JPS63183988A - 有価金属含有コ−クスの製造法 - 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） 本発明はマンガン、クロム等の有価金属を含有するコー
クスの製造法に関する。

（従来の技術） マンガン、シリコン、クロム等の金属は鋼の合金成分で
あり、鋼材に優れた諸特性を付与するために欠かせない
ものである。

これらの金属はいわゆるフェロアロイとして。

従来より電気炉による製造法が主流を占めてきた。

この製造法は当該金属酸化物鉱石と還元剤である炭材を
電気炉に装入し、電気エネルギーを溶解エネルギーとし
て溶解還元する方法が一般的であった。この製造法では
、溶解還元を効率的に行うため、鉱石を予め、焼結した
り、あるいはペレット化する等、事前処理が施されてき
た。また成品は当該金属と鉱石中に不可避的に含有され
る鉄酸化物の還元物である鉄及び炭材から混入する炭素
が主成分であり、形状は使途に応じ塊状、粒状等が用い
られてきた。このようにして製造されたフェロアロイは
製鋼炉内あるいは取鍋内溶鉄に添加使用され、鉄鋼材料
の合金成分調整材として不可欠のものである。

しかしながら電気炉によるフェロアロイ製造法における
最大の弱点に溶解エネルギーが電力に特定されており、
エネルギー使用上の自由度が全くないことであった。こ
のため日本のように電力価格が高い状況下ではフェロア
ロイの価格も勢い高くならざるを得ない、しかしマンガ
ン、クロム鋼を製造するに当ってはこのような高価な有
価金属原料を使用しなければならず、このことが鉄鋼製
造コストの上昇を招いていた。

一方最近ではより安価な有価金属原料を積極的に利用す
る試みがなされている。これらを大別すると、（１）有
価金属含有鉱石を酸素製鋼炉内の溶鉄に添加し溶解還元
せしめる方法、（２）有価金属含有鉱石と炭材を混合し
、事前熱処理を施し、半還元物を製造し酸素製鋼炉にて
溶解還元する方法、両者に分類できる。（１）に関して
は製鋼炉とじて攪拌力が大きい上底吹転炉内の溶鉄中へ
マンガン鉱石を添加し溶鉄中の炭素によりマンガン酸化
物を還元するもので既に工業化されている（鉄゛と鋼。

Ｎａ４　ｖｏｌ、７１　ＭＡＲ１９８５５１４５）　、
又クロム鉱石と炭材を上底吹転炉内の溶鉄に添加し、　
Ｃｒを回収する試みがなされている（鉄と鋼Ｎａ４　ｖ
ｏｌ、７１　ＭＡＲ１９８５Ｓ１４２）、（２）に関し
てはロータリーキルンを用いるクロム鉱石の予備還元法
（鉄と鋼ＮＱ４　ＶＯｌ、６９　ＭＡＲ１９８３５ｌｌ
）や、クロム鉄鉱配合コークスの試作（鉄と鋼ＮＱ１２
　ｖｏｌ、７１５ＥＰＴ　１９８５．５９２４）などが
報告されている。

このような安価な有価金属原料を積極的に利用しようと
する試みは、電気炉によるフェロアロイ製造法の弱点を
克服する脱電力指向に他ならない。

しかし有価金属含有鉱石を酸素製鋼炉に添加する方法で
は、マンガン酸化物程度の易還元性物のみ容易に適用で
きるが、クロム酸化物等の難還元性物は極めて困難であ
る。さらに易還元性物については酸素製鋼炉の熱裕度の
関係から、その添加量は著しく制限される。また有価金
属含有鉱石から半還元物を製造し酸素製鋼炉にて使用す
る方法においても次の様な欠点がある。即ちロータリー
キルンによるクロム鉱石の予備還元法では、熱処理のた
めのエネルギー源が主として高価な石油であり、かつ還
元率は５０〜６０％が限界である。そのためロータリー
キルンで製造されたクロムの価格は従来の電気炉製造法
の価格と大差がない。またクロム鉄鉱配合コークスにつ
いては１通常のコークス製造熱処理温度９００〜１１０
０℃ではクロム酸化物が全く還元せず、還元促進のため
にはさらに高温の熱処理が必要であり、クロム源として
安価なものとはなり得ない。

（問題点を解決するための手段） 以上詳述したように、鋼の合金成分である有価金属の製
造は種々の脱電力指向の試みがなされているものの、い
まだ高価な電力に依存した電気炉製造法が主流を占めて
いる。このような状況を打破するために本発明者等が有
価金属酸化物鉱石の事前処理法について総合的に検討し
た。その結果、有価金属酸化物と石炭からコークスを製
造する際。

最も効率的な方法を見出し、本発明の優位性を検証した
。

すなわち本発明の要旨とするところは、マンガン酸化物
鉱石を１０重量％以上含有する有価金属酸化物鉱石の混
合物を０．５１璽以下に粉砕しこれに０．５１１１１以
下の石炭を２５〜８０重量％混合し、この混合物を９０
０℃以上で乾留熱処理することを特徴とする有価金属含
有コークスの製造法にあり、これによって有価金属含有
コークスを効率よく製造しようとするものである。

