JPH09111301A - 鉄粉の仕上げ熱処理方法および装置 - Google Patents
鉄粉の仕上げ熱処理方法および装置Info
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- JPH09111301A JPH09111301A JP7271038A JP27103895A JPH09111301A JP H09111301 A JPH09111301 A JP H09111301A JP 7271038 A JP7271038 A JP 7271038A JP 27103895 A JP27103895 A JP 27103895A JP H09111301 A JPH09111301 A JP H09111301A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 原料粉層直上の反応生成ガスの滞留層の発
生を好適に抑制し得る鉄粉の仕上げ熱処理方法および装
置を提供する。 【解決手段】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
の１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処
理方法において、当該脱酸、脱炭または脱窒のための反
応ガスを、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示
される位置から供給することを特徴とする。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr）
生を好適に抑制し得る鉄粉の仕上げ熱処理方法および装
置を提供する。 【解決手段】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
の１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処
理方法において、当該脱酸、脱炭または脱窒のための反
応ガスを、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示
される位置から供給することを特徴とする。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼結部品、磁性材
料等の焼結製品の原料粉として使用される鉄粉や、粉末
のままで使用される鉄粉の脱酸、脱炭および脱窒等の仕
上げ熱処理方法および装置に関する。
料等の焼結製品の原料粉として使用される鉄粉や、粉末
のままで使用される鉄粉の脱酸、脱炭および脱窒等の仕
上げ熱処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、粗還元したミルスケール還元鉄
粉やアトマイズしたままの鉄粉（以下原料粉という）等
は、その用途に応じて脱酸、脱炭、脱窒あるいは脱硫等
の熱処理が１種以上行われる。これらの仕上げ熱処理
は、移動床と呼ばれる連続的に移動するベルト上に原料
粉を積層し、温度および雰囲気が制御された水平炉（連
続式移動床炉という）内を連続的に通過させることで、
この原料粉が雰囲気中の水蒸気ないし水素と反応し、下
記の反応式で示されるように脱酸、脱炭ないし脱窒が行
われる。
粉やアトマイズしたままの鉄粉（以下原料粉という）等
は、その用途に応じて脱酸、脱炭、脱窒あるいは脱硫等
の熱処理が１種以上行われる。これらの仕上げ熱処理
は、移動床と呼ばれる連続的に移動するベルト上に原料
粉を積層し、温度および雰囲気が制御された水平炉（連
続式移動床炉という）内を連続的に通過させることで、
この原料粉が雰囲気中の水蒸気ないし水素と反応し、下
記の反応式で示されるように脱酸、脱炭ないし脱窒が行
われる。
【０００３】 ＦｅＯ（ｓ）＋Ｈ2 （ｇ）＝Ｆｅ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ Ｃ（in Ｆｅ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋Ｈ
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） ここに、括弧内のｓは固体、ｇは気体、inＦｅは鉄中固
溶の各状態を意味する。これらの仕上げ熱処理を効率良
く行うため、従来種々の提案がなされている。例えば、
特公昭57−58401 号公報には移動床炉を用いて水蒸気を
含む水素中で脱炭と脱酸を行う方法が開示されており、
また、特公昭58−482 号公報には移動床炉を用いて水素
中の水蒸気量を変えて脱炭あるいは脱酸を優先的に行う
方法が提案されている。また、特開昭59−35601 号公報
には脱炭、脱酸の後、 900〜550℃で徐冷して脱窒を積
極的に行う方法が開示されている。さらに、特開昭61−
110701号公報には連続式移動床炉内を進行方向に分割し
て各処理工程を独立させた上で、移動床上の原料粉が焼
結する位置以降で雰囲気ガスをファンで撹拌して炉内の
反応生成ガスが原料粉上に滞留する（よどむ）ことを防
止することにより反応を促進する方法が開示されてい
る。
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） ここに、括弧内のｓは固体、ｇは気体、inＦｅは鉄中固
