JPH05125425A - Ni含有合金の溶製方法 - Google Patents

Ni含有合金の溶製方法

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JPH05125425A
JPH05125425A JP12280591A JP12280591A JPH05125425A JP H05125425 A JPH05125425 A JP H05125425A JP 12280591 A JP12280591 A JP 12280591A JP 12280591 A JP12280591 A JP 12280591A JP H05125425 A JPH05125425 A JP H05125425A
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JP
Japan
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ore
hydrochloric acid
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water
leaching
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JP12280591A
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English (en)
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Retsu Nagabayashi
烈 長林
Takashi Yamauchi
隆 山内
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済的なNi合金溶製法の提供。 【構成】 Ni鉱石を、粉砕、塩酸浸出、濾過、浸出液
の乾燥、焙焼、水浸出、濾過、水浸出残渣の焙焼の各工
程により処理して得られたNi原料を用いるNi含有合
金の溶製方法において150℃以上、250℃未満の温
度で浸出液の乾燥、焙焼して得られたNi鉱石処理物を
Ni原料として使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステンレス鋼や、Niを
大量に含有する合金を溶製する方法に関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】一般にオーステナイト系ステ
ンレス鋼のような多量のNiを含有する合金を溶製する
には、あらかじめ高炭素フェロニッケルやNi含有スク
ラップ等のNi源を電気炉等の溶解炉で溶融し、その溶
融粗合金を上吹きまたは底吹き転炉、あるいはAOD炉
に装入し、酸素ガスなどを吹き込んで脱炭等の精錬を行
っている。オーステナイト系ステンレス鋼のように多量
にNiを含む合金ではその製鋼コストのうちNi源の占
める割合はきわめて大きく、従って安価なNi源の使用
が強く望まれている。
【0003】従来、Ni含有合金のNi源は主として高
炭素フェロニッケル、Ni含有スクラップが使われ、組
成調整用に低炭素フェロニッケル、純ニッケル、ニッケ
ルオキサイドシンター等が使われている。しかし、いず
れのNi源も極めて高価であり、製造コストが高くなる
問題点がある。本出願人はすでにNi含有合金溶製方法
について特許出願した(特願昭64−191518)。
この方法では、Ni含有合金を溶製するに当たり、Ni
分として、Ni鉱石を、粉砕、塩酸浸出、濾過、乾燥、
焙焼、水浸出、濾過、焙焼の各工程により処理して得ら
れたNi原料を用いることを特徴とするNi含有合金の
溶製方法を示した。ここで、Ni原料の還元溶融方法と
して、溶融還元法あるいは溶融還元法とスクラップ溶解
法を組み合わせて用いる。
【0004】上記処理方法により得られたNi鉱石処理
物を、Ni含有合金溶製時のNi源として使用すること
により、従来のフェロニッケル、純ニッケル、ニッケル
オキサイドシンターなどのNi源を使用するよりも、低
コストでNi含有合金を製造できる。上記の方法におい
て、浸出液の乾燥、焙焼温度は250℃〜500℃であ
った。しかしこの温度範囲では、流動層のように平均滞
留時間が長く、固気接触が大きい場合には、焙焼反応が
進行しすぎて水浸出でのMgの除去率が悪くなり、得ら
れたNi鉱石処理物のNi品位が低くなる問題点があっ
た。
【0005】特願平1−330127は、ケイ酸苦土ニ
ッケル鉱石を塩酸で浸出処理してシリカを主成分とする
浸出残渣とNi、Fe、Mgを含む浸出液とに分離する
工程(浸出工程)、浸出液を乾燥し、Ni,Fe,Mg
の塩化物を主成分とする乾燥物を得、かつ未反応の塩酸
を回収する工程(乾燥工程)、乾燥物を、150℃以
上、250℃未満の温度で焙焼してNi,Feの全量と
Mgの一部を水不溶物とし、かつ塩酸ガスを回収する工
