JPH0364466B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0364466B2 JPH0364466B2 JP12030186A JP12030186A JPH0364466B2 JP H0364466 B2 JPH0364466 B2 JP H0364466B2 JP 12030186 A JP12030186 A JP 12030186A JP 12030186 A JP12030186 A JP 12030186A JP H0364466 B2 JPH0364466 B2 JP H0364466B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- aluminum
- scale
- alumina
- furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 67
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 51
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 50
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000003832 thermite Substances 0.000 claims description 36
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 239000012768 molten material Substances 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 7
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 4
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 229910018626 Al(OH) Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 aluminum nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
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
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、アルミニウム滓とスケールを原料と
して溶融アルミナを製造する方法に関する。 （従来の技術） アルミニウム滓とは、金属アルミニウムの精
錬、スクラツプアルミニウムの溶解精製、アルミ
ニウム合金の溶解精製等の際に、その溶融物の表
面に浮かび出るAl2O3を主体としたスラグを、粉
砕、ふるい分け等の処理をして金属アルミニウム
の一部を回収した残余のものである。 また、スケールとは、スチールや特殊鋼を連続
鋳造、圧延、鍜造等する工程で鋼塊等の表面に薄
く生じて剥がれ落ちたものであり、酸化鉄を主成
分とする。 スケールとアルミニウム滓とから、鉄と溶融ア
ルミナを製造する方法は、特開昭59−121153号公
報に見られるように公知である。詳述すると、ス
ケールとアルミニウム滓とを混合して溶融炉に投
入し、炉内においてアルミニウム滓中に含まれて
いた金属アルミニウムとスケール中に含まれてい
た酸化鉄との間にテルミツト反応を起こさせ、こ
のテルミツト反応により、酸化鉄を還元して鉄を
得るとともに金属アルミニウムを酸化させて溶融
アルミナを得るものである。この技術では、２種
の産業廃棄物に準ずるような副産物を利用し少な
いエネルギーで有用な溶融アルミナと鉄とを得ら
れる利点を有している。 （発明が解決しようとする問題点） 上記公報には、配合物を１回のみ装填して溶融
アルミナを得る方法についてのみ記載があるが、
実際に生産効率を高め省エネルギーを図るために
は、大きい炉で配合物を追加装填することにより
溶融アルミナを大量生産する必要がある。本発明
者が、研究初期において溶融物の上に配合物を追
加装填したところ、品質の悪い溶融アルミナしか
得ることができなかつた。そこで、鋭意研究を重
ねこの品質劣化の原因を追及し、本発明方法を発
案するに至つたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、その要旨は、アルミニウム滓とスケール
の配合物を炉内で溶融し、主アルミニウム滓の金
属アルミニウムとスケールの酸化鉄とのテルミツ
ト反応により、溶融アルミナを製造する方法にお
いて、上記配合物におけるテルミツト反応が終了
して配合物がほぼ完全に溶融した後に、この溶融
物の表面に凝固させ、この凝固層の上に上記アル
ミニウム滓とスケールの配合物を追加装填するこ
とを特徴とする溶融アルミナの製造方法にある。 （作用） 炉内でテルミツト反応が終了して配合物がほぼ
完全に溶融した後に、この溶融物のの表面を凝固
させ、この凝固層の上に配合物を追加装填する。
したがつて、追加装填された配合物中の金属アル
ミニウムが上記表面凝固層に阻まれるから、テル
ミツト反応前に溶融スラグの溶融アルミナ中に溶
け込むことがなく、この金属アルミニウムとガス
との反応により生じる亜酸化物AlO、炭化物
Al4C3、窒化物AlNや残余の金属アルミニウム
が、溶融アルミナ中に析出することがない。この
ため、研削研摩用の砥粒や耐火物等に適用できる
高品質の溶融アルミナを得ることができ、空気中
の水分と反応して粉化する不都合を防止できる。 （実施例） 以下、本発明の一実施例を説明する。 アルミニウム滓 アルミニウム滓は、下記の成分になるように調
製する。 (イ) 金属アルミニウムは20〜50％（重量％、以下
同じ）とする。20％以上としたのはテルミツト
反応を確実に生じさせるためであり、、50％以
下としたのは、テルミツト反応が炉壁を損傷す
る程激しく生じるのを他の物質で抑制するため
である。 (ロ) Al2O3を40％以上とする。 (ハ) Mg及びMgの化合物（MgCl2、MgO等）の
総重量を９％以下にする。９％としたのは、最
終的に得られる後述の窯融アルミナにおけるス
ピネルの含有率を40％以下に制限するためであ
る。MgおよびMg化合物は最終的にMgOとな
