冶金用コークス

鉄鋼業界
金属コークスは鉄鋼業界では欠かせない役割を果たしており、高炉プロセスで鉄鋼を生産するために使用されています。このプロセスでは、金属コークスは還元剤とエネルギー源の両方の役割を果たします。鉄鉱石と反応して鉄酸化物を還元し、溶融鉄を放出して二酸化炭素ガスを生成します。この還元プロセスは粗鉄を得るために不可欠であり、その後さらに精錬されて鋼が生産されます。金属コークスの品質と特性は、鋼鉄生産の効率、生産性、および全体的なコストに大きな影響を与えます。

鉄鋼を超えて - 非鉄金属と製錬プロセス
金属コークスは、鉄鋼分野以外にも、アルミニウム、チタン、シリコンなどの非鉄金属の生産に使用されています。アルミニウム製錬などの製錬プロセスでは、金属コークスは金属酸化物を元素の形に変換する還元剤として機能します。これにより、鉱石から純粋な金属が抽出され、さまざまな非鉄金属製品の製造が容易になります。金属コークスは、その優れた還元能力と高温環境での安定性により、これらの重要なプロセスで好まれる選択肢となっています。

鋳造産業と鋳造プロセス
鋳造業界では、Met コークスは鋳造工程で広く使用されています。均一な熱分布により金属の溶融が一定に保たれ、高品質の鋳造品の製造が促進されます。さらに、Met コークスは溶融金属の不純物を減らすことができるため、鋳造精度が向上し、欠陥の可能性が減ります。鋳造所は、信頼性が高く、最終製品に優れた表面仕上げを与える Met コークスを信頼しています。

化学産業
多用途の還元剤: メタコークスは、強力な還元剤として化学業界で重要な役割を果たしています。メタコークスはさまざまな化学反応、特に炭化カルシウムやシアナミドカルシウムなどの化学物質の合成に使用されています。化学変換中に電子を供与するメタコークスの能力は、これらの反応において極めて重要であり、必須の有機化合物の生成につながります。

冶金用コークスは多孔質で亀裂のある銀黒色の固体で、高炉 (BF) で鉄負荷を化学的に還元して溶銑 (HM) を製造するために必要な炭素 (C) と熱を供給するため、製鉄プロセスの重要な部分です。コークスは、特定のランクの石炭または石炭ブレンドをコークス炉で約 1100 度 C の温度で乾留することによって生成される、強度の高い多孔質 C 材料です。有機物と無機物の両方で構成されています。C は有機部分の主成分です。有機部分には、硫黄 (S)、窒素 (N2)、水素 (H2)、酸素 (O2) も少量含まれています。コークスに含まれる無機物はコークス灰 (鉱物質) と呼ばれ、乾燥ベースで通常約 12 % です。有機成分と無機成分の両方がコークスの反応性に影響します。したがって、コークスの特性評価は、生成されるコークスの品質を理解する上で重要な側面です。

コークスの品質に関する基本的な理解は、高炉 (BF) におけるコークスの高温およびガス化挙動を決定する重要な作業です。コークスが BF の下部領域に移動するにつれて、コークスは劣化して微粉を生成します。これは、床の通気性とプロセス効率に影響します。したがって、優れたコークス品質は、安定して効率的な BF 操作にとって重要です。

コークスの品質は、品位、マセラル組成（等方性または異方性のコークス構造につながる）、灰の組成、原料炭の流動性、ピーク温度、加熱速度、粒子サイズ、圧力、嵩密度などの炭化条件、熱処理条件など、多くの要因によって影響を受けます。

コークスの重要な特性、例えば機械的強度や反応性などは、構成する C 原子の配列によって決まります。原子配列の主な特徴は、C 結晶の配列とサイズです。組織成分のサイズは、その化学反応性の指標とみなされます。