溶の各状態を意味する。これらの仕上げ熱処理を効率良
く行うため、従来種々の提案がなされている。例えば、
特公昭57−58401 号公報には移動床炉を用いて水蒸気を
含む水素中で脱炭と脱酸を行う方法が開示されており、
また、特公昭58−482 号公報には移動床炉を用いて水素
中の水蒸気量を変えて脱炭あるいは脱酸を優先的に行う
方法が提案されている。また、特開昭59−35601 号公報
には脱炭、脱酸の後、 900〜550℃で徐冷して脱窒を積
極的に行う方法が開示されている。さらに、特開昭61−
110701号公報には連続式移動床炉内を進行方向に分割し
て各処理工程を独立させた上で、移動床上の原料粉が焼
結する位置以降で雰囲気ガスをファンで撹拌して炉内の
反応生成ガスが原料粉上に滞留する（よどむ）ことを防
止することにより反応を促進する方法が開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
61−110701号公報に開示された反応生成ガスの滞留防止
方法は、炉上部に設けたファンによる炉内雰囲気の撹拌
であるため、機械的可動部が高温に曝されて変形し、回
転不能になることが多々みられた。また、原料粉層の直
上に設けることにより効果的に加熱し得るラジアントチ
ューブを加熱装置とした場合には、ラジアントチューブ
の上に設置したファンによる雰囲気撹拌が、ラジアント
チューブが障壁となって効果を示さないという問題点が
あった。
61−110701号公報に開示された反応生成ガスの滞留防止
方法は、炉上部に設けたファンによる炉内雰囲気の撹拌
であるため、機械的可動部が高温に曝されて変形し、回
転不能になることが多々みられた。また、原料粉層の直
上に設けることにより効果的に加熱し得るラジアントチ
ューブを加熱装置とした場合には、ラジアントチューブ
の上に設置したファンによる雰囲気撹拌が、ラジアント
チューブが障壁となって効果を示さないという問題点が
あった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記に鑑み本発明者ら
は、鉄粉の仕上げ熱処理の生産性向上のため、原料粉層
直上の反応生成ガスの滞留層の除去方法について種々検
討した結果、本発明に至ったものである。すなわち本発
明は、脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうちの１種ま
たは２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理方法に
おいて、当該脱酸、脱炭または脱窒のための反応ガス
を、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示される
位置から供給することを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理
方法である。
は、鉄粉の仕上げ熱処理の生産性向上のため、原料粉層
直上の反応生成ガスの滞留層の除去方法について種々検
討した結果、本発明に至ったものである。すなわち本発
明は、脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうちの１種ま
たは２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理方法に
おいて、当該脱酸、脱炭または脱窒のための反応ガス
を、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示される
位置から供給することを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理
方法である。
【０００６】 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr）前記仕上げ熱処理方法は、連続式移動床方式によ
り連続的に行うことが好ましい。また、本発明は、脱
酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうちの１種または２種
以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理装置において、
当該脱酸、脱炭または脱窒のための反応ガスの供給口
を、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示される
位置に配設したことを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理装
置である。
／hr）前記仕上げ熱処理方法は、連続式移動床方式によ
り連続的に行うことが好ましい。また、本発明は、脱
酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうちの１種または２種
以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理装置において、
当該脱酸、脱炭または脱窒のための反応ガスの供給口
を、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示される
位置に配設したことを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理装
置である。
