JPS62214109A - 鉄粉の製造法 - Google Patents
鉄粉の製造法Info
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- JPS62214109A JPS62214109A JP5679186A JP5679186A JPS62214109A JP S62214109 A JPS62214109 A JP S62214109A JP 5679186 A JP5679186 A JP 5679186A JP 5679186 A JP5679186 A JP 5679186A JP S62214109 A JPS62214109 A JP S62214109A
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Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (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。
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、含炭鉄粉から、流動脱炭法により、粉末冶金
用あるいは化学反応用等に使用される鉄粉を製造する方
法に関する。
用あるいは化学反応用等に使用される鉄粉を製造する方
法に関する。
近年、粉末鉄冶金法によって作られる焼結合金製品は自
動車、事務機械、電気機械、農機具及び原子力用機器な
どの構成部品として大きな役割を果たしている。また、
溶接棒用、ステンレス鋼等の溶断用、あるいは水処理・
置換反応等の化学反応用等にも鉄粉は広く用いられてい
る。
動車、事務機械、電気機械、農機具及び原子力用機器な
どの構成部品として大きな役割を果たしている。また、
溶接棒用、ステンレス鋼等の溶断用、あるいは水処理・
置換反応等の化学反応用等にも鉄粉は広く用いられてい
る。
そのため鉄粉の品質、コスト及び生産性向上が要望され
るに至っている。
るに至っている。
鉄粉の製造法としては、還元法、電解法などの方法（Ｊ
ＩＳ Ｈ２６０１）がある。
ＩＳ Ｈ２６０１）がある。
電解法は高品位の鉄粉が得られるが、生産性が低く、コ
ストが高い欠点がある。
ストが高い欠点がある。
還元法は鉄鉱石をＣ雰囲気（コークス存在下）で加熱し
、鉄鉱石を還元し、約１重量％のカーボンを含んだ還元
鉄（Ｆｅ＋ＦｅＯ＋Ｃ）を得る。この還元鉄は一般に浸
炭鉄粉と言われる。次いでこの浸炭鉄粉と酸化鉄（Ｆｅ
２Ｏ３）とを混合したものを原料として、耐熱容器に充
填し、この容器を台車に乗せて、１０００℃の温度帯を
有する例えば１００Ｉ１１余のトンネルキルンに装入し
、通過させ、燃焼ガスと輻射加熱によって脱炭を行って
鉄粉を得るものである。しかしながら、この方法は高価
な燃料を大量に使用する割に熱効率が悪く、又生産性が
極めて低い問題点を有する。更に、得られた鉄粉中のＣ
含有量が高く、且つバラつくという欠点もある。
、鉄鉱石を還元し、約１重量％のカーボンを含んだ還元
鉄（Ｆｅ＋ＦｅＯ＋Ｃ）を得る。この還元鉄は一般に浸
炭鉄粉と言われる。次いでこの浸炭鉄粉と酸化鉄（Ｆｅ
２Ｏ３）とを混合したものを原料として、耐熱容器に充
填し、この容器を台車に乗せて、１０００℃の温度帯を
有する例えば１００Ｉ１１余のトンネルキルンに装入し
、通過させ、燃焼ガスと輻射加熱によって脱炭を行って
鉄粉を得るものである。しかしながら、この方法は高価
な燃料を大量に使用する割に熱効率が悪く、又生産性が
極めて低い問題点を有する。更に、得られた鉄粉中のＣ
含有量が高く、且つバラつくという欠点もある。
本発明は上記従来法の問題点を解決するもので熱効率及
び生産性が極めて高く、又鉄粉中の残留炭素値が低く且
つ安定した従来法に比し優れた鉄粉の新製法を提供する
ものである。
び生産性が極めて高く、又鉄粉中の残留炭素値が低く且
つ安定した従来法に比し優れた鉄粉の新製法を提供する
ものである。
上記問題点を解決するための手段として、本発明は含炭
