JPH09170002A - 鉄粉の仕上げ熱処理方法および仕上げ熱処理装置 - Google Patents
鉄粉の仕上げ熱処理方法および仕上げ熱処理装置Info
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- JPH09170002A JPH09170002A JP8270750A JP27075096A JPH09170002A JP H09170002 A JPH09170002 A JP H09170002A JP 8270750 A JP8270750 A JP 8270750A JP 27075096 A JP27075096 A JP 27075096A JP H09170002 A JPH09170002 A JP H09170002A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 鉄粉の仕上げ熱処理において、原料粉層の
通気性を改善し、熱処理効率を向上させる。 【解決手段】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理
方法において、原料粉に磁場を印加したまま水分、好ま
しくは酸を溶解させた水分、を含有させた後、当該原料
粉の熱処理を行う。
通気性を改善し、熱処理効率を向上させる。 【解決手段】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理
方法において、原料粉に磁場を印加したまま水分、好ま
しくは酸を溶解させた水分、を含有させた後、当該原料
粉の熱処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼結部品、磁性材
料等の焼結製品の原料粉として使用される鉄粉や、粉末
のままで使用される鉄粉の脱酸、脱炭および脱窒等の仕
上げ熱処理方法およびそれに使用する装置に関する。
料等の焼結製品の原料粉として使用される鉄粉や、粉末
のままで使用される鉄粉の脱酸、脱炭および脱窒等の仕
上げ熱処理方法およびそれに使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、粗還元したミルスケール還元鉄
粉やアトマイズしたままの鉄粉（以下原料粉という）等
は、その用途に応じて脱酸、脱炭、脱窒あるいは脱硫等
の熱処理が１種以上行われる。これらの仕上げ熱処理
は、移動床と呼ばれる連続的に移動するベルト上に原料
粉を積層し、温度および雰囲気が制御された水平炉（連
続式移動床炉という）内を連続的に通過させることで、
この原料粉が雰囲気中の水蒸気ないし水素と反応し、下
記の反応式で示されるように脱酸、脱炭ないし脱窒が行
われる。
粉やアトマイズしたままの鉄粉（以下原料粉という）等
は、その用途に応じて脱酸、脱炭、脱窒あるいは脱硫等
の熱処理が１種以上行われる。これらの仕上げ熱処理
は、移動床と呼ばれる連続的に移動するベルト上に原料
粉を積層し、温度および雰囲気が制御された水平炉（連
続式移動床炉という）内を連続的に通過させることで、
この原料粉が雰囲気中の水蒸気ないし水素と反応し、下
記の反応式で示されるように脱酸、脱炭ないし脱窒が行
われる。
【０００３】 ＦｅＯ（ｓ）＋Ｈ2 （ｇ）＝Ｆｅ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ Ｃ（in Ｆｅ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋Ｈ
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） これらの仕上げ熱処理を効率良く行うため、従来種々の
提案がなされている。例えば、特公昭57−58401 号公報
には移動床炉を用いて水蒸気を含む水素中で脱炭と脱酸
を行う方法が開示されており、また、特公昭58−482 号
公報には移動床炉を用いて水素中の水蒸気量を変えて脱
炭あるいは脱酸を優先的に行う方法が提案されている。
また、特開昭59−35601 号公報には脱炭、脱酸の後、 9
00〜550℃で徐冷して脱窒を積極的に行う方法が開示さ
れている。さらに、特開昭61−110701号公報には連続式
移動床炉内を進行方向に分割して各処理工程を独立させ
た上で、移動床上の原料粉が焼結する位置以降で雰囲気
ガスをファンで撹拌して炉内の反応生成ガスが原料粉上
に滞留する（よどむ）ことを防止することにより反応を
促進する方法が開示されている。
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） これらの仕上げ熱処理を効率良く行うため、従来種々の
提案がなされている。例えば、特公昭57−58401 号公報
には移動床炉を用いて水蒸気を含む水素中で脱炭と脱酸
を行う方法が開示されており、また、特公昭58−482 号
公報には移動床炉を用いて水素中の水蒸気量を変えて脱
炭あるいは脱酸を優先的に行う方法が提案されている。
また、特開昭59−35601 号公報には脱炭、脱酸の後、 9
00〜550℃で徐冷して脱窒を積極的に行う方法が開示さ
れている。さらに、特開昭61−110701号公報には連続式
移動床炉内を進行方向に分割して各処理工程を独立させ
