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鉄鉱石精鉱からの冷間成型による高炉原料の低炭素製造:ブリケッティング・硬化特性と高温強度発現メカニズム

Low-carbon preparation of blast furnace burden from iron ore concentrate through cold-bonding: briquetting–curing characteristics and high–temperature strength evolution mechanism (原題)

Xiaolong Wang, Zhiyun Ji, Xiaohui Fan, Min Gan, Shaochun Li, Zengqing Sun, Jiaming Lv, Yanqing Du, Jiasheng Li, Ying Yu, Shengxuan Fan

Journal of Materials Research and Technology📚 査読済 / ジャーナル2026-06-01#エネルギー転換Origin: CN経営インパクト: コスト削減対象セクター: manufacturing
DOI: 10.1016/j.jmrt.2026.06.120
原典: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2026.06.120

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、鉄鉱石精鉱を冷間成型(コールドボンドブリケット)する低炭素プロセスを提案。バインダー、圧力、水分、硬化条件の最適化により、高炉原料として必要な強度を実現し、CO2排出量を焼結・ペレタイジングより大幅削減できることを示した。高温強度保持メカニズムも解明。

English

This study proposes a low-carbon cold-bonding briquetting process for iron ore concentrate to produce blast furnace burden. By optimizing binder, pressure, moisture, and curing, the briquettes meet cold-strength requirements for BF burden and achieve CO2 emissions of 36.59 kg/t, significantly lower than sintering and pelletizing. The high-temperature strength evolution mechanism is also clarified.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本鉄鋼業はカーボンニュートラルに向けた革新的技術開発が急務。本研究成果は非加熱プロセスによるCO2削減可能性を示し、日本製鉄やJFEスチールなど国内高炉メーカーにとって、既存設備を活用した低炭素移行の選択肢となりうる。

In the global GX context

Steelmaking is a hard-to-abate sector critical for global net-zero. This cold-bonding technology offers a low-Capex, low-emission alternative to conventional sintering, aligning with IEA's net-zero pathways and ISSB/TCFD disclosure on transition planning.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a novel processing-structure-property framework for iron ore briquetting, offering mechanistic insights for further optimization.

🏢実務担当者:Presents a potential low-emission alternative for ironmaking that could reduce Scope 1 emissions and energy costs.

🏛政策担当者:Supports policy incentives for low-carbon ironmaking technologies, contributing to national decarbonization targets.

📄 抄録(日本語訳)

「ダブルカーボン」目標の下、高炉(BF)装入物の低炭素製造は極めて重要である。冷間成型ブリケッティングは高温処理を回避し、CO 2 排出量を削減できる。本研究では、鉄鉱石精鉱のブリケッティング–養生挙動を調査し、冷間成型ブリケット(CBB)の高温強度発達とバインダー作用メカニズムを解明した。結果は、バインダー種類、ブリケッティング圧力、ブリケッティング水分、および養生スケジュールがCBB性能に影響することを示した。2.4 wt.%の複合バインダーと選択された条件(1.0 t/mm線圧、4.5 wt.%水分、100 °Cで40分間の養生)により、湿潤ブリケットは落下回数5.4回、圧縮強度96ニュートン毎個(N/P)を達成した。養生後のCBBは圧縮強度3396 N/P、タンブラー指数(TI)90.57%に達し、高炉装入物の基本的な冷間強度要件を満たした。高温圧縮強度は500 °Cで最小値2009 N/Pに達した。無機バインダー成分と精鉱間の界面反応が強化結合を形成し、強度保持を支えた。これらの結果に基づき、鉄鉱石精鉱ベースCBBの低温製造フローをまとめた。簡略化された算定境界の下で、推定CO 2 排出量は36.59 kg·t -1 であり、焼結およびペレタイジングと比較して排出削減の可能性を示した。本研究は、鉄鉱石精鉱ベースCBBの加工–構造–特性関係を解明し、潜在的な低炭素高炉装入物としてのさらなる評価のための機構的裏付けを提供する。

AI 翻訳(deepseek-v4-flash)。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract(原文)

Under the “dual-carbon” targets, low-carbon preparation of blast furnace (BF) burden is of great importance. Cold-bonded briquetting avoids high-temperature processing and can reduce CO 2 emissions. This study examined the briquetting–curing behavior of iron ore concentrate and clarified the high-temperature strength evolution of cold-bonded briquettes (CBBs) and the binder action mechanism. The results showed that binder type, briquetting pressure, briquetting moisture, and curing schedule affected CBB performance. With 2.4 wt.% composite binder and selected conditions (1.0 t/mm line pressure, 4.5 wt.% moisture, curing at 100 °C for 40 min), the wet briquettes achieved a drop number of 5.4 times and a compressive strength of 96 newtons per briquette (N/P). The cured CBBs reached a compressive strength of 3396 N/P and a tumbler index (TI) of 90.57%, meeting the basic cold-strength requirements for BF burdens. The high-temperature compressive strength reached a minimum of 2009 N/P at 500 °C. Interfacial reactions between the inorganic binder component and the concentrate formed strengthened bonding and supported strength retention. Based on these results, a low-temperature preparation flow of iron ore concentrate-based CBBs was summarized. Under the simplified accounting boundary, the estimated CO 2 emission was 36.59 kg·t -1 , indicating potential emission reduction compared with sintering and pelletizing. This work clarifies the processing-structure-property relationship of iron ore concentrate-based CBBs and provides mechanistic support for their further evaluation as potential low-carbon BF burdens.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。