JPS6364513B2 - - Google Patents
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- JPS6364513B2 JPS6364513B2 JP15329482A JP15329482A JPS6364513B2 JP S6364513 B2 JPS6364513 B2 JP S6364513B2 JP 15329482 A JP15329482 A JP 15329482A JP 15329482 A JP15329482 A JP 15329482A JP S6364513 B2 JPS6364513 B2 JP S6364513B2
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- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
本発明は溶融還元法による合金鉄の製造方法に
関し、さらに詳しくはNi鉱石、またはNi鉱石に
Cr鉱石を加えた鉱石に適切なフラツクスを添加
してNiを含むFe―Ni系またはFe―Cr―Ni系合
金鉄を溶融還元法によつて製造する方法に関す
る。 ステンレス鋼の製造は従来電気炉または転炉を
用いて行なわれているが、ステンレス鋼製品の製
造コストのうち主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。 従来フエロニツケルは多くは電気炉法により製
造され、その他クルツプレン法または高炉法によ
つて生産されている。 電気炉法により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、また近年粉鉱石の比
率が増加していることから、それら粉状鉱石を電
気炉に装入する前に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
フエロニツケルの価格が高くなる欠点がある。 本発明者らは、上記欠点を除去、改善するため
粉状鉱石を塊状化せずに直接使用すると共に電力
を用いずに粉粒状鉱石から溶融金属を製造する方
法を提案した。（特願昭56−63294、特願昭57−
65413）。 これらの方法を実施する場合、その操業を円滑
にし、かつ、コークスまたは石炭充填層の温度を
より低い温度で操業できる低エネルギーで生産性
の高い最適操業方法を確立することが必要であ
る。 この操業条件の一つとして最適フラツクス組成
の決定が重要である。 本発明は、Fe―Ni系合金、さらに進んでステ
ンレス鋼母合金を直接溶製するためのFe―Cr―
Ni系合金を製造する際の最適フラツクス組成に
係るものである。なお、Fe―Cr製造の際の最適
フラツクス組成に関しては特願昭56−175057号で
すでに提案しているところである。 本発明の対象となるNi鉱石や、Cr鉱石は、第
１表および第２表に示されるように産地によつて
その組成に若干の変化があるが、文献および本発
明者らの直接分析によれば次の範囲内にある。 Ni鉱石；T.Fe：９〜16％ T.Ni：１％以上 SiO2：30〜50％ MgO：15〜30％ Cr鉱石；Cr2O3：43〜57％ FeO：10〜20％ SiO2：０〜５％ MgO：10〜19％ Al2O3：10〜14％
関し、さらに詳しくはNi鉱石、またはNi鉱石に
Cr鉱石を加えた鉱石に適切なフラツクスを添加
してNiを含むFe―Ni系またはFe―Cr―Ni系合
金鉄を溶融還元法によつて製造する方法に関す
る。 ステンレス鋼の製造は従来電気炉または転炉を
用いて行なわれているが、ステンレス鋼製品の製
造コストのうち主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。 従来フエロニツケルは多くは電気炉法により製
造され、その他クルツプレン法または高炉法によ
つて生産されている。 電気炉法により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、また近年粉鉱石の比
率が増加していることから、それら粉状鉱石を電
気炉に装入する前に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
フエロニツケルの価格が高くなる欠点がある。 本発明者らは、上記欠点を除去、改善するため
粉状鉱石を塊状化せずに直接使用すると共に電力
を用いずに粉粒状鉱石から溶融金属を製造する方
法を提案した。（特願昭56−63294、特願昭57−