鉄粉を原料としてこれを焙焼脱炭して冶金用等の所望の
鉄分を製造するに当たり、含炭鉄粉を流動炉内で６５０
〜１０００℃で炭素を酸化してＣＯ２又はＣＯとして揮
散せしめる方法で、特に該流動炉（以下内部流動炉とも
言う）を外部流動炉の高温流動層中に浸漬させることに
より反応に必要な熱量を供給するものである。
鉄粉を原料としてこれを焙焼脱炭して冶金用等の所望の
鉄分を製造するに当たり、含炭鉄粉を流動炉内で６５０
〜１０００℃で炭素を酸化してＣＯ２又はＣＯとして揮
散せしめる方法で、特に該流動炉（以下内部流動炉とも
言う）を外部流動炉の高温流動層中に浸漬させることに
より反応に必要な熱量を供給するものである。
炭素を酸化するに必要な酸化源としては、含炭鉄粉中に
含まれることがあるＦｅＯ等の酸化鉄、反応系に導入す
る水蒸気などが用いられる。
含まれることがあるＦｅＯ等の酸化鉄、反応系に導入す
る水蒸気などが用いられる。
又、流動炉内で含炭鉄粉を流動させるための炉底部より
吹込まれる気体としては、Ｎ２、Ａｒ等を用いてもよい
が、本発明で脱炭反応によって生ずるＣＯ□やＣＯを炉
頂部より抜き、循環して炉底より装入して用いてもよい
。
吹込まれる気体としては、Ｎ２、Ａｒ等を用いてもよい
が、本発明で脱炭反応によって生ずるＣＯ□やＣＯを炉
頂部より抜き、循環して炉底より装入して用いてもよい
。
内部流動炉の流動を保持し且つ良好な炉内循環を行うた
めには、上記のように気体を使用する他、炉内に攪拌機
を設置してこれによってもよい。この場合攪拌機と気体
使用を併用してもよい。
めには、上記のように気体を使用する他、炉内に攪拌機
を設置してこれによってもよい。この場合攪拌機と気体
使用を併用してもよい。
以下、本発明の構成を作用と共にさらに詳しく説明する
。
。
本発明はたとえば鉄鋼業において多量に副生する炭素を
含んだ鉄粉、たとえば転炉粗粒灰や、前記還元法によっ
て製造された浸炭鉄粉などの含炭鉄粉を原料として使用
しようとするものである。
含んだ鉄粉、たとえば転炉粗粒灰や、前記還元法によっ
て製造された浸炭鉄粉などの含炭鉄粉を原料として使用
しようとするものである。
転炉粗粒灰は約０．３〜０．５％１ｔ％の炭素分（Ｃ）
を含有し、又浸炭鉄粉は０．１〜２．０ｗｔ％のＣ，０
〜７ｗｔ％のＦｅｏを含有し実質的にＦｅ＋ＦｅＯ＋Ｃ
からなる。
を含有し、又浸炭鉄粉は０．１〜２．０ｗｔ％のＣ，０
〜７ｗｔ％のＦｅｏを含有し実質的にＦｅ＋ＦｅＯ＋Ｃ
からなる。
これらの含炭鉄粉は炉内で良好に流動する程度の粒径に
予め調整する。大量の粒径は２８ｍｅｓｈアンダー、又
は３０μｍ〜０．５ｆｉ程度である。流動層内では含炭
鉄粉粒子が激しく循環して脱炭反応が行われ、鉄粉（Ｐ
ｅ）が製造される。
予め調整する。大量の粒径は２８ｍｅｓｈアンダー、又
は３０μｍ〜０．５ｆｉ程度である。流動層内では含炭
鉄粉粒子が激しく循環して脱炭反応が行われ、鉄粉（Ｐ
ｅ）が製造される。
主反応は次の通りである。
Ｃ＋ＦｅＯ→Ｆｅ ＋ Ｃｏ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）ＣＯ＋ Ｆｅｅ→Ｆｅ ＋
ＣＯ□・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）Ｈ
ｇＯ＋ Ｆｅ→ＦｅＯ＋ Ｈｚ・・・・・・・・・・・
・・・・（３）ｃ＋ｃｏｔ→２ＣＯ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（４）酸素源としては
含炭鉄粉中に存在するＦｅＯが最も望ましいが、これで
は量的に不足するので必要に応じて酸素源としてとし水
蒸気を添加する。水蒸気の導入によって反応をコントロ
ールすることができる。
・・・・・・・・・（１）ＣＯ＋ Ｆｅｅ→Ｆｅ ＋
ＣＯ□・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）Ｈ
ｇＯ＋ Ｆｅ→ＦｅＯ＋ Ｈｚ・・・・・・・・・・・
・・・・（３）ｃ＋ｃｏｔ→２ＣＯ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（４）酸素源としては
