JPH111701A - 鉄粉の仕上げ熱処理方法 - Google Patents
鉄粉の仕上げ熱処理方法Info
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 原料粉の仕上げ熱処理の生産性を向上させ
ること。 【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、水分を添加前の原料粉に対する重量％に
て0.5 〜20wt％添加した後当該原料粉の熱処理を行う。
水分として酸を0.1 wt％以上20wt％未満の濃度範囲で含
む酸水溶液を使用するのがよい。酸としてはＣ、Ｏ、Ｈ
のみから構成される酸（炭酸、ぎ酸、酢酸、安息香酸、
シュウ酸等）を使用する。
ること。 【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、水分を添加前の原料粉に対する重量％に
て0.5 〜20wt％添加した後当該原料粉の熱処理を行う。
水分として酸を0.1 wt％以上20wt％未満の濃度範囲で含
む酸水溶液を使用するのがよい。酸としてはＣ、Ｏ、Ｈ
のみから構成される酸（炭酸、ぎ酸、酢酸、安息香酸、
シュウ酸等）を使用する。
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よく行うため、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よく行うため、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】この点に鑑み、本発明は、原料粉の仕上げ
熱処理の生産性を向上させることを目的とする。
熱処理の生産性を向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、原料粉の
脱酸、脱炭、脱窒が上記反応式に従って進行することか
ら、熱処理前に予め原料粉層内部まで水分を浸透させて
おけばこれらの反応が促進されると洞察し、この点を実
験により確認し、その結果得られた知見に基づいて本発
明を完成した。
脱酸、脱炭、脱窒が上記反応式に従って進行することか
ら、熱処理前に予め原料粉層内部まで水分を浸透させて
おけばこれらの反応が促進されると洞察し、この点を実
験により確認し、その結果得られた知見に基づいて本発
明を完成した。
【０００７】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、原料粉に水分を添加した後、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。水分の添加量は、添加前の原料粉に
対する重量％にて0.5 〜20wt％とするのがよい。また、
水分として酸を0.1 wt％以上20wt％未満の濃度範囲で含
む酸水溶液を使用するといっそう効果的である。酸とし
ては、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、シュウ酸等を使用するのが
好ましい。
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、原料粉に水分を添加した後、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。水分の添加量は、添加前の原料粉に
対する重量％にて0.5 〜20wt％とするのがよい。また、
水分として酸を0.1 wt％以上20wt％未満の濃度範囲で含
む酸水溶液を使用するといっそう効果的である。酸とし
ては、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、シュウ酸等を使用するのが
好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】上述のように、脱酸、脱炭ないし
脱窒は以下の反応式に従って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） 本発明によれば、熱処理時間を短縮できて生産性が向上
するが、その理由は、熱処理前の原料粉に水分を添加す
ることで、原料粉層の内部まで水分が浸透して、熱処理
中に層内部の原料粉の脱炭反応が促進され、この反応で
生成した水素がさらに脱酸および／または脱窒反応を促
進することにあると考えられる。
脱窒は以下の反応式に従って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） 本発明によれば、熱処理時間を短縮できて生産性が向上
するが、その理由は、熱処理前の原料粉に水分を添加す
ることで、原料粉層の内部まで水分が浸透して、熱処理
中に層内部の原料粉の脱炭反応が促進され、この反応で
生成した水素がさらに脱酸および／または脱窒反応を促
進することにあると考えられる。
【０００９】水分添加量を0.5 〜20wt％としたのは、0.