り、このMgOはテルミツト反応によつて還元
されることがなく揮発も少ないため、溶融アル
ミナの製造工程において除去困難であり最終的
にスピネルとなつて溶融アルミナ中に残るもの
である。したがつて、スピネルの含有率を上記
のように制約する場合にはアルミニウム滓中で
の含有率を制限する必要がある。 (ニ) Ca及びCaの化合物（CaCl2、CaO等）の総
重量を１％以下とする。これらは、最終的に
CaOとなり、Mgの場合と同様に溶融アルミナ
の製造工程において除去困難であり、最終的に
溶融アルミナへの混入が避けられない。CaOは
溶融アルミナの性質に悪影響を及ぼすから上記
含有率を厳格に制約する必要がある。 (ホ) AlNを15％以下好ましくは10％以下とする。 (ヘ) AlCl3の含有率を後述する反応式(1)、(2)、(5)
に基づいて過不足がないように調整し、重量比
がAlN：AlCl3＝１：1.07となるようにする。
ななお、実際には、AlCl3とほぼ同じ化学的反
応が生じるMgCl2、CaCl2が少量ではあるが含
まれており、これら塩化物の反応式(3)、(4)を考
慮して、AlNと塩化物（AlCl3、CaCl2、
MgCl2）が過不足ないように上記重量比を決め
る。操業に際しては、AlNと上記塩化物の総
重量とをほぼ等しくする程度に調整すればよ
い。 (ト) 上記以外の不純物（Si、Ti、Fe、Cu、Cr、
Znおよびその化合物NaCl、KClおよびAl4C3
等）を５％以下にする。 アルミニウム滓は前述したようにに、AlNを
含むもの、AlCl3を含むもの、およびその両者を
含むものがあるが、通常はこれら３種のアルミニ
ウム滓の内二種以上を配合することにより、上記
AlNとAlCl3等の塩化物を上記重量比になるよう
に調製する。 スケール スケールは普通鋼、特殊鋼いずれでもよい。大
規模工場では連続鋳造、圧延、鍜造等の製造ライ
ンにおいて、スケールを水輸送で回収して水槽に
貯えられるので、水槽から取り出した状態では20
〜30％の水分を含んでいる。このままでは水分が
多すぎるから、適量含有するまで乾燥する。ここ
で適量とは、後述の反応式(1)〜(5)に基づきほぼ過
不足ないように決定され、具体的にはアルミニウ
ム滓とスケールを混合して得られた配合物におい
て、AlNとAlCl3の総重量の85％の重量となる量
である。 混 合 上記アルミニウム滓とスケールをミキサーで良
く混合して配合物を作る。この際、二種以上のア
ルミニウム滓を用いる場合でも、これらを予め混
合することなくスケールと一緒にして混合するの
が作業能率上好ましい。アルミニウム滓とスケー
ルの重量比は後述のテルミツト反応式(7)〜（16）
に基づいて決定される。スケールが多いと、スラ
グにFe2O3が残留するし、スケールが少ないと合
金鉄にAlが入り込む。スラグの質を確保するた
めには、スケールの量を計算値より５〜10％少な
くする。なお、この混合は後述の加熱処理と同時
に行なうこともできる。 加熱処理 次に、乾燥炉または後述のテルミツト反応を生
じさせる溶融炉において、100〜300℃で加熱す
る。この結果、下記の(1)式に示すようにアルミニ
ウム滓に含まれていたAlNがスケールに含まれ
ていた水分と反応してアンモニアが生じ、また、
(2)〜(4)式に示すようにアルミニウム滓中のAlCl3
やこれよりも少量のMgCl2やCaCl2が水分と反応
して塩化水素が生じ、(5)式に示すように上記アン
モニアと塩化水素とが最終的に反応して塩化アル
ミニウムが生じる。 AlN＋3H2O＝NH3＋Al（OH）3 (1) AlCl3＋3H2O＝3HCl＋Al（CH）3 (2) 又は、2AlCl3＋（３＋Ｘ）H2O ＝6HCl＋Al2O3−XH2O (2)′ MgCl2＋2H2O＝2HCl＋Mg（OH）2 (3) CaCl2＋2H2O＝2HCl＋Ca（OH）2 (4) NH3＋HCl＝NH4Cl (5) なお、水分とアルミニウム滓の金属アルミニウ
ムとは下記のように反応するが、この反応は上記
(1)〜(5)式の反応に比べて非常に遅いから、失なわ
れる金属アルミニウムは少量である。 2Al＋6H2O＝3H2＋2Al（OH）3 (6) また、スケールの予備乾燥により水分が殆ど過
不足なく調整されているため、残つた水分が(6)式
のように金属アルミニウムと反応して金属アルミ
ニウムが失なわれることがない。 また、前述したようにAlNとAlCl3等の塩化物
と水分の重量比が前述したように調整されている
ため、(1)〜(4)式で生じたアンモニや塩化水素は殆
ど全て(5)の反応によつて塩化アンモニウムとなる
から、単独でアンモニアや塩化水素が飛散するこ
とは殆どないかあつても微量であり、公害が生じ
ることがない。 上記加熱に伴なう(1)〜(5)式の反応により白煙が
生じ、この白煙を集塵機で捕収すると、塩化アン
モニウムを主成分とする粉末が得られる。この粉
末は肥料として、またはアルミニウム合金の溶解
精製等に用いられるフラツクスとして有用であ
る。 また、上記配合物には、スケールとのテルミツ
ト反応に必要な金属アルミニウムがどそのまま含
まれておりAlNやAlCl3等が含有されていないか
ら、後述の溶融アルミナ製造の原料として最適で
ある。この加熱処理の過程で、スケールがほぼ完
全に乾燥される。 テルミツト反応 上記加熱処理を乾燥炉で行なう場合には、処理
済みの配合物を溶融炉に移し変える。溶融炉で行
なう場合には配合物はそのままでよい。そして、
溶融炉内の配合物の表面に少量の電極屑を投入
し、電力を供給してアークで静かに着火すると、
最初に、僅かに残つていたAlNとAlCl3等の塩化
物と炉内の水蒸気とで上記(1)〜(5)式の反応が起き
若干の白煙が生じる。やがて配合物の温度が1000
℃に達すると、主に、アルミニウム滓に含まれて
いた金属アルミニウムと、スケールに含まれてい
た酸化鉄とで、下記のテルミツト反応が生じる。 Al＋Fe2O3＝2Fe＋Al2O3−194800 (7) 2Al＋3/4Fe3O4＝9/4Fe ＋Al2O3−189800 (8) 2Al＋3FeO＝3Fe＋Al2O3−197900 (9) また、特殊スケールの場合は、上記金属アルミ
ニウムとスケール中の他の金属酸化物とで下記の
