| 研究課題/領域番号 |
19K05107
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26060:金属生産および資源生産関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
太田 弘道 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 特命研究員 (70168946)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 鋳造 / 発熱スリーブ / テルミット反応 / 熱物性測定 / ブンゼン氷熱量計 / 鋳造シミュレーション / 断熱型熱量計 / 熱量測定 / カロリメトリー / 湯流れ / 氷熱量計 / 熱測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鉄の鋳造ではシミュレーションが進み凝固時解析の高精度化により内部の空洞などの欠陥の発生予測精度もあがっている。このため、多くの伝熱解析のための物性値データが蓄積・使用されている。
製品の欠陥を防止するための凝固制御には溶湯を保温する耐火物として、それ自身が発熱するスリーブが広く使われている。しかしその発熱が急激であり発熱量の測定が困難あるためで定量的検討が行われていない。
本研究では、高い信頼性、装置と測定原理が単純であることを特徴とする氷熱量計を基礎として、発熱スリーブの発熱量を正確に測定する手法の開発を行う。
これにより正確なシュミレーションが可能となり、鋳造欠陥の予測と防止が可能となる
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| 研究成果の概要 |
鋳鉄用発熱スリーブの発熱量を実操業と同様な熱履歴のもとで測定する熱量計を開発した。装置は急速な昇温状態下でスリーブの発熱現象を生じさせる発熱ユニットと、これを内部に組み込んだ発熱量を計測するブンゼン氷熱量計からなる。発熱ユニットは発熱スリーブをニクロムリボンで巻き耐火煉瓦で周囲を覆ったもので投入した電気量の計測装置に接続した。この装置を用い鋳鉄用スリーブの正確な発熱量を求め、スリーブの発熱の機構を考察した。また、さらに銅の厚板で発熱ユニットを覆い銅の温度上昇量から発熱量を求める簡便な断熱型の熱量計を新規開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
鋳鉄用発熱スリーブの発熱量を実操業と同様な熱履歴のもとで測定する熱量計を開発した。装置は急速な昇温状態下でスリーブの発熱現象を生じさせる発熱ユニットと、これを内部に組み込んだ発熱量を計測するブンゼン氷熱量計からなる。発熱ユニットは発熱スリーブをニクロムリボンで巻き耐火煉瓦で周囲を覆ったもので投下電気量計測装置に接続した。この装置を用い鋳造用スリーブの正確な発熱量を求め、スリーブの発熱の機構を考察した。また、さらに銅の厚板で発熱ユニットを覆い銅の温度上昇量から発熱量を求める簡便な断熱型の熱量計を新規開発した。
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