JPS6021218B2

JPS6021218B2 - フエロクロムの製造方法

Info

Publication number: JPS6021218B2
Application number: JP14722077A
Authority: JP
Inventors: 為一斎藤; 光信田中; 豊斉藤; 健一坂上
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1985-05-25
Also published as: JPS5480224A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は溶鉱炉におけるフェロクロムの製造法に関する
ものであり、さらに詳しく述べるならば特に製品価値が
高いクロム分が４０％以上、好ましくは５０％以上、の
フェロクロムを製造する方法に関するものである。

一般にフェロクロムはクロム鉱石、コークスの還元材及
び石灰等の造建材を電気炉に菱入し、製錬することによ
って製造されている。

この製造方法は製造設備に多くの投資を必要とするばか
りでなく、最大の欠点は高価な電気エネルギーを使用し
なければならないことである。最近はこの電気エネルギ
ーの一部を安価な重油等で置き換えた技術、即ちクロム
鉱石をロータリーキルン等で部分的に予備還元し電気炉
で最終還元する技術も企業化されている。

しかし、この技術ではロータリーキルンと言う新たにプ
ロセスが加わるため、その付帯設備も含めると諸設備が
かさみ、さらに修繕費もふえることになる。

しかも高価な電気エネルギーも全面的に削減できるわけ
でなく、５０％弱は必要としている。またこの工程が増
えた分だけ稼動率の低下がある。古くはフェロクロムを
溶鉱炉で製造する技術が研究されたことがあるが、酸化
クロムは非常に遼元これ難〈且つクロム鉱石は簸溶性で
あるために、工業的に溶鉱炉でフェロクロムを製造する
ことには成功していない。

特に、クロム分が４０％以上のようにクロム分の高いフ
ェロクロムの溶鉱炉による製造は困難であった。溶鉱炉
で鉄鉱石を製錬する裸炉が容易である理由は、鉄鉱石の
ＣＯ及び日２ガスによる間鞍遼元が岡相領域において起
り、そして禾還元鉄鉱石の溶解も容易であることにある
。

したがって袋入物の炉内の溶解に伴う降下と鉄鉱石の還
元が順調に行われる。本発明者はクロム鉱石の挙動につ
いて多くの研究を行った結果、クロム含有量が高いフェ
ロクロム、例えばＣｒ４０％以上、さらにはＣｒ５０％
以上を含有するフェロクロムを溶鉱炉で工業的に製造し
得る製造条件を見出して本発明を完成した。

クロム鉱石は主として、Ｃら０３，Ｆｅ０．Ａそ２０３
，Ｍｇ０，Ｓｉ０２成分からなり、その融点は極めて高
く、通常の溶鉱炉操業法ではクロム鉱石の溶融は困難で
ある。本発明者の研究によると溶鉱炉でクロム鉱石を溶
融滴下させるためには、鉱石中のＣｒ２０３濃度をある
値以下に下げる必要があるこ３とが分った。Ｃｒ２０３
濃度をこのように低下させないと、仮に炉内温度が充分
高く、鉱石が軟化或いは半敵しても粘度が高く、原料鉱
石は溶鉱炉下部に事実上流れない。クロム鉱石中のＣｒ
２Ｑの間接還元は鉱石が固体で存在する温度領域では殆
んど３起らないから、還元反応を進行させるためには通
常の溶鉱炉操業の場合多量のコークスを装入し鉱石を溶
融してコ−クスと接触させ、園‐固及び固−液の反応に
よって鉱石中のＣｒ２０３濃度を低下させる必要がある
。しかるに鉱石を溶融しても装入４原料中のＣｒ２Ｑ濃
度が高いため原料の円滑な炉内＊＊降下が得にくいので
反応が進行し‘こくく、そうなるとＣら０３濃度が高い
ままで降下するので棚吊りや適性なコークス供給をさま
たげ、熱量供聯合不足をまねく。こうした悪循環がクロ
ム塊鉱石をコ−クスとともに溶鉱炉に入れた場合起るわ
けである。以上のような理由から、クロム鉱石の還元度
を塊状帯及び軟化帯の上部において高めることがフェロ
クロムの溶鉱炉製造を成功させるために不可欠であるこ
とを本発明者は見出したのである。

