JP2001040426A - マンガン鉱石予備還元品の製造方法 - Google Patents
マンガン鉱石予備還元品の製造方法Info
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Abstract
ガン化させて所要の金属化率を持つマンガン鉱石予備還
元品を得ることができ、この予備還元品を電気炉でマン
ガン系合金鉄を製造する際の製造原料として用いること
により、マンガン系合金鉄製造に要する電力原単位を低
減すること。 【解決手段】 マンガン鉱石を予備還元し、マンガン系
合金鉄の製造原料として用いられるマンガン鉱石予備還
元品を製造する方法であって、マンガン鉱石粉と炭素質
還元材とバインダを混合したものを造粒してペレットを
得、次いで該ペレットの還元を行って、マンガン鉱石予
備還元品としてマンガン酸化物を金属マンガン化させて
金属化率が40%以上である金属マンガン化ペレットを
製造するマンガン鉱石予備還元品の製造方法。
Description
系合金鉄を製造する際の製造原料として用いられるマン
ガン鉱石予備還元品を製造する方法に関するものであ
る。
リコマンガン)は、周知のように製鋼過程において脱酸
などに用いられるものであり、電気炉にてマンガン鉱石
及びコークスなどを加熱溶融し、炭素質還元材であるコ
ークスによりマンガン鉱石を還元することにより製造さ
れる。
ては、予備処理されることなくそのままの塊状の状態で
直接電気炉に投入され使用される場合が多いものの、文
献「フェロアロイ vol.22,No.2,87頁,
“全原料ホットチャージによる高炭素フェロマンガンの
製造について”」には、電気炉への投入に先立って予備
処理を行うことが紹介されている。すなわち、電気炉使
用における電力原単位の低減を目的に、ロータリーキル
ンを用いての予備加熱及び予備還元を行っている。予備
加熱を行うことで、塊状マンガン鉱石の電気炉への水分
持込量の減少、及び該塊状マンガン鉱石の電気炉への持
込熱量の付与を図っている。また、予備還元により、M
nO2 +CO→MnO+CO2 というようにマンガン鉱
石中のMnO2 系酸化物の低級酸化物(MnO)への移
行を図るようにしている。
8,No.1・2,81頁,“マンガン系フェロアロイ
用炭材内装ペレットについて”」には、シリコマンガン
の製造に際し、電気炉使用における電力原単位の低減を
目的に、製造原料としてマンガン鉱石のコールドペレッ
トを使用することが紹介されている。すなわち、微粉砕
したマンガン鉱石に粉コークス(内装炭材)及びフェロ
マンガンスラグなどを配合してコールドペレットにし、
これを電気炉に投入し、コールドペレット形態でのコー
クスとマンガン鉱石の接触がよいことを利用して高い還
元率を得、電気炉使用における電力原単位の低減を図る
ようにしている。
鉄製造では、価格の高い電力の使用量を低減することが
重要となっている。この点について説明すると、電気炉
操業では、必要熱量として、原料を溶融させるための
熱、被還元物であるマンガン,シリコン等の酸化物を
金属にまで還元させるための熱、及び溶湯やスラグに
流動性を与えるための熱が必要であり、これらの必要熱
量は、3本の電極先端付近で生じる電気抵抗熱を熱源と
し、電極に供給される電力に依存している。そして、操
業時に電気炉に負荷しうる電圧と電流の値は電気炉の変
圧器容量と電気炉の構造・寸法とにより決まってしまう
ので、一旦電気炉を設置すると、合金鉄の増産をしよう
とする場合には、電気炉使用における電力原単位を低減
するか、電気炉の大規模な改造をするか、あるいは新た
に電気炉を増設することが必要となる。
者の予備処理方法では、マンガン鉱石中のMnO2 系酸
化物を低級酸化物(MnO)とするようにしたものであ
るから、該予備処理品を電気炉でのフェロマンガン製造
用の製造原料として用いる場合には、電気炉において低
級酸化物(MnO)を金属マンガンに還元するための電
気エネルギーを多く必要とし、電気炉使用における電力
原単位の向上を図るという点において充分でなく改善の
余地があった。また、前記後者の予備処理方法において
も、該予備処理品であるコールドペレットを電気炉での
シリコマンガン製造用の製造原料として用いる場合に
は、電気炉においてコールドペレット中のマンガン酸化
物を金属マンガンに還元するための電気エネルギーを多
く必要とし、やはり、電力原単位の向上を図るという点
において改善の余地があった。
マンガン酸化物を金属マンガン化させて所要の金属化率
を持つマンガン鉱石予備還元品を得ることができ、この
予備還元品を電気炉でマンガン系合金鉄を製造する際の
製造原料として用いることにより、電気炉によるマンガ
ン酸化物還元のための電気エネルギーが少なくてすみ、
マンガン系合金鉄製造に要する電力原単位を低減して製
