| 研究実績の概要 |
省資源、省エネルギー、炭酸ガス排出削減の観点から、製鉄プロセスの将来に向けて、鉄源としての鉄スクラップの使用比率向上が最も重要な課題の一つとなっている。その一方、近年、様々な機能を持った合金の普及やスクラップ形状の複雑化などにより、スクラップ使用時における種々の不純物元素の混入は避けられない上に、既存のリサイクルプロセスにおいては非常に除去が困難である循環性元素が存在する。今後のスクラップ使用比率向上により予想される鋼中循環性元素濃度の上昇が高品質に及ぼす影響を正確に把握し、①循環性元素の無害化、②スクラップ利用の拡大、③高価な合金元素添加量の精緻制御、さらには④新たな合金鋼・高機能鋼開発・製造に結び付けるためには、その基盤として鉄中循環性元素に関する熱力学データを整備することが重要である。それらの熱力学データの中でも特に重要となる溶鉄中Cu, Snと合金・遷移金属元素間の熱力学データとして、溶鉄中Cu-M (Mn, Cr)間、Sn-Mn間の相互作用係数を求め、Cu-M, Sn-M間において必要な熱力学データを確立した。さらに、循環性元素は他元素との反応性が低く、反応に直接かかわるよりも相互作用の影響で、他の晶析出反応に影響をおよぼす。一方で、希土類元素(REM)は還元反応性が強く、また固－液間の分配係数が小さく凝固時に液相に偏析する性質を有するため、凝固界面において晶析出反応に関与する可能性が大きい元素である。したがって凝固界面においては、循環性元素とREMが直接反応に関与する可能性がある。その検討の基盤として必要な希土類元素の熱力学データとしてLaの脱酸、脱硫平衡を測定し、LaとM (O, S) 間の相互作用係数を得た。得られた熱力学データを用いて凝固界面における晶析出反応の解析を行い、Laの添加量によって晶出物の種類と量を制御可能なモデルの開発を行った。
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