JPH0557349B2 - - Google Patents
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- JPH0557349B2 JPH0557349B2 JP61075329A JP7532986A JPH0557349B2 JP H0557349 B2 JPH0557349 B2 JP H0557349B2 JP 61075329 A JP61075329 A JP 61075329A JP 7532986 A JP7532986 A JP 7532986A JP H0557349 B2 JPH0557349 B2 JP H0557349B2
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は高炭素フエロマンガン溶湯を吹錬して
中・低炭素フエロマンガンを製造する方法に関
し、詳細には脱炭の進行を２段階に分けて制御す
ることにより、Mn歩留りに悪影響を与えること
なく効率良く目標Ｃ量を達成することのできる
中・低炭素フエロマンガンの製造方法に関するも
のである。 ［従来の技術］ 中・低炭素フエロマンガンを製造する従来の方
法は、所謂シリサイド法と呼ばれる方法であつ
て、Fe−Mn合金に対するＣ及びSiの相互溶解度
を利用することによつて目標Ｃ含有量のSi−Mn
溶湯を製造し（電気炉）、これにMn鉱石等のMn
酸化物を添加してSi−Mn中のSiを酸化除去する
のが常法であつた。この方法は電気炉を使用する
ものである為電力コストの比重が高いという経済
上の問題を内包する他、上記酸化除去によつて大
量に副生するSiO2を捕足する為の塩基性酸化物
（例えばCaO）を同じく大量に使用する必要があ
り、スラグ量が過大になるという操業上の問題も
ある。しかも該スラグ中には回収対象となるほど
に多くはないけれどもそのまま投棄するには公害
発生を惹起する程度の量のMnが混入しているの
で、スラグ処理に細心の注意を払わなければなら
ないという問題も抱えている。 ［発明が解決しようとする問題点］ そこで特公昭57−27166号に開示されている様
な酸素ガス吹錬法、即ち高炭素フエロマンガン溶
湯を対象としてこれに酸素ガスを吹込み、酸素に
よる脱炭を利用して中・低炭素フエロマンガンに
変換するという方法が提案されている。この方法
を更に詳細に検討すると、酸素吹込みの実施に先
立つて高炭素フエロマンガンをその融点より100
℃以上高くまで加熱しておき（炉ガスジヤケツト
ノズルを使用する）、酸素の吹込みに当たつては
1900℃近い高温度に昇温させて脱炭の促進を図
り、一方酸素吹きによつて形成されるMn酸化物
は石灰および珪素合金の添加によつて還元回収す
るという構成が採られている。しかしながらMn
は沸点が比較的低く且つ蒸気圧も高いので、上記
酸化による損失だけでなく蒸発による損失を考慮
する必要があり、電力コストの代りにMn歩留り
が低いという面でコスト高を避けることができな
いと考えられている。これに対し特開昭60−
56051号では、上底吹きを併行的に実施できる様
に構成された反応容器を用い、上吹き酸素ガスに
よる脱炭を、不活性ガスの底吹きによる攪拌効果
を利用して促進し、1830℃止まりの温度で高炭素
フエロマンガンを吹錬する方法が提案されてい
る。この方法によると酸素ガスの上吹きによる脱
炭である為、高炭素領域では大きな脱炭酸素効率
（供給酸素のうち脱炭反応に費やされた酸素の割
合）を期待できるが、中炭素領域から低炭素領域
にかけては炭素拡散律速になる為脱炭酸素効率が
低下し、目標Ｃ濃度へ下る迄の吹錬時間が長くな
ると共に、その分過剰の酸素が供給されることと
なつてMnの酸化損失が増大していくという欠点
があつた。 更に特開昭60−67608号では底吹きガスの一部
を酸素ガスに変更し（残りは不活性ガスのまま）
上からと底からの酸素吹きを併用することによつ
て初期段階での脱炭を促進すると共に、所定の
中・低炭素領域まで一気に下げてきた段階で酸素
の吹込みを上吹き、底吹き共完全に停止し、その
後は底吹不活性ガスによつて溶湯の攪拌を行なう
と共に、上記脱炭プロセスにおいて形成された
Mn酸化物をSi合金やAl等の還元剤を投入するこ
とによつて還元（Mnを回収）し、中・低炭素フ
エロマンガンを製造するという方法が提案されて
いる。しかしこの方法で使用される底酸素ガス量
は上吹酸素ガス量の高々６〜７％止まりである為
炭素濃度を中・低炭素領域まで下げようとするな
