JPH03141112A - 装填原料ペレットの製造方法及びこれにより製造された装填原料ペレット - 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】 （技術分野） 本発明は石英砂、非焼結炭素担体、ことに石油コークス
及びピッチ含有結合剤を混合し、この出発材ｒト混合物
を固めて生ペレットとし、硬化加熱処理によりこの生ペ
レットから装填原料ペレットを形成する、電気低炉中に
おける珪素或は珪素配合物形成用つ装填原料ペレット製
造方法に関するものである。このような原料生ペレット
を製造する場合、一般的に粒度０．０５から０．２朋の
、厳密にはこの範囲における種々の粒度分布を有する石
英砂が使用される。フェロシリコン、すなわち珪素鉄を
製造する場合には、鉄粉或は酸化鉄粉末がこの原料相ペ
レットと共に添加される。しかしながら、鉄或は酸化鉄
は、好ましくは砕片の形態で或はペレット化して、電気
低炉装填物に添加され得る。一般的には原料ペレット及
び石英砂がこの装填物に相当する。本発明はさらに、本
発明方法により製造された装填原料ペレットをもその対
象とする。

（従来技術） 上述した目的の原料ペレットには、化学的及び物理的観
点から特別の要件がある。珪素を製造テる場合、化学的
観点から、原料ペレットが電気低炉内を移動中、その表
面には式 ％式％ により炭化珪素が形成され得る点に配慮しなければなら
ない（英国特許２０８４１２２号）。このために、各原
料ペレット中における炭素全景を、これに対応して調整
しなければならない（英国特許２１５０１２８号）。一
般的には、化学量論的量よりも過剰となるように調整す
る。また物理的観点から、電気低炉下方部分において、
式 ％式％ により溶融石英とさらに反応させるため、原料ペレット
が電気低炉内を移動中において、ことに還元の場合にＳ
ｉＯに分解しないように配慮しなければならない。こと
に炉の温度が高い場合、式％式％ により揮発性の一酸化珪素が形成され、これは収率及び
熱平衡を阻害する。

本発明の出発点をな丁公知方法（西独出願公開３７２４
５４１号）にお〜・ては、粘結炭を含有しない生ペレッ
トが使用され、結合剤による固化（ブリケット化）が行
なわれる。加熱処理は加熱された筒状回転キルン中で行
なわれ、その下方部分には石英砂が充填されて、石英砂
流動床中において加熱処理が行なわれる。これは有用な
方法であることが実証されており、ことにこれにより製
造された原料ペレットが電気低炉におけるその移動中に
必要とされるあらゆる要件を充足しており、上述した化
学的反応が極めて確実に行なわれる。しかしながら、こ
の公知方法により製造された原料ペレットは使用前の貯
蔵性について改善されることが必要である。貯蔵により
その機械的強度が時の経過と共に低下する。これは、こ
とに戸外貯蔵の場合に、原料生ペレツト中の空気が拡散
し、また水分が侵入して、内部結合剤の結合力が阻害さ
れることに基因する。これは同じ目的の原料相ペレット
であっても、加熱固化法（西独特許出願公開３００９８
０８号）で製造されたものには該当しない。

しかしながら、この加熱固化法は高コストを必要とする
。

そこで本発明の目的）ま、原料ペレットが電気低炉内に
おける移動中に物理的及び化学的観点からのあらゆる必
要要件を充足するのみならず、さらに秀れた長期保存性
を有し、ことに戸外の輸送、保管に際してもその強度が
低下しない原料ペレットをもたらし得る、ことに電気低
炉における珪素もｌ、　＜は珪素配合物形成用の装填原
料ペレットの製造方法を提供することである。

（発明の要約） しかるにこの目的シま、ピッチ含有結合剤としてピッチ
及び粘結炭から成る、１００から２００’Ｃの温度を有
する混合結合剤を使用し、同じ温度範囲にある混合温度
において石英砂及び非焼結炭素担体を上記混合結合剤と
混合し、この混合温度から出発して生ペレットを形成し
、この生ペレットを最終温度４５０’Ｃ以上の加熱処理
に附することを特徴とする方法により達成され得ること
が本発明者らにより見出された。本発明方法において、
生ペレットから材料ペレットを製造するための固化（フ
リケラト化）は結合剤により行なわれる。生ペレツト中
に大量の石英砂が含有されているにもかかわらず、それ
自体公知の結合剤固化法を使用し得る。−船釣に１から
２　ｔ　／　ｃａの固化圧力、圧縮圧力で処理されろ。

