JP2000309840A - 鉄合金ブリケットの製法 - Google Patents
鉄合金ブリケットの製法Info
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効率的に鉄合金ブリケットを製造する。
【解決手段】 鉄合金ブリケットの製法は、少なくとも
約650℃の温度と少なくとも約90重量%の初期金属化率を
持つ熱間金属化鉄粒子を供給する工程と、フェロアロイ
粉末、金属含有灰分及びそれらの混合物からなる群から
選択され、1合金化金属を含む添加物を供給する工程
と、その粒子と添加物の混合物を供給するためのその鉄
粒子と添加物を混合する工程と、その混合物を合金化金
属を含むブリケットに成形する工程とを含む。
約650℃の温度と少なくとも約90重量%の初期金属化率を
持つ熱間金属化鉄粒子を供給する工程と、フェロアロイ
粉末、金属含有灰分及びそれらの混合物からなる群から
選択され、1合金化金属を含む添加物を供給する工程
と、その粒子と添加物の混合物を供給するためのその鉄
粒子と添加物を混合する工程と、その混合物を合金化金
属を含むブリケットに成形する工程とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】発明は高温ブリケット化した
鉄の製造方法、特に合金化ブリケット製造用固体金属化
鉄粒子の熱間塊状化法に関する。
鉄の製造方法、特に合金化ブリケット製造用固体金属化
鉄粒子の熱間塊状化法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱成形により製造され広範囲の炭素を含
む鉄ブリケットは、製鉄及び製鋼用の供給原料として有
益である。鉄ブリケットは、商業的に「熱間ブリケット
化鉄」又は「HBI」と呼ばれる。海上輸送に有利な細粒
形又はペレット形のいずれかに形成された金属化酸化鉄
の再酸化及び自己点火の抑制に有益な熱間ブリケット化
技術は長年用いられている。米国特許第 5,698,009号
は、熱間銑鉄の製造に使用する予め還元され熱間鉄粒子
の塊状化法を示す。この米国特許では、溶融炉に通す前
に予め還元された熱間鉄又は粒子に含アルミニウム含有
金属紛等の結合材が添加される。結合材を添加する目的
は、得られる固体に充分な機械的圧縮強度を与えて、溶
融炉内の固体による機械的負担に耐えるためである。使
用する結合材はこの工程中のエネルギ利用に常に悪影響
を及ぼし、製造する金属の品質にも悪影響を与えるおそ
れがある。
む鉄ブリケットは、製鉄及び製鋼用の供給原料として有
益である。鉄ブリケットは、商業的に「熱間ブリケット
化鉄」又は「HBI」と呼ばれる。海上輸送に有利な細粒
形又はペレット形のいずれかに形成された金属化酸化鉄
の再酸化及び自己点火の抑制に有益な熱間ブリケット化
技術は長年用いられている。米国特許第 5,698,009号
は、熱間銑鉄の製造に使用する予め還元され熱間鉄粒子
の塊状化法を示す。この米国特許では、溶融炉に通す前
に予め還元された熱間鉄又は粒子に含アルミニウム含有
金属紛等の結合材が添加される。結合材を添加する目的
は、得られる固体に充分な機械的圧縮強度を与えて、溶
融炉内の固体による機械的負担に耐えるためである。使
用する結合材はこの工程中のエネルギ利用に常に悪影響
を及ぼし、製造する金属の品質にも悪影響を与えるおそ
れがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】効率的な製造工程によ
り鉄を熱間ブリケット化して高品質の製品を得る方法の
需要は依然として存在する。また、製鋼法では所望の特
性の付与に高価な合金添加物又は金属を必要とすること
が多い。よって、本発明の第１の目的は、効率的に鉄合
金ブリケットを製造する方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、特定の製鋼法に有益な所望の合金化
金属を含む鉄合金ブリケットを製造する方法を提供する
ことにある。本発明の別の目的は、最終ブリケット製品
が高い金属化率を有する鉄合金ブリケットを製造する方
法を提供することにある。本発明のその他の目的と利点
は下記に述べる。
り鉄を熱間ブリケット化して高品質の製品を得る方法の
需要は依然として存在する。また、製鋼法では所望の特
性の付与に高価な合金添加物又は金属を必要とすること
が多い。よって、本発明の第１の目的は、効率的に鉄合