らば、該炭素濃度領域では脱炭酸素効率が低いこ
とに鑑み、かなりの時間に亘つて上底吹き吹錬を
実行しなければならなくなる。従つて酸素吹込総
量の増大とこれに伴なうMn酸化ロスの増大とい
う問題が顕著になり、該脱炭プロセスに続いてSi
合金等によるMn酸化物の回収という工程を付加
するにしても、Si合金等の還元剤自身が高価効果
であるから、全体として考えれば極めて不経済な
方法であると言わざるを得ない。 本発明は従来技術における上記の如き欠点を憂
慮してなされたものであつて、安価な高炭素フエ
ロマンガンを原料として吹錬するという点は踏襲
するが吹錬中のMn酸化をできる限り抑制するこ
とによつて経済的に中・低炭素フエロマンガンを
製造し得る方法を提供しようとするものである。 ［問題点を解決する為の手段］ 本発明者らは、上記従来技術の欠点を分析し、
脱炭酸素効率の大きい前期と、脱炭酸素効率の小
さい後期にかけて吹錬方式を制御することを骨子
とする本発明を完成した。即ち本発明に係る中・
低炭素フエロマンガンの製造方法とは、高炭素フ
エロマンガン溶湯を対象とし、酸素ガスの上吹き
と不活性ガスの底吹きによつて吹錬し、少なくと
も初期段階は該上吹酸素100容量部に対して15〜
50容量部の不活性ガスを底吹きすることによつて
所定炭素量まで脱炭する第１工程と、酸素ガスの
底吹きと不活性ガスの底吹きを併用し、底吹き酸
素ガス100容量部に対する不活性ガスの底吹き量
を20容量部以上とすると共に溶湯温度を1650〜
1800℃に制御して脱炭を行ない、脱炭の進行につ
れて（底吹酸素ガス量／底吹不活性ガス量）比を
減少させつつ所望の炭素量まで脱炭する第２工程
に分けて吹錬する様に構成した点に要旨を有する
ものである。従つて本発明は高炭素フエロマンガ
ンから出発し、比較的高炭素濃度領域（例えばＣ
濃度：3.0〜2.5％）を経て（第１工程）中炭素フ
エロマンガン（例えばＣ濃度：1.9〜1.6％）に到
達（第２工程）する方法と、同じく高炭素フエロ
マンガンから出発し、一般的な中濃度の炭素領域
（例えばＣ濃度：2.5〜1.9％）を経て（第１工程）
低炭素フエロマンガン（例えばＣ濃度：0.95〜
0.70％）に到達（第２工程）する方法を包含して
いる。 ［作用］ 高炭素フエロマンガンを酸素吹錬によつて脱炭
しようとする場合の酸化反応を熱力学的に考察し
てみると、低温ではMnの酸化が優先し、高温で
はＣの酸化が優先するという傾向が認められる。
またＣの活量が高いほどＣの酸化が優先する傾向
も認められる。しかしＣの酸化によつて発生し溶
湯の表面に存在するCOの影響を、例えばPcp（CO
の分圧）という観点から見ると、低温であつても
Pcpが低ければＣの酸化が優先するという傾向も
認められる。尚温度に関連して述べると、高温側
になるほどMnの蒸発ロスが顕著になるという傾
向がある。これらの傾向を総括すると、高炭素フ
エロマンガンの脱炭吹錬は、低温側で実施した方
が安全であり、低温吹錬におけるＣ酸化の低迷は
Pcpの低減によつて解消する方が有利であるとい
う指針が得られる。 ところで原料となる高炭素フエロマンガンの温
度は、還元電気炉やシヤフト炉で製造する場合は
これらからの出湯温度、或は誘導炉やアーク炉に
よる再溶解で製造する場合は溶け落ち温度によつ
て夫々定められるが、いずれにしても必要以上の
高温はMnの蒸発ロスを招くので可及的に低温で
あることが望ましく、一般的には1300〜1400℃程
度で行なわれることになる。従つて吹錬の初期に
は溶湯温度が低く、脱炭の進行が抑制され、Mn
の酸化が促進されるという不利益な条件が醸成さ
れることになる。そこで本発明では、この初期段
階における底吹不活性ガス量を増大させてPcpの
低下を図るという構成を採用している。即ちＣの
燃焼によつて形成されるCOガスの分圧（溶湯中
及び溶湯表面）を不活性ガスの共存によつて低下
させ、それによつてＣの燃焼を促進すると共に
Mnの燃焼を抑制するのである。尚このときの不
活性ガス底吹量は、上吹酸素ガス100容量部に対
して15〜50容量部とすることが望ましく、15容量
部未満ではPcpの低下に十分寄与することができ
ない。一方50容量部を超えると溶湯温度の低下が
顕著になるので好ましくない。この様な底吹不活
性ガス量の抑制は第１工程における吹錬のうち初
期段階だけで良く、炭素の燃焼によつて溶湯温度
が上昇し、脱炭酸素効率が例えば60〜90％になつ
て脱炭の進行に好適な条件が形成されると、底吹
