TOHOKU UNIVERSITY Researchers

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Ryota Higashi

Section

Graduate School of Environmental Studies

Job title

Assistant Professor

researchmap

https://researchmap.jp/ryota-higashi

J-GLOBAL ID

202501001489219580

e-Rad No.

81020526

Research History 2

2025/04 - Present

Tohoku University　Graduate School of Environmental Studies　Assistant Professor
2022/04 - 2025/03

Japan Society for the Promotion of Science

Education 3

Tohoku University　Graduate School of Environmental Studies　Department of Frontier Sciences for Advanced Environment

2022/04 - 2025/03
Tohoku University　Graduate School of Environmental Studies　Department of Frontier Sciences for Advanced Environment

2020/04 - 2022/03
Tohoku University　Faculty of Engineering　Department of Materials Science and Engineering

2016/04 - 2020/03

Professional Memberships 2

日本金属学会

2025/12 - Present
The Iron and Steel Institute of Japan

2020/09 - Present

Research Interests 2

高温物理化学
製銑工学

Research Areas 1

Nanotechnology/Materials / Metals and resources production /

Awards 4

総長賞

2025/03　東北大学
研究発表奨励賞

2024/07　製銑科学技術コンソーシアム
Best Poster Award

2022/12　The 1st International Symposium on Iron Ore Agglomerates
研究発表奨励賞

2021/06　日本学術振興会製銑第５４委員会

Papers 11

Quantitative Evaluation of Sinter Reducibility Under Simulated Blast Furnace Conditions Using Microstructure Estimated by Hyperspectral Imaging Peer-reviewed

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Eiki Kasai, Kenya Horita, Taichi Murakami

Minerals　16　(6)　653-653　2026/06/20
Publisher: MDPI AG
DOI： 10.3390/min16060653 　

eISSN： 2075-163X

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Precise control of sinter reducibility is essential for stable blast furnace operation. Each mineral phase present in sinter, such as hematite, magnetite and calcium ferrite exhibits different reducibility. In XRD analysis, the requirement for sample pulverization leads to the loss of mineralogical texture information. This makes it difficult to quantitatively correlate the complex mineral phases present in the sinter with reducibility. This study introduces a novel quantitative approach using hyperspectral imaging to distinguish specific mineral morphologies. Reduction experiments simulating blast furnace thermal and gas conditions were conducted on several sinters. Multiple regression analysis was applied to correlate mineral fractions and macroporosity with reduction rates across three distinct reduction stages. In the low-temperature stage, hematite, macroporosity and acicular calcium ferrites were identified as the primary drivers of reduction. In the intermediate stage, acicular calcium ferrites continued to enhance reactivity, whereas coarse calcium ferrite showed a significant negative influence. In the high-temperature stage, macroporosity strongly promoted reduction, while coarse calcium ferrite and magnetite hindered it due to the formation of shell-like metallic iron structures which impede gas diffusion. These findings demonstrate that hyperspectral imaging combined with multi-stage regression analysis offers a useful tool for designing optimal sinter mineralogy for blast furnace performance.
Influence of Organic and Inorganic Sulfurs on the Reduction Behavior of Iron Ore‒Biomass Char Composite

Yasuhiro Iwatani, Ryota Higashi, Ichiro Seki, Taichi Murakami

ISIJ International　2026
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2026-050 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Carbon Deposition Behavior Catalyzed by Porous Iron Whiskers in a CO–CO2–H2 Atmosphere Peer-reviewed

Ryota Higashi, Yuji Iwami, Taichi Murakami

ISIJ International　65　(13)　2035-2042　2025/12/15
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2025-217 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Reduction and Melting Behaviors of Iron Oxide Composite with Carbon Deposited Using CO–CO2–H2 Mixed Gas Peer-reviewed

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Yuji Iwami, Taichi Murakami

ISIJ International　64　(15)　2115-2122　2024/12/30
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2024-272 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Reduction and Carburization Behaviors of Iron Oxide Composite with Iron Carbide and Free Carbon Peer-reviewed

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Yuji Iwami, Taichi Murakami

ISIJ International　64　(15)　2107-2114　2024/12/30
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2024-271 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Evaluation for Carbonization Rate of Porous Iron Whisker with CO Peer-reviewed

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Yuji Iwami, Taichi Murakami

ISIJ International　64　(12)　1768-1774　2024/10/15
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2024-238 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Recycling Process for Net-Zero CO<sub>2</sub> Emissions in Steel Production Peer-reviewed

