アンモニアガスによる溶鋼の脱銅・清浄化

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555179
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Section: 試験
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 鈴木 亮輔 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (80179275)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 勝敏 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (08875059)
• Keywords: アンモニア / スクラップ / 脱銅 / リサイクル / 清浄化 / スプラッシュ / 窒化物

Research Abstract

鉄鋼スクラップから鉄のリサイクルとして二次精錬により冷延鋼板用の材質を溶製することを目的とし、溶鉄に高温では熱力学的には分解するアンモニアガスを吹き付け、実験により技術的には工業化が可能であることを確認した。
現在、1.0%のCuを含有させた普通鋼ASS41に対して、たとえば撹拌効果の強い連続排気減圧下(約10Torr)でアンモニアガスを30分精錬することによってCu 100ppm、C 10ppmまで、またO、Sをそれぞれ10ppmのオーダーまで、Pを150ppmまで除去することに成功している。Nは150ppmと高いので、減圧処理もしくは真空脱ガスが必要と判断し、アミモニア上吹きの後、真空脱ガス処理を併用したところ、5ppmまで減少した。またアンモニア脱鋼は真空処理に比べて10倍の速さで進行した。反応速度に対し界面積の効果が大きいので、現在の実験室規模の小型ルツボでは限界となった。反応速度式を整理し直し、実操業レベルに換算したところ、RH法で界面積を増大させると現在の二次精錬時間とほぼ等しい時間で脱銅と溶鋼の清浄化が可能という良好な計算結果を得た。
現在もアンモニアガスの作用機構は不明な点が多いが、高温分解性ガスによる溶融金属との相互作用のみならず、過飽和に溶解する窒素ガスによって生じた溶鋼からのスプラッシュによる機構を解明し、その寄与が大きいことを示した。
電気炉温度調節器およびデジタルマルチメータは上記脱銅実験に用いた。

Research Products

• [Publications] 鈴木亮輔,日谷知嗣,竹村康司,小野勝敏: "アンモニアによる鉄スクラップからの銅の除去" 金属. 8月号. 55-66 (1996)
• [Publications] 日谷知嗣,竹村康司,鈴木亮輔,小野勝敏: "アンモニアガスによる溶鋼の脱銅" 鉄と鋼. 82巻2号. 135-140 (1996)