ガスの役割りは溶湯の攪拌と溶湯の落下防止（底
吹ノズルからの落下防止）に局限されてくるの
で、底吹ガスの種類及び量についての厳密な抑制
は不必要となり、常法に準じた吹込圧制御を行な
うだけで十分となる。 こうして脱炭反応が進行し、フエロマンガン中
のＣ濃度が２％前後まで下つてくる（COの活量
が下がつてくる）と、溶湯温度が高温であるにも
かかわらず脱炭酸素効率が低下しはじめ、相対的
にMnの酸化反応が顕著に進行する。 従つて本発明ではこの段階で酸素の上吹きを中
止し、それ以上の脱炭は底吹酸素に主役を荷なわ
せることとする。即ちＣの活量が低下した状態で
の脱炭は炭素の拡散律速で進行するので第２工程
では酸素の底吹きと不活性ガスの底吹きによる穏
やかな脱炭を行なわせることとし、脱炭の進行に
応じて酸素比率（酸素ガス量／不活性ガス量）を
低下させる。最後には不活性ガスの単独底吹きで
しめくくることもある。酸素比率が低下した分は
不活性ガス吹込量の相対的増大又は絶対的増大に
よつて不活性ガス比率の増大となつて現われ、脱
炭酸素効率が比較的高レベルに保持されるので、
Mn酸化の少ない状態で脱炭が促進され、目標と
する炭素レベルまで吹錬を続行する。尚本発明で
使用される不活性ガスとしては一般にArやN2が
汎用されるが、底吹ノズルの保護という観点から
は炭化水素系ガスの使用も可能であり、もとより
その種類は本発明を制限するものではない。又酸
素底吹きと不活性ガス底吹きは、単管ノズルを介
して行なつても良いが、２重管以上の複層ノズル
を使用し、内管から酸素ガスを、外管から不活性
ガスを夫々吹込む様に構成しておけば、ノズルの
熱損防止という意味で好結果が得られる。 ところで脱炭の第２工程における不活性ガスの
底吹量は、底吹き酸素ガス100容量部に対して20
容量部以上とすることが好ましく、20容量部未満
であると攪拌効果の不十分によつて脱炭酸素効率
の増大が望めず、その結果として脱炭の進行が抑
制され、結果的にMnの酸化ロスが増大する。従
つてより好ましい量は50容量部以上である。しか
し不活性ガス量が過剰になると溶湯温度を低下さ
せ、前述の如くMnの酸化が促進される。従つて
好ましい上限は400容量部であり、更に好ましい
上限は200容量部である。上記は本発明を総括し
て述べる場合であつて、目的とするフエロマンガ
ン中の目標Ｃ量に応じて増減することが望まれ
る。例えば中炭素フエロマンガン（たとえばＣ濃
度：1.9〜1.6％）を目標とする場合は、第１工程
における目標Ｃ濃度をたとえば3.0〜2.5％とし、
第２工程における不活性ガスの底吹量を20〜100
容量部（対酸素底吹量100容量部）に制御し、一
方低炭素フエロマンガン（たとえばＣ濃度：0.95
〜0.70％）を目標とする場合は第１工程における
目標Ｃ濃度をたとえば2.5〜1.9％とし、第２工程
における不活性ガスの吹込量を50〜200容量部
（同）に制御することが例示されている。 次に該第２工程における溶湯温度の制御を説明
する。本発明は目標Ｃ濃度を２段階に分けて吹き
下げる様に制御しており、第１工程においては中
間目標として掲げる所定量の炭素濃度まで一気に
脱炭しているので、第２工程において更に所望の
炭素濃度まで吹下げる為の負荷が軽減されてい
る。従つて第２工程では溶湯温度を必要以上に高
める必要はなく、1800℃以下で十分である。1800
℃を超えるとMnの蒸発が盛んになるので回避し
なければならない。但し低温になり過ぎると、前
述の如くMnの酸化が進行し易くなるのでできる
限り高温側、具体的には1650℃以上にして脱炭酸
素効率の維持を図り、脱炭の進行に寄与せしめる
べきである。 上記説明における第１工程から第２工程への切
り換えポイントは、Ｃ濃度が所定値になることを
一応の基準としたが、第１工程の吹錬中に脱炭酸
素効率の推移をチエツクしておき、ある値以下
（例えば40〜25％）になれば第２工程への制御に
切り替えるという風に制御することも本発明の技
術的範囲に含まれる。 以上の様に第１工程は上吹酸素を中心とする脱
炭を行ない、第２工程では底吹酸素を底吹不活性
ガスの協力による脱炭操業を行なう方法を採用し
たので、第１図に示す様に、第２工程における脱
炭酸素効率を全般に高レベル（実線）に維持する
ことが可能であり、従来の様に１段で最終目標濃
度まで脱炭していた場合（第１図の破線最終段、
脱炭酸素効率：５〜15％）に比べて効率の良い脱
炭を行なうことができる。また底吹ガスにおける
