Koks je čvrsti ugljični ostatak proizveden destruktivnom destilacijom ugljičnih materijala kao što su ugljen, drvo i nafta. Ključni je sastojak u procesu proizvodnje čelika, a služi i kao gorivo i kao redukcijsko sredstvo. Postoje različite vrste koksa, od kojih svaka ima svoja jedinstvena svojstva i primjenu. U ovom ćemo članku istražiti razlike između polukoksa i metalurškog koksa, usredotočujući se na njihove proizvodne metode, kemijska svojstva i primjene u industriji čelika.
Polukoka-kola
Polukoks je vrsta koksa koji se proizvodi pirolizom ugljena niskog ranga, kao što su lignit i subbitumenski ugljen. Proces pirolize odvija se u reaktoru za niskotemperaturnu karbonizaciju (LTC), gdje se ugljen zagrijava do temperatura između 500°C i 700°C u odsutnosti zraka. Ovaj proces uklanja hlapljive tvari i pretvara ugljen u čvrsti ugljični materijal poznat kao polukoks.
Kemijski sastav polukoksa varira ovisno o vrsti ugljena koji se koristi i uvjetima karbonizacije. Općenito, polukoks sadrži između 60% i 80% vezanog ugljika, 10% do 30% hlapljivih tvari i 5% do 15% pepela. Sadržaj fiksnog ugljika veći je od sadržaja izvornog ugljena, ali niži od sadržaja metalurškog koksa. Polukoks ima nižu ogrjevnu vrijednost od metalurškog koksa zbog većeg sadržaja hlapljivih tvari.
Polukoks se prvenstveno koristi kao gorivo i redukcijsko sredstvo u proizvodnji ferolegura, kao što su ferosilicij, feromangan i ferotitanij. Te se ferolegure proizvode u potopljenim lučnim pećima (SAF), gdje polukoks služi i kao izvor ugljika i kao sredstvo za redukciju metalnih oksida u odgovarajuće metale. Visok sadržaj hlapljivih tvari u polukoksu čini ga prikladnim za upotrebu u SAF-ovima, budući da pruža izvor redukcijskih plinova koji pomažu reducirati metalne okside.
Metalurški koks
Metalurški koks je vrsta koksa koja se proizvodi karbonizacijom ugljena visokog ranga, poput bitumenskog i antracitnog ugljena, u koksarnoj peći. Proces karbonizacije odvija se na visokim temperaturama, obično između 1000°C i 1300°C, u atmosferi s nedostatkom kisika. Ovaj proces uklanja značajnu količinu hlapljivih tvari i pretvara ugljen u čvrsti, porozni materijal s visokim udjelom ugljika poznat kao metalurški koks.
Kemijski sastav metalurškog koksa ujednačeniji je i konzistentniji od sastava polukoksa. Obično sadrži između 80% i 90% vezanog ugljika, 1% do 3% hlapljivih tvari i 5% do 15% pepela. Sadržaj fiksnog ugljika znatno je veći nego u polukoksu, što rezultira višom ogrjevnom vrijednošću i nižom reaktivnošću. Metalurški koks ima niži sadržaj hlapljivih tvari od polukoksa, što ga čini prikladnijim za upotrebu u visokotemperaturnim procesima, kao što je proizvodnja željeza i čelika.
Metalurški koks prvenstveno se koristi kao gorivo i redukcijsko sredstvo u proizvodnji željeza u visokim pećima. U ovoj primjeni, koks služi i kao izvor topline i kao redukcijsko sredstvo za redukciju željezne rude (Fe2O3) u rastaljeno željezo (Fe). Visoki udio fiksnog ugljika u metalurškom koksu osigurava potrebnu toplinu za održavanje visokih temperatura potrebnih za proces redukcije. Nizak sadržaj hlapljivih tvari u metalurškom koksu osigurava da koks ostane stabilan i da se ne raspada tijekom uvjeta visoke temperature u visokoj peći.
Primjene u proizvodnji čelika
Glavna razlika između polukoksa i metalurški koks leži u njihovoj primjeni u industriji proizvodnje čelika. Polukoks se uglavnom koristi u proizvodnji ferolegura u elektrolučnim pećima, dok se metalurški koks koristi u visokim pećima za proizvodnju rastaljenog željeza.
Izbor između polukoksa i metalurškog koksa ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući vrstu čelika koji se proizvodi, željeni kemijski sastav i specifične zahtjeve procesa proizvodnje čelika. Općenito, metalurški koks je poželjan za visokotemperaturne procese, kao što je proizvodnja željeza, zbog višeg sadržaja fiksnog ugljika i manje reaktivnosti. Polukoks je, s druge strane, prikladniji za procese nižih temperatura, kao što je proizvodnja ferolegura, gdje njegov veći sadržaj hlapljivih tvari može biti izvor redukcijskih plinova.
Zaključak
Ukratko, polukoks i metalurški koks dvije su različite vrste koksa s različitim proizvodnim metodama, kemijskim svojstvima i primjenama u industriji proizvodnje čelika. Polukoks se proizvodi od ugljena niskog ranga u niskotemperaturnim reaktorima za karbonizaciju i prvenstveno se koristi u proizvodnji ferolegura. Metalurški koks se proizvodi od visokokvalitetnog ugljena u koksarama i koristi se u visokim pećima za proizvodnju željeza. Razumijevanje razlika između ove dvije vrste koksa bitno je za optimizaciju njihove upotrebe u proizvodnji čelika i postizanje željenog kemijskog sastava i svojstava konačnih proizvoda od čelika.