【０００７】 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr） 前記仕上げ熱処理装置は、脱酸、脱炭および脱窒の各熱
処理のうちの１種または２種以上の熱処理が連続的に行
われるものであることが好ましく、さらに、脱酸、脱炭
および脱窒の各熱処理のうちの２種以上の熱処理を連続
式移動床方式を用いて連続的に行う鉄粉の仕上げ熱処理
装置において、加熱炉の内部が仕切り壁により２以上の
ゾーンに分割され、当該各ゾーンに脱酸、脱炭または脱
窒のための反応ガスの供給口を、原料粉層表面からの高
さＬが前記(1) 式で示される位置に配設することが一層
好ましい。
／hr） 前記仕上げ熱処理装置は、脱酸、脱炭および脱窒の各熱
処理のうちの１種または２種以上の熱処理が連続的に行
われるものであることが好ましく、さらに、脱酸、脱炭
および脱窒の各熱処理のうちの２種以上の熱処理を連続
式移動床方式を用いて連続的に行う鉄粉の仕上げ熱処理
装置において、加熱炉の内部が仕切り壁により２以上の
ゾーンに分割され、当該各ゾーンに脱酸、脱炭または脱
窒のための反応ガスの供給口を、原料粉層表面からの高
さＬが前記(1) 式で示される位置に配設することが一層
好ましい。
【０００８】そして、前記各ゾーンが雰囲気ガスを排気
するための排気管を備えることがさらに好ましい。な
お、ここで反応ガスとは、脱酸、脱炭ないし脱窒反応に
関与する物質を含む気体をいう。
するための排気管を備えることがさらに好ましい。な
お、ここで反応ガスとは、脱酸、脱炭ないし脱窒反応に
関与する物質を含む気体をいう。
【０００９】
【発明の実施の形態】上述のように、脱酸、脱炭ないし
脱窒は以下の反応で進行することが知られている。 ＦｅＯ（ｓ）＋Ｈ2 （ｇ）＝Ｆｅ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ Ｃ（in Ｆｅ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋Ｈ
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） いずれも水素あるいは水蒸気が原料粉層に供給される必
要がある。ところで、反応生成ガスであるH2O 、CO、NH
3 は、いずれも雰囲気ガスの主成分であるＨ2よりも重
いため原料粉層の直上に滞留し、反応ガスが原料粉と接
触するのを妨害して以後の反応を阻害する。すなわち、
滞留層を効果的に除去することにより、処理速度が速く
なって生産性を向上することが可能である。
脱窒は以下の反応で進行することが知られている。 ＦｅＯ（ｓ）＋Ｈ2 （ｇ）＝Ｆｅ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ Ｃ（in Ｆｅ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋Ｈ
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） いずれも水素あるいは水蒸気が原料粉層に供給される必
要がある。ところで、反応生成ガスであるH2O 、CO、NH
3 は、いずれも雰囲気ガスの主成分であるＨ2よりも重
いため原料粉層の直上に滞留し、反応ガスが原料粉と接
触するのを妨害して以後の反応を阻害する。すなわち、
滞留層を効果的に除去することにより、処理速度が速く
なって生産性を向上することが可能である。
【００１０】脱酸、脱炭および脱窒のための反応ガスは
原料粉層の表面からの高さＬが下記(1) 式で示される位
置から供給する必要がある。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ここで、Ｑ（m3／hr）は反応ガスの供給量であり、Ｖ
（ｍ／hr）は反応ガスが供給口から流出するときの流速
である。
原料粉層の表面からの高さＬが下記(1) 式で示される位
置から供給する必要がある。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ここで、Ｑ（m3／hr）は反応ガスの供給量であり、Ｖ
（ｍ／hr）は反応ガスが供給口から流出するときの流速
である。
【００１１】Ｌ＞２×Ｑ×Ｖ×10-7では原料粉層直上で
の反応ガスの流速が遅くなり、滞留層を除去することが
できない。 (1)式で示される位置から反応ガスを原料粉
に供給することにより、滞留層を効果的に除去し、脱
酸、脱炭および脱窒反応を促進することができる。なお
当然のことながら上記各反応式からわかるように、脱酸
と脱窒には水素を、脱炭には水蒸気あるいは水蒸気を含
む水素ガスが望ましい。
の反応ガスの流速が遅くなり、滞留層を除去することが
できない。 (1)式で示される位置から反応ガスを原料粉
に供給することにより、滞留層を効果的に除去し、脱
酸、脱炭および脱窒反応を促進することができる。なお
当然のことながら上記各反応式からわかるように、脱酸
と脱窒には水素を、脱炭には水蒸気あるいは水蒸気を含
む水素ガスが望ましい。
【００１２】なお、原料粉は加熱によりゆるやかに焼結
していくが、原料粉が焼結により固着する前においては
反応ガスの供給状況により原料粉が舞い上がることもあ
る。この場合には反応ガスの吹き出し方向を原料粉層に
対し垂直から水平に至る任意の好適な角度に調整するこ
