JPS63210253A - 中．低炭素フエロマンガンの製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、中、低炭素フェロマンガンの製造方法に関し
、溶融高炭素フェロマンガンを上吹、底吹転炉により、
吹錬し、中、低炭素フエロマンガンを製造する方法に関
する。

［従来の技ｉＮ］ 従来、中、低炭素フェロマンガンは一般に下記の（ａ）
及び（ｂ）の工程を経て製造されている。即ち（ａ）、
マンガン鉱石、珪石を主原料とし、炭材を還元剤として
、電気炉で還元精錬して、Ｍｎ：６０〜７０％、Ｓｉ：
１４〜２３％、Ｃ：０．５〜２％、残部は実質鉄よりな
るシリコンマンガンを製造する。

（ｂ）、前記のシリコンマンガンを別の電気炉に、高品
位マンガン鉱石、石灰と共に装入し精錬して、シリコン
マンガンを脱珪し、Ｍｎニア５〜８５％、Ｓｉ：０．２
〜２％、Ｃ：０．５〜２％、残部は実質鉄よりなる中、
低炭素フェロマンガンを製造する。

しかしこの方法は、（ａ）工程で３５００−５０００ｋ
ｗｈ／トンの電力を、又（ｂ）工程で更に８００”１２
００ｋｗｈ／　トンの電力を消費するため、電気エネル
ギーのコストが高く、特に電力代の高い我が国ではコス
トアップとなる問題点がある。

高炭素フェロマンガンは、Ｍｎ：約７５％、Ｃ：約７％
、Ｓｉ：約０．２％、残部は実質鉄の合金鉄で、２５０
０　ｋｗｈ／　トン以下の電力で製造できるし、又シャ
フト炉でも製造できるために、高炭素フェロマンガンの
溶湯を脱炭して中、低炭素フェロマンガンを製造すると
有利である。

ところで、特公昭５７−２７１６６号には、高炭素フェ
ロマンガン溶湯をジャケットガスノズルを使用し吹錬し
脱炭する方法が記載されている。この方法は、ジャケッ
トガスノズルの上方の溶湯内に形成される燃焼斑点内で
脱炭を行わせてマンガンのスラグ化を抑止し、成牛する
僅かな量の高融点の酸化マンガンは、石灰及び珪素合金
の添加で還元する方法である。しかしこの方法では、燃
焼斑点内で反応を行わせてマンガンのスラグ化を抑止す
る操業の制御は厄介であり、又この方法は上吹き底吹き
転炉に関する技術ではない。

特開昭６０−５６０５１号、及び特開昭６０−６７６０
８号は本願出願人の特許出願で、上吹き底吹き転炉を用
いて高炭素フェロマンガンから中、低炭素フェロマンガ
ンを製造する方法である。この両発明によって、中、低
炭素フェロマンガンを経済的に製造できるが、その後の
操業経験から、吹錬を繰返して行う過程で、耐火物の溶
損等により反応容器の炉内部形状が変化して、Ｍｎ歩留
りが低いチャーヂが発生することが分かった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、この問題点を解決するためになされたもので
、中、低炭素フェロマンガンを低コストで且つ常に安定
して歩留りよく、製造する事を目的としている。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、高
炭素フェロマンガンを上吹き、底吹き手段を具えた反応
容器内に装入し、上吹き手段より酸素ガスを、また底吹
き手段より炭酸ガス。

アルゴンガス、窒素ガスの１種以上と酸素ガスとの混合
ガスを吹込み、吹精によって中、低炭素フェロマンガン
を製造する方法において、反応容器に装入する高炭素フ
ェロマンガン溶湯の深さ（Ｌ）と浴径（Ｄ）を、（Ｌ）
／（Ｄ）＝０．５〜１．０の条件に保持するようにして
操業することを特徴とする、中。

低炭素フェロマンガンの製造方法である。

次に本発明の詳細な説明する。

溶融高炭素フェロマンガンを酸素吹精により中。

低炭素フェロマンガンとなす精錬においては、吹込まれ
た酸素による脱炭効率を上げることと、マンガンの酸化
を極力防止することが重要である。

更にマンガンは沸点が約２０００℃でＦｅ（ｉ魚釣３０
００℃）に比べて沸点が低くまた蒸気圧も高いために、
脱炭反応に際して蒸発し易いため、マンガンの蒸発損失
を抑制する事が又重要である。