テルミツト反応が生じる。 2Al＋Cr2O3＝2Cr＋Al2O3−123800 (10) 2Al＋3NiO＋3Ni＋Al2O3−216000 (11) 2Al＋3/2MoO2＝3/2Mo＋Al2O3−192900 (12) 2Al＋3/2WO23/2Ｗ＋Al2O3−196800 （13） 2Al＋3/2SiO2＝3/2Si＋Al2O3−81600 （14） 2Al＋3/2TiO2＝3/2Ti＋Al2O3−68850 （15） △Ｈ（Cal／molAl2O3） なお、上記以外の微量の金属酸化物と金属アル
ミニウムとで上記と同様のテルミツト反応が生じ
る。 また、アルミニウム滓中のAl4C3とスケール中
の酸化鉄等とで次に例示するようなテルミツト反
応が生じる。 3/2Fe2O3＋1/2Al4O3＝3Fe＋Al2O3 ＋3/2CO−△Ｈ （16） さらにアルミニウム滓に含まれていたSiO2と
TiO2も、（14）、（15）式で示すように金属アルミ
ニウムとテルミツト反応を起こす。 上記テルミツト反応は急激で高温を生じるが、
テルミツト反応に関与しない物質、すなわち、ア
ルミニウム滓中に含まれていたAl2O3や上記反応
によつて得られたAl2O3によつて、反応が緩和さ
れるため、炉の損傷を防止できる。 テルミツト反応の高温でNaCl、KCl等の塩化
物は表面に浮かび出、アーク熱により1500℃で殆
ど全て揮発し、集塵機で捕収される。 テルミツト反応の高熱とアーク熱によつてスラ
グが2100℃に達するまで加熱されて完全溶融状態
になると、還元された合金鉄は比重差により底へ
沈む。これによりススラグと合金鉄が完全に分離
される。 なお、上記テルミツト反応および溶融は、抵抗
炉、弧光炉、誘導炉のいずれの型式の電気炉で行
なつてもよい。 溶融物表面の凝固 表面が完全に溶融し2100℃に達したら、通電を
一旦停止し電極を上昇させる。止電後３分間経過
すると、スラグ表面が凝固して薄い皮となる。な
お、この薄皮の上へ少量のバイヤーアルミナを投
入して溶融物の熱で焼結させることにより、焼結
アルミナの薄皮を形成すれば更によい。 追加装填 上記乾燥炉で前述と同様に配合物を加熱処理し
て、AlNやAlCl3等を除去したものを再び溶融炉
へ装填する。すると、前述同様に若干の白煙が生
じ、さらに装填後数分経過すると、溶融物の熱に
よりテルミツト反応が配合物の下部から生じ上部
へ広がる。表面が溶融してきたら、電極を下降し
てアークにより電力を供給し、表面を完全溶融状
態にする。アルミニウム滓中に金属アルミニウム
が20％以上含まれていれば、上記のようにテルミ
ツト反応が溶融物の熱により自然に生じるが、こ
のテルミツト反応が自然に生じない場合には、前
回で同様に電極屑を表面に投入し、アークにより
加熱してテルミツト反応を生じさせる。テルミツ
ト反応によつて生じた合金鉄は、その重量により
前回で生成されたスラグを突き抜けて下降し、前
回で得られた合金鉄中に溶け込む。 上記のように溶融スラグの表面を予め凝固させ
てあるので、追加装填された配合物中の金属アル
ミニウムがテルミツト反応開始前に溶融スラグ中
に侵入するのを、この凝固層により阻むことがで
きる。 金属アルミニウムの一部がテルミツト反応前に
溶融スラグの溶融アルミナ中に溶け込むと、2Al
−3Al2O3となり、後述の徐冷凝固の際に発生す
るガスとの反応によりこの金属アルミニウムが亜
酸化物AlO、炭化物Al4C3窒化物AlNとなる。こ
れら化合物や残余の金属アルミニウムが、αアル
ミナ結晶やスピネル結晶の粒界に析出する。そし
て、これらは下記式のように空気中の水分と反応
して水酸化合物となり、粉化するため、研削研摩
用の砥粒や耐火物としての性質の劣化を生じさせ
る。 AlN＋3H2O＝Al（OH）3＋NH3 （17） Al4C3＋12H2O＝4Al（OH）3＋3CH4 （18） 3AlO＋3H2O＝2Al（OH）3＋Al （19） 2Al＋6H2O＝2Al（CH）3＋3H2 （20） しかし、本実施例では追加装填された配合物中
の金属アルミニウムがテルミツト反応前に溶融ス
ラグ中に侵入することがないから上記不都合を防
止でき、高品質の溶融アルミナを得ることができ
る。なお、上記追加装填は複数回行なつてもよ
い。また、塩化アンモニウムの生成を伴なう配合
物の加熱乾燥処理は上記のように乾燥炉で行なう
のが好ましいが、設備コストを安くする場合に
は、溶融炉で行なつてもてもよい。この場合、追
加装填された配合物は溶融炉内の溶融物の熱で加
熱乾燥処理される。 合金鉄の回収 2100℃に達したら、電力の供給を停止し、電極
を上昇させる。そして、この止電前に炉の底部の
栓を外して（タツピング）、合金鉄を炉から流出
させて取鍋に受け、溶けたまま鉄鋼溶解炉へ供給
すればよい（ホツトチヤージ）。また、鋳型に鋳
込んでインゴツトとして製鋼または鋳鉄溶解用と
して販売してもよい。 スラグの徐冷 止電後に炉頂に保温カバーをしてスラグを徐冷
する。徐冷したスラグは粉砕整粒して、研削研摩
工具の砥粒として又は耐火材として使用する。 アルミニウム滓中の不純物の含有率を制約した
ので、上記スラグにおいて、Al2O3を91％以上、
MgOを８％以下、その他（CaO、Fe2O3、SiO2、
TiO2、Cr2O3、Na2O、K2O）を1.5％以下とする
ことができる。なお、上記のように追加装填前に
溶融物の表面を凝固させるから、アルミニウムの
窒化物、炭化物、亜酸化物の混入は極めて微量で
ある。MgOは殆ど全てAl2O3と結結合してスピネ
ル結晶になつている。また、残りのAl2O3の殆ど
全てはαアルミナ結晶となつている。αアルミナ
結晶はスピネル結晶によつて包囲されている。ま
た、αアルミナ結晶を60％以上、スピネル結晶を
40％以下とすることができる。 上記スラグを粉砕、ふるい分けして得られた粒
径3.36〜1.68mmの溶融アルミナの気孔率および嵩
比重を、同じ粒径の白色アルミナ質研削材と比較
すると、下記の表のように、気孔率が小さく嵩比
重が大であり、研削材として優れている。また、
硬度、靭性も白色アルミナ質研削材に比べて同等
以上である。
して溶融アルミナを製造する方法に関する。 （従来の技術） アルミニウム滓とは、金属アルミニウムの精
錬、スクラツプアルミニウムの溶解精製、アルミ
ニウム合金の溶解精製等の際に、その溶融物の表
面に浮かび出るAl2O3を主体としたスラグを、粉
砕、ふるい分け等の処理をして金属アルミニウム
の一部を回収した残余のものである。 また、スケールとは、スチールや特殊鋼を連続
鋳造、圧延、鍜造等する工程で鋼塊等の表面に薄
く生じて剥がれ落ちたものであり、酸化鉄を主成
