JPH01215950A - フェロクロムの脱硫方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主として、石炭のような固体還元剤を使用し
てクロマイト鉱石を初期固相状態または半溶融状態で予
還元（ｐｒｅ−ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）することにより製
造されたフェロクロムの脱硫に関する。

特に、本発明は、高度に還元されており、従ってその後
のスラグ形成成分からの金属性フェロクロムの分離が実
質的に溶融のみで達成される鉱石生産物に関し、上記の
点で、完全に還元されていないか、または未還元であり
、精錬還元を必要とする、従来のクロマイト鉱石とは異
なるものである。

ここに開示された脱硫方法は、またフェロクロムのケイ
素含量をコントロールする手段をも提供するものである
。

（従来の技術） フェロクロムの生産分野において、電気炉における最終
精錬に先立って行われるクロマイト鉱石の予還元は費用
のかかる電気エネルギーの使用を低減させるためにその
重要性を増しつつある。

石炭、ガスまたは油の燃焼によって供給される加熱およ
び石炭、木炭、コークスなどを使用する鉱石の還元を伴
うこの予還元に対しては、典型的にロータリーまたはロ
ータリー炉床炉が使用される。典型的な方法において、
細粉化したクロマイト鉱石をコークスと共にペレット化
し、過剰の石炭と共に１４５０°Ｃまでの温度で作動さ
せるロータリーキルンに供給する。これらの方法はクロ
マイトの完全な還元を行わないで、部分的に還元された
ペレットを最終的な精錬還元とスラグから溶融フェロク
ロムの分離のために電気サブマージドアーク炉に供給す
る。

西ドイツ特許ＤＥ３３４７／６８６ＣＩ　　（フリート
・クルツブＧｍｂＨ）に開示された最近の方法では、ク
ロマイト鉱石細粉は過剰の石炭と適当なフラックスと共
にロータリーキルンへ直接に供給され、１５００°Ｃま
でおよびそれを超える温度で処理されることにより、殆
ど完全に還元された生産物が得られる（クロムの９０％
以上がメタル化し、鉄の殆ど１００％がメタル化する。

）。この生産物はたとえば電気アーク炉のような溶融装
置に直接供給するのに適しており、スラグから７エロク
ロムを分離し、これによって通常の還元精錬操作を避け
るものである。

これらの予還元方法は、いずれも、必要な化学反応に対
する還元剤を提供すると同時に、部分的に電気エネルギ
ーを置換することになる石炭やコークスを大量に使用す
るため、金属７ラクシヨン中に高含量で硫黄の混入（典
型的には０．２５％硫黄）を免れない。これらの炭素質
物質はフェロクロム生産における主な硫黄源である。硫
黄は鉄鋼中の有害な不純物であり、フェロクロムはステ
ンレス鋼のようなりロム含有鋼の基本的成分であるから
、フェロクロム中の硫黄含量についてはそ＝４− の上限について厳しい制限が設けられており、典型的な
上限は０．０３〜０．０５％硫黄である。

前記クルツブ特許によれば、脱硫は予還元フェロクロム
を適当な炉中で溶融させた後、これに石灰またはカルシ
ウムカーバイドを注入することによって行うことが出来
る。この方法によってフェロクロムの硫黄含量は０．０
１％以下に低下させることが出来る。石灰もカルシウム
カーバイドも共に鉄鋼工業において有効な脱硫剤である
ことはよく知られているところであるが、粉末試薬を溶
融物中に注文することによってフェロクロムの脱硫を行
うことは技術的にも経済的にも満足出来るものであると
は考えられていなかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は前記予還元方法からのフェロクロムを脱
硫する簡単かつ経済的な方法を提供するものであり、ま
たフェロクロムの最終ケイ素含量を多少ともコントロー
ルする方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、クロマイト鉱石を炭素質還元剤によっ
て高度に予還元して製造された７エロクロムを脱硫する
方法が提供される。その方法は前記予還元クロマイト鉱
石を、予還元の結果生成したスラグ形成成分と残留炭素
質還元剤と共に加熱装置に供給し、酸化カルシウムと炭
素質物質（少なくとも一部は前記予還元で得られた残留
炭素質還元剤によって提供される。）の存在下に溶融す
ることから成る。

（作用） 本発明はまた加熱装置中の還元条件を厳密にコントロー
ルする点に特徴を有し、これは該加熱装置を閉鎖して炭
素質物質またはクロマイト鉱石の添加と釣り合いがとれ
るように空気の導入を抑制するかまたはコントロールし
ながら空気の導入を行うことによって達成される。

なおまた本発明はスラグが少なくとも７％の酸化カルシ
ウムを含有し、また式＝　（酸化カルシウム固体％＋酸
化マグネシウム固体％）／（シリカ固体％）で示される
スラグ塩基度比が少なくとも１．２であることを特徴と
する。

本発明の最も重要な特徴は還元精錬を目的として作動せ
しめられるわけでもないのに還元条件が加熱装置内で形
成されなければならないことであり、コントロールはス
ラグの還元／酸化電位を超えて行わなければならないこ
とである。

