浸炭剤の紹介と分類

浸炭剤は、鉄鋼・鋳造業界において、浸炭、脱硫、その他の補助材料として使用されます。鉄鋼製錬業界において最も広く使用されているのは、鉄鋼の溶解工程で燃焼した炭素分を補うため、および炭素含有物質を添加するためです。

鉄鋼製品の製錬工程では、製錬時間、保持時間、過熱時間などの要因により、溶鉄中の炭素元素の溶融損失が増加し、溶鉄中の炭素含有量が低下し、結果として溶鉄中の炭素含有量が精錬理論値に達しないことがよくあります。そのため、鋼中の炭素含有量を調整するために浸炭剤を添加する必要があり、これは高品質の鋼材生産に不可欠な補助添加剤です。

浸炭剤は原料の生産に応じて木炭、石炭炭、コークス炭、グラファイトに分けられます。

1. 木質炭素

2. 石炭型炭素

* 汎用焼成炭炭：低灰分・低硫黄の微洗浄無煙炭を焼成炉で約1250℃の高温焼成を経て製造された製品で、主に寧夏回族自治区、内モンゴル自治区で生産されています。一般的な炭素含有量は90～93%です。主に製鉄企業で使用され、一部の鋳造企業ではねずみ鋳鉄にも使用されています。炭素分子が緻密な構造のため、熱吸収が遅く、加熱時間が長くなります。

* アスファルトコーキング炭化剤：石炭タールを水素化して石油を製造する際に副産物として得られる炭化剤です。タールから抽出された高炭素、低硫黄、低窒素の炭化剤です。炭素含有量は96～99.5%、揮発分は低く、構造は緻密で、粒子の機械的強度と耐摩耗性は比較的高く、黒鉛化しやすいという特徴があります。

* 冶金用コークス浸炭剤：コークス炭を燃焼させる場合、通常は大きなコークスを含むキューポラを使用し、製錬のほか、金属チャージ浸炭にも使用されます。

3. コークス（石油コークス）炭素

* 焼成コークス浸炭剤：低硫黄石油コークスを原料とし、水分、揮発分、不純物を除去した後、1300～1500度の焼成炉で処理した製品です。固定炭素含有量は通常約98.5%で安定しており、硫黄含有量は0.5%または1%未満です。密度が緻密で分解しにくく、使用時間は中程度です。生産は主に山東省、遼寧省、天津市に集中しています。価格が安く、多くの種類の浸炭剤の中で供給量が多いという優位性があるため、市場で広く利用されています。

* 黒鉛質石油コークス浸炭剤：石油コークスを黒鉛製錬炉で3000度の高温処理することで黒鉛質製品が製造されます。吸収が速く、高炭素・低硫黄という利点があります。炭素含有量は98～99%、硫黄含有量指数は0.05%または0.03%未満で、生産地域は内モンゴル、江蘇省、四川省などに集中しています。もう一つの用途は、黒鉛電極の切断廃棄物です。黒鉛電極自体を黒鉛化処理すれば、製鉄所の浸炭剤として利用できます。

* 半グラファイト石油コークス炭化炉：グラファイト温度はグラファイト炭化炉ほど高くなく、炭素含有量は一般に 99.5% 以上、硫黄含有量はグラファイト炭化炉より高く、0.3% 未満です。

4. グラファイトタイプ

* 土状黒鉛浸炭剤：土状黒鉛を鉄鋼の製錬や鋳造浸炭に応用したもので、主な生産地は湖南省で、土状黒鉛粉末を直接使用するもので、通常炭素含有量は75～80％ですが、精製することで製品の炭素含有量を増やすことができます。

* 天然黒鉛浸炭剤：主に薄片状黒鉛で、炭素含有量は65〜99％、安定性が低く、一般的に製鉄所で使用されます。

* 複合浸炭剤：黒鉛粉末、コークス粉末、石油コークスなどの原料に各種バインダーを加え、機械で成形することで粒状の棒状になります。炭素含有量は通常93～97%、硫黄含有量は非常に不安定で、通常0.09～0.7%です。