2003 Fiscal Year Annual Research Report
多元系メゾスコピック相-溶鉄間反応を用いた新精錬法
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13450305
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水渡 英昭 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70030054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 裕己 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (20271976)
井上 亮 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (70111309)
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| Keywords | メゾスコピック相 / 溶鉄 / 脱硫 / calcium aluminate / 硫黄濃縮 / 溶銑 / 酸素ポテンシャル |
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| Research Abstract |
1.硫黄濃縮相の同定
溶鉄温度で溶融するCaO-SiO_2-Al_2O_3系スラグをMgOるつぼを用いて1650℃で溶製し、急冷した。これを粉砕した後、CaS試薬を添加し、再度1650℃で溶融してから1200℃まで150℃/hで徐冷し、急冷した。得られたスラグ試料を乾式鏡面研磨し、硫黄が濃縮した鉱物相をEPMAにより同定した。その結果、CaO-CaS系鉱物相およびCaO-Al_2O_3-CaS系鉱物相が認められたことから、硫黄の濃縮にはCaOを高濃度に含む鉱物相が有効であることが明らかとなった。
2.メゾスコピック相による溶鋼脱硫における硫黄濃縮相
1550℃においてCaOまたは3CaO・Al_2O_3が固相として存在するCaO-Al_2O_3系またはCaO-SiO_2-Al_2O_3系スラグをMgOるつぼを用いて溶製し、急冷した。これらのメゾスコピックスラグを、1550℃において硫黄を含む溶鋼に添加し、所定時間後にるつぼごと急冷して、メタル中硫黄濃度およびスラグ中含硫黄鉱物相の経時変化を調べた。その結果、脱硫によってスラグ中に移行した硫黄はCaO-CaS系鉱物相およびCaO-Al_2O_3-CaS系鉱物相中に吸収されるものの、その吸収速度は、脱りんに際してりんがC_2S中に吸収されるのと比較して、小さいことがわかった。
3.酸素ポテンシャルの局所制御
製錬反応は酸化または還元であることから,これら両反応を同一容器内で進行させることは,生産性の向上,省エネルギー等にとって極めて有効である。CaO飽和CaO-Fe_2O_3系スラグ(脱りんスラグ)円板にinert material(MgO薄板)を重ね、さらにCaO飽和CaO-Al_2O_3系スラグ(脱硫スラグ)円板を重ねた多重層構造のフラックスを作成し、これを1400℃においてFe-4%C融体に浸漬した際の,脱りん,脱硫反応の進行を調べた。
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