65413）。 これらの方法を実施する場合、その操業を円滑
にし、かつ、コークスまたは石炭充填層の温度を
より低い温度で操業できる低エネルギーで生産性
の高い最適操業方法を確立することが必要であ
る。 この操業条件の一つとして最適フラツクス組成
の決定が重要である。 本発明は、Fe―Ni系合金、さらに進んでステ
ンレス鋼母合金を直接溶製するためのFe―Cr―
Ni系合金を製造する際の最適フラツクス組成に
係るものである。なお、Fe―Cr製造の際の最適
フラツクス組成に関しては特願昭56−175057号で
すでに提案しているところである。 本発明の対象となるNi鉱石や、Cr鉱石は、第
１表および第２表に示されるように産地によつて
その組成に若干の変化があるが、文献および本発
明者らの直接分析によれば次の範囲内にある。 Ni鉱石；T.Fe：９〜16％ T.Ni：１％以上 SiO2：30〜50％ MgO：15〜30％ Cr鉱石；Cr2O3：43〜57％ FeO：10〜20％ SiO2：０〜５％ MgO：10〜19％ Al2O3：10〜14％
【表】
【表】
これらNi鉱石や、Fe―Cr―Ni系の種々のステ
ンレス鋼の組成を勘案して適切にNi鉱石、Cr鉱
石、鉄鉱石を配合した混合鉱石を溶融還元する場
合、適当なフラツクスを添加し、コークス充填層
内でのこれらの鉱石の溶融を容易にし、還元しや
すくすると共に、充填層内で充分に還元されるた
めの充填層内滞留時間を確保することと、還元後
のスラグが容易に排滓される条件を確保すること
が必要である。 しかし、この問題は、実験室での高温シミユレ
ーシヨン実験および小型操業炉での広範な実験か
ら、非常に複雑な問題であることが解つている。 例えば、フラツクス組成を変化させた場合、そ
の還元性が変化し、それに伴つてガスフオーミン
グが変化し、コークス充填層内における滞留時間
が大きく変化する。 また、高温のため、スラグ分のSiO2やMgOや
Al2O3はかなり気化蒸発し、スラグ組成が変化す
る。 さらに、溶融鉱石の還元率に従つて初期・中期
スラグの特性値、特に表面張力や接触角、粘度等
が変化し、滴下挙動を大きく変える等、複雑な問
題がある。 本発明者らは、溶融還元法におけるこれらの非
常に複雑な現象の中から、 (1) フラツクスを添加した溶融鉱石が非常に溶け
やすいものであれば、充填層を速く滴下した操
業度は向上するが、還元率が低下すること (2) 溶融鉱石が非常に溶けにくいものであれば充
填層をより高温にしなければならず、エネルギ
ー消費が上昇しかつ生産性が低下すること の２点を見出した。 本発明者らは、さらに詳細にこれらの現象を検
討し実験を重ねた結果、 (a) Ni鉱石に適切なフラツクスを添加した場合
には、溶融還元が1300℃附近から起り、1450℃
以上で活発になること、 (b) Fe―Cr―Ni系ステンレス鋼の母合金を想定
したNi鉱石100部に対してCr鉱石５〜25部、鉄
鉱石０〜20部を添加混合した混合鉱石に適切な
フラツクスを添加した場合、溶融還元が1400℃
附近から起り、1550℃以上で活発になること (c) 添加したフラツクスが1550℃程度の温度以下
で溶融し、その粘度が低く流動性のあるもので
あることが生産性を向上させるために望ましい
こと を発見した。 さらに、当然のことではあるが、最終スラグは
高温のコークスまたは石炭の充填層の下部に溜
り、その後なんらかの形で流動排出されなければ
ならず、その際この最終スラグが適当な粘性と融
点とをもつことが、溶融還元を円滑に実施するた
めに不可欠である。これを満足するには、スラグ
の溶融温度が1550℃以下であること、およびスラ
グの粘性が1550℃において10ポアズ以下であるこ
とが望ましいことが判明した。スラグの粘性が、
1550℃において10ポアズを越えると排滓が非常に
困難となることが本発明者らによつて確かめられ
ている。 以上の知見をNi鉱石の溶融還元に適用した場
合、添加フラツクス組成をCaO，SiO2のみに限
つた場合、第１図の斜線を施した範囲が適切なフ
ラツクス組成である。 また、以上の知見をFe―Cr―Ni系ステンレス
鋼の母合金製造を想定した混合鉱石、すなわち、
Ni鉱石100部、Cr鉱石５〜25部、鉄鉱石０〜20部
の混合鉱石の溶融還元に適用した場合、添加フラ
ツクス組成をCaO，SiO2のみに限つた場合、第
１図の斜線を施した範囲が適当なフラツクス組成
である。 第１図は、横軸にNi鉱石または上記混合鉱石
に対するSiO2添加量、縦軸にNi鉱石または上記
混合鉱石に対するCaO添加量をとつたものであ
