(57)【要約】【課題】加工の対象とするＮｉインゴットの製造過程で、アーク炉で発生するスラグに酸化物として含有されているＮｉを回収して利用する方法であって、Ｎｉを金属状態にまで還元していったん取り出すということをせずに、ステンレス鋼製造のプロセスと組み合わせてＮｉの回収を実現する方法を提供する。【解決手段】スラグをＮｉステンレス鋼製造のアーク炉に投入し、溶鋼と接触させることによりＮｉ酸化物を還元して金属Ｎｉとし、この金属ＮｉをＡＯＤプロセスによるＮｉステンレス鋼製造の溶湯中に移行させ、Ｎｉステンレス鋼の合金成分として利用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工の対象とするＮｉインゴットを製造するために、アーク炉で溶解を行なった時に発生するスラグに酸化物として含有されているＮｉを回収して利用する方法であって、このスラグをＮｉステンレス鋼製造のアーク炉に投入し、溶鋼と接触させることによりＮｉ酸化物を還元して金属Ｎｉとし、この金属ＮｉをＮｉステンレス鋼の合金成分として利用することからなるＮｉの回収利用方法。
【請求項２】
Ｎｉステンレス鋼製造のアーク炉にＳｉを添加し、Ｓｉの還元作用によりＮｉ酸化物の還元を行なう請求項１のＮｉの回収利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＮｉの回収利用方法に関し、詳しくは、加工の対象とするＮｉインゴットを製造するために、アーク炉で溶解を行なった時に発生するスラグに酸化物として含有されているＮｉを回収して利用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
純Ｎｉ（Ｎｉ９９％以上）の板や棒を製造するには、インゴットを圧延するが、このような加工の対象とするインゴットは、Ｎｉ金属の細片をアーク炉で溶解し、真空取鍋精錬法により精錬し、インゴットに鋳造するというプロセスによって製造する。このとき、アーク炉で溶解した溶湯にランスから酸素を吹き込んで、溶湯中のＣを燃焼させるとともに、溶湯を撹拌するので、一部のＮｉが酸化されてＮｉＯとなり、スラグに入る。
【０００３】
このようなわけで、純Ｎｉ溶解のアーク炉で発生するスラグ中には、多量のＮｉＯが存在する。スラグの分析例を示せば、下記のとおりである。（重量％）
ＣａＯ  ＭｇＯ  Ａｌ2Ｏ3    ＳｉＯ2  ＦｅＯ  Ｃｒ2Ｏ3  ＮｉＯ  その他
44.8    5.4      8.7        17.2     0.6      0.4      14.0    8.9
ところが、このように有用成分を多量に含有するスラグも、これまでは適切な利用の方法が見つからず、無害化処理を行なったのち、産業廃棄物として、埋め立てなどに利用されていた。
【０００４】
ニッケル、バナジウム含有物からの有用金属の回収方法として、ボイラースラグや重油燃焼灰から、これらの有用金属をドライプロセスにより回収する方法が開示された（特許文献１）。その方法は、ニッケル、バナジウム含有物を鉄源とともに溶融炉に入れて加熱溶融させた後、還元剤を加えて金属を取得するというものである。ＮｉもＶも、これらの燃焼灰の中では酸化物になっているから、それをＦｅで還元して金属状態で回収しようというのが、この技術の原理である。
【特許文献１】特開２００１−３１６７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ニッケルインゴットの製造過程で発生するスラグ中のＮｉを回収利用するに当たり、既知の技術が採用したような、Ｎｉを金属状態にまで還元していったん取り出すという方針ではなく、Ｎｉ含有ステンレス鋼を製造する炉にスラグを投入することによって、還元されたＮｉをステンレス鋼の溶湯中に移行させるという技術思想にもとづいて、Ｎｉの回収利用にとって有利な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成する本発明のＮｉの回収利用方法は、加工の対象とするＮｉインゴットを製造するために、アーク炉で溶解を行なった時に発生するスラグに酸化物として含有されているＮｉを回収して利用する方法であって、このスラグをＮｉステンレス鋼製造のアーク炉に投入し、溶鋼と接触させることによりＮｉ酸化物を還元して金属Ｎｉとし、この金属ＮｉをＮｉステンレス鋼の合金成分として利用することからなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のＮｉの回収利用方法は、スラグ中のＮｉＯを、Ｎｉステンレス鋼製造のアーク炉内にある還元性成分、主としてＣおよびＳｉにより還元して金属状態にする。金属状態になったＮｉは、そのまま溶湯に溶け込んでステンレス鋼の成分となるから、ステンレス製造の原料としては、スラグから移行するＮｉ量をあらかじめ差し引いたＮｉ源を使用すれば足りる。
