製鉄業における熱および物質循環の最適化

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10141254
• Research Institution: Miyagi National College of Technology
• Principal Investigator: 秋山 友宏 宮城工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (50175808)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 張 興和 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (40292271)
• Keywords: 製鉄業 / 熱 / 物質 / 循環 / エンタルピー / キクセルギー / 共生

Research Abstract

製鉄業における連続的につながる各種プロセス(コークス炉・CDQ、焼結機・クーラー、高炉・熱風炉、転炉、連続鋳造、連続加熱炉、焼鈍炉、溶融亜鉛めっき無酸化炉、発電設備、酸素製造設備他)の最新操業データを昨年度は収集した。この結果に基づき、本年度は主に熱の流れを解明する目的で修正エンタルピー法を使用して、その流れを明らかにした。
得られた結果は廃物、廃熱の発生場所およびその量を明確に示した。さらに本年度は製鉄所内のエクセルギーフロー解析を行い、量のみならず、「質的」な評価も明らかにすることができた。その結果回収率はエンタルピー基準で17.5%、エクセルギー基準で25%であることを示した。中低温の廃熱量は極めて多いこと。また、一方で1000℃を超える廃熱も手付かずで依然として存在しており、その回収技術の開発が鍵を握ることを示唆した。
データは現行のほか、省エネ前、予想される近未来のデータを揃えることにより歴史的変遷を明らかにした。理論最小エクセルギー量に対する到達度の観点から整理し、技術的進捗状況を定量的に評価した。その結果近未来には鉄鋼業の技術は飽和に到達すること。それを打破するためには鉄鋼業のみならず、異業種との共生を図ることが有望であることを示唆した。

Research Products

• [Publications] T.Akiyama and J.Yagi: "Mefhodology to Evaluate Reduction Limit of Carbon Dioxide Emission and Minimum Exergh Consumption for Inmmaking" ISIJ International. 38・8. 896-903 (1998)
• [Publications] 秋山友宏(分担執筆): エクセルギー工学-理論と実際-共立出版(吉田邦夫編), 95-112 (1999)