た上で、移動床上の原料粉が焼結する位置以降で雰囲気
ガスをファンで撹拌して炉内の反応生成ガスが原料粉上
に滞留する（よどむ）ことを防止することにより反応を
促進する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
はいずれも原料粉の上にある雰囲気に関するものであ
り、原料粉層の表面にある原料粉と雰囲気中の水素ない
し水蒸気との反応は促進されるが、原料粉層の内部にあ
る原料粉との反応は遅くなり、結果的に生産性は不十分
であった。
はいずれも原料粉の上にある雰囲気に関するものであ
り、原料粉層の表面にある原料粉と雰囲気中の水素ない
し水蒸気との反応は促進されるが、原料粉層の内部にあ
る原料粉との反応は遅くなり、結果的に生産性は不十分
であった。
【０００５】ここにおいて本発明者らは、原料粉の脱
酸、脱炭、脱窒が上記反応式で示される反応で進行する
ことから、水素ないし水蒸気が原料粉層を容易に通過し
て供給される必要があることに着目し、当該層のガスの
通気性を改善することで熱処理の効率を向上させんとの
観点から、当該層の通気性改善手段を鋭意検討した結
果、本発明をなすに至った。
酸、脱炭、脱窒が上記反応式で示される反応で進行する
ことから、水素ないし水蒸気が原料粉層を容易に通過し
て供給される必要があることに着目し、当該層のガスの
通気性を改善することで熱処理の効率を向上させんとの
観点から、当該層の通気性改善手段を鋭意検討した結
果、本発明をなすに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、脱酸、脱炭お
よび脱窒の各熱処理のうち１種または２種以上の熱処理
を行う鉄粉の仕上げ熱処理方法において、原料粉に磁場
を印加したまま水分、好ましくは酸を溶解させた水分、
を含有させた後、当該原料粉の熱処理を行うことを特徴
とする鉄粉の仕上げ熱処理方法である。
よび脱窒の各熱処理のうち１種または２種以上の熱処理
を行う鉄粉の仕上げ熱処理方法において、原料粉に磁場
を印加したまま水分、好ましくは酸を溶解させた水分、
を含有させた後、当該原料粉の熱処理を行うことを特徴
とする鉄粉の仕上げ熱処理方法である。
【０００７】前記酸は、例えば炭酸，ぎ酸，酢酸，安息
香酸，シュウ酸等の、Ｃ，Ｏ，Ｈのみからなる酸である
ことが好ましく、また、水分中の酸濃度は 0.10wt ％以
上20wt％未満であることが好ましい。前記鉄粉の仕上げ
熱処理は、連続式移動床炉で連続的に行われることが好
ましい。
香酸，シュウ酸等の、Ｃ，Ｏ，Ｈのみからなる酸である
ことが好ましく、また、水分中の酸濃度は 0.10wt ％以
上20wt％未満であることが好ましい。前記鉄粉の仕上げ
熱処理は、連続式移動床炉で連続的に行われることが好
ましい。
【０００８】また、本発明は、脱酸、脱炭および脱窒の
各熱処理のうち１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉
の仕上げ熱処理装置において、原料粉の供給部と熱処理
部の間に、原料粉の移動方向に原料粉に磁場を印加する
ための磁場発生装置と、磁場を印加された原料粉に水分
を含有させる水分供給装置とをこの順序で近接して配設
したことを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理装置である。
前記鉄粉の仕上げ熱処理装置は、連続式移動床炉である
ことが好ましい。
各熱処理のうち１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉
の仕上げ熱処理装置において、原料粉の供給部と熱処理
部の間に、原料粉の移動方向に原料粉に磁場を印加する
ための磁場発生装置と、磁場を印加された原料粉に水分
を含有させる水分供給装置とをこの順序で近接して配設
したことを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理装置である。
前記鉄粉の仕上げ熱処理装置は、連続式移動床炉である
ことが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】上述のように、脱酸、脱炭ないし
脱窒は以下の反応で進行することが知られている。 ＦｅＯ（ｓ）＋Ｈ2 （ｇ）＝Ｆｅ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ Ｃ（in Ｆｅ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋Ｈ
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） いずれも水素あるいは水蒸気が原料粉層に供給される必
要があり、当該層の通気性に依存する。すなわち、層厚
が厚いほど反応にとって不利であり、逆に層の厚みを薄
くすると反応にとっては有利であるが、生産性から考え
ると限界がある。そこで、原料粉層のガス通気性を良く
する手段を種々検討した結果、原料粉層に磁場をかける
と磁力線の方向に原料粉が配列し、充填密度が低下して
通気性が良くなることが判明した。
脱窒は以下の反応で進行することが知られている。 ＦｅＯ（ｓ）＋Ｈ2 （ｇ）＝Ｆｅ（ｓ）＋Ｈ2 Ｏ Ｃ（in Ｆｅ）＋Ｈ2 Ｏ（ｇ）＝ＣＯ（ｇ）＋Ｈ
