코크스는 공기가 없을 때 석탄 또는 기타 탄소 질 물질의 열분해에 의해 생성 된 다공성의 탄소가 풍부한 재료입니다. 탄화로 알려진이 공정은 휘발성 성분을 제거하고 원료를 고체 고 탄소 연료 및 환원제로 변환합니다. 코크스는 주로 야금 과정, 특히 철 및 철강 생산에 사용되며, 독특한 특성은 폭발로 작업의 필수 구성 요소가됩니다.
의 생산 야금 코크스는 일반적으로 몇 시간 동안 고온 (약 1000-1200 ° C)의 콜라 오븐에서 가열되는 역청 석탄의 사용을 포함합니다. 결과 코크스는 높은 탄소 함량 (약 80-90%), 낮은 애쉬 함량 및 다공성 구조로 특징 지어져 폭발로에서 연료 및 구조적지지를 제공하는 능력에 기여합니다.
야금 코크스는 철 제조 과정에서 몇 가지 중요한 기능을 수행합니다. 첫째, 그것은 연료 역할을하여 철광석 감소에 필요한 고온을 유지하는 데 필요한 열을 제공합니다. 둘째, 그것은 환원제 역할을하며, 광석의 산화철을 용융 철로 변환하는 화학 반응을 촉진합니다. 마지막으로, 코크는 고로 내에서 구조적지지를 제공하여 철제 제작 과정에서 재료 및 가스의 적절한 흐름을 허용합니다.
야금 코크스는 철 및 철강 산업에서 중요한 역할을하며, 이곳은 주로 폭발로에서 연료 및 환원제로 사용됩니다. 이 용광로에서 코크스는 철광석 및 석회암과 혼합되어 용융 철과 슬래그를 생성합니다. 코크스의 높은 탄소 함량은 산화철을 원소 철으로 감소시키는 데 필요한 열을 제공하는 반면, 다공성 구조는 퍼니스 내에서 가스 및 재료의 효율적인 흐름을 허용합니다.
철 제조에서의 주요 역할 외에도, 야금 코크스는 페로 크로미늄, 페로 만간 제 및 페로 실리콘과 같은 페로 알로이드의 생산에도 사용됩니다. 이 합금은 침수 된 아크 퍼니스에서 생성되는데, 여기서 코크스는 환원제와 열원으로 작용합니다. Ferroalloy 생산에 코크스를 사용하면 원료의 용융점을 낮추고 감소 과정을 촉진하고 전반적인 효율을 향상시키는 데 도움이됩니다.
야금 코크스의 또 다른 중요한 적용은 알루미늄, 아연 및 납과 같은 비철 금속의 생산입니다. 이러한 과정에서 코크스는 종종 로터리 가마, 소결 식물 및 기타 고온 작업에서 연료 및 환원제로 사용됩니다. 코크스의 독특한 특성은 원하는 반응을 용이하게하기 위해 필요한 열과 화학적 반응성을 모두 제공하기 때문에 이러한 응용 분야에 이상적인 선택입니다.
야금 공정에 사용하는 것 외에도 Coke는 활성탄, 탄소 검은 색 및 기타 탄소 기반 재료의 생산과 같은 다양한 산업 응용 분야에서도 사용됩니다. 이 제품들은 수처리, 공기 정화 및 고무 제조를 포함한 광범위한 산업에서 사용되며, 여기서 고유 한 특성은 수많은 응용 분야에서 필수 구성 요소를 만듭니다.
야금 코크스의 생산은 적절한 석탄 공급 원료의 선택 및 준비로 시작됩니다. 역청 석탄은 휘발성 물질, 고정 탄소 및 재 함량의 균형 잡힌 혼합을 포함하여 최적의 코킹 특성으로 인해 코크스 생산을위한 주요 선택입니다. 이러한 특성은 탄화 공정 동안 일관성 및 다공성 코크스 구조의 형성을 보장합니다.
탄화되기 전에, 석탄은 분쇄되고 혼합되어 일관된 입자 크기 및 조성을 달성합니다. 이 단계는 코크스 오븐에서 균일 한 가열 및 코킹을 보장하기 때문에 중요합니다. 그런 다음 제조 된 석탄을 코크스 오븐에 충전하고, 탄화에 필요한 고온을 견딜 수 있도록 내화성 재료가 늘어선 특수 챔버입니다.
탄화 공정은 몇 시간 동안 1000 ~ 1200 ° C 범위의 온도에서 공기가없는 상태에서 석탄을 가열하는 것입니다. 이 공정은 물, 탄화수소 및 가스와 같은 휘발성 성분을 제거하여 고체 고 탄소 재료를 남겨 둡니다. 탄화 과정은 각각 고유 한 설계 및 작동 특성을 가진 벌집, 슬롯 및 챔버 오븐을 포함한 다양한 유형의 콜라 오븐에서 수행 될 수 있습니다.
탄화 공정이 완료되면 코크스는 오븐에서 제거되어 일련의 치료 후 과정에 적용됩니다. 여기에는 담금질, 스크리닝 및 분쇄가 포함될 수 있으며, 이는 콜라의 물리적 특성을 개선하고 야금 적용에 사용할 수 있도록 준비하는 데 도움이됩니다. 최종 제품은 고품질 야금 코크스로, 높은 탄소 함량, 낮은 재 함량 및 다공성 구조로 특징 지어져 철 및 철강 생산에 필수적인 구성 요소가됩니다.