造コストを低コスト化するとともに、電気炉によるマン
ガン系合金鉄の増産にも対応できるようにした、マンガ
ン鉱石予備還元品の製造方法を提供することにある。
めに、請求項1の発明は、マンガン鉱石を予備還元し、
マンガン系合金鉄の製造原料として用いられるマンガン
鉱石予備還元品を製造する方法であって、マンガン鉱石
粉と炭素質還元材とバインダとを混合したものを造粒し
てペレットを得、次いで該ペレットの還元を行って、マ
ンガン鉱石予備還元品としてマンガン酸化物を金属マン
ガン化させて金属化率が40%以上である金属マンガン
化ペレットを製造することを特徴とするマンガン鉱石予
備還元品の製造方法である。
ン鉱石予備還元品の製造方法において、1200〜15
00℃の雰囲気温度範囲で前記ペレットの還元を行うこ
とを特徴とするものである。
造方法においては、まず、マンガン鉱石粉と炭素質還元
材として粉コークスとバインダとしてベントナイトとを
混合したものを造粒し、直径十数mm程度のペレットを
つくる。次いで、このペレットを移動炉床式の還元炉内
に装入する。還元炉には燃料ガスとして炭化水素ガス例
えばメタンガス、及び空気が供給される燃焼バーナが設
けられており、還元炉内に装入されたペレットはバーナ
の燃焼による高温雰囲気温度下で炉壁からの輻射伝熱に
より加熱されることで、マンガン酸化物の還元反応が進
行する。還元炉内では下記の式〜が主反応である。
熱供給する必要があり、式に示すようにバーナの燃焼
による熱と、式に示すように還元時にペレットから発
生するCOガスを二次燃焼させることによる熱とが供給
される。
レットのマンガン酸化物を還元し金属マンガン化させて
その金属化率が40%以上である金属マンガン化ペレッ
トをつくるようにしている。金属化率40%以上とする
理由は、金属化率が40%以上のマンガン鉱石予備還元
品を電気炉でのマンガン系合金鉄製造時の製造用原料と
して用いることで、電気炉の電力原単位の低減効果が得
られるためである。
上の金属マンガン化ペレットを得るには、雰囲気温度
(還元温度)が1200〜1500℃の温度範囲で還元
を行うことがよい。雰囲気温度が1200℃未満では還
元反応が十分に進行せず、一方、1500℃を超えると
予備還元用ペレットの溶融物が還元炉の炉床に付着して
しまい操業困難状態となる危険性が極めて高くなるため
である。また、前記雰囲気温度範囲でペレットを保持す
る保持時間(還元時間)については、雰囲気温度が高い
ほど短時間で金属化率40%以上となる還元を行える
が、8〜60分の範囲が適切である。1200〜150
0℃の雰囲気温度範囲において、8分未満では還元反応
進行不足で金属化率40%以上の金属マンガン化ペレッ
トが得られない一方、60分を超えて保持しても還元反
応はそれ以上進行せず無駄となるためである。
て説明する。図1は本発明を実施するための製造設備の
一例を概略的に示す図である。
したマンガン鉱石粉砕粉を貯蔵した原料ホッパであり、
本例では325メッシュ以下(43μm以下)に粉砕さ
れたマンガン鉱石粉砕粉が貯蔵されている。2は炭素質
還元材である粉コークスを貯蔵した還元材用ホッパ、3
はバインダである微粉ベントナイトを貯蔵したバインダ
用ホッパである。各ホッパ1,2,3からそれぞれ切り
出された、マンガン鉱石粉砕粉と粉コークスと微粉ベン
トナイトは、所定の配合比で混合機4により混合された
後、ペレタイザ5により造粒されてペレットにされる。
次いでペレットは十分な落下強度,圧壊強度を持たせる
ように乾燥機6で乾燥される。
還元炉7には燃料ガスであるメタンガス、及び空気が供
給される燃焼バーナ8が設けられている。また、還元炉
7に炉外から二次燃焼用空気SAが供給され、一方、還
元炉7からの排ガスAGはその未燃焼COガスを空気で
燃焼させたあと熱交換器に送られ、バーナ8の燃焼用空
気の予熱に使用されるようになっている。そして、前記
した乾燥されたペレットは、この還元炉7内に装入さ
れ、バーナ8の燃焼による高温雰囲気温度下で炉壁から
の輻射伝熱により加熱されてマンガン酸化物が金属マン
ガン化され、マンガン鉱石予備還元品である金属マンガ
ン化ペレットとなり、該金属マンガン化ペレットが炉外
に排出されるようになっている。
化ペレット(マンガン鉱石予備還元品)を製造した実施
例について説明する。前記したマンガン鉱石粉砕粉:7
7重量%、粉コークス:21重量%、微粉ベントナイ
ト:2重量%、という配合比でこれらを混合したものを
ペレタイザ5により造粒し、直径13mmのペレットを
得た。そして乾燥されたペレットを還元炉7に装入し、
1250℃,1450℃の2つの雰囲気温度(還元温
度)にて金属マンガン化ペレットを製造した。それらの
結果を表1,図2に示す。
元温度)1250℃では15分以上の時間保持すること