2 （ｇ） Ｎ（in Ｆｅ）＋３／２Ｈ2 （ｇ）＝ＮＨ3 （ｇ） いずれも水素あるいは水蒸気が原料粉層に供給される必
要があり、当該層の通気性に依存する。すなわち、層厚
が厚いほど反応にとって不利であり、逆に層の厚みを薄
くすると反応にとっては有利であるが、生産性から考え
ると限界がある。そこで、原料粉層のガス通気性を良く
する手段を種々検討した結果、原料粉層に磁場をかける
と磁力線の方向に原料粉が配列し、充填密度が低下して
通気性が良くなることが判明した。
【００１０】しかしながら、この状態では磁場を取り去
ると原料粉層は再び元の充填状態に戻ってしまうため、
さらに検討した結果、磁場をかけた状態で水分を含ませ
ると、磁場を除いても低充填密度の配列構造を保持する
ことが可能であることがわかった。この場合、水分とし
ては、蒸留水、純水、工場内環水等いずれでも構わな
い。さらに、この水分として酸を溶解させた水（酸水溶
液）を用いると、上記配列構造がより強固に保たれるこ
とが判明した。
ると原料粉層は再び元の充填状態に戻ってしまうため、
さらに検討した結果、磁場をかけた状態で水分を含ませ
ると、磁場を除いても低充填密度の配列構造を保持する
ことが可能であることがわかった。この場合、水分とし
ては、蒸留水、純水、工場内環水等いずれでも構わな
い。さらに、この水分として酸を溶解させた水（酸水溶
液）を用いると、上記配列構造がより強固に保たれるこ
とが判明した。
【００１１】なお、加熱するに従い水分が蒸発除去され
ても充填密度が上がることはない。これは加熱により原
料粉間の接触点において焼結が起こり、原料粉間の配列
構造が弱いながらも維持されるためと考えられる。さら
に、水分として酸水溶液を用いると、その酸が原料粉表
面の酸化を促進するので、水単体の場合よりも原料粉相
互の間に酸化物が促進して形成され、この酸化物が結合
剤として作用し、磁場印加でもたらされた原料粉間の配
列構造を磁場除去状態でも保持する保持力の強化に寄与
するものと考えられる。
ても充填密度が上がることはない。これは加熱により原
料粉間の接触点において焼結が起こり、原料粉間の配列
構造が弱いながらも維持されるためと考えられる。さら
に、水分として酸水溶液を用いると、その酸が原料粉表
面の酸化を促進するので、水単体の場合よりも原料粉相
互の間に酸化物が促進して形成され、この酸化物が結合
剤として作用し、磁場印加でもたらされた原料粉間の配
列構造を磁場除去状態でも保持する保持力の強化に寄与
するものと考えられる。
【００１２】水分に溶かし込む酸の種類は、鉄粉中に微
量残っても有害となるＢ，Ｐ，Ｓ等の成分を含まないも
のであること、排気ガスにＮＯx ，ＳＯx ，塩素ガス等
の環境汚染物質が含まれないものであることが望まし
く、それゆえＣ，Ｏ，Ｈのみから構成される酸、例え
ば、炭酸，ぎ酸，酢酸，安息香酸，シュウ酸等のうちか
ら選定するのが好ましい。
量残っても有害となるＢ，Ｐ，Ｓ等の成分を含まないも
のであること、排気ガスにＮＯx ，ＳＯx ，塩素ガス等
の環境汚染物質が含まれないものであることが望まし
く、それゆえＣ，Ｏ，Ｈのみから構成される酸、例え
ば、炭酸，ぎ酸，酢酸，安息香酸，シュウ酸等のうちか
ら選定するのが好ましい。
【００１３】また、酸水溶液の酸濃度が0.10wt％未満で
あると、磁場除去後の原料粉の配列構造保持効果が水単
体の場合とほとんど変わらないので、酸水溶液は0.10wt
％以上の酸濃度に調整するのが好ましい。また、酸濃度
が20wt％以上であると、酸が強すぎて炉内付帯設備を浸
食する等の悪影響が大きくなるので、酸濃度は20wt％未
満に調整するのが好ましい。
あると、磁場除去後の原料粉の配列構造保持効果が水単
体の場合とほとんど変わらないので、酸水溶液は0.10wt
％以上の酸濃度に調整するのが好ましい。また、酸濃度
が20wt％以上であると、酸が強すぎて炉内付帯設備を浸
食する等の悪影響が大きくなるので、酸濃度は20wt％未
満に調整するのが好ましい。
【００１４】連続式移動床炉の場合、磁場を印加する場
所すなわち磁場発生装置と、その直後に置かれる原料粉
に水分を含有させる場所すなわち水分供給装置の設置場
所としては、原料粉の供給部（供給装置）と熱処理部の
間でなければならない。磁場発生装置と水分供給装置と
が近接していない場合、原料粉に印加される磁場が小さ
くなり、十分な通気性の得られない状態で水分が供給さ
れることになる。また、原料粉が熱処理部に挿入された
後で磁場を印加する場合、原料粉の温度が上昇して原料
粉に磁力が生じない可能性があるばかりか、磁場発生装
置の設置自体が困難である。
所すなわち磁場発生装置と、その直後に置かれる原料粉
に水分を含有させる場所すなわち水分供給装置の設置場
所としては、原料粉の供給部（供給装置）と熱処理部の
間でなければならない。磁場発生装置と水分供給装置と
が近接していない場合、原料粉に印加される磁場が小さ
くなり、十分な通気性の得られない状態で水分が供給さ
れることになる。また、原料粉が熱処理部に挿入された
後で磁場を印加する場合、原料粉の温度が上昇して原料
粉に磁力が生じない可能性があるばかりか、磁場発生装
置の設置自体が困難である。
