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実機焼結鉱中の4成分系カルシウムフェライト(以下, CFと略記する)は,Sugiyamaら が示したように難還元 性鉱物 すなわち2FeO・SiO2,CaO・FeO・SiO2などを生 成する原因となるSiO2を相当量取り込んで無害化し,酸 化鉄の次に還元性の良い鉱物相となったもので,その還 元速度の評価は,鉄鉱石原料の劣質化に伴い,ますます重 要となってきている。すなわち,CFはSiO2を取り込んで, 〈Fe2O3, CaO, SiO2, Al2O3〉がうまく結晶化したものであり , 焼結鉱中のCFの割合が増えることは,難還元性鉱物相の 減少を通じて,焼結鉱の被還元性の向上に寄与する。また, 高炉においては,低還元材比を目指して,高反応性コーク ス・高反応性焼結鉱の組合せや,含炭塊成鉱などの炭材・ 鉱石近接配置 といった手法により,反応速度の高速化を 通じて熱保存帯温度の低温化が試行されているが,まさし く熱保存帯温度域において酸化鉄とCFの還元平衡が異な り(Fig.1参照),このことを無視した焼結鉱還元速度の解 析では,資源・環境調和を目指した高炉プロセスの正しい 評価ならびに適切な制御が出来ない。 本研究では,還元平衡・還元速度の異なるCFを,酸化鉄 の還元反応と見なした従来の解析を見直して,酸化鉄(ヘ マタイト,マグネタイト)とCFの2種類の化学平衡,反応 速度などの性状が異なる反応物が混在した焼結鉱の温度, ガス組成が変化する高炉内での還元過程を適切に組み込む ことが可能な新規還元反応モデルを未反応核モデルに基づ いて開発し,CFの効果を定量的に把握・記述して,資源・ 環境問題の克服に寄与したい。すなわち,本研究により, 劣質鉄鉱石活用焼結,低還元材比高炉を指向する,いわい る“資源・環境調和型製鉄プロセス”をより高度に実現す カルシウムフェライトの反応過程を考慮した 焼結鉱ガス還元モデル(6界面未反応核モデル)

Gaseous Reduction Model for Sinter in Consideration of Calcium Ferrite Reaction Process (Unreacted-core Shrinking Model for Six Interfaces)