JPH0320438A - 中炭素フェロクロムの製造方法 - Google Patents
中炭素フェロクロムの製造方法Info
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- JPH0320438A JPH0320438A JP1153071A JP15307189A JPH0320438A JP H0320438 A JPH0320438 A JP H0320438A JP 1153071 A JP1153071 A JP 1153071A JP 15307189 A JP15307189 A JP 15307189A JP H0320438 A JPH0320438 A JP H0320438A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (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］
この発明は炭素量１〜４％の中炭素フェロクロムの製造
方法に関するものてある． ［従来の技術］ クロム系合金の代表であるステンレス鋼の一般的な製造
方法は、銑鉄、スクラップ、高炭素フェロクロム、高炭
素フェロニッケルなどを電気炉で溶解し、その溶湯な転
炉に移し、そこで酸素を吹込み，溶湯中の炭素や珪素を
酸化除去し、ステンレス鋼を得る方法が採られている．
転炉での大幅な脱炭が可能なことから、安価な高炭素フ
ェロアロイが使用できる． 一方ステンレス鋼以外のクロム含有鋼は銑鉄，スクラッ
プ、必要なフェロアロイを電気炉で溶解し酸素を吹込ん
で脱炭した後、真空炉や取鍋精錬炉で精錬して目標組威
の合金を得ている。このような場合は脱炭能力が少ない
ことから、クロム源としては中炭素フェロクロムが使用
される。
方法に関するものてある． ［従来の技術］ クロム系合金の代表であるステンレス鋼の一般的な製造
方法は、銑鉄、スクラップ、高炭素フェロクロム、高炭
素フェロニッケルなどを電気炉で溶解し、その溶湯な転
炉に移し、そこで酸素を吹込み，溶湯中の炭素や珪素を
酸化除去し、ステンレス鋼を得る方法が採られている．
転炉での大幅な脱炭が可能なことから、安価な高炭素フ
ェロアロイが使用できる． 一方ステンレス鋼以外のクロム含有鋼は銑鉄，スクラッ
プ、必要なフェロアロイを電気炉で溶解し酸素を吹込ん
で脱炭した後、真空炉や取鍋精錬炉で精錬して目標組威
の合金を得ている。このような場合は脱炭能力が少ない
ことから、クロム源としては中炭素フェロクロムが使用
される。
中炭素フェロクロムの一般的な製造方法は、電気炉で製
錬した高炭素フェロクロムを転炉を使用して酸素を吹込
んで脱炭精錬して得る方法があるが、酸素吹製法はクロ
ムの酸化損失が多く、多大な酸素吹製設備を必要とする
ことから、規模の小さな設備では必ずしも安価な方法で
はない．また，塊鉱石を使用し電気炉中でいわゆるボー
デンフェスト層と称される脱炭脱珪層を利用する方法が
知られている．すなわちこの方法は炉内において調合層
、還元層の下部に形成されるスラグ層とメタル層との間
に前記ボーデンフェスト層を形威せしめ，このボーデン
フェスト層によって脱炭脱珪反応を行なわしめるもので
ある。この方法ではボーデンフェスト層を形威しやすい
塊鉱石が必須であるが、今日では品質の良い塊鉱石の入
手は困難になっている． ［発明が解決すべき課題］ 従来電気炉法で塊鉱石と粉鉱石を使用して中炭素フェロ
クロムを製造する場合、スラグのＳｉＯａ量を調節して
電極炉底間電圧の電極電流に対する比を一定値に保って
操業する方法が提案されている（特開昭４８＝７１７１
８参照）。しかし、鉱石中のＳｉＯａ量は一般に少なく
、そのためＳｉＯ２量を調整するための珪石の添加量が
多くなり，スラグ量が増すとともにスラグの粘性も高く
なって電気炉操業は容易ではない。また、この方法でも
近年入手が困難になったいる塊鉱石の使用は必須である
．この発明は容易な操業で電気炉法な使用して安価に中
炭素フェロクロムを得ることを目的としたものである． ［課題を解決するための手段］ 上記のような課題を解決するため、本発明者らは還元率
８０％以上の高還元クロム鉱石を使用して電気炉で製造
することを試みた．その結果還元率８０％以上の高還元