야금 코크스의 품질은 다양한 야금 과정, 특히 폭발 용화 및 페로 합금 생산에서의 성능에 중요합니다. 콜라가 이러한 응용 프로그램의 특정 요구 사항을 충족하도록하기 위해 몇 가지 품질 표준 및 사양이 설정되었습니다. 이러한 표준은 물리적 및 화학적 특성을 포함하여 코크스 품질의 다양한 측면을 다루며 야금 작업에 사용하는 동안의 행동을 다룹니다.
야금 코크스에서 가장 널리 알려진 표준 중 하나는 ISO 18893 : 2004로, 철 및 철강 생산에 사용되는 코크스에 대한 포괄적 인 사양 세트를 제공합니다. 이 표준은 화학 성분, 물리적 특성 및 기계적 강도를 포함하여 코크스 품질의 다양한 측면을 다룹니다. 이 표준에서 다루는 주요 매개 변수 중 일부에는 콜라의 재 함량, 휘발성 물질, 고정 탄소, 황 함량 및 입자 크기 분포가 포함됩니다.
ISO 표준 외에도 다른 여러 조직은 미국 테스트 및 재료 협회 (ASTM) 및 국제 표준화기구 (ISO)와 같은 코크스 품질 사양을 확립했습니다. 이러한 사양은 종종 요구 사항이 약간 다르지만 일반적으로 코크스 품질의 유사한 측면을 다룹니다. 예를 들어, ASTM D3892-19는 화학 조성, 물리적 특성 및 기계적 강도를 포함하여 야금 공정에 사용되는 코크스에 대한 일련의 사양을 제공합니다.
야금 코크스가 지정된 품질 표준을 충족하도록 보장하는 것은 야금 운영에서 최적의 성능에 필수적입니다. 고품질 코크스는 재 함량이 낮은 화학 및 물리적 특성의 균형 잡힌 혼합, 낮은 휘발성 물질, 고정 탄소 및 적절한 기계적 강도를 포함해야합니다. 이러한 특성은 콜라가 폭발로 및 기타 야금 과정에서 연료로서의 역할을 효과적으로 수행 할 수 있도록 보장합니다.
야금 코크스의 생산 및 사용은 주로 탄화 과정 및 후속 야금 운영 중에 발생하는 배출 및 부산물로 인해 환경 및 건강에 상당한 영향을 미칩니다. 이러한 영향에는 대기 오염, 온실 가스 배출 및 TAR, 암모니아 및 석탄 가스와 같은 폐기물 생성이 포함됩니다. 이러한 환경 및 건강 문제를 해결하는 것은 철강 산업의 지속 가능한 관행을 촉진하고 코크스 생산 및 사용의 생태 발자국을 최소화하는 데 중요합니다.
대기 오염은 코크스 생산 및 사용과 관련된 주요 관심사입니다. 탄화 공정은 다양한 휘발성 유기 화합물 (VOC), 미립자 물질 및 기타 유해 물질을 생성하여 대기 질 저하에 기여하고 근로자 및 인근 지역 사회에 건강 위험을 초래할 수 있습니다. 이러한 영향을 완화하기 위해 현대적인 코크스 오븐 배터리에는 습식 및 건식 담금질 시스템, 가스 세정 장치 및 부산물 회수 플랜트와 같은 고급 배출 제어 기술이 장착되어 있습니다. 이 기술은 배출량을 최소화하고 벤젠, 톨루엔 및 자일 렌과 같은 귀중한 부산물을 회수하는 데 도움이되며, 이는 유용한 화학 물질로 추가로 처리 될 수 있습니다.
온실 가스 배출은 야금 코크스 생산 및 사용과 관련된 또 다른 중요한 관심사입니다. 탄화 공정 및 후속 야금 작전은 에너지 집약적이며 대기로 대량의 이산화탄소 (CO2) 및 기타 온실 가스를 방출합니다. 이러한 배출량을 줄이기 위해 철 및 철강 산업은 대체 감소 에이전트 사용, 공정 효율 향상, CCS (Carbon Capture and Storage) 솔루션 구현과 같은 에너지 효율적인 기술 및 관행을 점차 채택하고 있습니다. 또한 업계는 생물 기반 공급 원료와 재생 가능 에너지 원을 사용하여 야금 코크스를 부분적으로 대체하고 탄소 발자국을 더욱 줄일 수있는 잠재력을 탐색하고 있습니다.
결론적으로, 야금 코크스 생산 및 사용과 관련된 환경 및 건강 고려 사항을 다루는 것은 철 및 철강 산업의 지속 가능한 관행을 촉진하는 데 필수적입니다. 고급 배출 제어 기술을 채택하고 공정 효율성을 향상시키고 대체 공급 원료 및 에너지 원을 탐색함으로써 산업은 생태 발자국을 최소화하고 기후 변화에 대항하고 인간 건강을 보호하기위한 세계적인 노력에 기여할 수 있습니다.
