JPS60197830A - Production of boron alloy - Google Patents

Production of boron alloy

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JPS60197830A
JPS60197830A JP5100584A JP5100584A JPS60197830A JP S60197830 A JPS60197830 A JP S60197830A JP 5100584 A JP5100584 A JP 5100584A JP 5100584 A JP5100584 A JP 5100584A JP S60197830 A JPS60197830 A JP S60197830A
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JP
Japan
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boron alloy
boron
content
alloy
reaction
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Application number
JP5100584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Kamaya
釜谷 俊夫
Kenzaburo Takano
高野 健三郎
Kazumi Oota
太田 一身
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60197830A publication Critical patent/JPS60197830A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable production of a low-carbon B alloy contg. Al and S at a smaller rate by subjecting the melt of Fe-B or Co-B produced from boric anhydride, etc. as a raw material by a thermit method to oxidation refining by a specific oxidizing agent. CONSTITUTION:A mixture 6 composed of boric anhydride, iron oxide (cobalt oxide) and calcined lime is placed in the bottom of a thermit furnace 1 and is heated to melt by a burner 7. The molten mixture is cooled to solidify. The thermit raw material obtd. by mixing boric anhydride, iron oxide (cobalt oxide) and Al which is a reducing agent at 105-130% of theoretical amt. respectively in the form of powder and mixing further calcined lime which is a slag forming agent and sodium chlorate which is combustion assistant is charged thereonto. The mixture is ignited to induce a thermit reaction and Fe-B(Co-B) is manufactured. The oxidizing agent in the furnace bottom is melted by the heat generated by said reaction and the Al and S in the molten metal is oxidized away while the molten oxidizing agent ascends in the molten Fe-B(Co-B). The molten metal is otherwise replaced several times into another vessel where de-Al and de-S reaction is thoroughly accelerated to produce a B alloy contg. Al and S at a smaller rate.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は非晶質合金や焼結合金等に使用される低アルミ
ニウム含有のフェロボロン、コバルトボロン等のテルミ
ット法によるボロン合金の製造方法に関するものである
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for producing boron alloys such as low aluminum-containing ferroboron and cobalt boron by the thermite process, which are used in amorphous alloys and sintered alloys. be.

〔従来技術〕[Prior art]

一般に鉄鋼用添加剤としてフェロボロン、コバルトボロ
ン等のボロン合金が使用される。これらボロン合金のう
ち通常鉄餉用添加剤、に使用される7 x czボrz
7は、B14〜26%、CN3.02%〜g811.0
チp At〜5チ〜程度のものが使用されているが非晶
質金属に使用されるフェロホロンでは、Azo、0!M
以下、Po、02%以下、Mn 0.1 %以下、so
、o1tIb以下をいった不純物含有量の特に低いもの
が必要とされている。
Generally, boron alloys such as ferroboron and cobalt boron are used as additives for steel. Among these boron alloys, 7 x cz borz, which is usually used as an additive for iron
7 is B14-26%, CN3.02%-g811.0
Ferrophoron, which is used for amorphous metals, has an Azo of 0! M
Below, Po, 0.2% or less, Mn 0.1% or less, so
, o1tIb or less is required.

これらフェロボロンの製造法には電気炉法とテルミット
法がある。電気炉法は、電気炉に硼酸()IsBOa)
、無水硼酸等のボロン化合物、木炭コークス等の炭素質
還元剤及び銑鉄屑、鉄鉱石などの鉄源を混合装入溶解す
るものであシ、テルミット法は無水硼酸、硼砂(Nal
O,2B*Os )等のボロン化合物、アルミニウム粉
もしくはアルミニウムーマグネシウム合金粉などの炭素
を含まない還元剤、鉄鉱石もしくはミルスケールなどの
鉄源、これに若干の塩素酸ナトリウムもしくは塩素酸カ
リウムなどの助燃材及び焼石灰等の7ラツクスからなる
調合物を、耐火物でライニングされた反応容器へ装入し
、反応させ製造するものであ−る。
These ferroboron production methods include an electric furnace method and a thermite method. The electric furnace method uses boric acid ()IsBOa) in the electric furnace.
In the thermite method, boric anhydride, borax (Nal
Boron compounds such as O, 2B*Os ), carbon-free reducing agents such as aluminum powder or aluminum-magnesium alloy powder, iron sources such as iron ore or mill scale, and some sodium chlorate or potassium chlorate, etc. A mixture of 7 lux, such as a combustion aid and burnt lime, is charged into a reaction vessel lined with a refractory and reacted.

前者の方法に於ては原料中に含まれる不純分を制限すれ
ばAt+ Sip P) Mn などの不純物含有量が
かなシ低いレベルのフェロボロンを製造する事が可能で
ある。
In the former method, if the impurities contained in the raw materials are limited, it is possible to produce ferroboron with a fairly low content of impurities such as At+ Sip P) Mn.

しかし、この電気炉による炭素還元法では以下に述べる
ような問題点がある。
However, this carbon reduction method using an electric furnace has the following problems.

