JPS63235436A - クロム還元ペレツトの製造方法 - 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、クロム還元ペレットの製造方法に関し、特に
クロム鉱石粉と内装炭素質還元剤（以下、単に「内装炭
」という）との混合粉末原料に粘結剤を加えて造粒し、
これをロータリーキルン中で外装炭素質還元剤（以下、
単に「外装炭」という）とともに転動させつつ還元焙焼
して、クロム還元ペレットを製造する方法に関し、特に
高い還元率のクロム還元ベレットを製造することによっ
て、次工程の電気炉精錬に当って電力消費が少な（て済
むペレット、さらには上・底吹き転炉、アーク式電気炉
で溶製されるステンレス鋼の原料の一部として直接利用
できるような高い還元率のペレットを有利に製造する方
法について提案する。

（従来の技術） クロム還元ペレットを製造する従来技術としては、特公
昭４８−３７８８５号公報に開′示の方法が代表的な方
法として知られている。この技術は、粉状のクロム鉱石
１００重量部に対し、内装炭を２０〜２５重量部混合し
、この混合物１００重量部に対しベントナイト等のバイ
ンダー２〜６重量部と水３〜６重量部を添加した調湿混
合粉を造粒して含炭クロム生ペレットとし、この生ペレ
ットを乾燥してからロータリーキルンの炉尻から該キル
ン内に装入し。

１０００〜１５００℃の温度で還元焙焼し羽口より排出
しその後電気炉内に投入して高クロム還元ペレットとす
る方法である。

この従来技術の場合、該キルン内でクロム及び鉄の還元
反応が進行する１０００〜１５００℃の温度領域（以下
、単に「還元領域」という）にペレットが滞留している
時間は、せいぜい１．５〜２．５時間と比較的短（、得
られるクロム還元ペレットの還元率は、クロムが４５〜
６５％、鉄では８５〜９５％程度に止まっていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来技術にかかるクロム還元ベレットの製造方
法は、ペレットのクロム還元率が最大でも６５％程度の
ものしか得ることができない。

また、キルン排ガス中には未燃焼のＣＯガスが残ってお
りエネルギー損失が大きい。

さらに、得られた還元ペレットは還元率が４５〜６５％
程度であるから、電気炉精錬において消費される電力原
単位も大きく、コスト高となる他、電気炉で製練してフ
ェロクロムとした後でなければ、所謂ステンレス溶製工
程に直接使用するようなことができないという欠点があ
った。

（問題点を解決するための手段） 上述の従来技術が抱えている問題点に対し、本発明は、 クロム鉱石と内装炭素質還元剤とを粘結剤を使って造粒
した生ペレットを、ロータリーキルン内に装入して外装
炭素質還元剤共存下でバーナーの燃焼により還元焙焼す
るときに、前記バーナーの燃焼空気量を理論空気量の１
〜１．２倍に調整し、かつ前記キルンの内圧が負圧にな
るように羽口より侵入する流入空気量を前記理論空気量
の２０ｖｏ　１％以下に調整し、 該キルン内の温度が１０００〜１５００℃を示す還元領
域には、この領域で存在する燃焼ガスおよび過剰空気を
全量ＣＯガスに還元するのに必要な量の前記外装炭素質
還元剤を残留させ、そして、該キルン内の温度が７００
〜１０００℃を示す予熱領域には、この位置に配設した
空気供給口より、前記還元領域で生成するＣＯを全量Ｃ
Ｏ□に燃焼させるのに必要な量の空気を吹込むこと、を
特徴とする方法の採用により、 高還元率のクロム還元ベレットを製造する方法、を上記
課題解決の手段として提案する。

（作　用） 本発明方法で用いる原料は、予め所定量の内装炭を配合
した含炭クロム生ペレットであるが、この含炭クロム生
ベレットはクロム鉱石粉と内装炭（コークス粉）を混合
したものに、ベントナイトや水などのバインダーを加え
て混合し、パン型ペレタイザーにより造粒し、その後乾
燥して得られる。前記含炭クロム生ベレットは、ロータ
リーキルン１の炉尻２に配設されている原料投入シュー
ト（図示せず）より、外装炭とともに装入され、所定の
時間キルン内で転勤しながら次第に羽目方向へ移動し、
その間羽口３部に取付けたバーナー（図示せず）の燃焼
加熱を介して還元焙焼され、該羽目３部から排出される
。

かかるロータリーキルン１内は、前記バーナーの燃焼に
より加熱される。このときのロータリーキルン内の温度
勾配を第１図に示す。

装入された生ペレットの該ロータリーキルンｌ内での挙
動についてみると、該キルン内では、１０００℃以下の
領域ではＦｅが若干還元されるが、クロムはまだ還元さ
れない。この温度領域（以下、単に「予熱領域」という
）に続＜　１０００〜１５００℃の温度領域、すなわち
還元領域に達して始めてＣｒの還元が進行する。還元領
域においては、下記反応式に示すように、Ｃｒ及びＦｅ
が内装炭によって還元され、クロムカーバイド、鉄カー
バイドを生成する。

