Le coke est un résidu carboné solide produit par la distillation destructrice des matériaux carbonés comme le charbon, le bois et le pétrole. Il s'agit d'un ingrédient crucial dans le processus d'acier, servant à la fois de carburant et d'agent réducteur. Il existe différents types de coke, chacun avec ses propriétés et applications uniques. Dans cet article, nous explorerons les différences entre semi-coke et coke métallurgique, en nous concentrant sur leurs méthodes de production, leurs propriétés chimiques et leurs applications dans l'industrie sidérurgique.
Semi-coco
Le semi-coke est un type de coke qui est produit par la pyrolyse des charbons de bas rang, tels que le lignite et les charbons sous-bitumineux. Le processus de pyrolyse se produit dans un réacteur de carbonisation à basse température (LTC), où le charbon est chauffé à des températures comprises entre 500 ° C et 700 ° C en l'absence d'air. Ce processus élimine la matière volatile et convertit le charbon en un matériau carboné solide appelé semi-coke.
La composition chimique de semi-coke varie en fonction du type de charbon utilisé et des conditions de carbonisation. Généralement, le semi-coke contient entre 60% et 80% de carbone fixe, 10% à 30% de matière volatile et 5% à 15% de cendres. La teneur en carbone fixe est plus élevée que celle du charbon d'origine mais inférieure à celle du coke métallurgique. Le semi-coke a une valeur de chauffage plus faible que le coke métallurgique en raison de sa teneur en matière volatile plus élevée.
Le semi-coke est utilisé principalement comme agent de carburant et de réduction de la production de ferro-alliages, tels que le ferrosilicon, le ferromanganais et le ferrotanium. Ces ferroalliages sont produits dans des fours à arc submergés (SAFS), où semi-coke sert à la fois de source de carbone et de moyen de réduire les oxydes métalliques à leurs métaux correspondants. La teneur élevée en matière volatile de semi-coke le rend adapté à une utilisation dans SAFS, car il fournit une source de réduction des gaz qui contribue à réduire les oxydes métalliques.
Coke métallurgique
Le coke métallurgique est un type de coke qui est produit par la carbonisation de charbons de haut rang, tels que les charbons bitumineux et anthracites, dans un four de coke. Le processus de carbonisation se produit à des températures élevées, généralement entre 1000 ° C et 1300 ° C, dans une atmosphère déficiente en oxygène. Ce processus éloigne une quantité importante de matière volatile et convertit le charbon en un matériau solide, poreux et à haute teneur en carbone connu sous le nom de coke métallurgique.
La composition chimique du coke métallurgique est plus uniforme et cohérente que celle de semi-coke. Il contient généralement entre 80% et 90% de carbone fixe, 1% à 3% de matière volatile et 5% à 15% de cendres. La teneur en carbone fixe est significativement plus élevée que celle du semi-coke, entraînant une valeur de chauffage plus élevée et une réactivité plus faible. Le coke métallurgique a une teneur en matière volatile inférieure à celle de semi-coke, ce qui le rend plus adapté à une utilisation dans des processus à haute température, tels que le fer et la maîtrise de l'acier.
Le coke métallurgique est principalement utilisé comme agent de carburant et de réduction de la production de fer dans les hauts fourneaux. Dans cette application, le coke sert à la fois de source de chaleur et d'agent réducteur pour la réduction du minerai de fer (Fe2O3) au fer en fusion (Fe). La teneur élevée en carbone fixe du coke métallurgique fournit la chaleur nécessaire pour maintenir les températures élevées requises pour le processus de réduction. La faible teneur en matière volatile du coke métallurgique garantit que le coke reste stable et ne se décompose pas pendant les conditions à haute température dans le haut fourneau.
Applications en acier
La principale différence entre semi-coke et Metallurgical Coke réside dans leurs applications dans l'industrie de l'acier. Le semi-coke est principalement utilisé dans la production de ferroalloys dans des fours à arc submergés, tandis que le coke métallurgique est utilisé dans les hauts fourneaux pour la production de fer fondu.
Le choix entre semi-coke et coke métallurgique dépend de plusieurs facteurs, notamment le type d'acier produit, la composition chimique souhaitée et les exigences spécifiques du processus d'acier. En général, le coke métallurgique est préféré pour les processus à haute température, tels que la fabrication de fer, en raison de sa teneur en carbone fixe plus élevée et de sa réactivité plus faible. La semi-coke, en revanche, convient plus aux processus à basse température, tels que la production de ferroalloy, où sa teneur en matière volatile plus élevée peut fournir une source de réduction des gaz.
Conclusion
En résumé, le semi-coke et le coke métallurgique sont deux types distincts de coke avec des méthodes de production, des propriétés chimiques et des applications différentes dans l'industrie de l'acier. La semi-coke est produite à partir de charbons de faible rang dans les réacteurs de carbonisation à basse température et est principalement utilisé dans la production de ferroalloy. Le coke métallurgique est produit à partir de charbons de haut rang dans des fours de coke et est utilisé dans les hauts fourneaux pour la fabrication de fer. Il est essentiel de comprendre les différences entre ces deux types de coke pour optimiser leur utilisation dans l'acier et la réalisation de la composition chimique souhaitée et des propriétés des produits en acier finaux.