により金属化率40%以上の金属マンガン化ペレットが
得られた。また、雰囲気温度1450℃では8分の以上
の時間保持することにより金属化率40%以上の金属マ
ンガン化ペレットが得られた。なお、金属化率=(金属
マンガン量/全マンガン量)×100〔%〕で、金属マ
ンガン量:金属マンガン化ペレット中のMn量(Mn3
CのMnを含む)、全マンガン量:還元炉に装入された
ペレット中のMnO2 ,Mn2 O3 ,Mn3 O4 ,Mn
O等のMn量、である。
属マンガン化ペレット(マンガン鉱石予備還元品)を製
造原料とし、表2に示す原料配合比(重量%)にて電気
炉で高炭素フェロマンガンを製造した。また、比較のた
め、マンガン粉鉱石を塊成化したマンガン焼結鉱(金属
マンガンにはなっていないもので、予備還元品でなく予
備処理品である)を製造原料とし、表2に示す原料配合
比(重量%)にて電気炉で高炭素フェロマンガンを製造
した。表2に示すように、実施例6で得たマンガン予備
還元品を使用した場合は、マンガン焼結鉱に代えて該予
備還元品に代替使用するとともに、還元材であるコーク
スの配合量を減らしてある。操業結果を表3に示す。な
お、製造された高炭素フェロマンガンの成分は、Mn:
74.5質量%,Fe:18%,C:7%であった。
マンガンを製造する際の製造原料として本実施例による
マンガン鉱石予備還元品を使用することにより、電力原
単位をマンガン焼結鉱を使用する場合の約64%に減ら
すとともに、生産性をマンガン焼結鉱を使用する場合の
約1.3倍に増産することができた。
ン鉱石予備還元品の製造方法によるとマンガン鉱石中の
マンガン酸化物を金属マンガン化させて金属化率が40
%以上のマンガン鉱石予備還元品を得ることができ、こ
の予備還元品を電気炉でマンガン系合金鉄を製造する際
の製造原料として用いることにより、電気炉によるマン
ガン酸化物還元のための電気エネルギーが少なくてす
み、マンガン系合金鉄製造に要する電力原単位を低減し
て製造コストを低コスト化するとともに、電気炉による
マンガン系合金鉄の増産にも対応できる。
的に示す図である。
フである。
ホッパ 4…混合機 5…ペレタイザ 6…乾燥機 7…還元炉 7a…移動
炉床 8…燃焼バーナ SA…二次燃焼用空気 AG…排ガス
Claims (2)
- 【請求項1】 マンガン鉱石を予備還元し、マンガン系
合金鉄の製造原料として用いられるマンガン鉱石予備還
元品を製造する方法であって、マンガン鉱石粉と炭素質
還元材とバインダとを混合したものを造粒してペレット
を得、次いで該ペレットの還元を行って、マンガン鉱石
予備還元品としてマンガン酸化物を金属マンガン化させ
て金属化率が40%以上である金属マンガン化ペレット
を製造することを特徴とするマンガン鉱石予備還元品の
製造方法。 - 【請求項2】 1200〜1500℃の雰囲気温度範囲
で前記ペレットの還元を行う請求項1記載のマンガン鉱
石予備還元品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11216531A JP2001040426A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | マンガン鉱石予備還元品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11216531A JP2001040426A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | マンガン鉱石予備還元品の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001040426A true JP2001040426A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16689903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11216531A Pending JP2001040426A (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | マンガン鉱石予備還元品の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001040426A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-07-30 JP JP11216531A patent/JP2001040426A/ja active Pending
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