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不均一酸化物は精錬に有効か？-脱リン反応解析に向けた活量測定と溶体モデルの構築-

异质氧化物对精炼有效吗？

基本信息

批准号：
22KJ1689
负责人：
齋藤啓次郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1689/
关键词：
精錬スラグ脱リン反応活量

项目摘要

鉄鋼などの素材精錬において、プロセスの効率化を考察する上で酸化物系の熱化学データが重要となる。本研究では製鋼における脱リンスラグの基本系であるFeO-CaO-SiO2-P2O5四元系に注目し、(Ca, Fe)2SiO4-(Ca, Fe)3P2O8固溶体中の①FeO活量と②P2O5活量を測定した。実験では、1573 Kで酸素ポテンシャルを制御した雰囲気の下で酸化物相とCu-Fe-P液体合金を平衡させた。高温保持後の合金試料を急冷し、化学分析に供して鉄濃度とリン濃度を測定することで成分活量を算出した。テーマ①では、固溶体の組成が同一であっても共存する固相の種類（CaOまたはCaSiO3）によってFeO活量が大きく変化することを示した。本四元系では塩基度（CaO/SiO2比）が高い場合にFeO溶解度の小さい固溶体がFeO濃度の高い液相と共存し、塩基度が低い場合にはFeO溶解度の大きい固溶体がFeO濃度の低い液相と共存するという一見逆の傾向を示していた。本研究で行ったFeO活量の実測と熱力学的な考察により、塩基度の違いによる固溶体中FeO溶解度とFeO活量の関係の変化を整理でき、上記の相平衡関係を説明することができた。テーマ②では、(Ca, Fe)2SiO4-(Ca, Fe)3P2O8固溶体+CaSiO3二相共存領域に注目し、P2O5活量に及ぼす固溶体中FeO濃度の影響を調査した。実験の結果、Ca2SiO4-Ca3P2O8固溶体へのFeO添加によってP2O5活量が減少する様子が確認された。P2O5活量の低下はスラグの精錬能向上には有利な性質であり、テーマ①と合わせてスラグ設計のための基礎データを収集できた。

It is important to examine the thermal chemistry of the acid compound system on the steel material and the efficiency of the steel. This study focuses on the basic system of steel making, FeO-CaO-SiO2-P2O5 quaternary system, (Ca, Fe)2SiO4-(Ca, The ①FeO activity and ②P2O5 activity in Fe)3P2O8 solid solution were measured.実験では, 1573 K acid element ポテンシャルをcontrol したAmbient 囲気の下で acid compound phase and Cu-Fe-P liquid alloy をbalance させた. After maintaining the high temperature, the alloy sample was quenched, chemical analysis was performed, the iron concentration and the concentration of the alloy were measured, and the activity of the components was calculated.テーマ①では、Solid solution compositionがThe same type of solid phase coexistenceであっても(CaOまたはCaSiO3) によってFeO activity が大きく変化することをshow した. This quaternary system has a high basicity (CaO/SiO2 ratio), a small FeO solubility, a high solid solution, a high FeO concentration, and a coexistence of the liquid phase. When the base degree is low, the solubility of FeO is large, the solid solution is low, the concentration of FeO is low, the liquid phase is coexisting, and the tendency to reverse the trend at first sight is shown. The purpose of this study was to measure the activity of FeO and to investigate the thermodynamics of FeO in the solid solution. The relationship between O solubility and FeO activity has been adjusted and adjusted, and the phase equilibrium relationship mentioned above has been explained.テーマ②では, (Ca, Fe)2SiO4-(Ca, Fe)3P2O8 solid solution + CaSiO3 two-phase coexistence field is paying attention, and the influence of P2O5 activity and FeO concentration in the solid solution is investigated. As a result, the Ca2SiO4-Ca3P2O8 solid solution was confirmed by adding FeO and reducing the activity of P2O5. The activity of P2O5 is low, the essence of P2O5 can be improved, and the properties of P2O5 are favorable.テーマ①と合わせてスラグDesignのためのBasic データをCollectionできた.