著者

佐野 信雄 森田 一樹

出版者

東京大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

1995

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平成7年度は、既存の500W、2.45GHzの電子レンジでCaO,SiO_2,Al_2O_3,FeO,Fe_2,O_3等の各種酸化物の加熱挙動を予備実験として把握した後、1.6kWのマイクロ波加熱装置と温度測定系のセットアップを行い、模擬転炉スラグ(CaO-SiO_2-Fe_tO系)のマイクロ波照射による加熱挙動を調べ、スラグ自身が加熱されることと、加熱挙動が鉄の価数すなわち析出結晶相の種類に大きく依存することを明らかにした。スラグ中に析出する相の中で最も加熱の寄与が大きいのはCaFe_3O_5であり、誘電損失値も最大であった。平成8年度は同スラグからの鉄の回収やりんの除去を念頭において、炭素共存下でのマイクロ波による加熱挙動を調べると共に、スラグ中の鉄やりんの挙動について検討を行った。マイクロ波の照射により約4〜6分で試料は1700℃に加熱され、炭素の含有量に伴い加熱速度は増加した。また、加熱試験中にスラグ中のFe_tOがグラファイトにより還元され、Fe-C合金相がスラグ下部に生成した。試料中Fe_tOの還元に必要なC量に対するC添加量をC当量とすると、C当量の増加と共にスラグ中に残留するFe量は減少し、C当量が1.5以上ではスラグ中の残留Fe濃度は2mass%以下であり、金属Feの回収率も90%以上に達している。また、C当量1以上では50〜60%のりんがFe-C合金中に還元されて移行するが約20%は気相中に除去されたものと考えられる。従ってスラグ中には15〜20%程度のみのりんが残留した。以上の結果により、炭素共存下での模擬転炉スラグのマイクロ波による加熱が確認され、鉄源の回収およびスラグ中からのりんの除去の可能性が示され、転炉スラグ、ダストの再利用および鉄、りん資源回収システムが提案された。

著者

片山 裕之 佐野 信雄 雀部 実

出版者

島根大学

雑誌

島根大学総合理工学部紀要. シリーズA (ISSN:13427113)

巻号頁・発行日

vol.30, pp.99-114, 1997-03-25

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The generation of obsolete scrap in Japan is increasing and expected to account for more than 40% of total steel production by the year 2010. To make effective use of all of this steel scrap generated, the deterioration of hot workability of steel products may arise as a problem caused by copper and tin accumulations. This paper selects and summarizes the results of research on the removal of residual copper and tin from steel scrap from among the research activities of two groups formed concerning the utilization of steel scrap - Committee for Removing Residual Elements from Steel Scrap of the Iron and Steel Institute of Japan (ISIJ) and Scrap Recycling Technology Research Project of the Japan Research and Development Center for Metals (JRCM).13; (1) If Japan is to use all of the steel scrap generated as feed material for steel production in 2010, the average removal ratio will have to be improved to about 55% for copper and 30% for tin.13; (2) When copper is present mixed with steel, mechanical separation following shredding (including cryogenic processing) is the most practical method for removing copper from steel scrap Separation of liquid copper from solid steel by adjusting the atmosphere conditions in the steel scrap preheating step, selective melting of copper in an aluminum bath, and selective dissolution of copper by a wet process with ammonia, for example, also have potential for practical application. Removal of copper by vaporization under vacuum promoted by the vigorous CO bubble formation was studied as the method for separating copper dissolved in steel. A combination of these methods is expected to achieve the target copper removal ratio of 55%.13; (3) Unlike copper, tin is low in content and less advantageous to be recovered. The addition of another step for the sole purpose of removing tin from steel scrap is not economically justified. The method of separating the tin coating as oxide film in the steel scrap preheating step and the method of vaporizing tin as stannous sulfide (SnS) in the steel scrap melting step were investigated. Each method was confirmed to be capable of removing tin from steel scrap by about 40%.13; (4) A total process was proposed that is composed of steel scrap preheating, melting and dust treatment and removing these residual elements from steel scrap. The total process is planned for evaluating each technology as a combined system.