反応をその場で観察する解析技術

鉄鉱石を鋼に変える製鉄プロセスで重要となる、その高温における化学反応を実環境のまま(”その場”)で観察することで、優れた製銑、製鋼プロセスを実現する新しいプロセスの提案を目指しています。
図3は、鉄鉱石(酸化鉄)と酸化カルシウムを混ぜて、高温で加熱した際に出来上がる焼結鉱中のカルシウムフェライトと呼ばれる化合物が、どのような温度で生成するかを高時間分解能XRDで詳細に調査した結果です。1326℃を超える高温で、初めて焼結鉱の特性を支配すると言われるカルシウムフェライトが生成し始める様子が観察されています。
また、製鉄プロセスの副生成物であるスラグが磯焼けした海に海藻を繁茂させる効果があることが多くの調査で分かってきました。この機構を明らかにするために、施肥したスラグからの溶出した極微量(数10ppbレベル)の鉄イオンの海中への拡散の様子を観察することに成功しました(図4)。

図3.酸化鉄と酸化カルシウムの高温反応その場観察例
(カルシウムフェライトが1326℃近傍で生成しています。)

図4.調査区域における鉄成分の水平濃度分布


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