1999 Fiscal Year Annual Research Report
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11355031
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
永田 和宏 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70114882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金澤 幸 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80302967)
福山 博之 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (40252259)
須佐 匡裕 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90187691)
小林 勲 株式会社神戸製鋼所, エンジニアリング事業部開発部, 主任部員
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| Keywords | pig iron / low temperature / high oxygenpotential / Pellet / melting |
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| Research Abstract |
1.直径20mmの炭材内装ペレットをアルゴン雰囲気下で急速に加熱した。最初、揮発成分が吹き出るように発生し、1分間で約1000℃に達した。その後還元が進行するが吸熱反応のため、温度は徐々に上昇し、約5分半で還元は終了した。その後、半溶融状態となって溶け始め、約2分半後には完全に銑鉄となって溶け落ちた。温度はペレットの中心で測定し、同時に、ジルコニア固体電解質を用いた直径3mmの酸素センサーで酸素分圧を測定した。酸素分圧は非常に低い値から上昇し、還元終了時には約1x10^<-14>atmに達した。これは炭素とCOガス1atmの平衡酸素分圧より2桁高い値である。その後は低下し、銑鉄が溶け落ちる時点では銑鉄中の炭素の活量とCOガス1atmの平衡酸素分圧に一致した。銑鉄が生成する最低温度は1350℃であった。ペレットの直径を小さくするとこの最低温度は低下する傾向にある。
2.アルミナるつぼ中に鉄鉱石粉と石炭粉の混合物を詰め急速加熱すると、炭材内装ペレットとほとんど同様な経過を辿って変化し、約10分で銑鉄が生成した。温度は1350℃である。層の厚さが2cmでは還元後の酸素分圧は約1x10^<-14>atmであったが、これを4cmにすると2桁下がった。かさ密度は炭材内装ペレットに比べ半分程度であるが、銑鉄生成条件はほとんど変わらなかった。
3.鉄鉱石粉が還元しガス浸炭が起こるが、炭素濃度が高いほど低い温度で溶け銑鉄となることが分かった。そこで、電解鉄とグラファイトを接触させることにより溶融銑鉄が生成する機構を、高温顕微鏡を用いて観察した。電解鉄表面に酸化物があると、COガスの発生により液層が攪拌され、溶解速度は加速される。酸化鉄層を還元するとこの層に先導されるようにやはり溶解速度が速くなる。
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