JPS6214209B2 - - Google Patents

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JPS6214209B2
JPS6214209B2 JP19903782A JP19903782A JPS6214209B2 JP S6214209 B2 JPS6214209 B2 JP S6214209B2 JP 19903782 A JP19903782 A JP 19903782A JP 19903782 A JP19903782 A JP 19903782A JP S6214209 B2 JPS6214209 B2 JP S6214209B2
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JP
Japan
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slag
melting
furnace
temperature
amount
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JP19903782A
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English (en)
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JPS5989751A (ja
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Tsutomu Fukushima
Kyoshi Kawasaki
Sadayuki Sasaki
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、回転炉を用いてクロム鉱石を溶融
還元しフエロクロムを製造するフエロクロムの製
造方法に関するものである。 従来、フエロクロムの製造は、クロム鉱石をコ
ークス等の還元剤および石灰石等の造滓剤と共に
電気炉に装入し、電気炉精錬によつて行なつてい
たため、精錬に大量の電力を消費することにな
り、省資源および経済性の観点から重大な問題と
されていた。 本発明者等は、上述した問題を解決し、従来の
電気炉精錬に代るフエロクロムの製造法を開発す
べく鋭意研究を重ねた結果、回転炉を用いてクロ
ム鉱石を溶融還元しフエロクロムを製造する方法
を発明し、特許出願(特願昭56−112936号ほか)
を行なつた。 この方法は、炉の軸心が水平または緩傾斜の回
転炉内へクロム鉱石を還元剤および造滓剤と共に
供給し、これに酸素または酸素富化空気を吹込む
ことによりクロム鉱石を溶融、還元する一方、前
記回転炉から排出された高温の排ガスをロータリ
キルンに導き、ロータリキルン内において前記回
転炉に供給するクロム鉱石を予熱するものであ
る。 この方法によれば、精錬に大量の高価な電力を
使用することなくフエロクロムを経済的に製造し
得る。 本発明者等は、上述した方法でバツチ方式によ
りフエロクロムを製造するに当り、回転炉の内張
り耐火物の溶損量が少なくて、メタルを高率で回
収し得る経済的な操業方法について研究を行なつ
た。 回転炉内におけるフエロクロムの精錬過程は、
これをバツチ式で操業した場合、炉内に供給され
た原料の状態から次の3段階に区別される。 (イ) 溶解期 精錬初期であつて、原料の溶解とその一部が
還元する時期。 (ロ) 溶融還元期 精錬中期であつて、原料の未溶解相の溶解
と、還元が終了する時期。 (ハ) 分離期 精錬末期であつて、スラグ中に懸濁している
メタル粒子が分離沈降してその塊状化が図られ
る時期。 本発明者等の研究によると、上記各期における
精錬を耐火物の溶損を押え、安定して効率的に行
なうためには、スラグの組成を上記各期の特性に
応じて、下記により適切に制御する必要のあるこ
とがわかつた。 (イ) 溶解期 炉内に供給される原料を、第1図の回転炉昇
温パターンに示す如く原料が最適溶解温度であ
る1500〜1600℃で溶解し、かつ溶解時の耐火物
の溶損を押え、更に造滓剤添加量ができるだけ
少量で済む組成となるよう配合する。 (ロ) 溶融還元期 炉内溶融スラグの組成を、耐火物の溶損を押
えてかつ安定した操業を行なうため、スラグに
ある程度の流動性が保たれるように調整する。 (ハ) 分離期 炉内溶融スラグの組成を、メタルとスラグと
の分離が良好に行なわれ、かつメタル中のS量
が低減されるように調整する。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であつて、 炉の軸心が水平または緩傾斜の回転炉内へ、ク
ロム鉱石を還元剤および造滓剤と共に供給し、こ
れに酸素を吹込むことによりクロム鉱石を溶融還
元してバツチ方式によりフエロクロムを製造する
フエロクロムの製造方法において、 その操業条件を、溶解期と溶融還元期とメタ
ル・スラグ分離期とに区分し、前記溶解期におい
ては、炉内に供給される原料を、CaO、SiO2