1)操業中に電気炉の炉床部に高融点のボロン炭化物(
例えば融点2450℃のBaC)などが堆積されるので
炉床上昇による出湯不良によシ長期間の連続操業が困難
となるので大型電気炉での大量生産に適しない。
1) High melting point boron carbide (
For example, BaC (with a melting point of 2,450° C.) is deposited, making continuous operation for a long period of time difficult due to poor tapping due to the rise of the hearth, making it unsuitable for mass production in large electric furnaces.

2)還元剤は、コークスや石炭などの安価なものは灰分
中のAtzOaが高いので使用できず、高価な木炭など
を使用しなければならない。
2) Cheap reducing agents such as coke and coal cannot be used because the AtzOa content in the ash is high, and expensive charcoal or the like must be used.

6)炭素質還元剤を使用するため、得られたボロン合金
中には通常0.2〜0.4チの炭素が含有され、061
%以下の低炭素品製造では特別の脱炭を行わねばならな
い。
6) Since a carbonaceous reducing agent is used, the obtained boron alloy usually contains 0.2 to 0.4 carbon,
% or less requires special decarburization.

以上述べた如く電気炉による脚素還元法で工業的にボロ
ン合金を製造するにシコスト、品質面で種々の欠点があ
った。このためたとえば鉄鋼用のフェロボロンをはじめ
として、アルミニウム含有量が余ル問題とならない場合
は、#1とんど後者の方法即ち、アルミテルミット法が
工業的に採用されてきた。例えば、この方法で7エロボ
ロンを製造する場合、無水硼酸中のB*Os、鉄鉱石中
のFe50g をアルミニウム還元するものであるが王
な反応は次のとおシである。
As mentioned above, there are various drawbacks in terms of cost and quality when producing boron alloys industrially by the step reduction method using an electric furnace. For this reason, in cases where the aluminum content is not an issue, such as in the case of ferroboron for steel, the latter method (#1), that is, the aluminum thermite method, has been industrially adopted. For example, when producing 7-eroboron using this method, B*Os in boric anhydride and 50 g of Fe in iron ore are reduced to aluminum, but the main reaction is as follows.

一■ 一■ 上記のとおシいづれの反応も発熱反応であシ、理論上、
外部から、電力などの熱エネルギーを加える必要はない
が、生成したメタルとスラグの完全分離のため塩素酸ソ
ーダ等の助燃材を加えて熱補償する事が一般的である。
1■ 1■ Both of the above reactions are exothermic reactions, and theoretically,
Although it is not necessary to add thermal energy such as electricity from the outside, it is common to add a combustion aid such as sodium chlorate to compensate for the heat in order to completely separate the generated metal and slag.

また生成したスラグはアルミナ含有量が高く高融点とな
るので焼石灰なトノフランクスを加えてスラグの流動性
を改善するなどのことも行なわれている。
Furthermore, since the produced slag has a high alumina content and a high melting point, measures such as adding Tonofranks, which is burnt lime, are used to improve the fluidity of the slag.

このテルミット法では、炭素含有量の非常に低いアルミ
ニウムを使用するので得られるフェロボロンの炭素含有
量は0.1%以下、通常0.01〜0.03チであ夛電
気炉の炭素還元法のフェロボロンの10分の1以下であ
る。また炭素還元法にくらべてリン、硫黄等の不純物含
有量も低いものが得られ易いがこれは還元剤中のリン、
硫黄含有量が低いためである。
In this thermite method, aluminum with a very low carbon content is used, so the carbon content of the resulting ferroboron is less than 0.1%, usually 0.01 to 0.03%, using the carbon reduction method using an electric furnace. It is less than 1/10 of ferroboron. Also, compared to the carbon reduction method, it is easier to obtain products with lower contents of impurities such as phosphorus and sulfur;
This is because the sulfur content is low.

しかしながらテルミット法ではアルミニウムを還元剤と
して使用するので得られるボロン合金には数パーセント
のアルミニウムが含有される(通常は1〜10チ程度)
。この欠点があるため、最近開発されている非晶質金属
や一部アルミニウム含有の低いことが要求される鉄鋼に
使用される原料ボロン合金は、アルミニウム含有量が0
.1−以下あるいは0.05 %以下のものが望まれて
おり、テルミット法では、このような低アルミニウム品
は製造不可能とされていた。
However, since the thermite method uses aluminum as a reducing agent, the resulting boron alloy contains several percent aluminum (usually about 1 to 10%).
. Due to this drawback, the raw material boron alloys used in recently developed amorphous metals and some steels that require a low aluminum content have a zero aluminum content.
.. 1% or less or 0.05% or less is desired, and it was considered impossible to manufacture such low-aluminum products using the thermite method.

そこで低アルミニウムボロン原料としては高価な金属ボ
ロンや電気炉での炭素還元法による高炭素ボロン合金が
使用されている。このため、コストの低い、しかもアル
ミニウム、炭素等の不純物含有量の低いボロン合金の製
造方法の開発が望まれていた。
Therefore, as low-aluminum boron raw materials, expensive metallic boron or high-carbon boron alloys produced by carbon reduction in an electric furnace are used. Therefore, it has been desired to develop a method for producing boron alloys that is low in cost and has a low content of impurities such as aluminum and carbon.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の目的は、テルミット法によシ、炭素、アルミニ
ウム、信置等の不純物含有量が充分に低く、かつコスト
が低いボロン合金を工業的規模で製造する方法を提供す
るにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a boron alloy on an industrial scale, which has a sufficiently low content of impurities such as carbon, aluminum, and fibres, and is low in cost, by the thermite process.

