JPS58117852A - フエロクロム製造方法及び装置 - Google Patents

フエロクロム製造方法及び装置

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JPS58117852A
JPS58117852A JP21133981A JP21133981A JPS58117852A JP S58117852 A JPS58117852 A JP S58117852A JP 21133981 A JP21133981 A JP 21133981A JP 21133981 A JP21133981 A JP 21133981A JP S58117852 A JPS58117852 A JP S58117852A
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JP
Japan
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coke
chromium ore
packed bed
furnace body
bed
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Pending
Application number
JP21133981A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Yamaoka
山岡 秀行
Michiharu Hatano
羽田野 道春
Tomio Miyazaki
宮崎 富夫
Teruhisa Shimoda
下田 輝久
Koji Oki
沖 宏治
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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】 本発明は電気炉によらないフェロクロムの製造方法及び
装置に関する。
従来フェロクロムの製造は、クロム鉱石の還元温度が高
くまたフェロクロムの融点(1560〜1620℃)が
高いために高温が必要とされ、電気炉による方法が一般
にとられてきた。
高炉法による方法もかつて初期段階で試みられたことが
あるが、フェロクロムの製造に必要な1600℃以上の
高温域を羽口近傍のごく一部の領域にしか形成すること
かできす、フェロクロムの製造には不適当とされている
しかしながら、電気炉法では電力原単位が約4000 
Kwh/ tonと多くコスト高になるので、エネルギ
ーコスト低涯のため電気ヲ掬いないフェロクロム製造法
が期待されている。
本発明は、上述の課題に応えることを目的とし、即ち、
酸素と石炭、コークス、重油、天然ガス等の炭素と水素
を主成分とする燃料とにより炉内に高温の還元性ガス全
発生せしめて、クロム鉱石を加熱溶解しコークス充填場
を滴下する間に還元すると共に、還元性ガスを回収する
ものであり、そのための装kをも提供する。
本発明のフェロクロム製造方法(第1の方法)は、内部
にガスと溶融金属及び溶滓とが向流で通過できる空隙を
備えその上部に未溶融のクロム鉱石を保持するコークス
充填場の下部において酸素と必要に応じ水蒸気とにより
炭素及び水素を主成分とする燃料を燃焼ガス化して一酸
化炭素と水素を主成分とする還元性高温ガスを生成させ
、該高温ガスを前記コークス充填層内を上昇せしめて前
記クロム鉱石を加熱昇温、溶解させた後炉体上部から回
収すると共に、溶融フェロクロム及び滓を上昇高温ガス
と向流で前記コークス充填層内で滴下させ、滴下の過程
で溶滓中の金属酸化物をコークスにより還元し生成した
浴融フェロクロム及び滓をコークス充填層下部に収集し
て抽出うるものである。
さらに、本発明は、第2の方法として上記方法に対し、
コークス充填層の下部外周部において酸素と必要に応じ
水蒸気とにより、該コークス充填層の下部外周部へ装入
及び必要に応じ羽口吹込された燃料を燃焼ガス化する方
法を提供了る。
本発明のフェロクロム製造装置(第1の装置)は、炉体
上部にクロムに石、軸原料及びコークスを装入するため
の装入口及びガス取出ロ′!!−備え、炉体下部に出湯
滓口金備え、炉体中央部にガスと溶融金属及び溶滓とが
自流で通過でさる空隙を有しその上部に未溶融のクロム
鉱石を保持するコークス充填層を備え、該コークス充填
層の下部外周の炉体側壁に酸素及び必要により炭素と水
素を主成分とする燃料を吹込む羽目を備え、該小口前方
