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水素高度利用によるグリーンエネルギ製鉄の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21310061
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関京都大学

研究代表者

柏谷 悦章  京都大学, 大学院・エネルギー科学研究, 准教授 (10169435)

研究分担者 木下 博嗣  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40177895)
埜上 洋  室蘭工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50241584)
秋山 友宏  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50175808)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2010年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2009年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワードグリーンケミスト / 水素製鉄 / CO2削減 / 水素 / グリーンエネルギー
研究概要

鉄鋼業における水素の有効利用は、日本全体のCO2削減問題に大きく寄与する。そこで本研究では、現行高炉における積極的な水素導入に加え、コークスを使用しない完全水素高炉を目指した場合の可能性を調査することが主目的である。
シミュレーションモデルを開発し、炉内に水素を導入した場合の,影響を解析した。本シミュレーションモデルにより約40%までの水素を炉内に吹き込むことが可能でることが分かった.
また,熱力学的考察によって,水素還元で得られる金属鉄は介在物が少なく純粋な鉄に近いことを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (37件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Preface to the Special Issue on Green Energy Iron making and Steelmaking-Production of Green Energy and Its Use in Iron making and Steelmaking-2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.52, No.8

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Kinetic analysis of the decomposition reaction of CH4 injecting into molten slag2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, M. Watanabe
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.52, No.8

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Nano-structure of Carbons deposited from CH_4 blowing to and injecting into molten slag2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, M. Watanabe
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.52, No.8

    • NAID

      10031146425

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamics of impurities in pure iron obtained by hydrogen reduction2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, H. Hasegawa
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.52, No.8

    • NAID

      130003395101

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Simulation of Blast Furnace Operation with Intensive Hydrogen Injection2012

    • 著者名/発表者名
      H. Nogami, Y. Kashiwaya, D. Yamada
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.52, No.8

    • NAID

      10031146441

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Preface to the Special Issue on "Green Energy Ironmaking and Steelmaking-Production of Green Energy and Its Use in Ironmaking and Steelmaking2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 52(accepted)

    • NAID

      10031146421

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic analysis of the decomposition reaction of CH4 injecting into molten slag2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya, M.Watanabe
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 52(accepted) ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-structure of Carbons deposited from CH4 blowing to and injecting into molten slag2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya, M.Watanabe
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 52(accepted)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynaniics of impurities in pure iron obtained by hydrogen reduction2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya, M.Hasegawa
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 52(accepted)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of Blast Furnace Operation with Intensive Hydrogen Injection2012

    • 著者名/発表者名
      H.Nogami, Y.Kashiwaya, D.Yamada
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 52(accepted)

    • NAID

      10031146441

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic Properties of SoIid Solutions between Di-calcium Silicate and Tri-calcium Phosphate2012

    • 著者名/発表者名
      M.Hasegawa, Y.Kashiwaya, M.Iwase
    • 雑誌名

      International Journal of High Temperature Materials and Processes

      巻: 31(accepted)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of wood biomass addition on the char making process of waste plastic for controlling the combustion efficiency2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Ito, M.Hasegawa, T.Kashiwaya, M.Iwase
    • 雑誌名

      International Journal of High Temperature Materials and Processes

      巻: 31(accepted)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron making With Ammonia at Low Temperature2011

    • 著者名/発表者名
      S. Hosokai, Y. Kashiwaya, K. Matsui, N. Okinaka, T. Akiyama
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 45(2) ページ: 821-826

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Binding energy of carbon implanted into hematite and in situ observation of reaction behavior during heating up experiment2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, T. Nakamitsu, H. Kinoshita, S. Miura
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.51, No.8 ページ: 1204-1212

    • NAID

      130000968573

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of oxides and carbonate on the reaction of hematite and graphite mixture obtained by the mechanical milling2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, R. Suzuki and K. Ishii
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.51, No.8 ページ: 1213-1219

    • NAID

      130000968574

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Atmosphere controlled hot thermocouple method and crystallization, phenomenon of CaO-Al2O3 eutectic slag2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, Y. Kusada, R. Suzuki
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.51, No.12 ページ: 1966-1972

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of sulfur on the TTT diagram of CaO-Al2O3 slag at eutectic composition2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, Y. Kusada, R. Suzuki
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.51, No.12 ページ: 1973-1980

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Effect of sulfur on the TTT diagram of CaO-Al2O3 slag at eutectic composition2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Tashiwaya, Y.Kusada, R.Suzuki
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 51 ページ: 1973-1980

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atmosphere controlled hot thermocouple method and crystallization phenomenon of CaO-Al2O3 eutectic slag2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya, Y.Kusada, R.Suzuki
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 51 ページ: 1966-1972

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ETTect of oxides ana carbonate on the reaction of hematite and graphite mixture obtained by the mechanical milling2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya, R.Suzuki, K.Ishii
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 51 ページ: 1213-1219

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding energy of carbon implanted into hematite and in situ observation of reaction behavior during heating up experiment2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya, T.Nakamitsu, H.Kinoshita, S.Miura
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 51 ページ: 1204-1212

    • NAID

      130000968573

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ironmaking with Ammonia at Low Temperature2011

    • 著者名/発表者名
      Y.kashiwaya, T.Nakamitsu, H.Kinoshita S.Miura
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 45 ページ: 821-826

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction behavior of coke with iron oxide catalyst2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, Y. Kashiwaya, S. Miura, M. Nishimura, K. Kato, S. Nomura, M. Kubota, K. Kunitomo and M. Naito
    • 雑誌名

