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鉄系凝結材としてこれまで検討を行っていなかった鉄系凝結材の中で、今後使用量増加の可能性がある原料であるマグネタイト精鉱と、スクラップを模した数mm径の金属鉄粒子に関して検討を行った。
微細なコークスとの混合については、マグネタイト精鉱をアルミナるつぼに単味、コークスと混合、コークスおよびCaOと混合した状態で充填し、酸化させることでその反応挙動の検討を行った。単味とコークスのみを添加した結果を比較したところ、その添加量の増加と共にマグネタイト精鉱の反応率は低下した。反応後試料の断面観察結果から、反応率の低下は、凝集に伴う反応面積の減少の影響が大きいと考えられる。
マグネタイト精鉱で作製したペレットを使用し、単味の場合とコークス粒子と混合した場合について、予熱温度800、900、1000oCにおいて反応を開始させ、酸化反応挙動を検討した。マグネタイト精鉱ペレット単味の場合の反応率は予熱温度900oCの時、最も高かった。予熱温度が1000oCの場合、ペレット内での凝集が進行し、反応面積が低下した結果、反応率が低下したと考えられる。コークスと混合した場合に関しては、予熱温度900、1000oCにおいて充填層内温度は上昇が、酸化反応率が未添加時と比較して低くなった。
炭材とスクラップなどの金属鉄系凝結材を同時使用した場合の反応挙動について検討するため、コークスと金属鉄粒子の混合比を変化させ、充填層中での反応挙動を検討した。各条件におけるコークスおよび金属鉄それぞれの反応率を求めた結果、コークスの燃焼挙動は大きく変化しない。一方、金属鉄はコークスの割合の増加と共に反応開始直後の酸素消費が少なくなり、コークスの燃焼がピークを過ぎた後に酸素消費が増加する傾向を示した。しかし、金属鉄粒子の反応完了後の酸化反応率は、コークスの添加率によって変化しなかった。
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