تفاوت بین کک نیمه کک و متالورژی چیست؟

کک یک باقیمانده کربن جامد است که با تقطیر مخرب مواد کربنی مانند زغال سنگ ، چوب و نفت تولید می شود. این یک ماده مهم در فرآیند ساخت فولاد است و به عنوان یک سوخت و یک ماده کاهش دهنده نیز خدمت می کند. انواع مختلفی از کک وجود دارد که هر کدام دارای خصوصیات و برنامه های منحصر به فرد خود هستند. در این مقاله ، ما با تمرکز بر روش های تولید ، خواص شیمیایی و کاربردهای صنعت فولاد ، تفاوت های بین کک نیمه کک و متالورژی را بررسی خواهیم کرد.

نیمه کک

نیمه کک نوعی کک است که با تجزیه و تحلیل ذغال سنگ های درجه پایین مانند لیگنین و ذغال سنگ زیر بیتومین تولید می شود. فرآیند پیرولیز در یک راکتور کربن سازی درجه حرارت پایین (LTC) رخ می دهد ، جایی که زغال سنگ در صورت عدم وجود هوا تا دمای بین 500 درجه سانتیگراد و 700 درجه سانتیگراد گرم می شود. این فرایند ماده فرار را از بین می برد و زغال سنگ را به یک ماده کربن جامد معروف به نیمه کک تبدیل می کند.

ترکیب شیمیایی نیمه کک بسته به نوع زغال سنگ مورد استفاده و شرایط کربن سازی متفاوت است. به طور کلی ، نیمه کک بین 60 ٪ تا 80 ٪ کربن ثابت ، 10 ٪ تا 30 ٪ ماده فرار و 5 ٪ تا 15 ٪ خاکستر است. میزان کربن ثابت بالاتر از ذغال سنگ اصلی است اما پایین تر از کک متالورژی است. Semi Coke به دلیل محتوای پر از ماده بی ثبات ، مقدار گرمایشی کمتری نسبت به کک متالورژیکی دارد.

نیمه کک در درجه اول به عنوان یک سوخت و عامل کاهش دهنده در تولید فروالیاژها ، مانند فروسیلیکون ، فرومنگان و فروتیتانیوم استفاده می شود. این فروالیاژها در کوره های قوس غوطه وری (SAFS) تولید می شوند ، جایی که نیمه کک هم منبع کربن و هم وسیله ای برای کاهش اکسیدهای فلزی به فلزات مربوطه است. محتوای پر فرار از نیمه کک ، آن را برای استفاده در SAFS مناسب می کند ، زیرا منبع کاهش گازها را فراهم می کند که به کاهش اکسیدهای فلزی کمک می کند.

کک متالورژیک

کک متالورژی نوعی کک است که با کربن سازی ذغال سنگ های مرتفع مانند ذغال سنگ قیر و آنتراسیت در اجاق گاز کک تولید می شود. فرآیند کربن سازی در دماهای بالا ، به طور معمول بین 1000 درجه سانتیگراد و 1300 درجه سانتیگراد ، در یک فضای کمبود اکسیژن رخ می دهد. این فرایند مقدار قابل توجهی از مواد فرار را از بین می برد و زغال سنگ را به یک ماده جامد ، متخلخل و کربن بالا معروف به کک متالورژی تبدیل می کند.

ترکیب شیمیایی کک متالورژی یکنواخت تر و سازگارتر از نیمه کک است. این ماده به طور معمول حاوی 80 ٪ تا 90 ٪ کربن ثابت ، 1 ٪ تا 3 ٪ ماده فرار و 5 ٪ تا 15 ٪ خاکستر است. میزان کربن ثابت به طور قابل توجهی بالاتر از نیمه کک است و در نتیجه مقدار گرمایش بالاتر و واکنش پذیری کمتری ایجاد می شود. کک متالورژی از ماده بی ثبات کمتری نسبت به نیمه کک برخوردار است و این امر را برای استفاده در فرآیندهای درجه حرارت بالا مانند آهن و فولاد مناسب تر می کند.

کک متالورژی در درجه اول به عنوان سوخت و کاهش دهنده تولید آهن در کوره های انفجار مورد استفاده قرار می گیرد. در این برنامه ، کک هم به عنوان منبع گرما و هم برای کاهش سنگ آهن (Fe2O3) به آهن مذاب (FE) عمل می کند. مقدار زیاد کربن ثابت کک متالورژی گرمای لازم را برای حفظ دمای زیاد مورد نیاز برای روند کاهش فراهم می کند. محتوای کم فرار از کک متالورژیکی تضمین می کند که کک پایدار بماند و در شرایط درجه حرارت بالا در کوره انفجار تجزیه نشود.

برنامه های کاربردی در فولاد

تفاوت اصلی بین نیمه کک و کک متالورژی در کاربردهای خود در صنعت ساخت و ساز نهفته است. نیمه کک عمدتاً در تولید فروالیاژها در کوره های قوس غوطه وری مورد استفاده قرار می گیرد ، در حالی که کک متالورژی در کوره های انفجار برای تولید آهن مذاب استفاده می شود.

انتخاب بین کک نیمه کک و متالورژی بستگی به عوامل مختلفی دارد ، از جمله نوع تولید فولاد ، ترکیب شیمیایی مورد نظر و الزامات خاص فرآیند ساخت فولاد. به طور کلی ، کک متالورژی به دلیل میزان کربن ثابت بالاتر و واکنش پذیری پایین تر ، برای فرآیندهای درجه حرارت بالا مانند رشد آهن ترجیح داده می شود. از طرف دیگر ، نیمه کک برای فرآیندهای دمای پایین تر ، مانند تولید فروالوی مناسب تر است ، جایی که محتوای ماده فرار بالاتر آن می تواند منبع کاهش گازها را فراهم کند.

پایان

به طور خلاصه ، کک نیمه کک و متالورژی دو نوع متمایز کک با روشهای مختلف تولید ، خصوصیات شیمیایی و کاربردهای موجود در صنعت ساخت فولاد هستند. نیمه کک از ذغال سنگ های درجه پایین در راکتورهای کربن سازی دمای پایین تولید می شود و در درجه اول در تولید فروالیاوی استفاده می شود. کک متالورژی از ذغال سنگ های مرتفع در اجاق های کک تولید می شود و در کوره های انفجار برای ساخت آهن استفاده می شود. درک تفاوت بین این دو نوع کک برای بهینه سازی استفاده از آنها در ساخت فولاد و دستیابی به ترکیب شیمیایی مورد نظر و خواص محصولات فولادی نهایی ضروری است.