に燃焼室を形成して炉全構成し、該炉内において、該コ
ークス充填場の上方に該装入口から装入されたクロム鉱
石、副原料及びコークスの充填層から成る溶解部と、炉
体下部に溶融フェロクロム湯溜りを形成して成る。
本発明は、第2の装置として上記の炉の構成に対し、さ
らに羽目の上方に固形燃料装入口を備え、羽目前方かつ
該コークス充填層外周部に燃焼室を形成して炉を構成し
たものを提供する。
以下本発明について詳述する。
第1の方法及び装置 本発明において、前記第1の方法は前記第1の装置を用
いて行う。第1図は第1の装置の一実施例を示し、上部
径小部と下部径大部とから成る炉体1を有し、炉頂にク
ロム鉱石、コークス、副原料等の装入口2とガス取出口
3を備え、下部に出湯口5a、出滓口5bを備え、径大
部側壁に酸素、及び必要により燃料、水蒸気、造滓剤等
を吹込むための小口4を適当数備えて成る。炉体1の内
部には中央部にコークス充填層すがあり、その上にクロ
ム鉱石及び砕石、石灰石等の造滓剤等の副原料、コーク
スから成るクロム鉱石充填層(溶解層)aがあり、コー
クス充填層すの下部は溶滓層C及び湯溜シd(溶融フェ
ロクロム&)となる。
コークス充填層すの1部、好ましくはその周縁部には燃
焼室eが夫々小口4の前方に形成されている。この燃焼
室eは、コークス充填層すの1音すが室壁をなしており
、ここで生じたガス(はコークス充*鳥すの空隙を通っ
て上昇する。この燃焼室eへの燃料及び酸素は羽口4が
ら吹込まれるが燃焼室eのコークス壁も消耗する。この
燃焼室eでは酸素により炭素及び水素金主成分とする燃
料が燃焼ガス化され、高温を発生すると共に高温の還元
性ガス、即ち一酸化炭素及び水素を主成分とするガスが
生成する。この除虫ずるガスfi1800〜2400℃
以上になり、コークス充填層すを上昇しつつコークス充
填NIbをその顕熱によりカ1熱して、クロム鉱石充填
層即ち溶解部aを通って加熱、溶解を凡そ1650℃以
上の温度にて行う。そこで生成したクロム鉱石浴融物は
コークスを伝って滴下の際高温の還元性ガスと向流で熱
交換され、コークスにより還元されると共に、浴湯は浸
炭される。このようにして生成するフエaりaム溶湯は
、炉底の湯溜bdに貯留され出湯口5aから抽出され、
溶滓Cは適宜出滓口5bから排出される。
副原料としての砕石はコークスにより還元されSiとな
り、さらに酸化クロムを還元して5i(hとなって滓と
して滴下する。
ここに用いる炭素及び水素を主成分とする燃料は、石炭
、コークス等の固形燃料、重油、タール等の液体燃料、
天然ガス等の気体燃料を包含し、これらの混焼であって
もよい。好ましくは、羽口吹込可能な形として燃料は酸
素と共に羽目から吹込む。必要に応じて、羽口4から水
蒸気11を吹込んで温度調節する。本方法の特長として
、石炭、コークス等の固形化石燃料の有利な使用があり
、この場合、好ましくは微粉炭等のように粉末化して吹
込む。
コークス充*rtitbは、上昇ガスと滴下する溶湯及
び溶滓とを向流で通すに十分な空隙を有しかつ、上方の
装入物充填場(溶解部a)を保持する役割を有する。コ
ークス充填mbの下部は、この目的のため、所定の径の
中心部が燃焼室eの前方にあり、また高温のガスとの熱
交換が行われるので加熱部としての機能をも南する。
クロム鉱石を加熱、溶解した後瞳元性ガスはなお還元性
を保持する一酸化炭素及び水素を主成分としたガスとし
て回収され、以降の任意の工程に、還元ガス、燃料ガス
、原料ガス等として有利例使用できる。この回収ガスの
組成は、燃料として石炭(微粉炭羽口吹込)を用いた場
合、凡そC060〜75チ、 CO25%以下、H22
5〜35%+ N21チであるが、燃料に従い多少変動
する。
酸素としては、0290%以上のものがより、0296
〜97%の工業用酸素が好ましい。0部濃度の低いもの
は、N2%により稀釈され回収ガス中のN2等の濃度が
高くなり、還元性ガスとしては稀釈化されることになシ
好ましくない。酸素は常温でもよいが、必要に応じ予熱
して用いる。
コークスとしては、通常粒度30關程度以上の塊状のも
のを用い、半乾角コークスその他、強度の低いコークス
を用いることもてきる。
なお、炉頂から装入する副原料は、砕石、ぞの細石灰石
等の造滓剤である。石炭中に含まれるSは、滓により脱
硫されて、フェロクロム中のSは0.03%以下となる
。得られるフェロクロムの組成は使用鉱石によって基本
的に規定されるが、炭素は5〜9%、Siは2〜4チ程
度の高炭素フェロクロムを得ることができる。
この第1の方法においての諸元は、−例として第1表の
