JPS61231135A - 鉄含有ブリケツトおよびその製造方法 - 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】 本発明は、鉄および鋼の製造に用いる金属鉄含有ブリケ
ットに関し、また、そのブリケットを製造するための結
合剤および塊状化の方法に関する。

鉄および鋼の製造においては、フェロシリコンのように
合金化した種々の金属鉄系製品等を溶解炉内で添加する
のが普通である。フェロシリコン中には普通は相当量の
炭素が含有されている。

本発明のブリケットは、金属化した鉄、シリカ、および
炭素から成る組成を持ち、鋳造その他製鉄、製鋼の用途
に高い価値がある。本発明のブリケットを鋳造あるいは
製鋼に使用すれば、高価なフェロシリコンの添加は不要
になる。

本発明のブリケットは、金属化した微粉鉄鉱を主成分と
する組成を持つことが望ましい。公知のブリケットの場
合は酸化鉄の微粉鉱を用いている。

本発明のブリケットは金属化した微粉鉱を含有するので
、従来のブリケットよりも溶解に要するエネルギーが少
ない。

本発明のブリケットを原材料とする方法では、微粉鉄鉱
が金属化しているので、通常ならば必要な酸化鉄を鉄に
還元するためのエネルギーは不要である。

本発明のブリケット中に含有される鉄が、ブリケットの
溶解における含有シリカの還元中に触媒として作用する
とも考えられるが、特にこれにとられれるものではない
。もちろん、ブリケット中の鉄を溶解前に還元する必要
はないから、エネルギーの必要量は低減する。

〔従来の技術〕

最も密接な関係を持つ従来技術の特許は、Ｐｉｅｔｓｃ
ｈの米国特許第４，０３２，３５２号、Ｒｅｈｄｅｒの
米国特許第４．１７９．２８３号、Ｍｅｒｋｅｒ　ｔの
米国特許第４．３９５，２８４号、Ｑｕｅｒｅｎｇａｓ
ｓｅｒらの米国特許第３．４３１．１０３号、およびＨ
ａｒｒｉｓｏｎの米国特許第１．１３４，１２８号であ
る。

ｐｉｅｔｓｃｈの特許は、金属化した鉄が再び酸化しな
いように直接還元鉄を塊状化するための結合剤の組成で
ある。Ｐｉｅｔｓｃｈはブリケット中に粒状シリカを含
有させていない。更に、ブリケット中にシリカの還元を
目的とする炭質還元体が含有されていない。ピッチ組成
は結合剤としてのものである。Ｐｉｅｔｓｃｈの特許請
求の範囲にある結合剤は全て水を必須成分としているこ
とが注目される。

Ｒｅｈｄｅｒの特許は、金属酸化物のみのブリケッティ
ング法であって、ブリケット中に直接還元鉄はＭｅｒｋ
ｅｒｔの特許では、鉄と結合剤が任意成分であって必須
成分ではない。見掛の密度が低い内部多孔質の電気炉用
原料としての多孔質成形体に関するものである。シリカ
重量の約１５％以下が鉄粒であってもよいと述べられて
いる。

Ｑｕｅｒｅｎｇａｓｓｅｒらの特許は、鉄の含有量が８
％しかないブリケットを用いたフェロシリコンの製造方
法である。これは本発明のブリケット製品の鉄含有量よ
りも明らかに低い。

Ｈａｒｒｉｓｏｎの特許は、シリコンを５３〜５４．５
％含有するフェロシリコンである。標準的な合金のシリ
コン量は２５〜６０％であることが述べられており、こ
れはシリカ（Ｓｉｆｔ）の量にすると３８〜６６％に相
当し、本発明のブリケット製品中に存在するシリカより
も明らかに多い。

本発明は上記従来技術のブリケットのいずれとも異なり
、本発明のブリケットは高温成形品の場合シリカ、炭素
、金属化率６０％超の鉄を含有する。ブリケットが低温
成形品の場合は、結合剤としてケイ酸ナトリウムまたは
水酸化カルシウムと糖蜜との混合物等が使われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の主目的は、シリカを含有し種々の製鋼法および
鋳造法において高価なフェロシリコンの代りに使用でき
る、鉄含有ブリケットを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、直接還元炉で製造された金
属化した微粉鉄鉱を主成分とする、鉄含有ブリケットを
提供することである。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明のブリケットは、結合剤を使用した低温成形品お
よび結合剤を使用しない高温成形品である。

