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公開番号2025113379
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2025084603,2021128888
出願日2025-05-21,2021-08-05
発明の名称極低炭素フェロマンガンの製造方法及びその製造装置並びにマンガン系合金の製造方法及びその製造装置
出願人新日本電工株式会社
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類C22B 47/00 20060101AFI20250725BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】フェロマンガンの製造において、CO₂排出削減を可能にする極低炭素フェロマンガンの製造方法及びその製造装置を提供することを課題とする。
【解決手段】マンガン鉱石又は還元マンガン鉱石を炭素還元する工程(1)、
次いで溶融スラグ・メタル分離を行う工程(2)、及び前記分離した溶融スラグを非炭素還元材で還元して精錬を行い、次いでスラグ・メタル分離を行う工程(3)
を含むことを特徴とする極低炭素マンガン系合金の製造方法である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
マンガン鉱石又は還元マンガン鉱石を炭素還元する工程（１）、
次いで溶融スラグ・メタル分離を行う工程（２）、及び
前記分離した溶融スラグを非炭素還元材で還元して精錬を行い、次いでスラグ・メタル分離を行う工程（３）
を含むことを特徴とする極低炭素マンガン系合金の製造方法。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記非炭素還元材が、ケイ素を含有する合金鉄若しくは金属アルミニウムを含む還元材、又はケイ素を含有する合金鉄と金属アルミニウムを含む還元材であることを特徴とする請求項１に記載の極低炭素マンガン系合金の製造方法。
【請求項３】
前記非炭素還元材で還元して精錬する方法が、溶融酸化物電解で精錬する方法であることを特徴とする請求項１または２に記載の極低炭素マンガン系合金の製造方法。
【請求項４】
前記分離したスラグ中のＭｎ量が、１０％～２９％である、請求項１または２に記載の極低炭素マンガン系合金の製造方法。
【請求項５】
フェロマンガン製造全体量に対する極低炭素フェロマンガンの製造割合が、２０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の極低炭素マンガン系合金の製造方法。
【請求項６】
前記炭素還元に用いる炭素がグリーンカーボンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の極低炭素マンガン系合金の製造方法。
【請求項７】
マンガン鉱石又は還元マンガン鉱石を炭素還元する手段（１）、
次いで溶融スラグ・メタル分離を行う手段（２）、及び
前記分離した溶融スラグを非炭素還元材で還元して精錬を行い、次いでスラグ・メタル分離を行う手段（３）
を含むことを特徴とする極低炭素マンガン系合金の製造装置。
【請求項８】
前記非炭素還元材が、ケイ素を含有する合金鉄若しくは金属アルミニウムを含む還元材、又はケイ素を含有する合金鉄と金属アルミニウムを含む還元材であることを特徴とする請求項７に記載の極低炭素マンガン系合金の製造装置。
【請求項９】
前記非炭素還元材で還元して精錬する方法が、溶融酸化物電解で精錬する方法であることを特徴とする請求項７または８に記載の極低炭素マンガン系合金の製造装置。
【請求項１０】
前記分離したスラグ中のＭｎ量が、１０％～２９％である、請求項７または８に記載の極低炭素マンガン系合金の製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低炭素フェロマンガンの製造方法及びその製造装置に関する。また、本発明は、マンガン系合金の製造方法とその製造装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
まず、マンガン系合金に関する背景技術を述べる。
【０００３】
マンガン系合金、例えば、フェロマンガンは、高炉又は電気炉にマンガン鉱石とコークス等の還元材を投入して加熱することで鉱石中のマンガンや鉄を還元することによって製造される。高炉法では熱源及び還元材としてコークスを用いるが、電炉法では熱源は電力として還元材にコークスを用いるというのが基本的な考え方である。
【０００４】
従来、マンガン系合金製造は、マンガン系合金をいかに効率よく製造するかという視点で技術開発が行われてきた。例えば、スラグ中に残存するマンガンを更に還元して抽出するためにケイ素を含有する合金鉄や金属アルミニウムなどの還元材を投入する技術が、特許文献１や特許文献２に開示されている。また、高炉や電炉にマンガン鉱石を直接投入するのではなく、高炉法や電炉法で発生する一酸化炭素ＣＯガスやコークスで予めマンガン鉱石を予備還元してから高炉や電炉に投入する技術が、特許文献３～６に開示されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、フェロマンガンの製造において高価な電力から安価な石炭を使用するようになってきた背景で、予熱・予備還元の予備処理が挙げられ、マンガン鉱石の炭素による還元に関する研究の一環として、一酸化炭素や水素ガスによる各還元反応過程の一連の基礎的な研究が開示されている。
【０００６】
以上のようなマンガン系合金の製造において、これまでは、マンガン系合金をいかに効率よく製造するかという視点で技術開発が行われてきた。
【０００７】
以下に極低炭素フェロマンガンに関する背景技術を述べる。
【０００８】
フェロマンガンは、高炉又は電気炉にマンガン鉱石とコークス等の還元材を投入して加熱することで鉱石中のマンガンや鉄を還元されることで製造される。高炉法では熱源及び還元材としてコークスを用いるが、電炉法では熱源は電力として還元材にコークスを用いるというのが基本的な考え方である。これらの製造方法で得られるフェロマンガンには還元材としてコークス等の炭材由来の炭素が多く含有されており、高炭素フェロマンガンと呼ばれることもある。前記高炭素フェロマンガンから脱炭精錬して中炭素フェロマンガンや低炭素フェロマンガンが製造される。前記脱炭精錬する技術としては、例えば、高炭素フェロマンガンの溶湯に酸素ガスを吹き込んで溶湯中の炭素を酸化除去する方法がある（特許文献７）。
【０００９】
また、マンガンを含有する溶融スラグ、例えば、前記高炭素フェロマンガンを製造する際に得られるスラグに、金属ケイ素、フェロシリコン、シリコンマンガン、カルシウムシリコン、金属アルミニウムのいずれかを投入して還元することにより炭素含有量の少ないフェロマンガンを製造できることが、特許文献２～５に開示されている。
【００１０】
また、炭素含有量の少ないフェロマンガンを製造するその他の製造方法としては、電解法がある（非特許文献２）。マンガン鉱石を炭材とともに還元焙焼した後、硫酸に溶解し精製した溶液を電解槽にて陰極に金属マンガンを電析して製造する。金属マンガンに還元する際に炭材を使用していないので基本的には炭素を含有しない金属マンガンを製造することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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