【００１５】磁場発生装置の磁石としては永久磁石、電
磁石のどちらでも必要な磁場が得られるものであれば良
い。磁場発生装置の構造としては必要な磁場が得られる
限り制限されるものではないが、均一な磁場のためには
原料粉層の上下に磁石の対極が位置するものが好まし
い。
磁石のどちらでも必要な磁場が得られるものであれば良
い。磁場発生装置の構造としては必要な磁場が得られる
限り制限されるものではないが、均一な磁場のためには
原料粉層の上下に磁石の対極が位置するものが好まし
い。
【００１６】必要な磁場の大きさは原料粉層の厚みに依
存するが、いずれの部分においても50ガウス以上印加さ
れれば十分である。連続式移動床炉の場合、原料粉層の
厚みが20mmから100mm であれば 100〜2000ガウスが好ま
しい。磁場を取り除いた後の原料粉の配列構造を磁場を
印加した状態と同じに維持するのに必要な水分量は、原
料粉に対して重量％で３〜25wt％が好ましい。３wt％未
満であると配列構造を維持するのが難しくなり、25wt％
を超えると原料粉層がスラリー化してしまう恐れがあ
り、また水分を過度に蒸発させる必要があるので熱収支
の上でも、経済的にも好ましくない。
存するが、いずれの部分においても50ガウス以上印加さ
れれば十分である。連続式移動床炉の場合、原料粉層の
厚みが20mmから100mm であれば 100〜2000ガウスが好ま
しい。磁場を取り除いた後の原料粉の配列構造を磁場を
印加した状態と同じに維持するのに必要な水分量は、原
料粉に対して重量％で３〜25wt％が好ましい。３wt％未
満であると配列構造を維持するのが難しくなり、25wt％
を超えると原料粉層がスラリー化してしまう恐れがあ
り、また水分を過度に蒸発させる必要があるので熱収支
の上でも、経済的にも好ましくない。
【００１７】なお、磁場除去後の原料粉の配列構造を強
固に維持したい場合には、酸に代えて水溶性のビニル系
樹脂（ポリビニルアルコール、酢酸ビニルアルコール
等）を添加剤として水に加えてもよい。
固に維持したい場合には、酸に代えて水溶性のビニル系
樹脂（ポリビニルアルコール、酢酸ビニルアルコール
等）を添加剤として水に加えてもよい。
【００１８】
＜第１実施例＞表１のＡに示すアトマイズ生粉を50cm×
50cm×厚み10cmに積層して原料粉層を形成し、図３(a)
に模式図で示す実験装置における磁場発生装置12によ
り、この原料粉層21の表面に1000ガウス、中央に 200ガ
ウスの磁場を印加した状態で原料粉に対して５wt％の水
分を添加した。磁場除去後、原料粉層21を積層状態のま
ま図３(b) に示す実験装置における雰囲気炉22に装入
し、昇温速度20℃／分で 950℃まで昇温後、この温度に
て０〜60分保持し、炉冷した。炉内はＨ2 を80体積％、
Ｈ2 Ｏを１体積％含むAr雰囲気に維持した。
50cm×厚み10cmに積層して原料粉層を形成し、図３(a)
に模式図で示す実験装置における磁場発生装置12によ
り、この原料粉層21の表面に1000ガウス、中央に 200ガ
ウスの磁場を印加した状態で原料粉に対して５wt％の水
分を添加した。磁場除去後、原料粉層21を積層状態のま
ま図３(b) に示す実験装置における雰囲気炉22に装入
し、昇温速度20℃／分で 950℃まで昇温後、この温度に
て０〜60分保持し、炉冷した。炉内はＨ2 を80体積％、
Ｈ2 Ｏを１体積％含むAr雰囲気に維持した。
【００１９】このようにして得られた熱処理時の鉄粉
（実施例１）中の酸素および窒素の含有量の変化のグラ
フを図４に示す。磁場の印加と水分の添加がないほかは
実施例１と同一とした比較例の熱処理時の鉄粉（比較例
１）中の酸素および窒素の含有量の変化を図４に併せて
示す。実施例１と比較例１との比較から明らかなよう
に、原料粉に磁場を印加した状態で水分を加えた後に熱
処理した場合には、脱酸および脱窒に要する時間は大幅
に低減できる。 ＜第２実施例＞表１のＢに示すミルスケール粗還元粉を
50cm×50cm×厚み10cmに積層して原料粉層を形成し、図
３（ａ）に示す磁場発生装置12により、表面 700、中央
200ガウスの磁場を印加した状態で原料粉に対して20wt
％の水分を添加した。磁場除去後、積層状態のまま図３
（ｂ）に示す雰囲気炉22に挿入し、昇温速度15℃／分で
930℃まで昇温後、この温度にて０〜80分保持し、炉冷
した。炉内はＨ2 Ｏを 3.5体積％、Ｈ2 を50体積％含む
Ar雰囲気に維持した。
（実施例１）中の酸素および窒素の含有量の変化のグラ
フを図４に示す。磁場の印加と水分の添加がないほかは
実施例１と同一とした比較例の熱処理時の鉄粉（比較例
１）中の酸素および窒素の含有量の変化を図４に併せて
示す。実施例１と比較例１との比較から明らかなよう
に、原料粉に磁場を印加した状態で水分を加えた後に熱
処理した場合には、脱酸および脱窒に要する時間は大幅
に低減できる。 ＜第２実施例＞表１のＢに示すミルスケール粗還元粉を
50cm×50cm×厚み10cmに積層して原料粉層を形成し、図
３（ａ）に示す磁場発生装置12により、表面 700、中央
200ガウスの磁場を印加した状態で原料粉に対して20wt
％の水分を添加した。磁場除去後、積層状態のまま図３
（ｂ）に示す雰囲気炉22に挿入し、昇温速度15℃／分で
