JPS6036613A - 含ニツケルステンレス素溶鋼の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は１８％クロム−８チニツケル鋼のような含ニツ
ケルステンレス鋼を安価に製造するための方法に関する
。

ステンレス鋼、特にニッケルを含むステンレス鋼は材料
としての特性がすぐれているが、その合金成分、すなわ
ちニッケル、クロムが高価なことｒζ起因して、鋼材と
し−Ｃ高価なことが問題でおり。

−仁のコスト低減が強く請求されている。

（従来技術） ニッケル鉱石とＩ〜で今後最も期待できる資源の一つが
ラテライトと呼ばれる、鉄、クロム、ニッケルを同時に
含む酸化物系鉱石であり、この成分の一例は下記表のと
おりで、りる。

これを炭材共存下で加熱溶融すると約３％Ｎ＋−４％Ｃ
ｒ　−（１，４％Ｃｏ−Ｆｅ合金が得られる。このＮｉ
。

Ｃｒ含有址は合金剤あるいはステンレス鋼そのものとし
て低すぎるため、従来、ラテライトは、乾式製錬法によ
る場合はＮｌ　＋　Ｆｅ　＋　Ｃｒの酸化物還元ポテン
シャルの差をオＵ用して’ｔ　Ｎｌを優先還元して。

すなわちＮｉの大部分は還元できるが、　Ｆｅは一部の
みしか還元せず、その結果としてＣｒは実質的には還元
しないような条件で還元を行うことにより、例えば２０
％Ｎｌのフェロクロムが製造され、ニッケル系ステンレ
ス鋼の合金剤として使用されている。しかし、この場合
には（１）　多量のラテライトのような鉱石を処理［７
ても、成品として得られるのは全メタル成分のごく一部
であり、特に高価な有価成分であるクロムが全量スラグ
として廃棄されること、　（ｉ）製錬のためには熱エネ
ルギーとして高価な電力が用いられていることなどが資
源有効利用や製造コストの点から問題とされている。

（発明の目的） 本発明はラテライトのような鉱石中に存在するすべての
有価金属成分、すなわちＮｌ　＋　Ｃｒ　＋　Ｆａを歩
留高く回収し、かつ熱エネルギーとして電力に依存せず
、安価な炭材の燃焼熱を直接利用して、ニッケル系ステ
ンレス鋼溶鋼（Ｆｅ　、　Ｃｒ　、　Ｎｌなどの主要メ
タル成分比はステンレス鋼のそれに近いが、炭素などの
不純物含有量がステンレス鋼成品と異っているものを意
味する）を安価に製造しうる方法を提ＩＮＦ、−ｊるこ
とを目的とするものである。

（発明の構成・作用） 本発明の要旨とするところは、ラテシイトのように鉄、
ニッケル、りＬ７ムを同時に含む酸化物系鉱石に、クロ
ム鉱５の↓つにクロム、鉄の酸化物とともＫ　ＭｇＯ，
５ＩＯ２を含有する鉱石、およびニッケル酸化物を含む
物質の〜傭ないし二種以上を加え、炭材を混合・成型し
たものを加熱して予備還元した後、ｒ梗素乞」コ底吹で
きる転炉型反応容器に炭材、フラックスとともに添加［
２、強撹拌状態で浴融還元することを％徴とする含ニッ
ケルステンレス索溶鋼の製造方法にある〇 以下、具体的な実施例によって本発明の詳細な説明する
。。

本発明は、不発明番らによる、先の提案になるクロム鉱
石を原料としたフェロクロム溶融還元製錬の技術を応用
したものでおるが、鉱石の種類とその組み合せ及び操業
条件を最適にすることによシ独特の効果が得られるよう
にした点に特色がある。以下、ニッケル系ステンレス鋼
として代表的な１８−８ステンレス鋼を製造する工程を
例として述べる。

原料と１７で用いる鉱石は、（１）　ラテライトのよう
に、鉄、クロム、ニッケルを同時に含む酸化物系鉱石、
　ｕｉ）　クロム鉱石（クロム鉄鉱）のようにクロム、
鉄の酸化物とともにＡｔ２０５　、　Ｍｇｏｌ　５ＩＯ
２などを多量に含む鉱石、およびｑｌｌ）　ニッケル酸
化ｖＪを含む物質（例えばケイニッケル鉱のように鉄、
ニッケルの酸化物を含むニッケル鉱石、あるいはニッケ
ルオキサイド（ＮＩＯ）のようなニッケル鉱石を処理し
て得られる成品おるいは生成品）の３種類に大別される
。このうち、［゛ラテライトのように鉄、クロム、ニッ
ケルを同時に含む鉱石コは、本発明においてその中の有
価成分を歩留高く回収する対象とするもので、含まれる
主要成分は鉄、クロム、ニッケル酸化物と、Ａｔ２０３
．　ＭｇＯ，５ｉ０２でおるが、その含有量は産地など
によって異なる。

つぎに、クロム鉱石のようにクロム、鉄の酸化物ととも
に、Ａｔ２０５．　Ｍｇ０　、８１０□を含有する鉱石
は、ラテライトのような鉱石に混合することによｐ生（
５） 成するメタルのＣｒ／Ｆ″ｅ比を１４ＩＩＪ御しく具体
的にはラテライト単独の場合よりクロム／鉄の重量比を
高めるため）、かつＡｔ２０６．　ＭｇＯ、５ＩＯ２な
どの比率と絶対含有ｔを調整するのに用いられる。最後
に、「ニッケル酸化物を含む物質ｊは、混合することに
よｐラテライトのような鉱石単独の場合よシニッケル／
鉄の比率を高め、かつ混合物の５１０２．　Ａｔ２ｏ　
３゜ＭｇＯなどの含有値の比率及び絶対量を調整するの
に用いられる。この物質としてケイニッケル鉱を用いる
場合は、含まれている主成分はニッケル、鉄の酸化物、
ｓｔｏ□＊　Ａ／、２０３．　ＭｇＯでらるが、その比
率、絶対含有Ｊｊｋは産地などによって異なる。場合に
よってはクロム酸化物を伴う場合もある。一方、ニッケ
ルオキサイド（ＮｉＯ）の場合は、９８チ以上ＮＩＯを
含んでいる。「ニッケル酸化物を含む物質」としては、
これらの一種あるいは二種以上を選択して用いる。

これらの酸化物を、鉄ニクロム；ニッケルの重量比が、
製造の目的とする含ニッケルステンレス累溶鋼組成から
要求されるｆｒＫ　１例えば７４：１８二（６） ８になるように配合する。なお配合物の中に含まれる８
１０２　、Ａｌ２Ｏ５，２１４ｇ０の含有量は次の条件
を満足していることが望ましい。

（１）式の条件は後述するように予備還元炉での還元促
進、及び溶融還元炉での還元促進のために望ましいもの
である。

うテライトのような鉱石単独では例えは満Ｆ−シていな
い。本発明でクロム鉱石、ケイニッケル鉱石のようにＡ
ｔ２０３．　Ｍｇ０　、８１０２を多量に含有するもの
を配合する理由の一つけそれによって、ＭｇＯ、Ａｌ２
Ｏ３，８１０２の含有量の比を（１）式の条件を満足す
るように調整することにある。

酸化物原料の配合物は、それに含まｔする鉄、クロム、
ニッケルの酸化物をそれぞれ金属に還元するのに必要な
化学財論的な量の１００〜１５０係の炭素分を含む炭材
を加えて粉砕し、例えはペレットのようなものに成形す
る。

本発明で予熱、溶融還元工程に用いる設備の１例を第１
図に示す。この設備はロータリーキルン１と上底吹転炉
型浴融還元炉２の組合せからなる。

まず、ロータリーキルン１は主として溶融還元炉２から
出る排ガスを燃料として操業され、前述のペレットのよ
うな溶融還元炉に装入される原料を１４００℃以下の温
度に加熱し予備還元するのＶこ用いられる。