分とする。 スケールとアルミニウム滓とから、鉄と溶融ア
ルミナを製造する方法は、特開昭59−121153号公
報に見られるように公知である。詳述すると、ス
ケールとアルミニウム滓とを混合して溶融炉に投
入し、炉内においてアルミニウム滓中に含まれて
いた金属アルミニウムとスケール中に含まれてい
た酸化鉄との間にテルミツト反応を起こさせ、こ
のテルミツト反応により、酸化鉄を還元して鉄を
得るとともに金属アルミニウムを酸化させて溶融
アルミナを得るものである。この技術では、２種
の産業廃棄物に準ずるような副産物を利用し少な
いエネルギーで有用な溶融アルミナと鉄とを得ら
れる利点を有している。 （発明が解決しようとする問題点） 上記公報には、配合物を１回のみ装填して溶融
アルミナを得る方法についてのみ記載があるが、
実際に生産効率を高め省エネルギーを図るために
は、大きい炉で配合物を追加装填することにより
溶融アルミナを大量生産する必要がある。本発明
者が、研究初期において溶融物の上に配合物を追
加装填したところ、品質の悪い溶融アルミナしか
得ることができなかつた。そこで、鋭意研究を重
ねこの品質劣化の原因を追及し、本発明方法を発
案するに至つたものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、その要旨は、アルミニウム滓とスケール
の配合物を炉内で溶融し、主アルミニウム滓の金
属アルミニウムとスケールの酸化鉄とのテルミツ
ト反応により、溶融アルミナを製造する方法にお
いて、上記配合物におけるテルミツト反応が終了
して配合物がほぼ完全に溶融した後に、この溶融
物の表面に凝固させ、この凝固層の上に上記アル
ミニウム滓とスケールの配合物を追加装填するこ
とを特徴とする溶融アルミナの製造方法にある。 （作用） 炉内でテルミツト反応が終了して配合物がほぼ
完全に溶融した後に、この溶融物のの表面を凝固
させ、この凝固層の上に配合物を追加装填する。
したがつて、追加装填された配合物中の金属アル
ミニウムが上記表面凝固層に阻まれるから、テル
ミツト反応前に溶融スラグの溶融アルミナ中に溶
け込むことがなく、この金属アルミニウムとガス
との反応により生じる亜酸化物AlO、炭化物
Al4C3、窒化物AlNや残余の金属アルミニウム
が、溶融アルミナ中に析出することがない。この
ため、研削研摩用の砥粒や耐火物等に適用できる
高品質の溶融アルミナを得ることができ、空気中
の水分と反応して粉化する不都合を防止できる。 （実施例） 以下、本発明の一実施例を説明する。 アルミニウム滓 アルミニウム滓は、下記の成分になるように調
製する。 (イ) 金属アルミニウムは20〜50％（重量％、以下
同じ）とする。20％以上としたのはテルミツト
反応を確実に生じさせるためであり、、50％以
下としたのは、テルミツト反応が炉壁を損傷す
る程激しく生じるのを他の物質で抑制するため
である。 (ロ) Al2O3を40％以上とする。 (ハ) Mg及びMgの化合物（MgCl2、MgO等）の
総重量を９％以下にする。９％としたのは、最
終的に得られる後述の窯融アルミナにおけるス
ピネルの含有率を40％以下に制限するためであ
る。MgおよびMg化合物は最終的にMgOとな
り、このMgOはテルミツト反応によつて還元
されることがなく揮発も少ないため、溶融アル
ミナの製造工程において除去困難であり最終的
にスピネルとなつて溶融アルミナ中に残るもの
である。したがつて、スピネルの含有率を上記
のように制約する場合にはアルミニウム滓中で
の含有率を制限する必要がある。 (ニ) Ca及びCaの化合物（CaCl2、CaO等）の総
重量を１％以下とする。これらは、最終的に
CaOとなり、Mgの場合と同様に溶融アルミナ
の製造工程において除去困難であり、最終的に
溶融アルミナへの混入が避けられない。CaOは
溶融アルミナの性質に悪影響を及ぼすから上記
含有率を厳格に制約する必要がある。 (ホ) AlNを15％以下好ましくは10％以下とする。 (ヘ) AlCl3の含有率を後述する反応式(1)、(2)、(5)
に基づいて過不足がないように調整し、重量比
がAlN：AlCl3＝１：1.07となるようにする。
ななお、実際には、AlCl3とほぼ同じ化学的反
応が生じるMgCl2、CaCl2が少量ではあるが含
まれており、これら塩化物の反応式(3)、(4)を考
慮して、AlNと塩化物（AlCl3、CaCl2、
MgCl2）が過不足ないように上記重量比を決め
る。操業に際しては、AlNと上記塩化物の総
重量とをほぼ等しくする程度に調整すればよ
い。 (ト) 上記以外の不純物（Si、Ti、Fe、Cu、Cr、
Znおよびその化合物NaCl、KClおよびAl4C3
等）を５％以下にする。 アルミニウム滓は前述したようにに、AlNを
含むもの、AlCl3を含むもの、およびその両者を
含むものがあるが、通常はこれら３種のアルミニ
ウム滓の内二種以上を配合することにより、上記
AlNとAlCl3等の塩化物を上記重量比になるよう
に調製する。 スケール スケールは普通鋼、特殊鋼いずれでもよい。大
規模工場では連続鋳造、圧延、鍜造等の製造ライ
ンにおいて、スケールを水輸送で回収して水槽に
貯えられるので、水槽から取り出した状態では20
〜30％の水分を含んでいる。このままでは水分が
多すぎるから、適量含有するまで乾燥する。ここ
で適量とは、後述の反応式(1)〜(5)に基づきほぼ過
不足ないように決定され、具体的にはアルミニウ
ム滓とスケールを混合して得られた配合物におい
て、AlNとAlCl3の総重量の85％の重量となる量
である。 混 合 上記アルミニウム滓とスケールをミキサーで良
く混合して配合物を作る。この際、二種以上のア
ルミニウム滓を用いる場合でも、これらを予め混
合することなくスケールと一緒にして混合するの
が作業能率上好ましい。アルミニウム滓とスケー
ルの重量比は後述のテルミツト反応式(7)〜（16）
に基づいて決定される。スケールが多いと、スラ
グにFe2O3が残留するし、スケールが少ないと合
金鉄にAlが入り込む。スラグの質を確保するた
めには、スケールの量を計算値より５〜10％少な
くする。なお、この混合は後述の加熱処理と同時
に行なうこともできる。 加熱処理 次に、乾燥炉または後述のテルミツト反応を生
じさせる溶融炉において、100〜300℃で加熱す
る。この結果、下記の(1)式に示すようにアルミニ
ウム滓に含まれていたAlNがスケールに含まれ
ていた水分と反応してアンモニアが生じ、また、
