JPS61231134A - フエロアロイの製造方法 - Google Patents

フエロアロイの製造方法

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JPS61231134A
JPS61231134A JP61072613A JP7261386A JPS61231134A JP S61231134 A JPS61231134 A JP S61231134A JP 61072613 A JP61072613 A JP 61072613A JP 7261386 A JP7261386 A JP 7261386A JP S61231134 A JPS61231134 A JP S61231134A
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JP
Japan
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iron
melting furnace
carbon
alloy
green compact
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Application number
JP61072613A
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English (en)
Inventor
グレン イー.ホフマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midrex International BV Rotterdam Zurich Branch
Original Assignee
Midrex International BV Rotterdam Zurich Branch
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/006Making ferrous alloys compositions used for making ferrous alloys

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Cephalosporin Compounds (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

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】 〔発明の背景〕 本発明は、鉄および鋼の製造に用いられる金属化された
鉄含有の合金並びにこのような合金の製造方法に関する
ものである。
鉄および鋼の製造において、フェロシリコン、フェロニ
ッケル、フェロクロム、フェロマンガン等のような合金
形態の各種金属含有生成物が溶解炉への添加剤とされて
いることは通常のことである。このようなフェロアロイ
は、薯通、かなりの炭素を含有している。本発明におい
て、金属化した鉄、酸化物形態の合金元素および炭素を
圧粉体(コンパクト)又は団鉱(briquet)に形
成し、次に、コークスのような炭質材料が必要ならば、
それと共にシャフト炉内へ装入され、そして還元されて
鋳造用および他の製鉄ないし製鋼用に高有用性の溶融フ
ェロアロイ生成物を形成する。
シャフト炉へ装入される団鉱は、好ましくは、その組成
での基本成分として金属化された鉄微粉を用いている。
既に知られた団鉱は酸化鉄を用いている。金属化された
微粉の存在が本発明方法に必要なエネルギーを低減する
。鉄微粉が金属化された状態にあるので、酸化鉄を鉄に
還元するのに必要とされるエネルギーは本発明方法では
必要でない。団鉱中の鉄は溶解前に還元されることがな
いので、必要エネルギーが低減される。
公知の近い先行技術特許には米国特許第4.179.2
83号(Rehden)、米国特許第4.395.28
4号(Markert)および米国特許第4.369.
062号(Strange)がある。
米国特許第4.179,283号(Rehden)では
金属酸化物の団鉱作りのみを教示しかつ団鉱装入物中に