このような観点からみると、塊鉱石をコークスとともに
溶鉱炉に装入しただけでは、Ｃｒ２０３が還元されない
から鉱石が溶融滴下し‘こく〈、鉱石を含む原料が溶鉱
炉下部の高温域に入らず、結局原料に鉄源を充分に添加
して原料の融点を下げた場合を除き、溶鉱炉製錬が困難
なことは首肯できる。このような困難性は高Ｃｒ含有フ
ェ。クロムを得ようとすればするほど大きくなることは
いうまでもない。本発明によるクロム鉱石還元過程の特
色は、溶鉱炉内の鉱石の塊状帯及び軟化帯の上部におい
て、鉱石の酸化クロムの一部を炭素と化合したクロムバ
イドとして還元生成し、且つこれを溶融滴下させるとと
もに、残部鉱石中の酸化クロムの濃度が、該鉱石の溶融
滴下を可能にする値以下になるように、軟化帯における
還元度を高くしたことにある。

そのために本発明は次の‘１ぬいし‘３｝の手段を採用
する。

ｍクロム団鉱内に炭素還元剤を特定量内装させて団鉱
内でかなりの程度の反応を進行させる。

その反応の程度は還元されないで軟化帯に残っている鉱
石も溶融滴下し得るのに十分なものとする。■ 羽口先
の理論燃焼温度（羽口先温度）を２０００〜２６００℃
にする。

羽口先温度は空気の子熱温度、空気に酸素を富化した場
合は酸素富化率、空気の湿分含有量によって定められる
。羽口先温度は高温領域における最高温度を規定する。
羽口先温度はＲＡＭＭの式：ＴｇａＳ＝３６．７十Ｔｂ
ｌａｓｔ｛０．３６０５十０．５９５Ｗ＋０．０松＆Ｑ
）｝ ‐１７２８Ｗ＋滋９７の２）０．斑６十０．０１
９０２）十０．７１６Ｗ但しＴｂｌａｓｔは熱風温度（
℃）Ｗは空気１〆当りの水分（ｋｇ）（Ｑ）は空気に対する酸素の容積比で算出される。

羽口先温度は酸化クロムの還元を終了させて、最終的に
溶融スラグと高融点のフェロクロム溶湯とを生成させる
領域の熱源となるものであり、高温を必要とするもので
あるが高過ぎても種々のトラブル発生の原因となる。本
発明者による実験結果によれば望ましい羽口先温度は約
２０００ないし２６００℃の範囲である。２００ぴ０未
満では先に述べた熱量と溶湯の流動性が十分でない。

また２６００ｑ０を越えるとＳｉの蒸気発生が多くなり
、これが塊コークスの表面で酸化し、シリカとなってコ
ークスに付着し、魂コークス表面同志が融着したりして
いわゆる棚づり現象を起こす。さらに溶鉱炉内の耐火内
張材の侵食等操炉上のトラブルが発生する。羽口先温度
は前述の如くＴｂｌａｓｔ，Ｗ，及び（０２）の三つの
変数で定められ、これらを適宜選択して所定の温度範囲
になるようにすればよい。実用上好ましい範囲を上げる
と送風温度（Ｔｈｌａｓｔ）２００〜１２００二０の空
気が使用される。空気に酸素を富化する場合は酸素含有
量が４１容量％以下がよい。この場合の湿分は３ないし
５０夕／わがよい。｛３’熱風量を羽口水準炉内断面積
当り、３〜３０わ／ｍｉｎ・れに定める。

クロム鉱石の還元にあっては間接還元は殆んど起こらな
いから、送風量は炉内の雰囲気に関係するがこれによっ
て還元ガス量が増減する意義は少ない。

本発明の送風の意義は軟化帯の位置でクロム鉱石の還元
が充分に進行するように、炉内温度を整えることにある
。送風量が３〆／ｍｉｎ・め未満では所望の炉内温度分
布が得られない。また３０〆／ｍｉｎ・めを越えると原
料のべレツト類のフラツデイングがおこり、良好な操業
ができない。本発明によると上記【１’一‘３’の手段
によって軟化帯における反応を進行させるとともに、軟
化帯で未還元のＣｒ２０３等は後述する溶融滴下帯及び
湯溜り部で還元を完結させてクロムを高収率で得るとと
もにクロム分の高いフェロクロムの製造を可能にしたも
のである。

