JPH0615703B2 - 溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法 - Google Patents
溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法Info
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- JPH0615703B2 JPH0615703B2 JP14799487A JP14799487A JPH0615703B2 JP H0615703 B2 JPH0615703 B2 JP H0615703B2 JP 14799487 A JP14799487 A JP 14799487A JP 14799487 A JP14799487 A JP 14799487A JP H0615703 B2 JPH0615703 B2 JP H0615703B2
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- C21—METALLURGY OF IRON
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- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶融還元法による鉄合金の製造方法に関し、特
にＳｉＯ2 を多量に含むＮｉ鉱石を使用して、Ｎｉ含有
鉄合金を製造する方法に関する。
にＳｉＯ2 を多量に含むＮｉ鉱石を使用して、Ｎｉ含有
鉄合金を製造する方法に関する。
粉粒状鉱石を塊状化せずに直接使用すると共に、電力を
用いずに粉粒状鉱石から合金鉄を製造する方法として、
特開昭５９−４１４４８が提案されている。
用いずに粉粒状鉱石から合金鉄を製造する方法として、
特開昭５９−４１４４８が提案されている。
上記提案においては、例えば第１、第２および第３表に
示した各種ニッケル鉱石、クロム鉱石および鉄鉱石を、
上下２段の羽口を有し、炉体内部に炭素系固体還元剤
（以下炭材という）の充填層が形成されている竪型炉を
用いて、上段および下段の羽口より高温空気を吹込み、
上段羽口から前記鉱石とフラックスとを吹き込み、下段
羽口からは炭材燃焼用高温空気を吹き込んで各種組成の
Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系のＮｉ含有鉄合金を製
造している。
示した各種ニッケル鉱石、クロム鉱石および鉄鉱石を、
上下２段の羽口を有し、炉体内部に炭素系固体還元剤
（以下炭材という）の充填層が形成されている竪型炉を
用いて、上段および下段の羽口より高温空気を吹込み、
上段羽口から前記鉱石とフラックスとを吹き込み、下段
羽口からは炭材燃焼用高温空気を吹き込んで各種組成の
Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系のＮｉ含有鉄合金を製
造している。
吹き込まれた各種鉱石とフラックスの溶融は、上段羽口
前の送風により形成されるレースウエイ空間にて行わ
れ、この溶融物が下段羽口まで滴下する間に下段羽口前
での炭材の燃焼熱により還元され、その結果炉床に溶融
合金鉄とスラグが滞留する。
前の送風により形成されるレースウエイ空間にて行わ
れ、この溶融物が下段羽口まで滴下する間に下段羽口前
での炭材の燃焼熱により還元され、その結果炉床に溶融
合金鉄とスラグが滞留する。
なお、上段羽口に吹き込まれた各種鉱石とフラックス
は、上段羽口前の送風によって形成されるレースウエイ
空間で溶融されるため、レースウエイ空間容積は、吹き
込まれる各種鉱石およびフラックスの容積に対し、適切
な容積になるように吹込条件を決定することが重要であ
る。
は、上段羽口前の送風によって形成されるレースウエイ
空間で溶融されるため、レースウエイ空間容積は、吹き
込まれる各種鉱石およびフラックスの容積に対し、適切
な容積になるように吹込条件を決定することが重要であ
る。
この方法における各種組成のＮｉ含有鉄合金製造の問題
点として、 （１）ニッケル鉱石中のＳｉＯ2 成分が多い（３５〜５
０重量％）（重量％を以下単に％と記す）ため、ニッケ
ル鉱石を高温と強還元性雰囲気になっている上下段羽口
レースウエイ空間および上下段羽口間炭材充填層中で溶
融還元すると、ニッケル鉱石中の金属成分であるＦｅ，
Ｎｉの還元のほかにＳｉＯ2 の還元も起こり、Ｎｉ含有
鉄合金中のＳｉ濃度が高くなる。
点として、 （１）ニッケル鉱石中のＳｉＯ2 成分が多い（３５〜５