酸素ガス吹込比率の影響は第２図に示す通りであ
り、本発明に従い［Ｃ］の減少につれて酸素ガス
比率を低下させていつた場合は脱炭酸素効率を高
レベルで推移させることができる。従つてMnの
酸化も少なく、高価な還元剤を用いてMnの回収
を行なうといつた不経済且つ繁雑な手間をかける
必要がない。但し最終的な成分調整を目的として
合金元素を添加することまで排除するものではな
い。 ［実施例］ 実施例 １ MgO−Ｃ系レンガを内張りした内径600mmの反
応容器の容器底部中央に設置した２重管ノズルよ
り、内外管合計0.5Nm3／分のArを吹きながら高
炭素フエロマンガン溶湯（第１表参照）500Kgを
装入した。装入後の溶湯温度は1370℃であつた。
引続き内外管合計0.5Nm3／分の速度でArを吹き
込むと同時に、容器の上部に設置した水冷ランス
より酸素を1.5Nm3／分の速度で吹き込み27分間
吹錬を行なつた。その後上吹き酸素を停止し底吹
きノズルの内管より酸素を0.5Nm3／分、底吹き
ノズルの外管よりArを0.3Nm3／分の速度で吹込
み、底吹き吹錬のみを15分間続け最終的に底吹き
酸素を0.4Nm3／分、底吹きArを0.4Nm3／分にな
るように調整して吹錬を終了し、その後５分間は
Arを底吹きノズルの内・外管から合計0.5Nm3／
分の速度で吹き込み除滓、出湯しメタルを鋳造し
た。なお上吹き終了前後に高炭素フエロマンガン
のふるい下品25Kgを分割して投入した。上吹終了
時、吹錬終了時、Arリンス終了時の溶湯の成分
組成及び温度は第２表に示す通りであつた。また
鋳造したメタルは493Kgであり、歩留は93.9％で
あつた。
中・低炭素フエロマンガンを製造する方法に関
し、詳細には脱炭の進行を２段階に分けて制御す
ることにより、Mn歩留りに悪影響を与えること
なく効率良く目標Ｃ量を達成することのできる
中・低炭素フエロマンガンの製造方法に関するも
のである。 ［従来の技術］ 中・低炭素フエロマンガンを製造する従来の方
法は、所謂シリサイド法と呼ばれる方法であつ
て、Fe−Mn合金に対するＣ及びSiの相互溶解度
を利用することによつて目標Ｃ含有量のSi−Mn
溶湯を製造し（電気炉）、これにMn鉱石等のMn
酸化物を添加してSi−Mn中のSiを酸化除去する
のが常法であつた。この方法は電気炉を使用する
ものである為電力コストの比重が高いという経済
上の問題を内包する他、上記酸化除去によつて大
量に副生するSiO2を捕足する為の塩基性酸化物
（例えばCaO）を同じく大量に使用する必要があ
り、スラグ量が過大になるという操業上の問題も
ある。しかも該スラグ中には回収対象となるほど
に多くはないけれどもそのまま投棄するには公害
発生を惹起する程度の量のMnが混入しているの
で、スラグ処理に細心の注意を払わなければなら
ないという問題も抱えている。 ［発明が解決しようとする問題点］ そこで特公昭57−27166号に開示されている様
な酸素ガス吹錬法、即ち高炭素フエロマンガン溶
湯を対象としてこれに酸素ガスを吹込み、酸素に
よる脱炭を利用して中・低炭素フエロマンガンに
変換するという方法が提案されている。この方法
を更に詳細に検討すると、酸素吹込みの実施に先
立つて高炭素フエロマンガンをその融点より100
℃以上高くまで加熱しておき（炉ガスジヤケツト
ノズルを使用する）、酸素の吹込みに当たつては
1900℃近い高温度に昇温させて脱炭の促進を図
り、一方酸素吹きによつて形成されるMn酸化物
は石灰および珪素合金の添加によつて還元回収す
るという構成が採られている。しかしながらMn
は沸点が比較的低く且つ蒸気圧も高いので、上記
酸化による損失だけでなく蒸発による損失を考慮
する必要があり、電力コストの代りにMn歩留り
が低いという面でコスト高を避けることができな
いと考えられている。これに対し特開昭60−
56051号では、上底吹きを併行的に実施できる様
に構成された反応容器を用い、上吹き酸素ガスに
よる脱炭を、不活性ガスの底吹きによる攪拌効果
を利用して促進し、1830℃止まりの温度で高炭素
フエロマンガンを吹錬する方法が提案されてい
る。この方法によると酸素ガスの上吹きによる脱
炭である為、高炭素領域では大きな脱炭酸素効率
（供給酸素のうち脱炭反応に費やされた酸素の割
合）を期待できるが、中炭素領域から低炭素領域
にかけては炭素拡散律速になる為脱炭酸素効率が
低下し、目標Ｃ濃度へ下る迄の吹錬時間が長くな
ると共に、その分過剰の酸素が供給されることと
なつてMnの酸化損失が増大していくという欠点
