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Utilization of unused iron resources for resource and energy saving

利用未利用的铁资源节约资源和能源

基本信息

批准号：
20J10432
负责人：
加藤謙吾
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10432/
关键词：
未利用資源スクラップリサイクル熱力学

项目摘要

資源を有効に利用するためにはそれぞれの特徴を把握し適切に処理しなければならない。鉱石中で鉄は酸化物の状態で存在し、主に高炉プロセスで還元されてCを含んだ溶銑となる。このとき資源中に含まれる不純物成分はその後の工程で精錬によって除去あるいは添加され、鋼材の要求に合わせて緻密に制御される。鉄スクラップには市中からの回収時に混入した不純物が高濃度で含まれている場合がある。特にCu、Sn、Ni、Cr等は回収時に混入しやすい一方、精錬による除去が困難なためトランプエレメントと呼ばれている。製錬工程において、トランプエレメント自身は酸化されないが、その他の不純物元素との相互作用によってスラグ-溶銑間における元素の分配挙動に影響をおよぼすと考えられる。したがって、スクラップを利用する場合にはこれらトランプエレメントとその他の不純物元素間の相互作用を考慮して溶銑組成を検討する必要がある。本年度は、昨年度構築した数学モデルにスクラップ由来のCu、Sn、Cr、Niを新たに変数として加え、C、O、Si、Mn、S、Pとトランプエレメント間の相互作用を考慮してモデルの拡張を行った。これまで報告されていなかったCuおよびSnがMnの挙動におよぼす影響を表す熱力学データを所属の研究グループで新たに測定し本解析モデルに追加した。トランプエレメントを考慮したモデルを用いて、溶銑組成におよぼす温度、酸素分圧、スクラップ利用の影響を解析した。低温ほど酸化が、高温ほど還元が進行し、1773 Kにおいて酸素分圧を10-13 atm 以上とすることでSi、Pなどの不純物元素濃度が低減できる可能性を見出した。さらに、溶銑、溶融スラグ組成におよぼすスクラップ利用比率の影響について検討し、スクラップの利用比率を上昇させると、鉄鉱石由来のSi, Mn, P濃度が低減可能であることが分かった。

The characteristics of resource utilization should be properly handled. The state of iron and acid compounds in iron ore exists in the main blast furnace. The impurities contained in the raw materials are removed from the raw materials, and the steel is required to be densified. When iron is mixed with impurities in high concentration, it is not easy to get rid of impurities. In particular, Cu, Sn, Ni, Cr, etc. are difficult to remove when they are mixed with each other. The process of production engineering is to acidify the elements themselves and to influence the distribution of the elements between the processes of production and dissolution by the interaction of other impurities. It is necessary to consider the interaction between impurities and other impurities in the case of solution composition. This year's construction of mathematical models for the origin of Cu, Sn, Cr, Ni and the interaction between C, O, Si, Mn, S, P and other elements should be considered. This paper reports on the influence of Cu and Sn on the behavior of Mn. The influence of temperature, acid pressure and solvent utilization on solvent composition was analyzed. Low temperature acidification, high temperature acidification, 1773 K acid component pressure above 10-13 atm, Si, P and impurity element concentration may be reduced. The Si, Mn, P concentrations of ferrite-derived Si, Mn, P may decrease due to the increase of the utilization ratio of ferrite-derived Si, Mn, P in the solution.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

PSM炉床でのスラグ-メタル間反応の解析

PSM炉床渣金属反应分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
加藤謙吾;小野英樹
通讯作者：
小野英樹

スクラップと鉱石を同時に利用する新製鉄炉におけるスラグ-メタル間反応の熱力学的解析

同时使用废钢和矿石的新型炼钢炉中渣金属反应的热力学分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
加藤謙吾;小野英樹
通讯作者：
小野英樹

Thermodynamic Analysis of the Slag-metal Reactions in Blast Furnace and Packed Bed Type Partial Smelting Reduction Process for Utilization of Steel Scraps

高炉渣金属反应及填充床式部分熔炼还原废钢利用工艺的热力学分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Abdulrahman H. Basher;M. Krstic;T. Takeuchi;T. Ito;M. Kiuchi;K. Karahashi;W. Wenzel;and S. Hamaguchi;Kengo Kato and Hideki Ono
通讯作者：
Kengo Kato and Hideki Ono

溶鉄中MnとCu, Sn間の相互作用係数

铁水中Mn、Cu、Sn相互作用系数