計画研究
ヘリカルアンテナを用いて2.45GHzマイクロ波照射が中心で約60cmの範囲に集中しそいる20kWマイクロ波炉を用い、グネタイト-18%グラファイト混合粉末1kgから100%の効率で3.5%炭素含有銑鉄を約20分で生成した。エネルギー効率は約20%である。ロータリー型マイクロ波加熱製鉄炉の回転筒内に内径50cm、長さ50cmのグラファイト管を設置し原料の広がりとその厚さを計測した結果、原料供給速度を3kg/時、回転数毎分0.15回転で回転筒の傾きを1°にする製鉄条件が分った。直径約2.5m高さ約4mのステンレス製容器を使い、銑鉄日産1トン製造用120kWマイクロ波加熱炉を設計にした。30kW発生装置4台で反応効率は42%にする必要がある。アプリケーターの中心に立てたステンレス製シャフトに入れた鉄鉱石と炭材混合粉の原料を自重で降下させ、シャフト下部にマイクロ波を照射して銑鉄を生成する。マイクロ波はステンレス製の凹面鏡で反射させ、原料に照射する。2.45GHz・2.8kWマルチモードマイクロ波炉を用いて、マグネタイトとグラファイト混合粉末の加熱反応を窒素ガス中で行なわせ、排ガス中の二酸化炭素と一酸化炭素の濃度をクロマトグラフで測定した。原料のミリング時間が長いほど反応が短時間で終了した。X線回折装置に組込んだ1.5kW2.45GHz出力可変型シングルモードマイクロ波炉でマグネタイトとグラファイトの混合粉末をHe雰囲気で加熱反応させ、反応生成物をその場で同定すると同時に、それらのX線ピーク位置の熱膨張による変動から、個々の反応生成物の温度を測定した。ステンレスの酸洗スラッジに炭材粉末と混合し、マイクロ波加熱で熱炭素還元によりニッケルとクロムを回収した。マイクロ波加熱によりArガス中でイルメナイト粉末の炭素熱還元により鉄を分離してルチルを生成した。1300℃120分間加熱して鉄を還元した後、粉末を弱酸溶液中で処理して鉄を溶解除去し、純度83%を得た。
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