程(焙焼工程)、焙焼生成物を水洗してNi、Fe全量
とMgの一部からなる水不溶物とMgCl2水溶液とに
分離する工程(水洗工程)、よりなるケイ酸苦土ニッケ
ル鉱石の処理方法である。
【0006】また、特願平2−241693では、上記
工程のうち乾燥工程と焙焼工程を同時に行う方法で、1
50℃以上、250℃未満の温度で乾燥、焙焼する事に
より、Mgの水不溶物の割合を低くとどめ、高いNi品
位のNi鉱石処理物を得ることができる。本発明者らは
上記特許出願に記載された方法によって製造したNi鉱
石処理物をそのままか、あるいは焙焼して塩素を除いた
後、Ni含有合金溶製時のNi源として使用することに
より、従来のフェロニッケル、純ニッケル、ニッケルオ
キサイドシンターなどのNi源を使用するよりも、低コ
ストでNi含有合金を製造できる。また従来法によるN
i鉱石処理物よりも高品位のNi源であるため、溶解コ
ストの低減、発生スラグ量、使用フラックス量の低減が
図れることを見出した。
【0007】
【発明の構成】本発明Ni含有合金を溶製するに当た
り、Ni鉱石を、粉砕、塩酸浸出、濾過、浸出液の乾
燥、焙焼、水浸出、濾過、水浸出残渣の焙焼の各工程に
より処理して得られたNi原料を用いるNi含有合金の
溶製方法において150℃以上、250℃未満の温度で
浸出液の乾燥、焙焼して得られたNi鉱石処理物をNi
原料として用いる事を特徴とするNi含有合金の溶製方
法を提供する。
【0008】Ni鉱石処理物は主としてFe,Mg,N
iの酸化物あるいはこれら酸化物とNi、Mgのオキシ
塩化物で構成されているので、Ni鉱石処理物を溶湯中
に添加するとFeとNiはほぼ100%還元されて溶湯
中にはいる。一方、Mgの化合物は溶融し酸化物とな
り、スラグ層に入る。この際、酸化鉄、酸化ニッケルの
分解反応、MgOの溶解は吸熱反応であるので、Ni鉱
石処理物の投入によって溶湯の温度を制御できる。ま
た、Ni鉱石処理物に含まれるMgのオキシ塩化物ある
いは酸化物は溶解してMgOとなりスラグ中に入り、ス
ラグ中のMgO含有量が増えるため、耐火物の溶損を少
なくする効果がある。このように従来のNi含有合金を
溶製する際のNi源であるフェロニッケル、純ニッケ
ル、ニッケルオキサイドシンター等に変わってNi鉱石
処理物を用いることにより、製造コストを下げることが
できる利点の他に、脱炭を促進して精錬時間を短縮し、
出湯温度の調整も可能としかつスラグ組成調整も行うこ
とができる利点がある。
【0009】
【発明の具体的開示】
実施例1 Ni2.44%、Fe10.66%、MgO28.17
%、SiO240.45%の組成のケイ酸苦土ニッケル
鉱石を80メッシュ以下に粉砕し、この鉱石55kgを
60〜90℃の6規定塩酸220リットル中で2時間浸
出を行い、Ni、Fe、Mgを抽出した。この浸出液を
濾過してシリカを除去した。この塩酸浸出液をスプレー
ドライヤー内に噴霧して、熱風により乾燥し塩化物を得
た。この乾燥粉を210℃に保った流動層焙焼炉中に装
入し、焙焼を行った。このときの平均滞留時間は5〜1
0時間、レイノルズ数は1〜10であった。得られた焙
焼物を水浸出し水不溶物と塩化マグネシウムを含む水溶
物を得た。この条件でのNi回収率は100%であっ
た。
【0010】溶解炉でスクラップ及びフェロクロム、フ
ェロニッケルを前もって溶解した。この母溶湯の成分は
C2.0%、Si0.40%、Cr19.4%、Ni
7.1%である。この母溶湯を転炉に移し、酸素吹錬を
行ない、アルゴン攪拌しながら、脱炭精錬を行った。こ
の攪拌ガスとともに、上記Ni鉱石処理物を溶湯ltあ
たり0.155t吹き込んだ。このNi鉱石処理物粉末
の吹き込みにより、溶湯中のNi含有量は約1%増加し
て8%になった。また、鉄酸化物もほぼ全量が還元され
るため溶湯量は、母溶湯1tあたり0.079t増加し
た。脱炭速度は従来法(Ni鉱石処理物を添加せず他の
条件は同一とした場合)に比較して0.006%/mi
n程度速くなった。このときNi及びFeの酸化物の分
解吸熱反応あるいはMgOの溶解潜熱による冷却効果に
より、溶湯温度は40℃低下した。MgOは完全に溶解
してスラグ中に入った。上記実施例におけるNi鉱石処
理物の吹き込み量と溶湯中の増加分を対比すれば吹き込
んだNi鉱石処理物にNi及びFeはほとんど全量還元
して合金中に入ることが明かである。
【0011】実施例2 溶解炉で銑鉄を溶解し、目標18−8ステンレス鋼1t
について、この銑鉄0.590tSRCペレット0.5
91tおよび塊コークス、フラックス(石灰、ケイ砂)
を連続的に添加し、酸素吹精を行った。原料を装入し終
わったときのスラグ組成はMgO=22%、SiO2
30%、CaO=35%、Al23=15%であり、製
品のステンレス鋼素溶湯の組成は18%Cr−8%Ni
−5%Cであった。
【0012】実施例3 電気炉あるいは炭材を用いた脱電力炉でスクラップを溶