金ブリケットを製造する方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、特定の製鋼法に有益な所望の合金化
金属を含む鉄合金ブリケットを製造する方法を提供する
ことにある。本発明の別の目的は、最終ブリケット製品
が高い金属化率を有する鉄合金ブリケットを製造する方
法を提供することにある。本発明のその他の目的と利点
は下記に述べる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的と利点
は下記の手段により容易に達成される。本発明では、少
なくとも約650℃の温度と少なくとも95重量%の初期金属
化率を有する熱間金属化鉄粒子を準備する工程と、フェ
ロアロイ粉末、金属含有灰分及びそれらの混合物で構成
された群から選択されかつ合金化金属を含む添加物を準
備する工程と、熱間金属化鉄粒子と添加物とを混合して
粒子混合物を形成する工程と、合金化金属を含むブリケ
ットに粒子混合物を成形する工程とを含む鉄合金ブリケ
ットを製造する方法が得られる。粉末状の添加物は、フ
ェロアロイ粉末と金属含有灰分とを含むとよい。最も好
適なフェロアロイ粉末はフェロシリコンであり、金属含
有灰分は一つ又はそれ以上の遷移金属元素、最も好適に
は酸化バナジウムと酸化ニッケルを含むとよい。金属含
有灰分は種々の炭化水素燃焼工程から容易に入手できる
廃棄物である。本発明の鉄合金ブリケットの製法は、エ
ネルギ消費量と廃棄物処理費を軽減しつつ好ましい合金
化金属を含む高品質のブリケットを提供しかつ効率的な
炭化水素燃焼廃棄物を使用すると共に、熱を有効に利用
できる。
は下記の手段により容易に達成される。本発明では、少
なくとも約650℃の温度と少なくとも95重量%の初期金属
化率を有する熱間金属化鉄粒子を準備する工程と、フェ
ロアロイ粉末、金属含有灰分及びそれらの混合物で構成
された群から選択されかつ合金化金属を含む添加物を準
備する工程と、熱間金属化鉄粒子と添加物とを混合して
粒子混合物を形成する工程と、合金化金属を含むブリケ
ットに粒子混合物を成形する工程とを含む鉄合金ブリケ
ットを製造する方法が得られる。粉末状の添加物は、フ
ェロアロイ粉末と金属含有灰分とを含むとよい。最も好
適なフェロアロイ粉末はフェロシリコンであり、金属含
有灰分は一つ又はそれ以上の遷移金属元素、最も好適に
は酸化バナジウムと酸化ニッケルを含むとよい。金属含
有灰分は種々の炭化水素燃焼工程から容易に入手できる
廃棄物である。本発明の鉄合金ブリケットの製法は、エ
ネルギ消費量と廃棄物処理費を軽減しつつ好ましい合金
化金属を含む高品質のブリケットを提供しかつ効率的な
炭化水素燃焼廃棄物を使用すると共に、熱を有効に利用
できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明による鉄合金ブリケ
ットの製法の実施の形態を図１及び図２について説明す
る。発明は高温ブリケット鉄の製造方法、特に、合金ブ
リケット製造用の固体金属化鉄粒子の熱間塊状化方法に
関する。図１は本発明による一実施の形態である鉄合金
ブリケットの製法を概略的に図示する。この方法では、
酸化鉄粒子は供給ライン12を通じて還元容器10に供給さ
れる。還元容器10は酸化鉄微紛の高圧処理に適する反応
器又は容器、例えばバブリングベッド（沸騰層）反応
器、噴流層反応器又は循環流動層反応器でもよく又はバ
ッチ式若しくは直立炉を使用して粗粒酸化鉄又は微粒酸
化鉄の低圧処理用に適する反応器でもよい。ガス出口ラ
イン18、除塵装置20、脱水装置22、二酸化炭素除去装置
24及びガス入口ライン16を含む通常の還元ガス管路（ル
ープ）14を通じて、還元ガスは還元容器10に循環され
る。除塵装置20、脱水装置22及び二酸化炭素除去装置24
で処理されたガスはコンプレッサ26を通じてガス入口ラ
イン16に供給され、必要に応じて供給ライン28から導入
される新鮮な還元ガスと混合され、ガス入口ライン16を
通じて還元容器10に戻される。酸化鉄は還元容器10内で
還元ガスと反応して熱間金属化鉄粒子となり、ライン30
を通じて還元容器10から排出される。
ットの製法の実施の形態を図１及び図２について説明す
る。発明は高温ブリケット鉄の製造方法、特に、合金ブ
リケット製造用の固体金属化鉄粒子の熱間塊状化方法に
関する。図１は本発明による一実施の形態である鉄合金
ブリケットの製法を概略的に図示する。この方法では、
酸化鉄粒子は供給ライン12を通じて還元容器10に供給さ