通りである。
第  1  表 得られるフェロクロムの組成は、クロム鉱石として上部
のクロム鉱石を用XAた場合、Cr約62%。
Fe27.3 % 、 C8−2% 、 Si 2 %
である。
本発明の第2の方法は、好ましくは第2の装置(第2図
)を用いて実施される。第2の方法においては、燃料と
して主として石炭、コークス等の固形燃料を用い、コー
クス充填4bのコークス(即ちクロム鉱石の還元に喪す
るコークス)とは別に、羽口前の燃焼室eに、羽口4の
上方に配した燃料装入口6から直接固形燃料14を装入
して、(好ましくは固形燃料充填層fを形成しその中に
燃焼室eを形成し、)コークス充填bbのコークスの消
耗を軽減し、コークス滞留時間をより長くすることによ
り、コークス充填N4bの上部及び溶解部aの温度を1
650℃以上にすることができる。この点、従来の高炉
法の欠点、卯ち、羽口前でコークスの燃焼を維持するた
め、炉須装入コークスが羽口前に早く降下して燃焼消耗
してコークスの炉内滞貿時間が短かく(約8〜1ohr
)、その結果必要な高温域が羽]]近傍の部分にしか得
られないという欠点に対し、本発明は、燃料を羽口前に
直接供給することにより、この欠点を基本的に解消して
いる。第1の方法においても、この点については羽口か
らの酸素及び微粉炭等の燃料の吹込みにより、上記欠点
は大きく軽減されている。
第2の方法にもどると、この場合には、羽口からは酸素
9(必須)の他、必要に応じ、燃料10、造滓剤、水蒸
気11等が吹込まれる。水蒸気11は燃焼室の温度の過
度の上昇を防ぎ、燃焼室eの壁(コークス、石炭等)を
保護すると共に、生成ガスのH2分の増大に資する。
羽口上方の羽口上装入口6から固形燃料14として石炭
を装入する場合、必要に応じ羽口上装入口6からも石灰
石等の造滓剤を装入或いは羽口4から石灰石粉等の造滓
剤を吹込んで滓の流動性、塩基度を調節し、又必要に応
じ水蒸気11を装入口6から吹込み石炭の棚吊シ(装入
口6の炉内側)の防止を行う。
炉内圧力は凡そ3〜5に97m、好ましくは約5に9/
−に保持され、フェロクロム生産性の向上と、回収ガス
利用時の便宜全図る。
クロム鉱石としてはブリケット鉱、焼結鉱、ベレット等
いずれも使用可能である。溶解部のクロム鉱、副原料及
びコークスは層状装入(好適)、混合装入等いずれも可
能である。還元剤及びコークス充填層の消耗の補給とし
て装入口2から装入するコークスは低灰分、高反応性の
ものが好ましいが、灰分15%程度の低品位コークスの
使用もできる。なお、燃焼室に供給される燃料としては
石炭100チも可能である。
また、羽口からは、硼砂なとを同時に吹込み、燃焼室か
ら前方かつ上方のコークス充填層すにおける高温コーク
スによりS 1C)z k還元しSiを生成させ溶湯に
混入せしめることにより、クロム酸化物をSiにより還
元し、併せてスラグの流動性を高めることができる。(
この意力1の方法についても同じ) 本方法でガス取出口3からの回収ガス12は、圧力約2
〜4 K9/ca、カロリー約250 L) KaU/
Nm”である。
本方法に従って、クロム鉱石として、CrzO348,
6% 、 FeO18−1%のものを用い、造滓剤とし
て石灰石と砂石を用い、還元剤用コークスとして、固定
炭素90チ9粒度20〜40%のものを用い、燃料用石
炭として固定炭素52%、揮発分30%。
灰分15%9粒度50X以下のものを用いて操業した場
合お\むね第1表の諸元に従う。
第1表の諸元の場合副生ずる回収ガスは900〜950
℃、組成は圧力約4 Kf/m、 co 66チ。
CO28%、H225%、 N2 り1チ である。
以上詳述の通り、本発明によれば、電気炉を用いること
なく、フェロクロムを製造することができると共に、副
生ガスとして、有用な還元性のものを回収することによ
り、フェロクロムの製造コストヲ大幅に低減できると共
に高シリコンのフェロクロムが容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例(第1の方法及び炉)を示
す略縦断面図、 第2図は第2の実施例(第2の方法及び炉)1−示す略
縦断面図を、夫々示す。 1・・・炉体、2・・・炉須装入口、3・ガス取出口、
4・・・羽口、5a・・・出湯口、5b・・・出滓口、
6・燃料装入口、7・・・クロム鉱石、8・・副原料、
9・酸素、10・・・微粉炭、11・・・水蒸気、12
・・・回収ガス、13・・・副原料、14 固形燃料、
a・・溶融部、b・・・コークス充填層、C・・溶滓、