予備還元炉２は予備還元されたペレットの供給を受けて
、それを溶融するとともに残ったニッケル、クロムおよ
び鉄の酸化物の還元を進めるために用いられる。溶融還
元炉２には底部から酸素を含むガスの吹込みを行うため
の羽口３（複数個のことがありうる）と、上方から酸素
を炉内に吹込むためのうガス４が付帯している。この溶
融還元炉２においてｍ湯に底吹羽［１３から酸素を含む
ガス（例えば羽目を二重管とし、外側の管からプロ・（
ン、　Ａｒなどの羽目保護ガス、内側の管から酸素を供
給する）を吹込める。この底吹ガスはメタル７及び生成
するスラグ層８を強攪拌して酸化物の還元反応を促進す
るだめに重要であるばかゆでなく、メタル中の炭素を燃
焼してメタル浴を加熱（−、メタルを適度の温度に維持
するのしこ用いゆれる。

酸素を含むガスをメタル中に吹き込むためには、例えば
二重管羽目を用い、外管からは少量の炭化水素（ＣｎＨ
ｍ）　；　Ａｒ＋Ｎ２のような冷却ガスを吹き込んで羽
口溶損を抑制する。

上吹ランス４７Ｄ≧らの酸素供給は、浴融還元炉２での
発熱状態を制御する主な手段である。なお、ロータリー
キルン１と溶融還元炉２０間には、必要に応じて両者を
マツチングさせるための・々ソファとして、ペレット貯
留槽１２が設けられうる。

なお、図において５はフード、６は炭材フラックス用ポ
ッノ＋　−１９４Ｓクロムペレツト、１０は炭材、１１
は気泡、１３は石灰石用スクープフィー７−１１４はコ
ークス用スクー！フィーダー、１５はエアポート、１６
は原料シュート、１７は排に機、１８はペレット排出口
及び浴融還元炉発生ガス径路、１９はコークス、２０は
ペレット、２１は石灰、２２はエアーノズル、２３は送
風機、（９） ２４は羽目管内圧力測定装置、２５は排ガス分析装置で
ある。

以上のような設備を用いての操業方法は次の通りである
。

ロータリーキルンでは炭素分を内装した波レットと、塊
コークスを装入して、熱源として溶融還元炉から出る高
温ガス金主とし、必要に応じて重油その他の燃料を加え
、エヤーノズル２２、エヤーボート１５などによって空
気おるいは酸素冨化空気を供給して燃焼をコントロール
しペレットの最高加熱温度を１０　（１０℃以上、１４
００℃以下とする。

１０００℃未満では鉄、ニッケル、クロム酸化物の予備
還元が十分に進まないため、後続の溶融還元炉での還元
負担が大きくなる（還元反応のために心安な熱敏が大き
い。浴融還元炉内スラグのＴ、Ｆｅチが高くなりやすく
、耐火物原単位がふえる傾向になる）ために好筐しくな
い。一方、１４００℃以上に加熱することは、還元生成
物の＃解などのためにロータリーキルン操業を不安定に
するので好まシくすい。ロータｌ−キルンでの加熱温度
は前述（＋　１１１ の範囲で高いほど、浴融還元炉で必要とされる熱負荷を
小さくでき、かつロータリーキルンもコン・母りト化で
きる（所定の予備還元率を得るためのキルン内滞留時間
を短縮できるので、キルンを短かくできる）などの効果
がある。しかし、この場合、酸化物配合物中のＭｇＯ、
Ａｔ２０３．５１０２の含有量が不適当であると低融点
化合物を作り、加熱中に溶融あるいは半溶融状態となっ
てキルンに付着物を生成して安定した操業をさまたげる
。これを防止するためには、酸化物配合物中に含まれる
５ＩＯ２，Ａｔ２０３．　ＭｇＯは次の成分条件を満足
していることが望ましい。

浴融還元炉で必要とされる炭材は、一部調整用以外はロ
ータリーキルンを通して供給することが望ましい。何故
ならばキルン内の炭材蓋がふえることは、高温域でのペ
レットの再酸化を防止して溶融還元炉に供給されるクロ
ムペレットの還元率を高位に保つことを可能にするとと
もに、炭材自身が予熱されるために、ｒ’６　Ｉｆ１１
還元炉の熱バランスを改善するからである。

溶融還元炉２の操業ｔ、［定常的ｅこは、生成したメタ
ルの一部（例えば］／３）を残留させて、それに諸原料
を加えてゆくという方式をとる。ｌお築炉後、溶融還元
炉を立ち」二げる時には、別の炉で溶解した種湯を装入
ずイ）か、あるいは溶融還元炉に塗材を装入して燃料（
固体あるいは気体）を酸素で燃焼して加熱溶融して種湯
を作る。

このようにして種湯の存在する溶融還元炉には、上記の
予熱・予備還元されたペレット、予熱されたコークスな
どの炭材を供給するとともに、上底吹の吹酸を行って炭
材の部分燃焼をおこし、溶融還元を進める。浴融還元炉
で生成するスラグは、原料酸化物の中に含まれていたＭ
ｇＯ、５ｉｎ２゜Ａｔ２０３分、および炭材中に含まれ
ていた５１０２゜Ａｊ２０３分とフシックスとして加え
る石灰分（石灰石あるいは生石灰）により生成する。加
える石灰分の量を過大にすることなく（スラグ中ＣａＯ
≦３０優）、浴融還元炉内ＣＩ／）酸化物の還元速度を
犬にするためには、第２図に示すように、酸化物配合に
好ましくは、０．４〜０．８であることが望まし７い。

なお、第２図において、酸化物還元速度を示す指数とし
て、ペレット装入後のクロム酸化物の還元速度を一次反
応で整理してその速度定数の値を用いている。

諸原料を添加してゆくにつれて、溶融スラグ及び浴融メ
タルの量がふえてくる。この間、メタル温度は凝固開始
温度以上、１５８０℃以下になるように、原料供給速度
、上底吹酸速度、ランス高さなどを制御する。メタル温
度を凝固開始温度以上にするのは、本発明の遂行にとっ
て重要な底吹羽口の閉塞を防止するためである。また本
発明の必要条件である強攪拌条件下では、メタルとスラ
ブの温度差は小さく、メタル温度を１５８０℃以下に管
理すれば、スラグによる耐火物の侵食を抑制できる。溶
融メタルの温度は、数分おきに熱電対を浸漬して測定し
てもよいが、底吹羽目管内の圧力ｔ１すＡ を連続測定する方法によってもある程度推定できる。こ
れは、メタル温度が低下すると羽口先付着物（凝固した
メタルおよびクロム系の酸化物）の１が増加するため羽
口管内圧力が増加するという現象があることに基く。羽
［ｌ内圧力とメタル温度の関係は、羽口条件、底吹吹酸
条件、メタル成分がきめられるとほぼ決定されるので、
あらかじめ両者の関係をめておければ、以後はその関係
式にもとづいて羽口内圧力測定値からメタル温度を推定
することができる。

溶融還元炉に供給すべき全酸素ガスｌは、供給される諸
原料の成分、温度条件、排ガスのＣＯ／ＣＯ２比（これ
はＣＯ／ＣＯ２≧０．４以上では任意に定めることがで
きる）などにもとづいて定められる排ガスのＣＯ／ＣＯ
２比を所定の値に合せるには、上吹ランスノズル形状、
ランス高さなど′ｆ：調整すれはよい。

