JP7036993B2 - 低炭素フェロマンガンの製造方法 - Google Patents
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Description
(MnO)+[C]=[Mn]+CO ・・・(1)
K=(aMn・PCO)/(aMnO ・aC) ・・・(2)
ここで、(R)との表記は化学式Rの成分がスラグ中にあることを、[M]との表記は元素Mの成分がフェロマンガン溶湯中にあることを表し、aiは成分iの活量、Pjは成分jの分圧(atm)である。平衡定数K、aMn、aCの値は既知文献の熱力学データを用いて計算することができる。そして、下記(3)、(4)式の条件のもとで溶湯中の平衡[C]濃度と溶湯温度の関係を求めることにより、フェロマンガン溶湯の脱炭限界を知ることができる。
aMnO =1 ・・・(3)
P=PMn+PCO=1 ・・・(4)
ただし、上記(4)式においてPは全圧(1atm)であり、PMnはその温度でのMnの蒸気圧に等しいとする。ここで、atmは圧力の単位で、1atm=101325Paである。
例えば、炉底羽口から酸素ガスまたは酸素ガスと不活性ガスの混合ガスを吹きこむ方法(特許文献4および5)では、フェロマンガン溶湯の脱炭精錬について、前述したように、高温吹錬が必須であることに加えて、羽口近傍が酸素ガスによる酸化反応熱により一層の高温に曝されることが予想される。したがって、羽口の溶損による溶湯の漏洩を防止するために高度な操業技術を必要とするとともに、不活性ガスのみを吹きこむ場合と比較して羽口寿命が著しく低下し、耐火物コストの大幅な上昇が避けられない。
a.上記底吹き羽口からは、撹拌動力密度にして500W/t以上となるように撹拌用ガスの吹きこみを行うこと、
b.吹錬開始前または吹錬中にMgOを含有する副原料を添加すること、
がより好ましい実施形態になりうるものと考えられる。
ε=6.183×(Q×Tl/(60×W))×[ln{1+h/(1.02×10-4×(101325×P))}+{1-(Tg/Tl)}] ・・・(5)
ここで、ε:底吹きガスの撹拌動力密度(W/t)、Q:底吹きガス流量(Nm3/h)、W:フェロマンガン溶湯量(t)、Tl:フェロマンガン溶湯温度(℃)、Tg:底吹きガス温度(℃)、h:浴深(静止時浴面から反応容器底までの距離)(m)、P:大気圧力(1atm)である。
U0=740{1-(Pe/P0)2/7}1/2 ・・・(7)
U/U0=D/2CL ・・・(8)
C=0.016+0.19/((P0/0.97)-1.034) ・・・(9)
ここで、FO2:上吹きランスからの酸化性ガスの供給速度(Nm3/h)、n:上吹きランスのノズル孔数(個)、d:上吹きランスのノズルのスロート径(mm)、P0:酸化性ガスの上吹きランスノズル前圧力(atm)、Pe:同出口圧力(atm)、U0:上吹きランスからの酸化性ガスの噴出流速(m/s)、U:上吹きランスからの酸化性ガスの浴面到達時流速(m/s)、L:ランス高さ(上吹きランスのノズル出口から、静止時浴面までの距離)(mm)、D:上吹きランスのノズル出口径(mm)、C:酸化性ガスのジェットの広がりを表す常数(-)である。
ηMn=W1/(W2+W3+W4)×100 ・・・(10)
ここで、ηMn:Mn歩留(%)、W1:製品FeMn中のMn質量(kg)、W2:HCFeMn溶湯中のMn質量(kg)、W3:Mn含有合金として添加したMn質量(kg)、W4:酸化Mnとして添加したMn質量(kg)である。
1atm=101325Pa
2 溶湯
3 ランス
4 羽口
5 非酸化性ガス配管
6 非酸化性ガス配管
7 酸素配管
8 流量調節弁
9 添加材
10 スラグ
Claims (2)
- 上吹きランスおよび底吹き羽口を備えた反応容器内に収容した高炭素のフェロマンガン溶湯の浴面上に、上吹きランスから酸化性ガスを吹きつけて脱炭し、低炭素のフェロマンガンを製造するに際し、吹錬中のスラグ組成の質量基準で(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)の値が0.4以上かつ5.0以下となるようにスラグ組成を調整し、
前記底吹き羽口からは、撹拌動力密度にして500W/t以上となるように撹拌用ガスの吹きこみを行うことを特徴とする低炭素フェロマンガンの製造方法。 - 吹錬開始前または吹錬中にMgOを含有する副原料を添加することを特徴とする請求項1に記載の低炭素フェロマンガンの製造方法。
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