5 wt％未満では脱炭が不足し、20wt％超では脱酸が不足
するためである。水分の添加方法は、熱処理炉に装入す
る前の原料粉末に添加するだけでよい。例えば、図１に
示す仕上げ熱処理装置（連続式移動床炉）20で熱処理を
行う場合には、例えば炉の入側に散水手段（散水管）31
を設けてホッパ８内の原料粉７に散水する等の方法が好
適である。なお、図１において、１は仕切壁、２は脱炭
ゾーン、３は脱酸ゾーン、４は脱窒ゾーン、６は排ガス
管、９はベルト、10はホイール、11はラジアントチュー
ブ、51、52はガス吹き込み管である。無論、炉内に水蒸
気吹き込みを行う前記従来法との併用も可能である。
5 wt％未満では脱炭が不足し、20wt％超では脱酸が不足
するためである。水分の添加方法は、熱処理炉に装入す
る前の原料粉末に添加するだけでよい。例えば、図１に
示す仕上げ熱処理装置（連続式移動床炉）20で熱処理を
行う場合には、例えば炉の入側に散水手段（散水管）31
を設けてホッパ８内の原料粉７に散水する等の方法が好
適である。なお、図１において、１は仕切壁、２は脱炭
ゾーン、３は脱酸ゾーン、４は脱窒ゾーン、６は排ガス
管、９はベルト、10はホイール、11はラジアントチュー
ブ、51、52はガス吹き込み管である。無論、炉内に水蒸
気吹き込みを行う前記従来法との併用も可能である。
【００１０】水分としては、蒸留水、純水、工場内環水
等のいずれを使用してもかまわない。また、本発明者ら
の実験によれば、水分として酸を0.1 wt％以上20wt％未
満の濃度範囲で含む酸水溶液を使用するといっそう効果
的である。酸濃度が0.1 wt％未満であると水単体の場合
と効果に差がなく、20wt％以上であると熱処理炉付帯設
備の侵食が無視できなくなる。酸としては、鉄粉中に微
量残っても有害となるＢ、Ｐ、Ｓ等の成分を含まず、か
つ排気ガスにＮＯx 、ＳＯx 、塩素ガス等の環境汚染物
質を含まないものが望ましく、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、シュウ酸等を使用するのが好ましい。
等のいずれを使用してもかまわない。また、本発明者ら
の実験によれば、水分として酸を0.1 wt％以上20wt％未
満の濃度範囲で含む酸水溶液を使用するといっそう効果
的である。酸濃度が0.1 wt％未満であると水単体の場合
と効果に差がなく、20wt％以上であると熱処理炉付帯設
備の侵食が無視できなくなる。酸としては、鉄粉中に微
量残っても有害となるＢ、Ｐ、Ｓ等の成分を含まず、か
つ排気ガスにＮＯx 、ＳＯx 、塩素ガス等の環境汚染物
質を含まないものが望ましく、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、シュウ酸等を使用するのが好ましい。
【００１１】
【実施例】 （実施例１）表１に示すミルスケール粗還元粉Ａ、Ｂを
50cm×50cm×厚み10cmに積層して原料粉層を形成した。
この際、ミルスケール粗還元粉に該粗還元粉の重量に対
して0.5 〜20wt％の水分を予め均一に混合添加（水分添
加量は表２参照）した。そして図２に示すように、この
原料粉層21を積層状態のまま、炉内を100 体積％のＨ 2
雰囲気に維持した雰囲気炉22に装入し、昇温速度15℃／
分で 930℃まで昇温後、この温度にて80分保持し、炉冷
するという条件で熱処理を行い実施例とした。
50cm×50cm×厚み10cmに積層して原料粉層を形成した。
この際、ミルスケール粗還元粉に該粗還元粉の重量に対
して0.5 〜20wt％の水分を予め均一に混合添加（水分添
加量は表２参照）した。そして図２に示すように、この
原料粉層21を積層状態のまま、炉内を100 体積％のＨ 2
雰囲気に維持した雰囲気炉22に装入し、昇温速度15℃／
分で 930℃まで昇温後、この温度にて80分保持し、炉冷
するという条件で熱処理を行い実施例とした。
【００１２】また、ミルスケール粗還元粉Ｂ、Ｃに０wt
％（水分無添加）、25wt％の水分を添加し実施例と同一
条件で熱処理を行ってそれぞれ従来例、比較例とした。
熱処理後の鉄粉の成分含有量を表２に示す。
％（水分無添加）、25wt％の水分を添加し実施例と同一
条件で熱処理を行ってそれぞれ従来例、比較例とした。
熱処理後の鉄粉の成分含有量を表２に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】表２より、実施例ではいずれもＣ、Ｏ、Ｎ
が十分に低下したのに対し、水分無添加の従来例は脱炭
が、水分25wt％添加の比較例は脱酸が、それぞれ不足
し、本発明の効果が明らかである。 （実施例２）図１に示した連続式移動床炉20を用いて表
１のミルスケール粗還元粉Ｂを仕上げ熱処理した。炉温
を950 ℃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/h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35Nm3/h 導入した。この際、表３
に示す各条件でホッパ８内の原料粉７に散水管31より水
分を散布添加（水分無添加の従来例も含む）し、仕上げ
熱処理後の鉄粉の成分含有量がＣ≦0.003 wt％、Ｏ≦0.