れる。還元容器10は酸化鉄微紛の高圧処理に適する反応
器又は容器、例えばバブリングベッド（沸騰層）反応
器、噴流層反応器又は循環流動層反応器でもよく又はバ
ッチ式若しくは直立炉を使用して粗粒酸化鉄又は微粒酸
化鉄の低圧処理用に適する反応器でもよい。ガス出口ラ
イン18、除塵装置20、脱水装置22、二酸化炭素除去装置
24及びガス入口ライン16を含む通常の還元ガス管路（ル
ープ）14を通じて、還元ガスは還元容器10に循環され
る。除塵装置20、脱水装置22及び二酸化炭素除去装置24
で処理されたガスはコンプレッサ26を通じてガス入口ラ
イン16に供給され、必要に応じて供給ライン28から導入
される新鮮な還元ガスと混合され、ガス入口ライン16を
通じて還元容器10に戻される。酸化鉄は還元容器10内で
還元ガスと反応して熱間金属化鉄粒子となり、ライン30
を通じて還元容器10から排出される。
【０００６】熱間金属化鉄の粒子状生成物は少なくとも
約90重量%の金属化率であるのが好ましく、金属化率は
総鉄量に対する金属鉄又は還元鉄の百分率として定義さ
れる。熱間金属化鉄の粒子状物質は、通常約2重量%の炭
素及び約1〜約2重量%の酸素を含む。本発明では、例え
ば供給ライン32から導入される添加物を粒子状の熱間金
属化鉄に混合した後、混合容器34内に供給し、粉末状の
添加物によって混合容器34内で熱間金属化鉄粒子を更に
還元又は金属化し、粒子状の熱間金属化鉄に所望の合金
化金属を導入すると共に、全発熱反応期間中にその後の
溶融工程又は他の工程に対し付加的に熱を供給できるも
のがよい。少なくとも約650℃、好適には約700℃〜約80
0℃の範囲、更に好適には約740℃〜約790℃の範囲の温
度で粒子状の熱間金属化鉄に添加物を混合するとよい。
本発明では、添加物は、フェロアロイ粉末、金属含有灰
分及びそれらの混合物からなる群から選択された粒子状
の添加物がよい。最も好適には、フェロアロイ粉末と金
属含有灰分の両方を含む添加物がよい。
約90重量%の金属化率であるのが好ましく、金属化率は
総鉄量に対する金属鉄又は還元鉄の百分率として定義さ
れる。熱間金属化鉄の粒子状物質は、通常約2重量%の炭
素及び約1〜約2重量%の酸素を含む。本発明では、例え
ば供給ライン32から導入される添加物を粒子状の熱間金
属化鉄に混合した後、混合容器34内に供給し、粉末状の
添加物によって混合容器34内で熱間金属化鉄粒子を更に
還元又は金属化し、粒子状の熱間金属化鉄に所望の合金
化金属を導入すると共に、全発熱反応期間中にその後の
溶融工程又は他の工程に対し付加的に熱を供給できるも
のがよい。少なくとも約650℃、好適には約700℃〜約80
0℃の範囲、更に好適には約740℃〜約790℃の範囲の温
度で粒子状の熱間金属化鉄に添加物を混合するとよい。
本発明では、添加物は、フェロアロイ粉末、金属含有灰
分及びそれらの混合物からなる群から選択された粒子状
の添加物がよい。最も好適には、フェロアロイ粉末と金
属含有灰分の両方を含む添加物がよい。
【０００７】本発明では、最終ブリケット製品に組込ま
れる合金化金属が既に内部に存在するブリケットを種々
の製鋼工程で使用できるので、製造工程の完了時に最終
ブリケット製品に組込まれる合金化金属を含む添加物が
有利である。また、本発明では、ブリケット化プロセス
中に金属化鉄粒子中に残留する酸化鉄とよく反応して、
追加の金属化を形成しかつ得られる熱間ブリケット化鉄
の金属化率を増加する還元金属を含む添加物が有利であ
る。本発明では、適切なフェロアロイ粉末はクロム、ニ
ッケル、バナジウム、マンガン、シリコン、ニオビウム
及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくと
も１元素を有す鉄のフェロアロイを含む。より好ましく
は、フェロアロイ粉末はフェロシリコン、フェロマンガ
ン及びそれらの混合物、また最も好ましくはフェロシリ
コンを含む。下述のように、シリコンは還元金属として
働きまた金属化鉄中の残留酸素と反応して発熱反応でシ
リカを生成するので、前記物質は有利である。鉄粒子状
物質の望ましい更なる還元と金属化に加えて、フェロア
ロイ粉末中に含まれる前述金属の如何なる１種又は２種
以上は最終製品内に存在する所望の合金化金属となる。
れる合金化金属が既に内部に存在するブリケットを種々
の製鋼工程で使用できるので、製造工程の完了時に最終
ブリケット製品に組込まれる合金化金属を含む添加物が
