Ο οπτάνθρακας είναι ένα στερεό ανθρακούχο υπόλειμμα που παράγεται από την καταστροφική απόσταξη ανθρακούχων υλικών όπως ο άνθρακας, το ξύλο και το πετρέλαιο. Πρόκειται για ένα κρίσιμο συστατικό της διαδικασίας χάλυβα, που χρησιμεύει τόσο ως καύσιμο όσο και ως μειωμένος παράγοντας. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι οπτάνθρακα, ο καθένας με τις μοναδικές ιδιότητες και τις εφαρμογές του. Σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε τις διαφορές μεταξύ ημι -οπτάνθρακα και μεταλλουργικού οπτάνθρακα, εστιάζοντας στις μεθόδους παραγωγής, τις χημικές ιδιότητες και τις εφαρμογές στη βιομηχανία χάλυβα.
Ημιτελής
Η ημι-οπτάνθρακα είναι ένας τύπος οπτάνθρακα που παράγεται από την πυρόλυση των κάρβουνα χαμηλής κατάταξης, όπως ο λιγνίτης και οι υποπληθυσμοί άνθρακες. Η διαδικασία πυρόλυσης εμφανίζεται σε αντιδραστήρα ανθρακούχου (LTC) χαμηλής θερμοκρασίας (LTC), όπου ο άνθρακας θερμαίνεται σε θερμοκρασίες μεταξύ 500 ° C και 700 ° C απουσία αέρα. Αυτή η διαδικασία απομακρύνει την πτητική ύλη και μετατρέπει τον άνθρακα σε ένα στερεό ανθρακούχο υλικό γνωστό ως ημι -οπτάνθρακα.
Η χημική σύνθεση του ημι -οπτάνθρακα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του χρησιμοποιούμενου άνθρακα και τις συνθήκες ανθρακούχου. Γενικά, ο ημι -οπτάνθρακας περιέχει μεταξύ 60% και 80% σταθερού άνθρακα, 10% έως 30% πτητικής ύλης και 5% έως 15% τέφρα. Η σταθερή περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι υψηλότερη από αυτή του αρχικού άνθρακα αλλά χαμηλότερη από αυτή του μεταλλουργικού οπτάνθρακα. Η ημι -οπτάνθρακα έχει χαμηλότερη τιμή θέρμανσης από τον μεταλλουργικό οπτάνθρακα λόγω της υψηλότερης περιεκτικότητας σε πτητική ύλη.
Ο ημι -οπτάνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως ως παράγοντας καυσίμου και μείωσης στην παραγωγή σιδηροαλλιών, όπως το Ferrosilicon, το Ferromanganese και το Ferrotitanium. Αυτοί οι σιδηροί παράγοντες παράγονται σε βυθισμένους φούρνους τόξου (SAFS), όπου η ημι -οπτάνθρακα χρησιμεύει τόσο ως πηγή άνθρακα όσο και ως μέσο μείωσης των οξειδίων των μετάλλων στα αντίστοιχα μέταλλα τους. Η υψηλή περιεκτικότητα σε πτητική ύλη του ημι -οπτάνθρακα καθιστά κατάλληλο για χρήση σε SAFS, καθώς παρέχει μια πηγή μείωσης των αερίων που βοηθούν στη μείωση των μεταλλικών οξειδίων.
Μεταλλουργικός οπτάνθρακα
Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας είναι ένας τύπος οπτάνθρακα που παράγεται από την ανθρακοποίηση των άξονων υψηλής κατάταξης, όπως τα σκαλικά και ανθρακίτη άνθρακα, σε φούρνο οπτάνθρακα. Η διαδικασία ανθρακούχου εμφανίζεται σε υψηλές θερμοκρασίες, συνήθως μεταξύ 1000 ° C και 1300 ° C, σε ατμόσφαιρα με έλλειψη οξυγόνου. Αυτή η διαδικασία απομακρύνει μια σημαντική ποσότητα πτητικής ύλης και μετατρέπει τον άνθρακα σε ένα στερεό, πορώδες και υψηλό άνθρακα υλικό γνωστό ως μεταλλουργικός οπτάνθρακα.