なお、含ニッケルステンレス索溶鋼を得るための鉄、ニ
ッケル、クロム源として、酸化物系原料のほかに、ステ
ンレス銅スクラップ、フェロニッケル、フェロクロムな
どの金属、合金系の原料を（１４） 補助的にあわせて用いることも可能である。これらの原
料は、溶融還元炉内では炭材燃焼熱により加熱・溶融さ
れる。

底吹ガスは、スラグ・メタルの主な攪拌動力として、本
発明では重要である。酸化物の還元反応の速度を大にす
るため、溶融メタル、スラグの温度を極力均一化して、
耐火物損傷の原因となる局所高温の程度を小さくするた
めである。スラグ中の酸化物の還元反応は主として、ス
ラグと接する遊離炭材表面でおこる。浴融還元炉に装入
した炭材（コークスなど）とスラグの接触比表面積には
限度があるため、生成スラブが多すぎると、同一反応速
度での酸化物還元速度が低下する傾向にあり、生産性を
維持するためには、温度を上げるとか、攪拌を一段と強
めるなど、溶融還元炉の耐火物原単位を高めるような操
業条件を選ばざるを得なくなる。生成スラグを許容でき
る条件内にとどめるためには、原料酸化物配合物中の各
酸化物の組成は次の条件を満足していることが頃ましい
。

一方、溶融還元炉において生成するスラグが少なすぎる
と、底吹にＪ：リスラグ層を通してメタルのとび出しが
おこり、クロムの再酸化、地金つきを生じて好ましくな
い。これを防止するだめの条件は、原料酸化物配合物中
の各酸化物の組成は次の榮件を満足していることが望ま
しい。

では石灰分を、生成スラグ中のＣａＯ’Ａが１０〜３０
チとなるように調整している。

このような過程（でより、溶融還元炉に供給された酸化
物原料の溶融還元が進行する。所定量の酸化物原料投入
終了後、ただちに出滓、出湯に移行することもできるが
、必要な場合にはスラグ中の鉄、クロム、二、ケルの酸
化物濃度をさらに低下するために炭材を浦給し′つつ吹
酸をつづける。

排出されたスラグは、ＣａＯ−ＭｇＯ−８１０２−Ａｔ
２０６系で、クロム、鉄などの酸化物含有量が低いので
、必要に応じて粉砕して磁選によってメタル分を回収し
た後、路盤材、埋立材などに用いることができる。

生成した含ニッケル・ステンレス素溶鋼は例えば排滓後
の溶融還元炉で」二底吹吹酸を続けてステンレス鋼とし
て要求されるレベルまで脱炭し、溶鋼の一部を炉内に残
し出鋼して成品とする。この脱炭の過程での発熱を利用
して、ステンレス鋼スクラップを加えて溶解することが
できる。なお生成した含ニッケル・ステンレス素ｍ鋼の
約２／３ヲ出鋼して、別の仕上げ脱炭炉で成品ステンレ
ス鋼として要求される０％まで脱炭を行う方法も可能で
ある。

本発明は類似の先行諸発明と次の点で異っている。

（１）各種酸化物を配合して、電気炉に装入して還元す
る方法は、エネルギーとしての電力コストが高いので、
含ニッケルステンレス素溶鋼のメタル分の過半量を占め
る鉄を酸化物から還元するこ（１７） とは経済的に他の諸方法（鉄諒としてスクラップを用い
る方法など）に比べて不利であり、実用的ではない。本
発明では、電力を用いない予備還元−浴融還元の工程を
とること、及び、その工程に適したように酸化物配合物
中の５ＩＯ２，ｋｔ２０．　。

ＭｇＯ％の比を選定したことが重要である。

（１１）　クロム鉱石だけを原料鉱石として、ロータリ
ーキルン予備還元−上底吹転炉で溶融還元を行ってフェ
ロクロムを製造する工程と比べると、各撞酸化物を配合
して鉄ニクロム：ニッケルの比、及び５ＩＯ２，ＭｇＯ
、ｋｔ２０．の比を調整して含ニッケルステンレス素溶
鋼を直接得るようにしたこと、そして生成するメタル組
成を含ニッケルステンレス素溶鋼とすることによって、
ロータリーキルンでの酸化物の予備還元を行いやすくシ
、また、溶融還元炉での操業温度を下げ耐火物負荷を軽
減し、かつ同一吹酸速度による生産性を高めることを可
能にした。また、必要フシックス添加量を最小にし、生
成スラグ量を減らし溶融還元にとって最適の量の範囲に
した。

（１８） （実施例） 原料として用いたラブライト、クロム鉄鉱石、ケイニッ
ケル鉱石、ニッケルオキサイドの成分は次の通りである
。

炭材として用いたコークス粉（含炭（レット製造時に用
いる）塊コークス（ロータリーキルン外装炭および溶融
還元炉に投入するコークスとして用いる）の成分は次の
通りである。

用いた設備は第１図に示す通りである。溶融還元炉は定
格溶融金属量（出湯直前の溶湯量）５０ｔの上底吹転炉
（」＝吹うンス１本、ノズル７ｒＭｌφ×７孔、中心に
１孔、周辺に６孔、周辺６孔のランス軸に対する角度２
５°、底吹羽口４本、内管径２０＋ｎｍφの二重管、外
管にはアルコ゛ンを保護ガスとして流す）で、生成【ま
た溶融金属は３３ｔずつ出湯し、１７ｔを残［７湯する
方式で半連続操業する。

実施例−１ ０−タリーキルン１基と溶融還元炉１基の絹合せからな
る設備を用いて、前述の酸化物原料のうち、ラブライト
、クロム鉱石、ケイニッケル鉱石φ）を配合して、溶融
還元炉で１８係クロム−８係ニツケル一５％Ｃの含ニッ
ケルステンレス素溶鋼を製造した。

原料酸化物はラテライ］・ニクロム鉱石：ケイニッケル
鉱石（Ａ）＝５１：１９：３０の比に配合する。

この配合物の平均組成は Ｔｏｔａｌ　Ｆｅ　：　Ｔｏｔａｌ　Ｃｒ　：Ｔｏｔａ
ｌ　Ｎｌ　＝７４；１８：８で式（１）　、　（２）　
、　（３）の条件を満足している。これに粉コークスを
配合して（１００ｉ＜ｇ／を一酸化物配合物）微粉砕し
、ペレットに造粒する。これを、外装炭として塊コーク
ス５０に９／ｌ−ｅレット加えてロータリーキルンで最
高温度１３２０℃に加熱して、鉄分の８０チ、クロム分
の３０１ニッケル分の９０１を予備還元する。この予熱
・予備還元されたにレットを１８％Ｃｒ−８％Ｎ１−６
慢Ｃ溶湯を１７を残留させた溶融還元炉に塊コークス、
石灰。

とともにほぼ連続的に装入し、上吹酸素１ｏｏｏ。

Ｎｍ３／ｈｒ、底吹酸素１５００　Ｎｍ３／ｈｒで吹酸
する。メタル温度は１５５０〜１５７０　’Ｉ：：に制
御する。所定量のペレットを装入し終った時点での生成
スラグはＭｇＯ＝　２４．３チ　＋５ｉＯ＝２９．５％
　、Ａｔ２ｏ５＝２４．２　’４　、　Ｃａ０＝２１．
０　％　、　Ｔ、Ｃｒ＝０．５％　。

Ｔ、Ｆｅ　＝　０．３　％　、　Ｔ、Ｎｌ　＝　０．０
８　％である。排滓後。

生成メタル３３ｔを出湯し、ＡＯＤに移して脱炭し１８
＊Ｃｒ−８多Ｎｉ−０，０５％Ｃのステｙレス鋼を得る
。なお仕上げ脱炭時に１８１Ｃｒ−８％Ｎ［ステンレス
鋼スクラッノヲ、上記素溶鋼の２０％を装入し溶解させ
た。

