精錬スラグはどこまで低塩基度化できるか？ -脱リン限界能の評価と反応パスの解析-

• 研究課題/領域番号: 15K06524
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属・資源生産工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 長谷川 将克 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (40335203)
• 研究協力者: 三輪 紘平 ; 松儀 亮太
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 低塩基度スラグ / 状態図 / 活量 / リン分配比

研究成果の概要

石灰石CaOを用いて溶鉄中の不純物であるリンを除去するプロセスにおいて、固体CaOの有効利用とスラグ発生量の低減を目標とし、CaO濃度が低い低塩基度スラグの熱力学的性質を明らかにした。脱リン能を維持しながらどこまで低塩基度化できるかを検討するため、スラグの低塩基度域における相平衡関係とP2O5活量・FeO活量の測定、固体CaOの有効利用に向けた最適な脱リン反応パスの検討、について実験をおこなった。
活量値から溶鉄中の平衡リン濃度を算出し、低塩基度スラグでもP2O5を取り込む固溶体が存在すれば充分な脱リン能を有することを示した。また状態図上の液相線に沿ったスラグの脱リン能について検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Activities of FeO and P₂O₅ in Dephosphorization Slags Coexisting with Solid Solutions between Di-calcium Silicate and Tri-calcium Phosphate (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Matsugi, K. Miwa and M. Hasegawa
  • 雑誌名: ＩＳＩＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 巻: 57 号: 10 ページ: 1718-1724
  • DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2017-082
  • NAID: 130006171597
  • ISSN: 0915-1559, 1347-5460
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Activities of Fe_xO in Molten Slags Coexisting with Solid CaO and Ca₂SiO₄–Ca₃P₂O₈ Solid Solution (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Miwa, R. Matsugi and M. Hasegawa
  • 雑誌名: ＩＳＩＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 巻: 57 号: 10 ページ: 1725-1732
  • DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2017-188
  • NAID: 130006171616
  • ISSN: 0915-1559, 1347-5460
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ca2SiO4-Ca3P2O8固溶体中のP2O5活量と耐火物成分MgOの固溶度 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長谷川将克, 齋藤太平
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第174回秋季講演大会
• [学会発表] Compositions of liquid phases and activities of components in the CaO-SiO2-P2O5-FeO heterogeneous slags coexisted with Ca2SiO4-Ca3P2O8 solid solutions (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Hasegawa, K. Miwa and R. Matsugi
  • 学会等名: 1at International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry
  • 国際学会
• [学会発表] 京都大学プロセス熱化学分野における研究紹介 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第141回特殊鋼部会
  • 発表場所: 倉敷アイビースクエア（岡山県・倉敷市）
  • 年月日: 2016-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] ガス-スラグ-メタル平衡法によるCaO-SiO2-P2O5系スラグ中P2O5活量の測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤原克真, 長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第172回講演大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] 蛍石代替材料としての天然鉱石Nepheline syeniteの熱化学的特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂本祐作, 長谷川将克, 玉嶋愛美
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第172回講演大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] Ca2SiO4-Ca3P2O8固溶体と共存する液相組成とFeO活量 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長谷川将克, 三輪紘平, 松儀亮太
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第172回講演大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府・豊中市）
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] 低塩基度スラグの成分活量に及ぼすCa2SiO4-Ca3P2O8固溶体組成の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松儀亮太, 徳野隼也, 長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第171回春季講演大会
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都・葛飾区）
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] Possibility to use nepheline as a substitute for fluorspar in steelmaking slags (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hasegawa, H. Ozawa, S. Kasahara, Y. Katahira
  • 学会等名: Asia Steel International Conference 2015
  • 発表場所: PACIFICO YOKOHAMA（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2015-10-07
  • 国際学会
• [学会発表] 低塩基度脱リンスラグの熱化学的特性-FeO, P2O5活量同時測定- (2015)
  • 著者名/発表者名: 松儀亮太, 三輪紘平, 長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第170回秋季講演大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] Thermochemistry of heterogeneous CaO-SiO2-P2O5-FexO dephosphorization slag (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Miwa, M. Hasegawa
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第170回秋季講演大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [備考] 京都大学プロセス熱化学研究室
  • URL: http://www.lupin.mtl.kyoto-u.ac.jp/index.html