解した。目標ステンレス鋼1tにつき、得られた15.
9%Cr−7.4%Ni−5%Cの溶湯の0.946t
を種湯とし、これに実施例1と同様に製造したNi鉱石
処理物0.102t、SRCペレット0.0986tお
よび塊コークス、フラックス(石灰、ケイ砂)を連続的
に添加し、酸素吹精を行った。原材料を装入し終わった
ときのスラグ組成は、MgO=29%、SiO2=35
%、CaO=31%、Al23=5%であり、製品のス
テンレス鋼素溶湯の組成は18%Cr−8%Ni−5%
Cであった。
【0013】比較例1 実施例1と同じケイ酸苦土ニッケル鉱石を実施例1と同
様の浸出工程により塩酸浸出し、濾過して浸出液を得
た。この塩化物を実施例1と同様のスプレードライヤー
で乾燥し塩化物を得た。この塩化物を140℃に保った
流動層焙焼炉に装入し焙焼を行った。このときの平均滞
留時間、レイノルズ数は実施例1と同様である。得られ
た焙焼物を水浸出し、水不溶物と塩化マグネシウムを含
む水溶液を得た。この水不溶物を乾燥後、700〜80
0℃で焙焼した。このNi鉱石処理物のNi含有量は
9.96%、Fe含有量は51.21%、MgO含有量
は14.10%であった。しかし、Ni回収率は78.
8%であった。実施例1と同様の母溶銑を転炉に移し、
この中に上記Ni鉱石処理物粉末を溶湯1tあたり0.
150tを吹き込みながら、酸素吹錬を行い脱炭処理を
行った。このNi鉱石処理物粉末の吹き込みにより溶湯
中にNi含有量は約1%増加して8%になった。また鉄
酸化物もほぼ全量が還元されるため溶湯量は、母溶湯1
tあたり0.092t増加した。MgOは完全に溶解し
てスラグ中に入った。しかしNi鉱石処理物の投入によ
って45℃の温度低下が起った。
【0014】比較例2 実施例1と同じケイ酸苦土ニッケル鉱石を実施例1と同
様の浸出工程により塩酸浸出し、濾過して浸出液を得
た。この塩化物を実施例1と同様のスプレードライヤー
で乾燥し塩化物を得た。この塩化物を300℃に保った
流動層焙焼炉に装入し焙焼を行った。このときの平均滞
留時間、レイノルズ数は実施例1と同様である。得られ
た焙焼物を水浸出し、水不溶物とMgCl2を含む水溶
物を得た。この水不溶物を乾燥後、700〜800℃で
焙焼した。このNi鉱石処理物のNi含有量は8.95
%、Fe含有量は36.22%、MgO含有率は36.
84%であった。このときのNi回収率は100%であ
った。実施例1と同様の母溶湯を転炉に移し、この中に
Ni鉱石処理物粉末を溶湯1tあたり0.167tを吹
き込みながら、酸素吹錬を行い、脱炭処理を行った。こ
のNi鉱石処理物粉末の吹き込みにより溶湯中のNi含
有量は約1%増加して8%になった。また鉄酸化物もほ
ぼ全量が還元されるため溶湯量は、母溶湯tあたり0.
075t増加した。MgOは完全に溶解してスラグ中に
入った。しかしNi鉱石処理物の投入により、顕著に温
度低下が起った。
【0015】実施例1と比較例1、2の結果から、比較
例1では実施例1に比べて、Ni鉱石処理物のNi品位
は2.02%高いが、Ni回収率は21.2%低い。ま
た、比較例2では実施例1に比べ使用Ni鉱石処理物の
Ni品位が、0.87%低く、MgO含有量は8.44
%高い結果となり、溶融還元した際のスラグ中MgO量
が母溶融鋼tあたり0.018t多い結果となった。
【発明の効果】本発明は従来法に比較し、エネルギー効
率よくNi含有合金を製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22B 23/00 C22C 33/04 M

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ni含有合金を溶製するに当たり、Ni
    鉱石を、粉砕、塩酸浸出、濾過、浸出液の乾燥、焙焼、
    水浸出、濾過、水浸出残渣の焙焼の各工程により処理し
    て得られたNi原料を用いるNi含有合金の溶製方法に
    おいて150℃以上、250℃未満の温度で浸出液の乾
    燥、焙焼して得られたNi鉱石処理物をNi原料として
    用いる事を特徴とするNi含有合金の溶製方法。
  2. 【請求項2】 Ni原料の還元方法として、溶融還元法
    を用いることを特徴とする、請求項1に記載のNi含有
    合金の溶製方法。
  3. 【請求項3】 Ni原料の還元溶融方法としての溶融還
    元法とスクラップ溶解法を組み合わせて用いることを特
    徴とする、請求項1に記載のNi含有合金の溶製方法。
JP12280591A 1991-04-26 1991-04-26 Ni含有合金の溶製方法 Withdrawn JPH05125425A (ja)

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Cited By (4)

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