ペレット状炭化鉄の経済的製造プロセスの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555178
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 林 昭二 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (40024351)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 勲 神戸製鋼所, 海外エンジニアリング本部, 課長 ; 川上 正博 豊橋技術科学大学, 生産システム工学系, 教授 (30016597) ; 井口 義章 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (00023268)
• Keywords: 炭化鉄 / 鉄スクラップ / 充填層 / 新鉄源 / 電気炉 / 溶解

Research Abstract

本研究では、ベンチ規模の固定層型反応装置を作製し、鉄鉱石ペレットを装入原料とし、還元浸炭性ガスとの高温反応によるペレット状炭化鉄の製造試験を遂行し、炭化鉄の経済的多量製造プロセスの開発を目指す。並行して、数学モデルによるプロセス解析等を行う。さらに、製造した炭化鉄の溶鋼中への投入溶解試験を行い、溶解速度等を把握すると共に、今後の世界の製鉄業界(特に電炉業界)における炭化鉄の利用拡大の可能性を探ることを目指した。
平成8年度に、外部電気加熱型固定層反応装置(62mm径反応管)、ガス供給排出系、計測系、ガス分析系等から成るペレット状炭化鉄の製造装置を組立てた。鉄鉱石ペレット充填層に所定の還元浸炭性ガスを導入し、高温反応させ、ペレット状炭化鉄の多量製造の目処を付けた。
平成9、10年度には、最適製造条件の確認をし、高品質炭化鉄ペレットを多量に製造した。並行して反応中断ペレットのX線回折等の結果より反応生成物濃度、ペレット内炭化鉄の生成機構を把握した。また、加圧(5気圧まで)下単-還元ペレットの炭化鉄生成速度の数学モデル解析を試みた。炭化鉄の強度や比表面積を評価した。
さらに、製造した炭化鉄ペレットの溶鋼中(50kg)への投入溶解試験を遂行し、試験結果を解析した。炭化鉄ペレットは溶鋼に急速溶解し、その溶解熱は炭化率の増加に伴い減少する傾向を示すことがわかった。また溶鋼の脱窒素が認められた。

Research Products

• [Publications] 林 昭二 ら: "微量H_2S含有H_2-CO混合ガスによるペレット状炭化鉄の生成挙動" 鉄と鋼. 85巻3号. 208-215 (1999)
• [Publications] 林 昭二 ら: "加圧下H_2-CO混合ガスによる還元鉄ペレットの炭化速度" 材料とプロセス. 11巻4号. 903 (1998)
• [Publications] 井口義章 ら: "還元鉄ペレットのCO-CO_2混合ガスによる炭化速度のシミュレーション" 材料とプロセス. 11巻1号. 94 (1998)
• [Publications] S.Hayashi etal.: "Production and Use of High Quality Iron Carbide Pellets" 1999 Ironmaking Conference Proceedings. (1999)