2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22760574
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
丸岡 伸洋 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40431473)
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| Keywords | 熱力学 / 水素 / 直接製鋼製鉄 / 省エネルギー / 新プロセス / 高温プロセス / 分配 |
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| Research Abstract |
現行の炭素を用いた鉄還元法(高炉)は炭素飽和であるため酸素ポテンシャルが低すぎ、PやSiなどの不純物元素までもが還元されている。これに対し水素還元では酸素ポテンシャルを高く制御可能で、不純物含有量の少ない鉄を生成出来る可能性がある。炭素飽和でないためその融点は高く固体鉄が得られるが、固体鉄への不純物元素の分配挙動は明確でない。そこで本研究では溶融酸化物からの固体鉄析出時のP,MnおよびSiのメタル-スラグ間分配を測定し、不純物の少ない鉄を得られるスラグ組成、酸素分圧などの条件を調査した。実験では、縦型抵抗炉内を用いて、MgOるつぼに入れた酸化物試薬を1350℃で溶融後、固体鉄片(0.1mm×25mm×30mm)を溶融酸化物に浸漬させ、一定時間保持後取り出し急冷した。保持時間は予備実験により20時間とした。雰囲気はCO/CO_2混合ガスでP_<O2>=10^<-13>～10^<-11.5>atmに制御した。得られた鉄試料はダイヤモンドリューターで表面に付着したスラグを除去後、酸溶解しMIBKで鉄分離後、超音波ネブライザー仕様ICP-AESでP分析した。スラグ試料は微粉砕し、金属Feを臭素メタノールで除去後酸溶解し、SiO_2は重量法、その他の元素はICP-AESで分析した。その結果、高塩基度,高酸素分圧(高%FeO)ほどP分配は高く,溶鋼-溶融スラグ間のP分配よりも遙かに高い値を持ち、塩基度1.0程度でP濃度が十分低い鉄が得られることが判明した。この結果を過去に提案されている脱Pモデル式と比較したが、良い相関関係は得られなかった。今後、さらに広範囲の酸素分圧、スラグ組成での測定を行い、最終的にモデル化する予定である。
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