(2)〜(4)式に示すようにアルミニウム滓中のAlCl3
やこれよりも少量のMgCl2やCaCl2が水分と反応
して塩化水素が生じ、(5)式に示すように上記アン
モニアと塩化水素とが最終的に反応して塩化アル
ミニウムが生じる。 AlN＋3H2O＝NH3＋Al（OH）3 (1) AlCl3＋3H2O＝3HCl＋Al（CH）3 (2) 又は、2AlCl3＋（３＋Ｘ）H2O ＝6HCl＋Al2O3−XH2O (2)′ MgCl2＋2H2O＝2HCl＋Mg（OH）2 (3) CaCl2＋2H2O＝2HCl＋Ca（OH）2 (4) NH3＋HCl＝NH4Cl (5) なお、水分とアルミニウム滓の金属アルミニウ
ムとは下記のように反応するが、この反応は上記
(1)〜(5)式の反応に比べて非常に遅いから、失なわ
れる金属アルミニウムは少量である。 2Al＋6H2O＝3H2＋2Al（OH）3 (6) また、スケールの予備乾燥により水分が殆ど過
不足なく調整されているため、残つた水分が(6)式
のように金属アルミニウムと反応して金属アルミ
ニウムが失なわれることがない。 また、前述したようにAlNとAlCl3等の塩化物
と水分の重量比が前述したように調整されている
ため、(1)〜(4)式で生じたアンモニや塩化水素は殆
ど全て(5)の反応によつて塩化アンモニウムとなる
から、単独でアンモニアや塩化水素が飛散するこ
とは殆どないかあつても微量であり、公害が生じ
ることがない。 上記加熱に伴なう(1)〜(5)式の反応により白煙が
生じ、この白煙を集塵機で捕収すると、塩化アン
モニウムを主成分とする粉末が得られる。この粉
末は肥料として、またはアルミニウム合金の溶解
精製等に用いられるフラツクスとして有用であ
る。 また、上記配合物には、スケールとのテルミツ
ト反応に必要な金属アルミニウムがどそのまま含
まれておりAlNやAlCl3等が含有されていないか
ら、後述の溶融アルミナ製造の原料として最適で
ある。この加熱処理の過程で、スケールがほぼ完
全に乾燥される。 テルミツト反応 上記加熱処理を乾燥炉で行なう場合には、処理
済みの配合物を溶融炉に移し変える。溶融炉で行
なう場合には配合物はそのままでよい。そして、
溶融炉内の配合物の表面に少量の電極屑を投入
し、電力を供給してアークで静かに着火すると、
最初に、僅かに残つていたAlNとAlCl3等の塩化
物と炉内の水蒸気とで上記(1)〜(5)式の反応が起き
若干の白煙が生じる。やがて配合物の温度が1000
℃に達すると、主に、アルミニウム滓に含まれて
いた金属アルミニウムと、スケールに含まれてい
た酸化鉄とで、下記のテルミツト反応が生じる。 Al＋Fe2O3＝2Fe＋Al2O3−194800 (7) 2Al＋3/4Fe3O4＝9/4Fe ＋Al2O3−189800 (8) 2Al＋3FeO＝3Fe＋Al2O3−197900 (9) また、特殊スケールの場合は、上記金属アルミ
ニウムとスケール中の他の金属酸化物とで下記の
テルミツト反応が生じる。 2Al＋Cr2O3＝2Cr＋Al2O3−123800 (10) 2Al＋3NiO＋3Ni＋Al2O3−216000 (11) 2Al＋3/2MoO2＝3/2Mo＋Al2O3−192900 (12) 2Al＋3/2WO23/2Ｗ＋Al2O3−196800 （13） 2Al＋3/2SiO2＝3/2Si＋Al2O3−81600 （14） 2Al＋3/2TiO2＝3/2Ti＋Al2O3−68850 （15） △Ｈ（Cal／molAl2O3） なお、上記以外の微量の金属酸化物と金属アル
ミニウムとで上記と同様のテルミツト反応が生じ
る。 また、アルミニウム滓中のAl4C3とスケール中
の酸化鉄等とで次に例示するようなテルミツト反
応が生じる。 3/2Fe2O3＋1/2Al4O3＝3Fe＋Al2O3 ＋3/2CO−△Ｈ （16） さらにアルミニウム滓に含まれていたSiO2と
TiO2も、（14）、（15）式で示すように金属アルミ
ニウムとテルミツト反応を起こす。 上記テルミツト反応は急激で高温を生じるが、
テルミツト反応に関与しない物質、すなわち、ア
ルミニウム滓中に含まれていたAl2O3や上記反応
によつて得られたAl2O3によつて、反応が緩和さ
れるため、炉の損傷を防止できる。 テルミツト反応の高温でNaCl、KCl等の塩化
物は表面に浮かび出、アーク熱により1500℃で殆
ど全て揮発し、集塵機で捕収される。 テルミツト反応の高熱とアーク熱によつてスラ
グが2100℃に達するまで加熱されて完全溶融状態
になると、還元された合金鉄は比重差により底へ
沈む。これによりススラグと合金鉄が完全に分離
される。 なお、上記テルミツト反応および溶融は、抵抗
炉、弧光炉、誘導炉のいずれの型式の電気炉で行
なつてもよい。 溶融物表面の凝固 表面が完全に溶融し2100℃に達したら、通電を
一旦停止し電極を上昇させる。止電後３分間経過
すると、スラグ表面が凝固して薄い皮となる。な
お、この薄皮の上へ少量のバイヤーアルミナを投
入して溶融物の熱で焼結させることにより、焼結
アルミナの薄皮を形成すれば更によい。 追加装填 上記乾燥炉で前述と同様に配合物を加熱処理し
て、AlNやAlCl3等を除去したものを再び溶融炉
へ装填する。すると、前述同様に若干の白煙が生
じ、さらに装填後数分経過すると、溶融物の熱に
よりテルミツト反応が配合物の下部から生じ上部
へ広がる。表面が溶融してきたら、電極を下降し
てアークにより電力を供給し、表面を完全溶融状
態にする。アルミニウム滓中に金属アルミニウム
が20％以上含まれていれば、上記のようにテルミ
ツト反応が溶融物の熱により自然に生じるが、こ
のテルミツト反応が自然に生じない場合には、前
回で同様に電極屑を表面に投入し、アークにより
加熱してテルミツト反応を生じさせる。テルミツ
ト反応によつて生じた合金鉄は、その重量により
前回で生成されたスラグを突き抜けて下降し、前
回で得られた合金鉄中に溶け込む。 上記のように溶融スラグの表面を予め凝固させ
てあるので、追加装填された配合物中の金属アル
ミニウムがテルミツト反応開始前に溶融スラグ中
に侵入するのを、この凝固層により阻むことがで
きる。 金属アルミニウムの一部がテルミツト反応前に
溶融スラグの溶融アルミナ中に溶け込むと、2Al
−3Al2O3となり、後述の徐冷凝固の際に発生す
るガスとの反応によりこの金属アルミニウムが亜
酸化物AlO、炭化物Al4C3窒化物AlNとなる。こ
