JPS602649A - 電炉法によるフエロボロンの製造方法 - Google Patents

電炉法によるフエロボロンの製造方法

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JPS602649A
JPS602649A JP58110534A JP11053483A JPS602649A JP S602649 A JPS602649 A JP S602649A JP 58110534 A JP58110534 A JP 58110534A JP 11053483 A JP11053483 A JP 11053483A JP S602649 A JPS602649 A JP S602649A
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JP
Japan
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slit width
width
electric furnace
ferroboron
coke
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Application number
JP58110534A
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English (en)
Inventor
Yasunari Seki
関 康也
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Nippon Denko Co Ltd
Original Assignee
Nippon Denko Co Ltd
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電炉法によるフェロボロンの製造方法に係り、
特に炉況が安定し安価に大量生産し得る電炉法によるフ
ェロボロンの製造方法に関する。
電炉法による7エロボロンの製造方法に関する従来技術
としては特公昭34−9108号、特公昭40−188
41号、特公昭51−37613号等が知られている。
特公昭34−9108号の方法は、鉄粉、はう素化合物
および炭素質還元剤からなる原料を電気炉に装入し、溶
融還元してフエロボ0/を製造する方法であって、はう
素化合物が低温で溶融して他の原料と分離することを防
止するため、鉄粉および炭素質還元剤を5メツシユ以下
に微粉砕し、かつ炭素質還元剤の量を原料を還元するの
に必要とする量に対してやや過剰に添加することを特徴
としている。しかしながら、この方法は次のような欠点
があった。すなわち、この方法は過剰の炭素質還元剤を
使用するため炉底に難溶性物質が堆積し易く、その堆積
を防止するような操業方法を行うと、今度は炉底のライ
ニングの損傷が著しくなり、何れにしても安定的に長期
の操業を継続することは困難であった。
また、特公昭51−37613号の方法は上記特公昭3
4−9108号方法の改良方法であって、炉底に難溶性
物質が堆積することを防止するために石灰成分を配合し
、その結果として炉底のライニングが損傷し易くなるこ
とに対する対策として炉床部を緻密な黒鉛質炭素材でラ
イニングすることを特徴としており、従来法に比較する
と比較的長期間の運転が可能であるとされている。しか
しながら、この方法は石灰等を使用して低融点スラグな
生成させる方法であるため、電力原単位の増加、ボロン
収率の低減等の欠点がある。
特公昭40−18841号の方法は、易溶性のスラグな
生成させて難溶性物質の堆積を防止する目的で、鉄源と
して鉄鉱石を使用し、かつ炭素質還元剤の量を理論量よ
りも少なく配合し、更にほう素化合物が溶融し分離する
ことを防止するため原料を5 mm以下に粉砕し、少量
の水を加えて混合した後200℃に加熱した後電気炉に
投入することを特徴としている。しかしながらこの方法
は、易溶性スラグの生成を伴う方法であるので、特公昭
51−37613号方法と同様の欠点を有している。
また、上記従来技術の共通的な問題点として原料の粉砕
、および団鉱、予熱等の前処理が必要であり、炭素質還
元剤として木炭のみを使用しているため電気炉の炉況が
非常に不安定であって、一定の操業条件を維持すること
が困難であった。か(の如〈従来法は何れの方法も工業
的に満足できる方法ではなかった。
本発明の目的は電気炉によるフェロボロンの製造方法の
上記従来技術の欠点を解消し安定的に大量生産し得る電
炉法によるフェロボロンの効果的な製造方法を提供する
