この記事では、世界の鉄鋼冶金、鋳造、および新エネルギー産業において、低硫黄および低窒素含有量が黒鉛石油コークスの品質を測定するための中核基準となっている理由を詳しく掘り下げていきます。
I. 硫黄分: 品質と環境保護に影響を与える諸刃の剣-
硫黄は黒鉛石油コークス中の有害な不純物であり、その含有量は最終製品の品質と用途に直接影響します。
1. 冶金品質への影響
鋼の製錬および鋳造プロセスでは、黒鉛石油コークスが主に炭素上昇剤として使用されます。製品の硫黄含有量が高すぎると、溶鉄や鋼中に硫黄が混入します。硫黄は鋼材に含まれる有害元素として厳しく制限されています。-硫黄は「熱間脆性」を引き起こし、鋼の靭性と延性を低下させ、高級鋳物や特殊鋼の品質に重大な影響を及ぼします。-したがって、ダクタイル鉄や高品質の特殊鋼の製造には、超低硫黄（0.05% 以下）黒鉛石油コークスの使用が必要です。{{6}
2. 厳しい環境規制
世界的な「デュアルカーボン」目標の推進に伴い、各国は産業排出に対する規制をますます強化しています。高硫黄コークスは使用中に二酸化硫黄 (SO₂) などの有害なガスを放出し、企業の環境処理コストを増加させます。-低硫黄黒鉛石油コークスは、下流の顧客が排煙脱硫の負担を軽減するのに役立ち、グリーン製造のトレンドに沿っています。
3. データ参照: 高品質 GPC の硫黄標準-
-業界の高品質黒鉛化石油コークスは通常、硫黄含有量が 0.03% - 0.05% 未満に管理されています。たとえば、ハイエンドの GPC 製品では、硫黄含有量が 0.03% まで低く、固定炭素が 99% を超えています。-
II.窒素含有量: ハイエンド製造の「隠れたキラー」-
硫黄と比較して、窒素の危険性はしばしば見落とされますが、現代の冶金プロセスでは、窒素含有量が炭素上昇剤の品質を評価するための決定的な指標になりつつあります。
1. 鋳物の気孔と亀裂の原因
通常のか焼石油コークスまたは低温で処理された製品には、9000 ppm (0.9%) もの窒素含有量が含まれる場合があります。この高窒素炭素上昇剤を溶鋼または鉄に添加すると、高温により窒素がガス状で析出し、鋳物内部にピンホール、皮下細孔、または亀裂が形成され、鋳物の密度と機械的特性が大幅に低下します。
2. 黒鉛化プロセスの核となる価値
高品質黒鉛化石油コークスの「高品質」の鍵は、2800 度 -3500 度の高温黒鉛化処理にあります。{0}{1}このプロセス中に、石油コークス内の炭素原子は無秩序な配置から規則正しい格子構造に再構築され、窒素の大部分は効果的に除去されます。黒鉛化石油コークスは窒素含有量を 300ppm ～ 500ppm まで大幅に低減でき、最高級製品では 200ppm (0.02%) 未満です。
3. データ参照: 高品質 GPC の窒素標準-
普通か焼コークス：窒素含有量≒9000ppm
黒鉛化石油コークス：窒素含有量 300～500ppm以下
超-低窒素高-品質 GPC: 窒素含有量 200～300ppm 以下
Ⅲ．低硫黄と低窒素が「高品質」と定義できるのはなぜですか?-
要約すると、低硫黄と低窒素は、次の 3 つの主要なシナリオにおける黒鉛石油コークスの性能を直接決定するため、重要な指標となります。
1. 炭素富化効率と吸収率
低硫黄および低窒素 GPC は、高純度および高炭素含有量（98.5% 以上）、より緻密な微細構造、溶鉄への急速な溶解、高い吸収率、および残留物のないことを特徴としています。これにより、鋳造工場はスクラップ鋼の使用量を増やし、銑鉄コストを削減し、「合成鋳鉄」プロセスを最適化することができます。
2. 最終製品の機械的性質
ダクタイル鋳鉄の製造では、低硫黄、低窒素の炭素レイザーを使用すると、高品質の黒鉛核生成基材が得られ、鋳物の強度、硬度、引張特性が大幅に向上します。{{0}特殊鋼の精錬では、超高出力グラファイト電極を製造するための重要な原料です。--
3. 新しいアプリケーションへのエントリーポイント
リチウム-電池の負極材料の分野では、黒鉛化後の低硫黄石油コークスは大きな応用可能性を示します。-研究によると、黒鉛化低硫黄石油コークスの初期クーロン効率は 82.79% に達し、優れたサイクル安定性を備え、商用電池の要件を完全に満たすことが示されています。これは、低硫黄、低窒素の GPC が新しいエネルギー市場への「扉」を開くことを意味します。-
低硫黄と低窒素は、製品の黒鉛化の程度と純度を直接反映するため、高品質の黒鉛石油コークスを評価するための重要な指標です。{0}品質と効率の向上に重点を置き、新エネルギー材料の急速な開発が進む今日の鉄鋼業界では、ハイエンド鋳造、特殊精錬、電池負極の分野で真の「高品質」の価値を発揮できるのは、硫黄と窒素の含有量が低い GPC だけです。-
