| 研究課題/領域番号 |
04555158
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
佐野 正道 名古屋大学, 工学部, 教授 (70023174)
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| 研究分担者 |
工藤 一郎 新日本製鉄(株), 室蘭製鉄所設備部, 部長代理
水上 義正 新日本製鉄(株), 名古屋技術研究部, 主幹研究員
山本 君二 (株)TYK, 研究所, 所長
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| キーワード | 融体 / 溶融金属 / 高純度化 / 脱ガス / 脱炭素 / 脱窒素 / 脱水素 / 真空脱ガス |
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| 研究概要 |
本研究では、融体の高純度化を目的として、新しい脱ガス法(真空吸引脱ガス法)により、溶鉄の脱炭、脱水素、溶銅の脱酸に関する実験を行った。本脱ガス法は、ガス透過性、融体不透過性の多孔質材料により融体と外界を仕切り、外界を真空(減圧)にすることにより、融体と多孔質材料の界面で生成したガスを迅速に吸引、除去するため、反応界面積を大幅に増加し、脱ガスを大幅に促進することができる。
溶鉄の脱炭に関しては、溶鉄中の酸素濃度を50ppm以下と非常に低く保った状態で、固体酸化物との反応により炭素濃度を最低3ppmの極低濃度まで低下させることができた。なお、鉄中の炭素濃度は炭素・硫黄分析装置により測定した。溶鉄の脱炭速度は、SiO_2などのように比較的解離しやすい酸化物を含有させ、さらにガス透過性を良好にした多孔質材料を使用することにより、大幅に増加した。なお、溶鉄の脱炭速度は酸化物の解離により律速されると推定された。溶鉄の脱水素に関しても、本脱ガス法は有効であり、脱水素速度を増加させることができた。この場合にも、ガス透過性が脱水素速度に大きな影響を及ぼすことがわかった。溶鉄の脱水素速度は、水素濃度について2次の速度式にしたがい、多孔質材料中のガスの透過により律速されていると考えられる。溶銅の脱酸は、多孔質グラファイトを介して行い、酸素濃度を0.5ppm程度まで低下させることができた。溶銅の脱酸速度はメタル側の酸素の物質移動により律速されることを明らかにした。
山本(TYK)は、各種組成、気孔率の多孔質管を試作し、気孔の均質性を確保することが重要であることを示した。水上、工藤(新日鉄)は、溶鉄の脱炭、脱水素実験を比較的大きな規模で行っているが、使用する多孔質管のガス透過性をさらに向上させることが必要であるという結果を得ている。
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