本発明の使用により、フェロクロムのケイ素含量はスラ
グの還元／酸化電位における変化を行うために空気のコ
ントロールされた導入のため閉鎖加熱装置中で設けられ
るよう調節されてよい。

本発明の好ましい実施態様によれば、加熱装置に供給さ
れるフェロクロムは固体炭素質還元剤を使用するクロマ
イト鉱石に対する固体状態または半溶融状態還元法の生
産物であり、鉱石中のクロムの少なくとも８０％、好ま
しくは９０％が金属化されたものである。

（実施例） 以下に実施例を挙げ、本発明にかかるフェロクロムの改
良された脱硫および該合金のケイ素含量の管理について
、より詳しく説明する。

前記クルツブ特許のロータリーキルン法で製造されたロ
ータリーキルン生産物を、種々の閉鎖電気サブマージド
アーク炉中で溶融させた。該キルン生産物は、非金属性
スラグ形成性フラクション中に線分散している金属性フ
ェロクロムフラクションと残留チャコール（乾留石炭）
（固体公約５％）の塊状混合物であって、これは前記キ
ルン中の化学的還元とエネルギー供給反応から生ずる過
剰の炭素質物質である。

クルツブ特許法においては、残留チャクールはキルン排
出物を冷却後それから分離され、キルンに再導入される
。

本発明によれば、好ましくは過剰のチャコールは溶融器
へ供給されるキルン生産物中に保持される。何故なら、
それは溶融器内において７エロクロムの効果的な脱硫を
行うに必要な還元条件を作り出すのに重要な機能を演じ
ているからである。

これは、第１表に示された６０ｋｖＡ〜２ＭＶＡの電力
でサブマージドアーク炉中で行われた試験結果から明ら
かである。記号Ａはキルン生産物を炉に供給する前にチ
ャコール残渣が除去された試験例であり、記号Ｂおよび
Ｃはチャコール残渣の全部または一部がキルン生産物中
に残された試験例である。

第１表（ロータリーキルン生産物の溶融による脱硫結果
） 第１表から、フェロクロムの脱硫はスラグ中のＣａＯ含
量の増大と共に改善されること（当業者によって良く知
られている事実である。）、そしてスラグのＣａＯ含量
がどの場合でも、キルン生産物中のチャコールによる還
元条件がスラグ中で形成されるとき、最も効果的に脱硫
が行゛われることか明らかである。

キルン生産物中に保持されたチャコールがない場合、溶
融器内雰囲気、すなわちスラグ中においては、比較的に
酸化条件が優位となる。このような条件下においては、
フェロクロムはスラグ中のＣａＯ含量７〜８％によりそ
の元の硫黄含量のほぼ半分まで脱硫されるのみであった
（試験例ＩＡ）。

キルン生産物中にチャコールか半分量（２，５％）保持
されている場合（試験例ＩＢ）、溶融器内の条件はより
還元的となり、多少とも良好な脱硫が達成された。チャ
コールの全量（５％）がキルン生産物中に保持された場
合（試験例ＩＣ）、炉内の条件はさらに還元的となり、
フェロクロムの硫黄含量は元の含量のほぼ１／ｌＯ１す
なわち０゜０２６％となった。同様の結果は、スラグ中
のＣａＯ含量か大となることによって達成された（試験
例２Ａと２Ｂならびに３Ａと３Ｂ）。

上記の結果からキルン生産物中における固体チャコール
の保持は溶融器中、すなわちスラグ中に、フェロクロム
の最も効果的な脱硫のだめの還元条件を作り出すもので
あることが理解されよう。

適切な冶金学的反応は以下のとおりである：Ｆｅ５（金
属）＋Ｃａ０（スラグ）十Ｃ→Ｃａ５（スラグ）＋Ｆｅ
（金属）＋Ｃｏ（ガス）Ｃｒ２　Ｓ　３（金属）＋３Ｃ
ａｂ（スラグ）＋３Ｃ−＋３ＣａＳ（スラグ）＋２Ｃｒ
（金属）＋３ＣＯ（ガス）ロータリーキルン法から供給
されたチャコール残渣が溶融器内で必要な還元条件を作
り出すのに不充分な場合には、追加の炭素質物質を別途
供給してもよい。

また、キルン法からの炭素質物質が過剰であり、溶融器
内に蓄積する傾向がある場合には、該溶融器内に空気を
コントロールしながら導入するか、または過剰の炭素が
反応し、−酸化炭素ガスとして溶融器から除去されるよ
うに少量のクロマイト鉱石を導入することによってこれ
を修正すればよい。

本発明方法はまたフェロクロム中のケイ素含量をコント
ロールする手段を提供するために使用されてもよい。

第２表に示されるように、溶融器に供給されたロータリ
ーキルン生産物中にチャコール残渣の全てまたは一部を
保持することは、該溶融器から採取されるフェロクロム
のケイ素含量を増加せしめることになる。

第２表（ロータリーキルン生産物溶融後のフェロクロム
のケイ素含量） 第２表から明らかなように、スラグ中のＣａＯ含量が同
しである場合、溶融器中のチャコールの量の増加、従っ
て還元条件の増大はフェロクロム中のケイ素含量の増大
をもたらすものである。

