JPS5989751A - フエロクロムの製造方法 - Google Patents

フエロクロムの製造方法

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JPS5989751A
JPS5989751A JP19903782A JP19903782A JPS5989751A JP S5989751 A JPS5989751 A JP S5989751A JP 19903782 A JP19903782 A JP 19903782A JP 19903782 A JP19903782 A JP 19903782A JP S5989751 A JPS5989751 A JP S5989751A
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Tsutomu Fukushima
福島 勤
Kiyoshi Kawasaki
清 川崎
Sadayuki Sasaki
佐々木 貞行
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Nippon Kokan 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】 この発明は、回転炉を用いてクロム鉱石を溶融還元しフ
ェロクロムを製造するフェロクロムの製造方法に関する
ものである。
従来、フェロクロムの製造は、クロム鉱石をコークス等
の還元剤および石灰石等の造滓剤と共に電気炉に装入し
、電気炉精錬によって行なっていたため、精錬に大量の
電力を消費することになシ、省資源および経済性の観点
から重大な問題とされていた。
本発明者等は、上述した問題を解決し、従来の電気炉精
錬に代るフェロクロムの製造法を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、回転炉を用いてクロム鉱石を溶融還元しフ
ェロクロムを製造する方法を発明し、特許出願(特願昭
56−112936号ほか)を行なった。
この方法は、炉の軸心が水平または緩傾斜の回転炉内へ
クロム鉱石を還元剤および造滓剤と共に供給し、これに
酸素または酸素富化空気を吹込むことによシフロム鉱石
を溶融、還元する一方、前記回転炉から排出された高温
め一排ガスをロータリキルンに導キ、ロータリキルン内
において前記回転炉に供給するクロム鉱石を予熱するも
のである。
この方法によれば、精錬に大量の高価な電力を使用する
ことなくフェロクロムを経済的に製造し得る。
本発明者等は、上述した方法でiZラッチ式によシフエ
ロクロムを製造するに当り、回転炉の内張シ耐大物の溶
損量が少なくて、メタルを高率で回収し得る経済的な操
業方法について研究を行なった。
回転炉内におけるフェロクロムの精錬過程ば、これ全パ
ッチ式で操業した場合、炉内に供給された原料の状態か
ら次の3段階に区別される。
(イ)溶解期 精錬初期であって、原料の溶解と、その一部が還元する
時期。
(ロ)溶融還元期 精錬中期であって、原料の未溶層相の溶解と、還元が終
了する時期。
(ハ)分離期 精錬末期であって、スラグ中に懸濁しているメタル粒子
が分離沈降してその塊状化が図られる時期。
本発明者等の研究によると、上記各期における精錬を耐
火物の溶損金押え、安定して効率的に行なうためには、
スラグの組成を上記各期の特性に応じて、下記によシ適
切に制御する必要のあることがわかった。
(イ)溶解期 炉内に供給される原料を、第1図の回転炉昇温パターン
に示す如く原料が最適溶解温度である1500〜160
0℃で溶解し、かつ溶解時の耐火物の溶損を押え、更に
造滓剤添加量ができるだけ少量で済む組成となるように
配合する。
(ロ)溶融還元期 炉内溶融スラグの組成を、耐火物の溶損を押えてかつ安
定した操業を行なうため、スラグにある程度の流動性が
保たれるように調整する。
(ハ) 分離期 炉内溶融スラグの組成を、メタルとスラグとの分離が良
好に行なわれ、かつメタル中のS量が低減されるように
調整する。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、 炉の軸心が水平または緩傾斜の回転炉内へ、クロム鉱石
を還元剤および造滓剤と共に供給し、これに酸素を吹込
むことによシフロム鉱石を溶融還元してパッチ方式によ
シフエロクロムを製造するフェロクロムの製造方法にお
いて、 その操業条件を、溶解期と溶融還元期とメタル・スラグ
分離期とに区分し、前記溶解期においては、炉内に供給
される原料を、CaO、5i02 、滝01AtzO3
の4元系状態図上の液相温度と溶解温度との差が、(−
50℃)〜(+250℃)の範囲内で、かつ、その塩基
度が1.3〜2.0の範囲内となる配合組成となし、前
記溶融還元期においては、〜(+400℃)の範囲内と
なるようにMgO系とCaO系の造滓剤’jr MgO
/ CaOが80/20〜20/80の比率で添加して
調整し、かくして、前記メタル・スラグ分離期における
炉内溶融スラグの塩基度を、1.3〜2.0の範囲内に
保たせて操業することに特徴を有するものである。
次に、この発明における操業条件を上述のように限定し
た理由について説明する。 ′(イ)溶解期 第1表は、原料の融点即ち溶解温間と、その温度に溶解
させるために必要なスラグ成分の原料配合組成および造
滓剤の添加量を示したもので、第2表はそのときのクロ
ム鉱石に含まれる脈石主成分中のCaO、5i02. 
MgOおよびAt203 の含有量と最終スラグにおけ
る前記成分の含有量である。
第1表かられかるように、原料の溶解温度が1、500
℃未満となる原料配合組成にすると、造滓剤の添加量が
多量となり、その結果、第2図の原料溶解温度と造滓剤
量、耐火物溶損量および溶解時の必要熱量との関係を示
すグラフかられかるように、耐火物の溶損量が大となシ
、かつ、造滓 應剤の溶解熱量も増加する。     
      8一方、原料の溶解温度が1600℃を超
える原料配合組成にすると、第2図かられかるように耐
 綜大物の溶損量が再び犬になる。更に、原料の溶解温
度が1600’cを超える原料配合組成にすると第3図
の温度別原料溶解状態および排ガス組成変化状態図から
れかるように、炉内における団鉱状態が長時間となるた
め、原料の溶解に長時間を要し、02効率が低くかつ必
要エネルギーが多くなる、従って、炉内へ供給される原
