1989 Fiscal Year Annual Research Report
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01550523
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
村山 武昭 九州大学, 工学部, 助教授 (40112312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑野 祿郎 九州大学, 工学部, 助手 (60037794)
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| Keywords | 還元 / 炭材 / コ-ルドボンドペレット / 数式モデル / 温度変化 / 圧力変化 / セメント / 反応速度 |
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| Research Abstract |
設備備品として、クロマトパック、サ-マル定流量装置を購入し、反応装置を作製した。また、試料として、炭材量、セメント量、粒径の異なるペレットを作製した。それらの装置及び試料を用いて実験を行い、主な知見として、以下のことが得られた。
1.炭材量が多いほど還元速度は速い。炭材を内装したものの方が非内装のものに比べて、ガス種によらず還元速度が速い。
2.窒素雰囲気中では炭材がペレット内に残存していても還元が停滞する。還元後の試料断面観察の結果、未還元ウスタイトがまずスラグにとり囲まれ、その外側を鉄が囲んでいることがわかり、これが還元停滞の原因であることがわかった。スラグを含まない純ヘマタイトを用いた場合には還元停滞の程度は小さくなった。
3.窒素雰囲気中ではガス流量が少ない方が還元速度が速く、最終還元率も高い。CO中では反応初期を除けば、流量が多い方が速い。
4.セメント量が16%以下であれば還元速度に及ぼす影響は小さい。
5.ペレット内のガスを十分に不活性ガスに置換しても反応の立ち上りは急であることがわかり、反応の開始が、炭素とヘマタイトの直接反応である可能性があることがわかった。
6.ペレット内の圧力上昇は、水分の蒸発、気体の膨脹、炭材のガス化によることがわかった。圧力の上昇の程度は400mmH_2O程度であり、かなり高いことがわかった。
7.反応時におけるペレット内外の温度差を測定した結果、内部が外部より約40℃ほど低く、反応が非等温の状態で起っていることがわかった。
このほか、グレインモデルに基づく数学モデルを作製した。数値シミュレ-ションの結果、実験の傾向を良く再現できることがわかった。
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