ラ
ンス等のノズルを利用して装入物中に酸素含有ガス(昇
温用ガス)を吹き込み、発熱剤等と酸素ガスとの反応に
よる発熱によって装入物を所要温度まで昇温させる。次
いで、前述の如くして、別のノズルを介して又は酸素含
有ガスの導入用のノズルを共用して、装入物中に攪拌用
ガスを導入し、装入物を攪拌する。なお、酸素含有ガス
による昇温と、攪拌用ガスによる攪拌とを並行して行っ
てもよい。
The reaction between Mn oxide (mainly Mn0)' and St is an exothermic reaction. The reaction proceeds without heating, ie, without external heat supplementation. However, as in the case where the temperature of the molten slag at the start of the reaction is low, there are cases where the required temperature cannot be maintained only with the amount of heat generated during the reaction. In this case, oxygen gas or a heating gas containing oxygen gas such as air may be blown into the charge. In this case, in addition to the amount of Si-containing ferroalloy necessary to obtain the composition of the R1n-based ferroalloy to be manufactured, an amount of Si necessary to raise the temperature of the charge by reaction with oxygen gas is added. A containing ferroalloy is added, or an oxidizing exothermic substance containing one or more types of Sl*aluminum (CAL) or carbon (C) is charged into the reaction vessel as an exothermic agent. Then, oxygen-containing gas (heating gas) is blown into the charge using a nozzle such as an immersion lance, and the heat generated by the reaction between the exothermic agent and the oxygen gas raises the temperature of the charge to the required temperature. . A stirring gas is then introduced into the charge, as described above, via a separate nozzle or by sharing the nozzle for the introduction of the oxygen-containing gas, and the charge is stirred. Note that the temperature increase using the oxygen-containing gas and the stirring using the stirring gas may be performed in parallel.

溶融スラグの塩基度を調整するために、又はその流動性
を改善するために、攪拌用ガスの導入期間の適宜期間及
び/又はその導入期間に先立ツ期間において、装入物中
にフラックスをキャリアガスを介して吹き込むことがで
きる。このようなフラックスとしては、生石灰1石灰石
In order to adjust the basicity of the molten slag or to improve its fluidity, flux may be introduced into the charge at appropriate times during and/or prior to the introduction period of the stirring gas. Can be injected via carrier gas. Such a flux is quicklime 1 limestone.

ドロマイト、螢石、塩化カルシウム又は食塩等があシ、
このフラックスは常温の固体の状態で装入物に添加する
ことができる。例えば、製造せんとするフェロマンガン
の組成を調整するために、装入物の塩基度を高める場合
には、生石灰9石灰石又はドロマイト等の塩基性スラッ
クスを使用すればよい。
Dolomite, fluorite, calcium chloride or salt, etc.
This flux can be added to the charge in the solid state at room temperature. For example, when increasing the basicity of the charge in order to adjust the composition of the ferromanganese to be produced, a basic slack such as quicklime 9 limestone or dolomite may be used.

フラックスは装入物中に設けたノズルから、キャリアガ
スを介して装入物中に吹込むのが好ましい。比重が小さ
いスラックスを溶融スラグの表面上に落し込んでも、フ
ラックスはスラグ表面に浮いて固まってしまい、スラグ
中に分散しないため、スラグの改質効果は少ない。キャ
リアガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス・炭酸ガス
、−酸化炭素ガス、酸素ガス若しくは空気又はこれらの
二種以上の混合ガスを使用することができる。なお、溶
融スラグの粘性が極めて大きい場合には、固気比〔(単
位時間に吹き込む粉体の重量)/(単位時間に吹き込む
キャリアガスの重量)〕を小さくする必要がある。
Preferably, the flux is blown into the charge via a carrier gas through a nozzle provided in the charge. Even if slack with a low specific gravity is dropped onto the surface of molten slag, the flux will float on the slag surface and solidify, and will not be dispersed in the slag, so the effect of modifying the slag will be small. As the carrier gas, nitrogen gas, argon gas/carbon dioxide gas, carbon oxide gas, oxygen gas, air, or a mixture of two or more thereof can be used. Note that when the viscosity of the molten slag is extremely high, it is necessary to reduce the solid-gas ratio [(weight of powder blown in per unit time)/(weight of carrier gas blown in per unit time)].