（発明の構成） 一ヒ述した混合結合剤を使用し、上述した要件を保持す
ることにより、本発明方法により製造された原料ペレッ
トは、長期保存に関してもあらゆる要件を充足する。ピ
ッチ／粘結炭配合物として形成された混合結合前で処理
される場合には特に秀れた効果がもたらされる。ここで
ピッチ／粘結炭配合物（Ｌｅｇｉｅｒｕｎｇ　）と称す
るのは、ピッチと粘結炭が融合状態をなし、両組成分が
あたから合金（Ｌｅｇｉｅｒｕｎｇ　）におけるように
相合体して新もしいＱｉ−の結合剤を形成していること
を意味する。

この状態は十分に微粉化した石炭で処理することにより
容易にもたらされ得る。本発明方法により製造された生
ペレットにおいて、ピッチ／粘結炭配合物は空気の放散
、湿分の侵入により影響されることがない。

本発明方法において、石英砂、非焼結炭素担体及び混合
結合剤を混合する際にそれぞれが同じ温度を有するとさ
、ことに約１６０℃の温度で処理されるとぎ、特に良好
な結果がもたらされる。

冒頭において言及した公知方法（西独特許出願公開３７
２４５４１号）においては、硬化加熱処理は筒状回転キ
ルンで行なわねばならないが、本発明方法にお（・ては
、加熱処理は他の態様で、例えば鎖床火格子ストーカ−
を使用し、単層或は多層に生ペレットを移動火格子上に
載置し、炉乃至加熱室内を通過させることにより行なう
こともでさる。

ただし筒状回転キルンな使用するのが好ましい。

なお、生ペレットの比重量が、混合割合及び圧縮の調整
により、石英砂のかさ密度より大となるように、ト記生
ペレットが形成され、加熱処理のためこの生ペレットが
加熱された筒状回転キルンに給送され、このキルンには
あらかじめ石英砂が適￥１量装填されており、生ペレッ
トの加熱処理が石英砂流動床中で行なわれるようにする
とぎは、極めて良好な加熱処理が行なわれ、高い最終強
度がもたらされる。石英砂は約５００から５３０℃の温
度を、少くともキルン出口附近において有することが好
ましい。この場合、石英砂容積がまばらに配分された生
ペレットの間隙容積より大となるように石英砂がキルン
に装填されていることがことに好ましい。

また、生ペレットを形成する出発材料混合物に対して、
少くとも７Ｍ量％の、コールタールもしくは重油由来の
ピッチ、ことに電極ピッチの形態におけるピッチと、少
くとも１２重量％の微粒子状粘結炭とから形成される混
合結合剤で処理するのがＷ　利である。このピッチの債
を７から１２Ｎ量％、微粒子状粘結炭の量を１２から１
４重量％とするのがことに好ましい。さらに２０から１
ＯＮ量％の石英砂、混合結合剤及び残余量の石油コーク
スから成る出発材料混合物を使用するのが有利である。

石英砂の粒度は０．０５から０．２ｍｔｎ　　石油コー
クスの粒度は２Ｉ＋ｌ？１１以下、６０％は０．５ｍｓ
以下とするのが好ましい。

本発明により製造された原料ペレットは、その長期保存
性及び電気低炉における良好な挙動を示す。本発明の範
囲内にだいて、出発材料混合物は、鉱物質粉末を含有す
ることができる。これにより原料ペレットの活性化が行
なわれ、１５００°Ｃ以上の温度に対する耐性を有する
に至る。本発明方法により製造された原料ペレットは、
銑鉄製造のため溶銑炉にも珪素及び炭素担体として装填
され得る。

以下の実施例において本発明をさらに具体的に説明する
。実施例において添附図面を参照するが、これは縦座標
に原料ペレットの圧縮強さ、横座標に時間が示される。

（１）電気低炉における珪素或は珪素配合物形成用の原
料ペレットを製造するために、第１実施例として、粒度
０．０８から０．２５１＋１ｍｌの石英砂３８重量％、
粒度２關の石油コークス５０重量％及び電極ピッチ１２
重量％を１６０℃において緊密に混和した。この場合の
電極ピッチの軟化点は９０’Ｃであった。混合処理終了
後、得られた出発材料混合物の温度は１４５°Ｃを示し
た。これを１０５℃に冷却してから、１．５ｔ／ｃａの
フレス圧力で、ブリケット圧搾装置により粒径約２ｃｍ
　　はぼ球状の生ペレットを調製した。

この生ペレットを筒状回転キルンに装填して硬化加熱処
理に附した。このようにして得られた原料ペレットは、
添附図面の曲線ａに見られるように、戸外貯蔵後におい
ても圧縮強さについて良好な長期保存性を示した。これ
は曲線（ａ）の下降前における圧縮弾さ範囲について、
物理的及び化学的観点からの電気低炉中にあらゆる要件
ケ充足した。