930℃まで昇温後、この温度にて０〜80分保持し、炉冷
した。炉内はＨ2 Ｏを 3.5体積％、Ｈ2 を50体積％含む
Ar雰囲気に維持した。
【００２０】熱処理時の鉄粉（実施例２）中の炭素の含
有量の変化のグラフを図５に示す。比較例として磁場の
印加と水分の添加がないほかは実施例２と同一とした場
合の熱処理時の鉄粉（比較例２）中の炭素の含有量の変
化を図５に併せて示す。実施例２と比較例２との比較か
ら明らかなように、原料粉に磁場を印加した状態で水分
を加えた後熱処理した場合には、脱炭に要する時間は大
幅に低減できる。
有量の変化のグラフを図５に示す。比較例として磁場の
印加と水分の添加がないほかは実施例２と同一とした場
合の熱処理時の鉄粉（比較例２）中の炭素の含有量の変
化を図５に併せて示す。実施例２と比較例２との比較か
ら明らかなように、原料粉に磁場を印加した状態で水分
を加えた後熱処理した場合には、脱炭に要する時間は大
幅に低減できる。
【００２１】
【表１】
【００２２】＜第３実施例＞表１のＢに示すミルスケー
ル粗還元粉をステンレス（SUS304）製容器内に50cm×50
cm×厚み10cmのサイズで充填し、図３（ａ）に示す磁場
発生装置12により、表面 700、中央 200ガウスの磁場を
印加した状態で原料粉に対して20wt％の量の酢酸水溶液
（酢酸濃度を表２に示すように0.00〜20wt％に変化させ
た）を添加した。磁場除去後、充填状態のまま図３
（ｂ）に示す雰囲気炉22に挿入し、昇温速度15℃／分で
930℃まで昇温後、この温度にて０〜80分保持し、炉冷
した。炉内はＨ2 Ｏを 3.5体積％、Ｈ2 を50体積％含む
Ar雰囲気に維持した。
ル粗還元粉をステンレス（SUS304）製容器内に50cm×50
cm×厚み10cmのサイズで充填し、図３（ａ）に示す磁場
発生装置12により、表面 700、中央 200ガウスの磁場を
印加した状態で原料粉に対して20wt％の量の酢酸水溶液
（酢酸濃度を表２に示すように0.00〜20wt％に変化させ
た）を添加した。磁場除去後、充填状態のまま図３
（ｂ）に示す雰囲気炉22に挿入し、昇温速度15℃／分で
930℃まで昇温後、この温度にて０〜80分保持し、炉冷
した。炉内はＨ2 Ｏを 3.5体積％、Ｈ2 を50体積％含む
Ar雰囲気に維持した。
【００２３】熱処理後の鉄粉充填層の配列構造に関し、
層表面の目視観察から保形状態を、酢酸濃度０wt％（水
単体）の場合を基準として、良（○），同等（△），劣
（×）で評価し、また、鉄粉を充填した容器の厚みを計
測して酸による浸食を評価した結果を表２に示す。濃度
0.10wt ％以上の酢酸水溶液添加で磁場除去後の原料粉
の配列構造がより強固に維持され、熱処理後の保形状態
が水単体添加の場合より良化するが、濃度20wt％以上で
は充填容器への酸浸食が激化することがわかる。
層表面の目視観察から保形状態を、酢酸濃度０wt％（水
単体）の場合を基準として、良（○），同等（△），劣
（×）で評価し、また、鉄粉を充填した容器の厚みを計
測して酸による浸食を評価した結果を表２に示す。濃度
0.10wt ％以上の酢酸水溶液添加で磁場除去後の原料粉
の配列構造がより強固に維持され、熱処理後の保形状態
が水単体添加の場合より良化するが、濃度20wt％以上で
は充填容器への酸浸食が激化することがわかる。
【００２４】また、熱処理時の鉄粉中の炭素含有量の変
化のグラフを図６に示す。水分に 0.10wt ％以上の酢酸
を溶解させると、水単体の場合に比べ鉄粉の配列構造が
より強固に維持されることから鉄粉充填層内の反応がよ
り促進され、図示のように脱炭所要時間がさらに短縮す
る。
化のグラフを図６に示す。水分に 0.10wt ％以上の酢酸
を溶解させると、水単体の場合に比べ鉄粉の配列構造が
より強固に維持されることから鉄粉充填層内の反応がよ
り促進され、図示のように脱炭所要時間がさらに短縮す
る。
【００２５】
【表２】
【００２６】＜第４実施例＞第３実施例において、酢酸
水溶液に代えて表３に第４実施例として示す酸（ぎ酸、
炭酸、安息香酸、シュウ酸）の水溶液（酸濃度 5.0wt
％）としたほかは第３実施例と同様の熱処理を行い、同
様の調査を行った結果を表３に示す。酢酸の場合と同様
の結果である。なお、熱処理時の鉄粉中の炭素含有量の
変化についても調査したが、図６の酢酸濃度 0.10wt ％
以上の場合のカーブに重なった。
水溶液に代えて表３に第４実施例として示す酸（ぎ酸、
炭酸、安息香酸、シュウ酸）の水溶液（酸濃度 5.0wt
％）としたほかは第３実施例と同様の熱処理を行い、同
様の調査を行った結果を表３に示す。酢酸の場合と同様
の結果である。なお、熱処理時の鉄粉中の炭素含有量の
変化についても調査したが、図６の酢酸濃度 0.10wt ％
以上の場合のカーブに重なった。
【００２７】
【表３】
【００２８】＜第５実施例＞図１は連続式移動床炉を用
いた本発明の仕上げ熱処理装置の概念図である。熱処理
炉20を仕切壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾーン３、脱
窒ゾーン４に分け、ガス吹き込み管51、52を設置し、脱
炭ゾーン２にはガス吹き込み管52により水蒸気を含む雰
囲気ガスを導入し、脱酸ゾーン３、脱窒ゾーン４にはガ
