JPS62256765A - 炭化珪素とコ−クスとからなる混合焼結体 - Google Patents
炭化珪素とコ−クスとからなる混合焼結体Info
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- JPS62256765A JPS62256765A JP61098350A JP9835086A JPS62256765A JP S62256765 A JPS62256765 A JP S62256765A JP 61098350 A JP61098350 A JP 61098350A JP 9835086 A JP9835086 A JP 9835086A JP S62256765 A JPS62256765 A JP S62256765A
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はキュポラ類において鋳鉄を製造する際及び高珪
素銑鉄を含む鋳物用銑鉄を製造する際に珪素供給源及び
燃料として使用できるコークス−炭化珪素焼結体（以下
、単に焼結体という）及びその製造方法に関する。
素銑鉄を含む鋳物用銑鉄を製造する際に珪素供給源及び
燃料として使用できるコークス−炭化珪素焼結体（以下
、単に焼結体という）及びその製造方法に関する。
（従来の技術）
通常、キュポラ類における鋳鉄の製造方法においては鋳
物用銑鉄、鋼屑、故鉄等の地金類のほかに、珪素、満俺
などの金属元索番含む原料を鋳物用コークスと共にキュ
ポラ類の中に装入し、鋳物用コークスを炉内に送り込ま
れた空気によって燃焼させ、炉内を高温に加熱し地金類
を溶解して製造するのである。また、高珪素銑鉄を含む
鋳物用銑鉄の製造方法は鉄鉱石、コークス、珪酸化合物
等を溶鉱炉に装入し空気を炉内に送り込んでコークスを
燃焼させ炉内を高温且つ強還元性雰囲気に保って鉄鉱石
、珪酸化合物を還元し溶解して製造するのである。しか
して、これらの製造方法に使用されるコークスは原料石
炭・石油コークスおよびピッチを原料として粉砕配合し
てコークス炉において熱分解温度又はそれ以上の高温す
なわち９５０〜ｌ ］、 ００℃で空気を遮断して約１
７〜２４時間程度加熱して製造する固体の細胞質乾留残
留物であって、その主成分は炭素である。しかしてキュ
ポラ類において鋳物を製造するに際して、珪素含有量の
少ない鋼屑などの地金類を使用する場合には鋳鉄溶湯に
含有させる所要のＳｉ値に対しての不足分は補給しなけ
ればならないので、通常は珪素鉄、高珪素銑鉄、冶金用
炭化珪素ブリケット等を添加、装入しており、良質な１
５鉄の溶湯を得るには炭素、珪素の含有量は所定の値を
持っていることが不可欠である。上記のＳｉ値の不足分
として補給した珪素鉄、高珪素銑鉄は、同時にキュポラ
炉内に装入した地金類と溶融点に差があるので溶融時期
が一致せず、また、地金類が炉内を降下する速度が一定
でないために、溶湯中のＳｉ含有量にバラツキを生じ、
また、冶金用炭化珪素ブリケットはセメントを粘結剤と
しており地金類が溶解する温度より低い温度で崩壊して
四散するので、地金類の溶解量に見合った一定量の炭化
珪素が溶湯中に溶解することは望むべくもなく、この場
合も同様に３１含有量にバラツキを避けることはできな
い。また、コークスは還元剤であると共に燃料源として
、また、炭素増量材として使用されているのであるが、
コークスは燃焼してＣＯ□又はＣＯガス体となって炉外
に放散する際に多量の顕熱を持っている。例えば炭化珪
素中のＳｉの燃焼反応と比較した場合にはＣとＳＬとの
単位重量当りの酸化反応の生成熱は殆ど差はないが燃焼
に必要な酸素使用量はＣはＳｊに比して大であるため（
Ｓｉ：Ｃ＝２８： １２）ＣはＳｉより炉内に吹き込ま
れる空気量が多量に必要となり、したがって炉の熱効率
は良好なものとは云い難い欠点があった。更に、キュポ
ラ炉内でのコークス中の炭素は吹き込まれた空気中の酸
素と反応して○、 ＋ Ｃ＝ ＣＯ２＋９７．８Ｋｃａ
ｌ／ ＭａｔのようにＣＣ２ガスとなる。この発熱によ
って地金は加熱溶解され、キュポラ炉内の一定の高さ迄
保持されているコークス（ベッドコークスという）は１