る。 第１図の斜線を施した範囲は、Fe―Ni製造の
場合、Ni鉱石100部に対してSiO210部以上35部以
下、CaO10部以上でありかつSiO2の配合割合に
応じて、｛80−２×（SiO2部数）｝部以下である。 また、第１図の斜線を施した範囲は、Fe―Cr
―Ni系合金の製造を目的とした上記の混合鉱石
100部に対して、SiO210部以上35部以下、CaO10
部以上でありかつSiO2の配合割合に応じて｛80
−２×（SiO2部数）｝部以下である。 上述のように、鉱石がNi鉱石であつても、Ni
鉱石にCr鉱石、鉄鉱石を混入した混合鉱石であ
つても、適切なフラツクス量はほとんど変らなか
つた。 これは、Ni鉱石に含まれている脈石分の力が
コークス充填層内の溶融鉱石の滴下、還元を大き
く支配していたためと想像される。 また、Ni鉱石、Cr鉱石、鉄鉱石共、鉱石の銘
柄を変えた場合、大きな変化を示さなかつた 本発明は、溶融還元法によつてFe―Ni系合金、
またはFe―Cr―Ni系合金を溶製する場合に、炉
下部に上、下２段の羽口が設置されており内部に
コークスの充填層が形成されている竪型炉の少な
くと上段羽口から、前記Ni鉱石またはNi鉱石と
Cr鉱石の粉鉱石等を用いて、円滑に能率よく操
業するためのフラツクスの条件を与えるものであ
る。本発明により、粉状鉱石を塊状化することな
く、高額の電気を使用せず、低エネルギーで生産
性の高いFe―Ni系合金またはFe―Cr―Ni系合金
を溶製することが可能となつた。 実施例 第２図に示すコークス充填層型溶融還元炉１を
用いてNi鉱石および前記混合鉱石の溶融還元を
行なつた。 第２図の溶融還元炉１は、鉱石粉２をフラツク
ス３と共に高炉の羽口に似せて作つた上下２段の
羽口４，５の上段羽口４から吹込み、溶融して
1450℃以上（Fe―Ni系合金の場合）または15500
℃以上（Fe―Cr―Ni系合金の場合）の温度でコ
ークス充填層６を滴下する間に還元する溶融還元
炉である。下段の羽口５はコークスを燃焼して熱
を供給するための羽口、７は熱風炉である。 この溶融還元炉の諸元は、炉床径400mmφ、送
風量3Nm3／分、送風温度800〜900℃、粉体吹込
量170〜430ｇ／分となつている。 操業条件並びに操業結果の一例を第３表に示
す。
ンレス鋼の組成を勘案して適切にNi鉱石、Cr鉱
石、鉄鉱石を配合した混合鉱石を溶融還元する場
合、適当なフラツクスを添加し、コークス充填層
内でのこれらの鉱石の溶融を容易にし、還元しや
すくすると共に、充填層内で充分に還元されるた
めの充填層内滞留時間を確保することと、還元後
のスラグが容易に排滓される条件を確保すること
が必要である。 しかし、この問題は、実験室での高温シミユレ
ーシヨン実験および小型操業炉での広範な実験か
ら、非常に複雑な問題であることが解つている。 例えば、フラツクス組成を変化させた場合、そ
の還元性が変化し、それに伴つてガスフオーミン
グが変化し、コークス充填層内における滞留時間
が大きく変化する。 また、高温のため、スラグ分のSiO2やMgOや
Al2O3はかなり気化蒸発し、スラグ組成が変化す
る。 さらに、溶融鉱石の還元率に従つて初期・中期
スラグの特性値、特に表面張力や接触角、粘度等
が変化し、滴下挙動を大きく変える等、複雑な問
題がある。 本発明者らは、溶融還元法におけるこれらの非
常に複雑な現象の中から、 (1) フラツクスを添加した溶融鉱石が非常に溶け
やすいものであれば、充填層を速く滴下した操
業度は向上するが、還元率が低下すること (2) 溶融鉱石が非常に溶けにくいものであれば充
填層をより高温にしなければならず、エネルギ
ー消費が上昇しかつ生産性が低下すること の２点を見出した。 本発明者らは、さらに詳細にこれらの現象を検
討し実験を重ねた結果、 (a) Ni鉱石に適切なフラツクスを添加した場合
には、溶融還元が1300℃附近から起り、1450℃
以上で活発になること、 (b) Fe―Cr―Ni系ステンレス鋼の母合金を想定
したNi鉱石100部に対してCr鉱石５〜25部、鉄
鉱石０〜20部を添加混合した混合鉱石に適切な
フラツクスを添加した場合、溶融還元が1400℃
附近から起り、1550℃以上で活発になること (c) 添加したフラツクスが1550℃程度の温度以下
で溶融し、その粘度が低く流動性のあるもので
あることが生産性を向上させるために望ましい
こと を発見した。 さらに、当然のことではあるが、最終スラグは
高温のコークスまたは石炭の充填層の下部に溜
り、その後なんらかの形で流動排出されなければ