合剤に用いる石灰は石灰水和物であり、すなわち水酸化
カルシウムである。

高温成形ブリケットの成分範囲は、 金属化した微粉鉄鉱　５０〜９０％ シリカ（Ｓｔ（ｈ）　７〜３５％ 炭素　　５〜１５％ である。

これら全ての成分は細粒化されている必要があり、３１
ｍ未満が望ましい。

低温成形用結合剤の調整にあたっては、細粒成分混合物
８５〜９９に対して結合剤１〜１５を混合する。

細粒成分を９２、結合剤を８の割合で含有する低温成形
ブリケットが最適である。

本発明の鉄含有ブリケットの本質的な構成成分は、金属
化した鉄約５０〜９０％、シリカ約７〜３５％、および
炭素約５〜約１５％である。組成中の鉄は微粉鉄鉱の状
態であり、酸化鉄を直接還元したものが望ましく、金属
化率が６０％以上、通常は８０％超である。本明細書中
の「金属化」の意味は金属被覆ではなく、はぼ完全に金
属状態にまで還元することであり、金属化後は金属含有
量が必ず６０％を超えており、普通は８０％を超えてい
る。

この金属化した鉄はペレット状等種々の形をしており、
電弧炉等の製鋼炉に供給するための材料として十分適し
ている。シリカの存在形態は微細化あるいは粒状化した
状態である。炭素源としては石炭、コークス等の個体燃
料が望ましいが、ピッチやタールでもよい。

いずれの成分も３日未満の寸法であることが望ましく、
ブリケッティング前の寸法を１．５ｎ未満とするのが最
も有利である。

ブリケット組成として更に有利な範囲は、金属化した鉄
５０〜７０％、シリカ１５〜３５％、炭素８〜１５％で
ある。

上記の混合物を温度６００℃以上、圧力１０００ｐｓ　
ｉ（７０ｋｇ　ｆ　／　−）以上で高温プリケラティン
グして鉄含有高温ブリケットを形成することができる。

成形は温度約６５０〜７５０℃で行なうのが望ましい。

上記組成の低温ブリケッティングは更に一般的に行なわ
れるはずであり、その場合重量比で上記組成８５〜９９
と結合剤１〜１５とを混合する。

結合剤として望ましいのはほぼ同量の水酸化カルシウム
と糖蜜の混合物であり、石灰３に対して糖蜜５の割合が
最適である。しかし、各々結合剤の量の３０〜７０％の
範囲で存在してよい。結合剤としてはこの他に、ケイ酸
ナトリウム、ピッチ、タール等の有機あるいは化学結合
剤およびセメント類がある。

本発明のブリケット製品はシャフト炉、たとえばキュー
ポラ等の溶解炉に装入される。ブリケット中のシリカは
溶解工程で一部還元されて金属シリコンとなり、溶融製
品の合金元素とすることができるようになる。したがっ
て、本発明のブリケットは高価なフェロシリコンの代り
に使用することができる。

キューポラ炉は溶解炉であって還元炉ではないので、炉
内でシリカと酸化鉄の両方を還元しなくてはならない場
合には溶解の生産性は低下する。

シリカだけを還元する必要がある場合、すなわち酸化鉄
が既に金属化した鉄の状態まで還元されていれば、溶解
の生産性低下は軽減する。ブリケット中のシリカを還元
するためには、鉄が存在しなければならない。

ブリケットの本質的構成成分は、金属化した直接還元微
粉鉄鉱、微細化あるいは粒状化したシリカ、コークス粉
あるいは微粉炭等の炭素源、および水酸化カルシウムと
糖蜜の混合物等の結合剤である。混合し、圧縮成形して
ブリケットとした後は、このブリケントをたとえば１５
０〜２００℃（３００〜４００　”　Ｆ）の低温で乾燥
あるいは硬化して水分の除去と生強度の増加をすること
ができる。このようにして形成された生のブリケットは
５０ｗｔ％程度の高いシリコン含有量を持つ還元ブリケ
ットである。

以下の各表に種々のフェロシリコンと本発明のフェロシ
リカ・ブリケットの組成の分析値の比較４″ｔ″・　　
　　　　　　　　　　　以下余白第１表　標準フェロシ
リコン分析値（％）また、ブリケットの炭素量を化学量
論的必要量を超えて追加し、過剰部分を燃料として作用
させ、還元反応用の熱を供給し、還元鉄とシリコンを加
熱・溶解・昇温（出湯温度の約２７００　’　Ｆすなわ
ち約１５００℃まで）するのに必要な熱を供給すること
もできる。

結合剤としては、マトリクス系（コール・タール・ピッ
チ、石油アスファルト、ポルトランド・セメント、粘土
、ギルソナイト等）、フィルム系（ケイ酸ナトリウム、
プラスチック樹脂、でんぷん、ベントナイト、にかわ等
）、ケミカル系（石灰水和物と二酸化炭素、ケイ酸ナト
リウムと塩化カルシウム、ケイ酸ナトリウムと二酸化炭
素等）は全て本発明に用いるのに適している。