また、攪拌用ガスの吐出エネルギーを高くして、一層強
攪拌することが好ましい。フラックスの粒径は、急速に
分散させて迅速に反応させる必要上、また吹き込み装置
の措造からの制約上、再入的に小さい方が好ましいが、
実用的には10口以下とすれば十分である。
Further, it is preferable to increase the discharge energy of the stirring gas to achieve even stronger stirring. It is preferable for the particle size of the flux to be re-entrantly small due to the need for rapid dispersion and rapid reaction, as well as constraints from the construction of the blowing device.
Practically speaking, it is sufficient to have 10 ports or less.

上述の如く溶融スラグの塩基度又は流動性を改善するた
めに7ラツクスを添加する場合は、フラックスの使用量
は少量であるから、フラックスの滓化のために特別の昇
温手段を設ける必要はない。一方、Sl含有量が極めて
少ないフェロマンガンを製造する場合にも、フラックス
を精錬時に装入物中に添加することがある。この場合に
は、多量の7ラツクスを連続的に添加する必要があるの
で、フラックスの滓化のための熱源が不足するため、装
入物の昇温を図る必要がある。従って、前述の如く、S
i含有合金鉄又は発熱剤と酸素含有ガスとの反応による
昇温処理を行う。
As mentioned above, when adding 7lux to improve the basicity or fluidity of molten slag, the amount of flux used is small, so there is no need to provide special heating means to turn the flux into slag. do not have. On the other hand, even when producing ferromanganese with an extremely low Sl content, flux may be added to the charge during refining. In this case, since it is necessary to continuously add a large amount of 7 lux, a heat source for turning the flux into slag is insufficient, so it is necessary to raise the temperature of the charged material. Therefore, as mentioned above, S
A temperature raising treatment is performed by a reaction between the i-containing iron alloy or the exothermic agent and the oxygen-containing gas.

上述の如くして精錬されたMn系合金鉄は、反応後の溶
融スラグを除去した後、鋳造される。
The Mn-based ferroalloy refined as described above is cast after removing the molten slag after the reaction.

この反応は平衡に近い状態まで進行しているので、反応
後のスラグ中のMn IJ度は極めて低い。
Since this reaction progresses to a state close to equilibrium, the degree of Mn IJ in the slag after the reaction is extremely low.

次に、この発明の実施例について説明する。Next, embodiments of the invention will be described.

〔実施例1〕 装入原料の溶融スラグは高炭素フェロマンガンの製造時
に副生じたものであシ、その電気炉から反応容器に直接
装入した。この溶融スラグ及びsi含有合金鉄の組成、
塩基度9装入量及び装入時の温度は表1の実施例1欄に
記載の如くである。この溶融スラグ中に内径10fIn
φの2個のガス吐出用ノズルを有するランスを浸漬させ
、粒径10mm以下に調整したSi含有合金鉄を添加し
つつ、攪拌用ガスを水平の2方向に高速で吐出させた。
[Example 1] Molten slag as a charging raw material was a by-product during the production of high carbon ferromanganese, and was directly charged into a reaction vessel from the electric furnace. The composition of this molten slag and Si-containing iron alloy,
Basicity 9 The charging amount and charging temperature are as described in the Example 1 column of Table 1. This molten slag has an inner diameter of 10fIn.
A lance having two gas discharge nozzles of φ was immersed, and stirring gas was discharged at high speed in two horizontal directions while adding Si-containing iron alloy whose particle size was adjusted to 10 mm or less.

攪拌条件は表2の実施例1欄に記載の如くである。なお
、吐出流量(N743漕)はランスから装入物中に吐出
された攪拌用ガスの標準状態における流量である。5分
攪拌した後、ランスを抜き上げ、生成したスラグを除去
した後、得られたMn系合金鉄を鋳造した。その組成及
び、)    量等は表4の実施例1欄に記載のとおシ
である。
The stirring conditions are as described in the Example 1 column of Table 2. Note that the discharge flow rate (N743 tank) is the flow rate of the stirring gas discharged from the lance into the charge under standard conditions. After stirring for 5 minutes, the lance was pulled out and the generated slag was removed, and the obtained Mn-based ferroalloy was cast. Its composition, amount, etc. are as described in the Example 1 column of Table 4.