７００〜１８００°Ｃまで上がると推定されている。此
の様な高温下では一部のＣＯ２ガスは加熱されたベッド
：Ｉ−’）スと接触してＣＯ２＋Ｃ＝２ＧＯ−３７゜４
Ｋｃａｌ／Ｍｏｌのような吸熱反応を起こしてＣＯガス
に変わり炉内の温度を低下させる。この様にコークスの
燃焼熱の一部は吸熱されてしまうので熱効率の低下は避
けられないのである。
物用銑鉄、鋼屑、故鉄等の地金類のほかに、珪素、満俺
などの金属元索番含む原料を鋳物用コークスと共にキュ
ポラ類の中に装入し、鋳物用コークスを炉内に送り込ま
れた空気によって燃焼させ、炉内を高温に加熱し地金類
を溶解して製造するのである。また、高珪素銑鉄を含む
鋳物用銑鉄の製造方法は鉄鉱石、コークス、珪酸化合物
等を溶鉱炉に装入し空気を炉内に送り込んでコークスを
燃焼させ炉内を高温且つ強還元性雰囲気に保って鉄鉱石
、珪酸化合物を還元し溶解して製造するのである。しか
して、これらの製造方法に使用されるコークスは原料石
炭・石油コークスおよびピッチを原料として粉砕配合し
てコークス炉において熱分解温度又はそれ以上の高温す
なわち９５０〜ｌ ］、 ００℃で空気を遮断して約１
７〜２４時間程度加熱して製造する固体の細胞質乾留残
留物であって、その主成分は炭素である。しかしてキュ
ポラ類において鋳物を製造するに際して、珪素含有量の
少ない鋼屑などの地金類を使用する場合には鋳鉄溶湯に
含有させる所要のＳｉ値に対しての不足分は補給しなけ
ればならないので、通常は珪素鉄、高珪素銑鉄、冶金用
炭化珪素ブリケット等を添加、装入しており、良質な１
５鉄の溶湯を得るには炭素、珪素の含有量は所定の値を
持っていることが不可欠である。上記のＳｉ値の不足分
として補給した珪素鉄、高珪素銑鉄は、同時にキュポラ
炉内に装入した地金類と溶融点に差があるので溶融時期
が一致せず、また、地金類が炉内を降下する速度が一定
でないために、溶湯中のＳｉ含有量にバラツキを生じ、
また、冶金用炭化珪素ブリケットはセメントを粘結剤と
しており地金類が溶解する温度より低い温度で崩壊して
四散するので、地金類の溶解量に見合った一定量の炭化
珪素が溶湯中に溶解することは望むべくもなく、この場
合も同様に３１含有量にバラツキを避けることはできな
い。また、コークスは還元剤であると共に燃料源として
、また、炭素増量材として使用されているのであるが、
コークスは燃焼してＣＯ□又はＣＯガス体となって炉外
に放散する際に多量の顕熱を持っている。例えば炭化珪
素中のＳｉの燃焼反応と比較した場合にはＣとＳＬとの
単位重量当りの酸化反応の生成熱は殆ど差はないが燃焼
に必要な酸素使用量はＣはＳｊに比して大であるため（
Ｓｉ：Ｃ＝２８： １２）ＣはＳｉより炉内に吹き込ま
れる空気量が多量に必要となり、したがって炉の熱効率
は良好なものとは云い難い欠点があった。更に、キュポ
ラ炉内でのコークス中の炭素は吹き込まれた空気中の酸
素と反応して○、 ＋ Ｃ＝ ＣＯ２＋９７．８Ｋｃａ
ｌ／ ＭａｔのようにＣＣ２ガスとなる。この発熱によ
って地金は加熱溶解され、キュポラ炉内の一定の高さ迄
保持されているコークス（ベッドコークスという）は１
７００〜１８００°Ｃまで上がると推定されている。此
の様な高温下では一部のＣＯ２ガスは加熱されたベッド
：Ｉ−’）スと接触してＣＯ２＋Ｃ＝２ＧＯ−３７゜４
Ｋｃａｌ／Ｍｏｌのような吸熱反応を起こしてＣＯガス
に変わり炉内の温度を低下させる。この様にコークスの
燃焼熱の一部は吸熱されてしまうので熱効率の低下は避
けられないのである。
（Ｍ、決しようとする問題点）
本発明者らは上記の欠点を改良し、キュポラ炉において
鋳鉄を製造する際及び高珪素銑鉄を含む鋳物用銑鉄を製
造する際の珪素補給源及び燃料源として使用でき番源料
につき種々検討した結果、本発明を完成するに至ったも
ので本発明の目的は鋳鉄及び鋳物用銑鉄を製造する際に
使用する珪素補給及び燃料として有用な挿入材料を提供
するにある。
鋳鉄を製造する際及び高珪素銑鉄を含む鋳物用銑鉄を製
造する際の珪素補給源及び燃料源として使用でき番源料
につき種々検討した結果、本発明を完成するに至ったも
ので本発明の目的は鋳鉄及び鋳物用銑鉄を製造する際に
