Кокс — це твердий вуглецевий залишок, який утворюється шляхом деструктивної дистиляції вуглецевмісних матеріалів, таких як вугілля, деревина та нафта. Це важливий інгредієнт у процесі виробництва сталі, слугуючи як паливом, так і відновником. Існують різні види коксу, кожен зі своїми унікальними властивостями та застосуванням. У цій статті ми дослідимо відмінності між напівкоксом і металургійним коксом, зосередивши увагу на методах їх виробництва, хімічних властивостях і застосуванні в металургійній промисловості.
Напівкокс
Напівкокс — це тип коксу, який виробляється шляхом піролізу низькосортного вугілля, наприклад бурого та суббітумінозного вугілля. Процес піролізу відбувається в реакторі низькотемпературної карбонізації (LTC), де вугілля нагрівається до температур від 500°C до 700°C за відсутності повітря. Цей процес позбавляє летких речовин і перетворює вугілля на твердий вуглецевий матеріал, відомий як напівкокс.
Хімічний склад напівкоксу змінюється в залежності від типу використовуваного вугілля та умов карбонізації. Як правило, напівкокс містить від 60% до 80% пов’язаного вуглецю, від 10% до 30% летких речовин і від 5% до 15% золи. Вміст фіксованого вуглецю вище, ніж у вихідному вугіллі, але нижчий, ніж у металургійному коксі. Напівкокс має нижчу теплотворну здатність, ніж металургійний через більший вміст летких речовин.
Напівкокс використовується в основному як паливо і відновник у виробництві феросплавів, таких як феросиліцій, феромарганець і феротитан. Ці феросплави виробляються в печах із зануреною дугою (SAF), де напівкокс служить і джерелом вуглецю, і засобом відновлення оксидів металів до відповідних металів. Високий вміст летких речовин у напівкоксі робить його придатним для використання в SAF, оскільки він є джерелом відновних газів, які допомагають відновити оксиди металів.
Металургійний кокс
Металургійний кокс — це тип коксу, який виробляється шляхом карбонізації високоякісного вугілля, наприклад бітумінозного та антрацитового, у коксовій печі. Процес карбонізації відбувається при високих температурах, як правило, від 1000°C до 1300°C, в атмосфері з дефіцитом кисню. Цей процес виділяє значну кількість летких речовин і перетворює вугілля на твердий, пористий матеріал з високим вмістом вуглецю, відомий як металургійний кокс.
Хімічний склад металургійного коксу більш однорідний і стабільний, ніж напівкокс. Зазвичай він містить від 80% до 90% фіксованого вуглецю, від 1% до 3% летких речовин і від 5% до 15% золи. Вміст фіксованого вуглецю значно вищий, ніж у напівкоксу, що призводить до вищої теплотворної здатності та нижчої реакційної здатності. Металургійний кокс має нижчий вміст летких речовин, ніж напівкокс, що робить його більш придатним для використання у високотемпературних процесах, таких як виробництво чавуну та сталі.
Металургійний кокс використовується переважно як паливо і відновник при виробництві чавуну в доменних печах. У цьому застосуванні кокс служить як джерелом тепла, так і відновником для відновлення залізної руди (Fe2O3) до розплавленого заліза (Fe). Високий вміст фіксованого вуглецю в металургійному коксі забезпечує необхідне тепло для підтримки високих температур, необхідних для процесу відновлення. Низький вміст летких речовин у металургійному коксі гарантує, що кокс залишається стабільним і не руйнується під час високих температур у доменній печі.
Застосування у виробництві сталі
Основна відмінність напівкоксу від металургійного коксу полягає в їх застосуванні в металургійній промисловості. Напівкокс в основному використовується у виробництві феросплавів у печах із зануреною дугою, тоді як металургійний кокс використовується в доменних печах для виробництва розплавленого чавуну.
Вибір між напівкоксом і металургійним коксом залежить від кількох факторів, включаючи тип сталі, що виробляється, бажаний хімічний склад і конкретні вимоги процесу виробництва сталі. Загалом металургійний кокс є кращим для високотемпературних процесів, таких як виробництво чавуну, через його вищий вміст фіксованого вуглецю та нижчу реакційну здатність. Напівкокс, з іншого боку, більше підходить для низькотемпературних процесів, таких як виробництво феросплавів, де його високий вміст летких речовин може стати джерелом відновних газів.
Висновок
Таким чином, напівкокс і металургійний кокс є двома різними типами коксу з різними методами виробництва, хімічними властивостями та застосуванням у сталеливарній промисловості. Напівкокс виробляється з низькосортного вугілля в низькотемпературних реакторах карбонізації і в основному використовується у виробництві феросплавів. Металургійний кокс отримують з високоякісного вугілля в коксових печах і використовують у доменних печах для виробництва чавуну. Розуміння відмінностей між цими двома типами коксу має важливе значення для оптимізації їх використання у виробництві сталі та досягнення бажаного хімічного складу та властивостей кінцевих сталевих виробів.