30wt％、Ｎ≦0.0015wt％となるようにベルト９の移動速
度を調整した。
が十分に低下したのに対し、水分無添加の従来例は脱炭
が、水分25wt％添加の比較例は脱酸が、それぞれ不足
し、本発明の効果が明らかである。 （実施例２）図１に示した連続式移動床炉20を用いて表
１のミルスケール粗還元粉Ｂを仕上げ熱処理した。炉温
を950 ℃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/h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35Nm3/h 導入した。この際、表３
に示す各条件でホッパ８内の原料粉７に散水管31より水
分を散布添加（水分無添加の従来例も含む）し、仕上げ
熱処理後の鉄粉の成分含有量がＣ≦0.003 wt％、Ｏ≦0.
30wt％、Ｎ≦0.0015wt％となるようにベルト９の移動速
度を調整した。
【００１６】各条件での生産量（t/h ）の従来例との比
と熱処理後の鉄粉の成分含有量を表３に示す。
と熱処理後の鉄粉の成分含有量を表３に示す。
【００１７】
【表３】
【００１８】表３より、熱処理後の成分含有量はいずれ
の場合も目標範囲に達したが、水分無添加の従来例より
も水分添加の実施例のほうが生産性が高く、さらに水分
として酸水溶液を用いた実施例が最も生産性が高いとい
う結果であり、本発明の効果が明らかである。
の場合も目標範囲に達したが、水分無添加の従来例より
も水分添加の実施例のほうが生産性が高く、さらに水分
として酸水溶液を用いた実施例が最も生産性が高いとい
う結果であり、本発明の効果が明らかである。
【００１９】
【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内部の反応が促進さ
れて、熱処理の生産性が向上するという効果を奏する。
るいは脱窒熱処理における原料粉層内部の反応が促進さ
れて、熱処理の生産性が向上するという効果を奏する。
【図１】連続式移動床炉入側での水分添加方法の説明図
である。
である。
【図２】実施例１の熱処理方法の説明図である。
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 ホッパ ９ ベルト 10 ホイール 11 ラジアントチューブ 20 仕上げ熱処理装置（連続式移動床炉） 21 原料粉層 22 雰囲気炉 31 散水手段（散水管）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 博之 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 鈴木 良和 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内
Claims (4)
- 【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、原料粉に水分を添加した後、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】 水分の添加量が、添加前の原料粉に対す
る重量％にて0.5 〜20wt％である請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 水分が酸を0.1 wt％以上20wt％未満の濃
度範囲で含む酸水溶液である請求項１または２に記載の
方法。 - 【請求項４】 酸がＣ、Ｏ、Ｈのみから構成される酸で
ある請求項３記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153489A JPH111701A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153489A JPH111701A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111701A true JPH111701A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15563697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9153489A Pending JPH111701A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 鉄粉の仕上げ熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH111701A (ja) |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP9153489A patent/JPH111701A/ja active Pending
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