にある。
本発明のこの目的は下記要旨の2発明によっていずれも
効果的に達成される。
第1発明の要旨とするところは次のとおりである。すな
わち、はう素源としてほう酸、酸化はう素、は5砂のい
ずれか1種もしくは2種以上、鉄源として鉄屑、鉄粉、
鉄鉱石のいずれか1種もしくば2種以上および木炭を主
とする炭素質還元剤から成る混合原料を電気炉に装入し
溶融還元する電炉法によるフェロボロンの製造方法にお
いて、前記還元剤の一部として下記により定義される反
応性指数が1.10以上のコークスを使用することを特
徴とする電炉法によるフェロボロンの製造方法、である
記 反応性指数二 管 球 銅 管球電圧 45kV 管球電流 30mA スリット幅 発散スリット幅 1 度 散乱スリット幅 1 度 受光スリット幅 0.60mm 光スリツト幅 記録計の全幅に対する計数率 4000カウント/秒時
足数 1秒 計数管の走査速度 2度/分 記録計の記録紙速度 20cプ分 グラフト湾曲単結晶使用 なる条件でコークスのX線回折を行い、回折チャートの
002面におけるピークの半値幅値の比を以って表わす
指数であって半値幅が91.5 mmの場合に反応性指
数が1.00であると定義する。
第2発明の要旨とするところは第1発明と同様に反応性
指数が1.10以上のコークスを使用するほかに、ボタ
ン指数が7以上の石炭、ピッチをいずれか単独もしくは
複合して還元剤の一部として併わせ使用する電炉法によ
るフェロボロンの製造方法である。
すなわち、本発明は電気炉によるフェロボロンの製造に
際し、従来木炭のみを使用して来た従来法を廃し、還元
剤の一部として反応性の一定特性値を有するコークスを
使用するか、もしくは一定特性値以上の反応性のすぐれ
たコークスを使用するほかに、ボタン指数が7以上の強
粘結性の石炭、ピッチをそれぞれ単独または複合して併
わせ使用することにより、それぞれの効果が相乗してい
ずれも長期安定操業を可能とし得ることを見出し本発明
を得たものである。
先ず反応性指数が1.10以上のコークスを使用(8) する目的、効果ならびに使用方法について説明する。
従来、電気炉法によるフェロボロンの製造法ニおいては
、炭素質還元剤としては専ら木炭が使用されているが、
木炭のみの操業では炉内抵抗が大きすぎるため、電流が
炉内に流れ続けるため罠は、炉底に生成されたメタルに
近い処に電極先端が位置していなげればならないが、電
極先端をそのよ5な位置にお(とアークが安定せずに電
流が大きくハンチングし、電力が安定的に供給されず、
溶融物温度の低下や溶融領域の狭小化などの現象が起り
、長期の安定操業は不可能であった。炉内にコークスを
添加すると電極とメタル浴との間に存在するコークスが
導電材料として働(ので、電流の流れが円滑となり、電
圧、電流の振れが大幅に減少して操業が極めて容易とな
り、炉況が安定して原料や電力の原単位が低下する。た
だし、ここで使用するコークスの反応性が悪いと炉底に
難溶性物質が堆積するので、反応性指数が1.10以上
のコークスを使用することが必要であり、1.10未満
では安定炉況が保証し得ない。従って本発明者が先に定
義した反応性指数が1.10以上のコークスに限定した
次に上記コークスの使用量については、たとえ反応性の
良いコークスであってもあまり多量に使用すると、やは
り炉底に難溶性物質の堆積をきたすので、コークスの使
用量は原料の脱酸素に要する理論炭素蓋に対して30%
以下に制限する必要があり、また最低量は10%以上で
所望の効果を得ることができるので使用量は所要理論炭
素量に対し10〜30%に限定すべきである。なお、戻
素質還元剤の總使用量は理論量に対しわずかに少なくす
る必要がある。
上記の如(、従来のもっばら木炭のみの還元剤のほかに
本発明による反応性指数1.10以上のコークスを還元
剤の一部として使用することにより安定操業を確保する
ことができ暮が、かかるコークスのほかにボタン指数7
以上の石炭、ピッチを単独もしくは複合して併わせ使用
することKより本発明の目的を一層効果的に達成し得る
ことな見出した。
次に、還元剤の一部として石炭、ピッチを使用すること
の目的および効果について説明する。
従来、はう素化合物の融点が低いために溶融して他の原
料と分離することを防止するために、原料の粉砕、団鉱
、予熱等の前処理が不可欠であったが、粘結性の強い石
炭、ピッチを使用することにより、これらの前処理を省
略することが可能である。すなわち粘結性のある石炭、
ピッチは500℃以下の低温域で軟化溶融し、粒子相互
が粘りつき、次に膨張して多孔質のコークス状物質とな
るので、他の還元剤、鉄源等に対して接着剤のような形