MgO、Al2O3の4元系状態図上の液相温度と溶解
温度との差が、(−50℃)〜(+250℃)の範囲内
で、かつ、その塩基度が1.3〜2.0の範囲内となる
配合組成となし、前記溶融還元期においては、炉
内溶融スラグの組成を、前記4元系状態図上の液
相温度と溶解温度との差が、(−50℃)〜(+400
℃)の範囲内となるようにMgO系とCaO系の造
滓剤をMgO/CaOが80/20〜20/80の比率で添
加して調整し、かくして、前記メタル・スラグ分
離期における炉内溶融スラグの塩基度を、1.3〜
2.0の範囲内に保たせて操業することに特徴を有
するものである。 次に、この発明における操業条件を上述のよう
に限定した理由について説明する。 (イ) 溶解期 第1表は、原料の融点即ち溶解温度と、その
温度に溶解させるために必要なスラグ成分の原
料配合組成および造滓剤の添加量を示したもの
で、第2表はそのときのクロム鉱石に含まれる
脈石主成分中のCaO、SiO2、MgOおよびAl2O3
の含有量と最終スラグにおける前記成分の含有
量である。 第1表からわかるように、原料の溶解温度が
1500℃未満となる原料配合組成にすると、造滓
剤の添加量が多量となり、その結果、第2図の
原料溶解温度と造滓剤量、耐火物溶損量および
溶解時の必要熱量との関係を示すグラフからわ
かるように、耐火物の溶損量が大となり、か
つ、造滓剤の溶解熱量も増加する。 一方、原料の溶解温度が1600℃を超える原料
配合組成にすると、第2図からわかるように耐
火物の溶損量が再び大となる。更に、原料の溶
解温度が1600℃を超える原料配合組成にする
と、第3図の温度別原料溶解状態および排ガス
組成変化状態図からわかるように、炉内におけ
る団鉱状態が長時間となるため、原料の溶解に
長時間を要し、O2効率が低くかつ必要エネル
ギーが多くなる。 従つて、列内へ供給される原料は、その融点
即ち溶解温度が1500〜1600℃となるような配合
組成とすべきである。
【表】
【表】 上述したように、原料を1500〜1600℃で溶解
させるためには、その配合組成を、第4図に示
したCaO、SiO2、MgO、Al2O3の4元系状態図
上の液相温度と溶解温度との差(状態図上液相
温度−溶解温度)が(−50℃)〜(+250℃)
の範囲内とすることが必要である。 即ち、第5図に示した4元系状態図上の液相
温度および溶解温度と原料溶解状態の関係図か
らわかるように、状態図上液相温度とスラグ相
温度との差が−50℃を超えて多くなると耐火物
の溶損が大となり、一方上記温度差が+250℃
を超えて多くなると原料が溶解しにくくなり、
かつ溶融物の流動性が悪く、操業の安定性が欠
ける問題が生ずる。なお同図において1点鎖線
は、状態図上の液相温度と溶解温度とが一致す
る線を示す。 また、原料中のスラグ分の塩基度(CaO/
SiO2)は、1.3〜2.0の範囲内にすることが必要
である。即ち、第6図に示した原料溶解時にお
けるスラグの塩基度と耐火物溶損量、造滓剤添
加量、および耐火物と造滓剤の合計費用との関
係図からわかるように、上記塩基度が1.3未満
の場合は造滓剤添加量は少ないが、耐火物溶損
量が大になるため、耐火物と造滓剤の合計費用
は増加する。一方、上記塩基度が2.0を超える
と、耐火物溶損量は小であるが、造滓剤添加量
が多くなるため、耐火物と造滓剤の合計費用は
増加する。 第3表は原料配合組成の塩基度と造滓剤添加
量との関係を示す表で、同表からも塩基度が
2.0を超えると造滓剤添加量の多くなることが
わかる。 (ロ) 溶融還元期 溶融還元期においては、炉の昇温段階での炉
内溶融スラグを、CaO、SiO2、MgO、Al2O3
4元系状態図上の液相温度と溶解温度との差
(状態図上液相温度−溶解温度)が(−50℃)
〜(+400℃)の範囲内に保たれる組成にする
ことが必要である。 第7図は、上記状態図上の液相温度と溶解温
度との差と、スラグ粘度およびスラグ中の
MgO含有率増加量との関係を示すグラフで、
同図からわかるように、状態図上液相温度と溶
解温度との差が
【表】 −50℃を超えて多くなると、スラグ中のMgO
含有率即ち耐火物の溶損量が増大し、一方、上
記温度差が+400℃を超えて多くなると、スラ
グの粘度が大となりその流動性が悪化する。 スラグ組成を上述した範囲内となるように調
整するには、石灰石、ドロマイト、マグネシア
等のMgO系とCaO系の造滓剤を、第4図に示
す如く、MgO/CaOが80/20〜20/80の比率
となるように適宜組合わせて炉内に添加する。
この造滓剤のMgO/CaOが80/20を超えると
造滓剤の溶解が困難となり、一方、MgO/
CaOが20/80未満であるとMgO含有率の低下
により耐火物の溶損が大となる。 (ハ) 分離期 分離期における最終スラグの塩基度は、1.3
〜2.0の範囲内にすることが必要である。即
ち、第8図に示したスラグ塩基度とメタル中の
S量との関係図からわかるように、上記塩基度
が1.3未満ではメタル中のS分の含有量が多
く、一方、上記塩基度が2.0を超えると、スラ