本発明は還元剤としてアルミニウムもしくはアルミニウ
ムとマグネシウム合金などのアルミニウム系還元剤を用
いるテルミット法でボロン合金を製造するにあたって、
先づ還元剤の量を金属酸化物を還元するに要する理論量
の105〜160チ配合して反応させ一旦、At含有量
の高いボロン合金を生成させた後、反応容器の炉床部に
予めコーティングしておいた低融点の酸化剤、脱硫剤が
反応熱によシ溶解しメタル層を通過浮上する際、脱Al
t脱Sが起シ、メタル中のA4 S の大部分は除去さ
れるが、更に完全に行わせるため別に用意しておいた空
の反応容器との間で、溶融メタル。
In the present invention, when producing a boron alloy by the thermite method using an aluminum-based reducing agent such as aluminum or aluminum and magnesium alloy as a reducing agent,
First, a reducing agent of 105 to 160 liters, which is the theoretical amount required to reduce the metal oxide, is mixed and reacted to produce a boron alloy with a high At content. When the coated low-melting point oxidizing agent and desulfurizing agent are dissolved by the reaction heat and floated through the metal layer, de-aluminum is removed.
t S removal occurs and most of the A4 S in the metal is removed, but in order to further complete the removal, the molten metal is removed between the molten metal and an empty reaction vessel prepared separately.

スラグの空替え操作を実施して強制攪拌忙よる脱At脱
Sを行わせる事で、Azoyt−以下、So、01チ以
下かつC001%以下のボロン合金が容易に得られるボ
ロン合金製造法である。
This is a boron alloy manufacturing method that can easily produce a boron alloy of Azoyt- or less, So, 01% or less, and C001% or less by carrying out a slag emptying operation and removing At and S by forced stirring. .

通常無水硼酸を原料としてテルミット法でボロン合金を
製造する場合還元剤としては、ケイ素では殆んど還元反
応を充分進行せしめる事は不可能であplもっばら金属
アルミニウム粉や、アルミニウム、マグネシウム粉など
のアルミニウムを生体とした合金粉が用いられる。この
テルミット法では、前述の如く炭素含有量がo、 1 
%以下の低炭素ボロン合金を容易に製造できるが、還元
剤のアルミニウムの一部が合金中に残るため得られたボ
ロン合金のAt含有量は通常1〜10チとなってしまう
。この理由は製造原価低減のためには、酸化硼素からボ
ロン合金へのボロン歩留を向上することが必豐であシ、
仁のために原料無水硼酸や鉄鉱石などの酸化物を還元す
るためのアルミニウムもしくはマグネシウム等の還元剤
の実際使用量を理論必要量以上に増加させることによる
ものである。
Normally, when boron alloys are produced by the thermite method using boric anhydride as a raw material, the reducing agent used is silicon, which is almost impossible to fully advance the reduction reaction, and metal aluminum powder, aluminum, magnesium powder, etc. An alloy powder made of living aluminum is used. In this thermite method, as mentioned above, the carbon content is o, 1
Although it is possible to easily produce a low-carbon boron alloy with a carbon content of 1 to 10%, the At content of the resulting boron alloy is usually 1 to 10% because a portion of the reducing agent aluminum remains in the alloy. The reason for this is that in order to reduce manufacturing costs, it is necessary to improve the boron yield from boron oxide to boron alloy.
This is done by increasing the actual amount of a reducing agent such as aluminum or magnesium used to reduce the raw material boric anhydride and oxides such as iron ore beyond the theoretically required amount.

還元剤の配合量を理論必要量よルも増加すればする程、
還元反応は充分に完結されるので必然的にボロン歩留は
向上するか、その反面得られるボロン合縫中のアルミニ
ウム含有量がよシ高くなるものである。
The more the amount of reducing agent added is increased beyond the theoretically required amount,
Since the reduction reaction is sufficiently completed, the boron yield is inevitably improved, or, on the other hand, the aluminum content in the resulting boron seam becomes higher.

本発8Aは上述のような還元反応を還元剤配合量を理論
上必要量以上にして第1図に示すようなテルミット反応
容器内で反応させる。第1図はテルミット反応容器の模
式図であり、図においてIIi反応容器、2は鉄皮、6
は耐火煉瓦、4はマグネシアスタンプライニング材であ
る。この容器1内で一旦アルミニウム、マグネシウム含
有銅の高いボロン合金溶湯を生成せしめ、然る後適当な
酸化剤でボロン合金溶湯中に含まれるAA* Mgを溶
湯攪拌しながら効率よく酸化除去するものである。
In the present invention 8A, the above-mentioned reduction reaction is carried out in a thermite reaction vessel as shown in FIG. 1, with the amount of reducing agent blended at a theoretically required amount or more. Figure 1 is a schematic diagram of a thermite reaction vessel, in which the IIi reaction vessel is shown, 2 is an iron shell, and 6
4 is a refractory brick, and 4 is a magnesia stamp lining material. In this container 1, a boron alloy molten metal with high aluminum and magnesium content copper is once generated, and then AA*Mg contained in the boron alloy molten metal is efficiently oxidized and removed using an appropriate oxidizing agent while stirring the molten metal. be.