微視的に見ると、コークスは固体マトリックス、マトリックス内の有機および無機介在物、気孔、および微小亀裂で構成されています。コークスの多孔質構造と微細組織の形成プロセスは、基本的に塑性範囲内で発生します。コークス内でガス泡によって形成される構造は、その体積のほぼ半分を占め、コークスの 2 つの特性、つまり機械的強度と嵩密度に影響を与えます。気孔壁を形成する固体材料は、通常偏光顕微鏡 (PLM) を使用して観察される光学的に異方性の実体で構成されています。コークスの微細組織は、高炉での使用に不可欠なコークスの特性に影響を与えます。

細孔構造の発達
コークスの細孔構造は、主に炭化プロセスの塑性温度範囲内で決定されます。炭化中、軟化点付近の温度で最初に大きな粒子に細孔が現れ、中サイズの粒子は高温で多孔質になります。通常、サイズが 125 ミクロン未満の粒子内では、どの温度でも細孔形成は検出されません。温度の上昇により、細孔の数とサイズの両方が増加し、より多くの粒子に細孔が見られ、大きな粒子は多孔になります。温度の上昇に伴い、粒子はより丸くなり、粒子間の隙間に膨らみます。冶金用コークスの細孔構造は、広範囲にわたって大きく変化する可能性があります。特定のコークス内およびコークス間では、個々の細孔のサイズと形状が異なる場合があります。平均幅に基づく気孔の分類は 1967 年に提案され、その後 1972 年に IUPAC によって採用されました。この分類によると、気孔には (i) マイクロ気孔 (2 nm 未満)、(ii) メソ気孔 (2 nm 未満から 50 nm 未満)、およびマクロ気孔 (50 nm 以上) の 3 つのタイプがあります。マイクロ気孔のサイズ範囲は、非常に狭い超マイクロ気孔 (0.5 nm 未満) と超マイクロ気孔 (1 nm 以上から 2 nm 未満) にさらに細分化されています。ただし、コークス構造は大きな気孔 (2 nm 以上)、つまりメソ気孔によって占められており、残りは比較的密度が高く、0.5 nm から 1 nm より小さいようです。コークスのマイクロ気孔表面積が大きいほど、異方性 C 含有量が高くなることがよくあります。

コークス灰
コークス灰は、コークスに含まれる鉱物質です。冶金コークスには通常、約 8 % ～ 12 % の鉱物質相が含まれています。コークスに含まれる個々の鉱物質の割合は、元の石炭の鉱物学や炭化に使用されるプロセス条件に応じて、コークスごとに異なります。炭化中、一部の鉱物質は分解し、一部の鉱物質はいくつかの複雑な反応を起こします。これらはすべて、新しい結晶質鉱物と非晶質相の形成に寄与します。冶金コークスに含まれる鉱物質相を特定し、定量化するには、通常、X 線回折分析が使用されます。X 線回折分析では、コークスの鉱物質サンプルを「低温高周波プラズマ灰化」(LTA) で準備します。この手法では、鉱物質の変化が最小限に抑えられるためです。コークスに含まれる鉱物質のほとんどは、非晶質相として存在することが判明しています (LTA サンプルでは 50 % 以上)。部分的に分解した粘土やその他の物質は、加熱すると構成水分やその他の揮発分が除去されて構造がなくなり、非晶質アルミノケイ酸塩物質の形成の原因となります。バッサナイト、コキンバイト、ジャロサイトなどの一部の人工物や水和鉱物を除き、冶金用コークスで確認されている結晶相の主な鉱物は、石英、ムライト、フッ化リン灰石、磁硫鉄鉱です。金属鉄 (Fe)、ブルッカイト、アナターゼ、ルチル、クリストバライト、酸化鉄 (Fe3O4、Fe2O3、FeO)、オケルマナイト、オルダマイトは、コークスに含まれる一般的な鉱物です。

同社は現在、2つの近代的な生産工場と2つの大型倉庫工場を所有しており、大規模生産と迅速な物流のニーズを満たすことができます。年間生産量は100,000トンに達しています。長年の努力を経て、私たちは多くの国内企業と緊密に協力し、多くの国と地域に輸出しています。今後も、同社は「品質本位、誠実、信頼」という経営理念を堅持し、製品の品質とサービスレベルを継続的に向上させ、国内外の企業と広範な協力と交流を行い、炭素産業の発展を共同で推進していきます。