高炉融着帯生成挙動解析システムによる震災起因木質系バイオマスの製鉄利用最適化研究

• 研究課題/領域番号: 24686084
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 金属生産工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大野 光一郎 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50432860)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
• キーワード: 金属生産工学 / バイオマス / 高温その場観察 / 高炉内融着帯 / 浸炭溶融反応 / スラグ / 高温その場測定 / 浸炭溶融

研究成果の概要

震災起因木質系バイオマスをコークス代替炭材として製鉄へ高度利用することを目的として，革新的な高炉融着帯生成挙動解析システムを構築し，融着帯内部鉱石層の軟化融着挙動に木質系バイオマスが及ぼす影響の調査を行った。本課題で作製した新型軟化溶融シミュレーターでは，従来型装置では不可能であった試料軟化・溶融時のその場急冷試料の取得を可能とした．新型軟化溶融シミュレーターの結果と，高温XRDや高温レーザー顕微鏡から得られる高温その場観察結果を組み合わせて考察した結果，木質系バイオマスは従来用いられてきた灰分の多いコークスに比べて融着帯内部の浸炭溶融反応を有利に進めることを明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] 焼結プロセス層内の温度分布推定数値シミュレーションに及ぼすコークスの燃焼速度式の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大野 光一郎, 野田 恵吾, 西岡 浩樹, 前田 敬之, 清水 正賢
  • 雑誌名: 鉄と鋼 巻: 101 号: 1 ページ: 19-24
  • DOI: 10.2355/tetsutohagane.101.19
  • NAID: 130004747784
  • ISSN: 0021-1575, 1883-2954
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 焼結プロセスにおける擬似粒子中コークスの燃焼速度 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大野 光一郎, 野田 恵吾, 西岡 浩樹, 前田 敬之, 清水 正賢
  • 雑誌名: 鉄と鋼 巻: 101 号: 3 ページ: 184-189
  • DOI: 10.2355/tetsutohagane.101.184
  • NAID: 130004747809
  • ISSN: 0021-1575, 1883-2954
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 低炭素高炉操業の課題 −滴下帯の通気性に影響を及ぼすスラグ融体物性− (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 幸, 助永 壮平, 大野 光一郎, 植田 滋, 砂原 公平, 齊藤 敬高
  • 雑誌名: 鉄と鋼 巻: 100 号: 2 ページ: 211-226
  • DOI: 10.2355/tetsutohagane.100.211
  • NAID: 130003395116
  • ISSN: 0021-1575, 1883-2954
  • 査読あり
• [雑誌論文] 木炭の炭素結晶性と灰分が溶鉄への炭素溶解と鉄−木炭コンポジットの浸炭反応に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野 光一郎, Babich Alexander, 三枝 純己, 前田 敬之, Senk Dieter, Gudenau Heinrich Wilhelm, 清水 正賢
  • 雑誌名: 鉄と鋼 巻: 100 号: 2 ページ: 287-293
  • DOI: 10.2355/tetsutohagane.100.287
  • NAID: 130003395118
  • ISSN: 0021-1575, 1883-2954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation about Charcoal Ash behavior at Initial Reaction Stage in Iron Carburization (2013)
  • 著者名/発表者名: Ko-ichiro Ohno, Shohei Tsurumaru, Alexander Babich, Takayuki Maeda, Dieter Senk, Kazuya Kunitomo and Heinrich Wilhelm Gudenau
  • 雑誌名: Program and Abstract of International Conference on Smart Carbon Saving and Recycling for Ironmaking 巻: 1 ページ: 17-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic Study Oil the Reduction Reaction of Biomass-Tar-Infiltrated Iron Ore (2012)
  • 著者名/発表者名: Sou HOSOKAI, et al.
  • 雑誌名: Energy and Fuels 巻: 26 号: 12 ページ: 7274-72
  • DOI: 10.1021/ef3013272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation about Effect of Slag froI Coal Ash and Ore Material on IronCarburization Reaction in Self-Reducing Pel let (2012)
  • 著者名/発表者名: Ko-ichiro 0HNO, et al.
  • 雑誌名: Proceedings 01 Scrap Supplements and AlternativeIronmaking VI 巻: 4(CD-ROM)
• [雑誌論文] Effect of Woody Bionass on Reduction Behavior of Iron Oxide (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyohe i YOKOTA, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the 5th International Conference on Science and Technology of Ironnaking 巻: 5(CD-ROM)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Charcoal Carbon Crystallinity and Ash Content on Carbon Dissolution in Molten Iron and Carburization Reaction in Iron-Charcoal Composite (2012)
  • 著者名/発表者名: Ko-ichi ro 0HNO, et al.
  • 雑誌名: ＩＳＩＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 巻: 52 号: 8 ページ: 1482-1488
  • DOI: 10.2355/isijinternational.52.1482
  • NAID: 10031146435
  • ISSN: 0915-1559, 1347-5460
  • 査読あり
• [学会発表] 焼結プロセスにおけるカルシウムフェライト生成に及ぼすマグネタイトの影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 多木寛, 前田敬之, 大野光一郎, 国友和也
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第169回春季講演大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] The role of alumina in the relationship between carbon dissolution and wettability of molten iron on carbonaceous materials substrate (2015)
  • 著者名/発表者名: Cao Son Nguyen, Takayuki Maeda, Ko-ichiro Ohno, Kazuya Kunitomo
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第169回春季講演大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] スラグ粒充填層の見掛け軟化粘度に及ぼす炭材混合率の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田雄介, 大野光一郎, 前田敬之, 国友和也
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第168回秋季講演大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 黒鉛-アルミナ混合模擬コークスの溶鉄中への炭素溶解挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢野慎太郎, 国友和也, 大野光一郎
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第168回秋季講演大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 急速昇温・急速冷却可能な荷重軟化試験装置の作製・実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田雄介, 大野光一郎, 国友和也
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 第167回 春季講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 滴下型静滴法を用いた鉄-炭材間の濡れ性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野光一郎, 前田敬之, 国友和也, 三宅貴大, 鶴丸祥平
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 第167回 春季講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 木炭中灰分含有量の制御が鉄の浸炭反応に及ぼす効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鶴丸祥平, 大野光一郎, 前田敬之, 国友和也
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 第166回 春季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Investigation about Charcoal Ash behavior at Initial Reaction Stage in Iron Carburization (2013)
  • 著者名/発表者名: Ko-ichiro Ohno, Shohei Tsurumaru, Alexander Babich, Takayuki Maeda, Dieter Senk, Kazuya Kunitomo and Heinrich Wilhelm Gudenau
  • 学会等名: International Conference on Smart Carbon Saving and Recycling for Ironmaking
  • 発表場所: 湘南国際村
• [学会発表] Investigation about Effect of Slag fron Coal Ash and Ore Material on Iron Carburization Reaction in Self-Reducing Pellet (2012)
  • 著者名/発表者名: Ko-ichiro 0HNO
  • 学会等名: Scrap Supplements and Alternative Ironmaking VI
  • 発表場所: 米国 ボルチモア
  • 年月日: 2012-10-30
• [学会発表] Effect of Woody Biomass on Reduction Behavior of Iron Oxide (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyohe i YOKOTA
  • 学会等名: The 5th International Conference oD Science and Technology of Ironmaking
  • 発表場所: ブラジル リオデジャネイロ
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] 鉄炭材間浸炭反応に及ぼす炭材中灰分の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大野光一郎
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第164回春季講演大会
  • 発表場所: 愛媛県 松山市
  • 年月日: 2012-09-18