次に、本発明者が炉床径（炉底内径）１００仇舷、羽口
から炉項までの高さ４００仇舷、内容競約３．２あの試
験熔鉱炉の操業を停止して菱入物の状態を調査した炉内
状況及び炉内温度分布を説明する。

第１図に炉内の温度分布を示す。第１図には溶鉱炉の輪
郭が縮小して示されており、この輪郭内の○印の点は温
度を推定するために行なったサンプリング位置、この隣
りに温度推定値が記されている。

温度の推定はコークスの黒鉛化度の測定により行った。
炉内状況から判断して、炉内は炉項から下降するに従っ
て次の４つの区分帯に分けることができる。【１’塊状
帯図中Ａで表わされている溶鉱炉の上部は塊状帯であり、
ここではＦｅ○の一部が間接還元されるが団鉱は菱入前
の維持している。

塊状帯の温度は１６５０ｑｏ以下である。‘２１軟化
帯（図中Ｂで表わされている）この軟化帯の温度は１７
００〜１８００午０であるため、団鉱の軟化が起こるが
、団鉱中のＣｒ２０３濃度が高いとその溶融滴下を起こ
させるような高温ではない。

一方、軟化帯の温度はクロムカーバィドの融点以上であ
るから、還元されたクロムは溶融滴下する。解体の結果
、還元されたクロムカーバィドは軟化帯に見られず、未
還元団鉱及びスラグが若干残存していた。操業をさらに
継続すればこの団鉱の還元が進行し、溶融滴下すること
は容易に推論される。‘３｝滴下帯（図中Ｃで表わさ
れている）滴下帯は炉内の最高温度帯域であり、１９０
０〜２２００午０の温度になっている。

滴下帯はほぼ塊コークスから成立つてし、た。

これは、メタル及びスラグは塊コークスの間を溶融滴下
してしまい、溶鉱炉の操業を停止してから解体するまで
に滴下帯からすべて流れ落ちてしまったからである。【
４｝湯溜り部（図中Ｄで表わされている）濠溜部は羽
口より下部の溶融物が溜る部分であり、温度は滴下帯よ
りもやや低く１８００〜２１００℃である。

湯溜り部には多少のコークス塊が残存しており、また湯
はフェロクロムメタルと、５％以下のＯＣｒ２０３を含
むスラグとから成立つてし、た。

したがって、軟化帯から送られて来るスラグ中の未還元
酸化クロムは滴下帯のコークスで殆んど還元され、また
僅かに残った酸化クロムは湯溜り部の残存コークスでさ
らに還元され、最終的にスラグ中の酸化ク。ムは極く少
量になっていると考えられる。以上の如き炉内の装入物
の状態から分かることは、軟化帯上部までで団鉱内の還
元をかなりの程度進め溶融滴下させることによって、残
存の未還元のＣｒ２０３を含むスラグの粘度を下げてこ
れらの原料を滴下帯を通過させることが原料の連続的流
れを確保するうえで必要なことである。

このような連続運転を可能にするための軟化帯における
、酸化クロムの割合は充分に低下していなければならな
い。軟化帯におけるクロムの還元度は鉱石中の酸化クロ
ムの重量に対して８０％以上であることが必要である。
次に、以上の如きクロム鉱石の溶鉱炉における還元反応
過程を実現するための上記‘１ぬいし｛３｝以外の条件
について説明する。

クロム鉱石は塊状又は粉状で産出されるが、前者の場合
は塊状鉱石を粉鉱にした後団鉱を作る。

クロム鉱石は通常電気炉等の製錬で使用されているＣｒ
／Ｆｅ＝１．５〜３．５のものが使用されるが、フェロ
クロム中のＣｒ分を高めるためにＣｒ／Ｆｅ比はこの範
囲に制限されず、より高いものを使用することができる
。クロム鉱石の代表的な１例を挙げれば、重量％で下記
組成：Ｃｒ２〇３Ｆｅ〇Ａ〆２〇３Ｍｇ〇Ｓｉ〇２Ｃａ
〇４４．６１８．８１３．０９．７７．３０ａｃｅであ
る。

