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。

在钢铁等材料的精炼中，在考虑工艺效率时，氧化物的热化学数据非常重要。本研究以炼钢脱磷渣的基本体系FeO-CaO-SiO2-P2O5四元系为研究对象，估算了(Ca, Fe)2SiO4-(Ca, Fe)中的①FeO活度和②P2O5活度。 )3P2O8 固溶体。实验中，氧化物相和 Cu-Fe-P 液态合金在 1573 K 的受控氧势气氛中达到平衡。将合金样品保持在高温后，快速冷却并进行化学分析，测量铁和磷的浓度，从而计算成分活性。主题1表明，即使固溶体的组成相同，FeO活性也会根据共存固相（CaO或CaSiO3）的类型而发生很大变化。在该四元系中，当碱度（CaO/SiO2比）高时，FeO溶解度低的固溶体与FeO浓度高的液相共存，当碱度低时，FeO溶解度高的固溶体与FeO浓度低的固溶体共存。 FeO浓度表现出与液相共存的看似相反的趋势。通过本研究中对FeO活度的实际测量和热力学考虑，我们能够整理出因碱度差异而导致的FeO在固溶体中的溶解度与FeO活度之间关系的变化，并能够解释上述相平衡关系。塔。在主题②中，我们重点研究了(Ca,Fe)2SiO4-(Ca,Fe)3P2O8固溶体+CaSiO3两相共存区域，研究了固溶体中FeO浓度对P2O5活性的影响。实验结果确认，通过向Ca 2 SiO 4 -Ca 3 P 2 O 8 固溶体中添加FeO，P 2 O 5 活性降低。 P2O5活性的降低对于提高炉渣的精炼能力是有利的，结合主题1，我们能够收集炉渣设计的基础数据。