Το μεταλλουργικό οπτάνθρακα αποτελεί απαραίτητη πρώτη ύλη για την παραγωγή σιδήρου και χάλυβα και είναι ζωτικής σημασίας για τη διαδικασία παραγωγής σιδήρου σε υψικαμίνους. Σε περιβάλλον χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο, ο άνθρακας θερμαίνεται σε θερμοκρασία 900-1100 °C και στη συνέχεια αποστάζεται ξηρά για τη δημιουργία του (συμπεριλαμβανομένου του αέρα του κοκ). Ο άνθρακας απελευθερώνει πτητικές ουσίες και υγρασία σε αυτή την υψηλή θερμοκρασία και το εναπομείναν στερεό μέρος μετατρέπεται σε πορώδες υλικό άνθρακα που ονομάζεται κόκα κόλα. Το κοκ δεν είναι μόνο η βάση της παραγωγής σιδήρου, αλλά και ζωτικός παράγοντας ολόκληρης της διαδικασίας παραγωγής σιδήρου.
Στην υψικάμινο, το κοκ παρέχει πηγή άνθρακα για την αντίδραση αναγωγής του σιδηρομεταλλεύματος και υποστηρίζει τη δομή της σόμπας για να τη διατηρεί σταθερή. Το κοκ αντιδρά με το οξυγόνο του αέρα για την παραγωγή μονοξειδίου του άνθρακα, το οποίο αντιδρά με το οξείδιο του σιδήρου στο σιδηρομετάλλευμα για να το αναγάγει σε μεταλλικό σίδηρο και να απελευθερώσει διοξείδιο του άνθρακα.
Το κοκ δεν λειτουργεί μόνο ως αναγωγικό μέσο, αλλά η ισχυρή δομή του στηρίζει επίσης το σιδηρομετάλλευμα και τον ασβεστόλιθο, εξασφαλίζοντας ότι όλα μέσα στον κλίβανο λειτουργούν κανονικά. Η πορώδης δομή του κοκ βοηθά τη ροή του αερίου να διεισδύσει και αυξάνει την αποτελεσματικότητα της αντίδρασης. Η λεπτόκοκκη δομή του κοκ (περίπου 1,5 μικρά) βελτιστοποιεί το περιβάλλον αντίδρασης στο εσωτερικό της υψικαμίνου, καθιστώντας την αντίδραση αναγωγής πιο αποτελεσματική.
Εξειδικευμένοι φούρνοι οπτάνθρακα πραγματοποιούν γενικά την παραγωγή οπτάνθρακα. Οι ομάδες κατασκευής συνήθως κατασκευάζουν τους φούρνους κοκ σε ύψος 6 μέτρων, βάθος 15 μέτρων και πλάτος 0,5 μέτρων, στοιβάζοντας πολλαπλές μονάδες για να σχηματίσουν ένα σύστημα παραγωγής μεγάλης κλίμακας. Η γόμωση οπτάνθρακα θερμαίνεται σε περίπου 1000°C στο εσωτερικό του φούρνου οπτάνθρακα με θέρμανση των τοιχωμάτων.
Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, πτητικές ουσίες του άνθρακα, όπως αέρια και πίσσες, απελευθερώνονται και ανακυκλώνονται για να μετατραπούν σε κοκ. Κάθε φούρνος κοκ μπορεί να διαχειριστεί 15 έως 30 τόνους άνθρακα, που σχηματίζεται σταδιακά κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας απανθράκωσης διάρκειας περίπου 18 ωρών.
Τα πτητικά συστατικά ανακτώνται ως παραπροϊόντα και συχνά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή λιπασμάτων ή χημικών ουσιών, επιτρέποντας στην παραγωγή οπτάνθρακα να υπερβεί τις ανάγκες της σιδηρουργίας και προωθώντας την αποδοτική χρήση των πόρων.
Διάφορες παράμετροι της διεργασίας επηρεάζουν την ποιότητα και την παραγωγικότητα του κοκ. Πρώτον, η αντοχή του οπτάνθρακα είναι κρίσιμη- πρέπει να είναι αρκετά ισχυρή ώστε να μπορεί να υποστηρίξει το φορτίο σιδηρομεταλλεύματος στην υψικάμινο. Δεύτερον, πρέπει να ελέγχουν την αντιδραστικότητα του οπτάνθρακα για να διασφαλίσουν ότι μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τα οξείδια του σιδήρουΠεραιτέρω, η δομή των πόρων του οπτάνθρακα είναι εξίσου κρίσιμη- πρέπει να έχει καλή διαπερατότητα της ροής του αέρα για να διασφαλίσει ότι η αντίδραση αναγωγής εξελίσσεται ομαλά.