上述のように、本発明のブリケット製品は、金属化した
直接還元微粉鉄鉱を主成分とし、製鋼および鋳造の用途
において前記の目的を達成するものである。本発明の趣
旨に沿った変更は可能であり、特許請求の範囲に規定し
た以外の制限はない。

以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属化した鉄５０〜９０％、シリカ７〜３５％、炭
   素５〜１５％、およびその他の成分１．０〜３．５％か
   ら本質的に成る鉄含有ブリケット。 ２、前記金属化した鉄が５０〜７０％、前記シリカが１
   ５〜３５％、および前記炭素が９〜１５％である特許請
   求の範囲第１項記載の鉄含有ブリケット。 ３、前記炭素が固体燃料の成分として存在する特許請求
   の範囲第１項記載の鉄含有ブリケット。 ４、前記炭素がコークスとして存在する特許請求の範囲
   第３項記載の鉄含有ブリケット。 ５、前記炭素が石炭として存在する特許請求の範囲第３
   項記載の鉄含有ブリケット。 ６、前記炭素がピッチまたはタールとして存在する特許
   請求の範囲第３項記載の鉄含有ブリケット。 ７、前記鉄が金属化した微粉鉄鉱の形である特許請求の
   範囲第１項記載の鉄含有ブリケット。 ８、前記各成分が、ブリケッティング前の寸法が３ｍｍ
   未満の粒子として存在する特許請求の範囲第１項記載の
   鉄含有ブリケット。 ９、前記各成分が、ブリケッティング前の寸法が１．５
   ｍｍ未満の粒子として存在する特許請求の範囲第８項記
   載の鉄含有ブリケット。 １０、前記金属化した鉄の金属化率が６０％以上である
   特許請求の範囲第１項記載の鉄含有ブリケット。 １１、金属化した鉄５０〜９０％、シリカ７〜３５％、
   炭素５〜１５％、およびその他の成分１．０〜３．５％
   から本質的に成る組成の混合物８５〜９９％と結合剤１
   〜１５％とから本質的に成るブリケット。 １２、前記結合剤がマトリクス系、フィルム系、ケミカ
   ル系のうちのいずれか１種である特許請求の範囲第１１
   項記載のブリケット。 １３、前記結合剤がケイ酸ナトリウム、プラスチック樹
   脂、でんぷん、ベントナイト、にかわから成る群から選
   択されるフィルム系結合剤である特許請求の範囲第１２
   項記載のブリケット。 １４、前記結合剤が水酸化カルシウムと糖蜜の混合物、
   石灰水和物と二酸化炭素の混合物、ケイ酸ナトリウムと
   塩化カルシウムの混合物、ケイ酸ナトリウムと二酸化炭
   素の混合物から成る群から選択されるケミカル系結合剤
   である特許請求の範囲第１２項記載のブリケット。 １５、前記結合剤が３０〜７０％の水酸化カルシウムと
   ３０〜７０の糖蜜とから成る特許請求の範囲第１４項記
   載のブリケット。 １６、前記結合剤がピッチ、コール・タール・ピッチ、
   石油アスファルト、ポルトランド・セメント、粘土、ギ
   ルソナイトから成る群から選択されるマトリクス系結合
   剤である特許請求の範囲第１２項記載のブリケット。 １７、下記工程、 （ア）金属化した高温の微粉末鉄鉱５０〜９０％、シリ
   カ７〜３５％、炭素５〜１５％を温度６００℃以上で混
   合する工程、および （イ）該混合された混合物を鉄含有高温ブリケットにす
   るために行なう圧力１０００ｐｓｉ（７０ｋｇ／ｃｍ＾
   ２）以上での圧縮成形工程 を含んで成る、鉄含有高温ブリケットの製造方法。 １８、前記圧縮成形を温度約６５０〜７５０℃で行なう
   特許請求の範囲第１７項記載の製造方法。 １９、金属化した微粉鉄鉱５０〜９０％、シリカ７〜３
   ５％、炭素５〜１５％から成る混合物８５〜９９％と、
   水酸化カルシウム３０〜７０％、糖蜜３０〜７０％から
   成る結合剤１〜１５％とを混合する工程を含んで成る鉄
   含有ブリケットの製造方法。 ２０、前記ブリケットを温度１５０〜２００℃で硬化す
   る工程を更に含んで成る特許請求の範囲第１９項記載の
   製造方法。