７ＣｒｚＯ：＋　＋　２７Ｃ＝　２ＣｒｔＣ３＋　２１
ＣＯ３ＦｅＯ＋　　４Ｃ＝　　Ｆｅ５Ｃ＋　　３Ｃ０ま
た、この還元領域における反応により生成した多量のＣ
Ｏガスは、予熱領域に位置するロータリ−キルン１長手
方向の中央部分に設けた空気供給口４からの吹込み空気
により、全量ＣＯ２ガスに燃焼させることが必要である
。

一方、前記還元領域に過剰な空気が存在すると、該還元
領域の温度が低下する上さらに酸素分圧も上昇するため
に、還元反応が進行しにくなり、ＣｒＦｅの還元率が低
下する。

このロータリーキルンｌ内を還元性雰囲気にするには、
羽口３からの０２の侵入を遮断すれば良い。しかしなが
ら、一方では羽口３側を負圧としてバンクファイア−を
防止するために、またバーナーとその付帯設備の保全の
ために、多少の侵入空気は必要であり、このための最適
範囲として本発明では、前記バーナーの燃焼空気量を理
論空気量の１−１．２倍に調整し、かつ該キルンの内圧
が負圧になるように羽目より侵入する流入空気量を前記
理論空気量の２０ｖｏ　１％以下に調整することとした
。

このような調整を行うことによって、キルン内の温度を
低下させることなく還元率を向上させることができる。

しがち、還元ペレットが十分に加熱されるので、ＦｅＯ
リッチな′低融点のスラグを生成することもなくなり、
還元ペレット同志あるいは還元ペレットとキルンのれん
がとの融着も防止できる。

しかし、上述のように還元頃域での酸素分圧を低下させ
ても、なおバーナーの燃焼ガスおよび侵入空気からのＣ
Ｏｔガス、ｏ２ガスは存在するがら還元ペレットの還元
率が低下するのを防止するおそれがあり、これを阻止す
るためには所定量の外装炭を存在させることが必要であ
る。この外装炭の量は次のようにして決定される。すな
わち、高温領域にあるＣＯ２ガスについては、Ｃが存在
すると下記反応式によって直ちににＣＯガスにまで還元
される。従って、還元領域に羽口３より侵入する過剰０
３ガスと燃焼により生成するＣＯ２ガスの量に応じて、
それらを全ＩＣＯガスまで還元するに足る量を計算し、
必要外装炭量とする。

Ｏｚ十〇　　→　Ｃ０８ ＣＯ２＋Ｃ→　　２ＣＯ この外装炭は、ロータリーキルン１の炉尻２より供給す
る他、必要によっては７００〜ｔｏｏｏ℃に当たる予熱
領域の特に高温帯（キルン長手方向の略中央部）より投
入できるようにする。また、ペレットの還元領域での滞
留時間は、ロータリーキルン１の長さ、傾斜、原料の安
息角及び回転数に密接な関係がある。クロム還元ペレッ
トの製造においては、ロータリーキルン内の温度を１５
００℃以下で操業しないと、ペレット同志の融着もしく
はペレットとれんがの融着が起こるため、最高温度を１
５００℃に抑えなければならない。そのために、還元帯
における滞留時間が３時間以下になると、還元率が６５
％以下程度となってしまう。また未反応のクロム酸化物
が多く残る結果となる。従って、還元領域における焼成
中の滞留時間は第３図から明らかなように３〜７時間と
するのが望ましい。

また、７時間を超えると還元率の向上には効果が無くな
るとともに生産性が低下する。

次に、キルン内予熱領域の挙動について説明すると、前
記還元領域でペレットと内装炭との反応により発生した
ＣＯが、常に炉尻２方向に向って流れることになるが、
このｃｏガスが未燃焼ｃ。

ガスのままで炉尻２より排出されると、ロータリーキル
ン１内の温度が上昇せずにペレットの予熱温度が低下す
るし、また未燃エネルギー損失も大きくなる。そこで、
本発明では、前述のように予熱領域の７００〜１０００
℃の温度領域に設けた空気供給口４がら空気を流入させ
、前記ｃｏガスを全量ＣＯｚガスにするまで燃焼させる
。具体的には、炉尻２にＣＯ検知器を設け、このＣＯ検
知器でＣＯ！ガスが検出されないようになるまで行う。

この検知器を設けてＣＯガスが検出されないようにする
際、過剰の空気が該キルン内に残らないようにしないと
、かえってロータリーキルン１の炉内温度を低下させる
結果となるので注意を要する。