０重量％）（重量％を以下単に％と記す）ため、ニッケ
ル鉱石を高温と強還元性雰囲気になっている上下段羽口
レースウエイ空間および上下段羽口間炭材充填層中で溶
融還元すると、ニッケル鉱石中の金属成分であるＦｅ，
Ｎｉの還元のほかにＳｉＯ2 の還元も起こり、Ｎｉ含有
鉄合金中のＳｉ濃度が高くなる。
（２）上下段羽口より送風することにより上下段羽口間
充填層内の炭材は高温に加熱されるため、炭材中の成
分、特にＳｉＯ2 の還元が起こり、Ｎｉ含有鉄合金中の
Ｓｉ濃度が高くなる。
充填層内の炭材は高温に加熱されるため、炭材中の成
分、特にＳｉＯ2 の還元が起こり、Ｎｉ含有鉄合金中の
Ｓｉ濃度が高くなる。
本発明は上記従来技術の問題点を解決し、Ｓｉ濃度を低
減、かつ調整し得るＮｉ含有合金の製造方法を提供しよ
うとするものである。
減、かつ調整し得るＮｉ含有合金の製造方法を提供しよ
うとするものである。
本発明は前記従来技術の問題点を解決するために、炉体
内部に炭素系固体還元剤の充填層が形成され、炉体外周
下部に上下少なくとも２段に、かつ各段に複数個設けら
れ、高温空気を炉体内に吹き込む羽口を有する竪型炉を
用い、該竪型炉に、Ｎｉ鉱石を含有する第１の粉粒状鉱
石とフラックスとを上段羽口から高温空気と共に吹き込
み、Ｎｉ含有鉄合金を製造する方法において、該竪型炉
に、鉄鉱石および／またはクロム鉱石を含有する第２の
粉粒状鉱石を下段羽口から高温空気と共に吹込み、かつ
第２の粉粒状鉱石の吹込速度を制御することにより、Ｎ
ｉ含有鉄合金中のＳｉ濃度を調整することを特徴とする
溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法を提供する
のである。
内部に炭素系固体還元剤の充填層が形成され、炉体外周
下部に上下少なくとも２段に、かつ各段に複数個設けら
れ、高温空気を炉体内に吹き込む羽口を有する竪型炉を
用い、該竪型炉に、Ｎｉ鉱石を含有する第１の粉粒状鉱
石とフラックスとを上段羽口から高温空気と共に吹き込
み、Ｎｉ含有鉄合金を製造する方法において、該竪型炉
に、鉄鉱石および／またはクロム鉱石を含有する第２の
粉粒状鉱石を下段羽口から高温空気と共に吹込み、かつ
第２の粉粒状鉱石の吹込速度を制御することにより、Ｎ
ｉ含有鉄合金中のＳｉ濃度を調整することを特徴とする
溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法を提供する
のである。
本発明は、炭材充填層が形成される溶融還元竪型炉を用
いて、上段羽口より、高濃度でＳｉＯ2 を含有する（３
５〜５０％）ニッケル鉱石を含有する第１の粉粒状鉱石
と石灰、珪石等のフラックスとを吹き込み、下段羽口よ
り、鉄鉱石、クロム鉱石の一方または双方を含有する第
２の粉粒状鉱石を吹込むもので、さらに詳しくは、各種
鉱石（ニッケル鉱石、クロム鉱石、鉄鉱石等）の溶融還
元特性（還元速度、相対的な還元され易さ等）およびＦ
ｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金の生成量に応
じて、上段羽口への第１の粉粒状鉱石の吹込速度、送風
量、送風温度および送風中酸素濃度を周知の如く調整し
て、上段羽口先での炭材燃焼による発生熱量を設定する
と共に、下段羽口よりＮｉよりは難還元性でかつＳｉよ
りは易還元性である鉱石（例えば鉄鉱石、クロム鉱石な
ど）を吹込み、さらにその吹込速度を、Ｆｅ−Ｎｉ系合
金あるいはＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金の生産量および上記
合金中Ｓｉ濃度に対応して制御するものである。
いて、上段羽口より、高濃度でＳｉＯ2 を含有する（３
５〜５０％）ニッケル鉱石を含有する第１の粉粒状鉱石
と石灰、珪石等のフラックスとを吹き込み、下段羽口よ
り、鉄鉱石、クロム鉱石の一方または双方を含有する第
２の粉粒状鉱石を吹込むもので、さらに詳しくは、各種
鉱石（ニッケル鉱石、クロム鉱石、鉄鉱石等）の溶融還
元特性（還元速度、相対的な還元され易さ等）およびＦ
ｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金の生成量に応
じて、上段羽口への第１の粉粒状鉱石の吹込速度、送風
量、送風温度および送風中酸素濃度を周知の如く調整し
て、上段羽口先での炭材燃焼による発生熱量を設定する
と共に、下段羽口よりＮｉよりは難還元性でかつＳｉよ
りは易還元性である鉱石（例えば鉄鉱石、クロム鉱石な