で働き、粒子同志を結びつげる。また、溶融したほう素
化合物はその細孔に入り込むので、電気炉下部の反応ゾ
ーンまで原料の分離、偏析の発生を防止することができ
、以て操炉の安定を維持することができるのである。こ
こで使用する石炭、ピッチの粘結性の程度は、ボタン指
数で7以上の強粘結性であること□が必要であり、ボタ
ン指数が7未満の石炭、ピッチでは本発明の目的が達成
で(11) きないので本発明ではボタン指数が7以上の石炭、ピッ
チの使用に限定した。
上記石炭、ピッチの使用量については、いずれか単独も
しくは合計の使用割合において固定炭素量換算にて装入
還元剤の線固定炭素量に対して5〜507oの範囲に限
定すべきであり、15〜40%の範囲が最も好適である
。その理由は5%未満では添加の効果がほとんど認めら
れず、また50%を越えると急速乾溜された気孔の多い
コークスが多量となるため炉内電気抵抗が大きくなり、
木炭単独の場合の操業に近(・状態となるからである。
か(の如く、反応性指数1.10以上のコークスを使用
することにより、コークスが電極とメタル俗間の導電材
料の作用をなし電流の流れが円滑となって炉況が安定す
るが、更にボタン指数が7以上の強粘結性の石炭、ピッ
チを還元剤の一部として併わせ使用すること釦よって、
原料サイズの制限がなくなり粉砕、団鉱等の前処理が不
要となるのみならず、原料の炉内における分離、偏析等
の発生を防止することができ、相乗効果により操炉(1
2) のより一層の安定をはかることができることが判明した
ところで、従来の方法においては、炉床の離溶性物質の
堆積と炉床耐火物の損傷の問題は相反する事項であって
、難溶性物質が堆積しない条件で操業を行うと炉床が損
傷し長期安定操業は不可能であったが、本発明方法によ
れば還元剤の選択と適正配合によって電極先端のアーク
状態を適正に調整することができるので、炉況が極めて
安定し、難溶性物質の堆積は起らず、かつ炉床が損傷す
ることもないので、電気炉の2イニングについて緻密黒
鉛質等何ら特別な制約は必要がない。
実施例 粒度5 Q mm以下の酸化はう素660部、200m
m以下の鉄屑820部、5 Q mm以下の木炭315
部、反応性指数1.15、粒度3 Q mm以下のコー
クス60部、ボタン指数71/2、粒度30mm以下の
石炭65部(いずれも重量部)の割合で予め混合した原
料を、炉内壁をカーボンスタンプペーストテライニング
した6 00KVAエルー型電気炉に装入し、電圧45
〜50V、電流4000〜5000Aタップ間隔180
分で操業を行った。
炉況は極めて安定しており、順調に操業を継続したが、
3週間後炉内状況の調査を行うために操業を停止し、冷
却後炉掘を行った。その結果は、炉内壁の損耗はほとん
ど見られず、また難溶性物質の堆積も認められなかった
なお、得られたフェロボロンの組成は13:13.3%
、Si:1.7%、C: 0.3%、An:0.04%
であり、はう素の収率は80.4%、電力原単位は約5
oooKwH/lであった。
上記実施例より明らかな如(、従来電炉法によるフェロ
ボロンの製造は、炉床に難溶性物質が堆積し連続操業を
不可能にするか、もしくはこれを避けようとすれば炉床
耐火材の損傷の問題が発生する等長期安定操業が極めて
困難であったが、本発明によって反応性指数1.10以
上のコークスを還元剤の一部として木炭と同時使用する
か、もしくはかかるコークス使用のほかにボタン指数7
以上の強粘結性の石炭、ピッチを単独もしくは複合(1
5) して併わせ使用することにより下記の如き効果を収める
ことができた。
(イ) コークスの使用により炉床に離溶性物質が堆積
せず電力が安定的に供給され、長期安定操業が可能とな
った。
(ロ)石炭、ピッチの使用により原料サイズの制限を必
要とせず、また粉砕、団鉱等の原料の前処理が不要とな
るほか、原料の分離、偏析の発生を防止することができ
炉況の安定が維持できた。
(!9 炉内壁の損耗はほとんど見られないので、特に
高価な緻密黒鉛質耐火材を必要とせず、また炉況の安定
により操業が極めて容易となるので原料、電力の原単位
の低減、ボロン収率の向上により製造コストの大幅な低
減が可能となった。
に) 炉況の安定により製造されるフェロボロンの成分
ばらつきが減少し、製品品質の向上が可能となった。
代理人 弁理士 中 路 武 雄 (16)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)はう素源としてほう酸、酸化はう素、はう砂のい
    ずれか1種もしくは2種以上、鉄源として鉄屑、鉄粉、
    鉄鉱石のいずれか1種もしくは2種以上および木炭を主