有利である。また、本発明では、ブリケット化プロセス
中に金属化鉄粒子中に残留する酸化鉄とよく反応して、
追加の金属化を形成しかつ得られる熱間ブリケット化鉄
の金属化率を増加する還元金属を含む添加物が有利であ
る。本発明では、適切なフェロアロイ粉末はクロム、ニ
ッケル、バナジウム、マンガン、シリコン、ニオビウム
及びそれらの混合物からなる群から選択された少なくと
も１元素を有す鉄のフェロアロイを含む。より好ましく
は、フェロアロイ粉末はフェロシリコン、フェロマンガ
ン及びそれらの混合物、また最も好ましくはフェロシリ
コンを含む。下述のように、シリコンは還元金属として
働きまた金属化鉄中の残留酸素と反応して発熱反応でシ
リカを生成するので、前記物質は有利である。鉄粒子状
物質の望ましい更なる還元と金属化に加えて、フェロア
ロイ粉末中に含まれる前述金属の如何なる１種又は２種
以上は最終製品内に存在する所望の合金化金属となる。
【０００８】粉末添加物の金属含有灰分は、固体又は液
体炭化水素燃焼工程など他の種々の工程から廃棄物又は
副産物として生成されるフライアッシュが好ましい。添
加物の金属含有灰分は、通常、その後の製鋼工程用の合
金化金属として最終ブリケット製品に含まれるのが望ま
しい１種又は２種以上の金属を含む。望ましい合金化金
属の例として、特に稠密六方格子（HCP）、体心立方格
子（BCC）及び面心立方格子（FCC）の結晶学的性質を有
するチタン、コバルト、バナジウム、クロム、ニオビウ
ム、マンガン、ニッケル及び他の何らかの適当な金属が
ある。金属含有灰分は酸化物として通常存在する遷移金
属、好ましくは酸化バナジウムと酸化ニッケルがよい。
前記金属は合金化金属として有用であり、最終ブリケッ
ト製品に良好に組み込まれる。適切なフライアッシュは
約11重量%〜約48重量%の範囲の酸化バナジウム及び約12
重量%〜約44重量%の酸化ニッケルを含むとよく、最も好
適にはV2O3又はV2O5として存在する酸化バナジウムであ
る。金属含有灰分の残部は通常シリカ、酸化鉄、アルミ
ナ、炭素及びその他の代表的な燃焼生成物でよい。
体炭化水素燃焼工程など他の種々の工程から廃棄物又は
副産物として生成されるフライアッシュが好ましい。添
加物の金属含有灰分は、通常、その後の製鋼工程用の合
金化金属として最終ブリケット製品に含まれるのが望ま
しい１種又は２種以上の金属を含む。望ましい合金化金
属の例として、特に稠密六方格子（HCP）、体心立方格
子（BCC）及び面心立方格子（FCC）の結晶学的性質を有
するチタン、コバルト、バナジウム、クロム、ニオビウ
ム、マンガン、ニッケル及び他の何らかの適当な金属が
ある。金属含有灰分は酸化物として通常存在する遷移金
属、好ましくは酸化バナジウムと酸化ニッケルがよい。
前記金属は合金化金属として有用であり、最終ブリケッ
ト製品に良好に組み込まれる。適切なフライアッシュは
約11重量%〜約48重量%の範囲の酸化バナジウム及び約12
重量%〜約44重量%の酸化ニッケルを含むとよく、最も好
適にはV2O3又はV2O5として存在する酸化バナジウムであ
る。金属含有灰分の残部は通常シリカ、酸化鉄、アルミ
ナ、炭素及びその他の代表的な燃焼生成物でよい。
【０００９】特に好ましい添加物は上記比率の酸化ニッ
ケルと酸化バナジウムを含むフライアッシュとフェロシ
リコンとを含む。添加物中の金属に対する金属化鉄のモ
ル比は約1〜約3の範囲で熱間金属化鉄粒子と粉末添加物
とを混合するのがよい。添加物は約5〜約250μmの範囲
の粒子サイズを有する粒子状物質がよい。詳記すれば、
所望の合金化金属を含む金属含有灰分を容易に入手で
き、また合金化金属は最終製品中に良好に存在させて特
定の製鋼法で極度に有益なブリケットを形成することが
できる。粒子、微紛、塊若しくはペレット状又は還元容
器（反応器）10内での処理に適する他のいかなる形態で
熱間金属化鉄粒子を供給してもよく、本明細書では、全
ての形態を「粒子」と総称する。熱間金属化鉄粒子と添
加物とを混合容器34内で密接に混合して、炭化水素の燃
焼により生成される純粋な窒素等の高温不活性ガスの流
れ中に混合物を曝露し又は還元管路（ループ）14から入
手可能な何らかのガスを使用して、実質的に化学的及び
機械的に均質な諸元素の混合を行う。このガスは工程環
境に対して不活性である。適当な不活性ガスの選択は、
粉末添加物に使用するフェロアロイの酸化電位と金属化
鉄粒子の炭素含有量に依存する。
ケルと酸化バナジウムを含むフライアッシュとフェロシ