クロム鉱石粉末の粒度はその軟化帯における滴下を容易
にするために、４５メッシュ以下の紬粒が適し、望まし
くは１５０メッシュ以下の細粒にする。

本発明において使用される炭素質粉末は周知の石炭コー
クス、石油コークス、仮焼された無煙炭などの含炭素物
質の粉末が使用される。

炭素質粉末の粒度は４５メッシュ以下の紬粒が適し、１
５０メッシュ以下の縦粒が望ましい。クロム鉱石粉末と
炭素買物質粉末とを良く混合する。

勿論クロム鉱石塊と炭素買物質塊とを混合した後粉砕し
てもよい。クロム鉱石に対する炭素の割合は団鉱の強度
にも溶鉱炉内の団鉱の還元反応しやすさにも影響する。

団鉱の還元反応のしやすさの面から炭素割合を決定する
ためにクロム鉱石の炭素による反応式を検討する必要が
ある。

この反応式には種々の形があるが、ここではその中の最
も主反応と見られる次の反応式を想定し、理論炭素量算
出の基準とする。７Ｃｒ２０３十２７Ｃ→２Ｃｒ７Ｃ３
十２１Ｃ０・・・‘１’‘１’式による炭素
はＣｒ１４モルに対して２７モル必要でありＣｒｌモル
当り２７／１４モルの炭素が必要である。

重量に換算するとＣｒｌｋ９に対して約０．４５ｋ９の
炭素に相当する。クロム鉱石中のＦｅ○（Ｆｅ２０３）
は間接還元されるので固体状の炭素を配合をする必要は
ないが、軟化帯までにＣｒ２０３の８０％を還元する必
要があり、炭素量は｛１）式の理論量の０．８倍が下限
である。

又本発明においては、含炭素団鉱を溶鉱炉内に菱入しし
かも団鉱の加熱による強化は行わずに炉内を薮入するた
めに加熱による炭素の損失を考えずに最高炭素量を定め
てよい。

団鉱内の最高炭素量は溶鉱炉の大きさによっても異なる
が、一般には前記｛１｝式の理論量の１．４倍好ましく
は１．２倍である。最高炭素量を越えると団鉱の強度が
低下し粉化して棚吊り等溶鉱炉のトラブルの原因となる
。換言すると上述の割合以下に炭素量が制限されている
と、団鉱が炭素を含んでいてもトラブルなく溶鉱炉の操
業が実施される。還元炭素の不足分は溶鉱炉に同時に供
Ｖ給されるコークスによって補われる。炭素粉末として
石炭コークス等が使用される場合にはｍ式の炭素は勿論
固定炭素分である。混合粉末から団鉱をつくるには、ベ
ントナィト、水ガラス及びセメント等の無機質結合剤、
あるいは澱粉、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）
及びＰＶＡ等の有機質結合剤を無機又は有機物の単独又
は併合で添加し、パンベレタィザ一等による造粒、ある
いはブリケットマシーン、ェクストルーダー等によって
塊状にする。団鉱の形状は特に球状に限定されるもので
はない。団鉱の大きさは炉内径によって異なるが、軟化
帯における溶融滴下を容易にするため１０〜５仇肋が適
当である。

この範囲内において充填団鉱粒間の通気性をよくするた
めに団鉱の大きさが揃っていて密充填にならないように
することが好ましい。造粒等によって得られた生団鉱を
次に乾燥あるいは養生（セメントの場合）する。この乾
燥工程は溶鉱炉上部の原料予熱城で行ってもよいが、特
に強度の大さし、団鉱が要求される場合や結合剤の種類
によって別に乾燥工程を設け、そこで予じめ乾燥するこ
とが望ましい。その場合乾燥温度は炭素粉末が実質的に
燃焼しない温度、例えば約５００℃以下、である。乾燥
装置として公知のグレートキルン等がある。団鉱ととも
に溶鉱炉に装入される塊コークスは銑鉄製錬の場合と同
様強度が大きいものが望ましいが、銑鉄の場合とは異な
って間接還元が極めて少ないため溶鉱炉の高さを高くす
る必要がないので、銑鉄の場合ほど強度が厳格に要求さ
れない。