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Yuji Iwami, Taichi Murakami

ISIJ International　64　(9)　1486-1492　2024/07/15
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2024-073 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Low Temperature Reduction Mechanism of Carbon-Iron Ore Composite Using Woody Biomass Peer-reviewed

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Eiki Kasai, Taichi Murakami

ISIJ International　63　(12)　1972-1978　2023/12/15
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2023-329 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Effect of Chemical Species of Silicon Oxide on Carburizing and Melting Behaviors of Carbon-Iron Oxide Composite Peer-reviewed

Ryota Higashi, Masamu Ohno, Daisuke Maruoka, Taichi Murakami, Eiki Kasai

ISIJ International　63　(7)　1185-1192　2023/07/15
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2023-021 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Reduction of Iron Ore by Uncarbonized Biomass in a Rotary Kiln Type Furnace Peer-reviewed

Taichi Murakami, Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Eiki Kasai

ISIJ International　61　(12)　2971-2978　2021/12/15
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2021-342 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460
Effect of Ore Type and Gangue Content on Carburization and Melting Behavior of Carbon-Iron Ore Composite Peer-reviewed

Ryota Higashi, Kanae Owaki, Daisuke Maruoka, Taichi Murakami, Eiki Kasai

ISIJ International　61　(6)　1808-1813　2021/06/15
Publisher: Iron and Steel Institute of Japan
DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2020-746 　

ISSN： 0915-1559

eISSN： 1347-5460

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Presentations 21

Effect of particle size of magnesite in sinter on microstructure and low-temperature disintegration

Mizuki Yamakawa, Taichi Murakami, Ryota Higashi

2025/09
Evaluation of reduction behavior of zinc containing dust during heat treatment

Shuka Kato, Taichi Murakami, Ryota Higashi, Kosuke Sato, Fumihiro Nishiyama, Hirobumi Ohta

2025/09
Reduction and melting behavior of deposited carbon-iron oxide composite in hydrogen atmosphere

Ryota Higashi, Yuji Iwami, Taichi Murakami

2025/09
繊維状多孔質鉄を触媒としたCO-CO2-H2混合ガスからの炭素析出挙動

東料太, 岩見友司, 村上太一

日本鉄鋼協会第189回春季講演大会　2025/03
気相析出炭材内相酸化鉄コンポジットの還元後の浸炭に伴う溶融挙動に及ぼす炭素形態の影響

東料太, 岩見友司, 村上太一

日本鉄鋼協会第188回秋季講演大会　2024/09
繊維状多孔質鉄を用いたCO-CO2-H2混合ガスからの炭素回収とそれを用いた炭材内装コンポジットの還元・溶融挙動

東料太, 岩見友司, 村上太一

製銑科学技術コンソーシアム　2024/07
Reduction and melting behaviours of carbon–iron oxide composite using iron carbides and free carbon obtained by vapour deposition

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Yuji Iwami, Taichi Murakami

MOLTEN　2024/06
繊維状多孔質鉄のCOガスによる炭化速度の評価

東料太, 丸岡大佑, 岩見友司, 村上太一

日本鉄鋼協会第187回春季講演大会　2024/03
炭材内装鉱を用いた炭素循環システムによる新奇カーボンニュートラル製鉄プロセス

東料太, 丸岡大佑, 岩見友司, 村上太一

日本鉄鋼協会第186回秋季講演大会　2023/09
Zero Carbon Ironmaking Process Using Carbon-Iron Ore Composites Applying a Carbon Recycling System

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Taichi Murakami, Yuji Iwami, Eiki Kasai

METEC & 6th ESTAD　2023/06
析出炭素を用いた炭材内装ヘマタイトコンポジットの還元・浸炭挙動

東料太, 丸岡大佑, 村上太一, 岩見友司, 葛西栄輝

日本鉄鋼協会第185回春季講演大会　2023/03
炭材内装鉱を用いる新規炭素循環製鉄プロセス

東料太, 丸岡大佑, 村上太一, 岩見友司, 葛西栄輝

第13回製鉄・資源に関するWorkshop　2022/12
製鉄プロセスへの未炭化バイオマスの直接利用

東料太, 丸岡大佑, 村上太一, 葛西栄輝

日本学術振興会製銑第54委員会物質循環製鉄システム研究会　2022/12
Reduction Mechanism of Carbon - Iron Ore Composite using Uncarbonized Biomass