含炭鉄粉中に存在するＦｅＯが最も望ましいが、これで
は量的に不足するので必要に応じて酸素源としてとし水
蒸気を添加する。水蒸気の導入によって反応をコントロ
ールすることができる。
反応温度は６５０〜１０００℃、好ましくは、７５０℃
〜９００℃の範囲内である０反応温度が低くなると反応
速度が遅くなり、１０００℃を超えると流動層の流動が
悪化し、反応が均一に行われなくなる。
〜９００℃の範囲内である０反応温度が低くなると反応
速度が遅くなり、１０００℃を超えると流動層の流動が
悪化し、反応が均一に行われなくなる。
本発明においては、流動炉の流動保持のため、反応によ
って生成したＣＯｌやＣＯ等の混合ガスを頂部より回収
し、循環して底部より吹込み、台炭顔粉を流動状態に保
つことに役立たせるのが好ましい。
って生成したＣＯｌやＣＯ等の混合ガスを頂部より回収
し、循環して底部より吹込み、台炭顔粉を流動状態に保
つことに役立たせるのが好ましい。
これにより熱効率も向上するし、ＣＯ□ＺＣＯ比をコン
トロールすることにより、反応のコントロールにも使用
することができる。
トロールすることにより、反応のコントロールにも使用
することができる。
流動保持のための炉底部より吹込むガスとしては、前記
生成したＣｏｔ、ＣＯ基以外他のガスを使用することは
差支えない０例えばＨｚやＡｒ等や追加のＣＯ３、ＣＯ
が使用できる。 ＣＯｌ、ＣＯガスに前記した他のガス
を混入しても差支えない。
生成したＣｏｔ、ＣＯ基以外他のガスを使用することは
差支えない０例えばＨｚやＡｒ等や追加のＣＯ３、ＣＯ
が使用できる。 ＣＯｌ、ＣＯガスに前記した他のガス
を混入しても差支えない。
反応系のＣＯ□／ＣＯガス組成比と反応温度との間には
第１図のような関係がある。斜線内が好ましい反応域で
あり、水蒸気を添加するとＣＯ□／Ｃｏが増加するので
、水蒸気量によって反応制御が可能である。
第１図のような関係がある。斜線内が好ましい反応域で
あり、水蒸気を添加するとＣＯ□／Ｃｏが増加するので
、水蒸気量によって反応制御が可能である。
炉内を通過するガスの流量は流動層の流動するに足る量
が必要である。
が必要である。
本発明は高温反応であるので熱効率を上げることが工業
上極めて重要である。従来法のトンネルキルンのような
ガス輻射では熱効率が充分ではない。又このような高温
に使用する液状の熱媒にも適当なものを見出すことは困
難である。本発明者は鋭意研究の結果、反応容器の加熱
媒体として流動層を使用することにより熱効率を飛躍的
に向上せしめ、さらに加熱が均一に行われるため、反応
が均一で脱炭率も極めて高いことを見出した。
上極めて重要である。従来法のトンネルキルンのような
ガス輻射では熱効率が充分ではない。又このような高温
に使用する液状の熱媒にも適当なものを見出すことは困
難である。本発明者は鋭意研究の結果、反応容器の加熱
媒体として流動層を使用することにより熱効率を飛躍的
に向上せしめ、さらに加熱が均一に行われるため、反応
が均一で脱炭率も極めて高いことを見出した。
すなわち、流動炉を外部流動炉と内部流動炉の２つを使
用し、外部流動炉の流動層中に内部流動炉を設置する。
用し、外部流動炉の流動層中に内部流動炉を設置する。
外部流動炉の流動層は適当な手段により加熱する。たと
えば流動層に油、石油、コークス等の燃料を供給し、燃
焼させ加熱する。
えば流動層に油、石油、コークス等の燃料を供給し、燃
焼させ加熱する。
外部流動炉の流動層に使用する粒子としては、特に限定
はしないが、高温に耐え、流動適性のあることが必要で
ある。たとえば鉄鉱石を粉砕し２００ ｍｅｓｈより粗
＜１．５重ｍφ以下に粉砕した粒子などを用いることが
できる。
はしないが、高温に耐え、流動適性のあることが必要で
ある。たとえば鉄鉱石を粉砕し２００ ｍｅｓｈより粗
＜１．５重ｍφ以下に粉砕した粒子などを用いることが
できる。
このように２重の流動炉を用いたことにより熱効率が向
上し装置も小型化する。
上し装置も小型化する。
以下、第２図に示したフローダイヤグラムにより本発明
の詳細な説明する。