とが望ましい。この方法としては反応ガスの供給口に角
度を付けてもよいし、供給口は下向きにして、供給口直
下に案内板を設けてもよい。
していくが、原料粉が焼結により固着する前においては
反応ガスの供給状況により原料粉が舞い上がることもあ
る。この場合には反応ガスの吹き出し方向を原料粉層に
対し垂直から水平に至る任意の好適な角度に調整するこ
とが望ましい。この方法としては反応ガスの供給口に角
度を付けてもよいし、供給口は下向きにして、供給口直
下に案内板を設けてもよい。
【００１３】図８は案内板によりガス吹き出し方向を調
整する例を示すもので、(a) は要部一部切欠斜視図、
(b) は要部断面図である。図８において、５はガス吹き
込み管、５Ａは反応ガスの供給口、７は原料粉、９はベ
ルト、12は案内板、13は反応生成ガスの滞留層、20は熱
処理炉である。もちろん、原料粉がおおむね焼結して舞
い上がりがない場合でも、前述のように吹き出し方向を
調整しても構わない。
整する例を示すもので、(a) は要部一部切欠斜視図、
(b) は要部断面図である。図８において、５はガス吹き
込み管、５Ａは反応ガスの供給口、７は原料粉、９はベ
ルト、12は案内板、13は反応生成ガスの滞留層、20は熱
処理炉である。もちろん、原料粉がおおむね焼結して舞
い上がりがない場合でも、前述のように吹き出し方向を
調整しても構わない。
【００１４】脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち少
なくとも２種以上の熱処理を連続式移動床炉を用いて連
続的に行う場合には、連続式移動床炉の内部を仕切り壁
により２以上のゾーンに分割し、各ゾーンにて脱酸、脱
炭および脱窒のいずれかを主として行わせるのが好まし
く、各ゾーンに (1)式で示される位置（Ｌ）に反応ガス
の供給口を設けると効果的である。この場合、各ゾーン
における反応ガスの噴出方向は各々異なっていてもよい
し、 (1)式におけるＱ、Ｖ、Ｌの値が異なっていてもよ
い。
なくとも２種以上の熱処理を連続式移動床炉を用いて連
続的に行う場合には、連続式移動床炉の内部を仕切り壁
により２以上のゾーンに分割し、各ゾーンにて脱酸、脱
炭および脱窒のいずれかを主として行わせるのが好まし
く、各ゾーンに (1)式で示される位置（Ｌ）に反応ガス
の供給口を設けると効果的である。この場合、各ゾーン
における反応ガスの噴出方向は各々異なっていてもよい
し、 (1)式におけるＱ、Ｖ、Ｌの値が異なっていてもよ
い。
【００１５】さらにまた、各ゾーンに個々に雰囲気ガス
の排気管を設置することは、各ゾーンごとの雰囲気制御
を効果的に行うことができるので好ましい。
の排気管を設置することは、各ゾーンごとの雰囲気制御
を効果的に行うことができるので好ましい。
【００１６】
【実施例】 （実施例１）表１のＡに示すアトマイズ生粉を原料粉と
して50×50×厚み10（cm）に積層し、図１に模式図とし
て示す実験炉に装入した。図１において、７は原料粉、
30は実験炉、31はヒータ、32はガス供給管、32Ａは反応
ガスの供給口、33は排気、34は流量計、35は流量調整バ
ルブ、36は水素、Ar等のガスボンベである。Ar雰囲気中
で昇温速度20℃／分で 930℃まで昇温し、この温度にて
３分保持して原料粉をゆるやかに焼結し、ただちに原料
粉の積層表面から高さ１および10cmの位置からＨ2 を90
体積％含むArを流速20（m/sec ）で 0.9（m3／hr）の割
合で０〜60分間吹き込んだ後炉冷した。このようにして
得られた熱処理時の鉄粉中の酸素および窒素の含有量の
変化を図３のグラフに示す。
して50×50×厚み10（cm）に積層し、図１に模式図とし
て示す実験炉に装入した。図１において、７は原料粉、
30は実験炉、31はヒータ、32はガス供給管、32Ａは反応
ガスの供給口、33は排気、34は流量計、35は流量調整バ
ルブ、36は水素、Ar等のガスボンベである。Ar雰囲気中
で昇温速度20℃／分で 930℃まで昇温し、この温度にて
３分保持して原料粉をゆるやかに焼結し、ただちに原料
粉の積層表面から高さ１および10cmの位置からＨ2 を90
体積％含むArを流速20（m/sec ）で 0.9（m3／hr）の割
合で０〜60分間吹き込んだ後炉冷した。このようにして
得られた熱処理時の鉄粉中の酸素および窒素の含有量の
変化を図３のグラフに示す。
【００１７】図３より、Ｌ＝２×Ｑ×Ｖ×10-7で計算さ
れるＬ値（＝13mm）よりも反応ガスの供給口が高い位置
にある場合（Ｌ＝100mm ）は、脱酸、脱窒ともほぼ終了
するまでの時間が、低い位置にある場合（Ｌ＝10mm）に
比べて極端に長くなることがわかる。 （実施例２）表１のＢに示すミルスケール粗還元粉を原
料粉として50×50×厚み10（cm）に積層し、図２に模式
図として示す実験炉に装入した。図２において、37は加
湿器であり、38は案内板である。なお、図１と同一部材
には同一符号を付し、説明を省略する。原料粉の積層表
面から高さ 1.5および５cmの位置からＨ2 Ｏを15体積
％、Ｈ2 を50体積％含むArを流速25（m/sec ）で 1.2
（m3／hr）の割合で吹き込みながら、昇温速度25℃／分
で 950℃まで昇温し、この温度にて０〜80分保持した後
炉冷した。このようにして得られた熱処理時の鉄粉中の
炭素の含有量の変化を図４のグラフに示す。
れるＬ値（＝13mm）よりも反応ガスの供給口が高い位置