クロム鉱石１００重量部に対してコークス０．５〜２重
量部を配合した原料に適当量のフラックスを添加し、こ
れをアーク炉で製錬することにより電気炉法で容易に中
炭素フェロクロムを製造することが可能となることが判
明した．この発明で使用する高還元クロム鉱石は，本発
明者らが先に提案した間接加熱式回転炉を使用して得た
ものである（特願昭６２− ２１９２３２．６３− ５
９８８０参照）。この方法によれば、含有クロムのうち
８５％以上がクロムカーバイドに還元されたクロム鉱石
の粉末をも得ることができる。本発明では更にアーク炉
を使用して還元するのでクロムの還元は８０％以上あれ
ば効果が期待できる。
錬した高炭素フェロクロムを転炉を使用して酸素を吹込
んで脱炭精錬して得る方法があるが、酸素吹製法はクロ
ムの酸化損失が多く、多大な酸素吹製設備を必要とする
ことから、規模の小さな設備では必ずしも安価な方法で
はない．また，塊鉱石を使用し電気炉中でいわゆるボー
デンフェスト層と称される脱炭脱珪層を利用する方法が
知られている．すなわちこの方法は炉内において調合層
、還元層の下部に形成されるスラグ層とメタル層との間
に前記ボーデンフェスト層を形威せしめ，このボーデン
フェスト層によって脱炭脱珪反応を行なわしめるもので
ある。この方法ではボーデンフェスト層を形威しやすい
塊鉱石が必須であるが、今日では品質の良い塊鉱石の入
手は困難になっている． ［発明が解決すべき課題］ 従来電気炉法で塊鉱石と粉鉱石を使用して中炭素フェロ
クロムを製造する場合、スラグのＳｉＯａ量を調節して
電極炉底間電圧の電極電流に対する比を一定値に保って
操業する方法が提案されている（特開昭４８＝７１７１
８参照）。しかし、鉱石中のＳｉＯａ量は一般に少なく
、そのためＳｉＯ２量を調整するための珪石の添加量が
多くなり，スラグ量が増すとともにスラグの粘性も高く
なって電気炉操業は容易ではない。また、この方法でも
近年入手が困難になったいる塊鉱石の使用は必須である
．この発明は容易な操業で電気炉法な使用して安価に中
炭素フェロクロムを得ることを目的としたものである． ［課題を解決するための手段］ 上記のような課題を解決するため、本発明者らは還元率
８０％以上の高還元クロム鉱石を使用して電気炉で製造
することを試みた．その結果還元率８０％以上の高還元
クロム鉱石１００重量部に対してコークス０．５〜２重
量部を配合した原料に適当量のフラックスを添加し、こ
れをアーク炉で製錬することにより電気炉法で容易に中
炭素フェロクロムを製造することが可能となることが判
明した．この発明で使用する高還元クロム鉱石は，本発
明者らが先に提案した間接加熱式回転炉を使用して得た
ものである（特願昭６２− ２１９２３２．６３− ５
９８８０参照）。この方法によれば、含有クロムのうち
８５％以上がクロムカーバイドに還元されたクロム鉱石
の粉末をも得ることができる。本発明では更にアーク炉
を使用して還元するのでクロムの還元は８０％以上あれ
ば効果が期待できる。
この高還元クロム鉱石を使用すればクロムの還元に要す
るエネルギーと精錬時間は大幅に短縮できるほか、クロ
ムカーバイド中の炭素を利用して未還元のクロム鉱石を
還元するので炭材の使用料は少なくて良く、溶解性に優
れ炉況も安定しており塊鉱石を使用しなくても容易に中
炭素フェロクロムを得ることが可能となる． 先ず、本発明で使用する高還元クロム鉱石について説明
する． 本発明で使用する高還元クロム鉱石は、粉状でもベレッ
ト状のものであっても良い．たとえば粉状のクロム鉱石
を使用した場合，ほぼ理論量の炭素質還元材とともに間
接加熱式回転炉中で高温に加熱して得られるものの性状
は、クロム含墳率２２〜４８％，鉄含有率１１〜２４％
，炭素含有率３〜ｌＯ％，燐含有率０．０２５％以下で
あって、クロム還元率８０％以上、鉄還元率９５％以上
であって，粒径０．５〜５ｍｍの粉末状のクロム鉱石で
ある．この高還元クロム鉱石粉末中のクロムは、全クロ
ム分のうち８０％以上が還元されてクロムカーバイド（
Ｃｒｙ Ｃ３）の形になっている．鉄はほぼ１００％鉄
カーバイド（ ＦｅｙＣｉ ）に還元されている． ここで、クロム還元率（ ＲＣｒ）と′は還元鉱石中の
全Ｃｒに対する酸に可溶なＣｒの割合であり、鉄還元率
（ ＲＦｅ ）とは還元鉱石中の全鉄に対する酸に可溶