Η λεπτόκοκκη ψηφιδωτή δομή του κοκ είναι ένας σημαντικός δείκτης ποιότητας, ο οποίος βελτιώνει την αντιδραστικότητα του κοκ και προάγει τον ρυθμό της αντίδρασης αναγωγής. Ως εκ τούτου, οι χειριστές πρέπει να ελέγχουν αυστηρά παραμέτρους όπως η αναλογία κωκ άνθρακα, η θερμοκρασία θέρμανσης του φούρνου κωκ και ο χρόνος ενανθράκωσης κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν άμεσα την τελική ποιότητα και την αποδοτικότητα της παραγωγής του οπτάνθρακα. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν άμεσα την τελική ποιότητα και την αποδοτικότητα της παραγωγής του οπτάνθρακα.
Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας πρέπει να αντέχει στη σύνθλιψη και την τριβή για να λειτουργεί σταθερά στην υψικάμινο. Η δομή των πόρων του επηρεάζει επίσης δραματικά τη ροή του αερίου, εξασφαλίζοντας την ομαλή εξέλιξη της αντίδρασης. Η θερμική αγωγιμότητα, η πυκνότητα, η πτητική ύλη και η υγρασία του κοκ επηρεάζουν επίσης την απόδοσή του.
Η κύρια σύνθεση του μεταλλουργικού κοκ είναι ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο και το θείο και η αναλογία αυτών των στοιχείων καθορίζει άμεσα την απόδοσή του. Οι συνήθεις μέθοδοι καύσης για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα και υδρογόνο είναι η υψηλή θερμοκρασία, η μετατροπή του άνθρακα σε διοξείδιο του άνθρακα, η μετατροπή του υδρογόνου σε υδρατμούς και το αέριο μέσω απορροφητικής απορρόφησης. Στη συνέχεια, υπολογίζουν το κέρδος βάρους για να πάρουν την αναλογία. Γενικά αναλύουν την περιεκτικότητα σε άζωτο μετατρέποντάς το σε αμμωνία, ενώ μετρούν το θείο με καύση σε υψηλή θερμοκρασία. Η μέθοδος της απλής διαφοράς, η οποία αφαιρεί το 100% από την περιεκτικότητα των άλλων στοιχείων, προεκτείνει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο.
Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας είναι απαραίτητος για την παραγωγή σιδήρου σε υψικαμίνους, παρέχοντας μια πηγή άνθρακα για το σιδηρομετάλλευμα. Καθώς αυξάνεται η ζήτηση για σίδηρο και χάλυβα, αυξάνεται και η ανάγκη για μεταλλουργικό οπτάνθρακα. Παρέχει μια πηγή άνθρακα ως αναγωγικό μέσο και βοηθά τη ροή αερίου να διεισδύσει μέσα από τη δομή των πόρων του, διασφαλίζοντας ότι η αντίδραση της υψικαμίνου μπορεί να προχωρήσει αποτελεσματικά.
Ωστόσο, η παραγωγή μεταλλουργικού κοκ έχει επίσης περιβαλλοντικά προβλήματα. Για κάθε 1.000 τόνους παραγόμενου οπτάνθρακα, η διαδικασία παράγει 1.000 κυβικά μέτρα εξαιρετικά επικίνδυνων λυμάτων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων υδάτινων πόρων, μια πρόκληση που πρέπει να αντιμετωπίσει τώρα η χαλυβουργία.
Η παραγωγή μεταλλουργικού κοκ απαιτεί συγκεκριμένες χημικές και φυσικές ιδιότητες. Αυτές οι ιδιότητες περιλαμβάνουν τη μηχανική αντοχή του κοκ, τη δομή των πόρων, την πυκνότητα και τη θερμική αγωγιμότητα. Όσον αφορά τη μηχανική αντοχή, η έμφαση θα δοθεί στη θλιπτική αντοχή του κοκ, την αντοχή στη θλίψη και την αντοχή στην τριβή. Αυτές οι ιδιότητες είναι απαραίτητες επειδή η ικανότητα του κοκ να αντέχει σε φορτία και τριβές εμποδίζει τη σύνθλιψη του κοκ σε υψηλές πιέσεις.