にある場合（Ｌ＝100mm ）は、脱酸、脱窒ともほぼ終了
するまでの時間が、低い位置にある場合（Ｌ＝10mm）に
比べて極端に長くなることがわかる。 （実施例２）表１のＢに示すミルスケール粗還元粉を原
料粉として50×50×厚み10（cm）に積層し、図２に模式
図として示す実験炉に装入した。図２において、37は加
湿器であり、38は案内板である。なお、図１と同一部材
には同一符号を付し、説明を省略する。原料粉の積層表
面から高さ 1.5および５cmの位置からＨ2 Ｏを15体積
％、Ｈ2 を50体積％含むArを流速25（m/sec ）で 1.2
（m3／hr）の割合で吹き込みながら、昇温速度25℃／分
で 950℃まで昇温し、この温度にて０〜80分保持した後
炉冷した。このようにして得られた熱処理時の鉄粉中の
炭素の含有量の変化を図４のグラフに示す。
【００１８】Ｌ＝２×Ｑ×Ｖ×10-7で計算されるＬ値
（＝21.6mm）よりも反応ガスの供給口が高い位置にある
場合（Ｌ＝50mm）は、脱炭がほぼ終了するまでの時間
が、低い位置にある場合（Ｌ＝15mm）に比べて極端に長
くなることがわかる。 （実施例３、比較例１）図５は連続式移動床炉を用いた
本発明の仕上げ熱処理装置の一例であり、(a)は横断面
図、(b) は縦断面図をそれぞれ示す。熱処理炉20を仕切
壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾーン３、脱窒ゾーン４
に分け、ガス吹き込み管51、52、53（区別しないとき５
を付す。以下同じ）を各ゾーンに設置し、脱炭ゾーン２
にはガス吹き込み管51により水蒸気を含む雰囲気ガスを
導入し、脱酸ゾーン３、脱窒ゾーン４にはガス吹き込み
管52、53により水素を含む雰囲気ガスを導入した。な
お、ガス吹き込み管５は各ゾーンに２本ずつ設置した。
反応後の生成ガスを含む雰囲気ガスは脱炭ゾーン２に設
置された排ガス管６から排気できるようにした。
（＝21.6mm）よりも反応ガスの供給口が高い位置にある
場合（Ｌ＝50mm）は、脱炭がほぼ終了するまでの時間
が、低い位置にある場合（Ｌ＝15mm）に比べて極端に長
くなることがわかる。 （実施例３、比較例１）図５は連続式移動床炉を用いた
本発明の仕上げ熱処理装置の一例であり、(a)は横断面
図、(b) は縦断面図をそれぞれ示す。熱処理炉20を仕切
壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾーン３、脱窒ゾーン４
に分け、ガス吹き込み管51、52、53（区別しないとき５
を付す。以下同じ）を各ゾーンに設置し、脱炭ゾーン２
にはガス吹き込み管51により水蒸気を含む雰囲気ガスを
導入し、脱酸ゾーン３、脱窒ゾーン４にはガス吹き込み
管52、53により水素を含む雰囲気ガスを導入した。な
お、ガス吹き込み管５は各ゾーンに２本ずつ設置した。
反応後の生成ガスを含む雰囲気ガスは脱炭ゾーン２に設
置された排ガス管６から排気できるようにした。
【００１９】原料粉７は原料供給用のホッパ８からステ
ンレス製の（以下同じ）ベルト９に供給され、熱処理炉
20に送られる。ベルト９は熱処理炉20の両端にあるホイ
ール10で駆動され、熱処理炉20の加熱にはラジアントチ
ューブ11を用いた。この装置を用い、反応ガスの供給口
の高さを100mm とした場合の実施例（実施例３）を以下
に述べる。
ンレス製の（以下同じ）ベルト９に供給され、熱処理炉
20に送られる。ベルト９は熱処理炉20の両端にあるホイ
ール10で駆動され、熱処理炉20の加熱にはラジアントチ
ューブ11を用いた。この装置を用い、反応ガスの供給口
の高さを100mm とした場合の実施例（実施例３）を以下
に述べる。
【００２０】原料粉７としては表１のＡに示すアトマイ
ズ生粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 950℃に設定し
た。また、各反応ガスの供給量、流速およびＬ＝２×Ｑ
×Ｖ×10-7で計算されるＬ値を表２に示す。仕上げ熱処
理後の鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表３に示すと
おりであり、この場合の生産量は 4.5ｔ／hrであった。
ズ生粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 950℃に設定し
た。また、各反応ガスの供給量、流速およびＬ＝２×Ｑ
×Ｖ×10-7で計算されるＬ値を表２に示す。仕上げ熱処
理後の鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表３に示すと
おりであり、この場合の生産量は 4.5ｔ／hrであった。
【００２１】比較例として、反応ガスの供給口の高さを
1000mm（炉の天井の位置）とした他は実施例３と同様に
し、同程度の酸素、炭素、窒素含有量を有する仕上げ鉄
粉が得られるように、ベルトの移動速度を低下させた操
業を行った（比較例１）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表４に示すとおりで
あるが、生産量は 3.5ｔ／hrであった。
1000mm（炉の天井の位置）とした他は実施例３と同様に
し、同程度の酸素、炭素、窒素含有量を有する仕上げ鉄
粉が得られるように、ベルトの移動速度を低下させた操
