JPH03153839A - チタン含有率の低いフエロシリコンの製造法 - 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】 本発明は、極めて純粋なフェロシリコン（ｆｅｒｒ。

５ｉｌｉｃｏｎ）、更に詳しくはチタン含有率が極めて
低く且つ他の微量元素の含有率が低いフェロシリコンの
製造法に関する。

チタン含有率の低いフェロシリコンは、主にトランスフ
ォーマ−鋼（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　５ｔｅｅｌ）す
なわちトランスフォーマ−の材料としての鋼を製造する
のに使用される。方向性ケイ素鋼板を製造する工程中に
、ケイ素含有量はフェロシリコンを添加することによっ
て調整される。電力損失量が少ない、方向性ケイ素鋼板
を製造するためには、該鋼板のチタン含有量をできるだ
け低く保つことが大切である。トランスフォーマ−鋼中
のチタンの主な供給源は、ケイ素含有量を調整するため
に前記鋼に加えられるフェロシリコン中に含有されるチ
タンである。電気溶融炉中で炭熱（ｃａｒｂｏｔｈｅｒ
ｍａｌ）還元によって製造されたフェロシリコンは、通
常は０．０５〜０．２５重量％の範囲内のチタン含有率
を有する。フェロシリコン中のチタンはこれを除去する
ことが困難であるが、チタンは極めて低い濃度までは溶
融フェロシリコンを精錬することによって除去し得る。

従って、チタン含有率の低いフェロシリコンの製造に関
しては、チタン含有率の低い原料を選択することが必要
である。原料を注意深く選択することによって、現在の
ところ最低１１００ｐｐまで下げたチタン含有率を有す
るフェロシリコンを製造できる。現在、低チタンフェロ
シリコンの標準的な規格は、６６％ＦｅＳ　ｉにおいて
はチタン含量０．０２重量％であり、７５％ＦｅＳｉに
おいてはチタン含量０．０３重量％である。しかしなが
ら、チタン含量の低い原料の価格は、常に上昇傾向にあ
り、それゆえにチタン含有量の低いフェロシリコンを製
造する費用は、今後は急速に上昇が予期される。

本発明の目的は、５　ｐｐｍまでに下げたチタン含有量
を有し且つ他の微量元素の含有量の低いフェロシリコン
の製造法を提供することにある。

従って、本発明はチタン含有率が低く且つ他の微量元素
の含有率が低いフェロシリコンの製造法に関し、該製造
法においては、 ５０重量％よりも高いケイ素含有率と１〜１０重量％の
カルシウム含有率とを有するフェロシリコンの溶融物（
メルト）を製造し、その後に該溶融物を固化し、破砕し
、次いで、破砕したフェロシリコンをＦｅＣｌ３及び／
又は（ＦｅＣｌ　ｓ　＋　ＨＣ（！　）の水溶液中で浸
出し、それによって該フェロシリコン中のＣａＳｉ、相
を溶解し且つ該（ａＳ　ｉ　２相中に含有されるチタン
含有相を遊離させ、その後、遊離させたチタン含有相は
前記フェロシリコンから洗滌することによって除去され
る。得られたフェロシリコンは、所望に応じて、Ｆｅ含
有量をあらかじめ設定した値に調整するために鉄と合金
化される。

５０重量％よりも高いケイ素含有率を有する溶融フェロ
シリコンを固化させる間に、次の相、すなわち元素状ケ
イ素、　ＦｅＳｉ２．　Ｔｉ（Ｚｒ）ＦｅＳｉ、、　Ｃ
ａ５ｉｚ及びＣｕ（Ａｊ？　）ＣａＳｉ２の各相が形成
される。これら相のうち、元素状ケイ素とＦｅ５ｉｚは
、ＦｅＣＬ’ｓの水溶液又は（ＦｅＣｌ　ｓ　＋　ＨＣ
ｌ　）の水溶液に溶解しないが、ＣａＳ　ｉ　２とＣｕ
（ＡＩ）ＣａＳｉ、の各相は容易に溶解する。

カルシウム含有フェロシリコンを固化させる間に、前記
のＣａ５ｉｚ相はフェロシリコンの粒界（ｇｒａｉｎ　
ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ）上に沈澱し、ＦｅＣｌ３水溶液
及び（ＦｅＣ１，＋）ＩＣ１）水溶液で浸出する間に、
上記ＣａＳｉ２相は溶解溶出して、粒界に沿ってフェロ
シリコンの砕解（ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔ　１ｏｎ）を
起す。

