JPS58104153A - ニツケル系合金鋼の製造法 - 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】 この発明は石炭、コークス、ピッチ、重質油等の成木質
物質を高温の溶融鉄浴中に吹込んでガス化する鉄浴ガス
化炉を用い、ニッケルマットよりニッケル系合金鋼を製
造する方法に関する。

ニッケルマットに含有されるＮｉ分の利用方法としては
、ニッケルマットを直接電解精製するマット電解法によ
って金属ニッケルを製造する方法、ニッケルマットを酸
化焙焼したのち電気炉で還元してニッケルメタルアノー
ドとしてから電解精製することにより金属ニッケルを製
造する方法、さらにはニッケルマットを流動炉またはロ
ータリーキルンで連続焙焼して酸化ニッケルとする方法
等がある。

しかし、ニッケルマットから金属ニッケルを製造する場
合には、いずれも工程が複雑で、かつ多くの電力を必要
とする欠点があり、製鋼用原料としては経済的でなかっ
た。また、ニッケルマットを焙焼して酸化ニッケルとす
る方法では、酸化ニッケルを鉄浴中に投入した際に多大
な吸熱反応を生じ、転炉での使用は溶銑率の上昇を招き
、また大量使用は不可能である。さらに、電気炉に酸化
ニッケルを投入してＮｉ鋼を製造する場合においても、
多くの電力を消費し経済的ではない。

一方、これらの方法に対してニッケルマットを直接鉄浴
中に投入する方法があるが、ニッケルマットに多量に含
有される硫黄分により作業環境を著しく悪化させ、また
排ガス中の硫黄化合物含有般の製鋼炉用としては実用的
でない。

この発明者らは、電解法や焙焼法によらずに、ニッケル
マットからニッケル系合金鋼を経済的に製造し得る方法
について種々検討を重ねた結果、鉄浴ガス化法により石
炭、コークス、ピッチ、重質油等の炭素質物質をガス化
する際に多量に熱が発生すること、および炭素質物質中
の硫黄分がガス化中に鉄浴ならびにスラグに捕捉されて
、清浄で硫黄分の少ない生成ガスが得ら口るということ
に着目し、鉄浴ガス化法によりニッケル系合金鋼を製造
し得る方法を見い出した。

以下、この発明法につい工詳述する。

質油等の炭素質物質を酸素環のガス化剤と共に吹込んで
ガス化すると同時に、ニッケルマットを前記鉄浴中に投
入し、該ニッケルマットに含有されるＮｉを該鉄浴中に
選択的に溶解せしめ、得られたニッケル系粗合金鉄に脱
硫、脱燐処理等を施しＴベースメタルとすることを特徴
とするニッケル系合金鋼の製造法である。

石炭等の鉄浴ガス化法は、ガス化反応に必要な熱を溶融
鉄によって与える方式で、高温の溶融鉄が貯えられたガ
ス化炉内に、石炭等の炭素質物質を酸素、水蒸気等のガ
ス化剤と共に吹込んでガス化する方式である。すなわち
、石炭等をガス化剤と共に溶融鉄浴中に吹込むと、鉄浴
中で石炭等炭素質物質の分解反応によりＨ，ガスの生成
とＣの溶解が起こる。鉄浴中に溶解したＣは、同時に吹
込まれる酸素と反応してＣｏガスとなるが、この時に多
量の熱め、５”、生成する。従って、ガス化中にニッケ
ルマットを投入すると、該、ニッケルマットは鉄浴中で
急速に受熱され溶融すると同時に、ＮｉとＳの分離が起
ご、す、Ｎ、ｉは鉄浴中に溶解し、Ｓは−は・。

一部が鉄浴に吸収され、大部公示スラグ中に吸収される
。

このようにして、Ｎｉ゛が鉄浴中に溶融することにより
フェロニッケルが生成し、また系内の気゛相中へはほと
んどＳが移行”せず、硫黄分の少ない清浄なガスが生成
する。

次に、こ６発明法を図面に基づいて説明する。

この発明法を実施す゛るための装置と゛しては基本的に
は第１図に示す構造のもの力よ用いられる。すなわち、
溶融鉄ｉｌｌを貯えるだ解炉（２）、石炭等炭素質物質
（３）と酸素等ガス化剤（４）を吹込むため□の非浸漬
上吹ランス（５）、粉状のニッケルマット（６）と、Ａ
ｒ。