実施例−２ ０−タリーキルン１基と溶融還元炉２基の組合せからな
る設備を用いて前述の酸化物原料のうち、ラブライト、
クロム鉱石、ケイニッケル鉱石ＣＢ）、ニッケルオキサ
イドを配合して、溶融還元炉で溶融還元−排滓−仕上げ
脱炭を行って１８チＣｒ　−８％Ｎ１−０．０５４Ｃス
テンレス鋼を製造した。ロータリーキルンは定常的に操
業されており、予熱・予備還元（レットは時期をずらし
て操業されている２基の溶融還元炉のいずれかに装入さ
れる。

原料酸化物はラテライト：クロム鉱石：ケイニッケル鉱
石（Ｂ）二ニッケルオキサイド−５１二１９：２８：２
の比となるように配合する。この配合物の組成は、 Ｔｏｔａｌ　Ｆ＠：ＴｏｔａｌＣｒ　：ＴｏｔａｌＮｌ
＝７４　：　１８　：　８で式（１）　、　（２）　、
　（３）の条件を満足している。これに粉コークスを１
００　ｋｇ／　を−酸化物配合物配合１．て微粉砕後、
ペレットに造粒する。これを外装炭として塊コークス５
５　ｋｌ？／ｌ−ヘレット加えてロータリーキルンで最
高１２！度１３５０℃に加熱して鉄分の８５１、クロム
分の３２チ、ニッケル分の９２％を予備還元する。この
予熱、予備還元されたペレッＩｆ１８　％　Ｃｒ　−８
％Ｎ１−０．０５％Ｃ溶湯を１７を残留させた溶融還元
炉に、塊コークス、石灰とともに連続的に装入し、−ヒ
吹酸素１００００　Ｎｍ　／ｈｒ　、底吹酸素１５００
　Ｎｍ’／ｈ　ｒで吹酸する。６０分でＫｌ／　ツトの
装入を終り、−さらに吹酸を１０分続けて仕上げ還元を
打っ−Ｃ排滓する。スラグ組成はＭｇ０２５．８％　＋
　５１０２２８．３％、　Ａ／、、０．２３．９％、　
Ｃａ０２２．０％　、　Ｔ、Ｆｅ　＝　０．２％、　Ｔ
、Ｃｒ　＝　０．４　％　、　Ｔ、Ｎｉ　＝０．０６噂
である。排滓後１．−に吹酸水を段階的に低下させて（
底吹は一定）仕セげ脱炭を行い４０分でＣ：０．０５優
まで脱炭［７、ステンレス溶鋼を製造した。