ど）を吹込み、さらにその吹込速度を、Ｆｅ−Ｎｉ系合
金あるいはＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金の生産量および上記
合金中Ｓｉ濃度に対応して制御するものである。
本発明により、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を、例えば上段羽口よ
りニッケル鉱石およびフラックスを、下段羽口より鉄鉱
石を吹込むことにより、また、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金
を、例えば上段羽口よりニッケル鉱石、クロム鉱石およ
びフラックスを、下段羽口より鉄鉱石またはクロム鉱
石、あるいは鉄鉱石とクロム鉱石とを吹込むことにより
製造することができる。
りニッケル鉱石およびフラックスを、下段羽口より鉄鉱
石を吹込むことにより、また、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金
を、例えば上段羽口よりニッケル鉱石、クロム鉱石およ
びフラックスを、下段羽口より鉄鉱石またはクロム鉱
石、あるいは鉄鉱石とクロム鉱石とを吹込むことにより
製造することができる。
フラックスを下段羽口からも吹込んでもよい。
ニッケル鉱石中のＳｉＯ2 は上段羽口先のレースウエイ
および上下段羽口間の高温炭材（Ｃ）と式（１）により
反応し、 ＳｉＯ2 ＋２Ｃ→Ｓｉ＋２ＣＯ …（１） 合金鉄中にＳｉが含有される。
および上下段羽口間の高温炭材（Ｃ）と式（１）により
反応し、 ＳｉＯ2 ＋２Ｃ→Ｓｉ＋２ＣＯ …（１） 合金鉄中にＳｉが含有される。
下段羽口よりニッケルに比較して還元されにくく、Ｓｉ
に比較して還元され易い鉱石（鉄鉱石、クロム鉱石な
ど）を吹込むと、合金鉄中のＳｉと吹込まれた鉱石（例
えば鉄鉱石、主成分Ｆｅ2 Ｏ3 ）とが式（２）により反
応し、 ３Ｓｉ＋２Ｆｅ2 Ｏ3 →４Ｆｅ＋３ＳｉＯ２ …（２） ＳｉがＳｉＯ2 として除去されるだけでなくＦｅも生成
し、また式（３）による反応も起こってＦｅが生成し、 Ｆｅ２Ｏ３→２Ｆｅ＋３ＣＯ …（３） Ｓｉの減少だけでなくＦｅの増加により合金鉄中のＳｉ
濃度を低下させることができ、クロム鉱石などによって
も鉄鉱石と同様な作用が得られ、第２の粉粒状鉱石の吹
込速度を制御することにより、合金鉄中のＳｉ濃度を調
節することができる。
に比較して還元され易い鉱石（鉄鉱石、クロム鉱石な
ど）を吹込むと、合金鉄中のＳｉと吹込まれた鉱石（例
えば鉄鉱石、主成分Ｆｅ2 Ｏ3 ）とが式（２）により反
応し、 ３Ｓｉ＋２Ｆｅ2 Ｏ3 →４Ｆｅ＋３ＳｉＯ２ …（２） ＳｉがＳｉＯ2 として除去されるだけでなくＦｅも生成
し、また式（３）による反応も起こってＦｅが生成し、 Ｆｅ２Ｏ３→２Ｆｅ＋３ＣＯ …（３） Ｓｉの減少だけでなくＦｅの増加により合金鉄中のＳｉ
濃度を低下させることができ、クロム鉱石などによって
も鉄鉱石と同様な作用が得られ、第２の粉粒状鉱石の吹
込速度を制御することにより、合金鉄中のＳｉ濃度を調
節することができる。
なお、第２の粉粒状鉱石の炉体内への供給は、下段羽口
から吹込むものが最も好ましいが、付加的に下段羽口付
近に設けられた供給口からも供給してもよい。
から吹込むものが最も好ましいが、付加的に下段羽口付
近に設けられた供給口からも供給してもよい。
第１図に示した設備を用いてＦｅ−Ｎｉ系合金およびＦ
ｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金の製造試験を行った。
ｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金の製造試験を行った。
竪型炉１はそれぞれ複数の上段羽口４と下段羽口５を備
え、炉上方の炭材供給装置６から炭素系固体還元材を供
給し炉内に充填層を形成させる。
え、炉上方の炭材供給装置６から炭素系固体還元材を供
給し炉内に充填層を形成させる。
高温送風装置２から高温のガスが供給され、上下段羽口
４，５に分配される。第１の粉粒状鉱石供給装置７ａお
よび粉粒状フラックス供給装置８から粉粒体の供給を受
けて、これらの粉粒体を上段羽口４に供給する粉粒体供
給装置９ａは、粉粒体輸送装置１０ａを経て上段羽口４
に粉粒体を供給する。
４，５に分配される。第１の粉粒状鉱石供給装置７ａお
よび粉粒状フラックス供給装置８から粉粒体の供給を受
けて、これらの粉粒体を上段羽口４に供給する粉粒体供
給装置９ａは、粉粒体輸送装置１０ａを経て上段羽口４
に粉粒体を供給する。