塊コークスの大きさは特に制限なく溶鉱炉のサイズによ
って変わるが、一般的には３０ないし１００風が適当で
ある。その範囲でできるだけ粒度が翻っていることが望
ましい。塊コークスの量は団鉱内の炭素量にも関係する
が、団鉱１トンに対して概略１５０〜５００ｋ９が適当
である。塊コークスの量が１５０ｋ９未満になると熱源
が不足して、軟化帯の溶鉱炉内の垂直位置が低下すると
ともにクロム鉱石の還元も進行せず、本発明の還元過程
が実現されなくなる。造蓬剤は主として石灰（生石灰又
は石灰石）であり、場合によりケィ石を加えることもで
きる。

この際、また一般にフェロクロムの電気炉製錬でスラグ
の流動性を高めるのに用いられたり、ロータリーキルン
での予備還元において固相還元を促進するために用いら
れる、アルカリ金属やアルカリ士類金属の弗化物、炭酸
塩等添加剤の造蓬剤の中に含めることも可能である。ま
た、石灰、ケィ石、添加剤は先に述べた団鉱内に含める
ことも勿論可能である。したがって造漣剤は団鉱とは別
に単独装入されるか、又は団鉱の中に含めて菱入される
か、あるいはこれらの装入方式の組合せにより用いられ
る。造漣剤の組成は電気炉製錬では蟹気抵抗にも関係す
るのでかなり厳しく制限されるが、本発明方法では生成
するスラグの粘性及び融点を考慮して定めればよい。生
成するスラグのＣａ○／Ｓｉ０２（以中、Ｃ／Ｓと称す
る）が０．４ないし１．３：Ａ夕２０３十Ｍや／Ｃａ０
十Ｓｉ０２十Ｍｇ０十Ａ〆２０３（以下ＡＭＦと称する
）が０．４ないし０．８になるように定めるのが好まし
い。その理由はＡＭ円を０．４未満にするとスラグの容
量が増大し、スラグの特出す顕熱の増加を招くほか有効
成分（炭素、酸化クロム、酸化鉄）の接触の面からマイ
ナスになり、軟化帯及びその下方における反応が不十分
になる。ＡＭＦを０．８より高くするとスラグの融点が
高くなり、溶解のうえで好ましくなくまた溶湯の流動性
が悪化しメタルとスラグの分離についても問題がでて来
る。Ｃ／Ｓについては低融点、低粘度のスラグになるよ
うに選ぶが一般的には０．４〜１．３の範囲が好ましい
。

フェロクロムの製造の際のスラグの粘性を低下させる成
分として知られているＭｎ０は本発明において使用する
必要がない。

軟化帯におけるスラグはＡそ２０３，Ｍｇ○，Ｓｉ０２
及びＣａ○が団鉱中の主要成分であるＣｒ２０３をスラ
グに溶かし込むことが考えられる。したがって、スラグ
の粘性は造津村として溶鉱炉に加えられたＣａ○（Ｃａ
Ｃ０３が分解してＣａ０になる）などと、団鉱から生じ
るＭｇ○，Ａ〆２０３，Ｓｉ０２及びＣｒ２０３（未反
応）の酸化物によって影響をうける。スラグが軟化帯に
おいて溶融滴下するに足る低い粘性をもつためには、次
式の条件が満たされるように、軟化帯における酸化クロ
ムの還元が充分に進行しているのがよい。Ｃｒ２０３（
％）ＡＺ２０３（％）十Ｍｇｑ％）＋ｓｉｏ２（％）十
ｃａｏ（％）≦０．０５ちなみに好ましいスラグ組成範
囲はＡ〆２０３：２６〜２９Ｍｇ○：２１〜２４，Ｓ
ｉ０２：２７〜３７，Ｃａ○：１５〜３０，Ｃｒ２０３
：３〜４，Ｆｅ○：１〜１．５（いずれも重量％）であ
る。