【０００８】
スラグ中のＮｉＯの還元は、Ｎｉステンレス鋼製造のアーク炉内にとりたてて還元剤を添加しなくても、溶解材料中の還元剤成分がＮｉＯの還元当量分含まれていれば、１００％に迫る高い率でＮｉＯが還元される。ＮｉＯの還元にためにステンレス鋼溶湯中のＣｒが酸化されることは好ましくないので、そのことを危惧したが、後記する実施データが示すように、影響はわずかであることが確認された。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
よく知られているように、今日、ステンレス鋼の製造には多くの場合、ＡＯＤ法が採用されており、Ｎｉステンレス鋼も例外ではない。ＡＯＤ法によるステンレス鋼の製造においては、アーク炉溶解から出湯する溶鋼中のＳｉ含有量を適切に調整することが、有利に製造を進める上で重要である。通常、Ｓｉ：０．１０〜０．３５％を維持するように操業する。もしＳｉ量が０．１０％より低いと、アーク炉におけるＣｒの歩留まりが低下するし、一方でＳｉ量が０．３５％より高いと、スラグ塩基度の低下を招き、ＡＯＤ処理時にスラグのスロッピングが発生するという不都合が生じるからである。
【００１０】
このような条件を考慮すると、本発明の実施に当たって、出湯時のＳｉ量調節にとって必要であれば、適宜Ｓｉ源を供給することが望ましい。そのような目的には、通常フェロシリコンが用いられており、本発明においてもそれを使用することが好ましい。
【実施例】
【００１１】
Ｎｉインゴット鋳造プロセルにおいて発生した、前掲の表１に記載した組成を有するスラグを、ＳＵＳ３０４のＡＯＤ処理前のアーク炉溶解に当たって装入した。還元剤を使用する場合は、フェロシリコンを投入した。アーク炉のスラグの塩基度を適正に保つため（Ｃ／Ｓ＝０．９〜１．１）、スラグ装入量に応じて、先入れＣａＯの量を調節した。各原料の装入量は下記のとおりであり（装入量トン当たり）、装入量の合計は１９〜２１トンである。
ＮｉＯ含有スラグ：１０〜１５０kg/ｔ
ＣａＯ：５〜２０kg/ｔ
Ｃ：１０kg/ｔ
還元剤（フェロシリコン）：スラグ中のＮｉＯ還元に必要な量
【００１２】
アーク炉から出湯した、ＡＯＤ処理する溶鋼中のＳｉ含有量とＮｉ回収率との関係をしらべて、図１のグラフを得た。Ｎｉ回収率（％）は、次式で定義される。
Ｎｉ回収率＝（１−出湯した溶湯中のＮｉ量）／（スラグ中のＮｉ量）×１００
【００１３】
図１のグラフに見るように、フェロシリコンまたは溶解原料中のＳｉを利用し、溶湯中のＳｉ量を０．２〜０．４％の範囲に調整することで、Ｎｉ回収率は９６．５〜９７．７％に達した。
【００１４】
同じくアーク炉から出湯した、ＡＯＤ処理する溶鋼中の、Ｓｉ含有量とＣｒ2Ｏ3量との関係を調べたものが、図２のグラフである。このグラフには、本発明に従うスラグ投入を行なわなかった場合、つまり従来のＡＯＤプロセスの準備における操業の結果を、合わせてプロットしてある。このグラフは、Ｃｒのロスが８〜１３％に止まること、そしてそれは従来法の操業による場合と変わらないことを示している。
【産業上の利用分野】
【００１５】
本発明のＮｉの回収利用方法は、任意のＮｉステンレス鋼に適用可能であって、前記したＳＵＳ３０４のほか、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６など、多種類のステンレス鋼の製造に当たって実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施データであって、アーク炉から出湯した、ＡＯＤ処理する溶鋼中の、Ｓｉ含有量とＮｉ回収率との関係をプロットしたグラフ。
【図２】やはり本発明の実施データであって、アーク炉から出湯した、ＡＯＤ処理する溶鋼中の、Ｓｉ含有量とＣｒ損失量との関係をプロットしたグラフ。
【図１】
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【図２】
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