ならず、その際この最終スラグが適当な粘性と融
点とをもつことが、溶融還元を円滑に実施するた
めに不可欠である。これを満足するには、スラグ
の溶融温度が1550℃以下であること、およびスラ
グの粘性が1550℃において10ポアズ以下であるこ
とが望ましいことが判明した。スラグの粘性が、
1550℃において10ポアズを越えると排滓が非常に
困難となることが本発明者らによつて確かめられ
ている。 以上の知見をNi鉱石の溶融還元に適用した場
合、添加フラツクス組成をCaO，SiO2のみに限
つた場合、第１図の斜線を施した範囲が適切なフ
ラツクス組成である。 また、以上の知見をFe―Cr―Ni系ステンレス
鋼の母合金製造を想定した混合鉱石、すなわち、
Ni鉱石100部、Cr鉱石５〜25部、鉄鉱石０〜20部
の混合鉱石の溶融還元に適用した場合、添加フラ
ツクス組成をCaO，SiO2のみに限つた場合、第
１図の斜線を施した範囲が適当なフラツクス組成
である。 第１図は、横軸にNi鉱石または上記混合鉱石
に対するSiO2添加量、縦軸にNi鉱石または上記
混合鉱石に対するCaO添加量をとつたものであ
る。 第１図の斜線を施した範囲は、Fe―Ni製造の
場合、Ni鉱石100部に対してSiO210部以上35部以
下、CaO10部以上でありかつSiO2の配合割合に
応じて、｛80−２×（SiO2部数）｝部以下である。 また、第１図の斜線を施した範囲は、Fe―Cr
―Ni系合金の製造を目的とした上記の混合鉱石
100部に対して、SiO210部以上35部以下、CaO10
部以上でありかつSiO2の配合割合に応じて｛80
−２×（SiO2部数）｝部以下である。 上述のように、鉱石がNi鉱石であつても、Ni
鉱石にCr鉱石、鉄鉱石を混入した混合鉱石であ
つても、適切なフラツクス量はほとんど変らなか
つた。 これは、Ni鉱石に含まれている脈石分の力が
コークス充填層内の溶融鉱石の滴下、還元を大き
く支配していたためと想像される。 また、Ni鉱石、Cr鉱石、鉄鉱石共、鉱石の銘
柄を変えた場合、大きな変化を示さなかつた 本発明は、溶融還元法によつてFe―Ni系合金、
またはFe―Cr―Ni系合金を溶製する場合に、炉
下部に上、下２段の羽口が設置されており内部に
コークスの充填層が形成されている竪型炉の少な
くと上段羽口から、前記Ni鉱石またはNi鉱石と
Cr鉱石の粉鉱石等を用いて、円滑に能率よく操
業するためのフラツクスの条件を与えるものであ
る。本発明により、粉状鉱石を塊状化することな
く、高額の電気を使用せず、低エネルギーで生産
性の高いFe―Ni系合金またはFe―Cr―Ni系合金
を溶製することが可能となつた。 実施例 第２図に示すコークス充填層型溶融還元炉１を
用いてNi鉱石および前記混合鉱石の溶融還元を
行なつた。 第２図の溶融還元炉１は、鉱石粉２をフラツク
ス３と共に高炉の羽口に似せて作つた上下２段の
羽口４，５の上段羽口４から吹込み、溶融して
1450℃以上（Fe―Ni系合金の場合）または15500
℃以上（Fe―Cr―Ni系合金の場合）の温度でコ
ークス充填層６を滴下する間に還元する溶融還元
炉である。下段の羽口５はコークスを燃焼して熱
を供給するための羽口、７は熱風炉である。 この溶融還元炉の諸元は、炉床径400mmφ、送
風量3Nm3／分、送風温度800〜900℃、粉体吹込
量170〜430ｇ／分となつている。 操業条件並びに操業結果の一例を第３表に示
す。
【表】
【表】
第３表の操業水準No.１〜No.６はNi鉱石の溶融
還元の例、操業水準No.７〜No.９は混合鉱石の溶融
還元の例を示す。 操業水準No.３，No.４，No.５；No.７，No.８は本発
明のフラツクス組成内にあり、何れも順調操業
し、好成積を示した。 これに比し、No.１，No.２，No.６；No.９は本発明
のフラツクス組成範囲外にあり、操業不良ないし
操業不能であつた。
還元の例、操業水準No.７〜No.９は混合鉱石の溶融
還元の例を示す。 操業水準No.３，No.４，No.５；No.７，No.８は本発
明のフラツクス組成内にあり、何れも順調操業
し、好成積を示した。 これに比し、No.１，No.２，No.６；No.９は本発明
のフラツクス組成範囲外にあり、操業不良ないし
操業不能であつた。
第１図はNi鉱石またはNi鉱石、Cr鉱石、鉄鉱
石の混合鉱石に添加する最適フラツクス組成を示
すグラフ、第２図は本発明の実施例に用いた溶融
還元炉の縦断面図である。 １……コークス充填層型溶融還元炉、２……鉱
石粉、３……フラツクス、４，５……羽口、６…
