December 25, 2025
フェロアロイ製錬には、電気熱還元法（特にサブマージアーク炉フェロクロム製造）、金属熱還元、電解など、いくつかの技術が含まれます。方法の選択は、希望するフェロアロイの種類と品質仕様によって異なります。主な方法には、炭素熱還元（高炉を利用）、電気熱還元（フェロクロム用サブマージアーク炉）、金属熱還元、電解などがあります。さらに、高炭素および高ケイ素フェロアロイ製品は、電気ケイ素熱還元、酸素吹き脱炭、真空固相脱炭などのプロセスを経て、中炭素および低炭素フェロアロイ製品に変換できます。
高炉製錬の主要な装置は高炉自体であり、フェロアロイ製錬プロセスは、炭素熱還元法として知られる銑鉄製造プロセスを反映しています。この方法からの製品には、フェロマンガン、ミラーアイアン（マンガン30％未満のフェロマンガン）、低ケイ素フェロシリコン（ケイ素10％〜15％含有）、フェロニッケルなどがあります。
フェロシリコン、炭素フェロマンガン、シリコンマンガン合金、炭素フェロクロム、ニッケル鉄、シリコンクロム合金、シリコンカルシウム合金など、ほとんどのフェロアロイ製品は、サブマージアーク炉を使用して製造されており、特にフェロクロムに利用されています。
サブマージアーク炉では、鉱石をコークスまたは別の炭素質還元剤と組み合わせ、電気加熱によって製錬を行います。運転中、電極は装入物内に埋め込まれ、電極先端と炉底またはコークス層の間、および装入物とスラグを通過する電流からの抵抗熱との間でアーク熱を発生させます。
マンガンやクロムなどの元素は炭化物を容易に形成するため、フェロマンガンやフェロクロムの製錬では通常、高炭素フェロアロイ製品が得られます。一方、シリコンマンガン合金、シリコンクロム合金、シリコンカルシウム合金などの製品は、シリコンの影響により、一般的に炭素含有量が低くなります。サブマージアーク炉製錬では、電気が主要な熱源として機能し、炭素が主な還元剤として機能するため、この方法は電気熱法または電気炭素熱法とも呼ばれます。
標準的なサブマージアーク炉の運転では、フェロアロイ溶融物とスラグは、タップホールとスラグ出口から定期的に排出されます。フェロタングステンなど、融点が非常に高いフェロアロイは、鉄抽出または凝集法を使用して製造されます。
サブマージアーク炉は、電気熱フェロアロイ製錬の要であり、その電極を装入物に深く埋め込むことが多いため、その名が付けられました。炉のパラメータは、設備パラメータと製錬特性パラメータに分けられ、フェロアロイ製造の技術的および経済的指標に大きく影響します。
サブマージアーク炉を使用したフェロクロム製造の製錬プロセスでは、炭素質還元剤の使用は2つの原則に従います。
サブマージアーク炉または高炉で最初に製錬された粗フェロアロイの精製には、いくつかの主要なプロセスが含まれます。
転炉酸素法: さまざまな酸素供給方法（上部、底部、側面吹き込み、および上部-底部複合吹き込み）を備えた転炉を利用し、このプロセスでは、液体高炭素鉄合金を純酸素、冷却剤、およびスラグ形成材料と混合します。高圧酸素を転炉に吹き込み、酸化反応による脱炭を促進し、中炭素および低炭素フェロクロムおよびフェロマンガンを断続的に生成します。
サブマージアーク炉フェロクロム製造 - バッグ揺動法: この電気ケイ素熱還元精製プロセスでは、サブマージアーク炉で中炭素および低炭素シリコンマンガンまたはシリコンクロムマスター合金を製錬し、次に精製電気炉とシェーカーバッグでマンガンまたはクロム鉱石で精製し、脱ケイ素化のために石灰フラックスを添加します。
真空固相脱炭法: 高炭素固相鉄合金を粉砕し、酸化剤と混合し、混合、加圧、乾燥後、真空下で脱炭を行い、微炭素鉄合金製品を生成します。これは主に低炭素フェロクロムの調製に使用されます。
熱交換法: R. Perrinによって発明されたペリン法としても知られ、この脱ケイ素化および精製技術では、液体金属を液体スラグと混合し、主にフェロクロム精製に使用されます。
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