この場合重要な事は、全9強酸化剤(例えば酸素ガス等
)の使用はAltMgを酸化するのみならずボロンも再
酸化しボロン歩留を低下させるので避けるべきである。
In this case, it is important to avoid using all nine strong oxidizing agents (eg, oxygen gas, etc.) because they not only oxidize AltMg but also reoxidize boron, reducing the boron yield.

酸化剤としては酸素との親和力がAte Mgよシも弱
くBよシも強い金属の酸化物を使用すればボロンを再酸
化させる事なく脱At脱Mfが可能であるが、工業的に
そのような酸化物を見出す事は困難であシ、無水鋼酸(
BxOm )や無水硼砂(Na*0.28gへ)が望ま
しい。またフェロポンでは鉄酸化物、コバルトボロンで
祉酸化コバルトが使用可能である。また酸化剤によるA
4間りの除去工程では、溶湯の攪拌を行えばよシ効率良
く脱At脱M2される事が後述の実施例よシ明らかとな
った。
As an oxidizing agent, it is possible to remove At and Mf without reoxidizing boron by using an oxide of a metal that has an affinity for oxygen that is stronger than Ate, Mg, or B, but it is possible to remove At and Mf without reoxidizing boron. It is difficult to find a suitable oxide, and steel acid anhydride (
BxOm) and anhydrous borax (Na*0.28g) are preferable. In addition, iron oxide can be used in Feropon, and cobalt oxide can be used in cobalt boron. Also, A due to oxidizing agent
In the 4-hour removal process, it has become clear from the examples described later that At and M2 can be removed more efficiently if the molten metal is stirred.

また還元剤量を理論必要量(化学量論的必要量)の10
5〜130%と限定したのUl 055g以下ではB歩
留が低下しコストアップとな、i5.130−以上では
酸化剤量が増加し効果的な脱Atが困難となシ好ましく
ない事による。
In addition, the amount of reducing agent is 10% of the theoretically required amount (stoichiometrically required amount).
If the Ul content is less than 055 g, which is limited to 5 to 130%, the B yield will decrease and the cost will increase.If the Ul content is less than 5.130 g, the amount of oxidizing agent will increase and it will be difficult to effectively remove At, which is undesirable.

更に酸化剤の使用量は当然、生成した高Ajボロン合金
中のAltを、充分酸化するに足るものでなければなら
ない。尚P、 Mn、 Siについては本発明の方法で
の除去は困難であル、原料中の不純物含有量の低いもの
を選択することKよってボロン合金中の含有量を低減す
るものである。。
Furthermore, the amount of oxidizing agent used must naturally be sufficient to sufficiently oxidize Alt in the produced high Aj boron alloy. It should be noted that it is difficult to remove P, Mn, and Si by the method of the present invention, so by selecting materials with low impurity content in the raw material, the content in the boron alloy can be reduced. .

以下本発明の実施例を従来例と共に段階的に述べる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described step by step along with conventional examples.

(実施例) 本発明を実施例に基いて従来法と比較して説明する。(Example) The present invention will be explained based on examples and compared with a conventional method.

先ず本実施例及び比較例に用いた原料の品位は次の第1
表に示すものを用゛いた。
First, the quality of the raw materials used in this example and comparative examples was as follows:
The materials shown in the table were used.

比較例−1・・・通常の低炭素フェロボロンの製造例 第1図に示すような円筒形反応容器1内に、第1表の原
料成分のものを次の第2表に示す配合にて調製したフェ
ロボロン用の調合混合物を装入し着火反応させ、フェロ
ボロンを製造した。その結果を第2表に示す。
Comparative Example-1: Normal production example of low carbon ferroboron In a cylindrical reaction vessel 1 as shown in Fig. 1, the raw materials listed in Table 1 were prepared in the proportions shown in Table 2 below. The prepared mixture for ferroboron was charged and an ignition reaction was carried out to produce ferroboron. The results are shown in Table 2.

@2表 生成したフェロボロン B歩留 70.4チ 第2表に示した如く得られたフェロボロン中のAt含有
量#′i1.8%と非常に高い値を示す。′比較例−2
還元剤アルミニウム量減少による低アルミ含有低減法、
第1図に示すような円筒形反応容器1内に還元剤配合量
を比較例−1よりも約15チ減じたフェロボロン用調合
混合物を装入し着火、反応させて、フェロボロンを製造
した結果、第3表に示すとおシであった。
@2 Table Yield of produced ferroboron B 70.4chi As shown in Table 2, the At content #'i in the obtained ferroboron is 1.8%, which is a very high value. 'Comparative example-2
Low aluminum content reduction method by reducing the amount of reducing agent aluminum;
A blended mixture for ferroboron in which the amount of reducing agent blended was reduced by about 15 grams compared to Comparative Example-1 was charged into a cylindrical reaction vessel 1 as shown in FIG. 1, and ignited and reacted to produce ferroboron. It was as shown in Table 3.