…コークス充填層、７……熱風炉。
石の混合鉱石に添加する最適フラツクス組成を示
すグラフ、第２図は本発明の実施例に用いた溶融
還元炉の縦断面図である。 １……コークス充填層型溶融還元炉、２……鉱
石粉、３……フラツクス、４，５……羽口、６…
…コークス充填層、７……熱風炉。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ T.Fe9〜16％、T.Ni1％以上、SiO230〜50
％、MgO15〜30％の組成をもつNi鉱石を溶融還
元してFe―Ni系合金を製造する方法において、
炉下部に上、下２段の羽口が設置されており内部
にコークスの充填層が形成されている竪型炉の少
なくとも上段羽口から、前記Ni鉱石100部に対し
て、SiO210部以上35部以下、CaO10部以上であ
りかつSiO2の配合割合に応じて｛80−２×（SiO2
部数）｝部以下を添加した混合物を供給してNi鉱
石を溶融還元することを特徴とするFe―Ni系合
金の製造方法。 ２ T.Fe9〜16％、T.Ni1％以上、SiO230〜50
％、MgO15〜30％の組成をもつNi鉱石および
Cr2O343〜57％、FeO10〜20％、SiO20〜５％、
MgO10〜19％、Al2O310〜14％の組成をもつクロ
ム鉱石を溶融還元してFe―Cr―Ni系合金を製造
する方法において、炉下部に上、下２段の羽口が
設置されており内部にコークスの充填層が形成さ
れている竪型炉の少なくとも上段の羽口から、前
記Ni鉱石100部に対して、クロム鉱石５〜25部、
さらにT.Feが50％以上の鉄鉱石を０〜20部加え
て均一に混合し、その混合鉱石100部に対して
SiO210部以上35部以下、CaO10部以上でありか
つSiO2の配合割合に応じて｛80−２×（SiO2部
数）｝部以下を添加した混合物を供給してNi鉱石
とCr鉱石とを溶融還元することを特徴とするFe
―Cr―Ni系合金製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329482A JPS5941448A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 溶融還元法によるＦｅ↓−Ｎｉ，Ｆｅ↓−Ｃｒ↓−Ｎｉ系合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329482A JPS5941448A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 溶融還元法によるＦｅ↓−Ｎｉ，Ｆｅ↓−Ｃｒ↓−Ｎｉ系合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941448A JPS5941448A (ja) | 1984-03-07 |
| JPS6364513B2 true JPS6364513B2 (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=15559324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15329482A Granted JPS5941448A (ja) | 1982-09-02 | 1982-09-02 | 溶融還元法によるＦｅ↓−Ｎｉ，Ｆｅ↓−Ｃｒ↓−Ｎｉ系合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941448A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103386481B (zh) * | 2012-05-07 | 2016-02-24 | 河北世龙工具集团有限公司 | 用于制备镍合金的镍粉的加工工艺 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5183810A (ja) * | 1975-01-20 | 1976-07-22 | Kobe Steel Ltd |
-
1982
- 1982-09-02 JP JP15329482A patent/JPS5941448A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5941448A (ja) | 1984-03-07 |
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