以上に説明したようなロータリーキルンの操業を行うこ
とによって、本発明ではクロムの還元率が７０〜９５％
の高クロム還元ペレットを製造することができる。

（実施例） 炎二土 クロム鉱石と内装炭とを粘結剤を使って造粒した生ペレ
ットを、第１図に示したロータリーキルンｌ内に装入し
て外装コークス（外装炭）５共存下でバーナーの燃焼に
より還元焙焼し、クロム還元ペレットを製造する方法に
おいて、 ２００メツシユ以下のクロム鉱石粉１００重量部に対し
、内装炭用コークス２５重量部を混合し、さらにベント
ナイト５重量部、水６重量部添加し、ペレタイザーで平
均粒径ｌＯ■■φとなるように造粒し、乾燥して含炭生
ペレットとした。使用した含炭生ペレットの性状を表−
１、外装コークスの性状を表−２に示し、バーナーに用
いた燃料の性状を表−３にそれぞれ示した。

表−１含炭クロムペレットの性状 表−２外装コークスの性状 上記含炭クロム生ペレッ）　１００重量部と、外装コー
クス７重量部を煉瓦内径２ｍφＸ３６ｍＩ！のロータリ
ーキルンに装入し、上記燃料を炉内壁最高温度帯を１４
５０℃、排出される還元ペレットの温度が１３５０℃に
なるように供給し、同時にバーナーで使用する燃焼用空
気を表−３中の理論空気Ａ０とし、羽口部から流入する
空気をＡ、ｘ　Ｏ，２ｏ　、予熱領域の高温部（７００
〜１０００℃）から吹込む空気量をＡｏＸｏ、５として
燃焼し、ロータリーキルンの還元領域での滞留時間が３
時間となるようにして３日間連続操業して得られた高還
元率クロムペレットの化学組成を表−４，キルン排ガス
の分析値を表−５に示す。

表−５キルン排ガスの分析値 例−２ 上記実施例−１と同様にして含炭クロム生ペレットを製
造し、前記含炭クロムペレッ）１００重量部と、外装コ
ークス７重量部を煉瓦内径２１φ×３６ｍのロータリー
キルンに装入し、上記燃料を炉内壁最高温度帯を１４５
０℃、排出される還元ペレットの温度が１３５０℃にな
るように供給し、同時にバーナーで使用する燃焼用空気
を表−３中の理論空気へ〇とし、羽口部から流入する空
気をＡｏＸｏ、２０．予熱領域の高温部（７００〜１０
００℃）から吹込む空気量をＡ（ＩＸ　Ｏ，５として燃
焼し、ロータリーキルンの還元領域での滞留時間が４時
間となるようにして３日間連続操業して得られた高還元
率クロムペレットの化学組成を表−６，キルン排ガスの
分析値を表−７に示す。

例−３ 上記実施例−１と同様にして含炭クロム生ペレットを製
造し、前記含炭クロムペレット１００重量部と、外装コ
ークス７重量部を煉瓦内径２ｍφ×３６ｍのロータリー
キルンに装入し、上記燃料を炉内壁量高温度帯を１４５
０℃、排出される還元ベレットの温度が１３５０℃にな
るように供給し、同時にバーナーで使用する燃焼用空気
を表−３中の理論空気へ〇とし、羽目部から流入する空
気をＡｏ　Ｘ　Ｏ，２０，予熱領域の高温部（７００〜
１０００℃）から吹込む空気量をＡＯＸ　０．５とし燃
焼し、ロータリーキルンの還元領域での滞留時間が４．
５時間となるようにして３日間連続操業して得られた高
還元率クロムペレットの化学組成を表−８，キルン排ガ
スの分析値を表−９に示す。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、電気炉精錬におけ
る精錬コストを低くすることができる他、さらにはステ
ンレス溶製工程に直接使い得る程度の高いクロム還元率
のベレットを、精錬工程（電気炉）を経ることなく製造
でき、しかも排ガス中の未燃焼ＣＯを極力少な（するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロータリーキルンの概略図、第２図は、ロー
タリーキルン内の温度勾配を示すグラフ、 第３図は、還元領域での滞留時間とクロム還元率との関
係を示すグラフである。 １・・・ロータリーキルン、２・・・炉尻、３・・・羽
口。 ４・・・空気供給口、５・・・外装コークス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クロム鉱石と内装炭素質還元剤とを使って造粒した
   生ペレットを、ロータリーキルン内に装入して外装炭素
   質還元剤共存下でバーナーの燃焼により還元焙焼し、ク
   ロム還元ペレットを製造する方法において、 前記バーナーの燃焼空気量を理論空気量の１〜１．２倍
   に調整し、かつ前記キルンの内圧が負圧になるように羽
   口より侵入する流入空気量を前記空気量の２０ｖｏｌ％
   以下に調整し、 該キルン内の温度が１０００〜１５００℃を示す還元領
   域には、この領域で存在する燃焼ガスおよび過剰空気を
   全量ＣＯガスに還元するのに必要な量の前記外装炭素質
   還元剤を残留させ、そして該キルン内の温度が７００〜
   １０００℃を示す予熱領域には、この位置に配設した空
   気供給口より、前記還元領域で生成するＣＯを全量ＣＯ
   ＿２に燃焼させるのに必要な量の空気を吹込むこと、を
   特徴とするクロム還元ペレットの製造方法。