2003 Fiscal Year Annual Research Report
急速加熱による直接還元鉄新製造プロセスのメカニズム解明
Project/Area Number |
03J07355
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
大野 光一郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 直接還元鉄製造プロセス / 急速加熱 / 溶融スラグ / 浸炭現象 / 炉床耐火物保護 / 溶融還元反応 |
Research Abstract |
現在世界的に製鉄法の主軸である高炉・転炉一貫製鉄法は、設備費、環境、生産弾力性、原燃料選択のフレキシビリティーが低い等の問題を抱えている。これら諸問題を補完するべく開発されつつある新鉄源製造法の一つに、粉鉱石と粉炭を混合した原料を急速加熱し短時間で銑鉄と同等の品位を得るという直接還元鉄製造プロセスがある。このプロセスでは、従来高炉で8時間かかっていたプロセスを約10分に短縮でき、エネルギー消費・排出CO_2量も削減可能などの理由で、今後広く普及すると考えられる。しかしながら原料の急速加熱に伴い生じている様々な現象のメカニズムは未だ大部分が不明である。 本研究では溶融スラグが担う役割を考慮した、急速加熱に伴い生じる現象の解明を目的としており、具体的にはプロセス全体のエネルギー消費を大きく左右すると考えられる、石炭から還元鉄への浸炭現象メカニズムの解明、プロセス炉床耐火物への溶融スラグの悪影響からの保護、低品位鉄鉱石の利用による原料選択性の向上を目的とした研究を計画している。 本年度は、石炭から還元鉄への浸炭現象メカニズムの解明について、昨年度までに得られた、EPMAによる実験後試料中の炭素濃度分布分析結果、及び直接観察画像から、速度論的解析を行った。その結果、本研究で仮定している浸炭反応を効率良く進めるためには、溶融スラグ中のFe_tOの溶融還元反応に伴って生じる溶融Fe-C合金粒子を多く生成する必要が有ることが分かった。 プロセス炉床耐火物への溶融スラグの悪影響からの保護については、基本的な溶融スラグの物性値の測定を行うための、実験装置及び、実験環境の整備が完了し、物性値データの測定を開始した。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] K.Ohno, M.Hino, T.Nagasaka: ""In situ" Observation of Smelting Reduction and Carburization of Iron Ore with Carbonaceous Materials by Laser Scanning Microscope"Steel Research. 74. 5-8 (2003)
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[Publications] K.Ohno, M.Hino, T.Nagasaka: "MICROSCOPIC OBSERVATION OF IRON CARBURIZATION BY COAL UNDER THE PRESENCE OF LIQUID SLAG"Proceedings of Yazawa International Symposium, The minerals, Metals and Materials Society. 815-824 (2003)
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[Publications] 大野光一郎, 三木貴博, 日野光兀: "スラグ相を介した浸炭メカニズム"日本鉄鋼協会講演論文集 材料とプロセス. 16. 91 (2003)
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[Publications] K.Ohno, M.Hino: "KINETIC ANALYSYS OF IRON CARBURIZATION DURING SMELTING REDUCTION"Report of Science and Technology of Innovate Ironmaking for aiming Energy Half Consumption. 17-20 (2003)
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[Publications] 大野光一郎, 三木貴博, 日野光兀: "溶融還元過程での還元鉄の浸炭反応機構"日本鉄鋼協会講演論文集 材料とプロセス. 17(発表予定). (2004)