2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26630373
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
村上 太一 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (80374966)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 製鉄原料 / 低環境負荷 / 高速還元 / 原料劣質化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
極低温高速還元による製鉄プロセス実現のため、粉末を用いた新たな製鉄原料の製造の可能性とその評価を行い、次に示す成果を得た。
まず、Fe:O比の異なるFexOを試薬より作製し、Graphiteと混合・粉砕した新原料（炭材内装鉱）の還元試験を実施し、低温域における還元速度を調査した。
その後、鉱石の予備還元により製造したFexOを用いた炭材内装鉱の低温化の検討を行った。金属FeとFe2O3の固相反応、金属Feの酸化、およびFe2O3の還元の3種類の方法でFexOを製造する際、x値が小さい場合、冷却速度が不十分であると分解する。また、バイオマスの乾留と鉱石の予備還元および原料の粉砕が同時に達成できるプロセスにより、FexOとバイオマスチャーの炭材内装原料の製造を試みた。不活性雰囲気で800から900℃に保持した電気炉内に、回転するインコネル製の反応管を設置し、管内に所定量のステンレス球を入れておく。そこに10㎜角の木材と鉄鉱石を投入し、所定時間回転を継続させる。その後試料を取り出した。800℃にて得られた試料はFe3O4とバイオマスチャーであり、900℃ではFexOとバイオマスチャーであった。これは炉内の温度分布によると考えられる。
試薬ベースの炭材内装FexOは、作製方法によらず600℃程度から還元反応が開始し、800℃で完了した。Fe2O3を用いると還元反応の完了は1000℃であったため、200℃の低温化が可能であるといえる。しかし、原料中のS濃度が増加すると、反応は大幅に高温化し、さらにx値により反応機構が異なった。
得られた成果をもとにすると、提案したバイオマスの乾留と鉱石の予備還元および混合粉砕を同時に達成するプロセスで製造する新製鉄原料は、製鉄プロセスにおける還元温度の低温化に資するものといえる。
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Research Products
(1 results)