料は、その融点即ち溶解温度が1500〜1600℃と
なるような配合組成とすべきである。
上述したように、原料を1500〜1600℃で溶解さ
せるためには、その配合組成を、第4図に示したCaO
、SiO+ 、 MgO、AtzOsの4元系状態図上
の液相温度と溶解温度との差(状態図上液相温度−溶解
温度)が(−50℃)〜(+250℃)の範囲内とする
ことが必要である。
即ち、第5図に示した4元系状態図上の液相温度および
溶解温度と原料溶解状態の関係図かられかるように、状
態図上液相温度とスラグ相温度との差が一50℃を超え
て多くなると耐火物の溶損が大となり、一方上記温度差
が+25014−超えて多くなると原料が溶解しにくく
なシ、かつ溶融物の流動性が悪く、操業の安定性が欠け
る問題が生ずる。なお同図において1点鎖線は、状態図
上の液相温度と溶解温度とが一致する線を示す。
また、原料中のスラグ分の塩基度(CaO/5iO2)
は、1.3〜2.0の範囲内にすることが必要である。
即ち、第6図に示した原料溶解時におけるスラグの塩基
度と耐火物溶損量、造滓剤添加量、および耐火物と造滓
剤の合計費用との関係図かられかるように、上記塩基度
が1.3未満の場合は造滓剤添加量は少ないが、耐火物
溶損量が大になるため、耐火物と造滓剤の合計費用は増
加する。一方、上記塩基度が2.0ヲ超えると、耐火物
溶損量は小であるが、造滓剤添加量が多くなるため、耐
火物と造滓剤の合計費用は増加する。
第3表は原料配合組成の塩基度と造滓剤添加量との関係
を示す表で、同表からも塩基度が2.0ヲ超えると造滓
剤添加量の多くなることがわかる。
(ロ)溶融還元期 溶融還元期においては、炉の昇温段階での炉内溶融スラ
グ全、CaO、5in2. MgO、AtzOsの4元
系状態図上の液相温度と溶解温度との差(状態図上液相
温度−溶解温度)が(−50℃)〜(+400℃)の範
囲内に保たれる組成にすることが必要である。
第7図は、上記状態図上の液相温度と溶解温度との差と
、スラグ粘度およびスラグ中のMgO含有率増加量との
関係を示すグラフで、同図かられかるように、状態図上
液相温度と溶解温度との差が−50℃を超えて多くなる
と、スラグ中のMgO含有率即ち耐火物の溶損量が増大
(7、一方、上記温度差が+4(JO℃金超えて多くな
ると、スラグの粘度が大となシその流−動性が悪化する
スラグ組成を上述した範囲内となるように調整するには
、石灰石、ドロマイト、マグネシア等のMgO系とCa
O系の造滓剤を、第4図に示す如く、MgO/CaOが
80/20〜20/80 の比率となるように適宜組合
わせて炉内に添加する。この造滓剤の■遂0/CaOが
80/20  を超えると造滓剤の溶解が困難となり、
一方、MgO/CaOが20/80未満であるとMgO
含有率の低下により耐火物の溶損が大となる。
(ハ)分離期 分離期における最終スラグの塩基度は、1.3〜2.0
の範囲内にすることが必要である。即ち、第8図に示し
たスラグ塩基度とメタル中のS量との関係図かられかる
ように、上記塩基度が1゜3未満ではメタル中の8分の
含有量が多く、一方、上記塩基度が2.0 ′fr、超
えると、スラグとメタルの分離が悪くなり、メタル回収
率が低下する。
次に、この発明を実施例に基づいて説明する。
内径1m、長さ1.5mで、マグネシアクロム耐火物が
500 mmの厚さで内張シされている水平に対し20
°傾斜し、毎分8回転の速度で回転する回転炉を使用し
て、高炭素フェロクロムを製造した。
先づ上記回転炉に、原料として500 ’CK予熱され
たクロム鉱石、造滓剤および還元剤を下記第4表のよう
に供給した。
第  4  表 そして炉内の上記原料に対して、炉口から挿入した水冷
ランスにより酸素を第9図の精錬パターン図に示すよう
に吹付けた。その結果原料は、吹伺けを開始してから3
0分後には160.01:に達して溶解した。溶解直後
にスラグを採取して分析したところ、その成分組成は第
5表の通シであった。
原料の溶解に先立ち、吹錬開始から約10分後に炉内に
コークスk 10 ky/min  の速度で約20分
間にわたシ添加し、この添加コークスによって、スラグ
の表面上に一定の厚さのコークス層を形成せしめた。
原料の溶解後に、焼成ドロマイトとマグネシアクリンカ
とが3=2の割合で混合された造滓剤を、第8図に示す
ようなパターンで10 kq/min の速度で添加し
、スラグの組成を調整した。その結果、スラグの成分組
成は第9図に示すようにコントロールされた。
吹錬を開始して約55分後にスラグの温度は1700℃
に達した。そこで造滓剤の添加を止め、炉の回転数を3
 r、p、mに下げて炉内の溶湯の沈静化を行なった。
そして、吹錬開始後約70分で吹錬を終了し出湯した。
出湯時のスラグ温度は1700℃であシ、メタルおよび
スラグの重量および成分組成は第6表および第7表に示
す通υであった。
第  6  表 第  7  表 なお、炉内の耐火物溶損量は48に2であった。
以上述べたように、この発明方法により回転炉を用いて
クロム鉱石をパッチ方式により溶融還元しフェロクロム
を製造するときは、耐火物の溶損量が少なく、メタルを
高率で回収し得る上、造滓剤の添加量も少量で済み、S
含有量が低い優れた品質ノ7エロクロムを安定して製造
し得る等、工業上優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は回転炉の昇温・ぐターンを示す図、第2図は原
料溶解温度と造滓剤量、耐火物溶損量および溶解熱量と
の関係を示すグラフ、第3図は精錬過程における排ガス
組成の状態図、第゛4図はCab。 5iOz r MgO+ A40a  の4元系状態図
、第5図は4元系状態図上の液相温度およびスラグ相温
度と原料溶解状態の関係を示す図、第6図は溶解時にお
けるスラグの塩基度と耐火物溶損量および造滓剤添加量
等との関係を示すグラフ、第7図は状態図上の液相温度
とスラグ温度との差と、スラグ粘度およびスラグ中のM
gO含有率増加量との関係を示すグラフ、第8図はスラ
グ塩基度とメタル中のS量との関係を示す図、第9図は
この発明の一実施例全示す吹錬パターン図である。 出願人  日本鋼管株式会社 代理人  潮 谷 奈津、夫 (他2名)第7図 (溶解温度) ΔT ’C−(状態図上液相温度−溶解温度)第8図 (CQO)/ (St02) KIDT:>響貰寅