リコンとを含む。添加物中の金属に対する金属化鉄のモ
ル比は約1〜約3の範囲で熱間金属化鉄粒子と粉末添加物
とを混合するのがよい。添加物は約5〜約250μmの範囲
の粒子サイズを有する粒子状物質がよい。詳記すれば、
所望の合金化金属を含む金属含有灰分を容易に入手で
き、また合金化金属は最終製品中に良好に存在させて特
定の製鋼法で極度に有益なブリケットを形成することが
できる。粒子、微紛、塊若しくはペレット状又は還元容
器（反応器）10内での処理に適する他のいかなる形態で
熱間金属化鉄粒子を供給してもよく、本明細書では、全
ての形態を「粒子」と総称する。熱間金属化鉄粒子と添
加物とを混合容器34内で密接に混合して、炭化水素の燃
焼により生成される純粋な窒素等の高温不活性ガスの流
れ中に混合物を曝露し又は還元管路（ループ）14から入
手可能な何らかのガスを使用して、実質的に化学的及び
機械的に均質な諸元素の混合を行う。このガスは工程環
境に対して不活性である。適当な不活性ガスの選択は、
粉末添加物に使用するフェロアロイの酸化電位と金属化
鉄粒子の炭素含有量に依存する。
【００１０】不活性ガスは供給ライン36を通じて混合容
器34に供給するとよい。混合工程中、添加物の還元金属
部分は熱間金属化鉄粒子中の残留酸化鉄と反応して熱間
金属化鉄粒子の更なる還元と金属化を行う作用がある。
また、添加物の合金化金属成分も還元されて最終製品中
に組込まれるので、最終製品は高度の金属化鉄を示し、
一酸化炭素、二酸化炭素及びシリカなど除去可能な酸化
物及び還元された合金化金属元素を含む。前記反応は余
剰熱を生成する発熱反応であり、この工程段階では、余
剰熱を有効に使用して、その後の溶融工程等に必要なエ
ネルギ消費量を低減することができる。また、製品の金
属鉄含有量の増加は高品質の最終製品の製造に望まし
い。少なくとも部分的に反応した熱間金属化鉄粒子と粉
末添加物を含む高温固体混合物は、通常約650℃〜約740
℃の範囲、好ましくは約670℃〜約720℃の範囲の温度で
混合容器34からライン38を通じてブリケット化装置に供
給されて、所望量の合金元素を含む望ましい熱間合金ブ
リケットを生成し、熱間合金ブリケットを図１に略示す
る冷却回路40に排出するか又はライン42を通じて溶融炉
又は溶解炉に熱間排出するかいずれでもよい。
器34に供給するとよい。混合工程中、添加物の還元金属
部分は熱間金属化鉄粒子中の残留酸化鉄と反応して熱間
金属化鉄粒子の更なる還元と金属化を行う作用がある。
また、添加物の合金化金属成分も還元されて最終製品中
に組込まれるので、最終製品は高度の金属化鉄を示し、
一酸化炭素、二酸化炭素及びシリカなど除去可能な酸化
物及び還元された合金化金属元素を含む。前記反応は余
剰熱を生成する発熱反応であり、この工程段階では、余
剰熱を有効に使用して、その後の溶融工程等に必要なエ
ネルギ消費量を低減することができる。また、製品の金
属鉄含有量の増加は高品質の最終製品の製造に望まし
い。少なくとも部分的に反応した熱間金属化鉄粒子と粉
末添加物を含む高温固体混合物は、通常約650℃〜約740
℃の範囲、好ましくは約670℃〜約720℃の範囲の温度で
混合容器34からライン38を通じてブリケット化装置に供
給されて、所望量の合金元素を含む望ましい熱間合金ブ
リケットを生成し、熱間合金ブリケットを図１に略示す
る冷却回路40に排出するか又はライン42を通じて溶融炉
又は溶解炉に熱間排出するかいずれでもよい。
【００１１】本発明の鉄合金ブリケットの製法により製
造されるブリケットは、ブリケットの最終用途により、
多種多様な金属又は金属の組合せ又はその他の合金添加
物を含むように調整することができる。例えば、合金化
金属として特定量のニッケルとクロムを含むブリケット
を製造してステンレス鋼の製造に有用な最終ブリケット
製品を得ることができる。別法として、合金化金属とし
て特定量のバナジウムとマンガンを含みかつ高強度の低
合金又は炭素鋼の製造用に有用なブリケットを製造する
こともできる。勿論、他の特殊なタイプの製鋼に有用な
他の多種多様な型式のブリケットも製造できる。
造されるブリケットは、ブリケットの最終用途により、
多種多様な金属又は金属の組合せ又はその他の合金添加
物を含むように調整することができる。例えば、合金化
金属として特定量のニッケルとクロムを含むブリケット
を製造してステンレス鋼の製造に有用な最終ブリケット
製品を得ることができる。別法として、合金化金属とし