（発明の効果） 以−上のように本発明をよ、ラテライトなどのように鉄
、二、ケル、り「１人の酸化物を同時に含む鉱石の有価
成分の有功利用、及び還元反応熱として電力に比して安
価な炭材燃焼熱の直接利用の２つの組合せによって、従
来法に比して安価に二、ケル系ステンレス鋼を製造する
ことを可能に（７たもので、経済的ガ効束が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するのに用いた設備の１例を示す
説明図、第２図は本発明の溶融還元炉における酸化物の
還元反応速ＩＷ指数に及ぼす原料酸特許出願人　新日本
製鐵株式會社　はか１名（２５） 手続補正書（自発） 昭和５８年９月２１［１ 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、　事件の表示 昭和５８年特許願第１４３１１７号 ２、　発明の名称 含ニッケルステンレス素溶鋼の製造方法３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 代表者　武　１）　豊 ４、代理人〒１００ 東京都千代田区丸の内二丁目４番１号 ６　補ｉＬの対象 明　細　書 １、発明の名称 含ニッケルステンレス素溶鋼の製造方法２、特許請求の
範囲 （１）　ラテライトの如き鉄、ニッケル、クロムを同時
に含む酸化物系鉱石と、クロム、鉄の酸化物とともにＭ
ｇＯ、５ｉｎ２を含有する鉱石とを炭材とともに混合、
成型したものを加熱して予備還元し、これを炭材、フラ
ックスと共に、上底吹転炉型反応容器に装入し、強攪拌
状態下で溶融還元するとともに、ニッケル源を、前記原
料の混合、成型に先立つ段階および溶融還元段階の何れ
か一方または双方で添加するようにしたことを特徴とす
る含ニッケルステンレス素溶鋼の製造方法。 （２）原料の混合、成型に先立つ段階で添加されるニッ
ケル源が、ニッケルを酸化物として含有する物質である
特許請求の範囲第１項記載の含ニッケルステンレス素溶
鋼の製造方法。 （３）溶融還元過程で添加されるニッケルが、ニッケル
分をメタル状で含むものである特許請求の範囲 範囲第１項記載の含ニッケルステンレス素溶鋼の製造方
法。 ３、発明の詳細な説明 （産業−４二の利用分野） 本発明は、たとえば１８係クロム−８チニツケ／ｌ／　
７４　（７）ような、含ニッケルステンレス鋼を、安価
に製造する方法に関する。 ステンレスｍ　、１中、ニッケルｅ含ｂステンレス鋼は
、耐食性等、（」料としての特性がすぐれているけれど
も、その合金成分であるニッケル、クロムが高価である
ことに起因して鋼材として高価なことが問題であり、そ
のコスト低減が強く要求されている。 （従来技術） ニッケル鉱石として、今後、最も期待できる資源の一つ
が、ラテライトと呼ばれる、鉄、クロム、ニッケルを同
時に含む酸化物系鉱石であり、この成分の一例は、１ｉ
ｆｔ：％） Ｃｒ２０３．　ｋｔ２０５　ｒ　ＭｇＯｒ　８１０２．
　ＣａＯ、Ｍｎ０　。 ３．０チ　５，０チ　１．７％　５．８チ　０．０６係
　１．１係Ｔ、Ｎｉ　、Ｔ、Ｃｏ　＋　Ｔ、Ｆｅ　、Ｉ
ｇ、１ｏｓａ１．５チ　０２≠　４６．０係　１２５％
である。 これを、若し炭材共存下で加熱、溶融すると、約３％Ｎ
ｉ　−４％　Ｃｒ　−０，４５６Ｃｏ　−Ｆｅ合金が得
られる。このＮｉ　、　Ｃｒ含有獣は、合金剤或はステ
ンレス鋼そのものとして低すぎる処から、従来、ラテラ
イトは、乾式製錬法では、Ｎｌ　＋　Ｆ＠＋　Ｃｒの酸
化物還元？テンシャルの差を利用してＮ１を優先還元し
て（すなわち、Ｎ１の大部分は還元できるけれども、Ｆ
ｓは一部のみしか還元せず、その結果としてＣｒは実質
的には還元しないような条件で還元を行なうことにより
）、たとえば、２０％Ｎｉのフェロニッケルが製造され
、ニッケル系ステンレス鋼の合金剤として使用されてい
る。 しかし、この場合には、 （１）　ラテライトの如き、鉱石を多針に処理しても、
成品として得られるのは、全メタル成分の極く一部であ
り、特に、高価な有価成分であるクロムが全量スラブと
して廃棄されること、（１１）　製錬のだめのに〜エネ
ルギとして、高価な電力が用いられていること、 などが、資源付効利用、或は製造コストといった点から
問題とされている。 （発明の目的） 本発明は、ラテライトのような、鉱石中に存在するすべ
ての有価金属成分、すなわち、Ｎ　ｉ　＋　Ｃｒ　Ｉ　
Ｆ　。 を歩留高く回収し、かつ製錬のための熱エネルギを、電
力に依存ぜす、安価な、炭材の燃焼熱を直接的に利用し
て、ニッケル系ステンレス素溶鋼を安価に製造する方法
を得ることを目的としている。 ここで、ニッケル系ステンレス素溶鋼とは、Ｆｅ　、　
Ｃｒ　、Ｎｉなどの主要メタル成分比は、最終製品のス
テンレス鋼のそれに近いが、炭素などの不純物含装置が
ステンレス鋼成品と異なっており、仕上精錬を経由する
ことによって、ステンレス鋼製品となるものを意味する
。 （発明の構成） 本発明の要旨とするところは、ラテライトの如き鉄、ニ
ッケル、クロムを同時に含む酸化物系鉱（４） 石と、クロム、鉄の酸化物とともにＭｇＯ１ＳＩ０２を
含有する鉱石とを炭材とともに混合、成型したものを加
熱して予備還元し、これを炭材、フラックスと共に、上
底吹転炉型反応容器に装入し、強攪拌状態下で溶融還元
するとともに、ニッケル源を、前記原料の混合、成型に
先立つ段階および溶融還元段階の何れか一方または双方
で添加するようにしたことを特徴とする含ニッケルステ
ンレス素溶鋼の製造方法にある。 以下に、本発明の詳細な説明する。 本発明は、発明者等が先に提案（たとえば特願昭５３−
６６９３９号〔特開昭５４−１５８３２０号）した、ク
ロム鉱石を原料とした、フェロクロム溶融還元製錬技術
を応用したものであるが、鉱石の種類とその組合せなら
びに操業条件を最適にすることによシ、独特の効果が得
られるようにした点に特色がある。 以下、ニッケル系ステンレス鋼として代表的な１８−８
ステンレス鋼を製造するノロセスを例として述べる。 （５） 原料としては、 （１）　ラテライトのように、鉄、クロム、ニッケルを
併せ含む酸化物系鉱石、 （１１）　クロム鉱石（クロム鉄鉱）のように、クロム
、鉄の酸化物とともに、Ａｔ、２０Ｓ、　ＭｇＯ、５ｉ
０２などを多量に含む鉱石 が必須の出発原料となる。 前述の如き、ラテライトのような鉄、クロム、ニッケル
を併せ含む酸化物系鉱石ならびにクロム鉱石（クロム鉄
鉱）の如き原料を還元して得られる素溶鋼では、最終的
にニッケル系ステンレス鋼製品として要求されるニッケ
ル含有比率に達しない部分は、後述するように溶融還元
過程で、たとえばメタル状でニッケル分を含むフェロニ
ッケルやステンレス鋼屑を添加することによって補填す
るか、以下に述べる如く、前述のラテライトのような鉱
石およびクロム鉱石とともに、たとえばニッケル酸化物
を含む物質を混合して成型し、予備還元しさらに、溶融
還元する方法の何れか一方または双方を併用することに
よって充足される。 先ず前述の後者、すなわちラテライトのような鉱石およ
びクロム鉱石とともにニッケル酸化物を含む物質を混合
して成型し、予備還元し、さらに溶融還元する方法に沿
って説明を進める。 ニッケル酸化物を含む物質としては、ケイニッケル鉱の
ように、鉄、ニッケル酸化物を含むニッケル鉱石、或は
ニッケルオキサイド（ＮＩＯ）のようなニッケル鉱石を
処理して得られる成品或は生成品がある。 これら天然鉱石或は鉱石から抽出分離したもののほか、
ステンレス鋼精錬ダスト、スラッジ、研削屑といったス
テンレス鋼製造工程発生物も本発明のプロセスにおいて
、ニッケル酸化物として使用できる。 上に述べた諸原料のうち、ラテライトの如き鉄、クロム
、ニッケルを併せ含む酸化物系鉱石は、本発明において
、その中の有価成分を歩留高く回収する対象であって、
含まれる主要成分は、鉄、クロム、ニッケル酸化物と、
Ａｔ２０３．　Ｍｇ０　、８１０２でちゃ、その含有量