ス吹き込み管51により水素を含む雰囲気ガスを導入し、
反応後の生成ガスを含む雰囲気ガスは脱炭ゾーン２に設
置された排ガス管６から排気できるようにした。
いた本発明の仕上げ熱処理装置の概念図である。熱処理
炉20を仕切壁１により脱炭ゾーン２、脱酸ゾーン３、脱
窒ゾーン４に分け、ガス吹き込み管51、52を設置し、脱
炭ゾーン２にはガス吹き込み管52により水蒸気を含む雰
囲気ガスを導入し、脱酸ゾーン３、脱窒ゾーン４にはガ
ス吹き込み管51により水素を含む雰囲気ガスを導入し、
反応後の生成ガスを含む雰囲気ガスは脱炭ゾーン２に設
置された排ガス管６から排気できるようにした。
【００２９】原料粉７は原料ホッパ８からベルト９に供
給され、熱処理炉20に送られる。ベルト９は熱処理炉20
の両端にあるホイール10で駆動され、熱処理炉20の加熱
にはラジアントチューブ11を用いた。熱処理部である熱
処理炉20と原料供給部である原料ホッパ８の間にベルト
９の上下に対極の磁石を有する磁場発生装置12を設置
し、その直後に磁場を印加されている状態の原料粉７に
水分を供給する配管13（水分供給装置）を設けた。図２
は磁場発生装置12近辺の拡大図である。
給され、熱処理炉20に送られる。ベルト９は熱処理炉20
の両端にあるホイール10で駆動され、熱処理炉20の加熱
にはラジアントチューブ11を用いた。熱処理部である熱
処理炉20と原料供給部である原料ホッパ８の間にベルト
９の上下に対極の磁石を有する磁場発生装置12を設置
し、その直後に磁場を印加されている状態の原料粉７に
水分を供給する配管13（水分供給装置）を設けた。図２
は磁場発生装置12近辺の拡大図である。
【００３０】この装置を用いた場合の実施例（実施例
３）を以下に述べる。原料粉７としては表１のＢに示す
ミルスケール粗還元粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 9
50℃に設定し、脱窒ゾーン４へはガス吹き込み管51から
水素を200Nm3／hr導入し、脱炭ゾーン２へはガス吹き込
み管52から水蒸気を 70Nm3／hr導入した。
３）を以下に述べる。原料粉７としては表１のＢに示す
ミルスケール粗還元粉を用いた。熱処理炉20の炉温は 9
50℃に設定し、脱窒ゾーン４へはガス吹き込み管51から
水素を200Nm3／hr導入し、脱炭ゾーン２へはガス吹き込
み管52から水蒸気を 70Nm3／hr導入した。
【００３１】原料粉に印加する磁場は、原料粉層の底部
で1000ガウス、表面で 200ガウス程度となるように設定
した。また、原料粉に添加した水分量は原料粉に対して
15wt％程度になるようコントロールした。仕上げ熱処理
後の鉄粉の炭素、酸素、窒素の含有量は表４のとおり
0.002wt％Ｃ，0.27wt％Ｏ，0.0015wt％Ｎである。この
場合の生産量は 5.5ｔ／hrであった。
で1000ガウス、表面で 200ガウス程度となるように設定
した。また、原料粉に添加した水分量は原料粉に対して
15wt％程度になるようコントロールした。仕上げ熱処理
後の鉄粉の炭素、酸素、窒素の含有量は表４のとおり
0.002wt％Ｃ，0.27wt％Ｏ，0.0015wt％Ｎである。この
場合の生産量は 5.5ｔ／hrであった。
【００３２】比較例として、磁場を印加することなく同
程度の炭素、酸素、窒素含有量が得られるように、ベル
トの移動速度を低下させた他は実施例３と同様にして操
業を行った（比較例３）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の炭素、酸素、窒素の含有量は表４のとおり 0.003
wt％Ｃ，0.29wt％Ｏ，0.0018wt％Ｎであるが、生産量は
3.1ｔ／hrであった。
程度の炭素、酸素、窒素含有量が得られるように、ベル
トの移動速度を低下させた他は実施例３と同様にして操
業を行った（比較例３）。この場合の仕上げ熱処理後の
鉄粉の炭素、酸素、窒素の含有量は表４のとおり 0.003
wt％Ｃ，0.29wt％Ｏ，0.0018wt％Ｎであるが、生産量は
3.1ｔ／hrであった。
【００３３】すなわち本発明により、鉄粉の仕上げ熱処
理の生産性は約 1.8倍となった。
理の生産性は約 1.8倍となった。
【００３４】
【表４】
【００３５】＜第６実施例＞原料粉に添加する水分とし
て表５に示す酢酸水溶液（酢酸濃度も同表に示す）を使
用し、酢酸濃度0.10wt％以上の場合に酢酸濃度0.00wt％
（水単体：上記第５実施例の実施例３に対応）の場合と
同程度の酸素、炭素、窒素含有量が得られるように、ベ
ルトの移動速度を増大させた以外は前記実施例３と同じ
設備・原料粉・操業条件で熱処理を行った。この場合の
仕上げ熱処理後の鉄粉の炭素、酸素、窒素の含有量は表
５のとおり0.0015〜0.0020wt％Ｃ，0.25〜0.27wt％Ｏ，
0.0012〜0.0015wt％Ｎであり、生産量は、酢酸濃度0.10
wt％未満の場合に実施例３と同じ 5.5ｔ／hrであるのに
対し、酢酸濃度0.10wt％以上の場合には 6.1〜6.2 ｔ／
hrと向上した。
て表５に示す酢酸水溶液（酢酸濃度も同表に示す）を使
用し、酢酸濃度0.10wt％以上の場合に酢酸濃度0.00wt％
（水単体：上記第５実施例の実施例３に対応）の場合と