熱力学的にマンガン、炭素、酸素が関与する下記の反応
式（１）にあっては、式（２）の平衡が成立することが
知られている。

ＭｎＯ＋Ｃ＝Ｍｎ＋ＣＯ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（１）Ｑ　ｏｇ　Ｋ　＝−１２８５３／　Ｔ　
＋７．９１−　・・・・＝　（２）式（２）より判るよ
うに低温領域においてはＣの酸化よりもＭｎの酸化が優
先し、高温領域においては逆にＭｎの酸化よりもＣの酸
化が優先する。従って脱炭の目的からすれば反応を極力
高温下で生起させることが望ましいが、過度に高温とな
るとマンガンの蒸発が活発になりマンガンの歩留りが低
下する。従って吹精は極力高温で行なうが、溶湯に局所
的な過熱を生じさせない配慮が必要である。上吹きと底
吹きを併用する転炉は、上吹きにより大量の酸素を吹込
み脱炭効率を上げる事が出来るし、且つ底吹きにより溶
湯が強く攪拌されて溶湯の温度や組成が均一化されるた
め、溶湯の局所的な過熱が防止され、また炭素の酸化反
応も一層促進されることとなる。

本発明では、上吹き手段からの吹込み酸素量１００容量
部（４！？！準状態換算）に対して、底吹き手段から吹
込む攪拌用ガスは３〜１０容量部（標準状態換算）が適
当である。攪拌用ガスが少な過ぎると攪拌力が弱くなり
Ｍｎの酸化や蒸発が大きくなる。一方底吹きの攪拌用ガ
スが多過ぎると、溶湯から底吹きガスが吹抜ける現象が
生起し、溶湯を効率的に攪拌することができなくなる。

又本発明で吹錬時の溶湯温度は１６００〜１８３０℃に
調整する事が望ましい。溶湯温度が低過ぎると脱炭反応
が遅くなってＭｎの酸化が多くなるし、溶湯温度が高過
ぎるとＭｎの揮発が多くなりＭｎ歩留りが低くなる。

本発明者等は、前記の方法で、高い脱炭効率で且つマン
ガン損失を少なくして、高炭素フェロマンガンの溶湯を
吹精して、中、低炭素フェロマンガンを製造する事に成
功したが、吹精を繰返し行う過程で、脱炭効率や、Ｍｎ
歩留りが低いチャーヂが発生する事を経験した。即ち、
例えば溶湯の装入量が多過ぎて浴深が過大になると吹酸
量を大きくしてもＭｎの歩留りが低くなり、又例えば耐
火物が溶損して反応容器の内容積が大きくなると通常の
装入量では浴深が過小となってＭｎの歩留りが低くなる
事を経験した。本発明者等はこれ等のＭｎ歩留りが低く
なったチャージを調査した結果、溶湯の浴深（Ｌ）と浴
径（Ｄ）から得られる（Ｌ）／（Ｄ）が０．５〜１．０
の範囲では、脱炭効率やＭｎ歩留りが高いが、（Ｌ）／
（Ｄ）がこの範囲よりも小さ過ぎたりあるいは大き過ぎ
ると、良好な吹精結果が得られない事を知得した。この
原因としては、（Ｔ、）／（Ｄ）が１．０以上では溶湯
の攪拌が不十分となり、又（Ｌ）／（Ｄ）が０．５以下
では底吹きガスが吹抜けて溶湯を効率よく攪拌する事が
出来なくなったためと思考される。

本発明によれば、反応容器中の溶湯面に上吹き手段例え
ば反応容器上方より垂下させた水冷ノズルより酸素ガス
を吹き付けると共に、反応容器底部に設けられた底吹き
手段例えば底吹きノズルもしくはポーラスプラグより溶
湯中にアルゴンガス、炭酸ガス、窒素ガスのなかから撰
ばれる何れか１種又は２種以上と酸素ガスを吹き込む。

底吹手段は反応容器の底部に１個あるいは複数個設ける
ことができるが、底吹手段の数がふえると設備費や保守
費の面から不利を生ずることがあるので、底吹手段は、
強い攪拌力が得られるものを１個設けるのが望ましい。

本発明によれば、上吹き手段および底吹き手段より酸素
、攪拌用ガスをそれぞれ吹いて精錬を開始し、精錬の進
行により生石灰、ドロマイト、フェロマンガン、スラブ
等の何れか少なくとも１種の造滓剤を装入するが、造滓
剤の種類および重量は出発原料である高炭素フェロマン
ガン中のＳｉ含有量によって定められ、これら造滓剤の
装入時期は精錬反応の進行に応じて数時期にわたる。