また、第２の粉粒状鉱石供給装置７ｂから第２の粉粒状
鉱石の供給を受けてこの粉粒体を下段羽口５に供給する
粉粒体供給装置９ｂは、粉粒体輸送装置１０ｂを経て下
段羽口５に粉粒体を供給する。
鉱石の供給を受けてこの粉粒体を下段羽口５に供給する
粉粒体供給装置９ｂは、粉粒体輸送装置１０ｂを経て下
段羽口５に粉粒体を供給する。
溶融還元された合金鉄は出銑口１２から排出され、スラ
グは出滓口１３から排出される。
グは出滓口１３から排出される。
竪型炉１から排出したガスは排ガス処理装置１１で処理
される。
される。
試験に供した溶融還元炉の仕様は次の通りである。
炉内径：１２００ｍｍ 炉高：５０００ｍｍ 充填層高：３０００ｍｍ 羽口数：上段３本、下段３本 比較例１ 従来技術によるＦｅ−Ｎｉ系合金製造操業は次の通りで
あった。
あった。
送風量：１６００Ｎm3／ｈｒ 富化酸素量：８４Ｎm3／ｈｒ 上段羽口粉体吹込量： ニッケル鉱石：７２０ｋｇ／ｈｒ 石灰石：２５８ｋｇ／ｈｒ 珪砂：２２２ｋｇ／ｈｒ 塊コークス供給量６９２ｋｇ／ｈｒ 以上の条件で２．４ｔ／ｄのＦｅ−Ｎｉ系合金の製造が
できた。Ｆｅ−Ｎｉ系合金中のＳｉ濃度は２１．５％で
あった。
できた。Ｆｅ−Ｎｉ系合金中のＳｉ濃度は２１．５％で
あった。
実施例１ 下段羽口より鉄鉱石を５０ｋｇ／ｈｒ吹込んだ。他は比
較例１と同様である。
較例１と同様である。
この条件で２．９５ｔ／ｄのＦｅ−Ｎｉ系合金を製造す
ることができた。
ることができた。
本発明により同一炉において従来法よりＦｅ−Ｎｉ系合
金中のＳｉ濃度が２１．５％から１４．９％に減少し
た。
金中のＳｉ濃度が２１．５％から１４．９％に減少し
た。
比較例２ 従来技術によるＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金製造操業は次の
通りであった。
通りであった。
送風量：１６００Ｎm3／ｈｒ 富化酸素量：１９０Ｎm3／ｈｒ 上段羽口粉体吹込量： ニッケル鉱石：６９５ｋｇ／ｈｒ クロム鉱石：１３５ｋｇ／ｈｒ 鉄鉱石：８４ｋｇ／ｈｒ 石灰石：１６８ｋｇ／ｈｒ 珪砂：６ｋｇ／ｈｒ 塊コークス供給量：８４０ｋｇ／ｈｒ 以上の条件で５．５ｔ／ｄのＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金の
製造ができた。Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金鉄中のＳｉ濃度
は２７．５％であった。
製造ができた。Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金鉄中のＳｉ濃度
は２７．５％であった。
実施例２ 比較例２における上段羽口への鉄鉱石の吹込みを取止
め、同量の鉄鉱石を下段羽口から吹込んだ。他は比較例
２と同様である。
め、同量の鉄鉱石を下段羽口から吹込んだ。他は比較例
２と同様である。
以上の条件で５．５ｔ／ｄのＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金を
製造することができた。従って、本発明により同一炉に
おいて下段羽口から鉄鉱石を吹き込むことにより、従来
法よりＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金中のＳｉ濃度が２７．５
％から２３．４％に減少した。
製造することができた。従って、本発明により同一炉に
おいて下段羽口から鉄鉱石を吹き込むことにより、従来
法よりＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金中のＳｉ濃度が２７．５
％から２３．４％に減少した。
実施例３ 比較例２において上段羽口へ吹込んだクロム鉱石１３５
ｋｇ／ｈｒのうち、７０ｋｇ／ｈｒを上段羽口に、６５
ｋｇ／ｈｒを下段羽口に吹込んだ。他は比較例２と同様
である。
ｋｇ／ｈｒのうち、７０ｋｇ／ｈｒを上段羽口に、６５
ｋｇ／ｈｒを下段羽口に吹込んだ。他は比較例２と同様
である。
この条件で５．５ｔ／ｄのＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金を製
造することができた。従って、本発明により同一炉にお
いて下段羽口からもクロム鉱石を吹き込むことにより、
従来法よりＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金中のＳｉ濃度が２
７．５％から２３．８％に減少した。
造することができた。従って、本発明により同一炉にお