て特定量のバナジウムとマンガンを含みかつ高強度の低
合金又は炭素鋼の製造用に有用なブリケットを製造する
こともできる。勿論、他の特殊なタイプの製鋼に有用な
他の多種多様な型式のブリケットも製造できる。
【００１２】図２は、本発明による他の実施の形態を図
示する。図２は、供給ライン32aを通じて供給される添
加物を還元容器10内で熱間金属化鉄粒子と混合すること
を除き、図１と実質的に同一である。ライン30から排出
された混合物は、混合器34を通り前記ブリケットを成形
する所望の反応物質となる。図２に示す実施の形態で
は、本発明の範囲内で粒子状添加物を還元容器10内に添
加するが、図１に示すように、本発明の粒子状添加物は
還元容器10の後工程で金属化鉄の粒子状物質に導入する
ほうがよい。
示する。図２は、供給ライン32aを通じて供給される添
加物を還元容器10内で熱間金属化鉄粒子と混合すること
を除き、図１と実質的に同一である。ライン30から排出
された混合物は、混合器34を通り前記ブリケットを成形
する所望の反応物質となる。図２に示す実施の形態で
は、本発明の範囲内で粒子状添加物を還元容器10内に添
加するが、図１に示すように、本発明の粒子状添加物は
還元容器10の後工程で金属化鉄の粒子状物質に導入する
ほうがよい。
【００１３】本発明の特に有利な実施の形態の特徴は、
酸化バナジウム及び酸化ニッケルを含む金属含有灰分と
フェロシリコン粉末とを含む粒子状又は粉末状の添加物
を使用する点にある。金属化鉄粒子と粉末添加物とを混
合するため、ブリケット化工程中又は完全溶解が起こる
前の運転温度範囲と約850℃の範囲の温度にある予熱段
階で発熱反応が発生する。発熱反応を下式に示す： 2 FeO + FeSi ＝ 3Fe + SiO2 FeO + C = Fe + CO 2 NiO + FeSi = Fe + 2 Ni + SiO2 2 V2O3 + 3FeSi = 3 Fe + 4 V + 3 SiO2 酸化ニッケルとフェロマンガンとの混合及びフェロシリ
コンとフェロアルミニウム粉末との混合でも同様の反応
が発生する。ニッケルとバナジウムは固体状態で金属鉄
と反応して、製鋼工程中の溶解段階に対する鉄合金を形
成する。シリコンは酸化鉄と反応してシリカと還元鉄を
形成し、シリカの形成に伴う余剰熱も溶解工程に必要な
エネルギ消費量の低減に役立つ。
酸化バナジウム及び酸化ニッケルを含む金属含有灰分と
フェロシリコン粉末とを含む粒子状又は粉末状の添加物
を使用する点にある。金属化鉄粒子と粉末添加物とを混
合するため、ブリケット化工程中又は完全溶解が起こる
前の運転温度範囲と約850℃の範囲の温度にある予熱段
階で発熱反応が発生する。発熱反応を下式に示す： 2 FeO + FeSi ＝ 3Fe + SiO2 FeO + C = Fe + CO 2 NiO + FeSi = Fe + 2 Ni + SiO2 2 V2O3 + 3FeSi = 3 Fe + 4 V + 3 SiO2 酸化ニッケルとフェロマンガンとの混合及びフェロシリ
コンとフェロアルミニウム粉末との混合でも同様の反応
が発生する。ニッケルとバナジウムは固体状態で金属鉄
と反応して、製鋼工程中の溶解段階に対する鉄合金を形
成する。シリコンは酸化鉄と反応してシリカと還元鉄を
形成し、シリカの形成に伴う余剰熱も溶解工程に必要な
エネルギ消費量の低減に役立つ。
【００１４】例この例では、還元容器内で還元反応を行
い、92〜93重量％の金属化率を有する粒子状の熱間金属
化鉄を準備した。粒子状の熱間金属化鉄は約1.5〜1.8重
量%の炭素及び約1.8〜2.0重量％の酸素を含んでいた。
粉末添加物は、熱間ブリケット鉄のトン当りフェロシリ
コン約100〜120 kg及び熱間ブリケット鉄のトン当りフ
ライアッシュ135〜150 kgを含んでいた。金属含有灰分
は、V2O3とV2O5の酸化バナジウム48%及び酸化ニッケル1
2%を含んでいた。鉄と添加物を混合して、酸化ニッケル
と酸化バナジウムに対する金属化鉄のモル比を約1.59〜
約2.66の範囲に調整した。約560℃の工程温度で、初期
の熱間金属化鉄の粒子状物質の金属化率は、炭素との反
応による溶解前に約2〜約3.5%ポイントの範囲で増加
し、最終製品中にニッケルとバナジウムが存在した。
い、92〜93重量％の金属化率を有する粒子状の熱間金属
化鉄を準備した。粒子状の熱間金属化鉄は約1.5〜1.8重
量%の炭素及び約1.8〜2.0重量％の酸素を含んでいた。
粉末添加物は、熱間ブリケット鉄のトン当りフェロシリ