（２）第２実施例として、第１実施例における重油？Ｊ
の電極ピッチと、８０％が０．１からｏ、２ｍｍｆ）範
囲にある粒度の粘結炭１．８重量部とを約】６０°Ｃの
温度で溶融させてピッチ／粘結炭配合物とした。第１実
施例で使用された電極ピッチの代りにこのピッチ／粘結
炭配合物の１８％を使用するほかは、同一条件下におい
て、実施例１における処理を反覆して原料ペレットを製
造した。このペレットは戸外貯蔵後において、圧縮強さ
について、添附図面の曲線（ｂ）で示される長期保存性
を示した。

（３）第３実施例として、第２実施列におけると同様に
して生ペレットを調製した。ただし硬化加熱処理はキル
ンではなく鎖未火格子ス）　−カーを使用し、同じ処理
時間及び温度で硬化させた。この装填原料ペレットは、
曲線（ｃ）で表わされる圧縮強さを示した。

これら曲線（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の対比により、本
発明方法による圧縮強さ、乃至これに関する長期保存性
の改善が認められる。

【図面の簡単な説明】

添附図面は時間（貯蔵期間）（横座標）に対ｒる装填材
料ペレットの圧縮強さ（縦座標）を示すグラフである。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）石英砂、非焼結炭素担体、ことに石油コークス及
   びピッチ含有結合剤を混合し、この出発材料混合物を固
   めて生ペレットとし、硬化加熱処理によりこの生ペレッ
   トから装填原料ペレットを形成する、電気低炉中におけ
   る珪素或は珪素配合物形成用の装填原料ペレット製造方
   法であつて、上記ピッチ含有結合剤としてピッチ及び粘
   結炭から成る、１００から２００℃の温度を有する混合
   結合剤を使用し、同じ温度範囲にある混合温度において
   石英砂及び非焼結炭素担体を上記混合結合剤と混合し、
   この混合温度から出発して生ペレットを形成し、この生
   ペレットを最終温度４５０℃以上の加熱処理に附するこ
   とを特徴とする方法。
2. （２）請求項（１）による製造方法であつて、ピッチ／
   粘結炭配合物として形成されている混合結合剤により処
   理されることを特徴とする方法。
3. （３）請求項（１）或は（２）による製造方法であつて
   、石英砂、非焼結炭素担体及び混合結合剤が、混合に際
   して同じ温度を有することを特徴とする方法。
4. （４）請求項（１）から（３）のいずれかによる製造方
   法であつて、約１６０℃の温度で処理されることを特徴
   とする方法。
5. （５）請求項（１）から（４）のいずれかによる製造方
   法であつて、生ペレットが筒状回転キルン中において硬
   化加熱処理に附されることを特徴とする方法。
6. （６）請求項（５）による製造方法であつて、生ペレッ
   トの比重量が、混合割合及び圧縮の調整により石英砂の
   かさ密度より大となるように、上記生ペレットが形成さ
   れ、加熱処理のためこの生ペレットが加熱された筒状回
   転キルンに給送され、このキルンにはあらかじめ石英砂
   が適当量装填されており、従つて上記生ペレットの加熱
   処理が石英砂流動床中で行なわれることを特徴とする方
   法。
7. （７）請求項（６）による製造方法であつて、石英砂容
   積がまばらに配分された生ペレットの間隙容積より大と
   なるように石英砂が筒状回転キルンに装填されることを
   特徴とする方法。
8. （８）請求項（１）から（７）のいずれかによる製造方
   法であつて、生ペレットを形成する出発材料混合物に対
   して、少くとも７重量％の、コールタールもしくは重油
   から得られるピッチ、ことに電極ピッチの形態における
   ピッチと、少くとも１２重量％の微粒子状粘結炭とから
   形成される混合結合剤で処理されることを特徴とする方
   法。
9. （９）請求項（８）による製造方法であつて、２０から
   ４０重量％の石英砂、混合結合剤及び残余量の石油コー
   クス、場合によりさらに活性剤を含有する出発材料混合
   物で処理されることを特徴とする方法。
10. （１０）請求項（９）による製造方法であつて、粒径０
    ．０５から０．２ｍｍの石英砂及び粒径２ｍｍ以下、少
    くとも６０％が０．５ｍｍ以下の石油コークスで処理さ
    れることを特徴とする方法。
11. （１１）請求項（１）から（１０）のいずれかの方法に
    より製造された装填原料ペレット。