真空吸引脱ガス法による融体の脱ガスの高効率化に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555221
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐野 正道 名古屋大学, 工学部, 教授 (70023174)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平沢 政広 名古屋大学, 工学部, 助教授 (90126897)
• Keywords: 融体 / 溶鉄 / 高純度化 / 真空脱ガス / 多孔質耐火物 / 脱炭 / 脱水素 / 脱酸

Research Abstract

本研究においては、真空吸引脱ガス法により、溶鉄の脱炭、脱水素、脱酸に関する実験を行い、溶鉄の脱ガス操作の高効率化について検討した。本脱ガス法は、ガス透過性、融体不透過性の多孔質耐火物により融体と外界を仕切り、外界を真空(減圧)にすることにより、融対と多孔質耐火物の界面で生成したガスを吸引、除去することができ、さらに反応界面積を任意に設定できるため、脱ガス速度の大幅な増加も可能である。
溶鉄の脱炭に関しては、固体酸化物による脱炭速度の大幅な向上を目的として、Al_2O_3-2〜30%Fe_2O_3多孔質管を用いて脱炭実験を行った。脱炭速度は、Fe_2O_3含有率の増加とともに大きくなったが、浴中酸素濃度も増加した。しかし、Fe_20_3含有率が大きいときには、熱間強度が不足し、管内圧力が低くなると実験中に多孔質管が変形し、ガス透過性が不良になり、脱炭速度も減少した。このため、作に脱炭実験に使用したAl_2O_3-SiO_2管に比較してAl_2O_3-Fe_2O_3管の方が優れているという結果は得られなかった。
溶鉄の脱水素実験は、溶鉄表面にはArを吹付け、Al_2O_3多孔質管を浸漬した場合としない場合について行った。脱水素速度は、ガス側と液側の物質移動の混合律速であることを明らかにし、浴表面と溶鉄-多孔質管界面についてガス側、液側物質移動係数を混合律速モデルを用いて求めた。溶鉄-多孔質管界面から管内へのガス側物質移動係数は多孔質管のガス透過性がよいほど大きくなった。
溶鉄の脱酸には、MgO-10〜30%Cの組成の多孔質管を用いた。溶鉄中の酸素は多孔質管のCおよびMgO-C反応により生成したMg蒸気と反応して、脱酸が進行することを明らかにした。さらに、MgO多孔質管にMgOとCの混合粉末を入れ、生成したMg蒸気による脱酸実験を行い、脱酸に対するMg蒸気の寄与を明確にした。

Research Products

• [Publications] M.A.MAJAFABADI et al.: "Simultaneous decarburization and denitrogenization of molten iron with vacuum suction degassing method" ISIJ International. 36・10. 1229-1236 (1996)
• [Publications] 段衛道ら: "不活性ガス雰囲気下における溶鉄の脱水素反応の速度論" 鉄と鋼. 82・11. 905-910 (1996)
• [Publications] M.A.NAJAFABADI et al.: "Deoxidation of iron melt with immersed MgO-C porous tube" ISIJ International. 36・11. 1366-1372 (1996)
• [Publications] M.A.NAJAFABADI et al.: "Decarburization of iron melt by immersed Al_2O_3-Fe_2O_3 porous tube" ISIJ International. 37・1. 31-37 (1997)