れら化合物や残余の金属アルミニウムが、αアル
ミナ結晶やスピネル結晶の粒界に析出する。そし
て、これらは下記式のように空気中の水分と反応
して水酸化合物となり、粉化するため、研削研摩
用の砥粒や耐火物としての性質の劣化を生じさせ
る。 AlN＋3H2O＝Al（OH）3＋NH3 （17） Al4C3＋12H2O＝4Al（OH）3＋3CH4 （18） 3AlO＋3H2O＝2Al（OH）3＋Al （19） 2Al＋6H2O＝2Al（CH）3＋3H2 （20） しかし、本実施例では追加装填された配合物中
の金属アルミニウムがテルミツト反応前に溶融ス
ラグ中に侵入することがないから上記不都合を防
止でき、高品質の溶融アルミナを得ることができ
る。なお、上記追加装填は複数回行なつてもよ
い。また、塩化アンモニウムの生成を伴なう配合
物の加熱乾燥処理は上記のように乾燥炉で行なう
のが好ましいが、設備コストを安くする場合に
は、溶融炉で行なつてもてもよい。この場合、追
加装填された配合物は溶融炉内の溶融物の熱で加
熱乾燥処理される。 合金鉄の回収 2100℃に達したら、電力の供給を停止し、電極
を上昇させる。そして、この止電前に炉の底部の
栓を外して（タツピング）、合金鉄を炉から流出
させて取鍋に受け、溶けたまま鉄鋼溶解炉へ供給
すればよい（ホツトチヤージ）。また、鋳型に鋳
込んでインゴツトとして製鋼または鋳鉄溶解用と
して販売してもよい。 スラグの徐冷 止電後に炉頂に保温カバーをしてスラグを徐冷
する。徐冷したスラグは粉砕整粒して、研削研摩
工具の砥粒として又は耐火材として使用する。 アルミニウム滓中の不純物の含有率を制約した
ので、上記スラグにおいて、Al2O3を91％以上、
MgOを８％以下、その他（CaO、Fe2O3、SiO2、
TiO2、Cr2O3、Na2O、K2O）を1.5％以下とする
ことができる。なお、上記のように追加装填前に
溶融物の表面を凝固させるから、アルミニウムの
窒化物、炭化物、亜酸化物の混入は極めて微量で
ある。MgOは殆ど全てAl2O3と結結合してスピネ
ル結晶になつている。また、残りのAl2O3の殆ど
全てはαアルミナ結晶となつている。αアルミナ
結晶はスピネル結晶によつて包囲されている。ま
た、αアルミナ結晶を60％以上、スピネル結晶を
40％以下とすることができる。 上記スラグを粉砕、ふるい分けして得られた粒
径3.36〜1.68mmの溶融アルミナの気孔率および嵩
比重を、同じ粒径の白色アルミナ質研削材と比較
すると、下記の表のように、気孔率が小さく嵩比
重が大であり、研削材として優れている。また、
硬度、靭性も白色アルミナ質研削材に比べて同等
以上である。
【表】
また、本発明では、粒径0.5〜2.0mmの溶融アル
ミナの粒径比（短径と長径の比、顕微鏡観察によ
る）は下記の表の通りであり、粒径比が小さいも
のが多く研削材として優れている。
ミナの粒径比（短径と長径の比、顕微鏡観察によ
る）は下記の表の通りであり、粒径比が小さいも
のが多く研削材として優れている。
【表】
実験 １
活性ガス法でアルミニウム合金を溶解精製した
際生じたアルミニウム滓と、不活性ガス法でアル
ミニウム合金を溶解精製した際生じたアルミニウ
ム滓とを、ミキサーで混合して20Kgのアルミニウ
ム滓を調製した。化学組成（単位重量％、以下同
じ）は下記の表の通りである。
際生じたアルミニウム滓と、不活性ガス法でアル
ミニウム合金を溶解精製した際生じたアルミニウ
ム滓とを、ミキサーで混合して20Kgのアルミニウ
ム滓を調製した。化学組成（単位重量％、以下同
じ）は下記の表の通りである。
【表】
なお、他の塩化物は0.9％である。
上記のアルミニウム滓20Kgに予備乾燥した水分
８％を含む下記化学組成のステンレス鋼スケール
22Kgをミキサーで混合して配合物42Kgを調製し
た。
８％を含む下記化学組成のステンレス鋼スケール
22Kgをミキサーで混合して配合物42Kgを調製し
た。
【表】
上記配合物42Kgを300℃に予熱した乾燥炉に装
填し、100〜300℃で15分間保持した。その間発生
する白煙を集塵装置で捕収した。 集塵装置に捕収された粉塵は1.8Kgで化学組成
は下記の表の通りであつた。
填し、100〜300℃で15分間保持した。その間発生
する白煙を集塵装置で捕収した。 集塵装置に捕収された粉塵は1.8Kgで化学組成
は下記の表の通りであつた。
【表】
したがつて、この粉塵は肥料またはアルミニウ
ム合金のスクラツプを溶解する際のフラツクス等
として使用できることが確認された。 炉内で無公害処理された配合物は38.5Kgで水分
0.2％、金属アルミニウムが16％であり、AlNお
よびAlCl3は認められず、後述のようにテルミツ
ト反応を活用して良質の溶融アルミナを製造する
ための優れた配合物であることが確認された。 次に、上記の配合物38.5Kgを三相エルー式晶小
型電気炉（130KVA）に装填し、その表面に電極
屑を投入して電力を供給すると、配合物はテルミ
ツト反応を起こしながら溶融する。炉内の溶融物
の温度が2100℃に達した時に炉の電力供給を停止
し、溶融物の表面を凝固させる。次に、乾燥炉で
加熱処理された上記配合物38.5Kgを再び電気炉に
装填し、以下上記と同様にして表面に電極屑を投
入して電力を供給し溶融物の温度が2100℃に達し
た時に電力供給を停止する。 次に、電極を上昇させて頂部を保温カバーで覆
い、溶融物を徐冷する。 炉内で凝固した生成物では、上部のスラグと下
部の合金鉄が完全に分離している。生成された合
金鉄の化学組成は下記の通りである。
ム合金のスクラツプを溶解する際のフラツクス等
として使用できることが確認された。 炉内で無公害処理された配合物は38.5Kgで水分
0.2％、金属アルミニウムが16％であり、AlNお
よびAlCl3は認められず、後述のようにテルミツ
ト反応を活用して良質の溶融アルミナを製造する
ための優れた配合物であることが確認された。 次に、上記の配合物38.5Kgを三相エルー式晶小
型電気炉（130KVA）に装填し、その表面に電極
屑を投入して電力を供給すると、配合物はテルミ
ツト反応を起こしながら溶融する。炉内の溶融物
の温度が2100℃に達した時に炉の電力供給を停止
し、溶融物の表面を凝固させる。次に、乾燥炉で
加熱処理された上記配合物38.5Kgを再び電気炉に
装填し、以下上記と同様にして表面に電極屑を投
入して電力を供給し溶融物の温度が2100℃に達し
た時に電力供給を停止する。 次に、電極を上昇させて頂部を保温カバーで覆