直接還元された鉄を有していない。この特許では2種の
炭素(高反応性炭素と低反応性炭素と)を利用している
米国特許第4.395.284号(Merkert)で
は鉄およびバインダーは任意のものであって本質的な成
分でないことを教示している。この特許では、電気。
炉への供給材料として用いる多孔性圧粉体を調製してお
り、この材料は低い見掛密度および大きな内部多孔度を
有している。この特許によると、シリカ重量の約15%
以下が鉄粒子であり、しかしながらこれはミルスケール
と同じものであって通常酸化形態である。
米国特許第4.369.062号(Strange)で
は、鉄微粉および41%以下のミルスケールのような請
求の範囲に記載の材料からの団鉱の製造を教示している
。この特許において団鉱中の炭素が不十分であるとミル
スケールを減らすことが研究で明らかにされた。この特
許では、溶解中に熱を与えるための付加エネルギー源を
必要としている。
装入する団鉱が所望の合金酸化物、炭素、60%以上金
属化された鉄、およびバインダー(珪酸ナトリウムある
いは水酸化カルシウムと糖密との混合物のようなバイン
ダー)を含有していることを教示しているこれらの従来
技術とは本発明は異なっている。
〔発明の目的〕
本発明の主要目的は、各種の製鋼および鋳造用に現在可
能であるよりも経済的なフェロアロイ製造方法を提供す
ることである。
〔発明の概要〕
10〜90%の金属化された鉄(metallized
 1ron)、7〜65%の合金酸化物および5〜26
%の炭素から本質的になる微細に粉砕され材料の混合物
を85〜90%として1〜15%のバインダーと混合し
、そして圧縮して団鉱を形成する。最善の団鉱は92%
の微細粉砕材料および8%のバインダーからなる。団鉱
をシャフト炉内へ付加炭質材料と共に装入し、この炭質
材料が燃焼して合金酸化物を加熱しかつ金属状態に還元
し、鉄および合金元素を溶解しそして炉内にフェロアロ
イ溶湯を形成する。
以下余白 〔詳しい説明〕 本発明の方法では、約10〜90%の金属化された鉄、
約7〜65%の金属酸化物状態合金および約5〜26%
炭素から本質的になる鉄含有団鉱を装入材料として利用
する。混成物中の鉄は削り屑、チップ(切り粉)又は金
属化された鉄微粉の形態でありうるが、後者であるのが
好ましい。金属化された鉄微粉は酸化鉄の直接還元によ
って作られるのが好ましくかつ少なくとも60%が金属
化され、通常80%以上金属化されている。
好ましいバインダーは3部の石灰および5部の糖密(+
++olasses)である。バインダー用の石灰は水
酸化カルシウムである水和石灰の形態である。
これらの成分の全ては微細に粉砕された状態にあるべき
であり、好ましくは3鶴以下である。
シリカ、マンガン酸化物、亜クロム酸塩、モリブデン酸
化物、ニッケル酸化物、コバルト酸化物、バナジウム酸
化物、又はその他所型の合金酸化物が微粉又は粒状で存
在する。このような酸化物を本明細書では同等に簡易表
示として式“MOx”とする。
団鉱中の金属化された鉄微粉は溶けて炭素の飽和した別
々の鉄液滴を形成する。炭素は石炭又はコークスのよう
な固体燃料の成分が好ましく、代わりにピッチ又はター
ルにあってもよい。団鉱は化学量論的必要量以上に付加
炭素を含有すべきであり、このことはそれが燃料として
働いて還元反応のための熱を与え、還元した鉄および珪
素を出銑温度約2700°Fすなわち1500℃まで加
熱し溶解するのに必要なエネルギーを供給するためであ
る。
団鉱中の炭素の作用は、 (1)合金金属酸化物の還元反応の熱に必要なエネルギ
ーを供給すること、反応は次式である、熱 MOx+C−eM(s)+C0 (2)炭素を溶融鉄中に溶かすのに必要なエネルギーを
供給すること、反応は次式である、熱 C(s)  →旦 (3)鉄および金属化された酸化物(還元後)を出銑温
度まで加熱する際にエンタルピー必要量を満足させるの
に必要なエネルギーを与えることおよび (4)還元された金属を溶融鉄に溶かすためのエネルギ
ーを供給すること、反応は次式である、熱 M(s)  →X 全ての成分の粒子サイズが25mm以下であることは好
ましいが、全ての成分の粒子サイズが団鉱にする前に1
51m以下であることは最も有利である。