このように、極めて短時間に、Mn系合金鉄が製造され
、スラグ中に残存するMrrは6.4重量%と極めて少
量であシ、Mnの回収効率が極めて高い。
In this way, a Mn-based ferroalloy is produced in an extremely short time, the Mrr remaining in the slag is extremely small at 6.4% by weight, and the Mn recovery efficiency is extremely high.

この実施例においては、スラグの塩基度及び流動性の改
善を目的としてフラックス(生石灰及び螢石)を添加し
た。溶融スラグの組成及び装入量等は表1に記載の如く
である。攪拌用のランスは内径が5霞φの2個のノズル
を有するものを使用した。吐出方向は水平二方向でsb
、攪拌条件は表2に記載のとおシである。攪拌開始と同
時に、表1に記載の組成を有する粉末状のSi含有合金
鉄、生石灰及び螢石をキャリアガスを介して溶融スラグ
中に吹き込んだ。キャリアガスの吹込条件は表2に記載
のとおシであシ、内径36wφの浸漬ランスを使用した
。この吹込み時間は3分間である。Si含有合金鉄の粒
径は3博以下であシ、キャリアガスは総量11N学3使
用し、固気比は92であった。
In this example, flux (quicklime and fluorite) was added to improve the basicity and fluidity of the slag. The composition and charging amount of the molten slag are as shown in Table 1. A stirring lance having two nozzles with an inner diameter of 5 mm was used. The discharge direction is sb in two horizontal directions.
The stirring conditions were as shown in Table 2. Simultaneously with the start of stirring, powdered Si-containing ferroalloy, quicklime, and fluorite having the compositions shown in Table 1 were blown into the molten slag via a carrier gas. The conditions for blowing the carrier gas were as shown in Table 2, and an immersion lance with an inner diameter of 36 wφ was used. This blowing time is 3 minutes. The grain size of the Si-containing ferroalloy was 3 mm or less, the total amount of carrier gas used was 11N3, and the solid-gas ratio was 92.

キャリアガスの吹き込み後、そのランスを引き上げ、攪
拌用ランスからの攪拌用ガスの吹き込みを、更に2分間
継続した。従って、全攪拌時間は表2に記載の如く5分
間である。攪拌終了後の生成物の組成及び生成量等は表
4に記載あ如くであシ、攪拌用ランスを引き上げた後、
Mn系合金鉄を鋳造した。この実施例においても、5分
間の攪拌で、反応終了後のスラグ中Mn濃度が6.8チ
迄低下し、極めて高回収効率であることがわかる。
After blowing in the carrier gas, the lance was pulled up, and blowing of the stirring gas from the stirring lance was continued for another 2 minutes. Therefore, the total stirring time is 5 minutes as listed in Table 2. The composition and amount of the product after stirring are as shown in Table 4. After lifting the stirring lance,
Mn-based alloy iron was cast. In this example as well, the Mn concentration in the slag after the reaction was reduced to 6.8% after stirring for 5 minutes, indicating extremely high recovery efficiency.

〔実施例3〕 この実施例においては、酸素ガスを導入して装入物の昇
温を図った。つまシ、溶融スラグの装入時の温度が表1
に記載の如(1280℃と低かった。そこで、溶融スラ
グを反応容器に装入した後、表1に記載のSi含有合金
鉄をスラグ上に装入し、外管断面積が0.126cm2
、内管断面積が0.478 cm2である2重管構造の
ノズルを有するランスを浸漬させた。内管からは02ガ
スを、また外管からはN2ガスを、表3に示す条件で溶
融スラグ中に吹き込んだ。この外管から吹き込むN2ガ
スは02ガス導入によるノズルの溶損を防止するための
ものであり、ノズル先端部を冷却する機能を有する。
[Example 3] In this example, oxygen gas was introduced to raise the temperature of the charge. Table 1 shows the temperature at the time of charging the slag and molten slag.
As described in (1280°C, which was as low as 1280°C.) Therefore, after charging the molten slag into the reaction vessel, the Si-containing ferroalloy listed in Table 1 was charged onto the slag, and the cross-sectional area of the outer tube was 0.126 cm2.
A lance having a nozzle having a double tube structure with an inner tube cross-sectional area of 0.478 cm2 was immersed. 02 gas from the inner tube and N2 gas from the outer tube were blown into the molten slag under the conditions shown in Table 3. The N2 gas blown from the outer tube is used to prevent the nozzle from melting due to the introduction of the 02 gas, and has the function of cooling the nozzle tip.