第 6 表 生成したフェロボロン B歩留 51.796 第3表に示すように単に還元剤アルミニウムを減少させ
てもいたずらにB歩留を低下させるだけであって、かつ
アルミニウム含有蓋も0.25 %であシ、幾分低減し
たものの0.1チ以下にならず、このような方法はコス
ト的にも品質的にも全く成シ立たないものであることが
判明した。
Table 6 Yield of produced ferroboron B 51.796 As shown in Table 3, simply reducing the reducing agent aluminum only unnecessarily lowers the B yield, and the aluminum-containing lid also decreases to 0.25%. Although it was reduced to some extent, it did not become less than 0.1 inch, and it was found that such a method was completely unviable in terms of cost and quality.

実施例t ・・・反応容器炉床部に酸化剤装入法第1図
に示すような円筒形反応容器1内にフェロボロン用調合
混合物を装入するに先立って第2図に示す如く、容器底
部の炉床部5に無水硼砂(Na鷹0・2kOs )無水
硼酸、鉄鉱石及び焼石灰からなる酸化剤混合物6を装入
し、バーナ7にて弱火で加熱軟化させると無水硼酸の融
点は450℃であシ400〜500℃で容易に軟化する
Example t: Method of charging an oxidizing agent into the hearth of a reaction vessel Before charging the ferroboron preparation mixture into the cylindrical reaction vessel 1 as shown in FIG. An oxidizing agent mixture 6 consisting of anhydrous borax (Na 0.2 kOs), boric anhydride, iron ore, and burnt lime is charged into the bottom hearth 5, and the melting point of the anhydrous boric acid is Easily softens at 450°C and 400-500°C.

その後放冷固化させ、酸化剤混合物6が固化後、フェロ
ボロン用調合混合物を装入し、通常どおシ着火反応させ
、フェロボロンを得たがこの結果は第4表のとお9であ
る。
Thereafter, it was allowed to cool and solidify, and after the oxidizing agent mixture 6 had solidified, the blended mixture for ferroboron was charged, and the ignition reaction was carried out in the usual manner to obtain ferroboron, and the results are as shown in Table 4.

第4表 B歩留 65.1 第4表に示す如く得られたフェロボロン中のAt含有証
は0.048%となル通常のフェロボロンにくらべると
かをシ低下し、脱At率は95%以上となった。
Table 4 B Yield 65.1 As shown in Table 4, the At content in the obtained ferroboron is 0.048%, which is much lower than that of normal ferroboron, and the At removal rate is over 95%. It became.

B歩留は僅かに低下したが若干のコストで付加価値の高
い、フェロボロン製造可能となることが判つ念。
B: Although the yield has slightly decreased, it is clear that it will be possible to produce ferroboron with high added value at a slightly lower cost.

かくしてこの実施例においては予め反応容器の炉用調合
物をこの酸化剤の上に装入し着火反応させる事によって
先づ7工ロボロン調合の反応によってAtの高い溶湯が
生成し、次に溶湯の温度が高いため、炉床部の酸化剤が
溶解浮上する際At含有量の高17エロボロン溶階層を
通過する。
Thus, in this example, by charging the furnace preparation in the reaction vessel onto the oxidizer and causing an ignition reaction, a molten metal with a high At content is first produced by the reaction of the 7-stage roboron preparation, and then a molten metal with a high At content is produced. Because the temperature is high, when the oxidizing agent in the hearth melts and floats, it passes through the 17-eroboron molten layer with a high At content.

ここで前記00式のように溶湯中〔ムL〕の酸化が進行
するものである。
Here, oxidation of [mu]L in the molten metal progresses as in the above-mentioned formula 00.

このように同一反応容器内に於て第一段として0式のA
tによる還元反応を行わしめ、次に第二段階として溶湯
中の残留Atの0式による酸化除去を行わせる事が可能
となった。
In this way, in the same reaction vessel, type 0 A was used as the first stage.
It became possible to carry out the reduction reaction using t, and then, as a second step, remove the remaining At in the molten metal by oxidation using formula 0.

また酸化剤として無水硼砂(Na20・28*Os)を
使用しfcが、この結果スラグの粘性が改善され脱At
率が向上するばかシでなく、得られた7エロボロン中の
硫黄含有量が大幅に低減する事が判明した。この理由は
無水硼砂中に含まれるNag Oがメタルの脱與に寄与
すると推定された。
In addition, anhydrous borax (Na20.28*Os) is used as an oxidizing agent for fc, which improves the viscosity of the slag and removes At.
It was found that the sulfur content in the obtained 7-eroboron was significantly reduced, in addition to the improved yield. The reason for this is presumed to be that Nag O contained in anhydrous borax contributes to metal removal.

以上のように本実施例ではAt含有量(LO5%以下の
フェロボロンを製造可能脅であることが判明した。
As described above, it was found that in this example, it was possible to produce ferroboron with an At content (LO of 5% or less).

