私たちの研究室では、製鉄プロセスにおける高温反応現象を対象に、
反応速度論・移動現象・エネルギー付与と反応制御の観点から、
その本質的なメカニズムを実験的に解明する研究を行っています。
そのために、急速昇温・急速冷却が可能な高温反応装置、
荷重下反応試験装置、ガス分析装置、三次元構造解析装置など、
研究目的に応じた実験・分析設備を自ら設計・構築し、運用しています。
本ページでは、当研究室の研究を支える主要な実験・分析設備について紹介します。
熱天秤と発生ガス分析装置
（Thermobalance with gas analysis）
固気反応の反応速度を、重量変化と発生ガスの同時測定により定量評価します。
- 温度範囲：約800–1300℃
- 昇温方式：電気抵抗炉／赤外線イメージ加熱炉（数百℃/minの急速昇温可）
- 雰囲気：CO–CO2–H2–H2O–N2 混合ガス制御
- ガス分析：赤外線式（CO/CO2）、四重極質量分析
雰囲気制御型縦型加熱炉と電子天秤を組み合わせた装置で、試料の重量変化を高精度に測定できます。
還元・ガス化などの固気反応に伴う重量変化と発生ガスを同時に解析することで、
反応速度論的評価や律速過程の解明を行っています。
赤外線イメージ加熱炉を備えた共焦点走査型レーザー顕微鏡
（Confocal laser microscopy with infrared image furnace）
1200℃以上の高温下で発生する溶融・界面現象を直接観察します。
赤外線集光加熱炉と共焦点光学系を組み合わせることで、
高温条件下における鉄およびスラグの溶融挙動をその場観察できます。
輻射光の影響を抑制し、製鉄プロセスで生じる相変化や界面挙動を詳細に解析しています。
マイクロ波加熱装置
（Microwave heating device）
選択加熱を利用した炭材・鉱石の還元反応を解析します。
- 方式：マルチモード／シングルモード切替
- 特徴：炭素・マグネタイトの選択加熱
- 応用：水素還元、炭熱還元、重量変化測定との併用
炭素や磁性鉱物がマイクロ波を効率よく吸収する特性を利用し、
水素還元および炭熱還元反応を解析しています。
マルチモード条件では熱天秤と組み合わせた重量変化測定も可能です。
急速昇温・急速冷却が可能な荷重軟化試験装置
（Softening and melting simulator）
還元鉱石の軟化・溶融・通気挙動を定量評価します。
- 昇温速度：1000℃/min 以上
- 測定：試料高さ変化・圧力損失
- 条件：荷重・ガス流量制御
高炉下部を模擬した条件下で、予備還元鉱石の軟化収縮挙動や通気性を評価します。
急速加熱・急冷により、高温現象を凍結した状態で解析可能です。
分析装置類
（Analyzers）
反応解析に必要な構造・相・物性情報を総合的に取得します。
粒度測定、比表面積、X線回折（高温対応）、TG-DTA、顕微ラマン分光、
C/S同時分析などを独自に保有し、反応挙動の多角的解析を行っています。