熱風は先に述べたように袋入物の溶解及び装入物の各成
分間の反応に必要な熱量に影響するので、溶鉱炉の生産
性を高めるためには熱風量（熱量）を多くしてやらなけ
ればならない。そうするとガスの通過流速が早くなる。
ガスの流速が極端に早くなるとフラッディングなどの周
知の現象が生じる。このような不都合の現象が生じない
範囲でガス流速が早いならば鉄鉱石の還元ではガスによ
る間接還元がかなりの程度まで行われるのでガス流速と
ともに還元反応速度が高くなり、生産性もあがるが、ク
ロム鉱石の還元では直接還元が主であるため還元反応速
度が高くならず、溶解を早めるのみである。したがって
、クロム鉱石において生産性を高めるためには熱風量を
、必要供給熱量を越えて、多くすることは有効ではない
。さらに、クロム鉱石の直接還元によってＣＯガスが発
生し、この発明ガスは全体のガス量を２０％程度増大さ
せ、さらに還元により発生するガスはコークスの燃焼熱
により熱せられ膨張する。このようにクロム鉱石の還元
においては、熱風童を多くするのと同じようなガス流量
の増大及びガス体積の増大が炉内で起こっているために
、熱風量（容積）を多くすることは上述の不都合な現象
を招く恐れがある。以上のような理由によって、炉内で
菱入物に移される熱量を多くするためには熱風量を多く
するのではなく高圧、好ましくは炉頂圧で測定し、絶対
圧でｌｋ９／仇以上、３【９／仇以下、で操業を行うべ
きである。

すなわち、送風の観点からみると本発明の特徴は、送風
量（容量）を低くして高圧のガスを送りまた先に述べた
ように羽口先理論燃焼温度を高くすることにあると言え
る。かかる送風上の特徴が、クロム含有量の高い（４０
％Ｃｒ以上、また５０％Ｃｒ以上もの）フェロクロムを
溶鉱炉で製造するために重要であると思われる。高圧の
採用によって羽口と炉頂との圧力差が大きくなり炉内ガ
スが充填された袋入物の間を通過し易くなり、小寸法の
団鉱の使用が可能になる。即ち団鉱の一部が粉化しても
溶鉱炉の操炉が可能である。本発明の方法による溶鉱炉
炉内状況の特色は、既に述べたとおり、酸化クロムの間
接還元が殆んど起こらず、軟化帯近くまで袋入物が降下
して始めてその直接還元が起こることである。

この特色は、鉄鉱石の間接還元が高度に進行し融体の滴
下が炉の比較的上部で開始する製鉄の場合とは対照的で
あり、フェロクロムの場合は滴下は比較的炉の下部で開
始している。したがって、団鉱は粉化の危険にさらされ
つつ炉内を比較的長い区間に亘つて降下しなければなら
ず、また団鉱は溶解する立場から細粒の方がよいため、
高圧操業をフェロクロム製造で採用する意義は大きい。
さらに、軟化帯におけるクロム鉱石の滴下は急激に起こ
るものであり、また滴下量を多くしようとすればするほ
ど溶融物によって炉内の通気性は悪化するために、高Ｃ
ｒ含有フェロクロムの製造のためには高圧操業が非常に
重要である。以下、本発明に使用する設備の要部を図面
に基づき詳細に説明する。

第２図は本発明を実施するための溶鉱炉およびその付帯
設備の一実施態様を示す図である。

溶鉱炉１８は炉底１と側壁２によって内部反応空間１９
が規定される鉄鉱石用と同様な縦型反応炉である。炉体
の下部には羽口３が均等に炉壁２の外周に分布して炉内
１９に閉口している。炉底１は例えば炭素、黒鉛レンガ
、炭化ケイ素レンガ、及びシャモット系レンガ、炉壁２
はマグネシ０ャ系やアルミナ系、シャモット系等の耐火
レンガであってよい。側壁部分は鉄鉱右の場合より短か
くてよい。原料装入法は第２図に例示するように製銑製
造でよく知られたようにそれぞれの原料を層状にするの
がよい。

それは団鉱５と塊コークス４では−般的には大きさが異
なっているため、これらを混合すると密充填になりガス
の通気性が悪くなるからである。団鉱５や塊コークス４
は筋分け等により出来るだけ粒度は揃えられているが、
それでも多少のバラッキは避けられない。溶鉱炉内では
中心部より周辺部が一般にガスが通り易いので、炉内の
ガス流の均一化を図るためには前記バラッキを利用して
溶鉱炉内の周辺部には粒度の小さし、団鉱やコークスが
充填されるようにした方がよい。このためには１例とし
て周知のベル袋入装置１７が適している。羽口３にはウ
ィンドボックス１３が蓮通しており、予熱器１１から
受けとった子熱空気を炉の周囲に均一に分布させている
。

