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本研究で得られた主な研究成果は以下の通りである。
1.マイクロ波照射時の測温法の検討
熱電対をア-スすることで、測温が可能なことを確認した。炭素が無いと昇温しにくいこと、ヘマタイトよりマグネタイトやウスタイトの方が温度が上昇しやすいことが判明した。
2.マイクロ波加熱を利用した酸化鉄の炭熱還元
(1)試料重量の影響 試料の混合比を一定(Fe_2O_3:C=4:1)にし、還元率曲線及び試料温度変化曲線に及ぼす試料重量の影響を調査した。試料重量の少ない方が還元速度が速く、還元率も高い結果が得られた。試料温度も試料重量が少ない方が昇温速度が速く、到達温度も高くなることがわかった。
(2)炭材量及び出力の影響
混合試料中のヘマタイト量を40gと固定して、還元率曲線に及ぼす炭材量及び出力の影響を調査した。出力の増加に伴って還元速度が速く、還元率も高くなった。炭材量を変えた場合、出力500Wのときには炭材量が多い方が還元速度が速く、還元率も高いのに対して、出力700Wの場合には逆に、炭材量が多いと還元速度が遅く、還元率も低くなった。
(3)試料形状の影響 試料の形状をブリケットにし、加熱時間を30分と長くした場合、粉末状の試料での結果と比較して還元の進行は遅く、到達還元率も低いという結果となった。
3.外部加熱方式の炭材内装ペレットの還元との比較
マイクロ波加熱の場合でも、外部加熱の場合と同様にブ-ドア反応による吸熱の影響で、反応進行中の試料温度は900〜1000°C付近までしか上昇せず、マイクロ波の出力を変えても大差なかった。しかし、従来の外部加熱の場合と比較すれば加熱速度は速い。到達温度が同じでも、マイクロ波出力が大である程、還元率は高くなっていることから、マイクロ波を利用することは熱的な面での影響が大きいと考えられる。
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