な鉄の割合である．全元率（ＲＲ）とは次式で示される
指標を言う。
るエネルギーと精錬時間は大幅に短縮できるほか、クロ
ムカーバイド中の炭素を利用して未還元のクロム鉱石を
還元するので炭材の使用料は少なくて良く、溶解性に優
れ炉況も安定しており塊鉱石を使用しなくても容易に中
炭素フェロクロムを得ることが可能となる． 先ず、本発明で使用する高還元クロム鉱石について説明
する． 本発明で使用する高還元クロム鉱石は、粉状でもベレッ
ト状のものであっても良い．たとえば粉状のクロム鉱石
を使用した場合，ほぼ理論量の炭素質還元材とともに間
接加熱式回転炉中で高温に加熱して得られるものの性状
は、クロム含墳率２２〜４８％，鉄含有率１１〜２４％
，炭素含有率３〜ｌＯ％，燐含有率０．０２５％以下で
あって、クロム還元率８０％以上、鉄還元率９５％以上
であって，粒径０．５〜５ｍｍの粉末状のクロム鉱石で
ある．この高還元クロム鉱石粉末中のクロムは、全クロ
ム分のうち８０％以上が還元されてクロムカーバイド（
Ｃｒｙ Ｃ３）の形になっている．鉄はほぼ１００％鉄
カーバイド（ ＦｅｙＣｉ ）に還元されている． ここで、クロム還元率（ ＲＣｒ）と′は還元鉱石中の
全Ｃｒに対する酸に可溶なＣｒの割合であり、鉄還元率
（ ＲＦｅ ）とは還元鉱石中の全鉄に対する酸に可溶
な鉄の割合である．全元率（ＲＲ）とは次式で示される
指標を言う。
クロム・鉄カーバイドの他は２０〜３０％の脈石威分か
ら戊っている．この高還元クロム鉱石を電気炉で使用す
れば，鉱石中の酸化クロムの還元はクロム・鉄カーバイ
ド中の炭素によって行なわれるので、コークスの添加は
少量ですみ、ほとんど溶融して脈石威分を溶融分離する
だけで良く，精錬時間も極く短くてよい．ただし炉内の
アーク状態を適正に維持するためのいわゆるコークスベ
ッド形戒に必要な最小限の炭材を配合する．その量は０
．５〜２ｗｔ％の範囲である．粉鉱石と炭素質還元材と
を配合してベレット状に造粒し、間接加熱式回転炉中で
高温に加熱すればベレット状の高還元クロム鉱石が得ら
れる．ベレットの方が炉内での通気性が良いので好まし
い． 還元率の低い鉱石でも炭素含宥量の低いフエロクロムを
得ることができるが、コークスの配合割合が高くなり、
操業が不安定になるばかりかスラグ中に逃げる酸化クロ
ムの割合が高くなり、コスト高となる．高還元クロム鉱
石の一部を生鉱石に置換えてもよいが、その場合は発明
の効果が薄れるのは当然である． 次にこの高還元クロム鉱石を使用した中炭素フェロクロ
ムの電気炉製錬について説明する．原料は高還元クロム
鉱石１００重量部に対してコークス０．２〜５１１１１
１とフラツクスとして石灰石と珪石を配合する．コーク
スはサブマージドアーク操業を維持するのに必要なコー
クスベット層を形威するのに必要な量にとどめる．ブー
クス量が０．５重量部以下ではスラグ層の電気抵抗が大
きくなりアーク運転が困難となり電力負荷が掛からない
．また、５重量部を大幅に越えると抵抗運転となり、溶
解速度のみ早くなって未還元クロム？製錬が進まない．
負荷電流の半分をアーク電流で賄い、残り半分を抵抗電
流で賄う運転か最も好ましい．抵抗運転では生威したメ
タル中のカーボン量は８％以上と高くなるが、アーク運
転に近ずくにつれてメタル中のカーボンとシリコンは低
くなる．コークスの配合割合とメタル中のカーボンの関
係を第１図に示す． 石灰石と珪石は生威したＳｉｎｇ − ＡＩ２ｏ３−
ＭｇＯ −Ｃａ０ ４元系スラグの融点を下げ、流動性
を確保するためのものであって，スラグ組威がＳｉＯ．
：２３〜２７ｗｔ＄．ＡＩ＊Ｏｉ：３０〜３５ｗｔ＄，
Ｃａｂ：１３ 〜１７ｗｔＸ， ＭｇＯ：２５〜２８
ｗｔｌであって、（ ＭｇＯ＋ Ｃａｂ） ／ ｓｔｏ
ｒｍｌ．５０〜２．００、ＭｇＯ／ Ａｌ■０３−０．
７５〜！．００、（ ＡＩ２０，＋ Ｍｇ（１）／（Ｓ
ｉＯ．＋Ａｌ．０，＋ １４ｇＯ ＋ ＣａＯ）−０．
４ 〜０．７となるように調整する． 硫黄（Ｓ）はメタル中のＳｉ量が多くなるほど低くなる
．スラグ中のＳｉｎ２を高くした方が良いがあまり高過
ぎるとスラグが粘稠となり操炉が困難となる． ［作用］ 本発明は間接式加熱炉で高度に還元されカーバイトとな
ったクロム鉱石を使用するので，溶解性が良く適度な安
定したアーク操業を維持することが可能となり、フエロ
