JPS625207B2 - - Google Patents

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JPS625207B2
JPS625207B2 JP6541382A JP6541382A JPS625207B2 JP S625207 B2 JPS625207 B2 JP S625207B2 JP 6541382 A JP6541382 A JP 6541382A JP 6541382 A JP6541382 A JP 6541382A JP S625207 B2 JPS625207 B2 JP S625207B2
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JP
Japan
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ore
reduced
reduction furnace
tuyere
molten metal
Prior art date
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Expired
Application number
JP6541382A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58185711A (ja
Inventor
Hisao Hamada
Nobuo Tsuchitani
Toshihiro Inatani
Shiko Takada
Eiji Katayama
Hisamitsu Koitabashi
Mitsuo Kadoto
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP6541382A priority Critical patent/JPS58185711A/ja
Publication of JPS58185711A publication Critical patent/JPS58185711A/ja
Publication of JPS625207B2 publication Critical patent/JPS625207B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/30Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
    • C22B34/32Obtaining chromium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、金属酸化物を含有する鉱石を予備還
元後溶融還元する溶融金属製造方法に関し、特に
本発明は、2種以上の異なる金属酸化物を含有す
る鉱石を還元性の難易により2種の鉱石群に分別
して、それぞれを別個の予備還元炉を用い溶融還
元炉から排出する還元性ガスにより予備還元後、
溶融還元する溶融金属製造方法に関する。 ステンレス鋼の製造は従来電気炉あるいは転炉
を用いて行なわれているが、ステンレス鋼製品製
造コストのうち、主合金原料であるフエロクロ
ム,フエロニツケルなど合金鉄の価格の占める割
合が大きい。 ところで、従来フエロクロムは電気炉法によ
り、生産され、またフエロニツケルは多くは電気
炉法により、その他クルツプレン法あるいは高炉
法によつて生産されている。しかし電気炉法によ
りフエロクロム,フエロニツケルを製造する場合
には、電力消費量が大きく、かつ原料鉱石が多く
は粉状であるため電気炉に装入する前にそれら粉
状鉱石を塊成化する必要があり、塊成化処理コス
トがかかるなどの点から、製造されるフエロクロ
ム,フエロニツケルの価格が高くなるという欠点
がある。 本発明者らは上記欠点を除去,改善するため粉
状鉱石を塊成化せずに直接使用すると共に、電力
を用いない粉粒状鉱石からの溶融金属製造方法を
先に発明し、特願昭56―63294号により特許出願
した。上記出願の発明は、粉粒状鉱を予備還元
し、炭素系固体還元剤の充填層が形成され、下部
に高温空気を吹込む上下2段に設けられた羽口を
有する堅型溶融還元炉内に予備還元鉱を高温のま
ま前記空気と共に吹込み同炉内で溶融還元して溶
融金属を製造する方法において、前記予備還元の
ために、溶融還元炉内で発生する還元性ガスを使
用する金属酸化物を含有する粉粒状鉱石からの溶
融金属製造方法であつた。しかしながら前記方法
は同種鉱石、例えばクロム鉱石のみを使用してフ
エロクロムを製造する場合には適当な方法である
が、異種鉱石を組合せて、例えばクロム鉱石,ニ
ツケル鉱石,鉄鉱石を組合せてFe―Cr―Ni系合
金を一挙に製造することは、それぞれの鉱石に主
としてそれぞれ含まれる酸化クロム,酸化ニツケ
ル,酸化鉄の還元性に難易があることから、上記
方法によれば異種鉱石を配合した原料を用いて多
元系合金の溶湯を製造することは困難であるとい
う欠点があつた。 本発明は、先に本発明者らが発明した前記方法