グとメタルの分離が悪くなり、メタル回収率が
低下する。 次に、この発明を実施例に基づいて説明する。 内径1m、長さ1.5mで、マグネシアクロム耐火
物が500mmの厚さで内張りされている水平に対し
20゜傾斜し、毎分8回転の速度で回転する回転炉
を使用して、高炭素フエロクロムを製造した。 先づ上記回転炉に、原料として500℃に予熱さ
れたクロム鉱石、造滓剤および還元剤を下記第4
表のように供給した。
【表】 そして炉内の上記原料に対して、炉口から挿入
した水冷ランスにより酸素を第9図の精錬パター
ン図に示すように吹付けた。その結果原料は、吹
付けを開示してから30分後には1600℃に達して溶
解した。溶解直後にスラグを採取して分析したと
ころ、その成分組成は第5表の通りであつた。
【表】 原料の溶解に先立ち、吹錬開始から約10分後に
炉内にコークスを10Kg/minの速度で約20分間に
わたり添加し、この添加コークスによつて、スラ
グの表面上に一定の厚さのコークス層を形成せし
めた。 原料の溶解後に、焼成ドロマイトとマグネシア
クリンカとが3:2の割合で混合された造滓剤
を、第8図に示すようなパターンで10Kg/minの
速度で添加し、スラグの組成を調整した。その結
果、スラグの成分組成は第9図に示すようにコン
トロールされた。 吹錬を開始して約55分後にスラグの温度は1700
℃に達した。そこで造滓剤の添加を止め、炉の回
転数を3r.p.mに下げて炉内の溶湯の沈静化を行
なつた。そして、吹錬開始後約70分で吹錬を終了
し出湯した。出湯時のスラグ温度は1700℃であ
り、メタルおよびスラグの重量および成分組成は
第6表および第7表に示す通りであつた。
【表】
【表】 なお、炉内の耐火物溶損量は48Kgであつた。 以上述べたように、この発明方法により回転炉
を用いてクロム鉱石をバツチ方式により溶融還元
しフエロクロム製造するときは、耐火物の溶損量
が少なく、メタルを高率で回収し得る上、造滓剤
の添加量も少量で済み、S含有量が低い優れた品
質のフエロクロムを安定して製造し得る等、工業
上優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は回転炉の昇温パターンを示す図、第2
図は原料溶解温度と造滓剤量、耐火物溶損量およ
び溶解熱量との関係を示すグラフ、第3図は精錬
過程における排ガス組成の状態図、第4図は
CaO、SiO2、MgO、Al2O3の4元系状態図、第5
図は4元系状態図上の液相温度およびスラグ相温
度と原料溶解状態の関係を示す図、第6図は溶解
時におけるスラグの塩基度と耐火物溶損量および
造滓剤添加量等との関係を示すグラフ、第7図は
状態図上の液相温度とスラグ温度との差と、スラ
グ粘度およびスラグ中のMgO含有率増加量との
関係を示すグラフ、第8図はスラグ塩基度とメタ
ル中のS量との関係を示す図、第9図はこの発明
の一実施例を示す吹錬パターン図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炉の軸心が水平または緩傾斜の回転炉内へ、
    クロム鉱石を還元剤および造滓剤と共に供給し、
    これに酸素を吹込むことによりクロム鉱石を溶融
    還元してバツチ方式によりフエロクロムを製造す
    るフエロクロムの製造方法において、 その操業条件を、溶解期と溶融還元期とメタ
    ル・スラグ分離期とに区分し、前記溶解期におい
    ては、炉内に供給される原料を、CaO、SiO2
    MgO、Al2O3の4元系状態図上の液相温度と溶解
    温度との差が、(−50℃)〜(+250℃)の範囲内
    で、かつ、その塩基度が1.3〜2.0の範囲内となる
    配合組成となし、前記溶融還元期においては、炉
    内溶融スラグの組成を、前記4元系状態図上の液
    相温度と溶解温度との差が、(−50℃)〜(+400
    ℃)の範囲内となるように、MgO系とCaO系の
    造滓剤をMgO/CaOが80/20〜20/80の比率で
    添加して調整し、かくして、前記メタル・スラグ
    分離期における炉内溶融スラグの塩基度を、1.3
    〜2.0の範囲内に保たせて操業することを特徴と
    するフエロクロムの製造方法。
JP19903782A 1982-11-15 1982-11-15 フエロクロムの製造方法 Granted JPS5989751A (ja)

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JPS62238349A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Sumitomo Metal Ind Ltd クロム含有溶鉄の製造方法
JP7035280B2 (ja) * 2019-07-12 2022-03-14 Jfeマテリアル株式会社 低炭素フェロクロムの製造方法

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