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ダイレクト・インダクション・スカル・メルティングのモデル実験と理論解析

研究課題

研究課題/領域番号 03453065
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属加工
研究機関名古屋大学

研究代表者

浅井 滋生  名古屋大学, 工学部, 教授 (80023274)

研究分担者 桑原 守  名古屋大学, 工学部, 助手 (70023273)
佐々 健介  名古屋大学, 工学部, 助手 (30101166)
長谷川 正  名古屋大学, 工学部, 助手 (20218457)
研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1993年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
1992年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
1991年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワード直接誘導スカル溶解 / 材料電磁プロセシング / 加熱 / 誘導加熱 / モデリング / スカル溶解 / 非汚染溶解 / 溶融塩 / 直接誘導加熱スカル溶解法 / 電磁材料プロセス / 電磁気冶金 / チョクラルスキー法 / 電磁流体力学 / チョクラルスキ-法
研究概要

平成3年度では誘導発熱速度を考慮した半径方向一次元の伝熱解析により,スカル厚さを理論的に求め,さらに安定したスカルを形成させる操作条件として印加電流密度,周波数,冷却条件を見積もった.NaClとKClおよびCaF_2を模擬被溶解物質として融解実験を行い,溶湯プール内では,電磁気力に比較して浮力が大きく,電磁撹拌は非常に小さいこと,溶湯上部には高温帯が,下部には低温帯が形成されることを明らかにした.NaClおよびKClを被融解物とした場合には下部低温帯形成に伴い凝固が進行したが凝固進行を防ぐために投入電力を増大すると上部においてスカルが融解し,溶湯とコイルとが接触し電気的に短絡することが分かった.NaClおよびKClの融解では,溶湯中での伝導伝熱速度に対する自然対流伝熱速度の比が大きいため上部に高温帯が形成され安定なスカルを形成することが困難であると考察した.この解決策として溶湯を機械的に撹拌する方法を提案し,それによって安定なスカル形成と共に溶湯の保持が可能であることを明らかにした.
平成4年度では,塩および酸化物の多くは固体状態では電気伝導度が低く誘導加熱されないが溶融状態では電気伝導度が高くなり誘導加熱が可能の予測に基づいて被融解物質中に複数の導電性の円柱を設置し,その誘導加熱を行った.昇温を可能とする円柱の直径と電気伝導度および電源の周波数の関係を求めた.またそのときの温度分布を理論的に導出し,解析結果と実験結果が良い一致を示すことを確認した.本年度はこれら得られた結果をまとめて学会に報告すると共に,報告書の作成を行った.

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Tomio Takasu,Kensuke Sassa,Shigeo Asai: "Application of Induction Heating to Melting of Glass for Vitrification of Radioactive Wastes" MHD PROCESSES TO PROTECTION OF ENVIRONMENT MHD-ECO International conference UKRAINE. Part2. 261-266 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高須登実男,佐々健介,浅井滋生: "浸漬発熱体を用いた高周波誘導スカル融解法によるガラスの融解とその伝熱解析" 鉄と鋼. 80. 195-200 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高須登実男,佐々健介,浅井滋生: "絶縁膜を塗布したるつぼによる電気良導性材料の直接誘導加熱スカル融解とその伝熱解析" 鉄と鋼.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomio Takasu, Kensuke Sassa, Shigeo Asai: "Application of Induction Heating to Melting of Glass for Vitrification of Radioactive Wastes" MHD PROCESSES TO PROTECTION OF ENVIRONMENT MHD-ECO International conference UKRAINE. Part 2. 261-266 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomio Takasu, Kensuke Sassa, Shigeo Asai: "A Glass Melting by Use of a High Frequency Induction Skull Melting Method with Submerged Heating Elements and Its Heat Conduction Analysis" TETSU-TO-HAGANE. Vol.80. 195-200 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomio Takasu, Kensuke Sassa, Shigeo Asai: "Direct Induction Skull Melting of Electrical Conducting Materials Using Crucible with Insulating Coat and Its heat Conduction Analysis." TETSU-TO-HAGANE.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高須登実男ら: "浸漬発熱体を用いた高周波誘導スカル融解法によるガラスの融解とその伝熱解析" 鉄と鋼. 80. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Tomio Takasu: "Application of Induction Heating to Melting of Glass for Vitrification of Radioactive Wastes" International Conference on MID Process to Protection of Environment,Ukraine. 261-266 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 高須 登実男: "浸漬加熱体の誘導加熱を利用したスカル融解法の放射性廃棄物ガラス固化処理への適用" 材料とプロセス. 5. 986- (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 高須 登実男: "直接誘導加熱スカル溶解法による塩融解の理論解析とモデル実験" 鉄と鋼. 77. 496-503 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 浅井 滋生: "Direct Induction Skull Meltingの展望と課題" 材料とプロセス. 4. 957 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 高須 登実男: "直接誘導加熱スカル融解法による半導体および金属の融解" 材料とプロセス. 4. 964 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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