業を行った（比較例１）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表４に示すとおりで
あるが、生産量は 3.5ｔ／hrであった。
【００２２】すなわち本発明により、鉄粉の仕上げ熱処
理の生産性は約 1.3倍となった。 （実施例４、比較例２）図６は連続式移動床炉を用いた
本発明の仕上げ熱処理装置の別の例を示す横断面図であ
る。熱処理炉20を仕切壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾ
ーン３Ａおよび３Ｂ、脱窒ゾーン４に分け、ガス吹き込
み管51、52、53を各ゾーンに設置し、脱炭ゾーン２には
ガス吹き込み管51により水蒸気を含む雰囲気ガスを導入
し、脱酸ゾーン３Ａ、３Ｂおよび脱窒ゾーン４にはガス
吹き込み管52および53により水素を含む雰囲気ガスを導
入した。なお、ガス吹き込み管５は各ゾーンに２本ずつ
設置した。反応後の生成ガスを含む雰囲気ガスは脱炭ゾ
ーン２、脱酸ゾーン３Ａおよび脱窒ゾーン４にそれぞれ
設置された排ガス管６から排気できるようにした。
理の生産性は約 1.3倍となった。 （実施例４、比較例２）図６は連続式移動床炉を用いた
本発明の仕上げ熱処理装置の別の例を示す横断面図であ
る。熱処理炉20を仕切壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾ
ーン３Ａおよび３Ｂ、脱窒ゾーン４に分け、ガス吹き込
み管51、52、53を各ゾーンに設置し、脱炭ゾーン２には
ガス吹き込み管51により水蒸気を含む雰囲気ガスを導入
し、脱酸ゾーン３Ａ、３Ｂおよび脱窒ゾーン４にはガス
吹き込み管52および53により水素を含む雰囲気ガスを導
入した。なお、ガス吹き込み管５は各ゾーンに２本ずつ
設置した。反応後の生成ガスを含む雰囲気ガスは脱炭ゾ
ーン２、脱酸ゾーン３Ａおよび脱窒ゾーン４にそれぞれ
設置された排ガス管６から排気できるようにした。
【００２３】原料粉７は原料ホッパ８からベルト９に供
給され、熱処理炉20に送られる。ベルト９は熱処理炉20
の両端にあるホイール10で駆動され、熱処理炉20の加熱
にはラジアントチューブ11を用いた。この装置を用い、
反応ガスの供給口の高さを300mm とした場合の実施例
（実施例４）を以下に述べる。
給され、熱処理炉20に送られる。ベルト９は熱処理炉20
の両端にあるホイール10で駆動され、熱処理炉20の加熱
にはラジアントチューブ11を用いた。この装置を用い、
反応ガスの供給口の高さを300mm とした場合の実施例
（実施例４）を以下に述べる。
【００２４】原料粉７としては表１のＢに示すミルスケ
ール粗還元粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 950℃に設
定した。また、各反応ガスの供給量と流速、Ｌ＝２×Ｑ
×Ｖ×10-7で計算されるＬ値を表２に示す。仕上げ熱処
理後の鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表３に示すと
おりであり、この場合の生産量は 5.1ｔ／hrであった。
ール粗還元粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 950℃に設
定した。また、各反応ガスの供給量と流速、Ｌ＝２×Ｑ
×Ｖ×10-7で計算されるＬ値を表２に示す。仕上げ熱処
理後の鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表３に示すと
おりであり、この場合の生産量は 5.1ｔ／hrであった。
【００２５】比較例として、反応ガスの供給口の高さを
1000mm（炉の天井の位置）とした他は実施例４と同様に
し、同程度の酸素、炭素、窒素含有量を有する仕上げ鉄
粉が得られるように、ベルトの移動速度を低下させた操
業を行った（比較例２）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表４のとおりである
が、生産量は 3.9ｔ／hrであった。
1000mm（炉の天井の位置）とした他は実施例４と同様に
し、同程度の酸素、炭素、窒素含有量を有する仕上げ鉄
粉が得られるように、ベルトの移動速度を低下させた操
業を行った（比較例２）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表４のとおりである
が、生産量は 3.9ｔ／hrであった。
【００２６】すなわち本発明により、鉄粉の仕上げ熱処
理の生産性は約 1.3倍となった。 （実施例５、比較例３）図７は連続式移動床炉を用いた
本発明の仕上げ熱処理装置の別の例を示す横断面図であ
る。熱処理炉20を仕切壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾ
ーン３、脱窒ゾーン４に分け、ガス吹き込み管51、52、
53を各ゾーンに設置し、脱炭ゾーン２にはガス吹き込み
管51により水蒸気を含む雰囲気ガスを導入し、脱酸ゾー
ン３、脱窒ゾーン４にはガス吹き込み管52、53により水
素を含む雰囲気ガスを導入した。なお、ガス吹き込み管
５は各ゾーンに２本ずつ設置した。反応後の生成ガスを
含む雰囲気ガスは各ゾーンごとに設置された排ガス管６
から排気できるようにした。