があつた。 更に特開昭60−67608号では底吹きガスの一部
を酸素ガスに変更し（残りは不活性ガスのまま）
上からと底からの酸素吹きを併用することによつ
て初期段階での脱炭を促進すると共に、所定の
中・低炭素領域まで一気に下げてきた段階で酸素
の吹込みを上吹き、底吹き共完全に停止し、その
後は底吹不活性ガスによつて溶湯の攪拌を行なう
と共に、上記脱炭プロセスにおいて形成された
Mn酸化物をSi合金やAl等の還元剤を投入するこ
とによつて還元（Mnを回収）し、中・低炭素フ
エロマンガンを製造するという方法が提案されて
いる。しかしこの方法で使用される底酸素ガス量
は上吹酸素ガス量の高々６〜７％止まりである為
炭素濃度を中・低炭素領域まで下げようとするな
らば、該炭素濃度領域では脱炭酸素効率が低いこ
とに鑑み、かなりの時間に亘つて上底吹き吹錬を
実行しなければならなくなる。従つて酸素吹込総
量の増大とこれに伴なうMn酸化ロスの増大とい
う問題が顕著になり、該脱炭プロセスに続いてSi
合金等によるMn酸化物の回収という工程を付加
するにしても、Si合金等の還元剤自身が高価効果
であるから、全体として考えれば極めて不経済な
方法であると言わざるを得ない。 本発明は従来技術における上記の如き欠点を憂
慮してなされたものであつて、安価な高炭素フエ
ロマンガンを原料として吹錬するという点は踏襲
するが吹錬中のMn酸化をできる限り抑制するこ
とによつて経済的に中・低炭素フエロマンガンを
製造し得る方法を提供しようとするものである。 ［問題点を解決する為の手段］ 本発明者らは、上記従来技術の欠点を分析し、
脱炭酸素効率の大きい前期と、脱炭酸素効率の小
さい後期にかけて吹錬方式を制御することを骨子
とする本発明を完成した。即ち本発明に係る中・
低炭素フエロマンガンの製造方法とは、高炭素フ
エロマンガン溶湯を対象とし、酸素ガスの上吹き
と不活性ガスの底吹きによつて吹錬し、少なくと
も初期段階は該上吹酸素100容量部に対して15〜
50容量部の不活性ガスを底吹きすることによつて
所定炭素量まで脱炭する第１工程と、酸素ガスの
底吹きと不活性ガスの底吹きを併用し、底吹き酸
素ガス100容量部に対する不活性ガスの底吹き量
を20容量部以上とすると共に溶湯温度を1650〜
1800℃に制御して脱炭を行ない、脱炭の進行につ
れて（底吹酸素ガス量／底吹不活性ガス量）比を
減少させつつ所望の炭素量まで脱炭する第２工程
に分けて吹錬する様に構成した点に要旨を有する
ものである。従つて本発明は高炭素フエロマンガ
ンから出発し、比較的高炭素濃度領域（例えばＣ
濃度：3.0〜2.5％）を経て（第１工程）中炭素フ
エロマンガン（例えばＣ濃度：1.9〜1.6％）に到
達（第２工程）する方法と、同じく高炭素フエロ
マンガンから出発し、一般的な中濃度の炭素領域
（例えばＣ濃度：2.5〜1.9％）を経て（第１工程）
低炭素フエロマンガン（例えばＣ濃度：0.95〜
0.70％）に到達（第２工程）する方法を包含して
いる。 ［作用］ 高炭素フエロマンガンを酸素吹錬によつて脱炭
しようとする場合の酸化反応を熱力学的に考察し
てみると、低温ではMnの酸化が優先し、高温で
はＣの酸化が優先するという傾向が認められる。
またＣの活量が高いほどＣの酸化が優先する傾向
も認められる。しかしＣの酸化によつて発生し溶
湯の表面に存在するCOの影響を、例えばPcp（CO
の分圧）という観点から見ると、低温であつても
Pcpが低ければＣの酸化が優先するという傾向も
認められる。尚温度に関連して述べると、高温側
になるほどMnの蒸発ロスが顕著になるという傾
向がある。これらの傾向を総括すると、高炭素フ
エロマンガンの脱炭吹錬は、低温側で実施した方
が安全であり、低温吹錬におけるＣ酸化の低迷は
Pcpの低減によつて解消する方が有利であるとい
う指針が得られる。 ところで原料となる高炭素フエロマンガンの温
度は、還元電気炉やシヤフト炉で製造する場合は
これらからの出湯温度、或は誘導炉やアーク炉に
よる再溶解で製造する場合は溶け落ち温度によつ
て夫々定められるが、いずれにしても必要以上の
高温はMnの蒸発ロスを招くので可及的に低温で
あることが望ましく、一般的には1300〜1400℃程
度で行なわれることになる。従つて吹錬の初期に
は溶湯温度が低く、脱炭の進行が抑制され、Mn
の酸化が促進されるという不利益な条件が醸成さ
れることになる。そこで本発明では、この初期段
階における底吹不活性ガス量を増大させてPcpの