同程度の酸素、炭素、窒素含有量が得られるように、ベ
ルトの移動速度を増大させた以外は前記実施例３と同じ
設備・原料粉・操業条件で熱処理を行った。この場合の
仕上げ熱処理後の鉄粉の炭素、酸素、窒素の含有量は表
５のとおり0.0015〜0.0020wt％Ｃ，0.25〜0.27wt％Ｏ，
0.0012〜0.0015wt％Ｎであり、生産量は、酢酸濃度0.10
wt％未満の場合に実施例３と同じ 5.5ｔ／hrであるのに
対し、酢酸濃度0.10wt％以上の場合には 6.1〜6.2 ｔ／
hrと向上した。
【００３６】
【表５】
【００３７】＜第７実施例＞原料粉に添加する水分とし
て表６に示す各種酸の水溶液（酸濃度 5.0wt％）を使用
した以外は上記第６実施例と同じ設備・原料粉・操業条
件（ベルト移動速度についても同様）で熱処理を行っ
た。この場合の仕上げ熱処理後の鉄粉の炭素、酸素、窒
素の含有量は表６のとおり0.0015〜0.0018wt％Ｃ，0.25
〜0.26wt％Ｏ，0.0012〜0.0013wt％Ｎであり、生産量
は、第６実施例における酢酸濃度0.10wt％以上の場合と
同程度の 6.1〜6.2 ｔ／hrに達し、水単体の場合の 5.5
ｔ／hrよりも向上した。
て表６に示す各種酸の水溶液（酸濃度 5.0wt％）を使用
した以外は上記第６実施例と同じ設備・原料粉・操業条
件（ベルト移動速度についても同様）で熱処理を行っ
た。この場合の仕上げ熱処理後の鉄粉の炭素、酸素、窒
素の含有量は表６のとおり0.0015〜0.0018wt％Ｃ，0.25
〜0.26wt％Ｏ，0.0012〜0.0013wt％Ｎであり、生産量
は、第６実施例における酢酸濃度0.10wt％以上の場合と
同程度の 6.1〜6.2 ｔ／hrに達し、水単体の場合の 5.5
ｔ／hrよりも向上した。
【００３８】
【表６】
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、原料粉の脱酸、脱炭あ
るいは脱窒熱処理における原料粉層の水素ガスないし水
蒸気ガスの通気性が改善されるので、熱処理の効率が格
段に向上する。
るいは脱窒熱処理における原料粉層の水素ガスないし水
蒸気ガスの通気性が改善されるので、熱処理の効率が格
段に向上する。
【図１】連続式移動床炉を用いた本発明の仕上げ熱処理
装置の概念図である。
装置の概念図である。
【図２】磁場発生装置近辺の拡大図である。
【図３】実験装置の模式図である。
【図４】第１実施例における熱処理時の鉄粉中の酸素お
よび窒素の含有量の変化のグラフである。
よび窒素の含有量の変化のグラフである。
【図５】第２実施例における熱処理時の鉄粉中の炭素の
含有量の変化のグラフである。
含有量の変化のグラフである。
【図６】第３実施例における熱処理時の鉄粉中の炭素の
含有量の変化のグラフである。
含有量の変化のグラフである。
【符号の説明】 １ 仕切壁 ２ 脱炭ゾーン ３ 脱酸ゾーン ４ 脱窒ゾーン 51，52 ガス吹き込み管 ６ 排ガス管 ７ 原料粉 ８ 原料ホッパ ９ ベルト 10 ホイール 11 ラジアントチューブ 12 磁場発生装置 13 配管 20 熱処理炉 21 原料粉層 22 雰囲気炉
Claims (7)
- 【請求項１】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理
方法において、原料粉に磁場を印加したまま水分を含有
させた後、当該原料粉の熱処理を行うことを特徴とする
鉄粉の仕上げ熱処理方法。 - 【請求項２】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理
方法において、原料粉に磁場を印加したまま、酸を溶解
させた水分を含有させ、しかる後に当該原料粉の熱処理
を行うことを特徴とする鉄粉の仕上げ熱処理方法。 - 【請求項３】 水分中に溶解させる酸がＣ，Ｏ，Ｈのみ
からなる酸であり、該溶解によって生じた酸水溶液の酸
濃度が0.10wt％以上20wt％未満である請求項２記載の鉄
粉の仕上げ熱処理方法。 - 【請求項４】 Ｃ，Ｏ，Ｈのみからなる酸が、炭酸，ぎ
酸，酢酸，安息香酸，シュウ酸の少なくともいずれかで
ある請求項３記載の鉄粉の仕上げ熱処理方法。 - 【請求項５】 鉄粉の仕上げ熱処理が、連続式移動床炉
で連続的に行われることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載の鉄粉の仕上げ熱処理方法。 - 【請求項６】 脱酸、脱炭および脱窒の各熱処理のうち
１種または２種以上の熱処理を行う鉄粉の仕上げ熱処理
装置において、原料粉の供給部と熱処理部の間に、原料
粉の移動方向に原料粉に磁場を印加するための磁場発生
装置と、磁場を印加された原料粉に水分を含有させる水
分供給装置とを近接して配設したことを特徴とする鉄粉
の仕上げ熱処理装置。 - 【請求項７】 鉄粉の仕上げ熱処理装置が、連続式移動
床炉であることを特徴とする請求項６記載の鉄粉の仕上
げ熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8270750A JPH09170002A (ja) | 1995-10-19 | 1996-10-14 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法および仕上げ熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27103795 | 1995-10-19 | ||
| JP7-271037 | 1995-10-19 | ||
| JP8270750A JPH09170002A (ja) | 1995-10-19 | 1996-10-14 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法および仕上げ熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09170002A true JPH09170002A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=26549350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8270750A Pending JPH09170002A (ja) | 1995-10-19 | 1996-10-14 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法および仕上げ熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09170002A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017043090A1 (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017043095A1 (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056512A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056511A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056510A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056509A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP8270750A patent/JPH09170002A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017043090A1 (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017043095A1 (ja) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| KR20180022904A (ko) * | 2015-09-11 | 2018-03-06 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 합금 강분의 제조 방법 |
| JP6112278B1 (ja) * | 2015-09-11 | 2017-04-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| JP6112277B1 (ja) * | 2015-09-11 | 2017-04-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| JP6112282B1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056509A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056510A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| JP6112281B1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| JP6112283B1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| JP6112280B1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056511A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| WO2017056512A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 粉末冶金用合金鋼粉の製造方法 |
| KR20180033567A (ko) * | 2015-09-30 | 2018-04-03 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 분말 야금용 합금 강분의 제조 방법 |
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