精錬初期にはＳｉ、Ｍｎが酸化されて滓化し、その酸化
熱により溶湯温度が上昇し始め、次いでＣの酸化、すな
わち脱炭反応が進行し、溶湯の昇温か続く。すなわち前
記造滓剤は、滓化したＳｉＯ□。

マンガン酸化物と共融して精錬反応の進行に最適なスラ
ブとなるように、その重量ならびに種類を定める必要が
ある。

本発明によれば、精錬時の溶湯温度を１６００〜１８３
０℃の範囲内に維持するため、冷却材、発熱材を装入す
ることができる。また温度が過剰に上昇したときには、
上吹き手段からの酸素の吹き込みを中断することもでき
る。冷材としては高、中、低炭素フェロマンガンであっ
て製品サイズ規格を下廻ったサイズ格外品、フラックス
等を用いることができ、発熱材としてはシリコマンガン
、フェロシリコン等を使用することができる。

本発明によれば、吹錬終了の際にはスラグ中にＭｎ酸化
物が含有されているため、必要によりフェロシリコンあ
るいはシリコマンガンを投入してＭｎの回収を計ること
は有利である。

［実施例］ 実施例（１） Ｍｎニア４．０％、Ｓｉ：０．１％、　Ｃ：　６．８０
％、Ｐ：０゜１５０％、　Ｓ　：　０．００８％の組成
の高炭素フェロマンガン溶湯４トンを、該高炭素フェロ
マンガン溶湯製造時の副生溶融スラグ５０ｋｇと共に、
上底吹転炉に装入し脱炭吹精を行った。溶湯の浴深は６
００＋＋＋ｍ　。

浴径は１１００ｍｍで（Ｌ）／（Ｄ＞は０．５５であっ
た。底吹きガスとしては、炭酸ガスと酸素ガスとの混合
ガスを１．２Ｎｍ３／分の流速で吹込み、上吹ガスとし
ては、生石灰１５０ｋｇと冷材（高炭素フェロマンガン
）５００ｋｇを徐々に添加しつつ、酸素を２ＯＮｍ３／
分で１４分間吹込んだ。浴温は１６５０〜１７００℃に
維持されていた。上吹の酸素吹込を停止し、シリコンマ
ンガン（冷塊）４００ｋｇをスラグ中のＭｎを回収する
ために添加し、底吹きを５分間行い、除滓後に溶湯を紡
込んだ。この処理を行った後の分析値は下記の如くであ
った。Ｍｎニア６．２％、Ｓｉ：０．５２％、Ｃ：１．
８５％、　Ｐ　：　０．１８０％、　ｓ　：　ｏ、ｏｏ
ｇ％。本実施例にみられる如く、本発明の方法は脱炭効
率が高く、Ｍｎの歩留りもよい。

比較例（１） 実施例（１）の溶製後、約１００チヤージの操業を行っ
た転炉に、実施例（１）の組成の、高炭素フェロマンガ
ン溶湯４トンと溶融スラグ５０ｋｇを装入し吹精した。

この際は溶湯の浴深け４３０ｍｍ、浴径は１３００ｍｍ
であった。実施例（１）と同じ条件で吹精し、吹精後は
実施例（１）と同じ条件でスラグ中のＭｎを回収し、下
記の分析値のフェロマンガンを得た。

Ｍｎ　：　７３．５％、Ｓｉ：０．５５％、Ｃ：２．５
％、Ｐ：０．１８０％、Ｓ：０．０８％。

本比較例では（Ｌ）／（Ｄ）＝０．３３であり、実施例
（１）に比べてＭｎの品位が低く、１つ脱炭効率も低い
。

［発明の効果］ 本発明により、高炭素フェロマンガンを用いて、常に安
定して高いＭｎ歩留りと脱炭効率で、中。

低炭素フェロマンガンを製造する事が可能となるため、
製造の安定したコストダウンが可能となり、産業上の効
果が大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高炭素フェロマンガンを上吹き、底吹き手段を具えた反
   応容器中に装入し、上吹き手段より酸素ガスを、また底
   吹き手段より炭酸ガス、アルゴンガス、窒素ガスの１種
   以上と酸素ガスとの混合ガスを吹込み、吹精によって中
   、低炭素フェロマンガンを製造する方法において、反応
   容器に装入する高炭素フェロマンガン溶湯の浴深さ（Ｌ
   ）と浴径（Ｄ）を下記式の条件を保持するようにして操
   業することを特徴とする、中、低炭素フェロマンガンの
   製造方法 （Ｌ）／（Ｄ）＝０．５〜１．０