理の生産性は約 1.3倍となった。 （実施例５、比較例３）図７は連続式移動床炉を用いた
本発明の仕上げ熱処理装置の別の例を示す横断面図であ
る。熱処理炉20を仕切壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾ
ーン３、脱窒ゾーン４に分け、ガス吹き込み管51、52、
53を各ゾーンに設置し、脱炭ゾーン２にはガス吹き込み
管51により水蒸気を含む雰囲気ガスを導入し、脱酸ゾー
ン３、脱窒ゾーン４にはガス吹き込み管52、53により水
素を含む雰囲気ガスを導入した。なお、ガス吹き込み管
５は各ゾーンに２本ずつ設置した。反応後の生成ガスを
含む雰囲気ガスは各ゾーンごとに設置された排ガス管６
から排気できるようにした。
【００２７】原料粉７は原料ホッパ８からベルト９に供
給され、熱処理炉20に送られる。ベルト９は熱処理炉20
の両端にあるホイール10で駆動され、熱処理炉20の加熱
にはラジアントチューブ11を用いた。この装置を用い、
反応ガスの供給口の高さを100mm とした場合の実施例
（実施例５）を以下に述べる。
給され、熱処理炉20に送られる。ベルト９は熱処理炉20
の両端にあるホイール10で駆動され、熱処理炉20の加熱
にはラジアントチューブ11を用いた。この装置を用い、
反応ガスの供給口の高さを100mm とした場合の実施例
（実施例５）を以下に述べる。
【００２８】原料粉７としては表１のＡに示すアトマイ
ズ生粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 950℃に設定し
た。また、各反応ガスの供給量と流速、Ｌ＝２×Ｑ×Ｖ
×10-7で計算されるＬ値を表２に示す。仕上げ熱処理後
の鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表３に示すとおり
であり、この場合の生産量は 5.5ｔ／hrであった。
ズ生粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 950℃に設定し
た。また、各反応ガスの供給量と流速、Ｌ＝２×Ｑ×Ｖ
×10-7で計算されるＬ値を表２に示す。仕上げ熱処理後
の鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表３に示すとおり
であり、この場合の生産量は 5.5ｔ／hrであった。
【００２９】比較例として、反応ガスの供給口の高さを
1000mm（炉の天井の位置）とした他は実施例５と同様に
し、同程度の酸素、炭素、窒素含有量を有する仕上げ鉄
粉が得られるように、ベルトの移動速度を低下させた操
業を行った（比較例３）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表４のとおりである
が、生産量は 4.2ｔ／hrであった。
1000mm（炉の天井の位置）とした他は実施例５と同様に
し、同程度の酸素、炭素、窒素含有量を有する仕上げ鉄
粉が得られるように、ベルトの移動速度を低下させた操
業を行った（比較例３）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の酸素、炭素、窒素の含有量は表４のとおりである
が、生産量は 4.2ｔ／hrであった。
【００３０】すなわち本発明により、鉄粉の仕上げ熱処
理の生産性は約 1.3倍となった。以上の実施例３〜５と
比較例１〜３との対比から明らかなように、本発明に従
って反応ガスの供給口の原料粉層からの高さを規定する
ことで、原料粉層直上の反応生成ガスの滞留層を効果的
に除去して、鉄粉の仕上げ熱処理の生産性を大幅に向上
することができた。
理の生産性は約 1.3倍となった。以上の実施例３〜５と
比較例１〜３との対比から明らかなように、本発明に従
って反応ガスの供給口の原料粉層からの高さを規定する
ことで、原料粉層直上の反応生成ガスの滞留層を効果的
に除去して、鉄粉の仕上げ熱処理の生産性を大幅に向上
することができた。
【００３１】なお、排気ガス中の水素は回収して精製
し、リサイクル可能であった。
し、リサイクル可能であった。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、鉄粉の仕上げ熱処理時
に原料粉層直上に生ずる反応生成ガスの滞留層を効果的
に除去できるので、鉄粉の仕上げ熱処理の生産性が格段
に向上するという優れた効果を奏する。
に原料粉層直上に生ずる反応生成ガスの滞留層を効果的
に除去できるので、鉄粉の仕上げ熱処理の生産性が格段
に向上するという優れた効果を奏する。
【図１】実施例１に係る実験炉の模式図である。
【図２】実施例２に係る実験炉の模式図である。
【図３】熱処理時の鉄粉中の酸素および窒素の含有量の
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
【図４】熱処理時の鉄粉中の炭素の含有量の変化を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】本発明の仕上げ熱処理装置の一例であり、(a)
は横断面図、(b) は縦断面図をそれぞれ示す。
は横断面図、(b) は縦断面図をそれぞれ示す。
【図６】本発明の仕上げ熱処理装置の別の例を示す横断
面図である。
面図である。
【図７】本発明の仕上げ熱処理装置の別の例を示す横断
面図である。
面図である。
