Koks je pevný uhlíkatý zvyšok vyrobený deštruktívnou destiláciou uhlíkatých materiálov, ako je uhlie, drevo a ropa. Je to kľúčová zložka v procese výroby ocele, ktorá slúži ako palivo aj ako redukčné činidlo. Existujú rôzne druhy koksu, z ktorých každý má svoje jedinečné vlastnosti a použitie. V tomto článku preskúmame rozdiely medzi polokoksom a metalurgickým koksom so zameraním na ich výrobné metódy, chemické vlastnosti a aplikácie v oceliarskom priemysle.
Polokoksa
Polokoks je druh koksu, ktorý sa vyrába pyrolýzou uhlia nízkej kvality, ako je lignit a subbitúmenové uhlie. Proces pyrolýzy prebieha v nízkotepelnom karbonizačnom (LTC) reaktore, kde sa uhlie zahrieva na teploty medzi 500 °C a 700 °C bez prístupu vzduchu. Tento proces odvádza prchavé látky a premieňa uhlie na pevný uhlíkatý materiál známy ako polokoks.
Chemické zloženie polokoksu sa mení v závislosti od druhu použitého uhlia a podmienok karbonizácie. Polokoks vo všeobecnosti obsahuje 60 % až 80 % pevného uhlíka, 10 % až 30 % prchavých látok a 5 % až 15 % popola. Obsah fixného uhlíka je vyšší ako u pôvodného uhlia, ale nižší ako u metalurgického koksu. Polokoks má nižšiu výhrevnosť ako hutnícky koks kvôli vyššiemu obsahu prchavých látok.
Polokoks sa používa predovšetkým ako palivo a redukčné činidlo pri výrobe ferozliatin, ako je ferosilicia, feromangán a ferotitan. Tieto ferozliatiny sa vyrábajú v ponorných oblúkových peciach (SAF), kde polokoks slúži ako zdroj uhlíka a zároveň prostriedok na redukciu oxidov kovov na ich zodpovedajúce kovy. Vysoký obsah prchavých látok v polokoksu ho robí vhodným na použitie v SAF, pretože poskytuje zdroj redukčných plynov, ktoré pomáhajú znižovať oxidy kovov.
Hutnícky koks
Hutnícky koks je druh koksu, ktorý sa vyrába karbonizáciou uhlia vysokej kvality, ako je bitúmenové a antracitové uhlie, v koksárenskej peci. Proces karbonizácie prebieha pri vysokých teplotách, typicky medzi 1000 °C a 1300 °C, v atmosfére s nedostatkom kyslíka. Tento proces odvádza značné množstvo prchavých látok a premieňa uhlie na pevný, porézny a vysoko uhlíkový materiál známy ako metalurgický koks.
Chemické zloženie hutníckeho koksu je rovnomernejšie a konzistentnejšie ako polokoks. Zvyčajne obsahuje 80 % až 90 % pevného uhlíka, 1 % až 3 % prchavých látok a 5 % až 15 % popola. Obsah pevného uhlíka je výrazne vyšší ako obsah polokoksu, čo má za následok vyššiu výhrevnosť a nižšiu reaktivitu. Hutnícky koks má nižší obsah prchavých látok ako polokoks, vďaka čomu je vhodnejší na použitie vo vysokoteplotných procesoch, ako je výroba železa a ocele.
Hutnícky koks sa používa predovšetkým ako palivo a redukčné činidlo pri výrobe železa vo vysokých peciach. V tejto aplikácii koks slúži ako zdroj tepla aj ako redukčné činidlo na redukciu železnej rudy (Fe2O3) na roztavené železo (Fe). Vysoký obsah fixného uhlíka v metalurgickom koksu poskytuje potrebné teplo na udržanie vysokých teplôt potrebných na redukčný proces. Nízky obsah prchavých látok v metalurgickom koksu zaisťuje, že koks zostáva stabilný a nerozpadá sa počas vysokoteplotných podmienok vo vysokej peci.
Aplikácie v oceliarstve
Hlavný rozdiel medzi polokoksom a hutnícky koks spočíva v ich aplikáciách v oceliarskom priemysle. Polokoks sa používa najmä pri výrobe ferozliatin v ponorných oblúkových peciach, zatiaľ čo hutnícky koks sa používa vo vysokých peciach na výrobu roztaveného železa.
Voľba medzi polokoksom a metalurgickým koksom závisí od niekoľkých faktorov, vrátane typu vyrábanej ocele, požadovaného chemického zloženia a špecifických požiadaviek procesu výroby ocele. Vo všeobecnosti je metalurgický koks preferovaný pre vysokoteplotné procesy, ako je výroba železa, kvôli vyššiemu obsahu fixného uhlíka a nižšej reaktivite. Polokoks je na druhej strane vhodnejší pre nízkoteplotné procesy, ako je výroba ferozliatin, kde jeho vyšší obsah prchavých látok môže byť zdrojom redukčných plynov.
Záver
Stručne povedané, polokoks a metalurgický koks sú dva odlišné typy koksu s rôznymi výrobnými metódami, chemickými vlastnosťami a aplikáciami v oceliarskom priemysle. Polokoks sa vyrába z nízkokvalitného uhlia v reaktoroch na nízkotepelnú karbonizáciu a používa sa predovšetkým pri výrobe ferozliatin. Hutnícky koks sa vyrába z vysokokvalitného uhlia v koksovacích peciach a používa sa vo vysokých peciach na výrobu železa. Pochopenie rozdielov medzi týmito dvoma typmi koksu je nevyhnutné pre optimalizáciu ich použitia pri výrobe ocele a dosiahnutie požadovaného chemického zloženia a vlastností finálnych výrobkov z ocele.