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Taichi Murakami, Eiki Kasai

The 1st International Symposium on Iron Ore Agglomerates　2022/11
炭材内装鉱の還元に及ぼす木質バイオマス粒径の影響

東料太, 丸岡大佑, 村上太一, 葛西栄輝

日本鉄鋼協会第184回秋季講演大会　2022/09
炭材内装鉱の還元に及ぼす木質バイオマス成分の影響

東料太, 丸岡大佑, 村上太一, 葛西栄輝

日本鉄鋼協会第183回春季講演大会　2022/03
Effect of Mineral Component on Carburization and Melting Behavior of Carbon-Iron Ore Composite

Ryota Higashi, Daisuke Maruoka, Taichi Murakami, Eiki Kasai

The First Symposium on Carbon Ultimate Utilization Technologies for the Global Environment　2021/12
未炭化木質バイオマスを用いた炭材内装鉱中の還元鉄の浸炭挙動

東料太, 丸岡大佑, 村上太一, 葛西栄輝

日本鉄鋼協会第182回秋季講演大会　2021/09
炭材内装鉱の還元後浸炭挙動に及ぼす脈石成分の影響

東料太, 丸岡大佑, 村上太一, 葛西栄輝

日本学術振興会製銑第54委員会第198回研究会　2021/06
炭材内装鉱の還元に伴う粒鉄生成機構

東料太, 大野真武, 丸岡大佑, 村上太一, 葛西栄輝

日本鉄鋼協会第181回春季講演大会　2021/03
炭材内装鉱の浸炭溶融挙動に及ぼすスラグ塩基度の影響

東料太, 大野真武, 丸岡大佑, 村上太一, 葛西栄輝

日本鉄鋼協会第180回秋季講演大会　2020/09

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Research Projects 2

海水電解副生ガスの有効利用による環境調和型循環製鉄の実現

東料太

Offer Organization: 日本学術振興会

System: 科学研究費助成事業

Category: 研究活動スタート支援

Institution: 東北大学

2025/07 - 2027/03
ゼロカーボンスチールを実現する炭素循環製銑の技術原理に関する基礎的研究

東料太

Offer Organization: 日本学術振興会

System: 科学研究費助成事業

Category: 特別研究員奨励費

Institution: 東北大学

2023/03 - 2025/03

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本研究の目的はゼロカーボンスチールを実現する炭素循環製銑プロセスの技術原理を提案し、その実現性を基礎的に検討することである。令和５年度は主に繊維状多孔質鉄の炭化速度評価と析出炭素を用いた炭材内装ヘマタイトコンポジットの還元後の溶融挙動の解明を試みた。試薬ヘマタイトと木炭の混合粉末の熱炭素還元により作製した繊維状多孔質鉄に600℃から800℃の温度範囲にて常圧COガスを流通させることで、炭化反応を進行させた。繊維状多孔質鉄は、金属鉄粒子と比較しておよそ3倍の炭化速度を示した。これは繊維状多孔質鉄の有する気孔の径は数百μm以上と非常に大きく、ガス分子が拡散しやすいためと考えられる。分子拡散によりガスが拡散する気孔の表面積を有効表面積とし、繊維状多孔質と金属鉄粒子それぞれの有効表面積あたりの炭化速度を評価すると、両者はほぼ一致した。また、CO-CO2-H2混合ガス条件における繊維状多孔質鉄の炭化実験を行い、先端にナノサイズの粒子を有する繊維状炭素の析出を確認した。回収した析出炭素には金属鉄に結合した炭素および繊維状炭素の2種類の炭素が含まれる。全炭素量は一定のまま、結合炭素と繊維状炭素の割合をパラメータとして変化させた析出炭素とヘマタイト試薬を混合・圧粉成型して、炭材内装ヘマタイトコンポジットを作製した。赤外線加熱炉内にコンポジットを装入し、不活性雰囲気下で室温から1300℃まで昇温させた。いずれのコンポジットも850℃付近で急速な還元反応を示し、およそ1000℃でほぼ全量の酸化鉄が金属鉄まで還元された。一方で最大還元速度は繊維状炭素割合と正の相関が認められた。また、繊維状炭素の含有割合の大きいほど1300℃昇温後のコンポジットは顕著に溶融した。繊維状炭素を炭材内装鉱の原料に用いることにより、被還元性および浸炭に伴う溶融速度が飛躍的に向上することを明らかにした。