前記のＴｉ（Ｚｒ）ＦｅＳｉ２相は、前記のＦｅＣｊ？
３水溶液や（Ｆｅｉ　、　＋ＨＣｊ７　）水溶液に溶解
しないが、フェロシリコンをカルシウムと合金化する場
合には、前記のチタン含有相がＣａＳ　ｉ　２相内に沈
澱することが今回意外にも知見された。上記のＣａＳｉ
２相はＦｅＣ１５水溶液や（ＦｅＣｊ’　ｓ　＋　ＨＣ
ｌ）水溶液に容易に溶解し、粒界に沿ってフェロシリコ
ンの砕解を生起するので、カルシウム含有フェロシリコ
ンをＦｅＣ１５又は（ＦｅＣ１，＋ＨＣｆ　）で浸出（
ｌｅａｃｈｉｎｇ）する間に、前記チタン含有相は微粉
（ｆｉｎｅｓ）として遊離される。

浸出が完了すると、前記微粉は、水洗することによって
、浸出処理を受けたフェロシリコンから除かれる。上記
微粉は、ＣａＳ　ｉ　２相はチタン含有量の多い相を含
有し、該チタン含有量の多い相はＣａＳ　ｉ　２相を溶
解する間に遊離される。

５０重量％よりも高いケイ素含有量を有するフェロシリ
コンにおいては、大部分のチタンは前記のＴｉ（Ｚｒ）
　ＦｅＳｉ、相中に存在することが知見された。

上記の理由によって、本発明の方法によりフエロシリコ
ンから大部分のチタンを除去できることになる。

前記のように、ＦｅＳｉ、相そのものはＦｅＣ１ｚ／Ｈ
Ｃ１溶液に溶解しない。従って、Ｔｉ（Ｚｒ）　Ｆｅ５
ｉｚ相中に存在する鉄のみが、浸出する間に、フェロシ
リコンから除去される。従って、フェロシリコン中の鉄
含有量は、前記の方法では実質的に影響されない。

本発明の別の実施態様によれば、チタン含有量は、フェ
ロシリコンをＨＦ水溶液で処理する第２の浸出工程で更
に低減される。この第２の浸出工程の間に、フェロシリ
コン中のＦｅＳｉ、相が溶解し、且つ該ＦｅＳｉ２相の
粒界上に存在し得る別のチタン含有量の多い相が遊離さ
れる。水洗後には、極めて低いチタン含有量を有し且つ
他の微量元素を極めて低い含有量で有するケイ素金属が
得られる。その後、上記ケイ素金属は、鉄含有量をあら
かじめ設定した水準に調整するために、チタン含有量の
低い鉄例えばトランスフォーマ−鋼と合金化される。上
記の別の実施態様は、ＦｅＳｉ、相が除去されるという
理由から、９０〜９８重量％のケイ素含有量を有するフ
ェロシリコンを使用する場合に特に好ましい。更に低い
ケイ素含有率を有するフェロシリコンを使用する場合に
は、多量の鉄が、ＨＦ溶液で浸出する間に除去されると
いう理由から、該方法は経済的に実行できない。しかし
ながら、本発明の第２の実施態様によっては、５　ｐｐ
ｍまで下げたチタン含有率を何する７５％フェロシリコ
ンを製造できる。ＨＦ浸出の間は、ＨＦを０．５〜５％
含有する水溶液を使用することが好ましい。

本発明の方法によれば、フェロシリコン中の多数の微量
元素の含有率が、実質的に低減され、そのうちでも上記
微量元素としてのＺｒ、　Ｎｉ、　Ｖ及びＭｎは、カル
シウム含有フェロシリコン中の前記のチタン含有相と銅
含有相に存在する。

寒廠貫ユ 第１表に示した組成を有する標準的な７５％ＦｅＳ　ｉ
を、５０ＫＷ誘導炉に入れたグラファイト製るつぼ中で
溶融した。上記フェロシリコンを溶融した後に、該溶融
物にＣａＯを加え、その後、該溶融物をグラファイト製
の成形型に注型した。得られたＣａ含有フェロシリコン
の化学組成を第１表に示す。その後、成型されたフェロ
シリコンを２〜３０ｏｕｎの粒子寸法に破砕し、ＦｅＣ
１、／ＨＣｊ７　（１０％水溶液）中で２０℃で２４時
間浸出し、その後ＦｅＣｊ’　ｓ　／　ＨＣＩ（１０％
水溶液）で９０℃で３時間浸出した。浸出したフェロシ
リコンを水洗した。このように得られた純化処理（ｃｌ
ｅａｎｅｄ）されたフェロシリコンの化学組成を第１表
に示す。

第１表　化学組成（重量％） 第１表に示したように、チタン含有率は、本発明の方法
によって、０．０８２重量％（８２０ｐｐｍ）から０、
０２０重量％（２００ｐｐｍ）に低減された。更に第１
表の結果は、フェロシリコンではＡＩ、Ｃａ及びＮｉの
大幅な低減が達成されたことを示す。３００〜４００ｐ
ｐｍという更に低いチタン含有率を有する原料フェロシ
リコンを使用することによって、１１００ｐｐよりも更
に低いチタン含有率を有するフェロシリコンを得ること
ができることが明らかである。