いて下段羽口からもクロム鉱石を吹き込むことにより、
従来法よりＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金中のＳｉ濃度が２
７．５％から２３．８％に減少した。
炭素系固体還元剤の充填層が形成された竪型炉を用いた
溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法において、
合金中のＳｉ濃度を減少かつ調節することができる。
溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法において、
合金中のＳｉ濃度を減少かつ調節することができる。
第１図は本発明の実施例に用いられた設備のブロック図
である。 １……竪型炉、２……高温送風装置 ３……分配装置、４……上段羽口 ５……下段羽口、６……炭材供給装置 ７ａ……第１の粉粒状鉱石供給装置 ７ｂ……第２の粉粒状鉱石供給装置 ８……粉粒状フラックス供給装置 ９ａ，９ｂ……粉粒体供給装置 １０ａ，１０ｂ……粉粒体輸送装置 １１……排ガス処理装置 １２……出銑口 １３……出滓口
である。 １……竪型炉、２……高温送風装置 ３……分配装置、４……上段羽口 ５……下段羽口、６……炭材供給装置 ７ａ……第１の粉粒状鉱石供給装置 ７ｂ……第２の粉粒状鉱石供給装置 ８……粉粒状フラックス供給装置 ９ａ，９ｂ……粉粒体供給装置 １０ａ，１０ｂ……粉粒体輸送装置 １１……排ガス処理装置 １２……出銑口 １３……出滓口
フロントページの続き (72)発明者 井川 勝利 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 浜田 尚夫 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭58−207301（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−41448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227015（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】炉体内部に炭素系固体還元剤の充填層が形
成され、炉体外周下部に上下少なくとも２段に、かつ各
段に複数個設けられ、高温空気を炉体内に吹き込む羽口
を有する竪型炉を用い、該竪型炉に、Ｎｉ鉱石を含有す
る第１の粉粒状鉱石とフラックスとを上段羽口から高温
空気と共に吹き込み、Ｎｉ含有鉄合金を製造する方法に
おいて、該竪型炉に、鉄鉱石および／またはクロム鉱石
を含有する第２の粉粒状鉱石を下段羽口から高温空気と
共に吹込み、かつ第２の粉粒状鉱石の吹込速度を制御す
ることにより、Ｎｉ含有鉄合金中のＳｉ濃度を調整する
ことを特徴とする溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14799487A JPH0615703B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14799487A JPH0615703B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63312948A JPS63312948A (ja) | 1988-12-21 |
| JPH0615703B2 true JPH0615703B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=15442747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14799487A Expired - Lifetime JPH0615703B2 (ja) | 1987-06-16 | 1987-06-16 | 溶融還元法によるＮｉ含有鉄合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615703B2 (ja) |
-
1987
- 1987-06-16 JP JP14799487A patent/JPH0615703B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63312948A (ja) | 1988-12-21 |
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