低下を図るという構成を採用している。即ちＣの
燃焼によつて形成されるCOガスの分圧（溶湯中
及び溶湯表面）を不活性ガスの共存によつて低下
させ、それによつてＣの燃焼を促進すると共に
Mnの燃焼を抑制するのである。尚このときの不
活性ガス底吹量は、上吹酸素ガス100容量部に対
して15〜50容量部とすることが望ましく、15容量
部未満ではPcpの低下に十分寄与することができ
ない。一方50容量部を超えると溶湯温度の低下が
顕著になるので好ましくない。この様な底吹不活
性ガス量の抑制は第１工程における吹錬のうち初
期段階だけで良く、炭素の燃焼によつて溶湯温度
が上昇し、脱炭酸素効率が例えば60〜90％になつ
て脱炭の進行に好適な条件が形成されると、底吹
ガスの役割りは溶湯の攪拌と溶湯の落下防止（底
吹ノズルからの落下防止）に局限されてくるの
で、底吹ガスの種類及び量についての厳密な抑制
は不必要となり、常法に準じた吹込圧制御を行な
うだけで十分となる。 こうして脱炭反応が進行し、フエロマンガン中
のＣ濃度が２％前後まで下つてくる（COの活量
が下がつてくる）と、溶湯温度が高温であるにも
かかわらず脱炭酸素効率が低下しはじめ、相対的
にMnの酸化反応が顕著に進行する。 従つて本発明ではこの段階で酸素の上吹きを中
止し、それ以上の脱炭は底吹酸素に主役を荷なわ
せることとする。即ちＣの活量が低下した状態で
の脱炭は炭素の拡散律速で進行するので第２工程
では酸素の底吹きと不活性ガスの底吹きによる穏
やかな脱炭を行なわせることとし、脱炭の進行に
応じて酸素比率（酸素ガス量／不活性ガス量）を
低下させる。最後には不活性ガスの単独底吹きで
しめくくることもある。酸素比率が低下した分は
不活性ガス吹込量の相対的増大又は絶対的増大に
よつて不活性ガス比率の増大となつて現われ、脱
炭酸素効率が比較的高レベルに保持されるので、
Mn酸化の少ない状態で脱炭が促進され、目標と
する炭素レベルまで吹錬を続行する。尚本発明で
使用される不活性ガスとしては一般にArやN2が
汎用されるが、底吹ノズルの保護という観点から
は炭化水素系ガスの使用も可能であり、もとより
その種類は本発明を制限するものではない。又酸
素底吹きと不活性ガス底吹きは、単管ノズルを介
して行なつても良いが、２重管以上の複層ノズル
を使用し、内管から酸素ガスを、外管から不活性
ガスを夫々吹込む様に構成しておけば、ノズルの
熱損防止という意味で好結果が得られる。 ところで脱炭の第２工程における不活性ガスの
底吹量は、底吹き酸素ガス100容量部に対して20
容量部以上とすることが好ましく、20容量部未満
であると攪拌効果の不十分によつて脱炭酸素効率
の増大が望めず、その結果として脱炭の進行が抑
制され、結果的にMnの酸化ロスが増大する。従
つてより好ましい量は50容量部以上である。しか
し不活性ガス量が過剰になると溶湯温度を低下さ
せ、前述の如くMnの酸化が促進される。従つて
好ましい上限は400容量部であり、更に好ましい
上限は200容量部である。上記は本発明を総括し
て述べる場合であつて、目的とするフエロマンガ
ン中の目標Ｃ量に応じて増減することが望まれ
る。例えば中炭素フエロマンガン（たとえばＣ濃
度：1.9〜1.6％）を目標とする場合は、第１工程
における目標Ｃ濃度をたとえば3.0〜2.5％とし、
第２工程における不活性ガスの底吹量を20〜100
容量部（対酸素底吹量100容量部）に制御し、一
方低炭素フエロマンガン（たとえばＣ濃度：0.95
〜0.70％）を目標とする場合は第１工程における
目標Ｃ濃度をたとえば2.5〜1.9％とし、第２工程
における不活性ガスの吹込量を50〜200容量部
（同）に制御することが例示されている。 次に該第２工程における溶湯温度の制御を説明
する。本発明は目標Ｃ濃度を２段階に分けて吹き
下げる様に制御しており、第１工程においては中
間目標として掲げる所定量の炭素濃度まで一気に
脱炭しているので、第２工程において更に所望の
炭素濃度まで吹下げる為の負荷が軽減されてい
る。従つて第２工程では溶湯温度を必要以上に高
める必要はなく、1800℃以下で十分である。1800
℃を超えるとMnの蒸発が盛んになるので回避し
なければならない。但し低温になり過ぎると、前
述の如くMnの酸化が進行し易くなるのでできる
限り高温側、具体的には1650℃以上にして脱炭酸
素効率の維持を図り、脱炭の進行に寄与せしめる
べきである。 上記説明における第１工程から第２工程への切
り換えポイントは、Ｃ濃度が所定値になることを