コン約100〜120 kg及び熱間ブリケット鉄のトン当りフ
ライアッシュ135〜150 kgを含んでいた。金属含有灰分
は、V2O3とV2O5の酸化バナジウム48%及び酸化ニッケル1
2%を含んでいた。鉄と添加物を混合して、酸化ニッケル
と酸化バナジウムに対する金属化鉄のモル比を約1.59〜
約2.66の範囲に調整した。約560℃の工程温度で、初期
の熱間金属化鉄の粒子状物質の金属化率は、炭素との反
応による溶解前に約2〜約3.5%ポイントの範囲で増加
し、最終製品中にニッケルとバナジウムが存在した。
【００１５】発明はその精神又は基本的特徴から逸脱す
ることなく、前記実施の形態以外の形態で具体化するか
又は他の方法で実施することができる。本実施の形態は
全ての観点から例示であり、特許性給の範囲を限定しな
いと考えるべきである。特許請求の範囲は添付された請
求範囲に記載されり、また同等の意味及び範囲内に該当
する全実施の形態の変更を含む。
ることなく、前記実施の形態以外の形態で具体化するか
又は他の方法で実施することができる。本実施の形態は
全ての観点から例示であり、特許性給の範囲を限定しな
いと考えるべきである。特許請求の範囲は添付された請
求範囲に記載されり、また同等の意味及び範囲内に該当
する全実施の形態の変更を含む。
【００１６】
【発明の効果】前記の通り、本発明では、エネルギ消費
量と廃棄物処理費を軽減しつつ効率的に鉄合金ブリケッ
トを製造でき、この鉄合金ブリケットは、特定の製鋼法
に有益な所望の合金化金属を含みかつ高い金属化率を有
する。
量と廃棄物処理費を軽減しつつ効率的に鉄合金ブリケッ
トを製造でき、この鉄合金ブリケットは、特定の製鋼法
に有益な所望の合金化金属を含みかつ高い金属化率を有
する。
【図１】 本発明による鉄合金ブリケットの製法の実施
の形態を示す概略図
の形態を示す概略図
【図２】 本発明による他の実施の形態を示す概略図
１０・・反応器、１２・・供給ライン、１４・・還元ル
ープ、１６・・ガス入口ライン、１８・・ガス出口ライ
ン、２２・・脱水装置、２４・・普通除塵装置、２６・
・コンプレッサ、２８・・供給ライン、３０・・ライ
ン、３２・・供給ライン、３２ａ・・供給ライン、３４
・・混合容器、３６・・供給ライン、３８・・ライン、
４０・・冷却回路、４２・・ライン
ープ、１６・・ガス入口ライン、１８・・ガス出口ライ
ン、２２・・脱水装置、２４・・普通除塵装置、２６・
・コンプレッサ、２８・・供給ライン、３０・・ライ
ン、３２・・供給ライン、３２ａ・・供給ライン、３４
・・混合容器、３６・・供給ライン、３８・・ライン、
４０・・冷却回路、４２・・ライン
Claims (21)
- 【請求項１】 少なくとも650℃の温度と少なくとも90
重量%の初期金属化率を有する熱間金属化鉄粒子を準備
する工程と、 フェロアロイ粉末、金属含有灰分及びそれらの混合物か
らなる群から選択されかつ合金化金属を含む添加物を準
備する工程と、 熱間金属化鉄粒子と添加物とを混合して粒子混合物を形
成する工程と、 合金化金属を含むブリケットに粒子混合物を成形する工
程とを含むことを特徴とする鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項２】 添加物は還元金属を含み、混合工程で還
元金属を熱間金属化鉄粒子と反応させて、初期金属化率
よりさらに大きい金属化率まで熱間金属化鉄粒子を更に
還元する工程を含む請求項１に記載の鉄合金ブリケット
の製法。 - 【請求項３】 混合工程を実施して添加物中の合金化金
属と還元金属に対する金属化鉄粒子中の金属化鉄のモル
比を1〜3の範囲に調整する請求項２に記載の鉄合金ブリ
ケットの製法。 - 【請求項４】 添加物は、5μm〜250μmの範囲の粒子サ
イズを有する粒子状物質である請求項１に記載の鉄合金
ブリケットの製法。 - 【請求項５】 フェロアロイ粉末は、クロム、ニッケ
ル、バナジウム、マンガン、シリコン、ニオビウム及び
それらの混合物から成る群から選択される少なくとも1
元素を含む請求項２に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項６】 金属含有灰分は、合金化金属を含む請求
項２に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項７】 合金化金属は、チタン、コバルト、バナ
ジウム、クロム、ニオビウム、マンガン、ニッケル及び