Η χημική σύνθεση του μεταλλουργικού οπτάνθρακα είναι πιο ομοιόμορφη και συνεπής από αυτή του ημι -οπτάνθρακα. Περιέχει συνήθως μεταξύ 80% και 90% σταθερού άνθρακα, 1% έως 3% πτητικής ύλης και 5% έως 15% τέφρα. Η σταθερή περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή του ημι -οπτάνθρακα, με αποτέλεσμα υψηλότερη τιμή θέρμανσης και χαμηλότερη αντιδραστικότητα. Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας έχει χαμηλότερο περιεχόμενο πτητικής ύλης από τον ημι-οπτάνθρακα, καθιστώντας το πιο κατάλληλο για χρήση σε διαδικασίες υψηλής θερμοκρασίας, όπως σίδηρο και χάλυβα.
Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως ως παράγοντας καυσίμου και μείωση της παραγωγής σιδήρου σε υψικαμίνους. Σε αυτή την εφαρμογή, ο οπτάνθρακα χρησιμεύει τόσο ως πηγή θερμότητας όσο και ως μειωμένος παράγοντας για τη μείωση του σιδηρομεταλλεύματος (Fe2O3) στο τετηγμένο σίδηρο (Fe). Η υψηλή σταθερή περιεκτικότητα σε άνθρακα του μεταλλουργικού οπτάνθρακα παρέχει την απαραίτητη θερμότητα για να διατηρηθεί οι υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται για τη διαδικασία μείωσης. Η περιεκτικότητα σε χαμηλή πτητική ύλη του μεταλλουργικού οπτάνθρακα εξασφαλίζει ότι ο οπτάνθρακα παραμένει σταθερός και δεν καταρρέει κατά τη διάρκεια των συνθηκών υψηλής θερμοκρασίας στο υψικαμίνιο.
Εφαρμογές σε χαλυβουργία
Η κύρια διαφορά μεταξύ ημι -οπτάνθρακα και Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας έγκειται στις εφαρμογές τους στη βιομηχανία χάλυβα. Η ημι -οπτάνθρακα χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή σιδηροαλλών σε βυθισμένους κλιβάνους, ενώ ο μεταλλουργικός οπτάνθρακα χρησιμοποιείται σε υψικαμίνους για την παραγωγή του τετηγμένου σιδήρου.
Η επιλογή μεταξύ ημι -οπτάνθρακα και μεταλλουργικού οπτάνθρακα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του παραγόμενου τύπου χάλυβα, της επιθυμητής χημικής σύνθεσης και των ειδικών απαιτήσεων της διαδικασίας χάλυβα. Γενικά, ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας προτιμάται για διαδικασίες υψηλής θερμοκρασίας, όπως η σιδηροδρομική παραγωγή, λόγω της υψηλότερης σταθερής περιεκτικότητας σε άνθρακα και της χαμηλότερης αντιδραστικότητας. Η ημι-οπτάνθρακα, από την άλλη πλευρά, είναι πιο κατάλληλος για διαδικασίες χαμηλότερης θερμοκρασίας, όπως η παραγωγή σιδηροδρομικών σταθμών, όπου η υψηλότερη περιεκτικότητα σε πτητική ύλη μπορεί να προσφέρει πηγή αναγωγικών αερίων.
Σύναψη
Συνοπτικά, η ημι -οπτάνθρακα και ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας είναι δύο διαφορετικοί τύποι οπτάνθρακα με διαφορετικές μεθόδους παραγωγής, χημικές ιδιότητες και εφαρμογές στη βιομηχανία χαλυβουργίας. Ο ημι-οπτάνθρακας παράγεται από κάρβουνα χαμηλής κατάταξης σε αντιδραστήρες ανθρακούχου χαμηλής θερμοκρασίας και χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή σιδηροδρομικών σταθμών. Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας παράγεται από κάρβουνα υψηλής ποιότητας σε φούρνους οπτάνθρακα και χρησιμοποιείται σε υψικαμίνους για τη σίδερο. Η κατανόηση των διαφορών μεταξύ αυτών των δύο τύπων οπτάνθρακα είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση της χρήσης τους στη χάλυβα και την επίτευξη της επιθυμητής χημικής σύνθεσης και ιδιοτήτων των τελικών προϊόντων χάλυβα.
