ステンレス精錬ダスト処理法の開発 ―含Crダストの再資源化プロセスの検討―

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ステンレス鋼の製造では,転炉処理で多量に発生するCr含有ダストの再資源化が実施されているが,Crが十分に回収されているとは言い難い.従って,Cr回収率の向上のためには,酸化鉄共存下でのCr_2O_3の還元挙動を解明する必要がある.本研究では,ステンレス精錬ダスト処理法の開発を目的に,実操業ダストから作製した炭材内装ペレットに対してN_2雰囲気中で予備還元を行い,還元挙動に及ぼすダスト組成,炭材量,温度の影響を調べ,反応モデルによる速度解析を行った.還元後の試料は炭素飽和溶鉄と反応させ,溶鉄中へのCr回収速度に及ぼす予備還元,スラグ組成の影響を調べ,ダスト中のCrを再資源化する際の最適条件を検討した.得られた結果は以下の通りである.炭材内装ペレットの予備還元から,炭材量,温度の影響は大きく,炭材量が多く,高温ほど還元速度は速くなりことがわかった.また,1000〜1300℃の低温域ではダスト中に未還元のCrが酸化物の状態で多量に残留しているのに対して,1400〜1500℃の高温域ではCr酸化物の還元もかなり進行しており,金属Fe-Cr合金の生成がX線回折及びEPMA分析により確認された.よって,還元及び生成金属鉄とスラグ成分の分離反応の促進には,高温,スラグ溶融,還元に使用されなかった残留炭素からの浸炭による金属鉄融点の低下の組み合わせが重要である.予備還元後の試料の溶融還元から,予備還元の段階で酸化鉄を還元して,Crの含有割合を高めることは効果的であり,Crは容易に還元回収されることがわかった.特に,CaO/SiO_2=1程度のCaO-SiO_2-Al_2O_3系の低融点組成のスラグを用いることで,Crの還元速度及び回収率は大幅に改善された.以上より,Cr含有ダストの再資源化に関しては,予備還元と溶融還元の2段階の処理法は有効であり,実機プロセスへの適用が期待できる.