d ・溶湯、e・・燃焼室、f・・・固形燃料充填層。 出願人  住友金員工業株式会社 代理人  弁理士 加 藤 朝 道 第1図 387 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)内部にガスと溶融金属及び溶滓とが向流で通過でき
    る空隙を備えその上部に未溶融のクロム鉱石を保持する
    コークス充填層の下部において酸素と必要に応じ水蒸気
    とにより炭素及び水素を主成分とする燃料を燃焼ガス化
    して一酸化炭素と水素を主成分とする還元性高温ガスを
    生成させ、該高温ガスを前記コークス充填層内を上昇せ
    しめて前記クロム鉱石を加熱昇温、溶解させた後炉体上
    部から回収すると共に、溶融クロム鉱石を上昇高温ガス
    と向流で前記コークス充填層内で滴下させ、滴下の過程
    でコークスによシ還元し生成した溶融フェロクロム及び
    滓をコークス充填層下部に収集して抽出することを特徴
    とするフェロクロム製造方法。 2)内部にガスと溶融金属及び溶滓とが向流で通過でき
    る空隙を備えその上部に未溶融のクロム鉱石を保持する
    コークス充填層の下部外周部において酸素と必要に応じ
    水蒸気と、により該下部外周部へ装入及び必要に応じ羽
    口吹込された炭素及び水素を主成分とする燃料を燃焼ガ
    ス化して一酸化炭素と水素を主成分とする還元性高温ガ
    ゛スを生成させ、該高温ガスを前記コークス充填層内を
    上昇せしめて前記クロム鉱石を加熱昇温、溶解させた後
    炉体上部から回収すると共に、溶融クロム鉱石を上昇高
    温ガスと向流で前記コークス充填層内で滴下させ、滴下
    の過程でコークスにより還元し、生成した溶融フェロク
    ロム及び滓をコークス充填層下部に収集して抽出するこ
    とを特徴とするフェロクロムの製造方法。 3)炉体上部にクロム鉱石、副原料及びコークスを装入
    するための装入口及びガス取出口を備え、炉体下部に出
    湯滓口を備え、炉体中央部にガスと溶融全極及び溶滓と
    が向流で通過できる空隙を有しその上部に未溶融のクロ
    ム鉱石を保持するコークス充填/iIを備え、該コーク
    ス充填層の下部炉体側壁に酸素及び必要により炭素と水
    素を主成分とする燃料を吹込む羽口を備え、該羽口前方
    に燃焼室を形成して炉を構成し、該炉内において、該コ
    ークス充填層の上方に該装入口から装入されたクロム鉱
    石、副原料及びコークスの充填層から成る溶解部と、炉
    体下部に溶融フェロクロム湯溜りを形成して成る、フェ
    ロクロム製造装置。 4)炉体上部にクロム鉱石、副原料及びコークスを装入
    するための装入口及びガス取出口を備え炉体下部に出鳴
    −口を備え、炉体中央部にガスと溶融金属及び溶滓とが
    向流で通過できる空隙を有しその上部に未溶融のクロム
    鉱石を保持するコークス充填N1を備え、該コークス充
    填層の下部炉体側壁に酸素及び必要により炭素と水素を
    主成分とする燃料を吹込む羽口金偏え、該羽口の上方に
    固形燃料装入口を備え、該羽口前方かつ該コークス充填
    層外周部に燃焼室を形成して炉を構成し、該炉内におい
    て、該コークス充tt14層の上方に該装入口から装入
    されたクロム鉱石、両原料及びコークスの充填層から成
    る溶解部と、炉体下部に溶融フェロクロム湯溜りを形成
    して成るフェロクロム製造装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0779373A1 (en) * 1995-12-14 1997-06-18 Armco Inc. Method for direct use of chromite ore in the production of stainless steel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0779373A1 (en) * 1995-12-14 1997-06-18 Armco Inc. Method for direct use of chromite ore in the production of stainless steel
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