また、スラグ中のシリカが金属ケイ素に還元される傾向
は、スラグ中のＣａＯ含量または塩基度が増大する程低
下する。

従って、高度に予還元されたクロマイト鉱石束産物の溶
融の間、スラグ還元／酸化電位およびスラグ塩基度は、
溶融器から得られるフェロクロムについて望ましい組成
を達成するための全体的管理計画の一部として調整が行
われてもよい。この全体的管理計画をいかに行うかにつ
いてその具体例を以下に示す。

１、フェロクロムが０．０３％以下の硫黄含量であり、
ケイ素含量２．５％以上が望まれる場合には、ＣａＯ含
量７〜８％のスラグがキルン生産物中のチャコール残渣
のような適当な炭素質物質を溶融器に加えることによっ
て生ずる高度な還元条件下で使用されるべきである。

２、フェロクロムが０．０３％以下の硫黄含量であり、
ケイ素含量２．５％以下が望まれる場合には、スラグの
還元電位およびスラグ中のシリカの活性または相対濃度
を低下させることにより、シリカのケイ素への還元を減
少させることが出来る。還元電位の低下は、炭素質物質
の添加量を少なくするか、空気を炉中にコントロールし
ながら導入するか、またはクロマイト鉱石の添加によっ
て達成することか出来る。同時に、低下した還元電位を
補償し、従って低下した脱硫能力を補うため、適当なフ
ラツクスを添加してスラグのＣａＯ含量を増大せしめる
。スラグのＣａＯ含量の増大は、またンリカの活性また
は相対的濃度を減少せシメ、従ってフェロクロム中のケ
イ素への還元速度を低下せしめることになる。

３、フェロクロム中の硫黄含量がより高度、たとえば０
．０３〜０．０５％であってもよいが、ケイ素含量は低
くなければならない（たとえば２％以下）場合には、ス
ラグはより低度の還元条件下であってよいが（たとえば
例２）、しかしスラグのＣａＯ含量の増大、従ってフラ
ックスの必要性は大であることを要しない。

（発明の効果） 上記したように、本発明は炭素質還元剤で高度に予還元
されたクロマイト鉱石から生産されたフェロクロムの脱
硫方法を提供するものであり、またフェロクロムのケイ
素含量をある程度コントロールする方法を提供するもの
である。本発明の方法が適用されるフェロクロムは特に
ロータリーキルンまたはロータリー炉床炉中で炭素質還
元法によって生産されたものであってよいが、これに限
定されるものではない。

特許出願人　ミドルバーブ・スチール・アンド・アロイ
ズ（プラブライアトリー） リミテッド 代　理　人　弁理士　青　山　葆　はか１名１６一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クロマイト鉱石の炭素質還元剤による予還元で製造
   されたフェロクロムを脱硫するに当たり、予還元された
   クロマイト鉱石を該予還元で生じたスラグ形成性成分お
   よび残留炭素質還元剤と共に加熱装置に仕込み、その内
   容物を酸化カルシウムおよび炭素質物質（少なくとも一
   部が前記予還元からの残留炭素質還元剤によって提供さ
   れる）の存在下に溶融することを特徴とするフェロクロ
   ムの脱硫方法。 ２、加熱装置内の還元条件がスラグの還元／酸化電位の
   コントロールによって厳密に管理される特許請求の範囲
   第１項記載の脱硫方法。 ３、スラグの還元／酸化電位のコントロールが加熱装置
   を閉鎖することによって炭素質物質またはクロマイト鉱
   石の添加と釣り合いがとれるように空気の導入を排除す
   るかまたはコントロールしながら空気の導入を行うこと
   によって達成される特許請求の範囲第２項記載の脱硫方
   法。 ４、加熱装置内のスラグが酸化カルシウムを固体含量少
   なくとも７％で含有する特許請求の範囲第１項記載の脱
   硫方法。 ５、式：（酸化カルシウム固体％＋酸化マグネシウム固
   体％）／（シリカ固体％）で示されるスラグの塩基度比
   が少なくとも１．２である特許請求の範囲第１項記載の
   脱硫方法。 ６、フェロクロムのケイ素含量が密閉加熱装置に対する
   空気の導入をコントロールすることによりスラグの還元
   ／酸化電位の値を増加させたりまたは減少させたりして
   行う特許請求の範囲第１項記載の脱硫方法。 ７、フェロクロムのケイ素含量がスラグ中のシリカの活
   性または相対濃度をコントロールすることによって調節
   される特許請求の範囲第１項記載の脱硫方法。 ８、スラグ中のシリカの活性または相対濃度のコントロ
   ールがスラグ中の酸化カルシウム含量の増減によって行
   われる特許請求の範囲第７項記載の脱硫方法。 ９、加熱装置に供給された生産物中の金属化クロム含量
   が予還元で使用されたクロマイト鉱石中に元来存在した
   クロムの少なくとも８０％である特許請求の範囲第１項
   記載の脱硫方法。