この02ガス及びN2ガスを2分間吹込んだ後、内管を
通流するガスを0□ガスからN2ガスに切シ換え、内管
及び外管からN2ガスを装入物中に導入して攪拌した。
After blowing in these 02 gas and N2 gas for 2 minutes, the gas flowing through the inner tube was switched from 0□ gas to N2 gas, and N2 gas was introduced into the charge from the inner tube and outer tube. Stirred.

その攪拌条件は表2に示すとおシである。4分間攪拌し
た後、溶融物の温度が低下し始めて反応が終了した。反
応後のスラグ中には、表4に記載の如く、Mnが1.6
重量%しか残存していない。
The stirring conditions are shown in Table 2. After stirring for 4 minutes, the temperature of the melt began to decrease and the reaction was complete. As shown in Table 4, Mn is 1.6 in the slag after the reaction.
Only % by weight remains.

〔実施例4〕 この実施例においては、装入物中ヘフラックスを添加し
、02ガス導入によシ装入物の温度低下を防止した。表
1に示す組成の溶融スラグを、高炭素フェロマンガン製
造炉から直接反応容器に装入した。次いで、内径が5.
7mφである2個のノズルを有する攪拌用ランスを溶融
スラグ中に浸漬させた。このランスから表2に示す如く
02ガスとArガスの混合ガスを装入物中に導入して攪
拌すると共に、0□ガスによる反応熱によって装入物の
温度低下を防止し、装入物の温度を一定に保持した。こ
の攪拌と同時に表1に示すt1ル:のSl含有合金鉄(
ト)及び(B)を溶融スラグ上に装入した。また、この
攪拌と並行して、表1に示す組成の生石灰及び食塩を、
表2に示す吹込条件でN2ガスをキャリアガスとして吹
込んだ。
[Example 4] In this example, Heflux was added to the charge and the temperature drop of the charge was prevented by introducing 02 gas. Molten slag having the composition shown in Table 1 was directly charged into a reaction vessel from a high carbon ferromanganese production furnace. Next, the inner diameter is 5.
A stirring lance with two nozzles each having a diameter of 7 m was immersed in the molten slag. As shown in Table 2, a mixed gas of 02 gas and Ar gas is introduced into the charge from this lance and stirred, and the heat of reaction caused by the 0□ gas prevents the temperature of the charge from decreasing. The temperature was kept constant. At the same time as this stirring, the Sl-containing iron alloy (
(g) and (B) were charged onto the molten slag. In addition, in parallel with this stirring, quicklime and common salt having the composition shown in Table 1 were added.
N2 gas was blown as a carrier gas under the blowing conditions shown in Table 2.

このスラックス吹込のために、内径17闘φの吹込ラン
スを装入物中に浸漬させた。7分間フラックスを吠込ん
だ後、吹込ランスのみを引き上げ、打に伴用ランスから
の02 +Arガスの導入は、更に約1分間継続させた
。従って、攪拌時間は約8分間である。なお、キャリア
ガスは4.8Nm3だけ使用し、フラックスは粒径が1
洞以下のものを使用した。Jjt拌用ガスは、02ガス
が34Nm’、Arガスが8 Nm だけ使用した。こ
のようにして製造された低Stフェロマンガンの組成等
は表4に示すとおシであシ、反応後のスラグ中に残存す
るMnのの度は2.2重量−と極めて低い。
For this slack blowing, a blowing lance with an inner diameter of 17 mm was immersed into the charge. After injecting the flux for 7 minutes, only the blowing lance was pulled up, and the introduction of 02+Ar gas from the lance accompanying the blowing was continued for about 1 minute. Therefore, the stirring time is approximately 8 minutes. In addition, only 4.8 Nm3 of carrier gas was used, and the flux had a particle size of 1.
I used something below the diameter. As for the Jjt stirring gas, 34 Nm' of 02 gas and 8 Nm of Ar gas were used. The composition of the low St ferromanganese thus produced is shown in Table 4, and the degree of Mn remaining in the slag after the reaction is extremely low at 2.2 weight.