Ｎ、　、　０．　、　ｃｏ、　　等の攪拌ガス（７）を
吹込むため・の底吹ノズル（８１、生成ガスを回収する
ための′昇降スカート（９・およびツー？　ｔ＋ｏ＋、
媒溶剤投入し−−）　１ｔ）から構成される。　　　　
　　　　　　　・　□石炭等炭素質物質と酸素等ガス化
剤を吹込む非浸漬上吹ランス（６）は、第２図に示すご
とく例□えば中心孔（ａ、　）とその周囲に多孔（ａ、
　’）を配し、中心孔（ａ、）から微粉砕した炭素質物
質（３）を、周囲の多孔（ａ、）から酸素等ガス化剤（
４）を吹出す構造のものを用いることができる。また、
ニッケルマットの投入は前記底吹ノズル（８）によらず
に、媒溶剤投入シーート（１１）より炉内に投入する方
法、あるいは粉状で非浸漬上吹ランス（５）を介して吹
込む方法をとってもよい。ニッケルマットを第２図に示
すランス（６）で吹込む場合には、あらかじめ石炭等炭
素質物質・どニッケルマットを混合し、これを中心孔（
’ａ、　”）から吹込むことができる。また、石炭、等
炭素質物質、酸素等ガス化剤およびニッケルマットを一
本のランスで吹込む場合は、第３図に示すごとく例えば
中心孔（ｂ、）とその周囲に多孔（ｂｌ）（ｂ・）が配
されたランスを用い、中心孔（ｂ、、）から粉状のニッ
ケルマットを、多孔（ｂｍ　）から微粉砕した炭素質物
質を、多孔（ｂｓ）から酸素等ガス化剤を吹込むことが
できる。

上記装置によりニッケル系合金鋼を製造する場合は、溶
解炉（２）に貯えられた温度約１２００−１４００°Ｃ
の溶融鉄浴中にランス（６）またはランス彌から、まず
石炭等炭素質物質（３）と酸素等ガス化剤（４）を吹込
んでガス化する。炉内で生成したガス（Ｈ＝、Ｃｏｔガ
ス等）は昇降スーカート（９）およびフードＵαを介し
て回収される。その後、炉内の鉄浴温度がガス化反応に
よる熱により１５００〜１６００°Ｃに達すると、底吹
ノズル（８）またはランス（５）またはランス（２５１
または媒溶剤投入口（１１１からニッケルマット（６）
を溶、融鉄浴中に添加する。炉内に投入されたニッケル
マット（６）は鉄浴中で急速に受熱され溶融すると同時
に、ＮｉとＳの分離が起こり、Ｎｉは鉄浴中に溶解し、
溶融フーロニッケルを生成し、Ｓは一部が鉄浴に吸収さ
れ、大部分がスラグ中に吸収される。従って、系内の気
相中へはほとんどＳが移行せず、硫黄分の少ない清浄な
ガスが得られる。

ニッケルマツ・トの添加速度は、排ガス処理系およびス
ラグ塩基度によって選択範囲は広いが、排ガス処理系に
脱硫設備を持たず、生成ガス中のＴ、　Ｓを３００１）
９ｆｎ以下に押え、かつスラグ生成コストを適正な竺に
するためには、的記溶解炉（２）への全硫黄分投入速度
が３０〜３５　Ｑ　−”／Ｔ−石炭以下となるように調
整することが望猿しい。この理由としては、該溶解炉（
２）への全硫黄分投入速度が３０〜３５１騎−石炭を越
えると経済的レベルのスラグ塩基度（ｌ、２〜３．０）
では、生成ガス中のＴ、Ｓの値が３００　ｐｐｍを越え
ることがあり、排ガス処理系に脱硫設備を設ける必要性
がでてくることがあげられる。

石炭等炭素質物質（３）のガス化中にニッケルマット（
６）を溶解炉（２）に投入し°Ｃ１なお今剰熱が大量に
生成し鉄浴温度が上昇する場合には、非浸漬上吹ランス
（１１）または□□□、または底吹ノズル（８１より水
蒸気を吹込んだり、鉄浴中にスクラップあるいは金属鉱
石または／および金属酸化物を投入することができる。

なお、溶解炉（？）における石炭等炭素質物質（３）の
ガス化においては、該炭素質物質（３）ヲ炉底のガス吹
込みノズル（８）から、酸素等のガス化剤（４）を非浸
漬上吹ランス（１１１または（２〜から吹込む方法や、
炭素質、− とはいうまでもなＱ）９゜□ 続いて、溶解炉（２１Ｆ”３の溶融ニッケル合金鉄をベ
ースメタルとし、こ−れを脱硫、脱燐、脱炭処理して含
ニツケル鋼を製造する。なお、溶融ニッケル合金鉄は、
そのまま鋳鉄機にかけて）、ロニッケルとして使用する
ことができる。

