JPH0277534A - クロム鉱石の溶融還元法 - 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］ 本発明は溶融還元によるフェロクロム製造法に関する。

〔従来の技術１ フェロクロムを電気炉で製造する場合には電力代が高い
ため高価となるので、電力を用いずに石炭、コークス等
比較的安価なエネルギー源を用いてクロム鉱石を還元す
ることが経済的に有利である。その場合、クロム鉱石は
間接還元がおこりにくく直接還元を利用する必要のある
ことが種々の文献並びに本発明者らの実験により確認さ
れている。

文献並びに本発明者らの分析によれば、クロム鉱石の組
成は第１表のように産地により若干変化するが、−殻内
なりロム鉱石はＣｒ２０３４３〜５７％、Ｆｅ０１Ｏ〜
２０％、ＳｉＯ２５％以下、ＭｇＯ１０〜１９％、Ａ２
２０３１０〜１４％であると云える。

［発明が解決しようとする課題］ クロム鉱石は融点が高（、固体状態で直接固体炭材と接
触してもそれ程反応が進まない。それ故、何らかのフラ
ックスを添加し、溶融状態またはクロム鉱石のフランク
ス溶体中への分散状態を作り、直接還元反応を推進させ
る必要がある。

本発明はこのようなフラックスの満たすべき一定の物理
的特性、条件についてのものである。

〔課題を解決するための手段１ このクロム鉱石は本発明者らの広範な研究によれば、Ｃ
ａＯ５ｉ０２系スラグに出会うとその境界でまずＦｅ、
Ａβが溶は出し、その部分が虫が食ったように穴があき
、難溶融性のＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３粒子が残る。それ故、
クロム鉱石のスラグへの溶解現象は、スラグ基質へあ完
全な溶解と難溶性のＭｇＯ・Ｃｒ２Ｏ３微細粒子のスラ
グ・＼の分散とが含まれている。

このような状態の溶融・分散クロム鉱石は固体炭材と１
４３０℃から反応し、１５５０℃で活発になることが本
発明者らによって発見された。それ故、添加したフラッ
クスの組成は、１５５０℃以下で溶融し、その粘度が低
（流動性のあるものであることが望ましい、その粘度の
境界値は本発明者らの広範な研究によれば、１５５０℃
で１０ポアズ以下が適当である。それは、この粘度を越
えると還元反応が急速に遅くなるためである。

以上の要件の他に次の条件も必要である。

フラックスを添加して溶融・分散したクロム鉱石は固体
炭材により直接還元された場合、スラグとメタルが分離
し、スラブは、添加したフラックス成分とクロム鉱石中
の脈石分とが合体し最終スラグを形成する。この最終ス
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
、その後何らかの形で流動排出されなければならない、
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、本溶融還元を円滑に行なうために不可欠である。そ
の条件は、スラグの溶融温度が、クロム鉱石の還元され
る温度から勘案して１５５０℃以下であること、および
スラブの粘性が１５５０℃でｌＯポアズ以下であること
が望ましい、スラブの粘性が１５５０℃でＩＯポアズ超
となると１７１：滓が非常に困難となることが本発明者
らにより確かめられている。

クロム鉱石の溶融還元において添加するフラッフ又は、
Ｃａｂ、５ｉ０２だけに限られるものではなく、他の化
合物の多数の組合わせがある。クロム鉱石のフラックス
スラグへの溶解挙動は、−部は基質中への完全溶解であ
るが、かなりの部分が単に難溶性のＭｇＯ−Ｃｒ２Ｏ３
としで残り。

フラックスは主としてその分散、移動媒体としての１９
割を果たしている。

従って、クロム鉱石の溶融還元におけるフラックスはど
のような化合物の組合わせであっても。

溶融還元操業条件における一定の物理的特性を有するも
のであればよい。

すなわち、上述の組成範囲のクロム鉱石の場合、このク
ロム鉱石を１５５０℃以上のコークスまたは石炭充填層
で還元する場合に選択すべきフラックスの基準として、
その添加したフラックスが直接還元反応の活発になる１
５５０℃以下で溶融し、その粘性が１５５０℃でｌ○ポ
アズ以下、またクロム鉱石中のＣｒ、Ｆｅが完全に還元
されたとき残留するスラグ組成が１５５０℃で溶融状態
にあり、その粘性が１５５０℃で１０ポアズ以下になる
ようなものであればよい。