の有する欠点を除去,改善した方法を提供するこ
とを目的とするものであり、特許請求の範囲記載
の方法を提供することにより、前記目的を達成す
ることができる。すなわち本発明は、それぞれ異
なる金属元素の酸化物を主として含有する2種以
上の鉱石を還元の難易に従つて難還元鉱石群と易
還元鉱石群とに分別し、それぞれの鉱石群を別個
の流動層形式の予備還元炉を用いて予備還元した
それぞれの予備還元鉱石を、炭素系固体還元剤の
充填層が形成され、上下方向に2段もしくは必要
により3段に設けられたそれぞれ複数の羽口を有
する溶融還元炉中に羽口を経て高温に加熱された
空気およびまたは酸素富化空気と共に吹込むこと
による溶融金属製造方法であつて、前記それぞれ
の予備還元炉内には前記溶融還元炉より排出され
る還元性ガスの一部が吹込まれてそれぞれ予備還
元鉱石が製造された後、溶融還元炉の下部に2段
もしくは3段に設られている前記羽口のうち最上
段羽口からは難還元鉱石群の予備還元鉱石を、第
2段羽口からは易還元鉱石群の予備還元鉱を必要
により設けられる最下段羽口からは高温に加熱さ
れた空気およびまたは酸素富化空気が吹込まれる
ことを特徴とする異種金属元素の酸化物をそれぞ
れ主として含有する2種以上の鉱石を原料とする
溶融金属製造方法に関するものである。 次に本発明を詳細に説明する。 Fe―Cr―Ni系溶融金属を溶融還元方法により
製造する場合、クロム鉱石,ニツケル鉱石,鉄鉱
石から別々にそれぞれフエロクロム,フエロニツ
ケル,銑鉄を製造した後にこれらを混合溶融する
方法が従来採用されている。本発明者らは上記従
来方法と異なり同一の溶融還元炉にクロム鉱石,
ニツケル鉱石,鉄鉱石を吹込み溶融還元する方法
によつて一挙にFe―Cr―Ni系溶融金属を製造す
る方法を下記の諸知見に基いて想到し、本発明を
完成した。 1 クロム鉱石はスピネル群の鉱石で、FeO,
Cr2O3を主組成とし、一部のFeOはCrO,
MgO,MnOにより、また一部のCr2O3
Al2O3,Fe2O3により置換されている。このた
めクロム鉱石のH2あるいはCOによるガス還元
は困難である。一方鉄鉱石,ニツケル鉱石は上
記ガスによる還元は比較的容易である。 2 クロム鉱石の予備還元はCH4をCOガスに添
加混合した場合といえども900〜1100℃の高温
下で行なう必要があるが、鉄鉱石,ニツケル鉱
石の予備還元は上記温度より相当低い温度下で
も可能である。 3 上記3種の鉱石、ならびにそれら鉱石が還元
されて生成されるメタルの溶融温度はそれぞれ
異なり、なかでもクロム鉱石は最も溶融しにく
い鉱石である。 4 上記3種の鉱石の溶融還元に必要な還元ポテ
ンシヤルがそれぞれ異なり、なかでもクロム鉱
石は最も難還元性であるため、最も強い還元ポ
テンシヤル(最も低い酸素分圧)を必要とす
る。 5 よつて上記3種の鉱石を同一溶融還元炉内に
同様に吹込んでも還元歩留がそれぞれ異なり、
なかでもクロムの還元歩留は極端に悪くなり、
目標成分のFe―Cr―Ni系溶融金属を得ること
が困難になるばかりでなく、メタル成分の損失
が大きくなる。 本発明者らは上記1〜5に記載のように3種の
鉱石ならびにメタルの本質的差異に基づく同一溶
融還元炉による製錬の困難性を克服する方法を発
明したのである。 次に本発明を実施態様の1例を示す図面につい
て説明する。 溶融還元炉1内に装入装置2よりコークス,チ
ヤー,石炭などの炭素系固体還元剤を装入して前
記還元剤の充填層を形成させる。還元炉1の下部
にはそれぞれ複数の羽口3,3′,もしくは必要
により3″が上下2〜3段に設けられている。高
温空気と共に高温の予備還元鉱が吹込まれる。前
記高温空気は例えば熱風炉等で高温に加熱された
空気であり、必要に応じて酸素を添加したいわゆ
る酸素富化空気を用いることもできる。 溶融還元炉1において発生する高温排ガスは排
出口4より排出され、その一部は流動層形式の予
備還元炉5と流動層形式の予備還元炉6へ導入さ
れる。予備還元炉5には鉱石供給口7を経てクロ
ム鉱石が、また予備還元炉6には鉱石供給口8を
経てニツケル鉱石と鉄鉱石が供給される。さらに
また予備還元炉5,6のそれぞれの供給口9,1
0からは必要に応じて石灰石,硅石などのフラツ
クス;コークス炉ガス,メタンガス等の還元性ガ
ス;石炭,チヤー等の炭材;空気,酸素等の助燃
剤の何れか1種または2種以上を供給することが
できる。またニツケル鉱石,鉄鉱石はクロム鉱石
よりも低温において予備還元することができるの
で予備還元炉5で発生する排ガスの一部を予備還
元炉6に導入してニツケル鉱石,鉄鉱石の還元に
用いることもできる。 予備還元炉5で予備還元された予備還元クロム
鉱石は排出口11より排出されて溶融還元炉1の
上段羽口3から炉内へ、予備還元炉6で予備還元
された予備還元ニツケル鉱石と鉄鉱石は予備還元
炉6の排出口12から排出されて、溶融還元炉1
の下段羽口3′から炉内へ、それぞれ高温空気ま
たは酸素富化空気と共に吹込まれて、溶融還元炉
1のコークス充填層内で溶融還元される。生成す
る溶融金属とスラグは排出口13より排出され
る。なお予備還元炉5,6内にフラツクスおよび