の詳細な説明する。
脱炭用内部流動炉２を８５０℃に保つため、流動炉２を
９５０℃に保持した高温流動層１中に設置した。
９５０℃に保持した高温流動層１中に設置した。
流動層１を９５０℃に保つため、外部ブロワ−３より約
１６１ｒｒｒ／ｈｒの空気、及びオイルガン４より油１
２．３ｋｇ／ｈｒを底部より吹込み燃焼させた。燃焼ガ
ス１７１ｎ？／ｈｒは煙突５より排出された。
１６１ｒｒｒ／ｈｒの空気、及びオイルガン４より油１
２．３ｋｇ／ｈｒを底部より吹込み燃焼させた。燃焼ガ
ス１７１ｎ？／ｈｒは煙突５より排出された。
内部流動炉２には炭素分１ｗｔ％の浸炭鉄粉をホッパー
６からフローシール７を介して上部より連続装入した。
６からフローシール７を介して上部より連続装入した。
浸炭鉄粉は流動炉２内で激しく循環し脱炭反応し、オー
バーフローして製品ホッパー１３に収納された。鉄粉生
成量は４００ｋｇ／ｈｒであった。
バーフローして製品ホッパー１３に収納された。鉄粉生
成量は４００ｋｇ／ｈｒであった。
一方、反応によって生起したＣＯ２、ＣＯ等の混合ガス
１２．３ｎ？／ｈｒは上部より回収され、サイクロン８
、ＣＯ２／ＣＯメーター９、外部ブロワ−１１を通って
流動炉２の底部より導入される。この際、ＣＯ２／Ｃｏ
が０．５より小さくなったとき、スチーム弁より水蒸気
を導入する。又、系内圧が高まったとき正調弁１２が働
きガス抜きが行われる。
１２．３ｎ？／ｈｒは上部より回収され、サイクロン８
、ＣＯ２／ＣＯメーター９、外部ブロワ−１１を通って
流動炉２の底部より導入される。この際、ＣＯ２／Ｃｏ
が０．５より小さくなったとき、スチーム弁より水蒸気
を導入する。又、系内圧が高まったとき正調弁１２が働
きガス抜きが行われる。
次に流動炉の具体的数値を挙げて熱効率を算出した。
（１）外部流動炉
■ 仕 様 内径１ｍφ 高さ３ｍｌ■流動物
鉱石粉 ■熱 源 Ａ重油１２．３ｋｇ／Ｈｒ ■吹込空気 １６１ｎ？／Ｈｒ、 Ｓ、Ｖ＝０．４ｍ／
ｓｅｅ。
鉱石粉 ■熱 源 Ａ重油１２．３ｋｇ／Ｈｒ ■吹込空気 １６１ｎ？／Ｈｒ、 Ｓ、Ｖ＝０．４ｍ／
ｓｅｅ。
■ 流動層温度 ９５０℃
（２）内部流動炉（流動脱炭炉）
■ 温 度 ８５０℃
■ 熱 量 ３００Ｋｃａｌ／ ｒｄ、Ｈｒ、
’ＣＸ２ｒｒＦｘ△ｔ （１００℃） ＝６０，０００Ｋｃａｌ／Ｈｒ ■ 循環ガス量 １２．３ｒｒｒ／Ｈｒ、Ｓ、Ｖ＝０
．２ｍ／ｓｅｃ。
’ＣＸ２ｒｒＦｘ△ｔ （１００℃） ＝６０，０００Ｋｃａｌ／Ｈｒ ■ 循環ガス量 １２．３ｒｒｒ／Ｈｒ、Ｓ、Ｖ＝０
．２ｍ／ｓｅｃ。
■成品量 ４００ｋｇ／Ｈｒ〜４３０ｋｇ／ｌｌｒ以上
の実施例による熱効率は、４１．６％である。
の実施例による熱効率は、４１．６％である。
バランスを下記に示す。
入 熱 へ重油 １２．３ ｋｇ Ｘ １０．１６
０Ｋｃａｌ ／ ｋｇ＝ １２４．９Ｘ１０３Ｋｃａｌ
／Ｈｒ出 熱 外部排ガス： １７１ ｎ？ ／ Ｈｒ Ｘ ９５０℃
Ｘ ０．３６Ｋｃａｌ ／ ｇ＝５８．６Ｘ１０３Ｋｃ
ａｌ／Ｈｒ 製 品： １３０Ｋｃａ ］ ／ ｋｇ Ｘ ４００
ｋｇ ／ Ｈｒ＝５２ Ｘｌ０３Ｋｃａｌ／Ｈｒ 外部放散： ６．２Ｘ１０″Ｋｃａｌ／■ｒ
内部排ガス： ３．９Ｘ１０３Ｋｃａｌ／
Ｈｒ小 計 １２０．７Ｘ１０３Ｋｃａｌ／Ｈｒ合
計 １２４．９Ｘ１０” Ｋｃａｌ／Ｈｒ本実
施例は、外部排ガスの熱交換を行っていない場合である
が４１．６％の高い効率が得られた。熱交換を行えば５
０％台の効率まで高める可能性がある。
０Ｋｃａｌ ／ ｋｇ＝ １２４．９Ｘ１０３Ｋｃａｌ
／Ｈｒ出 熱 外部排ガス： １７１ ｎ？ ／ Ｈｒ Ｘ ９５０℃
Ｘ ０．３６Ｋｃａｌ ／ ｇ＝５８．６Ｘ１０３Ｋｃ
ａｌ／Ｈｒ 製 品： １３０Ｋｃａ ］ ／ ｋｇ Ｘ ４００
ｋｇ ／ Ｈｒ＝５２ Ｘｌ０３Ｋｃａｌ／Ｈｒ 外部放散： ６．２Ｘ１０″Ｋｃａｌ／■ｒ
内部排ガス： ３．９Ｘ１０３Ｋｃａｌ／
Ｈｒ小 計 １２０．７Ｘ１０３Ｋｃａｌ／Ｈｒ合
計 １２４．９Ｘ１０” Ｋｃａｌ／Ｈｒ本実
施例は、外部排ガスの熱交換を行っていない場合である
が４１．６％の高い効率が得られた。熱交換を行えば５