は、産地などにより異なる。 次に、クロム鉱石のように、クロム、鉄の酸化物ととも
に、Ａｔ２０．　、　ＭｇＯ、５ｉｎ２を含有する鉱石
は、ラテライトのような鉱石と混合することにより、生
成するメタルのＣｒ、／１′ｅ比を制御しく具体的には
、ラテライト単独の場合よりＣｒ／１’ｅの重量比を高
くするため）、かつＡｔ２０３．　Ｍｇ０　、８１０□
などの比率および絶対含有量を調整するのに用いられる
。 最後に１ニツケル酸化物を含む物質は、ラテライトの如
き鉱石と混合することにより、ラテライト単独の場合よ
りもＮｌ／Ｆ・の比率を高めるとともに混合物の８１０
２．　Ａｔ２０．　、　ＭｇＯなどの含有量比率および
絶対含有量を調整するのに用いられる。 ニッケル酸化物を含む物質としてケイニッケル鉱を用い
る場合には、含まれている主成分は、ニッケル、鉄の酸
化物、８１０２．　Ａｔ２０．　、　ＭｇＯであるが、
その比率、絶対含有量は産地などによって異なる。場合
によっては、クロム酸化物を伴なう場合もある。 一方、ニッケルオキサイド（ＮＩＯ）の場合には、（８
） ９８チ以上ＮｉＯを含んでいる。 ニッケル酸化物を含む物質としては、これらのほか、先
に述べたステンレス鋼精錬ダスト、スラッジ、研削屑と
いった工程発生物の一種或は二種以上を選択して用いる
。 これらの原料を、鉄ニクロム二ニッケルの重量比が、製
造しようとする含二、ケルステンレス素溶鋼組成から要
求される値、たとえば、７４：１８：８になるように配
合する。 他方、配合物の中に含まれるＳ　１０２．　Ａｔ２０３
．　ＭｇＯの含有量は、次の条件を満足していることが
望ましい。 この（１）式の条件は、後述するように、予備還元炉で
の還元促進および溶融還元炉における還元促進のために
望ましいものである。 ラテライトのような鉱石単独では、たとえば、（Ｍｇ０
％）／Ｃ（ｓｉｏ２チ）＋（Ａｔ２０５チ）〕は０．１
４であり、（１）式の条件を満足していない。 （９） 本発明のアロセスで、クロム鉱石、ケイニッケル鉱石の
ように、Ａｔ２０．　、　ＭｇＯ、５ｉｎ２　を多量に
含有するものを配合する理由の一つは、それによってＭ
ｇＯ、Ａｔ２０５　＋　８１０２　の考有液比率を、（
１）式の条件を満足するものとすべく調整することにあ
る。 上に述べた如く配合された酸化物原料は、それに含まれ
る鉄、クロム、ニッケルの酸化物を、それぞれ金属に還
元するのに必要な、化学量論的量の１００〜１５０優の
炭素分を含む炭材を加えて粉砕した後たとえばペレット
のようなものに成型する。 本発明のプロセスにおける、予備還元（固相還元）、溶
融還元に用いる設備の一例を第１図に示す。 設備は、基本的にはロータリキルン１と、上底吹転炉型
溶融還元炉２の組合せからなる。 ロータリキルン１は、主として、溶融還元炉２から出る
排ガスを燃料として操業され、前述の、たとえばペレッ
ト状に成型された原料を、１４００℃以下の温度に加熱
し、予備還元すべく機能する。 上底吹転炉型溶融還元炉２は、ロータリキルン１で予備
還元された原料ペレットの供給を受けて、それを溶融す
るとともに、還元未済のニッケル、クロムおよび鉄の酸
化物の還元を進める。 上底吹転炉型溶融還元炉２には、底部から酸素を含むガ
スの吹込みを行なうだめの羽口３（複数箇設ける場合も
ある）と、上方から酸素を炉内に吹込むためのランス４
が配設される。 上底吹転炉型溶融還元炉２においては、溶湯に、底吹羽
口３から酸素を含むガスを吹込める。たとえば、底吹羽
口３を二重管とし、内管から酸素を、内管外局面と外管
内周面によって形成される円環状流路からプロ・母ン、
Ａｒなどの羽目保護ガスを供給することによって、炉底
から酸素を含むガスを浴内に吹込む。 との底吹ガスは、上底吹転炉型溶融還元炉２内のメタル
７および、生成するスラグ層８を強攪拌して、各金属酸
化物の還元反応を促進するために重要であるが、若し、
酸素を含むガスを用いる場合には、メタル７中の炭素を
燃焼させて、メタル浴の成分、温度を制御できる効果が
ある。ただし、このメタル浴の成分、温度を底吹がスに
よって制御することは、本発明を実施するに際しての必
須要件ではない。 上吹ランス４からの酸素供給は、上底吹転炉型溶融還元
炉での浴の発熱状態を制御する主な手段である。 なお、ロータリキルン１と上底吹転炉型溶融還元炉２の
間には、必要に応じて両者をマツチングさせるためのバ
ッファとして、ペレット貯溜槽１２が設けられる。 第１図において、５は、フードであって定常状態におけ
る炉頂部に配設され、上底吹転炉型溶融還元炉２内から
の高温排ガスを捕捉し、ロータリキルン１へ導くべく機
能する。 ６は、炭材、フラックス用ホッパである。 ９は、ペレットであって、たとえばラテライト、クロム
鉱石、二、ケル鉱石および炭材を粉砕、混合、成型し、
これをロータリキルン１で予備還元（１２） したものである。 １１は気泡である。 １３は、石灰石用スクープフィーダ、１４はコークス用
スクーノフィーダであって、それぞれ外部から石灰石、
コークス（炭材）をロータリキルンへ供給すべく機能す
る。 １５はエア、７−）、１６は原料シュートである。 １７は、排風機、１８はペレット排出口兼高温排ガス流
路であって、ロータリキルン１で予備還元さねたペレッ
ト９を上底吹転炉型溶融還元炉２内へ供給するとともに
溶融還元炉２からの高温排ガスをロータリキルン１内へ
導通する。 １９は、炭材（コークス）であって、ロータリキルン内
へ外装炭として装入されたものである。 ２０は、ロータリキルン内におけるペレットであり、２
１は石灰石である。 ２２は、エアノズルであって、送風機２３からの空気を
、ロータリキルンｌの炉尻から軸方向に送り込む。 ２４は、羽口管内圧力測定装置、２５は、排が（１３） ス分析装置である。 （作用） 」二に述べた設備を用すて、本発明を実施するときの作
用を説明する。 ロータリキルン１では、炭素分を内装した原料ベレット
２０と、塊コークス１９を装入して、熱源として、溶融
還元炉２から排出される高温がスを主とし、必要に応じ
て、重油その他の燃料を加え、エアノズル２２、エアポ
ート１５がら空気或は酸素富化空気を供給して燃焼せし
めるとともに燃焼制御を行ない、・（レット２０の温度
を１０００℃以上、１４００℃以下とするように加熱す
る。 ペレット２０の加熱温度を１０００℃以上、１４００℃
以下と限定したのは、ｉ　ｏ　ｏｏ’ｃ未満では、鉄、
ニッケル、クロムそれぞれの酸化物の予備還元が十分に
進まず、後続の溶融還元炉２における還元負担が大きく
なる（還元反応のために必要な熱量が大きくなるととも
に、溶融還元炉２内スラグ中のＴ、Ｆｅが高くなシ易く
、耐火物原単位が増加する）ため好ましくないからであ
る。 一方、−ξレット２０を１４００℃を超える温度まで加
熱することは、還元生成物の溶解を招き、これに起因し
てロータリキルン１の操業を不安定にするので好ましく
ない。 ロータリキルン１におけるペレット２０の加熱温度は、
前述の温度域内で、高いほど、溶融還元炉２で必要とさ
れる熱負荷を小さくできかつ、ロータリキルン１もコン
・９クトにできる（所定の、ペレット２０の予備還元率
を得るためのキルン内滞留時間を短縮できるのでキルン
ｌを短かくできる）などの効果がある。 しかし、ペレット２０を高温に加熱した場合、ニッケル
その他の金属酸化物の配合物中のＭｇＯ。 Ａｔ２０３．５ＩＯ２の含有量が不適当であると、低融
点化合物を作り、ペレット２０の加熱中に浴融或は、半
溶融状態となって、キルンｌ内に付着物を生成し、ため
に安定した操業を妨げる。 このような問題の惹起を防止するためには、金属酸化物
の配合物中に含まれる５１０２　ｒ　Ａｔ２０５　、　
ＭｇＯは、次の成分条件を満足していることが望ましい
。 溶融還元炉２で必要とされる炭材は、一部調整用を除い
ては、ロータリキルン１を通して供給することが望まし
い。 何故ならば、キルンｌ内の炭材量が増すことは、高温域
