2020 Fiscal Year Annual Research Report
アーバンマインの高度利用による資源循環・環境調和型高清浄・機能材料の創成
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18H03405
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
小野 英樹 富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授 (30283716)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 循環性元素 / リサイクル / 元素間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
省資源、省エネルギー、炭酸ガス排出削減の観点から、高度循環型の製鉄プロセスの構築が指向されており、将来に向けて鉄源としての鉄スクラップの使用比率向上が最も重要な課題となっている。その一方、近年、様々な機能を持った合金の普及やスクラップ形状の複雑化などにより、スクラップ使用時における種々の不純物元素の混入は避けられない上に、既存のリサイクルプロセスにおいては非常に除去が困難である循環性元素が存在する。今後のスクラップ使用比率向上により予想される鋼中循環性元素濃度の上昇が高品質に及ぼす影響を正確に把握し、①循環性元素の無害化、②スクラップ利用の拡大、③高価な合金元素添加量の精緻制御、さらには④新たな合金鋼・高機能鋼開発・製造に結び付けるためには、その基盤として鉄中循環性元素に関する熱力学データを整備することが重要である。それらの熱力学データの中でも特に重要となる溶鉄中Cu,Snと合金・遷移金属元素間の熱力学データとして、溶鉄中Sn-M間において必要な熱力学データはおおむね確立した。加えて、Fe-18Cr中Sn-M(Ti,Nb)間の相互作用係数を求めた。Fe中Cuの熱力学データについて、引き続き合金元素の対象を広げて測定を進めている。さらに、循環性元素は他元素との反応性が低く、反応に直接かかわるよりも相互作用の影響で、他の晶析出反応に影響をおよぼす。一方で、希土類元素(REM)は還元反応性が強く、また固－液間の分配係数が小さく凝固時に液相に偏析する性質を有するため、凝固界面において晶析出反応に関与する可能性が大きい元素である。したがって凝固界面においては、循環性元素とREMが直接反応に関与する可能性がある。その検討のために必要となる循環性元素と希土類元素間の熱力学データの測定を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画の範囲内で進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後のスクラップ使用比率向上により予想される鋼中循環性元素の中でも最も重要なCu濃度の上昇が高品質におよぼす影響を正確に把握し、①Cuの無害化、②スクラップ利用の拡大、③高価な合金元素添加量の精緻制御、さらには④新たな合金鋼・高機能鋼開発・製造に結び付けるための基盤となるCuと種々の遷移元素、合金元素間の熱力学データの整備を行う。前年度に引き続き、高クロム鋼において必要となる熱力学データを測定し、高合金鋼においても利用可能な熱力学データの構築を行う。さらに、希土類元素(REM)は還元反応性が強く、循環性元素を含む溶鋼の高清浄・機能鋼溶製への利用が期待できる。そのためには、溶鉄中希土類元素と循環性元素に関する熱力学データが必要である。これらの熱力学データを構築し、凝固過程における晶析出物の挙動を制御することにより、循環性元素を含む溶鋼の高清浄・機能化のために必要な基盤を完成させる。
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