使用する珪素補給及び燃料として有用な挿入材料を提供
するにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明はコークス製造用炭素原料と炭化珪素とからなる
混合焼結体であって、コークス製造用炭、１１料として
は石炭、石油コークス及びピッチであり、前に述べた様
にこれらの原料を強還元雰囲気下で乾留したものでいず
れの原料のものも本発明で使用でき、他方、炭化珪素は
一般にバッチ型電気抵抗炉に原料である珪砂と石油コー
クスとを装入、１６００℃〜２５００℃の温度に加熱し
て作られる。炭化珪素は低温ではβ晶を生じ高温では１
品を生ずるが、本発明において使用する炭化珪素は１品
、０品の何れも使用できるばかりでなく、珪素鉄や金属
珪素を製造する炉の炉床に生成する炭化珪素含有物質や
炭化珪素を含有する発熱体、炉材、セラミックの廃品等
も使用できる６しかして本発明の焼結体を製造する方法
としてはコークス製造と同様な方法によるのであって、
コークス原料炭等と炭化珪素とをコークス炉に装入し空
気を遮断して９５０〜１１００℃付近の温度で約１７〜
２４時間加熱して焼結したものであって、炭化珪素はコ
ークス炉内において溶解したり或は他の物質と化学反応
を生じて変質するようなことはなく炭化珪素と炭素は均
一に分散した状態で焼結体となる。
混合焼結体であって、コークス製造用炭、１１料として
は石炭、石油コークス及びピッチであり、前に述べた様
にこれらの原料を強還元雰囲気下で乾留したものでいず
れの原料のものも本発明で使用でき、他方、炭化珪素は
一般にバッチ型電気抵抗炉に原料である珪砂と石油コー
クスとを装入、１６００℃〜２５００℃の温度に加熱し
て作られる。炭化珪素は低温ではβ晶を生じ高温では１
品を生ずるが、本発明において使用する炭化珪素は１品
、０品の何れも使用できるばかりでなく、珪素鉄や金属
珪素を製造する炉の炉床に生成する炭化珪素含有物質や
炭化珪素を含有する発熱体、炉材、セラミックの廃品等
も使用できる６しかして本発明の焼結体を製造する方法
としてはコークス製造と同様な方法によるのであって、
コークス原料炭等と炭化珪素とをコークス炉に装入し空
気を遮断して９５０〜１１００℃付近の温度で約１７〜
２４時間加熱して焼結したものであって、炭化珪素はコ
ークス炉内において溶解したり或は他の物質と化学反応
を生じて変質するようなことはなく炭化珪素と炭素は均
一に分散した状態で焼結体となる。
炭化珪素の添加量としては焼結体の使用目的に応じて任
意に変更できる。すなわち、本発明の焼結体は前述した
ように鋳鉄製造時における珪素源として使用する場合と
鋳物用コークスの代替として使用する場合とがあり本発
明の焼結体は常に両方の作用を呈するものであるが、前
者を主とする場合には焼結体中の炭化珪素含有量は５０
％以上の高率配合であって、炭化珪素の粒度は１００μ
以上の粗粒のものであり、後者を主とする場合には炭化
珪素含有量は１５％程度の低率配合であって、その粒度
も１００μ以下程度の微粉状のものが好ましい。そして
、本発明の焼結体は単独で使用しても、或は他の珪素原
料及びコークスと組合せて使用してもよい。
意に変更できる。すなわち、本発明の焼結体は前述した
ように鋳鉄製造時における珪素源として使用する場合と
鋳物用コークスの代替として使用する場合とがあり本発
明の焼結体は常に両方の作用を呈するものであるが、前
者を主とする場合には焼結体中の炭化珪素含有量は５０
％以上の高率配合であって、炭化珪素の粒度は１００μ
以上の粗粒のものであり、後者を主とする場合には炭化
珪素含有量は１５％程度の低率配合であって、その粒度
も１００μ以下程度の微粉状のものが好ましい。そして
、本発明の焼結体は単独で使用しても、或は他の珪素原
料及びコークスと組合せて使用してもよい。
本発明の焼結体の使用法及び焼結体存在による炉内につ
いて説明すると、キュポラ炉中に予め装入されたベット
コークスの上に本発明の焼結体を燃料用コークス、銑鉄
、鋼屑、返り材、故銑等の地金類及び造滓用石灰又は石
灰石とを一定の割合で層状に詰め、炉体下部に設けた羽
口より空気を送り込んでコークスを燃焼させると、ベッ