でのペレット２０の再酸化を防止して溶融還元炉２に供
給されるペレットの還元率を、高位に保つことを可能に
するとともに、炭材自身が予熱されるために、溶融還元
炉２における熱バランスを改善するからである。 溶融還元炉２の操業は、定常的には生成したメタルの一
部、たとえば１／３を炉内に残留させて、それに諸原料
を加えて行くという方式を採る。 なお、溶融還元炉の築炉後、これを立ち上げるときには
、別の炉で溶解した種湯を装入するか、或は、溶融還元
炉２に塗材を装入して燃料（固体或は気体）を酸素で燃
焼して加熱、溶融せしめ、Ａａ湯を作る。 このようにして、種湯の存在する溶融還元炉２（１６） には、上記の如く、予熱・予備還元されたペレット９、
コークス１９などの炭材を供給するとともに、上底吹の
吹酸を行なって炭材の部分燃焼をおこし、溶融還元を進
める。溶融還元炉で生成するスラグは、原料酸化物の中
に含まれていたＭｇＯ。 ５ＩＯ２，Ａｔ２０３分、および炭材中に含まれていた
５ｉｎ２．　Ａｔ２０．分とフラックスとして加える石
灰分（石灰石あるいは生石灰）により生成する。加える
石灰分の敬を過大にすることなく（スラグ中ＣａＯ≦３
０チ）、溶融還元炉内での酸化物の還元速度を大にする
ためには、第２図に示すように、０．３〜０．９、特に
好ましくは０．４〜０．８である。 なお、第２図において酸化物還元速度を示す指数として
、ベレット装入後のクロム酸化物の還元速度を一次反応
で整理してその速度定数の値を用いている。 諸原料を添加してゆくにつれて、溶融スラグ及び溶融メ
タルの量がふえてくる。この間、メタル温度は凝固開始
温度以上、１５８０℃以下になる（１７） ように、原料供給速度、上底吹酸速度、ランス高さなど
を制御する。メタル温度を凝固開始温度以上にするのは
、本発明の遂行にとって重要な底吹羽口の閉塞を防止す
るためである。また本発明の必要条件である強攪拌条件
下では、メタルとスラグの温度差は小さく、メタル温度
を１５８０℃以下に管理すれば、スラグによる耐火物の
侵食を抑制できる。溶融メタルの温度は、数分おきに熱
電対を浸漬して測定してもよいが、底吹羽口管内の圧力
を連続測定する方法によってもある程度推定できる。こ
れは、メタル温度が低下すると羽口先付着物（凝固した
メタルおよびクロム系の酸化物）の葉が増加するため羽
口管内圧力が増加するという現象があることに基く。羽
口内圧力とメタル温度の関係は、羽口条件、底吹吹酸条
件、メタル成分がきめられるとほぼ決定されるので、あ
らかじめ両者の関係をめておければ、以後はその関係式
にもとづいて羽口内圧力測定値からメタル温度を推定す
ることができる・ 浴融還元炉に供給すべき全酸素ガス量は、供給される諸
原料の成分、温度条件、排ガスのＣＯ／ＣＯ２比（これ
はＣＯ／ＣＯ２が０４以上では任意に定めることができ
る）などにもとづいて定められる排ガスのＣＯ／ＣＯ２
比を所定の値に合せるには、上吹ランスノズル形状、ラ
ンス高さなどを調整すればよい。 なお、含ニッケルステンレス素溶鋼を得るだめの鉄、ニ
ッケル、クロム源として、酸化物系原料のほかに、ステ
ンレス鋼スクラップ、フェロニッケル、フェロクロムな
どの金属、合金系の原料を補助的にあわせて用いること
も可能である。これらの原料は、溶融還元炉内では炭材
燃焼熱によシ加熱、溶融される。 底吹ガスは、スラグ、メタルの主な攪拌動力として、本
発明では重要である。酸化物の還元反応の速度を大にす
るため、溶融メタル、スラグの温度を甑力均−化して、
耐火物損傷の原因となる局所高温の程度を小さくするた
めである。スラグ中の酸化物の還元反応は主として、ス
ラグと接する遊離炭材表面でおこる。溶融還元炉に装入
した炭材（コークスなど）とスラグの接触比表面積には
限度があるため、生成スラグが多すぎると、同一反応速
度での酸化物還元速度が低下する傾向にあり、生産性を
維持するためには、温度を上げるとか、攪拌を一段と強
めるなど、溶融還元炉の耐火物原単位を高めるような操
業条件を選ばざるを得なくなる。生成スラグを許容でき
る条件内にとどめるためには、原料酸化物配合物中の各
酸化物の組成は次の条件を満足していることが望ましい
。 一方、溶融還元炉において生成するスラグが少なすぎる
と、底吹によシスラグ層を通してメタルのとび出しがお
こり、クロムの再酸化、地金つきを生じて好ましくない
。これを防止するための条件は、原料酸化物配合物中の
各酸化物の組成は次の条件を満足していることが望まし
い。 なお、この場合、溶融還元炉で７シツクスとしては石灰
分を、生成スラグ中のＣａＯ％が１０〜３０（２０） チとなるように調整している。 このような過程により、溶融還元炉に供給された酸化物
原料の溶融還元が進行する。所定量の酸化物原料投入終
了後、ただちに出滓、出湯に移行することもできるが、
必要な場合にはスラグ中の鉄、クロム、ニッケルの酸化
物濃度をさらに低下するために炭材を補給しつつ吹酸を
つづける。 排出されたスラグは、ＣａＯ−ＭｇＯ−８１０２−Ａｔ
２０５系で、クロム、鉄などの酸化物含有量が低いので
、必要に応じて破砕して磁選によってメタル分を回収し
た後、路盤材、埋立材などに用いることができる。 生成した含ニッケル、ステンレス素溶鋼は例えば排滓後
の溶融還元炉で上底吹吹酸を続けてステンレス鋼として
要求されるレベルまで脱炭し、溶鋼の一部を炉内に残し
出鋼して成品とする。この脱炭の過程での発熱を利用し
て、ステンレス鋼スクラップを加えて溶解することがで
きる。なお生成した含ニッケル・ステンレス素溶鋼の約
２／′３を出鋼して、別の仕上げ脱炭炉で成品ステンレ
ス鋼（２１） として要求される０％まで脱炭を行う方法も可能である
。 本発明は類似の先行諸発明と次の点で異っている。 （１）各種酸化物を配合［７て、電気炉に装入１〜て還
元する方法は、エネルギーとしての電力コストが高いの
で、含ニッケルステンレス素溶鋼のメタル分の過半量を
占める鉄をｔ〜少化物から還元することは経済的に他の
諸方法（鉄源としてスクラップを用いる方法など）に比
べて不利であり、実用的ではない。本発明では、電力を
用いない予備還元−溶融還元の工程をとること、及び、
その工程に適したように酸化物配合物中のＳｔＯ□、　
Ａｔ２０．　、　ＭｇＯチの比を選定【７たことが重要
である。 （１１）　クロム鉱石だけを原料鉱石として、ロータリ
ーキルン予備震元−４二Ｊ戊吹転炉で溶融還元を行っテ
フエロクロムを製造する工程と比べると、各種酸化物を
配合し２て鉄；り１」ム：ニッケルの比、及び８１０２
．　ＭｇＯ、Ａｔ２０．の比を副整して含ニッケルステ
ンレス素ン容鋼を１白′接得るようにしたこと、そして
生成するメタル組成を含ニッケルステンレス累溶鋼とす
ることによって、ロータリーキルンでの酸化物の予備還
元を行いやすくし、また、溶融還元炉での操業温度を下
げ耐火物負荷を軽減し、かつ同一吹酸速度による生産性
を高めることを可能にした。また、必要フラックス添加
量を最小にし、生成スラグ量を減らし溶融還元にとって
最適の量の範囲にした。 以上は、ラテライトのような、鉄、クロム、ニッケルを
併せ含む酸化物系鉱石ならびにクロム鉱石（クロム鉄鉱
）の如き原料を還元して得られる素溶鋼では、最終的に
ニッケル系ステンレス鋼製品として要求されるニッケル
含有比率に達しない部分を、原料の粉砕、混合および成
型に先立つ段階で、ニッケル酸化物を含む物質として加
えることによって補填するプロセスであるけれども、以
下の実施例で説明する如く、溶融還元過程において、メ
タル状でニッケルを含゛む物質、たとえばフェロニッケ
ルを添加することによって補填するプロセスも勿論、本
発明の一実施態様である。 （実施例） 諸原料の成分は次の通りである。 （２４） 炭材として用いたコークス粉（含炭ペレット製造時に用
いる）塊コークス（ロータリーキルン外装炭および溶融
還元炉に投入するコークスとして用いる）の成分は次の