実施例2 次に第6図に示すような回転傾注可能なし一ドル型反応
容器11内に於て比較例2と全く同じ要領で容器底部5
に酸化剤混合物6を装入加熱軟化後、放冷固化させ、7
工ロボロン用調合物10を装入し着火反応させた。
Example 2 Next, in exactly the same manner as in Comparative Example 2, the bottom part 5 of the container was placed in a dollar-shaped reaction container 11 capable of rotating and tilting as shown in FIG.
The oxidizing agent mixture 6 was heated and softened, then allowed to cool and solidify.
Preparation 10 for engineered roboron was charged and an ignition reaction was caused.

反応が完全に終了した後反応容器をフック8にて吊シ上
げ全く同じ形状の別な空の反応容器12にメタル、スラ
グとも空は替えした。この空は替え操作を6回実施した
後、スラグ22を除去しメタル21を鋳型13に鋳込ん
で凝固させた。
After the reaction was completely completed, the reaction vessel was lifted up using a hook 8, and the metal and slag were replaced with another empty reaction vessel 12 of exactly the same shape. After this empty space was replaced six times, the slag 22 was removed, and the metal 21 was cast into the mold 13 and solidified.

この実施例2の工程をフローで示すと第4図(イ)〜(
へ)のとおりである。即ち第4図において、(イ)は反
応容器(取鍋)11内に酸化剤及び脱硫剤として、硼砂
、無水硼酸、鉄鉱石粉、焼石灰粉の混合物6を底部5に
装入することを示し、(ロ)はガスバーナ7によって前
記混合物6を加熱軟化させることを示し、次いで図示さ
れないが放冷固化し、(ハ)は固化混合物6の上に調合
物10を装入したことを示し、に)は着火反応している
ことを示す。
The steps of Example 2 are shown in flowcharts in Figures 4 (a) to (
). That is, in FIG. 4, (a) indicates that a mixture 6 of borax, boric anhydride, iron ore powder, and burnt lime powder is charged into the bottom 5 of the reaction vessel (ladle) 11 as an oxidizing agent and a desulfurizing agent. , (b) shows that the mixture 6 is heated and softened by the gas burner 7, and then left to cool and solidify (not shown), and (c) shows that the mixture 10 is charged onto the solidified mixture 6. ) indicates that an ignition reaction is occurring.

9は保験リングである。(ホ)は別の容器12に反応容
器11の内容物を空は替えしこれを6回繰返す。(へ)
は空は替えしたボロン合金メタル21を鋳床13に鋳込
む工程を示す。
9 is a guarantee ring. In (e), the contents of the reaction vessel 11 are emptied into another vessel 12, and this process is repeated six times. (fart)
The blank shows the step of casting the replaced boron alloy metal 21 into the cast bed 13.

また実施例2の結果を第5表に示す。Further, the results of Example 2 are shown in Table 5.

第5表 B 歩留 66.3% 空替え実施中に溶融物が温度低下しメタル、スラグの分
離困難を避けるため、フェロボロン中の調合物で塩素酸
ソーダの配合量を増加させた結果、充分空は替えも可能
であシ、メタルスラダ分離も良好であった。
Table 5 B Yield: 66.3% In order to avoid difficulty in separating metal and slag due to temperature drop of the melt during air exchange, the amount of sodium chlorate in the formulation in ferroboron was increased, and as a result, the amount of sodium chlorate was increased. The air was replaceable and the metal sludder separation was good.

この結果得られた7エロボロy中に含まれるA/。A/ contained in the resulting 7eroboroy.

含有量は非常に低下し、反応後の容器同志での空は替え
によシ脱At反応が促進される事が実証された。
The content decreased significantly, and it was demonstrated that the At removal reaction was promoted even if the containers were not emptied after the reaction.

この方式では前述の比較例1の通常フェロボロンにくら
べると脱At率99チ以上が可能となった。
With this method, compared to the conventional ferroboron of Comparative Example 1 described above, it was possible to achieve an At removal rate of 99 degrees or higher.

以上の例では、フェロボロンについての例について述べ
たが、その他のボロン合金についても、本発明の応用が
可能である。次にコバルト−ボロン合金の実施例を示す
Although the above example deals with ferroboron, the present invention can also be applied to other boron alloys. Next, examples of cobalt-boron alloys will be shown.

実施例3. ・・・コバルトボロン合金の実施例製造工
程は先の実施例2と全く同様である。
Example 3. . . . The manufacturing process of the example of cobalt boron alloy is exactly the same as that of Example 2 above.

ただし鉄鉱石粉を使用する代シに酸化コバルト粉を配合
した。
However, cobalt oxide powder was added to the substitute for iron ore powder.

本例に用いた調合容器底部5の酸化剤の内訳及び得られ
たコバルトボロンの化学成分等は第6表に示すとおシで
ある。
The breakdown of the oxidizing agent in the bottom 5 of the mixing container used in this example and the chemical components of the obtained cobalt boron are shown in Table 6.

第 1 表 生成したコバルトボロン 尚、使用した酸化コバルト品位(重i%ンはコバルトボ
ロン合金に於いてもAt含有量がα05チ以下に低減す
る事が可能である事が判明した。
Table 1 Produced cobalt boron It was also found that the grade of cobalt oxide used (weight i%) was able to reduce the At content to α05 or less even in a cobalt boron alloy.