い、溶融物を徐冷する。 炉内で凝固した生成物では、上部のスラグと下
部の合金鉄が完全に分離している。生成された合
金鉄の化学組成は下記の通りである。
【表】
又、生成されたスラグの化学組成は下記の表の
通りである。
通りである。
【表】
上記スラグをＸ線回析により分析すると、殆ど
全てのMgOがAl2O3と化学的に組合してスピネル
になつており、残りの殆ど全てのAl2O3がαアル
ミナ結晶となつている。顕微鏡で観察の結果、α
アルミナ結晶を取り囲むようにしてスピネル結晶
が認められ、不純物は少なかつた。 実験 ２ 実験１と同様の過程により合金鉄とスラグを製
造する。ただし、電力の供給を一時停止せず溶融
物の表面を凝固させることなく配合物を追加装填
する点が実験１と異なる。 前記実験１で得られたスラグ（以下スラグＡと
称する）と、実験２で得られたスラグ（（以下、
スラグＢと称する）とを、各１Kg用意し、同一方
法で粉砕整粒し、オートクレープにて３気圧の蒸
気を３時間供給し、重量増加率と粉化率を測定し
た。結果は下記の表の通りである。
全てのMgOがAl2O3と化学的に組合してスピネル
になつており、残りの殆ど全てのAl2O3がαアル
ミナ結晶となつている。顕微鏡で観察の結果、α
アルミナ結晶を取り囲むようにしてスピネル結晶
が認められ、不純物は少なかつた。 実験 ２ 実験１と同様の過程により合金鉄とスラグを製
造する。ただし、電力の供給を一時停止せず溶融
物の表面を凝固させることなく配合物を追加装填
する点が実験１と異なる。 前記実験１で得られたスラグ（以下スラグＡと
称する）と、実験２で得られたスラグ（（以下、
スラグＢと称する）とを、各１Kg用意し、同一方
法で粉砕整粒し、オートクレープにて３気圧の蒸
気を３時間供給し、重量増加率と粉化率を測定し
た。結果は下記の表の通りである。
【表】
スラグＡでは、（17）〜（20）式の反応による
重量増加および粉化が、スラグＢに比べて非常に
少なく、金属アルミニウムやアルミニウムの炭化
物、窒化物、亜酸化物等の有害物質の残留が殆ど
ないことが知見された。したがつて、追加装填前
に溶融物表面を凝固させることが有効であること
を確認できた。 実験１の場合にはスラグＡの生産量が36.6Kg、
合金鉄の生産量が38.4Kgであり、実験２の場合に
はスラグＢが35.9Kg、合金鉄が37.9Kgであつた。
実験２で得られたスラグＢおよび合金鉄の総量が
実験１に比べて少ないのは、炉内の高温気流によ
つて配合物が吹き上げられて集塵装置に至るから
であると推定できる。したがつて、生産効率を上
げるためにも、追加装填前に溶融物表面を凝固さ
せることが有効であることを確認できた。 実験 ３ 実験１で得たスラグＡと白色溶融アルミナとか
らそれぞれ同一条件でブリケツトを形成した。す
なわち、粉砕、ふるい分けで得られた粒径分布は
下記の表の通りであり、ブリケツトは700Kg/cm2の
圧力で成形の上1800℃の温度で焼成し、100×100
×65mmの直方体形状とした。
重量増加および粉化が、スラグＢに比べて非常に
少なく、金属アルミニウムやアルミニウムの炭化
物、窒化物、亜酸化物等の有害物質の残留が殆ど
ないことが知見された。したがつて、追加装填前
に溶融物表面を凝固させることが有効であること
を確認できた。 実験１の場合にはスラグＡの生産量が36.6Kg、
合金鉄の生産量が38.4Kgであり、実験２の場合に
はスラグＢが35.9Kg、合金鉄が37.9Kgであつた。
実験２で得られたスラグＢおよび合金鉄の総量が
実験１に比べて少ないのは、炉内の高温気流によ
つて配合物が吹き上げられて集塵装置に至るから
であると推定できる。したがつて、生産効率を上
げるためにも、追加装填前に溶融物表面を凝固さ
せることが有効であることを確認できた。 実験 ３ 実験１で得たスラグＡと白色溶融アルミナとか
らそれぞれ同一条件でブリケツトを形成した。す
なわち、粉砕、ふるい分けで得られた粒径分布は
下記の表の通りであり、ブリケツトは700Kg/cm2の
圧力で成形の上1800℃の温度で焼成し、100×100
×65mmの直方体形状とした。
【表】
上記ブリケツトを用いて各種の比較試験を行な
つた。この結果は下記の表の通りである。
つた。この結果は下記の表の通りである。
【表】
上記の表から明らかなように、、スラグＡは白
色溶融アルミナに比べて吸水率、見掛気孔率、嵩
比重、見掛比重が同等であり、圧縮、曲げ強さに
ついては特に優れた特性を示した。 本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が
可能である。例えば、スラグ中の大部分または殆
ど全てがスピネル結晶となる場合でも、本発明の
技術的範囲に含まれるものであり、換言すれば上
記スピネル結晶からなる生成物も溶融アルミナと
解する。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明では、炉内でテル
ミツト反応が終了して配合物がほぼ完全に溶融し
た後に、この溶融物の表面を凝固させ、この凝固
層の上に配合物を追加装填するため、研削研摩用
の砥粒や耐火物等に適用できる高品質の溶融アル
ミナを得ることができ、空気中の水分と反応して
粉化する不都合を防止できる。
色溶融アルミナに比べて吸水率、見掛気孔率、嵩
比重、見掛比重が同等であり、圧縮、曲げ強さに
ついては特に優れた特性を示した。 本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が
可能である。例えば、スラグ中の大部分または殆
ど全てがスピネル結晶となる場合でも、本発明の
技術的範囲に含まれるものであり、換言すれば上
記スピネル結晶からなる生成物も溶融アルミナと
解する。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明では、炉内でテル
ミツト反応が終了して配合物がほぼ完全に溶融し
た後に、この溶融物の表面を凝固させ、この凝固
層の上に配合物を追加装填するため、研削研摩用
の砥粒や耐火物等に適用できる高品質の溶融アル
ミナを得ることができ、空気中の水分と反応して
粉化する不都合を防止できる。
Claims (1)
- １ アルミニウム滓とスケールの配合物を炉内で
溶融し、主にアルミニウム滓の金属アルミニウム
とスケールの酸化鉄とのテルミツト反応により、