通シである。 用いた設備は第１図に示す通シである。溶融還元炉は定
格溶融金属普（出湯直前の溶湯Ｊｉ）５０ｔの上底吹転
炉（上吹ランス１本、ノズル７ｔａｘφ×７孔、中心に
１孔、周辺に６孔、周辺６孔のランス軸に対する角度２
５°、底吹羽口４本、内管径２０■φの二重管、外管に
はアルゴンを保護ガスとして流す）で、生成した溶融金
属は３３ｔづつ出湯し、１７ｔを残し湯する方式で半連
続操業する。 実施例−１ ０−タリーキルン１基と溶融還元炉１基の組合（２５） せからなる設備を用いて、前述の酸化物原料のうち、ラ
テライト、クロム鉱石を配合して含炭ハ？レッドを製造
し、これを予備還元した後、溶融還元炉にフェｏニッケ
ルとともに装入する方法で１８チクロム−８条ニッケル
ー５％Ｃ（残１）　Ｆｓ　）の含ニッケルステンレス素
溶鋼を製造した。 原料酸化物はラテライト：クロム鉱石＝６５：３５の重
ｌ比に配合する。この配合物の平均組成は で式（１）　、　（２）　、　（３）の条件を満足して
いる。これに粉コークスを配合（１００ｋｇＡ−ｅ化物
配合物）して微粉砕しくレットに造粒する。これを外装
炭として塊コークスを５０ｋｇ／ｌ−ペレット加えてロ
ータリーキルンで最高温度１３２０℃に加熱して鉄分の
８０％、クロム分の３０係、ニッケル分の９０％を予備
還元する。この予熱、予備還元されたペレットを１８４
Ｃｒ−８％Ｎ１−５％Ｃ溶湯を１７を残留させた溶融還
元炉に塊コークスとともにほぼ連続的に装入し、さらに
フェロニッケルを１９０ｋｙ／ｌ−ペレットの割合で装
入する。ぞして、上吹酸素８５００　Ｎｍ／ｈｒ　％底
吹酸素１５００　Ｎｍ”／ｈｒで吹酸し、メタル温度は
１５５０〜１５７０℃に制御する。所定址の原料を装入
し終った時点での生成スラグ敗はＭｇＯ＝　２２．０優
、８１０２＝　２５．９係、Ａ、ｔ２０３＝　２８．５
　％、ＣａＯ＝　２３．０　％、Ｔ、Ｃｒ＝０．５俤、
Ｔ、Ｆｅ　＝　０．３％、Ｔ、Ｎｌ　＝　０．０８％で
ある。 実施例−２ ０−タリーキルン１基と溶融還元炉１基の組合せからな
る設備を用いて前述の酸化物原料のうち、ラテライト、
クロム鉱石、ケイニッケル鉱石体）を配合して、溶融還
元炉で１８％クロム−８チニッケル−５％Ｃの含ニッケ
ルステンレス素溶鋼を製造した。 原料酸化物はラテライト：クロム鉱石：ケイニッケル鉱
石（Ａ）＝５１：１９：３０の重量比に配合する。この
配合物の平均組成は ＴｏｔａｌＦｅ　：Ｔｏｔａｌ　Ｃｒ　：ＴｏｔａｌＮ
ｉ　＝　７４　：　１８　：　８で式（１）　、　（２
）　、（３）の条件を満足している。これに粉コークス
を配合して（１００ｋｆｌ／を一酸化物配合物）微粉砕
し、ペレットに造粒する。これを外装炭として塊コーク
スを５　ｏ　ｋｇ／ｌ−ペレット加えてロータリーキル
ンで最高温度１３２０℃に加熱して、鉄分の８０係、ク
ロム分の３０９０１ニッケル分の９０俤を予備還元する
。この予熱、予備還元されたペレットを１８係Ｏｒ　−
８俤Ｎ１−５チＣ溶湯を１７を残留させた浴融還元炉に
塊コークス、石灰とともにほぼ連続的に装入し、上吹酸
素１０１０００ＯＮ／ｈｒ％底吹酸索１５００　Ｎｍ／
ｈｒで吹酸する。メタル温度は１５５０〜１５７０℃に
制御する。所定門のペレットを装入し終った時点での生
成スラ（２８） グはＭｇＯ＝　２４．３チ、５１０＝２９．５ｑ６、Ａ
ｔ２０．−２４、２　％、　ＣａＯ＝　２　１．０　％
、　Ｔ、Ｃｒ　＝　０．５　％、Ｔ、Ｆｅ　−０，３％
、Ｔ、Ｎｌ　＝　０．０８％である。排滓後、生成メタ
ル３３ｔを出湯し、ＡＯＤに移して脱炭し１８％Ｃｒ−
８％Ｎｉ−０，０５４０のステンレス鋼を得る。なお仕
上げ脱炭時に１８％Ｃｒ　−８％Ｎｌステンレス鋼スク
ラスクラツノ二記素溶鋼の２０％装入し溶解させた。 実施例−３ ０−タリーキルン１基と溶融還元炉２基の組合せからな
る設備を用いて前述の酸化物原料のうち、ラテライト、
クロム鉱石、ケイニッケル鉱石（Ｂ）、二／ケルオキサ
イドを配合して、溶融還元炉で溶融還元−排滓−仕上げ
脱炭を行って１８４Ｃｒ−８％Ｎｉ−０，０５％Ｃステ
ンレス鋼を製造した。ロータリーキルンは定常的に操業
されておシ、予熱、予備還元ペレットは時期をずらして
操業されている２基の溶融還元炉のいずれかに装入され
る。 原料酸化物はラテライト：クロム鉱石：ケイニッケル鉱
石（Ｂ）：ニッケルオキサイド＝５１：１９：（２９） ２８：２の比となるように配合する。この配合物の組成
は、 Ｔｏｔａｌ　Ｆｅ　：ＴｏｔａｌＣｒ　：ＴａｔａｌＮ
ｉ　＝　７４　：　１８　：　８でｔ（ｘ）　、　（２
）　、　（３）の条件を満足している。これに粉コーク
スを１００　ｋ、ｇ／を一酸化物配合物配合して微粉砕
後、（レットに造粒する。これを外装炭として塊コーク
ス５５に９Ａ−ペレット加えてロータリーキルンで最高
温度１３５０℃に加熱して鉄分の８５チ、クロム分の３
２％、ニッケル分の９２俤を予備還元する。この予熱、
予備還元された（レットを１８％Ｃｒ−８％Ｎ１−０．
０５％Ｃ溶湯を１７を残留させた溶融還元炉に、塊コー
クス、石灰とともに連続的に装入し、上吹酸素１ｏｏｏ
。 Ｎｍ３／ｈ　ｒ−、底吹酸素１５００　Ｎｍ３／ｈｒで
吹酸する。 ６０分でペレットの装入を終シ、さらに吹酸を１０分続
けて仕上げ還元を行って排滓する。スラブ組成はＭｇＯ
＝　２５．８チ、５ｉＯ２＝　２８．３％、Ａｔ２０．
−２３．９　％、Ｃａ０＝　２２．０％、Ｔ、Ｆｅ＝０
．２係、Ｔ、Ｃｒ　＝　０．４％、Ｔ、Ｎｌ　＝　０．
０６　％である。排滓後、上吹酸素を段階的に低下させ
て（底吹は一定）仕上げ脱炭を行い４０分でＣ：０．０
５％まで脱炭し、ステンレス鋼を製造した。 実施例−４ 酸化物原料の配合比は次の通りである。ラテライト：ク
ロム鉱石ニステンレス鋼ダスト；ステンレス鋼研削屑ニ
ステンｌ／ス鋼中和スラノ：ニッケルオキサイド−５８
：　１０　：１５　：６　：　１０：１．５゜この配合
物の平均組成は であり式（１）　、　（２）　、　（３）を満足してい
る。このほかの条件は実情例−２とほぼ同じである。 （発明の効果） 以上のように本発明は、ラテライトなどのように鉄、ニ
ッケル、クロムの酸化物を同時に含む鉱石の有価成分の
有効利用、及び還元反応熱として電力に比して安価な炭
材燃焼熱の直接利用の２つの組合せによって、従来法に
比して安価にニッケル系ステンレス鋼を製造することを
可能にしたもので、経済的な効果が大きい。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明を実施するのに用いる設備の１例を示す
説明図、第２図は本発明の溶融還元炉における酸化物の
還元反応速度指数に及ぼす原料酸を示す図である。 １：ロータリーキルン、２：溶融還元炉、３二羽口、４
：上吹ランス、５；フード、６：炭材、フラックス用ボ
ッ・？−１７：浴湯、８ニスラグ、９：ペレット、１１
：気泡、１２：ペレット貯鉱槽、１３：石灰石川スクー
ｆフィーダー、１４：（３２） コークス用スクーｆフィーダー、１５：エアーボート、
１６：原料シーート、１７：排風機、１８；ペレット排
出口及び溶融還元炉発生がス径路、１９：コークス、２
０：ペレット、２１：石灰石、２２：エアーノズル、２
３：丙風機、２４：羽口管内別［１測蓋装置、２５：排
がス分析装置。 （３３）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラテライトのように鉄、ニッケル、クロムを同時に含む
   酸化物系鉱石に、クロム鉱石のようにクロム、鉄の酸化
   物とともに、Ｍｇ０　、８１０２を含有する鉱石、およ
   びニッケル酸化物を含む物質の一種ないし二種以上を加
   え、炭材を混合・成型したものを加熱して予備還元した
   後、酸素を上底吹できる転炉型反応容器に炭材、フラッ
   クスとともに添加し、強攪拌状態で溶融還元することを
   特徴とする含ニッケルステンレス素溶鋼の製造方法。