団鉱中の成分のより好ましい範囲は、20〜70%の金
属化された鉄、15〜60%の合金酸化物および9〜2
3%の炭素である。最適の組成は40〜55%の金属化
された鉄、20〜40%の合金酸化物および13〜20
%の炭素である。
上述した混合物が少なくとも600℃の温度でかつ少な
くとも1000ボンド/平方インチ(70kg/d)の
圧力にて熱間団鉱化によって固められて、熱い鉄含有団
鉱(ブリケット)を形成する。
好ましいバインダーは水酸化カルシウムおよび糖密のほ
ぼ等しい割合での混合物であり、最適組成は糖密5部に
対して石灰3部である。しかしながら、それぞれはバイ
ンダーの30〜70%であってもよい。代替のバインダ
ーには、珪酸ナトリウム、ピッチ、タール、その他の有
機又は化学バインダー、および接合剤がある。
本発明方法のやり方では、フェロアロイ団鉱をキュポラ
あるいは他の溶解炉のようなシャフト炉(溶解機)内へ
装入する。団鉱中の合金酸化物のかなりの部分が溶解過
程で還元されて、金属合金が合金元素として溶融生成物
で得られる。このようにしてフェロアロイ団鉱はより高
価なフェロシリコン又は他のフェロアロイの代わりに使
用できる。
溶解炉であって還元炉でないキュポラ炉にて、合金酸化
物および鉄酸化物の両方の還元をこの炉内で行なわなけ
ればならないときに、溶解生産性に損失が生じる。合金
酸化物のみを還元しなければならないときに、すなわち
、鉄酸化物が金属化された鉄の状態にすでに還元されて
いたならば、溶解生産性での損失は最小になる。
キュポラ内燃焼のための酸素が予熱空気(任意的に酸素
富化で)によって与えられる。キュポラは従来のコーク
スキュポラ、コークスレスキエポラ又は所望の溶解炉で
あり、該溶解炉では酸素−燃料バーナー、酸素富化空気
/天然ガスノく−ナー、プラズマトーチ、又は電気アー
ク炉での炭素アーク電極のような電極によって火をたく
ことができる。
装入した好ましい団鉱は、金属化された鉄微粉、酸化物
状態の微粉又は粉状の合金、粉コークス又は石炭粉のよ
うな炭素源および水酸化カルシウムト糖密との混合物の
ようなバインダーから本質的になる。混合物を団鉱に圧
縮した後で、団鉱を150〜200℃(約300〜40
0°F)のような低温にて乾燥ないしキュアして、水分
を除去しかつ生強度を向上させる。
ステンレス鋼ないし鋼合金のチップ、中ぐり屑、削り屑
、イルメナイト、亜クロム酸塩、チタニア濃縮物、ニッ
ケルラテライトないしニッケル酸化物、および鋼合金ミ
ルスケールでさえも、団鉱中に含ませることができるで
あろう。
コークスのような固体炭質材料の形態で十分な付加炭素
を溶解炉へ装入し、その量は固体鉄、固体鉄合金および
スラグ形成物の即に溶解炉に装入されたものを溶かす融
解必要量のエンタルピーおよび熱を満足させ、かつ溶解
炉の溶解領域内で非酸化性雰囲気を形成して鉄および還
元された合金が酸化されないように保護するように炭素
を部分的に酸化されている程度に与えるものである。
下記表に各種のフェロシリコン組成の化学分析と本発明
にて使用した同等のフェロシリカ団鉱の化学分析との比
較を示す。
以下余白 第1表 フェロシリコン分析 7、oシリyy    Fe5il  Fe5i5  
Fe5ilOFeSi25  Fe5i50  Fe5
i75等級 1” e    9B、5χ94.5χ89.5χ 7
4.5χ 49.5χ 24.5XSi    1.0
 5.0 10.0 25.0 50.0 75.OC
O,50,50,50,50,50,5第2表 フェロシリカ団!組成 1znシリ:7:/    Fe5il  Fe5i5
  Fe5ilOFeSi25  Fe5i50  F
e5i75同等物 金属化された96.6″% 86.7χ75.9χ 5
1.6χ 26.2χ 10.5χ鉄微粉 5iOz    O,57,815,733,552,
163,6G     2.9 5.5 8.4 14
.9 21.7 25.9第3表 フェロシリカ団鉱分析 Fe5il Fe5i5 Fe5ilOFeSi25 
Fe5i50 Fe5i75F e    81.9χ
73.5χ64.4χ 43.7χ 22.2χ 8.
9χFe0    9.3  B、3 7.3  4.
