還元雰囲気下におけるBaO-Cr_2O_3-CO_2系融体の熱力学

ステンレス鋼精錬用高塩基性フラックスの開発の基礎研究として、Cr_2O_3を一主成分とするフラックスの可能性を調べた。BaO系フラックスは比較的Cr_2O_3の溶解度が高いことが知られているが、実際のフラックス処理で添加されるBaCO_3を含む系についての熱力学的知見が全くないため、CO_2を含むBaO系スラグについて検討を行った。1500℃において純粋なBaO、BaCO_3は融解しないが、BaO-CO_2二元系にすると液相が出現した。白金るつぼ中でBaCO_35gをCO_21気圧下1500℃で保持したところ、完全に溶解し、X_<BaO>=0.613、X_<CO2>=0.387の組成となることが判明した。本条件下でCr_2O_3を徐々に加えたところX_<CrOx>=0.284で3BaO・Cr_2O_5の化合物で飽和するまでフラックスは均一液相として存在することが判明した。しかし、BaOが高塩基性であるため、CO_21気圧下では一部のクロムは6価として存在し、特に低クロム濃度(X_<CrOx>=0.07)では50%が6価であった。高クロム濃度(X_<CrOx>=0.284)では6価の割合は約5%であったことから、大きな液相範囲が得られたのは6価クロムの存在ではなくCO_2によるものとかんがえられる。また、CO_2分圧を下げるとフラックス中CO_2濃度も減少し、それにともない塩基度が増加し、フラックス中への白金の溶解度が大きく増加した。BaO系フラックス中の白金の溶解度は0.2〜1mass%と非常に大きく、フラックスの精錬能の尺度となることも判明した。以上のことからBaCO_3-Cr_2O_3フラックスはステンレス精錬用高塩基性フラックスとして適用できる可能性が示された。

ステンレス鋼精錬用高塩基性フラックスの開発の基礎研究として、Cr_2O_3を一主成分とするフラックスの可能性を調べた。BaO系フラックスは比較的Cr_2O_3の溶解度が高いことが知られているが、実際のフラックス処理で添加されるBaCO_3を含む系についての熱力学的知見が全くないため、CO_2を含むBaO系スラグについて検討を行った。1500℃において純粋なBaO、BaCO_3は融解しないが、BaO-CO_2二元系にすると液相が出現した。白金るつぼ中でBaCO_35gをCO_21気圧下1500℃で保持したところ、完全に溶解し、X_<BaO>=0.613、X_<CO2>=0.387の組成となることが判明した。本条件下でCr_2O_3を徐々に加えたところX_<CrOx>=0.284で3BaO・Cr_2O_5の化合物で飽和するまでフラックスは均一液相として存在することが判明した。しかし、BaOが高塩基性であるため、CO_21気圧下では一部のクロムは6価として存在し、特に低クロム濃度(X_<CrOx>=0.07)では50%が6価であった。高クロム濃度(X_<CrOx>=0.284)では6価の割合は約5%であったことから、大きな液相範囲が得られたのは6価クロムの存在ではなくCO_2によるものとかんがえられる。また、CO_2分圧を下げるとフラックス中CO_2濃度も減少し、それにともない塩基度が増加し、フラックス中への白金の溶解度が大きく増加した。BaO系フラックス中の白金の溶解度は0.2〜1mass%と非常に大きく、フラックスの精錬能の尺度となることも判明した。以上のことからBaCO_3-Cr_2O_3フラックスはステンレス精錬用高塩基性フラックスとして適用できる可能性が示された。