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 炉の軸心が水平または緩傾斜の回転炉内へ、クロム鉱石
    を還元剤および造滓剤と共に供給し、これに酸素を吹込
    むことによシフロム鉱石を溶融還元してバッチ方式によ
    シフエロクロムを製造するフェロクロムの製造方法にお
    いて、 その操業条件を、溶解期と溶融還元期とメタル・スラグ
    分離期とに区分し、前記溶解期においては、炉内に供給
    される原料を、CaO+ 5i(h +MgCLA74
    03の4元系状態図上の液相温度と溶解温度との差が、
    (−50℃)〜(+250℃)の範囲内で、かつ、その
    塩基度が1.3〜2.0の範囲内となる配合組成となし
    、前記溶融還元期においては、炉内溶融スラグの組成を
    、前記4元系状態図上の液相温度と溶解温度との差が、
    (−50℃)〜(+400℃)の範囲内となるように、
    MgO系とCaO系の造滓剤をMgO/ CaOが80
    /20〜20/80の比率で添加して調整し、かくして
    、前記メタル・スラグ分離期における炉内溶融スラグの
    塩基度を、1.3〜2.0の範囲内に保たせて操業する
    ことを特徴とするフェロクロムの製造方法。
JP19903782A 1982-11-15 1982-11-15 フエロクロムの製造方法 Granted JPS5989751A (ja)

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JPS6214209B2 JPS6214209B2 (ja) 1987-04-01

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62238349A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Sumitomo Metal Ind Ltd クロム含有溶鉄の製造方法
WO2021010311A1 (ja) * 2019-07-12 2021-01-21 Jfeマテリアル株式会社 低炭素フェロクロムの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62238349A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Sumitomo Metal Ind Ltd クロム含有溶鉄の製造方法
WO2021010311A1 (ja) * 2019-07-12 2021-01-21 Jfeマテリアル株式会社 低炭素フェロクロムの製造方法
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