蓄熱型予熱器１１はプロアー９とまたバルブ１４を経
由して酸素タンク１２と蓮適している。酸素タンク１２
及び予熱器１１を用いて羽口先温度を調節して操業を続
けると、鉱石中のクロム及び鉄の殆んどの部分が還元さ
れた湯溜り１０‘こ落ちる。クロム鉱石中の脈石部分及
び造蓬剤も溶融され、スラグ層２１を形成し、湯溜り１
０にて金属層２０の上に溜まる。このようにして還元反
応及び溶解は円滑に進行し、反応が進むに従って原料層
は自然に下方に移動するので、これに合わせて原料の装
入を行えばよい。スラグ及びメタルが一定量たまった時
にそれぞれをスラグタツプロー６及びメタルタップ口１
５から出湯する。クロムの収率は９０％以上に達する。
すなわち鉱石中のクロムの９０％以上が金属層の中に回
収される。そしてスラグ中のＣｒ２０３含有量は５％以
下である。以上、本発明の実施例を説明する。

実施例におし、て使用された原料の組成は次表の如きも
のであつた。第１表使用した溶鉱炉は第２図の如き形状のもので、炉床径（
炉底内径）は１００仇舷、羽口から炉頂までの高さは４
００仇舷、内容積は約３．２めであった。

実施例１次の第２表の順序で溶鉱炉装入原料を調製し
た。

第２表備考【１’炭素ファクター＝１．０とは先に述べたクロ
ムの還元式‘１において反応に必要な炭素に過不足ない
ことを意味する。

以上の配合はＣ／Ｓ＝０．５ＡＭＦ＝０．５とした。

装入原料を層状に溶鉱炉に菱入した。溶鉱炉の熱風温度
は７００００であった。酸素富化して０２含有率３０％
の空気を使用した。羽口先温度は２４００ｏｏ、送風量
１０〆／で（羽口水準炉内断面積）・ｍｉｎ、炉頂圧（
ゲージ圧）０．１ｋ９／めであった。このような条件で
操作を行ったところフェロクロム金属紙．５重量部及び
スラグ４０．２重量部の割合で生成物が得られた。クロ
ムの収率は９０％であった。フェロクロム金属の分析値
は８３７％Ｃて，８．８％Ｃ，０．７％Ｓｊ，０．０１
％Ｓ，０．０４％Ｐ、残部鉄なる高炭素フェロクロムで
あった。また平均スラグ組成はＳｉ〇２３５‐８％，Ａ
夕２〇３１３‐５％，Ｍｇ〇２３．７％，Ｃａ０１５．
９％，Ｃｒ２０３３．１％，Ｆｅ０１．２％であった。
生産量は３．０トンノ日であった。実施例２次の第３表の順序で溶鉱炉菱入原料を調製した。

第３表以上の配合によってＣ／Ｓ＝１．２５，ＡＭＦ＝０．５
になった原料を層状に溶鉱炉に袋入した。

溶鉱炉の熱風温度５００午０、酸素を富化して０２含有
率３４％の空気、送風量３０〆／で・ｍｉｎ、炉頂圧（
ゲージ圧）２．０ｋｇ／れ、羽□先理論燃焼温度２４０
０ｑｏにて操業を行った。この結果、フェロクロム３９
．母重量部及びスラグ４１．０重量部の割合で生成物が
得られ、フェロクロムの分析値は５５．２％Ｃｒ，７．
９％Ｃ，０．５％Ｓｉ，０．０２％Ｓ及び０．２２％Ｐ
、残部Ｆｅであった。クロムの収率は９５％である。ま
たスラグ組成はＳｉＱ２１．８〜２６．５％，Ａ夕２０
３１１．８〜１４．２％、Ｍｇ０２１．８〜２４．６％
、Ｃａ０２４．６〜２６．８％、Ｃｒ２０３３．０〜４
．１％，Ｆｅ００．９〜１．４であった。尚、生産量は
６．５ｔ／日であった。比較例１（炭素還元剤を混合し
ないクロム鉱石粉末の造粒べレツトを用いた例）第４表
の順序で溶鉱炉菱入原料を調製した。

