製鉄業における熱および物質循環の最適化

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12015247
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 秋山 友宏 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50175808)
• 研究分担者: 埜上 洋 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (50241584)
• キーワード: 鉄鋼業 / エネルギー / エクセルギー / 物質循環 / 高温 / セメント / 化学工業 / 石灰石熱分解

研究概要

平成12年度の実績は以下の通り。
昨年までに現行製鉄業における各種プロセスの最新操業データを入手したのち、プロセスの物質収支の確認に着手し、ほぼその流れをつかむことに成功した。さらに、修正エンタルピー法に基づき製鉄所内全体のエンタルピーフローを明らかにした。今年度は整理された操業データに基づき、現行および省エネ前のデータに基づきエクセルギーフローを計算する事が可能となり、一部着手することができた。これらの計算は関連するすべての物質の温度依存性を考慮した熱力学データを組み込んだ計算機プログラムを開発して、大規模計算を行うことにより可能とした。さらに昨年度は得られたデータに基づき、現行の鉄鋼業がかかえる問題点、すなわちエクセルギーが大きく消費されている場所と量に注目して、新システムを考察し、予備的実験を行った。すなわち、高炉スラグ(酸化物多元系融体、1600℃を有するものの現在すべて廃棄されている。)や転炉排ガス(CO-CO2系燃焼排ガス、1600℃の超高温で排出されるがその回収方法は不十分。)などエクセルギーが大きく消費されている部分に着目してそれらを減少させるプロセスを基礎的に検討した。さらにこれらの結果を受けて、本年度はセメントおよび鉄鋼業の共生の可能性を検討した。その結果、スラグ廃熱使うならば、セメント産業で行われている石灰石の熱分解を行える十分な能力を有しており、その量は1000万トン程度にのぼることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] 嶋田太平,秋山友宏,葛西栄輝,八木順一郎: "回転カップアトマイザーを用いた溶融スラグの微粒化"東北大学素材工学研究所彙報. 56・1,2. 92-97 (2000)
• [文献書誌] T.Shimada,V.Kochura,T.Akiyama,E.Kasai,J.Yagi: "Effect of slag composition on the rate of methane-steam reaction"ISIJ Int.,. 41,. 111-115 (2001)
• [文献書誌] T.Shimada,T.Akiyama,E.Kasai,J.Yagi,: "Observation of molten slag surface under gas impingement by X-ray computed tomography"ISIJ Int.,. 40. 958-963 (2000)