次に、この発明の実施例について説明する。

〔実施例〕

第１図に示す構造の７０トン溶解炉に第１表に示す組成
を有する温度１３５０’Ｃの溶銑７０トンを貯え、第３
図に示す構造の非浸漬上吹多孔ランスを用い酸素吹錬を
実施した。そして、鉄浴温度が１５３０″Ｃに達したと
ころで第２表に示す組成の石炭粉と酸素および水蒸気を
それぞれ１７．５　Ｔ／Ｈｒ　１９０００　Ｎｄ１Ｈｒ
、　２４００ｋｇ／Ｈｒ吹込んだ。これと同時に、底吹
ノズルより第３表に示す組成を有する微粉状のニッケル
マットの吹込みを開始した。ニッケルマットの吹込み量
は鉄浴温度の変化を見ながら増減させたが、平均的には
約１３００　＃／）（ｒ吹込んだ。なお、媒溶剤はスラ
グ塩基度が２．０〜３．０程度になるように適宜添加し
た。スラグの生成量大になったところでガス化、ニッケ
ルマット吹込みを中断し除滓を実施した。ニッケルマッ
ト吹込み開始後、約８時間経過した時点で酸素、石炭、
水蒸気、ニッケルマットの吹込みを停止し、除滓した後
炉底吹込みノズルよりンーダ灰粉を吹込み脱硫処理を行
なった。次いで、溶解炉から約１４３０°Ｃで出湯した
粗金金鉄を転炉にて脱炭、脱燐精錬し、出鋼、成分−整
後、さらに゛合成フラックス吹込みにより取鍋内税°硫
処理を実施した。　　゛本実腕側における溶銑および溶
鋼の成分と温度推移を第４表に、石炭ガス化中の生成ガ
ス組成を第５表にそれぞれ示す。

第４表よ゛り明ξ−かがごとく、＝・ケル〜・トを直接
鉄浴中に投入してニッケル系合金鉄または／およびＮｉ
含有鋼を経済的に製造することができた。

さらに、硫黄分の少な一清浄なガスも同時に侮られた。

第１表　溶銑成分（％） 第２１Ｉ　　石炭組成（９６） ｆｓａ表　ニッケルマット組成（饅） １４表　溶銑および溶鋼の成分、温度推−ｍＳ表　生成
ガスの組成（代表例）

【図面の簡単な説明】

第１図は仁の鋤゛明法を実施するための設備の−、：’
、ｌ、ｌ’。 例を示す概略図、”１ｊ２図および第３図は同上設備に
おける非浸漬上吹ランスの構造例を示す底面図である。 図中、１・・・溶融鉄、２・・・溶解炉、３・・・石炭
等炭素質物質、４・・・竣素等ガス化剤、５．２５・・
・非浸漬ランス、６・・・ニッケルマット、７・・・底
竺カス、８・・・底吹ノズル、９・・・昇降スカート％
　１０・・・フード。 １１・・・Ｖ＆溶剤投入シ！−）、１２・・・スラグ％
　”ｌ　ｔ　ｂｌ・・・中心孔、　ａ、、　ｂ、、ｂ、
・・・多孔。 出願人　　住友金属工業株式会社 代理人　　　押　　　１）　　！ｋ　　　ｋ　・・１第
１頁の続き ０発　明　者　福田充一部 東京都千代田区丸の内１丁目３ 番２号住友金属工業株式会社内 ０発　明　者　姉崎正治 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番 地住友金属工業株式会社鹿島製 鉄屑内 ０発　明　者　松尾亨 尼崎市西長洲本通１丁目３番地 住友金属工業株式会社中央技術 研究所内 ０発　明　者　増田誠− 尼崎市西長洲本通１丁目３番地 住友金属工業株式会社中央技術 研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶解炉に相当量の溶融鉄を貯え、該溶融鉄浴中に石炭、
   コークス、ピッチ、重質油等の炭素質物質を酸素等のガ
   ス化剤とともに吹込んでガス化すると同時に、ニッケル
   マットを前記鉄浴中に投入し、該ニッケルマットに含有
   されるＮｉを該鉄浴中に選択的に溶解せしめ、得られた
   ニッケル系粗合金鉄に脱硫、脱燐処理等を施してベース
   メタルとすることを特徴とするニッケル系合金鋼の製造
   法。