〔発明の効果〕 以上の如く本発明によるボロン合金製造法は、従来テル
ミット法では不可能とされていた低アルミニウムボロン
合金を経済的にかつ品質的にも優れたものを製造可能と
したもので、工業的価値の甚だ大なるものであシ、有用
な発明である。
[Effects of the Invention] As described above, the boron alloy production method according to the present invention makes it possible to economically produce a low-aluminum boron alloy with excellent quality, which was previously considered impossible using the thermite method. It is a useful invention with enormous industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はテルミット反応容器の模式図、第2図は本発明
の実施態様例を説明するための模式図、第3図は回転傾
注式反応容器の模式図、第4図は、本発明の実施例にお
ける工程を説明するための図である。 1・・・反応容器、4・・・マグネシアスタンプライニ
ング、5・・・炉床部、6・・・酸化剤混合物 10・
・・調合物、11・・・回転傾注式反応器、12・・・
空容器、15・・・鋳床、21・・・メタル、 22・
・・スラグなお図中同一符号は同一または相当部分を示
すものとする。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第 1rI4 第2図 5 6 ■、事1′(の表示 特願昭59−51005 2、発明の名称 ボロン合金製造法 ?・(h・ (412)日本鋼管株式会社(氏 ¥i) 4、代理人 6、油田の同線 明細書の「特許請求の範囲」ならびに[発明の詳細(2
)第2頁第20行(DrAl 〜51〜J)iニr、s
〜0.02%〜、P〜0.1:N1〜 」を追加挿入す
る。 (3)第3 頁第1 行の「フェロホロンJt?rフェ
ロボロン」と補正する。 (4)第6頁第2〜第6行のrMno、1%以下、 S
 O,01チ以下を」をrco、i−以下、80.00
2−以下と1と補正する。 (5)第6頁第19行のr Al、 Si、 P、 M
n JをrAi。 S、P、Jと補正する。 (6)第5頁第7行の反応式において[2/3FtO8
Jr 2/3 Ft、 o、 J トT8正−fル。 (7)第6頁第1行の「通常0.01〜0.03J を
r通常0.005〜0.02Jと補正する。 (8)第6頁第11行の「非晶質」を「非晶質jと補正
する。 (9)第7頁第20行及び第18頁第17行の「空替え
」を「空は替え」と夫々補正する。 a*第s頁tg1行のrMo、is以下、80.01J
をrMD、05%以下、So、002Jと’1正する。 C11第8頁第7〜8行の「アルミニウム・マグネシウ
ム」を「アルミニウムーマグネシウム」と補「焼石 と
補正する。 灰粉j (13第20頁第1行の「第1表」を「第6頁」と補正
する。 α◆第第2負 成分.Cの欄ro.o09JをrO.o06Jに.Pの
欄rO.014Jt−rO.008J KMnの欄rO
.047JをrO.01clJにFtの欄IO.55J
を rO.08Jに補正する。 (lI第20頁第1 0行のrB歩’1J13.7%J
をrB歩留66、7%1と補正する。 別紙 特許請求の範囲(補正後) 「(1)還元剤としてアルばニウムろるいはアルミニウ
ム合金を使用するテルミット法でボロン合金を製造する
に際し、該還元剤の使用量を理論必要量以上にて反応さ
せ、M含有量の高いボロン合金を生成させた後、ろらか
しめ反応容器の炉床部にコーティングしておいた低融点
の酸化剤、脱硫剤と前記高M含有ボロン合金とを反応さ
せ、高M含有ボロン合金中のM及びSを除去し、不純物
含有量の低いボロン合金を製造することを特徴とするボ
ロン合金製造法。 (2)前記還元剤の使用量が理論必要量の105〜13
0チでめることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のボロン合金製造法。 許請求の範囲第1項記載のボロン合金製造法。 (4) 前記ボロン合金がフェロボロンであるととン合
金製造法。 ロン合金製造法。 る特許請求の範囲第1項及び第4項記載のボロン合金製
造法。 記載のボロン合金製造法。」
Fig. 1 is a schematic diagram of a thermite reaction vessel, Fig. 2 is a schematic diagram for explaining an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a schematic diagram of a rotary tilting reaction vessel, and Fig. 4 is a schematic diagram of a rotary tilting reaction vessel. It is a figure for explaining the process in an Example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reaction container, 4... Magnesia stamp lining, 5... Hearth part, 6... Oxidizing agent mixture 10.
...Preparation, 11...Rotary tilting reactor, 12...
Empty container, 15...Cast bed, 21...Metal, 22.
...Slag Note that the same symbols in the drawings indicate the same or equivalent parts. Agent Patent Attorney Sanro Kimura No. 1rI4 Fig. 2 5 6 ■, Matter 1' (Indication Patent Application 1982-51005 2. Name of the invention: Boron alloy manufacturing method? (h) (412) Nippon Kokan Co., Ltd. (Mr. ¥i) 4. Agent 6, “Claims” and [Details of the invention (2) of the oil field specification
), page 2, line 20 (DrAl~51~J)ir,s
~0.02%~, P~0.1:N1~" is additionally inserted. (3) Correct it to "Ferrophoron Jt?r Ferroboron" in the first line of page 3. (4) rMno on page 6, lines 2 to 6, 1% or less, S
0.01 or less" rco, i- or less, 80.00
Correct 2- or less and 1. (5) r on page 6, line 19 Al, Si, P, M
n J rAi. Correct as S, P, and J. (6) In the reaction formula on page 5, line 7, [2/3FtO8
Jr 2/3 Ft, o, J To T8 positive-f le. (7) Correct “normally 0.01 to 0.03 J” in the first line of page 6 to rnormal 0.005 to 0.02 J. (8) Correct “amorphous” in the 11th line of page 6 to “ Correct to amorphous j. (9) Correct "empty replacement" on page 7, line 20 and page 18, line 17 to "empty replacement". a* rMo of sth page tg1 line, is below, 80.01J
Correct rMD, 05% or less, So, 002J and '1. C11, page 8, lines 7-8, "aluminum/magnesium" is corrected to "aluminum-magnesium" and the supplementary "baked stone". α◆Second negative component.C column ro.o09J to rO.o06J.P column rO.014Jt-rO.008J KMn column rO
.. 047J to rO. 01clJ in the Ft column IO. 55J
rO. Corrected to 08J. (lI page 20 line 1 0 rB step '1J13.7%J
is corrected to rB yield 66, 7%1. Attached Patent Claims (after amendment) ``(1) When producing a boron alloy by the thermite method using an aluminum alloy or an aluminum alloy as a reducing agent, the amount of the reducing agent used is greater than the theoretically required amount. After reacting to produce a boron alloy with a high M content, the high M content boron alloy is reacted with a low melting point oxidizing agent and a desulfurizing agent that have been coated on the hearth of the sintering reaction vessel. , a boron alloy production method characterized in that M and S in a high M-containing boron alloy are removed to produce a boron alloy with a low impurity content. (2) The amount of the reducing agent used is 105% of the theoretically required amount. ~13
2. The method for producing a boron alloy according to claim 1, wherein the boron alloy is produced at 0°. A method for producing a boron alloy according to claim 1. (4) A method for producing a boron alloy, wherein the boron alloy is ferroboron. Ron alloy manufacturing method. A boron alloy manufacturing method according to claims 1 and 4. The boron alloy manufacturing method described. ”