このようなフラックスとしては、例久ば実施例の示すよ
りなＣａＯ：１０重量部、５ｉ０２：４０重量部、Ｃａ
Ｆ２：２０重１部のフラックスを挙げることができる。

［実施例］ 次に本発明に実施例を説明する。

クロム鉱石の溶解還元に使用したコークス充填層溶融還
元炉１を第２図に示す。

本装置はクロム鉱石粉２をフラックス３と共に高炉の羽
口に似せて作った上下２段の羽口４．５の上段羽口４か
ら吹き込み、溶融して１５５０℃以上の温度でコークス
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
口である。

設備は、炉床径４００ｍｍ＄、送風量３　Ｎｍ’／分、
送風温度８００〜９００℃、扮体吹込電１７０〜４３０
　ｇ／分である。

送風は、通常空気を用いるが上記送風量を羽口４．５に
適宜分割しコークスを酸化燃焼させて必要な反応温度維
持に寄与する。

操業条件並びに操業結果を次に示す。

使用鉱石：フィリッピン産 鉱石１００に対するフラックスの添加量・Ｃａｂ：１０ Ｓｉ０２：４０ ＣａＦ２　：　２０ 添加したフラックスの物性値： 液相温度・１５４０℃ １５５０℃での粘度：ｌＯポアズ クロム鉱石中のＣｒ、Ｆｅが完全に還元した場合の最終
スラブの物性値実測値・ 液相温度：１５５０℃ １５５０℃での粘度＝７ポアズ 結果：操業順調、還元率７９％ １：の操業の際、コークス充填層の温度（第２図中の上
段羽口４の下３００ｍｍ、炉壁から突き出し５０ｍｍの
位置の温度）は１５５０℃〜１６００℃の間であった。

以上のように、ＣａＯ５ｉ０２系を主成分とするフラッ
クスに他の補助成分（実施例の場合はＣａＦ２）を添加
し、融点・粘度を上記の如く調整すれば優れた効果が得
られることを示している。

〔発明の効果］ 本発明のフラックスを添加し、１５５０°Ｃ以上のコー
クスまたは石炭充填層でクロム鉱石を溶融還元すること
により、安価なエネルギー源を用いてクロム鉱石を経済
的に還元しフェロクロムを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクロム鉱石に添加する最適フラッフ又条件の例
を示すグラフ、第２図は本発明の実施例に用いた溶融還
元炉の模式図である。 ■・・・コークス充填層型溶融還元炉 ２・・・クロム鉱石扮 ３・・−フラックス ４．５・−・羽口 ６・・・コークス充填層 ７・・冒奇動層加熱炉 ８・−・熱風炉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｃｒ＿２Ｏ＿３：４３〜５７％、 ＦｅＯ１０〜２０％、 ＳｉＯ＿２５％以下、 ＭｇＯ１０〜１９％、 Ａｌ＿２Ｏ＿３１０〜１４％ なる組成のクロム鉱石に対して、主成分が ＣａＯ、ＳｉＯ＿２であるフラックスに他の調整成分を
   添加し、１５５０℃で溶け、その粘度が１５５０℃で１
   ０ポアズ以下で、かつクロム鉱石中のＣｒ、Ｆｅが完全
   に還元されたとき残留するスラグが１５５０℃以下で溶
   融状態にあり、その粘度が１５５０℃で１０ポアズ以下
   となるフラックスを調製し、該フラックスを１５５０℃
   以上のコークスまたは石炭充填層の中に酸化性気体と共
   に吹き込んで前記鉱石を還元することを特徴とするクロ
   ム鉱石の溶融還元法。