(General session) High-temperature materials processing

[3608-14-04] Direct iron smelting reduction by atomic hydrogen using plasma jet heating

○Masahito Uchikoshi¹, Shigeru Suzuki¹ (1. Tohoku University)

Chairperson：永井 崇（千葉工業大学）

Keywords:iron, iron oxide, direct iron smelting reduction, plasma jet melting, atomic hydrogen

カーボンニュートラルに対応するため、製鉄業界では天然ガスやCO₂を排出しないH₂を還元剤とする直接還元製鉄の導入が急務であり、シャフト炉を用いた固相での直接水素還元が既に一部実用化されている。還元率向上のため、空隙を持つ鉱石ペレットを原料とするため、生成物も空隙が多く再酸化の恐れがある。再酸化を防ぐために圧縮して空隙をつぶすなど、高炉製銑では不要だった工程が必要となった。また、固相還元反応であるためメタル相/スラグ相への分配を利用する不純物の積極的な除去も望めない。これらの課題解決には、高炉法のように熔融状態で水素還元することが望ましい。ただし、水素雰囲気中で酸化鉄を熔融しても反応は熔湯表面でしか進行しないため、迅速な還元は困難である。プラズマジェット熔融は熔湯に強い撹拌作用を持ち、プラズマ生成ガスに水素を導入することで強い還元力を持つ原子状水素を生成することができる。本報告では、熔融直接還元製鉄の可能性を探るために、水素プラズマジェット熔融による酸化鉄の還元試験を実施し、その実現性について議論する。