ドコークス直上で溶解した地金類は溶滴となってベッド
コークスの間隙を通過しつつ湯溜部に滴下するが溶滴は
焼結体の表面に露出した炭化珪素と接触する。しかして
炭化珪素の溶湯への溶解速度は炭素（黒鉛）のそれに比
して数倍も早いので炭化珪素と接触した溶滴は速やかに
炭化珪素の微粒子を溶解吸収する。そして炭化珪素を吸
収し、珪素及び炭素の含有量がγｉｃｈとなった溶滴は
更に降下して羽口先の酸素過剰の高温部分を通過する時
珪素及び炭素が鉄よりも優先的に酸化されるので溶湯の
酸化鉄の生成、即ち目的物の鋳鉄の酸化反応を抑制する
ことができる。また、焼結体は先に述べたようにコーク
スと同様に燃料としての作用を示すのであるが焼結体に
おける珪素の酸化生成物は固体状の酸化珪素であるため
ガス状の一酸化炭素や二酸化炭素のように顕熱をもって
大気中に放散されることはなく、また単位重量当りの必
要酸素量もコークスに比して少ないため空気使用剤は大
幅にｆｘ’６誠でき、したがって不用な窒素の送入量が
減少するので炉の熱効率は高められる。そして、その結
果炉内温度を高めることができ、これによって高温の溶
湯や流動性のよいスラグを生成することができ、そのた
め不純物含有量の少ない良質の鋼屑を高率で配合するこ
とや石灰の増量によって反応性の高い塩基性スラグを造
り浴湯中の酸化物や硫黄を減少させて良質の鋳鉄を作る
という結果をもたらす。更に本発明の焼結体には炭化珪
素が均一にふくまれているので、焼結体の表面に露出す
る炭素はコークスに比べて明らかに少なく、シたがって
前記の還元反応によって発生するＣＯガス量は露出して
いる炭素量の減少分だけ減少することとなるので黒損を
少なくする利点を存す。
いて説明すると、キュポラ炉中に予め装入されたベット
コークスの上に本発明の焼結体を燃料用コークス、銑鉄
、鋼屑、返り材、故銑等の地金類及び造滓用石灰又は石
灰石とを一定の割合で層状に詰め、炉体下部に設けた羽
口より空気を送り込んでコークスを燃焼させると、ベッ
ドコークス直上で溶解した地金類は溶滴となってベッド
コークスの間隙を通過しつつ湯溜部に滴下するが溶滴は
焼結体の表面に露出した炭化珪素と接触する。しかして
炭化珪素の溶湯への溶解速度は炭素（黒鉛）のそれに比
して数倍も早いので炭化珪素と接触した溶滴は速やかに
炭化珪素の微粒子を溶解吸収する。そして炭化珪素を吸
収し、珪素及び炭素の含有量がγｉｃｈとなった溶滴は
更に降下して羽口先の酸素過剰の高温部分を通過する時
珪素及び炭素が鉄よりも優先的に酸化されるので溶湯の
酸化鉄の生成、即ち目的物の鋳鉄の酸化反応を抑制する
ことができる。また、焼結体は先に述べたようにコーク
スと同様に燃料としての作用を示すのであるが焼結体に
おける珪素の酸化生成物は固体状の酸化珪素であるため
ガス状の一酸化炭素や二酸化炭素のように顕熱をもって
大気中に放散されることはなく、また単位重量当りの必
要酸素量もコークスに比して少ないため空気使用剤は大
幅にｆｘ’６誠でき、したがって不用な窒素の送入量が
減少するので炉の熱効率は高められる。そして、その結
果炉内温度を高めることができ、これによって高温の溶
湯や流動性のよいスラグを生成することができ、そのた
め不純物含有量の少ない良質の鋼屑を高率で配合するこ
とや石灰の増量によって反応性の高い塩基性スラグを造
り浴湯中の酸化物や硫黄を減少させて良質の鋳鉄を作る
という結果をもたらす。更に本発明の焼結体には炭化珪
素が均一にふくまれているので、焼結体の表面に露出す
る炭素はコークスに比べて明らかに少なく、シたがって
前記の還元反応によって発生するＣＯガス量は露出して
いる炭素量の減少分だけ減少することとなるので黒損を
少なくする利点を存す。
なお、実操業においては、羽口直前において、燃焼した
焼結体の表面に付着したＳｕｎ、を羽口より吹込んだＣ
ａＯ微粉や装入口から投入されたＣａＯと結合させ低溶
融の５ｉｎ２・ＣａＯを生成させて分前除去することは
炭化珪素の燃焼反応を促進させることに有効である。又
、５ｉｎ２・ＣａＯの生成はスラブ中の遊離のＳｉｎ、
を減少させてＳｉｎ、活量が下がるのでＳｉＯ□十２Ｃ
＝ Ｓｉ ＋ ２ＣＯの吸熱反応の進行を抑制して、黒