【図８】案内板によりガス吹き出し方向を調整する例を
示すもので、(a) は要部一部切欠斜視図、(b) は要部断
面図である。
示すもので、(a) は要部一部切欠斜視図、(b) は要部断
面図である。
１ 仕切壁 ２ 脱炭ゾーン ３，３Ａ，３Ｂ 脱酸ゾーン ４ 脱窒ゾーン ５，51，52，53 ガス吹き込み管 ５Ａ 反応ガスの供給口 ６ 排ガス管 ７ 原料粉 ８ ホッパ ９ ベルト 10 ホイール 11 ラジアントチューブ 12 案内板 13 滞留層 20 熱処理炉 30 実験炉 31 ヒータ 32 ガス供給管 32Ａ 反応ガスの供給口 33 排気 34 流量計 35 流量調整バルブ 36 ガスボンベ 37 加湿器 38 案内板
Claims (6)
- 【請求項１】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
の１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処
理方法において、当該脱酸、脱炭または脱窒のための反
応ガスを、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示
される位置から供給することを特徴とする鉄粉の仕上げ
熱処理方法。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr） - 【請求項２】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
の１種または２種以上の熱処理を連続式移動床方式によ
り連続的に行う鉄粉の仕上げ熱処理方法において、当該
脱酸、脱炭または脱窒のための反応ガスを、原料粉層表
面からの高さＬが下記(1) 式で示される位置から供給す
ることを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理方法。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr） - 【請求項３】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
の１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処
理装置において、当該脱酸、脱炭または脱窒のための反
応ガスの供給口を、原料粉層表面からの高さＬが下記
(1) 式で示される位置に配設したことを特徴とする鉄粉
の仕上げ熱処理装置。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr） - 【請求項４】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
の１種または２種以上の熱処理を連続的に行う鉄粉の仕
上げ熱処理装置において、当該脱酸、脱炭または脱窒の
ための反応ガスの供給口を、原料粉層表面からの高さＬ
が下記(1) 式で示される位置に配設したことを特徴とす
る鉄粉の仕上げ熱処理装置。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr） - 【請求項５】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
の２種以上の熱処理を連続式移動床方式を用いて連続的
に行う鉄粉の仕上げ熱処理装置において、加熱炉の内部
が仕切り壁により２以上のゾーンに分割され、当該各ゾ
ーンに脱酸、脱炭または脱窒のための反応ガスの供給口
を、原料粉層表面からの高さＬが下記(1) 式で示される
位置に配設したことを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理装
置。 Ｌ（ｍ）≦２×Ｑ×Ｖ×10-7 ……………(1) ただし、Ｑ：ガス供給量（m3／hr）、Ｖ：ガス流速（ｍ
／hr） - 【請求項６】 各ゾーンが雰囲気ガスを排気するための
排気管を備えたことを特徴とする請求項５記載の鉄粉の
仕上げ熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7271038A JPH09111301A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7271038A JPH09111301A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111301A true JPH09111301A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17494543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7271038A Pending JPH09111301A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09111301A (ja) |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP7271038A patent/JPH09111301A/ja active Pending
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