      Tetsu-to-Hagane

      巻: vol.96, No.5 ページ: 288-296

    • NAID

      130000259060

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] In situ observation and reaction mechanism of iron oxide catalyst added to coke2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, Y. Kashiwaya, S. Miura, M. Nishimura, K. Kato, S. Nomura, M. Kubota, K. Kunitomo and M. Naito
    • 雑誌名

      Tetsu-to-Hagane

      巻: vol.96, No.5 ページ: 297-304

    • NAID

      130000259061

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Formation Free Energies of Solid Solution between Tri-Calcium Phosphate and Di-Calcium Silicate2010

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa, Y. Kashiwaya and M. Iwase
    • 雑誌名

      Steel research int

      巻: No.2 ページ: 100-104

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Activities of FexO in CaO-(Na2O) 0. 1875(K2O) 0. 0625(Al2O3) 0. 25(SiO2) 0. 5-FexO Pseudo-Ternary Slags2010

    • 著者名/発表者名
      H. Ozawa, H. Hasegawa, Y. Kashiwaya, M. Iwase
    • 雑誌名

      Steel research International

      巻: vol.81, No.1 ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Interaction parameter eOC for carbon-saturated liquid iron between 1623K and 1723 K2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, M. Hasegawa, H. Niitani, T. Kakinuma and M. Iwase
    • 雑誌名

      Steel research International

      巻: vol.81, No.5 ページ: 333-336

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Development of a rotary cylinder atomizing method of slag for the production of amorphous slag particles2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, Y. In-nami and T. Akiyama
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.50, No9 ページ: 1245-1251

    • NAID

      10028113688

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of the formation of slag particles by the rotary cylinder atomization2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, Y. In-nami and T. Akiyama
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.50, No9 ページ: 1252-1258

    • NAID

      10028113698

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Latent heat of amorphous slags and the utilization as a high temperature PCM2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya, T. Akiyama and Y. In-nami
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: Vol.50, No9 ページ: 1259-1264

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Nan crack formation in hematite through the dehydration of goethite and the carbon infiltration from biotar2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Kashiwaya and T. Akiyama
    • 雑誌名

      J. Nanomaterials

      巻: vol.2010 ページ: 12-12

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Reaction behavior of coke with iron oxide catalyst2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, Y.Kashiwaya, 他
    • 雑誌名

      Tetsu-to-Hagane

      巻: 96 ページ: 288-296

    • NAID

      130000259060

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ observation and reaction mechanism of iron oxide catalyst added to coke2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, Y.Kashiwaya, 他
    • 雑誌名

      Tetsu-to-Hagane

      巻: 96 ページ: 297-304

    • NAID

      130000259061

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction parameter eOC for carbon-saturated liquid iron between 1623K and 1723K2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kashiwaya, M.Hasegawa, H.Niitani, T.Kakinuma, M.Iwase
    • 雑誌名

      Steel research International

      巻: 81 ページ: 333-336

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic properties of KCl-CeCl3 binary system2009

    • 著者名/発表者名
      T. Nakajima, M. Hasegawa, Y. Kashiwaya, M. Myochin and M. Iwase
    • 雑誌名

      High Temperature Materials and Processes

      巻: vol.28, No.4 ページ: 197-202

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Biotar ironmaking using wooden biomass and nano-porous ironore2009

    • 著者名/発表者名
      Y.hata, H.Purwant, S.Hosokai, J.Hayashi, Y.Kashiwaya, T.
    • 雑誌名

      Journal of Energy and Fuels 23

      ページ: 1128-1131

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単一気孔内におけるコークス気孔内ガス化反応のシミュレーションのためのセルラーオートマトン法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      柏谷悦章, 大笹憲一, 福田耕一, 加藤健次, 内藤誠章
    • 雑誌名

      鉄と鋼 95

      ページ: 7-16

    • NAID

      110007008518

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水素還元により生成した高純度鉄の評価2012

    • 著者名/発表者名
      柏谷悦章
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会春季講演大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] グリーンエネルギー製鉄研究会最終報告「グリーンエネルギーの製造と製鉄への有効利用」2012

    • 著者名/発表者名
      細貝聡, 沖中憲之, 秋山友宏, 柏谷悦章
    • 学会等名
      アンモニアによる鉄鉱石還元プロセスの設計とシステム解析日本鉄鋼協会春季講演大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] アンモニアによる鉄鉱石還元プロセスの設計とシステム解析

    • 著者名/発表者名
      細貝聡・松井耕祐・沖中憲之・秋山友宏, 柏谷悦章
    • 学会等名
      CAMP-ISIJ
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 乾燥ゲーサイト鉱石へのタール蒸気の炭素析出(バイオマス製鉄の可能性調査)

    • 著者名/発表者名
      松井耕祐・秋山友宏・林潤一郎・柏谷悦章・細貝聡・秦裕一
    • 学会等名
      CAMP-ISIJ
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 木質系バイオマスによる低品位鉱石の還元技術(バイオマス製鉄の可能性調査)

    • 著者名/発表者名
      杉山喬・齋藤通生・上杉浩之, 秋山友宏・柏谷悦章
    • 学会等名
      CAMP-ISIJ
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ゲーサイトによるバイオコーク鉄源の製造(バイオマス製鉄の可能性調査)

    • 著者名/発表者名
      杉山喬・齋藤通生・上杉浩之, 秋山友宏・柏谷悦章
    • 学会等名
      CAMP-ISIJ
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 水素吹込みのための四流体高炉シミュレーションモデル

    • 著者名/発表者名
      柏谷悦章・山田大祐, 埜上洋
    • 学会等名
      CAMP-ISIJ
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 四流体高炉シミュレーションモデルを用いた水素吹込み操業の解析

    • 著者名/発表者名
      柏谷悦章・山田大祐, 埜上洋
    • 学会等名
      CAMP-ISIJ
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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