０％台の効率まで高める可能性がある。
以上の如く本発明は、実施例によれば、熱原単位 ２
９０〜３１０ Ｘｌ０３Ｋｃａｌ／丁熱効率 ４１．６
〜４４．７％ 生産速度 ５．６〜６．１ Ｔ／ ｒｄ、Ｈｒ残留炭
素（χ）０．００〜０．０２％ と極めて高い生産性と安定した残留炭素値を得ることが
でき、従来法に比し優れた新技術を提供するものである
。
９０〜３１０ Ｘｌ０３Ｋｃａｌ／丁熱効率 ４１．６
〜４４．７％ 生産速度 ５．６〜６．１ Ｔ／ ｒｄ、Ｈｒ残留炭
素（χ）０．００〜０．０２％ と極めて高い生産性と安定した残留炭素値を得ることが
でき、従来法に比し優れた新技術を提供するものである
。
第１図は本発明において反応が有効に行われるガス組成
比と温度の関係図である。 第２図は本発明実施例の工程図である。 １・・・外部流動炉、２・・・内部流動炉（脱炭）、３
・・・外部プロワ−１４・・・オイルガン、５・・・煙
突、６・・・ホッパー、７・・・フローシール、８・・
・サイクロン、９・・・Ｃｏ、／ＣＯメーター、１０・
・・スチーム弁、１１・・・外部プロワ−１１２・・・
正調弁、１３・・・製品ホッパー代理人 弁理士 井
上 雅 生 （つ・） υ 管
比と温度の関係図である。 第２図は本発明実施例の工程図である。 １・・・外部流動炉、２・・・内部流動炉（脱炭）、３
・・・外部プロワ−１４・・・オイルガン、５・・・煙
突、６・・・ホッパー、７・・・フローシール、８・・
・サイクロン、９・・・Ｃｏ、／ＣＯメーター、１０・
・・スチーム弁、１１・・・外部プロワ−１１２・・・
正調弁、１３・・・製品ホッパー代理人 弁理士 井
上 雅 生 （つ・） υ 管
Claims (4)
- （１）高温流動層中に設置された脱炭用流動炉内で、６
５０〜１０００℃の温度範囲で含炭鉄粉の流動脱炭反応
を行うことを特徴とする鉄粉の製造法。 - （２）脱炭により生じるＣＯ＿２ガス及びＣＯガスを含
炭鉄粉の流動状態を保つために循環させた特許請求の範
囲第１項記載の鉄粉の製造法。 - （３）高温流動層中に設置された脱炭用流動炉内で、６
５０〜１０００℃の温度範囲で含炭鉄粉の流動脱炭反応
を行う際に、酸素源として反応系に水蒸気を導入すると
共に、脱炭により生じるＣＯ＿２及びＣＯガスを含炭鉄
粉を流動状態に保つために循環することを特徴とする鉄
粉の製造法。 - （４）脱炭用流動炉内に攪拌機を設置し、該流動炉の攪
拌を行う特許請求の範囲第１項記載の鉄粉の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5679186A JPS62214109A (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 鉄粉の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5679186A JPS62214109A (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 鉄粉の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62214109A true JPS62214109A (ja) | 1987-09-19 |
Family
ID=13037234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5679186A Pending JPS62214109A (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 鉄粉の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62214109A (ja) |
-
1986
- 1986-03-17 JP JP5679186A patent/JPS62214109A/ja active Pending
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