一応の基準としたが、第１工程の吹錬中に脱炭酸
素効率の推移をチエツクしておき、ある値以下
（例えば40〜25％）になれば第２工程への制御に
切り替えるという風に制御することも本発明の技
術的範囲に含まれる。 以上の様に第１工程は上吹酸素を中心とする脱
炭を行ない、第２工程では底吹酸素を底吹不活性
ガスの協力による脱炭操業を行なう方法を採用し
たので、第１図に示す様に、第２工程における脱
炭酸素効率を全般に高レベル（実線）に維持する
ことが可能であり、従来の様に１段で最終目標濃
度まで脱炭していた場合（第１図の破線最終段、
脱炭酸素効率：５〜15％）に比べて効率の良い脱
炭を行なうことができる。また底吹ガスにおける
酸素ガス吹込比率の影響は第２図に示す通りであ
り、本発明に従い［Ｃ］の減少につれて酸素ガス
比率を低下させていつた場合は脱炭酸素効率を高
レベルで推移させることができる。従つてMnの
酸化も少なく、高価な還元剤を用いてMnの回収
を行なうといつた不経済且つ繁雑な手間をかける
必要がない。但し最終的な成分調整を目的として
合金元素を添加することまで排除するものではな
い。 ［実施例］ 実施例 １ MgO−Ｃ系レンガを内張りした内径600mmの反
応容器の容器底部中央に設置した２重管ノズルよ
り、内外管合計0.5Nm3／分のArを吹きながら高
炭素フエロマンガン溶湯（第１表参照）500Kgを
装入した。装入後の溶湯温度は1370℃であつた。
引続き内外管合計0.5Nm3／分の速度でArを吹き
込むと同時に、容器の上部に設置した水冷ランス
より酸素を1.5Nm3／分の速度で吹き込み27分間
吹錬を行なつた。その後上吹き酸素を停止し底吹
きノズルの内管より酸素を0.5Nm3／分、底吹き
ノズルの外管よりArを0.3Nm3／分の速度で吹込
み、底吹き吹錬のみを15分間続け最終的に底吹き
酸素を0.4Nm3／分、底吹きArを0.4Nm3／分にな
るように調整して吹錬を終了し、その後５分間は
Arを底吹きノズルの内・外管から合計0.5Nm3／
分の速度で吹き込み除滓、出湯しメタルを鋳造し
た。なお上吹き終了前後に高炭素フエロマンガン
のふるい下品25Kgを分割して投入した。上吹終了
時、吹錬終了時、Arリンス終了時の溶湯の成分
組成及び温度は第２表に示す通りであつた。また
鋳造したメタルは493Kgであり、歩留は93.9％で
あつた。
【表】
【表】
実施例 ２
実施例１と同様の反応容器をもちいて脱炭精錬
を行なうにあたり、底吹き２重管ノズルより内外
合計0.5Nm3／分のArを吹きながら第１表に示し
た高炭素フエロマンガン溶湯500Kgを容器内に装
入した。装入後の溶湯温度は1345℃であつた。引
続き内外管合計0.5Nm3／分のArを吹き込むと同
時に容器上部に設置した水冷ランスより酸素を
1.6Nm3／分の速度で吹き込み22分間吹錬を続行
した。その後上吹き酸素を停止し、酸素0.5N
m3／分で20分間、0.4Nm3／分で５分間夫々底吹
きを行い、Arは0.25Nm3／分で10分間、その後
0.3Nm3／分で10分間、0.4Nm3／分で５分間行な
つた。吹錬終了後底吹きノズルよりArのみを内
外管合計0.5Nm3／分で５分間吹き込んで除滓後
出湯、鋳造した。上吹き終了後５分経過時点から
20分後までの間に高炭素フエロマンガンのふるい
下品30Kgを分割投入した。上吹終了時、吹錬終了
時、Arリンス終了時の溶湯の成分及び温度は第
３表に示す通りであり、鋳造したメタルは491Kg
で歩留は92.6％であつた。
を行なうにあたり、底吹き２重管ノズルより内外
合計0.5Nm3／分のArを吹きながら第１表に示し
た高炭素フエロマンガン溶湯500Kgを容器内に装
入した。装入後の溶湯温度は1345℃であつた。引
続き内外管合計0.5Nm3／分のArを吹き込むと同
時に容器上部に設置した水冷ランスより酸素を
1.6Nm3／分の速度で吹き込み22分間吹錬を続行
した。その後上吹き酸素を停止し、酸素0.5N
m3／分で20分間、0.4Nm3／分で５分間夫々底吹
きを行い、Arは0.25Nm3／分で10分間、その後
0.3Nm3／分で10分間、0.4Nm3／分で５分間行な
つた。吹錬終了後底吹きノズルよりArのみを内
外管合計0.5Nm3／分で５分間吹き込んで除滓後
出湯、鋳造した。上吹き終了後５分経過時点から
20分後までの間に高炭素フエロマンガンのふるい
下品30Kgを分割投入した。上吹終了時、吹錬終了
時、Arリンス終了時の溶湯の成分及び温度は第