9  2.5  1.OC4,36,89,515,7
22,126,03iO□   1.9 9.1 16
.8 34.3 52.5 63.8Ca0    0
.9 0,8 0.7  0.5  0.3  0.1
シ(t1イ童5      1.6 ° 1.5   
1.3    0.9    0.4    0.2本
明細書にて用いている[合金化された(meta−11
ized)Jは、金属で被覆されているというのではな
く、金属状態にほぼ完全に還元されていることを意味し
、すなわち、常に材料での60%以上金属で通常80%
以上金属である。ペレ・ントを含む多(の形態でこのよ
うな金属化された鉄は電気アーク炉のような製鋼炉への
供給材料として都合よく適している。
コールタールピッチのようなマトリックスタイプのバイ
ンダー、珪酸ナトリウムのようなフィルムタイプのバイ
ンダー、又は水和石灰および二酸化炭素のような化学的
タイプのバインダが本願において適切な代替バインダー
であると考えられる。
キュポラへの装入物が団鉱、熱間団鉱化された鉄、炭素
鋼平板スクラップ、合金鋼スクラップ、再生利用鋳鉄お
よびコークスの混合物であろう。
石灰石、焼かれた石灰、ドロマイト石灰、スバ(Spa
r、壁間性の結晶性鉱物)などのようなフラ+ソクス添
加剤が、脱硫用、脱燐用のいずれか又は両方に適するス
ラグを形成するのに、あるいは溶融体から不純物をスラ
グへ溶かすのに利用できるであろう。
溶融フェロアロイ生産物が粒状化されるか鋳塊ないし小
インゴットに鋳込まれるであろう。
上述の記述から、本発明が前述した目的を達成する溶融
フェロアロイ製造法を発明したことは明らかである。本
発明の精神から逸脱することなく変更態様がなされるあ
ろうしかつ特許請求の範囲に特に記載したこと以外は制
約されるものではない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)金属化された鉄と、化学量論的に過剰の固体
    炭質材料と、珪素、ニッケル、マンガン、チタン、バナ
    ジウム、クロム、モリブデンおよびコバルトからなる群
    から選ばれた金属の酸化物との混合物から本質的になる
    圧粉体を形成すること;(b)前記圧粉体およびスラグ
    形成物を溶解炉へ装入すること; (c)前記圧粉体中の前記酸化物を還元し、構成成分を
    溶解し、そして高合金溶融体を形成するために前記固体
    炭質材料を燃焼すること; を含んでなるフェロアロイの製造方法。 2、前記溶解炉内への装入の前に、炭素、金属アルミニ
    ウム、金属マグネシウム又はこれらの組合せ物を前記圧
    粉体に添加することをさらに含んでいる特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 3、付加熱および付加反応炭素を与えるために付加固体
    炭質材料を前記溶解炉へ装入することをさらに含んでい
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、固体鉄、鉄合金、熱間団鉱された鉄、炭素鋼スクラ
    ップ、合金鋼スクラップ、再生利用の鋳鉄、又はこれら
    の混合物を前記溶解炉へ装入することをさらに含んでい
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、燃焼を促進するために酸素を前記溶解炉内へ吹き込
    むことをさらに含んでいる特許請求の範囲第1項記載の
    方法。 6、前記酸素が予熱空気の形態である特許請求の範囲第
    5項記載の方法。 7、前記溶解炉に熱を酸素−燃料バーナー、酸素富化空
    気/天然ガスバーナー、プラズマトーチ又は電極によっ
    て与えることをさらに含んでいる特許請求の範囲第1項
    記載の方法。 8、ステンレス鋼ないし合金鋼のチップ、中ぐり屑、削
    り屑、イルメナイト、亜クロム酸塩、チタニア濃縮物、
    ニッケルラテライト、ニッケル酸化物、および鋼合金ミ
    ルスケールからなる群から選択された少なくとも一種の
    成分を前記圧粉体に含有させることをさらに含んでなる
    特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP61072613A 1985-04-01 1986-04-01 フエロアロイの製造方法 Pending JPS61231134A (ja)

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CA (1) CA1233644A (ja)
DE (1) DE3610248A1 (ja)
FR (1) FR2579625A1 (ja)
GB (1) GB2173216A (ja)
IT (1) IT1190249B (ja)
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ZA862076B (en) 1986-11-26
SE8601450L (sv) 1986-10-02
AU5375186A (en) 1986-10-09
DE3610248A1 (de) 1986-10-02
FR2579625A1 (fr) 1986-10-03
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IT1190249B (it) 1988-02-16
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