硫黄含有量が異なる石油コークスの混合比率の原則：
陽極の品質を確保するために、窯の原料に含まれる硫黄の最大許容濃度はどれくらいですか？
アルミニウムプレベーク陽極の製造において、陽極の品質を確保するため、窯への原料における硫黄含有量の許容上限は通常3.0%です。この上限値は、以下の基本原則と技術的考慮事項に基づいています。
1. 硫黄含有量が陽極性能に及ぼす二重の影響
- 低硫黄の利点：
硫黄含有量が低い場合（例えば2.0%以下）、陽極の熱安定性と耐酸化性が向上し、電解中の二酸化硫黄（SOₓ）排出量が削減され、環境汚染リスクが最小限に抑えられます。さらに、低硫黄コークスは陽極のひび割れ、剥離、過剰消費を抑制し、耐用年数を延ばします。 - 高硫黄のリスク：
硫黄含有量が過剰（例えば3.0%以上）になると、陽極の熱脆性が著しく増加し、電解中に亀裂や剥離が生じ、エネルギー消費量が増加する。さらに、硫黄は電解中に硫化物（例えばFeS）を生成し、陽極棒と炭素陽極間の接触抵抗を増加させ、電圧降下を増大させ、エネルギー消費量を増加させる。
2. 混合比の原則：窯原料の硫黄含有量を3.0%以下に制御する
- 高硫黄コークスと低硫黄コークスの混合：
高硫黄コークス（例えば硫黄含有量4.5%）と低硫黄コークス（例えば硫黄含有量1.2%）を混合することで、混合コークスの硫黄含有量を効果的に低減できます。例えば、1：1の混合比率では、混合コークスの硫黄含有量は2.85%となり、キルンへの供給基準を満たします。さらに低減するには、比率を調整（例えば1：2）することで、硫黄含有量を2.30%まで下げることができます。 - 専用ストレージと正確なバッチ処理：
高硫黄コークスと低硫黄コークスは、相互汚染を防ぐため別々に保管する必要があります。バッチ処理の際には、グラブバケットを使用して材料を所定の比率で混合し、焼成炉に入る前に均一な混合を確保し、硫黄含有量を目標範囲内に安定させます。 - 焼成プロセスの最適化：
焼成温度（通常1250～1350℃）を厳密に監視し、十分な保持時間を確保することは、揮発性残留物を最小限に抑え、焼成コークスの品質を向上させるために不可欠です。パラメータを調整することで、焼成炉の安定した運転が保証されます。
3．窯への原料硫黄含有量の上限に関する業界慣行
- 国内プレベーク陽極メーカー調査：
硫黄含有量3.0%の石油コークスは、追加の脱硫処理なしで直接焼成することができ、これは陽極の品質と費用対効果のバランスを取るという業界の共通認識を反映している。 - 国際規格参照：
アルミニウム炭素業界では一般的に、石油コークス中の硫黄含有量が3.0%以下であることが求められます。例えば、3B級の原料石油コークスは硫黄含有量が3.0%以下と規定されており、これは焼成済み陽極の製造に適しています。
4．硫黄含有量の上限を超えた場合の影響
- 劣化した陽極品質：
硫黄分が過剰になると熱脆性が増し、電気分解中にひび割れ、剥離、およびエネルギー消費量の増加を引き起こします。陽極抵抗率の上昇は、セル電圧とアルミニウム1トンあたりのエネルギー消費量を増加させます。 - 環境汚染の悪化：
電気分解中に発生する二酸化硫黄（SOₓ）排出量の増加は、大気質を悪化させ、環境規制に違反する。 - 機器の摩耗加速：
陽極棒上に形成される硫化物皮膜（例えばFeS）は接触抵抗を増加させ、機器の劣化を加速させ、耐用年数を短縮させる。
投稿日時：2026年4月20日