Ｘ置皿ｌ 第■表に示した化学組成を有する９２％のＣａ含有フェ
ロシリコンを、ＦｅＣ１ｓ　／　ＩＣ１溶液で１０５°
Ｃで６時間浸出した。それによって、第１表に示した化
学組成を有する純化処理（ｃｌｅａｎｅｄ）されたフェ
ロシリコンが得られた。上記の浸出したフェロシリコン
を、次の化学組成（重量％）：Ｆｅ　９６．６．　ｋｌ
　００００２５．　Ｃａ　Ｏ，００１６，Ｔｉ　Ｏ，０
０４５゜Ｓｉ　３．１８．　Ｐ　Ｏ，０７４ を有するトランスフォーマ−鋼と共に溶融した。

鉄含有率２０．４％を有するフェロシリコンを得るため
に、添加した鉄の量を調整した。製造した低チタン含有
量のフェロシリコンの化学組成を第１表に示す。

第 ■ 表 第■表に示したように、０．００５１重量％（５１ｐｐ
ｍ）の極めて低いチタン含有量を有するフェロシリコン
が得られた。

実施例３ 実施例２におけるＦｅＣ１５／ＨＣＩ浸出から得られた
フェロシリコンを、ＨＦを１．２％含有するＨＦ水溶液
中で別段の浸出工程に供した。それによって、０．１％
Ｆｅ、　０．００２％Ｔｉ、　　０．０８％Ａｌ。

０．０３％Ｃａ、　０．００１％Ｃｕ、　０．００２％
Ｎｉ、　０．００１％以下のＣｒ、　　０．００６％Ｐ
及び０．００１％以下のＭｎを含有する生成物が得られ
た。

上記の別段の浸出処理を受けた合金を、実施例２で使用
したトランスフォーマ−鋼と同じ化学組成を有するトラ
ンスフォーマ−鋼と合金化した。

鉄の量を最終的にフェロシリコンが鉄を２０．９％含有
するように調整した。製造した低チタン含有量のフェロ
シリコンの化学組成（重量％）は次の通りであった。

Ｆｅ　２０．９．　Ｔｉ　Ｏ，００２７，ＡＩ　　Ｏ，
０３，Ｃａ　Ｏ，００２゜Ｃｕ　Ｏ，００７，Ｍｎ　Ｏ
，００？、　Ｎｉ　Ｏ，００６，Ｃｒ　Ｏ，０１４及び
ＰＯ，０２４゜ 本実施例の方法では、それによって２７ｐｐｒｎのチタ
ン含有量と他の微量元素を低含有率で有するフェロシリ
コンが得られた。

上記実施例によれば、本発明の方法によって極めて低い
チタン含有率を有するフェロシリコンを製造できること
が示される。

純化されたフェロシリコンを合金化するために、より低
いチタン含有量を有する鉄供給源を使用することによっ
て、５　ｐｐｍまで下げたチタン含有率を有するフェロ
シリコンを製造できる。また、上記実施例はリン、クロ
ム、マグネシウム、ニッケル及び銅のような微量元素の
含有量が実質的に低減されることを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、５０重量％よりも高いケイ素含有率と１〜１０重量
   ％のカルシウム含有率とを有するフェロシリコン溶融物
   を製造し、該溶融物を固化し次いで破砕し、その後、得
   られた破砕したフェロシリコンを、該フェロシリコン中
   のＣａＳｉ＿２相を溶解するためにＦｅＣｌ＿３及び／
   又は（ＦｅＣｌ＿３＋ＨＣｌ）の水溶液で処理し、それ
   によって該ＣａＳｉ＿２相中に含有されるチタン含有相
   を遊離させ、遊離させたチタン含有相を前記フェロシリ
   コンから洗滌することによって除去し、その後、所望に
   応じて、鉄含有率をあらかじめ設定した水準に調整する
   ために、得られたフェロシリコンを鉄供給源と合金化す
   ることを特徴とする、チタン含有率が低く且つ他の微量
   元素の含有率が低いフェロシリコンの製造法。 ２、カルシウムを２〜５重量％含有するフェロシリコン
   溶融物を製造することを特徴とする請求項１記載の方法
   。 ３、純化したフェロシリコンを、該フェロシリコンから
   更にチタンを除去するためにＨＦ水溶液中で更に処理し
   、その後に、鉄含有率をあらかじめ設定した値に調整す
   るために、得られたフェロシリコンを鉄供給源と共に合
   金化することを特徴とする請求項１記載の方法。 ４、ケイ素を９０％よりも多く含有するフェロシリコン
   を使用することを特徴とする請求項３記載の方法。 ５、前記ＨＦ水溶液がＨＦを０．５〜５％含有するもの
   であることを特徴とする請求項３又は４記載の方法。