３表に示す通りであり、鋳造したメタルは491Kg
で歩留は92.6％であつた。
【表】
［発明の効果］
本発明は上記の様に構成されているので、脱炭
の進行を効果的に制御することができ、従来のシ
リサイド法や他の酸素脱炭法より経済的に中・低
炭素フエロマンガンを製造できる様になつた。
の進行を効果的に制御することができ、従来のシ
リサイド法や他の酸素脱炭法より経済的に中・低
炭素フエロマンガンを製造できる様になつた。
第１，２図は吹錬条件と脱炭酸素効率の関係を
示す図である。
示す図である。
Claims (1)
- １ 高炭素フエロマンガン溶湯を対象とし、酸素
ガスの上吹きと不活性ガスの底吹きによつて吹錬
し、少なくとも初期段階は該上吹酸素100容量部
に対して15〜50容量部の不活性ガスを底吹きする
ことによつて所定炭素量まで脱炭する第１工程
と、酸素ガスの底吹きと不活性ガスの底吹きを併
用し、底吹き酸素ガス100容量部に対する不活性
ガスの底吹き量を20容量部以上とすると共に溶湯
温度を1650〜1800℃に制御して脱炭を行ない、脱
炭の進行につれて（底吹酸素ガス量／底吹不活性
ガス量）比を減少させつつ所望の炭素量まで脱炭
する第２工程からなることを特徴とする中・低炭
素フエロマンガンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7532986A JPS62230951A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 中・低炭素フエロマンガンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7532986A JPS62230951A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 中・低炭素フエロマンガンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62230951A JPS62230951A (ja) | 1987-10-09 |
| JPH0557349B2 true JPH0557349B2 (ja) | 1993-08-23 |
Family
ID=13573110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7532986A Granted JPS62230951A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 中・低炭素フエロマンガンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62230951A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62230952A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Kobe Steel Ltd | 中・低炭素フエロマンガンの製造方法 |
| US12473605B2 (en) | 2020-03-06 | 2025-11-18 | Jfe Steel Corporation | Method for producing low-carbon ferromanganese |
| CN114959320B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-04-14 | 吉铁铁合金有限责任公司 | 一种低氮低硼低磷低碳锰铁的生产方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62230952A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Kobe Steel Ltd | 中・低炭素フエロマンガンの製造方法 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP7532986A patent/JPS62230951A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62230951A (ja) | 1987-10-09 |
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