第４表この例では実施例１におけるべレット中の炭素還
元剤の代りに塊コークスを使用したが、ＡＭ円＝０．５
，Ｃ／Ｓ＝０．５は実施例１と同じである。

この装入原料を用いて実施例１と同じ溶鉱炉操作条件下
で操業を行った。結果は出湯出来ず、操炉は不成功に終
った。終了後炉を解体（炉堀）した結果、湯溜り部に若
干のメタルスラグがみられたが、メタルが小滴でスラグ
中に懸濁していた。鉱石の反応はこの程度以上進行しな
かった。比較例２（クロム塊鉱石を用いた例）使用した塊鉱石の品位は次の第５表の通りであつた。

第５表以上の鉱石を粗砕齢分し、１０〜３Ｑ舷のものを使用し
た。

配合は次のとおりであった。

鉱石Ｃ３５．母重量部Ｃｒ／Ｆｅ重量比＝２．
６鉱石Ｄ６４．４〃塊コークス１０００ ″ 石灰右２３亀重量部ＡＭＦ＝０．５ケィ石１
６．の重量部Ｃ／Ｓ＝０．５裸炉条件は実施例１と同
じであった。

結果は出湯出来ず、操炉は不成功に終った。しかもこの
例では終了後の炉堀の結果、湯溜り部にはメタル・スラ
グが殆んどみられなかった。図面の簡単な説明第１図は
本発明の方法による溶鉱炉内の温度を測定した位置及び
測定温度を説明するための図面、第２図は本発明方法の
溶鉱炉によるフェロクロムの製錬方法を実施する設備の
一実施態様を示すキ既略図である。

１・・・溶鉱炉炉底、２・・・側壁、３・・・羽口、４
・・・塊コークス、５・・・団鍵、９・・・ブロアー、
１１・・・子熱器、１２…酸素タンク、１３…ウィンド
ボックス、１５…メタルタップ口、１６…スラグタツプ
ロ、１７・・・袋入ベル、Ａ・・・塊状帯、Ｂ・・・軟
化帯、Ｃ・・・溶融滴下帯、Ｄ・・・湯溜り部。

第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１クロム鉱石粉末に炭素質還元剤粉末を次式：７ｒ＿
２Ｏ＿３＋２７Ｃ→２Ｃｒ＿７Ｃ＿３＋２１ＣＯによる
必要量の０．８ないし１．４倍に配合して団鉱とし、こ
の団鉱を塊コークスとともに溶鉱炉に装入し、溶鉱炉の
羽口より羽口先理論燃焼温度が２０００ないし２６００
℃になるように予熱含酸素ガスを羽口水準炉内断面積当
り３ないし３０ｍ＾３／ｍ＾２・ｍｉｎの流量で吹込む
ことによって、還元を行い、スラグ中のＣｒ＿２Ｏ＿３
の濃度を５％以下、フエロクロム中のクロム濃度を４０
％以上とすることを特徴とするフエロクロムの製造方法
。２吹込まれた予熱含酸素ガスによって溶鉱炉の炉頂絶
対圧を１ｋｇ／ｃｍ＾２より大きく３ｋｇ／ｃｍ＾２以
下の高圧としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のフエロクロム製造方法。３前記フエロクロム鉱石粉末の粒度が４５メツシユ以
下の細粒であり、炭素質物質の粒度が４５メツシユ以下
の細粒であり、団鉱の寸法が１０ないし５０ｍｍであり
、且つ塊コークスの寸法が３０ないし１００ｍｍであり
、この塊コークスを団鉱トン当り１５０ないし５００ｋ
ｇ装入することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項記載のフエロクロム製造法。４スラグの（ＣａＯ（重量％））／（ＳｉＯ＿２（重
量％））比率が０．４ないし１．３になり、かつ（Ａｌ
＿２Ｏ＿３（重量％）＋ＭｇＯ（重量％））／（ＣａＯ
（重量％）＋ＳｉＯ＿２（重量％）＋ＭｇＯ（重量％）
＋Ａｌ＿２Ｏ＿３（重量％））が０．４ないし０．８に
なるように、造滓材を装入することを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし３項の１項に記載のフエロクロム
製造法。