クロムメタル中の炭素含有量を低く抑えることができる
．またクロムの精錬は間接式加熱炉で殆どを行なうので
製錬時間が大幅に短縮できるので電力原単位も大幅に向
上する．［実施例］ 表１に示すような組成を有するサイズｌ〜３１１ｍのク
ロム鉱石粉末１００重量部に対して表２に示すコークス
粉末を３０．７ 重量部の割合で配合した．表１ この配合割合は炭素量が次式に従ってクロム鉱石を １
００％還元するために必要とする量である。
ら戊っている．この高還元クロム鉱石を電気炉で使用す
れば，鉱石中の酸化クロムの還元はクロム・鉄カーバイ
ド中の炭素によって行なわれるので、コークスの添加は
少量ですみ、ほとんど溶融して脈石威分を溶融分離する
だけで良く，精錬時間も極く短くてよい．ただし炉内の
アーク状態を適正に維持するためのいわゆるコークスベ
ッド形戒に必要な最小限の炭材を配合する．その量は０
．５〜２ｗｔ％の範囲である．粉鉱石と炭素質還元材と
を配合してベレット状に造粒し、間接加熱式回転炉中で
高温に加熱すればベレット状の高還元クロム鉱石が得ら
れる．ベレットの方が炉内での通気性が良いので好まし
い． 還元率の低い鉱石でも炭素含宥量の低いフエロクロムを
得ることができるが、コークスの配合割合が高くなり、
操業が不安定になるばかりかスラグ中に逃げる酸化クロ
ムの割合が高くなり、コスト高となる．高還元クロム鉱
石の一部を生鉱石に置換えてもよいが、その場合は発明
の効果が薄れるのは当然である． 次にこの高還元クロム鉱石を使用した中炭素フェロクロ
ムの電気炉製錬について説明する．原料は高還元クロム
鉱石１００重量部に対してコークス０．２〜５１１１１
１とフラツクスとして石灰石と珪石を配合する．コーク
スはサブマージドアーク操業を維持するのに必要なコー
クスベット層を形威するのに必要な量にとどめる．ブー
クス量が０．５重量部以下ではスラグ層の電気抵抗が大
きくなりアーク運転が困難となり電力負荷が掛からない
．また、５重量部を大幅に越えると抵抗運転となり、溶
解速度のみ早くなって未還元クロム？製錬が進まない．
負荷電流の半分をアーク電流で賄い、残り半分を抵抗電
流で賄う運転か最も好ましい．抵抗運転では生威したメ
タル中のカーボン量は８％以上と高くなるが、アーク運
転に近ずくにつれてメタル中のカーボンとシリコンは低
くなる．コークスの配合割合とメタル中のカーボンの関
係を第１図に示す． 石灰石と珪石は生威したＳｉｎｇ − ＡＩ２ｏ３−
ＭｇＯ −Ｃａ０ ４元系スラグの融点を下げ、流動性
を確保するためのものであって，スラグ組威がＳｉＯ．
：２３〜２７ｗｔ＄．ＡＩ＊Ｏｉ：３０〜３５ｗｔ＄，
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ｗｔｌであって、（ ＭｇＯ＋ Ｃａｂ） ／ ｓｔｏ
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７５〜！．００、（ ＡＩ２０，＋ Ｍｇ（１）／（Ｓ
ｉＯ．＋Ａｌ．０，＋ １４ｇＯ ＋ ＣａＯ）−０．
４ 〜０．７となるように調整する． 硫黄（Ｓ）はメタル中のＳｉ量が多くなるほど低くなる
．スラグ中のＳｉｎ２を高くした方が良いがあまり高過
ぎるとスラグが粘稠となり操炉が困難となる． ［作用］ 本発明は間接式加熱炉で高度に還元されカーバイトとな
ったクロム鉱石を使用するので，溶解性が良く適度な安
定したアーク操業を維持することが可能となり、フエロ
クロムメタル中の炭素含有量を低く抑えることができる
．またクロムの精錬は間接式加熱炉で殆どを行なうので
製錬時間が大幅に短縮できるので電力原単位も大幅に向
上する．［実施例］ 表１に示すような組成を有するサイズｌ〜３１１ｍのク
ロム鉱石粉末１００重量部に対して表２に示すコークス
粉末を３０．７ 重量部の割合で配合した．表１ この配合割合は炭素量が次式に従ってクロム鉱石を １
００％還元するために必要とする量である。
７Ｃｒ２０３ ＋ ２７Ｃ −＋ ２Ｃｒ７Ｃ３ ＋
２１ＣＯ↑−−−−−−（３）７ＦｅＯ ＋ ＩＯＣ−
＋ Ｆｅ７Ｃ３ ＋ ７ＣＯ↑−−−−−−（４）こ
のように混合した原料を間按加熱式回転炉で最高１，４
８０ ℃まで加熱し，表３に示すような高還元クロム
鉱石粉末を得た。