それらの混合物からなる群から選択される請求項６に記
載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項８】 金属含有灰分は、重量基準で、11%〜48%
の範囲の酸化バナジウム及び12%〜44%の範囲の酸化ニッ
ケルを含む請求項２に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項９】 フェロアロイ粉末はフェロシリコンを含
み、金属含有灰分は酸化バナジウム及び酸化ニッケルを
含む請求項２に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項１０】 添加物は、別工程から得られる廃棄物
である金属含有灰分を含む請求項１に記載の鉄合金ブリ
ケットの製法。 - 【請求項１１】 別工程は、炭化水素燃焼工程である請
求項１０に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項１２】 熱間金属化鉄粒子を準備する工程は、
還元容器に酸化鉄を供給する工程と、還元容器内の酸化
鉄を還元ガスに接触させて初期金属化率を有する熱間金
属化鉄粒子を生成する工程とを含む請求項１に記載の鉄
合金ブリケットの製法。 - 【請求項１３】 還元容器は、バブリングベッド反応
器、噴流層反応器、循環流動層のバッチ式炉及び直立炉
からなる群から選択される請求項１２に記載の鉄合金ブ
リケットの製法。 - 【請求項１４】 反応器内で混合工程を行う請求項１２
に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項１５】 添加物は、還元金属を含有するフェロ
アロイ粉末を含み、混合工程は、還元金属を熱間金属化
鉄粒子内の酸素と反応させて還元金属の酸化物を形成す
る工程を含む請求項１に記載の鉄合金ブリケットの製
法。 - 【請求項１６】 還元金属の酸化物を形成することによ
り、後の溶解工程に対するエネルギ要求量を低減する熱
を発生する請求項１５に記載の鉄合金ブリケットの製
法。 - 【請求項１７】 熱間金属化鉄粒子は2重量%の炭素を含
む請求項１に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項１８】 熱間金属化鉄粒子と添加物とを700℃
〜800℃の範囲の温度で混合する請求項１に記載の鉄合
金ブリケットの製法。 - 【請求項１９】 熱間金属化鉄粒子と添加物とを740℃
〜790℃の範囲の温度で混合する請求項１に記載の鉄合
金ブリケットの製法。 - 【請求項２０】 650℃〜740℃の範囲の温度で成形工程
を行う請求項１に記載の鉄合金ブリケットの製法。 - 【請求項２１】 670℃〜720℃の範囲の温度で成形工程
を行う請求項１に記載の鉄合金ブリケットの製法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/282,721 US6030434A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Method for hot agglomeration of solid metallized iron particles to produce alloyed briquettes |
| US09/282721 | 1999-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000309840A true JP2000309840A (ja) | 2000-11-07 |
| JP4010526B2 JP4010526B2 (ja) | 2007-11-21 |
Family
ID=23082837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000098939A Expired - Fee Related JP4010526B2 (ja) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | 鉄合金ブリケットの製法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6030434A (ja) |
| EP (1) | EP1041163B1 (ja) |
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