製鉄プロセスにおける炭酸ガス排出抑制に関する基礎課題ならびに開発課題の調査研究

• Project/Area Number: 10895017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 企画調査
• Research Field: Metal making engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 碓井 建夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90029348)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川上 正博 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30016597) ; 雀部 実 千葉工業大学, 工学部, 教授 (00016370) ; 岩瀬 正則 京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 教授 (00026329) ; 永田 和宏 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70114882) ; 村山 武昭 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40112312)
• Project Period (FY): 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 1998: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: 炭酸ガス / 製鉄 / 水素還元 / 粗鋼 / 炭化鉄 / スクラップ / メタノール合成 / 廃棄物資源化

Research Abstract

1. (1)各国の過去50年間の生産量データを数学的に処理し,将来の粗鋼と電炉鋼の生産量を予測する手法を開発することにより,現行製鉄プロセスのままの場合のCO_2排出量の今後の推移を見積もるとともに,同プロセスを改良した場合の効果についても予測するための研究計画を策定した.(2)「たたら」製鉄では、高炉法と比較し低温かつ高酸素ポテンシャルで溶銑を製造していたが、この原理を明らかにし、CO_2抑制型かつ不純物の非常に少ない溶銑を得る方法を研究するための計画を策定した.(3)アイアンカーバイド法については,石炭,メタン系ガス等による酸化鉄の還元機構と還元速度について調査研究し,高効率化やイオウの効率的利用等を通じてCO_2排出抑制をどの程度推進できるかを検討するための研究計画を策定した.(4)スクラップの溶解速度,高品質化のための物理化学といった基礎課題から,新技術の開発や排出エネルギーの活用といった開発課題を調査研究し,CO_2排出量の削減と高品質鋼の製造という二つの目標を達成するための研究計画を策定した.
2. 鉄鋼製造と発電・化学原料用ガスの製造などとの複合プロセスあるいは排出エネルギーの民生用利用や環境・廃棄物処理への応用といった方式を採用した場合のCO_2排出抑制の効果を個々のプロセス単独の場合と比較,調査研究するための計画を策定した.特に,スクラップ利用プロセスにおける排出エネルギーの民生用利用や,化石燃料を過剰に製鉄プロセスに投入するなどにより,鉄鋼とエネルギーを効率よく併産するシステムの検討を行うための研究計画を策定した.
3. 従来の鉄鋼製造プロセスの低CO_2化へ向けた展開,あるいは,従来にない鉄鋼製錬プロセスの発案とそれによるCO_2排出抑制といった新しい着想を探索し,石炭乾留ガスの有効利用,あるいはほとんど炭素の関与しない水素還元製鉄法の可能性についても,過去の研究の調査を踏まえて検討した.

Research Products

• [Publications] 碓井建夫,他24名: "製鉄プロセスにおける炭酸ガス排出抑制に関する基礎研究の現状と将来展望" 日本鉄鋼協会, 37 (1998)