２１ＣＯ↑−−−−−−（３）７ＦｅＯ ＋ ＩＯＣ−
＋ Ｆｅ７Ｃ３ ＋ ７ＣＯ↑−−−−−−（４）こ
のように混合した原料を間按加熱式回転炉で最高１，４
８０ ℃まで加熱し，表３に示すような高還元クロム
鉱石粉末を得た。
表３
表２
次に、表４に示す原料配合で１，５００ＫＶＡの３相ア
ーク炉を使用してフェロクロムの製造操業を行なった．
操業結果とメタル品位の分析結果を表５および表６に示
す．表５および表６の結果のとおり、本発明により少な
い電力原単位で安定した操業により中炭素フェロクロム
を得ることができた．表 ４ （重量部） 表 ５ ［効果］ 本発明によれば予め還元されたクロム鉱石を使用するの
で，精錬時間が大幅に短縮でき，鉱石中に含まれている
還元生虞物たるカーバイドのカーボンが未還元鉱石の還
元剤として働くので、コークスの使用量が少なくてすみ
，適度なアーク操業が雑持できる．その結果、中炭素フ
ェロクロムを容易に得ることができる．
ーク炉を使用してフェロクロムの製造操業を行なった．
操業結果とメタル品位の分析結果を表５および表６に示
す．表５および表６の結果のとおり、本発明により少な
い電力原単位で安定した操業により中炭素フェロクロム
を得ることができた．表 ４ （重量部） 表 ５ ［効果］ 本発明によれば予め還元されたクロム鉱石を使用するの
で，精錬時間が大幅に短縮でき，鉱石中に含まれている
還元生虞物たるカーバイドのカーボンが未還元鉱石の還
元剤として働くので、コークスの使用量が少なくてすみ
，適度なアーク操業が雑持できる．その結果、中炭素フ
ェロクロムを容易に得ることができる．
第１図はコークスの配合割合と製品中の炭素含量の関係
を示す図である．
を示す図である．
Claims (1)
- 還元率８０％以上の高還元クロム鉱石１００重量部に対
してコークス０．５〜２重量部を配合した原料に適当量
のフラックスを添加し、これをアーク炉で製錬すること
を特徴とする中炭素フェロクロムの製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153071A JPH0320438A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 中炭素フェロクロムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153071A JPH0320438A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 中炭素フェロクロムの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320438A true JPH0320438A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15554351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1153071A Pending JPH0320438A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 中炭素フェロクロムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0320438A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108893668A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-27 | 中冶东方工程技术有限公司 | 铁素体不锈钢的生产方法 |
-
1989
- 1989-06-15 JP JP1153071A patent/JPH0320438A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108893668A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-27 | 中冶东方工程技术有限公司 | 铁素体不锈钢的生产方法 |
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