    とする炭素質還元剤から成る混合原料を電気炉に装入し
    溶融還元する電炉法によるフェロポロンの製造方法にお
    いて、前記還元剤の一部として下記により定義される反
    応性指数が1.10以上のコークスを使用することを特
    徴とする電炉法によるフェロボロンの製造方法。 記 反応性指数: 管 球 銅 管球電圧 45kV 管球電流 30mA スリット幅 発散スリット幅 1 度 散乱スリット幅 1 度 受光スリット幅 0.60mm 光スリツト幅 記録計の全幅に対する計数率 4000力ウンV秒時定
    数 1秒 計数管の走査速度 2度/分 記録計の記録紙速度 20 Cr117分グラファイト
    湾曲単結晶使用 なる条件でコークスのX線回折を行い、回折チャートの
    002面におけるピークの半値幅値の比を以って表わす
    指数であって半値幅が91.5 rrmの場合に反忠性
    指数が1.00であると定義する。
  2. (2)はう素源としてほう酸、酸化はう素、はう砂のい
    ずれか1種もしくは2種以上、鉄源として鉄屑、鉄粉、
    鉄鉱石のいずれか1種もしくは2種以上および木炭を主
    とする炭素質還元剤から成る混合原料を電気炉に装入し
    溶融還元する電炉法による7エロボロンの製造方法にお
    いて、前記還元剤の一部として下記により定義される反
    応性指数が1.10以上のコークスのほかにボタン指数
    が7以上の石炭、ピッチをいずれか単独もしくは複合し
    て使用することを特徴とする電炉法によるフェロボロン
    の製造方法。 記 反応性指数: 管 球 銅 管球電圧 45kV 管球電流 3QmA スリット幅 発散スリット幅 1 度 散乱スリット幅 1 度 受光スリット幅 Q、5Qmm 記録計の全幅に対する計数率 4000力ウンV秒時定
    数 1秒 計数管の走査速度 2度/分 記録計の記録紙速度 20 crrr+グラファイト湾
    曲単結晶使用 なる条件でコークスのX線回折を行い、回折チャートの
    002面におけるピークの半値幅値の比を以って表わす
    指数であって半値幅が91.5 mmの場合に反応性指
    数が1.00であると定羞する。
  3. (3) 前記コークスの使用割合は前記全原料の還元に
    要する理論炭素量に対して重量比にて10〜30%であ
    る特許請求の範囲の第1項もしくは第2項に記載の電炉
    法によるフェロボロンの製造方法。
  4. (4)前記石炭、ピッチのいずれか単独もしくは合計の
    使用割合は固定炭素量換算にて装入還元剤の線固定炭素
    量に対して重量比にて5〜50%である特許請求の範囲
    の第2項に記載の電炉法によるフェロボロンの製造方法
JP58110534A 1983-06-20 1983-06-20 電炉法によるフエロボロンの製造方法 Pending JPS602649A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2561262A1 (fr) * 1984-03-14 1985-09-20 Elektrometallurgie Gmbh Procede pour la fabrication carbothermique d'un alliage de ferrobore ou d'un alliage de fer-bore-silicium, et alliage de ferrobore et alliage de fer-bore-silicium obtenus selon ce procede
JPH01177334A (ja) * 1987-12-29 1989-07-13 Nkk Corp フェロボロンの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2561262A1 (fr) * 1984-03-14 1985-09-20 Elektrometallurgie Gmbh Procede pour la fabrication carbothermique d'un alliage de ferrobore ou d'un alliage de fer-bore-silicium, et alliage de ferrobore et alliage de fer-bore-silicium obtenus selon ce procede
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