または炭材を供給する場合には、排出口11,1
2から排出される前記予備還元されたクロム鉱
石,ニツケル鉱石,鉄鉱石には前記還元炉5,6
に装入されたフラツクスおよびまたは炭材の反応
後の残留物が随伴される。 本発明によれば、下段羽口3′からニツケル鉱
石,鉄鉱石の予備還元鉱を、上段羽口3からクロ
ム鉱石の予備還元鉱を溶融還元炉1内へ吹込むこ
とによつて溶融温度や還元性の異なる鉱石にあつ
ても同一溶融還元炉1内で溶融還元されてそれぞ
れのメタルの還元歩留も高く、かつ目標とする成
分組成を有するFe―Cr―Ni系溶融金属を製造す
ることができる。また本発明によれば、上段羽口
3,下段羽口3′の2段の羽口を用いて溶融還元
反応を遂行するのに熱の供給が不足することがあ
る場合には最下段の羽口3″より高温空気または
酸素富化空気を供給することができる。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 図に示す試験用溶融還元炉1、流動層形式の予
備還元炉5,6を用いて下記の要領で本発明によ
る試験を実施した。 1 鉱石銘柄 クロム鉱石:フイリピン産クロムサンド 240Kg/h ニツケル鉱石:
ニユーカレドニア産ニツケル鉱石 1630Kg/h 鉄鉱石:キヤロルレーク粉鉄鉱石 230Kg/h 2 鉱石供給量: 2100Kg/h(合計) 3 溶融還元炉への送風量: 1560Nm3/h 送風温度: 900℃ 送風羽口:次のA,B2通りについて試験し
た。 A 上下各4本計8本 (上段4本にクロム鉱石,ニツケル鉱石およ
び鉄鉱石の予備還元鉱石を供給、下段4本は
空気のみ) B 上段,下段,最下段各4本, 計12本 (上段4本にクロム鉱石の予備還元鉱石,下
段4本にニツケル鉱石と鉄鉱石の予備還元鉱
石を供給、最下段4本は空気のみ) 4 溶融金属成分
【表】 以上の結果より、本発明の方法によれば、溶融
温度や還元性の異なる鉱石を用いても、目標成分
のFe―Cr―Niが容易に得られることが明らかで
ある。 本発明の効果をまとめると次のようになる。 1 Fe―Cr―Ni系,Fe―Cr系のステンレス鋼製
造原料用溶融金属が一度に得られる。 2 溶銑にフエロクロムやフエロニツケルの冷塊
を装入する場合に比べて、溶湯を使用できるメ
リツトが大きい。 3 溶融還元炉で別々に製錬してから混合するよ
りもトータルのエネルギー消費量が減少でき
る。 4 同様に、フラツクス消費量が節約できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の方法を実施する一つの態様例を示
す系統方式を示す図である。 1……堅型溶融還元炉、2……装入装置、3,
3′,3″……羽口、4……溶融還元炉排ガス出
口、5,6……予備還元炉、7,8……鉱石供給
口、9,10……フラツクス,炭材,還元ガス,
助燃剤等の供給口、11,12……予備還元鉱石
排出口、13……溶融金属とスラグの排出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 それぞれ異なる金属元素の酸化物を主として
    含有する2種以上の鉱石を、還元の難易に従つて
    難還元鉱石群と易還元鉱石群とに分別し、それぞ
    れの鉱石群を別個の流動層形式の予備還元炉を用
    いて予備還元したそれぞれの予備還元鉱石を、炭
    素系固体還元剤の充填層が形成され、上下方向に
    2段もしくは必要により3段に設けられたそれぞ
    れ複数の羽口を有する溶融還元炉中に羽口を経て
    高温に加熱された空気およびまたは酸素富化空気
    と共に吹込むことによる溶融金属製造方法であつ
    て、前記それぞれの予備還元炉内には前記溶融還
    元炉より排出される還元性ガスの一部が吹込まれ
    てそれぞれ予備還元鉱石が製造された後、溶融還
    元炉の下部に2段もしくは3段に設られている前
    記羽口のうち最上段羽口からは難還元鉱石群の予
    備還元鉱石を、第2段羽口からは易還元鉱石群の
    予備還元鉱を、必要により設けられる最下段羽口
    からは高温に加熱された空気およびまたは酸化空
    気が吹込まれることを特徴とする異種金属元素の
    酸化物をそれぞれ主として含有する2種以上の鉱
    石を原料とする溶融金属製造方法。 2 前記難還元鉱石はクロム鉱石であり、前記易
    還元鉱石はニツケル鉱石,鉄鉱石であり、製造さ
    れる溶融金属は例えば13クロムステンレス鋼、高
    ニツケル・クロム鋼、18―8ステンレス鋼等、す
    なわちFe―Cr系あるいはFe―Cr―Ni系合金の溶
    融金属である特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP6541382A 1982-04-21 1982-04-21 溶融金属製造方法 Granted JPS58185711A (ja)

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