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11 還元剤としてアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金を使用するテルミット法でボロン合金製造法るに
際し、該還元剤の使用量を理論必要量以上にて反応させ
、At含有量の高いボロン合金を生成させた後、あらか
じめ反応容器の炉床部にコーテインダしておい友低融点
の酸化剤、脱硫剤と前記高At含有ボロン合金とを反応
させ、高At含有ボロン合金中のM及びSを除去し、不
純物含有量の低いボロン合金を製造することを特徴とす
るボロン合金製造法。 (2) 前記還元剤の使用量が理論必普量の105〜1
30%であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のボロン合金製造法。 (3) 前記酸化剤及び脱硫剤が無水硼酸、無水硼砂、
鉄鉱石粉、焼石灰粉であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のボロン合金製造法。 (4) 前記低融点の酸化剤及び脱硫剤とAt含有量の
高いボロン合金とを反応させ、& ht含有ボロン合金
中のSを除去するに際し、9替えによる強制攪拌を行な
うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のボロン
合金製造法。 (5) 前記ボロン合金がフェロボロン合金及びコバル
トボロン合金であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のボロン合金製造法。
[Scope of Claims] +11 When producing a boron alloy by the thermite method using aluminum or an aluminum alloy as a reducing agent, the reaction is performed using the reducing agent in an amount greater than the theoretically required amount to produce a boron alloy with a high At content. After producing the above-mentioned high At content boron alloy, the high At content boron alloy is reacted with a low melting point oxidizing agent and a desulfurization agent coated on the hearth of the reaction vessel in advance to remove M and S in the high At content boron alloy. A boron alloy production method characterized by removing boron alloys and producing boron alloys with low impurity content. (2) The amount of the reducing agent used is the theoretically necessary amount of 105 to 1
30%. The method for producing a boron alloy according to claim 1, wherein the boron alloy is 30%. (3) The oxidizing agent and desulfurizing agent are boric anhydride, anhydrous borax,
The boron alloy manufacturing method according to claim 1, characterized in that iron ore powder or burnt lime powder is used. (4) When the low melting point oxidizing agent and desulfurizing agent are reacted with the boron alloy having a high At content to remove S from the boron alloy containing &ht, forced stirring is performed by changing 9. A method for producing a boron alloy according to claim 1. (5) The boron alloy manufacturing method according to claim 1, wherein the boron alloy is a ferroboron alloy or a cobalt boron alloy.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7704450B2 (en) * 2002-03-28 2010-04-27 Nippon Steel Corporation High-purity ferroboron, a mother alloy for iron-base amorphous alloy, an iron-base amorphous alloy, and methods for producing the same
CN103233144A (en) * 2013-04-28 2013-08-07 江苏美特林科特殊合金有限公司 Low-aluminum and low-carbon type cobalt boron intermediate alloy and preparation method thereof

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