°′     以上、詳細に説明した如く、この発明に
よれば、反応が迅速に進行するので、極めて短時間でマ
ンガン系合金鉄を製造することができる。
°' As explained above in detail, according to the present invention, the reaction proceeds rapidly, so that a manganese-based ferroalloy can be produced in an extremely short time.

また、強攪拌により反応が平衡に近い状態に到達するの
で、反応後のスラグ中に残存するM、nは極めて小量で
あシ、高効率でMnを回収することができる。従って、
この発明はマンガン系合金鉄の製造上、極めて実益が高
い。
Further, since the reaction reaches a state close to equilibrium by strong stirring, the amount of M and n remaining in the slag after the reaction is extremely small, and Mn can be recovered with high efficiency. Therefore,
This invention is extremely beneficial in the production of manganese-based ferroalloys.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  マンガンを含有する溶融スラグとけい素を含
有する合金鉄とを反応容器に装入し、この装入物中に設
置されたノズルから、攪拌用ガスを30ONd以上及び
/又は装入物1ゆ当シ0.2Nl/9以上の速度で装入
物中に吐出させて装入物を攪拌し、マンガン含有溶融ス
ラグとけい素含有合金鉄とを還元反応させてマンガンを
含有する合金鉄を製造することを特徴とするマンガン系
合金鉄の製造方法。
(1) Molten slag containing manganese and ferroalloy containing silicon are charged into a reaction vessel, and a stirring gas of 30 ONd or more is supplied from a nozzle installed in the charge and/or the charge 1 The molten slag containing manganese is discharged into the charge at a rate of 0.2Nl/9 or higher, the charge is stirred, and the manganese-containing molten slag and the silicon-containing ferroalloy are subjected to a reduction reaction to produce a manganese-containing ferroalloy. A method for producing a manganese-based ferroalloy.
(2)  前記攪拌用ガスを前記装入物中に導入してい
る期間の適宜期間及び/又は導入するに先立つ期間にお
いて、前記装入物中に設けられた第2のノズルから、粒
径が10圃以下である7ラツクスをキャリアガスととも
に装入物中に吹込むことを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載のマンガン系合金鉄の製造方法。
(2) During an appropriate period during which the stirring gas is being introduced into the charge and/or during a period prior to the introduction, the particle size is The method for producing a manganese-based ferroalloy according to claim 1, characterized in that 7 lux, which is 10 fields or less, is blown into the charge together with a carrier gas.
(3)前記攪拌用ガスを前記装入物中に導入している期
間の適宜期間及び/又は導入するに先立つ期間において
、酸素ガスを含有する昇温ガスを装入物中に吹込み、装
入物を所定の温度に昇温させることを特徴とする特許請
求の範囲第1項又は第2項に記載のマンガン系合金鉄の
製造方法。
(3) During an appropriate period during and/or a period prior to the introduction of the stirring gas into the charge, a heating gas containing oxygen gas is blown into the charge. 3. The method for producing a manganese-based ferroalloy according to claim 1 or 2, which comprises raising the temperature of the container to a predetermined temperature.
(4)前記攪拌用ガスは不活性ガス又は窒素ガスである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のい
ずれか1項に記載のマンガン系合金鉄の製造方法。
(4) The method for producing a manganese-based ferroalloy according to any one of claims 1 to 3, wherein the stirring gas is an inert gas or nitrogen gas.
(5)前記攪拌用ガスの導入時間は10分以内であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項のいず
れか1項に記載のマンガン系合金鉄の製造方法。
(5) The method for producing a manganese-based ferroalloy according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the stirring gas is introduced for 10 minutes or less.
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