損やＣＯガスの増大を防ぐことが出来る。
焼結体の表面に付着したＳｕｎ、を羽口より吹込んだＣ
ａＯ微粉や装入口から投入されたＣａＯと結合させ低溶
融の５ｉｎ２・ＣａＯを生成させて分前除去することは
炭化珪素の燃焼反応を促進させることに有効である。又
、５ｉｎ２・ＣａＯの生成はスラブ中の遊離のＳｉｎ、
を減少させてＳｉｎ、活量が下がるのでＳｉＯ□十２Ｃ
＝ Ｓｉ ＋ ２ＣＯの吸熱反応の進行を抑制して、黒
損やＣＯガスの増大を防ぐことが出来る。
以下、実施例を以って本発明を説明する。
（実施例）
４ ｔｏｎ／ｈ、酸性、除湿、水冷のキュポラ炉を使用
１、本発明の固定炭素７３６２％、炭化珪素１５．１％
の焼結体を銑鉄鋼屑等の材料に配合、また、比較として
従来使用されている鋳物用コークスを焼結体の代りに使
用、その他の配合は総て同一として操業を行った。−ケ
バ間の操業値を平均して比較した結果を第−表として示
す。
１、本発明の固定炭素７３６２％、炭化珪素１５．１％
の焼結体を銑鉄鋼屑等の材料に配合、また、比較として
従来使用されている鋳物用コークスを焼結体の代りに使
用、その他の配合は総て同一として操業を行った。−ケ
バ間の操業値を平均して比較した結果を第−表として示
す。
第−表
（効果）
以上述べたように、本発明はキュポラ炉において鋳鉄を
製造する際及び鋳物用銑鉄を製造する際に炭化珪素とコ
ークスとからなる混合焼結体を使用することにより、成
分Ｓｉの安定した溶湯を得ることが出来且つ炉の熱効率
を上げることが出来る等の効果を奏するのである。
製造する際及び鋳物用銑鉄を製造する際に炭化珪素とコ
ークスとからなる混合焼結体を使用することにより、成
分Ｓｉの安定した溶湯を得ることが出来且つ炉の熱効率
を上げることが出来る等の効果を奏するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化珪素とコークスとからなる銑鉄及び鋳鉄製造用
混合焼結体 ２、炭化珪素とコークスとを空気を遮断して９５０〜１
１００℃付近の温度で焼結することを特徴とする銑鉄及
び鋳鉄製造用混合焼結体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098350A JPH08926B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 炭化珪素とコ−クスとからなる混合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098350A JPH08926B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 炭化珪素とコ−クスとからなる混合焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62256765A true JPS62256765A (ja) | 1987-11-09 |
| JPH08926B2 JPH08926B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=14217447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098350A Expired - Lifetime JPH08926B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 炭化珪素とコ−クスとからなる混合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08926B2 (ja) |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61098350A patent/JPH08926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08926B2 (ja) | 1996-01-10 |
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