その場製造アルカリ土類金属蒸気を用いた新しい鉄鋼精錬プロセスの開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555192
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐野 正道 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023174)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 圭二 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50204144)
• Keywords: 鉄鋼精錬 / 還元精錬 / アルカリ土類金属 / 脱硫 / 脱燐 / 脱酸 / 炭素熱還元 / アルミニウム熱還元

Research Abstract

炭素 あるいはアルミニウムとマグネシアの混合粉末を加圧成形したペレットをグラファイト、マグネシア、またはアルミナ製のタンマン管(多孔質あるいは直径1mmの孔を1〜5ヶ所あけたもの)に装入して溶鉄中に浸漬し、管内にキャリアガスとしてアルゴンまたは窒素を流し、生成したマグネシウム蒸気をキャリアガスと一緒に溶鉄中に吹き込み、脱硫および脱酸実験を行った。
炭素に比較してアルミニウムによるマグネシアの還元速度、したがってマグネシウム蒸気の生成速度は非常にはやく、高速精錬が可能である。なお、キャリアガスが窒素の場合、窒化アルミニウムが生成するため、脱硫剤あるいは還元剤のアルミニウムを多く使用する必要があることが明らかになった。
高炭素濃度溶鉄の脱硫においては、脱硫剤原単位2kg/t,1500℃以下で硫黄濃度が10分間で500ppmから数十ppm以下まで迅速に低下した。一方、1600℃と高温では、平衡硫黄濃度が高くなるため、脱硫剤をより多量に使用し、マグネシウム蒸気分圧を高くする必要があることがわかった。
一方、溶鉄の脱酸の場合、ガス吹込みに伴うタンマン管内の圧力変動により管内の圧力が静圧より低くなったとき、溶鉄が孔内に入り、マグネシウムと溶鉄中の酸素との反応により生成したマグネシアが孔を閉塞するため、安定した吹き込みを行なうことができなかった。したがって今後、タンマン管の材質、ガス吹込み口の形状、孔径などに検討を加える必要があることが判明した。

Research Products

• [Publications] 佐野正道: "マグネシアのアルミニウム熱還元反応速度"材料とプロセス. vol.12. 728
• [Publications] 佐野正道: "マグネシアの炭素熱還元反応速度"材料とプロセス. vol.12. 729
• [Publications] 佐野正道: "マグネシアのアルミニウム熱還元反応を用いたその場製造マグネシウム蒸気による溶鉄の脱硫"材料とプロセス. vol.12. 730
• [Publications] 佐野正道: "マグネシアのアルミニウム熱還元反応を用いたその場製造マグネシウム蒸気による高炭素濃度溶鉄の脱硫"材料とプロセス. vol.12. 731
• [Publications] 佐野正道: "マグネシアの炭素熱還元反応を用いたその場製造マグネシウム蒸気による高炭素溶鉄の脱硫"材料とプロセス. vol.12. 732