以下本発明を詳細に述べる。

本発明者らは電力に依存しない有価金属含有原料の製造
法として有効な有価金属含有コークスの製造法において
、クロム鉄鉱配合コークスの欠点。

すなわちクロム鉱石等を単独で通常のコークス製造時の
熱処理（９００〜１１００℃）を施しても全く還元され
ない弱点を解決する為マンガン酸化物鉱石活用を試みた
ものである。

先づ有価金属酸化物鉱石混合物の組成から述べる。

本発明者らはクロム鉱石等の難還元性物単独含有コーク
スでは難還元物がほとんど還元されないとの知見を得て
いたので還元を促進するため、種々の酸化物鉱石を混合
する方法を検討した。その結果マンガン酸化物を全酸化
物鉱石に対して１０重量％以上混合することにより難還
元性物も還元されることを見出した。即ち第１図に示す
ように。

種々の酸化物鉱石に対してマンガン酸化物含有鉱石とし
てマンガン鉱石を混合し１１００℃で乾留熱処理した場
合、マンガン鉱石１０重量％未満では全く還元が進行し
ないのに対して１０重量％以上では全有価金属酸化物の
還元率が３０％以上に達する。用いた酸化物鉱石の組成
は第１表に示す通りであり。

酸化物鉱石に対し石炭を５０重量％混合し、粒度は０．
５ｍｍ以下とした。又還元率は、熱処理前後の重量減量
がＣ＋０（鉱石中）＝ＣＯ反応によるとして、これから
鉱石中の酸素減量を計算し求めた。

マンガン鉱石をｌＯ重量％以上混合することにより還元
が進行する理由は、マンガン酸化物が９００℃〜１１０
０℃で還元され、これが起点となり他の酸化物の還元を
促進することによる。マンガン酸化物鉱石は、特定され
るものではなく、Ｍｎ品質の低い鉄マンガン鉱石から高
品位の鉄マンガン鉱石まで使用できる。

又、マンガンと混合する酸化物鉱石についても特に限定
するものではないがクロム、シリコン、ニッケル、モリ
ブデン、チタン等の一般的な鉱石を用いる事が出来る。

次に処理条件について述べる０石炭の混合率を２５〜８
０％に特定した理由は、還元促進及び成品コークスの強
度との関連からである。すなわち石炭２５％未満では還
元剤である石炭不足のために還元が進行せず、８０％を
超えると成品有価金属含有コークスの強度が大きすぎ、
破砕等が容易におこなえないことによる。また、酸化物
鉱石と石炭の粒度を０．５■ｍ以下とするのは、酸化物
と石炭の接触面積を一定値以上とし還元を促進するため
であり、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下の粒度がよい
。

また乾留熱処理温度を９００℃以上とするのは鉄及びマ
ンガン酸化物の還元を確保するためであり。

９００℃以下では鉄及びマンガン酸化物の還元がおこら
ないため他の酸化物の還元も全く進行しない。

上限温度は限定されるものではなく熱処理炉によって可
能な範囲の高温処理が望ましい０石炭の種類も特に限定
するものではない。

以下に本発明の実施例並びに比較例について述べる。

〈実施例〉 本発明による有価金属含有コークスの製造法。

熱処理炉；箱型電気炉（内容積６０，０００ｃｄ）乾留
熱処理条件；　　１１００℃、５時間この熱処理により
、マンガン、クロム、ニッケ／Ｌ／及び鉄を含むコーク
スが製造された。また熱処理前後の重量変化から求めら
れる有価金属酸化物の還元率は３８．９％であった。さ
らにマンガン鉱石以外の有価金属酸化物鉱石に対してマ
ンガン鉱石を１０重量％以上混合しその他は同じ条件で
コークス化することにより、還元率３０％以上の有価金
属含有コークスを安定して製造することが出来た。

また酸化物鉱石として珪石、モリブデン鉱石等も混合し
ても同様の結果となった。

〈比較例−１〉 本発明によらない有価金属含有コークスの製造法。

実施例１においてマンガン鉱石配合量を０．９６ｋｇ以
下（クロム鉱石＋ニッケル鉱石に対して１０重量％以下
）とし、その他の条件を同一とした時、有価金属酸化物
の還元率は５％以下と僅少であった。

また有価金属酸化物に対してマンガン鉱石を１０重量％
以上混合しても９石炭混合量、鉱石と石炭の粒度及び熱
処理温度が本発明で特定する条件を満足しない場合には
還元率−は１０％以下に留まった。

以上詳述したように、本発明によりクロム、ニッケル等
の有価金属含有コークスを効率良く製造することが可能
となった０本発明によって得られた有価金属含有コーク
スは製鋼炉において効率的に溶解・還元製錬でき、有価
金属を溶鉄中に回収できる。これによりわが国のように
電力価格が高い状況下においても電力を多量に使用した
高価な有価金属原料を使う必要がなくなり、鉄鋼製造コ
ストの低減が達成され、鉄鋼業にとって極めて有益なも
のと確信する。

【図面の簡単な説明】

図は有価金属含有コークス中の有価金属酸化物の還元率
と、酸化物鉱石へのマンガン鉱石の混合率との関係を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マンガン酸化物鉱石を１０重量％以上含有する有価金属
   酸化物鉱石の混合物を０．５ｍｍ以下に粉砕しこれに０
   ．５ｍｍ以下の石炭を２５〜８０重量％混合し、この混
   合物を９００℃以上で乾留熱処理することを特徴とする
   有価金属含有コークスの製造法。