メカニズム分析：
爆発（破裂）現象：
- 揮発性物質の急速な放出：石油コークス中の揮発性物質含有量が高い場合、焼成初期段階で温度が上昇すると、揮発性物質が急速に放出されます。放出速度が速すぎると、石油コークス粒子内部に相当な蒸気圧が発生し、破裂につながります。
- 不適切な温度制御：揮発性物質の最大放出量は、焼成温度が600～700℃の間で発生します。この段階で温度が急激に上昇すると、揮発性物質が激しく放出され、破裂現象が悪化します。
スラグ現象：
- 揮発性物質の不完全燃焼：高揮発性石油コークスの焼成中、揮発性物質の不完全燃焼により、大量のカーボンブラックと未燃焼粒子状物質が生成される。
- 灰の融解：石油コークス中の灰は高温で融解し、未燃焼の微粒子と結合して低融点の共晶混合物を形成し、それが炉壁や設備に付着してスラグ化を引き起こす。
- 過度の高温：焼成温度が灰の軟化温度を超えると、灰が溶けて付着し、スラグを形成する。
予防措置：
焼成温度と加熱速度の制御：
- 段階加熱：焼成の初期段階では、加熱速度を低く設定し、揮発性物質がゆっくりと放出されるようにすることで、過剰な内部蒸気圧の発生を防ぎます。例えば、900℃に達するまで加熱速度を遅くすることで、実際の収率を向上させることができます。
- 高温段階の温度制御：高温（例えば1240～1300℃）では、加熱速度を適切に下げることで、焼成コークスの真密度と耐酸化性を向上させ、スラグ化のリスクを低減します。
焼成装置の運転最適化：
- 原料レベルを低く保つ：ポット炉では、添加した石油コークスが揮発性物質を速やかに排出できるように原料レベルを低く保ち、炉内での滞留時間を短縮し、スラグ化の可能性を低減します。
- 負圧を高める：高い負圧を維持することで、揮発性物質のスムーズな排出を促進し、炉内への蓄積を防ぎます。
- 揮発性物質排出口の定期的な清掃：揮発性物質の排出口と収集経路を頻繁に清掃し、詰まりを防ぎ、揮発性物質がスムーズに排出されるようにしてください。
原材料比率の調整：
- 混合焼成：揮発性の低い石油コークスまたは焼成コークスを高揮発性石油コークスに添加することで、全体の揮発性成分を低減します。局所的に揮発性成分が高くなるのを避けるため、正確な比率と均一な混合を確保してください。
- 原料の粒度を制御する：過大粒子や金属不純物を除去し、無機物含有量を減らし、スラグ発生源を最小限に抑える。
プロセスパラメータの改善：
- 酸素含有量の適切な管理：灰の融点を低下させる還元雰囲気を避けるため、適切な酸素含有量を維持してください。例えば、酸素含有量が5％を下回ると、灰の融点が100～150℃低下し、スラグ化のリスクが高まります。
- 空気分配の最適化：焼成段階に応じて空気分配比率を調整し、揮発性物質の完全燃焼を確保するとともに、カーボンブラックや未燃焼微粒子の発生を低減する。
機器の改造およびメンテナンス：
- 焼成装置の改造：高揮発性石油コークスの場合、ロータリーキルンやポット炉を特別に改造し、揮発性物質排出チャネルの追加や内部空気流分布の最適化などを行い、高揮発性物質の焼成要件に適合させる。
- 定期的な設備点検：設備の正常な動作を確保し、局所的な過熱や空気の流れの悪さによるスラグの発生を防ぎます。例えば、バーナーや燃焼経路を点検し、蓄積した灰やスラグを速やかに清掃してください。
投稿日時：2026年4月14日