溶融アルミナを製造する方法において、上記配合
物におけるテルミツト反応が終了して配合物がほ
ぼ完全に溶融した後に、この溶融物の表面を凝固
させ、この凝固層の上に上記アルミニウム滓とス
ケールの配合物を追加装填することを特徴とする
溶融アルミナの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61120301A JPS62278121A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 溶融アルミナの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61120301A JPS62278121A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 溶融アルミナの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278121A JPS62278121A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0364466B2 true JPH0364466B2 (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=14782848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61120301A Granted JPS62278121A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 溶融アルミナの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62278121A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6223286B2 (ja) * | 2014-06-04 | 2017-11-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶銑の脱硫方法 |
| US20200239369A1 (en) * | 2017-12-19 | 2020-07-30 | Showa Denko K.K. | Fused alumina grains, method for producing fused alumina grains, grindstone, and coated abrasive |
| CN110817917B (zh) * | 2019-10-17 | 2021-06-01 | 东北大学 | 一种高纯氧化铝的制备方法 |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP61120301A patent/JPS62278121A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278121A (ja) | 1987-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109536751B (zh) | 一种铝热还原生产镁锂合金副产镁铝尖晶石的方法 | |
| CA2720896C (en) | Titanium oxide-containing agglomerate for producing granular metallic iron | |
| JP3040343B2 (ja) | アルミニウム浮滓およびアルミニウム浮滓残渣をアルミン酸カルシウムに処理する方法 | |
| JPH0364574B2 (ja) | ||
| CN115710634A (zh) | 一种处理烧结除尘灰和连铸中间包废弃涂料的方法 | |
| CN114150098A (zh) | 二次铝灰还原铁矿石制备预熔型铝酸钙和金属铁的方法 | |
| US4396422A (en) | Process for producing iron and refractory material | |
| US20160107930A1 (en) | Method for processing steel slag and hydraulic mineral binder | |
| JPH06145836A (ja) | アルミニウム滓を利用した合金の製法 | |
| CN108439422B (zh) | 一种铝热还原制备硼化钛合金的方法 | |
| JPH06172916A (ja) | ステンレス鋼の製造 | |
| US20030106395A1 (en) | Agglomerates containing iron and at least one further element of groups 5 or 6 of the periodic system | |
| JPH0238545B2 (ja) | ||
| US2243786A (en) | Metallurgy | |
| JP4572435B2 (ja) | 鉄含有物からの還元鉄の製造方法 | |
| JPS62278121A (ja) | 溶融アルミナの製造方法 | |
| JPH0433729B2 (ja) | ||
| US2280872A (en) | Method for altering the composition of molten metal | |
| CN109776100A (zh) | 真空感应熔炼用涂层 | |
| CA1169663A (en) | Recovery of heavy metals from spent alumina | |
| CN102978424A (zh) | 利用水冷制备铋锰铁合金的方法 | |
| JPS591777B2 (ja) | アルミニウムの還元製錬法 | |
| JP3588918B2 (ja) | 溶銑の脱硫方法および脱硫剤 | |
| JP3912580B2 (ja) | 炭窒化チタンの製造方法 | |
| RU2754862C1 (ru) | Способ получения силуминов с использованием аморфного микрокремнезема |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |