Кокс - көмір, ағаш және мұнай сияқты көміртекті материалдарды деструктивті айдау нәтижесінде пайда болатын қатты көміртекті қалдық. Ол болат балқыту процесінің маңызды ингредиенті болып табылады, отын ретінде де, тотықсыздандырғыш ретінде де қызмет етеді. Кокстың әртүрлі түрлері бар, олардың әрқайсысы өзінің бірегей қасиеттері мен қолданылуымен ерекшеленеді. Бұл мақалада біз жартылай кокс пен металлургиялық кокстың арасындағы айырмашылықтарды зерттейміз, олардың өндіріс әдістеріне, химиялық қасиеттеріне және болат өнеркәсібіндегі қолданылуына назар аударамыз.
Жартылай кокс
Жартылай кокс - қоңыр көмір және суббитумды көмір сияқты төмен дәрежелі көмірлердің пиролизі арқылы алынатын кокс түрі. Пиролиз процесі төмен температуралы карбонизация (ТК) реакторында жүреді, мұнда көмір ауа болмаған кезде 500°С пен 700°С аралығындағы температураға дейін қызады. Бұл процесс ұшпа заттарды шығарады және көмірді жартылай кокс деп аталатын қатты көміртекті материалға айналдырады.
Жартылай кокстың химиялық құрамы қолданылатын көмірдің түріне және карбонизация жағдайына байланысты өзгереді. Әдетте жартылай кокстың құрамында 60%-дан 80%-ға дейін бекітілген көміртегі, 10%-дан 30%-ға дейін ұшпа заттар және 5%-дан 15%-ға дейін күл болады. Белгіленген көміртегі мөлшері бастапқы көмірден жоғары, бірақ металлургиялық коксқа қарағанда төмен. Жартылай кокс металлургиялық коксқа қарағанда ұшпа заттардың жоғары болуына байланысты қыздыру құндылығына ие.
Жартылай кокс негізінен ферросилиций, ферромарганец және ферротитан сияқты ферроқорытпаларды өндіруде отын және тотықсыздандырғыш ретінде қолданылады. Бұл ферроқорытпалар су астындағы доғалы пештерде (SAF) өндіріледі, мұнда жартылай кокс көміртегі көзі ретінде де, металл оксидтерін тиісті металдарға дейін қалпына келтіру құралы ретінде де қызмет етеді. Жартылай кокстың жоғары ұшпа заттары оны SAF-да қолдануға жарамды етеді, өйткені ол металл оксидтерін азайтуға көмектесетін тотықсыздандырғыш газдардың көзін қамтамасыз етеді.
Металлургиялық кокс
Металлургиялық кокс - битуминозды және антрацитті көмірлер сияқты жоғары дәрежелі көмірлерді кокс пешінде көміртендіру арқылы алынатын кокс түрі. Карбонизация процесі жоғары температурада, әдетте 1000°C және 1300°C аралығында, оттегі жетіспейтін атмосферада жүреді. Бұл процесс ұшпа заттардың айтарлықтай мөлшерін шығарады және көмірді металлургиялық кокс деп аталатын қатты, кеуекті және жоғары көміртекті материалға айналдырады.
Металлургиялық кокстың химиялық құрамы жартылай коксқа қарағанда біркелкі және біркелкі. Оның құрамында әдетте 80% және 90% тұрақты көміртегі, 1% - 3% ұшпа заттар және 5% - 15% күл болады. Бекітілген көміртегі мөлшері жартылай коксқа қарағанда айтарлықтай жоғары, бұл жоғары қыздыру мәніне және төмен реактивтілікке әкеледі. Металлургиялық кокстың жартылай коксқа қарағанда ұшқыш заттардың мөлшері төмен, бұл оны темір және болат балқыту сияқты жоғары температуралы процестерде қолдануға қолайлы етеді.
Металлургиялық кокс ең алдымен домна пештерінде темір өндіруде отын және қалпына келтіргіш ретінде қолданылады. Бұл қолданбада кокс жылу көзі ретінде де, темір рудасын (Fe2O3) балқытылған темірге (Fe) дейін қалпына келтіру үшін тотықсыздандырғыш ретінде қызмет етеді. Металлургиялық кокстың жоғары бекітілген көміртегі мөлшері қалпына келтіру процесіне қажетті жоғары температураны ұстап тұру үшін қажетті жылуды қамтамасыз етеді. Металлургиялық кокстың құрамындағы ұшпа заттардың аз болуы кокстың тұрақтылығын және домна пешіндегі жоғары температура жағдайында бұзылмауын қамтамасыз етеді.
Болат балқытудағы қолданбалар
Жартылай кокстың негізгі айырмашылығы металлургиялық кокс олардың болат балқыту өнеркәсібінде қолданылуында жатыр. Жартылай кокс негізінен су астындағы доғалық пештерде ферроқорытпалар алуда, ал металлургиялық кокс домна пештерінде балқытылған темір алу үшін қолданылады.
Жартылай кокс пен металлургиялық кокс арасындағы таңдау бірнеше факторларға, соның ішінде өндірілетін болат түріне, қажетті химиялық құрамға және болат балқыту процесінің нақты талаптарына байланысты. Жалпы алғанда, металлургиялық кокс жоғары температуралы процестер үшін, мысалы, темір өндіру сияқты, оның құрамындағы көміртегінің жоғары болуына және реактивтілігінің төмен болуына байланысты қолайлы. Жартылай кокс, керісінше, ферроқорытпа өндірісі сияқты төмен температуралы процестер үшін қолайлы, мұнда оның құрамындағы ұшпа заттардың жоғары болуы газдарды азайту көзін қамтамасыз ете алады.
Қорытынды
Қорытындылай келе, жартылай кокс және металлургиялық кокс - бұл әртүрлі өндіріс әдістері, химиялық қасиеттері және болат балқыту өнеркәсібінде қолданылуы бар кокстың екі түрлі түрі. Жартылай кокс төмен температуралы карбонизация реакторларында төмен разрядты көмірлерден өндіріледі және ең алдымен ферроқорытпа өндірісінде қолданылады. Металлургиялық кокс жоғары разрядты көмірлерден кокс пештерінде өндіріледі және домна пештерінде шойын жасау үшін қолданылады. Кокстың осы екі түрінің арасындағы айырмашылықтарды түсіну оларды болат балқытуда пайдалануды оңтайландыру және соңғы болат өнімдерінің қажетті химиялық құрамы мен қасиеттеріне қол жеткізу үшін өте маңызды.