Ο οπτάνθρακας έχει καλή δομή πόρων, όπως το πορώδες του και η σωστή κατανομή των διαμέτρων των πόρων, οι οποίες έχουν ουσιαστικό αντίκτυπο στη διαπερατότητα της ροής του αερίου και βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα της αντίδρασης της υψικαμίνου. Επιπλέον, ένας ουσιαστικός παράγοντας που επηρεάζει τη δομή των πόρων σχετίζεται με την πυκνότητα του κοκ.
Οι κρίσιμοι παράγοντες που επηρεάζουν τη δομή των πόρων σχετίζονται με την πυκνότητα του οπτάνθρακα, διότι η πυκνότητα θα αντικατοπτρίζει τη στεγανότητα της δομής των πόρων του οπτάνθρακα. Μια σε βάθος κατανόηση της πυκνότητας θα διαπιστώσει ότι επηρεάζει επίσης τη μηχανική αντοχή του κοκ, οπότε όσο υψηλότερη είναι η πυκνότητα του μεταλλουργικού κοκ, τόσο καλύτερη είναι η μηχανική αντοχή του.
Τέλος, η θερμική αγωγιμότητα στις φυσικές ιδιότητες επηρεάζει επίσης την ομοιόμορφη κατανομή της θερμοκρασίας του υψικαμίνου και η θερμική αγωγιμότητα του κοκ επηρεάζει τη θερμική αγωγιμότητα του υψικαμίνου.
Η απαίτηση χημικών ιδιοτήτων επικεντρώνεται κυρίως στην περιεκτικότητα του οπτάνθρακα σε άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο και θείο. Για παράδειγμα, η διεργασία μειώνει σημαντικά την υψηλή περιεκτικότητα του κοκ σε άνθρακα, επηρεάζοντας την ικανότητα αντίδρασης αναγωγής του στη διαδικασία παραγωγής σιδήρου. Η περιεκτικότητα σε θείο ελέγχεται επίσης αυστηρά, διότι η υψηλή περιεκτικότητα σε θείο επηρεάζει τη διαδικασία παραγωγής σιδήρου και μειώνει την αντιδραστικότητα του κωκ. Οι φορείς εκμετάλλευσης πρέπει να διασφαλίζουν ότι η υψηλή περιεκτικότητα αυτών των χημικών στοιχείων δεν επηρεάζει τη διαδικασία παραγωγής σιδήρου και πρέπει να δίνουν προσοχή στα επιβλαβή στοιχεία του οπτάνθρακα, όπως ο φώσφορος και το βανάδιο. Ελέγχοντας τα επίπεδά τους, οι τεχνικοί μπορούν να αποτρέψουν τη μείωση της αντιδραστικότητας του κοκ.
Το μεταλλουργικό οπτάνθρακα και το οπτάνθρακα χυτηρίου ανήκουν στην κατηγορία του οπτάνθρακα, ενός στερεού καυσίμου. Ωστόσο, 90% του μεταλλουργικού κωκ χρησιμοποιείται κυρίως σε υψικαμίνους για την παραγωγή σιδήρου, ο οποίος ονομάζεται κωκ υψικαμίνου. Το οπτάνθρακα χύτευσης, που χρησιμοποιείται ρητά σε καμίνους τήξης σιδήρου, είναι το κύριο καύσιμο για τη διαδικασία αυτή.
Ο ρυθμός αντίδρασης, το πορώδες, η μηχανική αντοχή και άλλες ιδιότητες του κοκ αντανακλούν τις διαφορές τους. Για παράδειγμα, ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας που χρησιμοποιείται στην υψικάμινο έχει υψηλότερο ρυθμό αντίδρασης για να υποστηρίξει τη διαδικασία αναγωγής στην υψικάμινο. Ωστόσο, ο οπτάνθρακας χυτηρίου απαιτεί θερμότητα, οπότε ο ρυθμός αντίδρασης του οπτάνθρακα είναι χαμηλότερος. Το μεταλλουργικό κοκ έχει μεγάλο πορώδες (35%-50%).
Ο οπτάνθρακας χυτηρίου πρέπει να παρέχει καλύτερη απόδοση μεταφοράς θερμότητας και απαιτεί μικρότερο πορώδες για να γίνει ο οπτάνθρακας πιο συμπαγής. Επιπλέον, το οπτάνθρακας μεταλλουργίας χρειάζεται υψηλότερο βαθμό μηχανικής αντοχής. Ο οπτάνθρακας χυτηρίου χρειάζεται υψηλότερη ψευδοπυκνότητα για να αυξηθεί η θερμογόνος δύναμη και η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.
Το μεταλλουργικό κοκ και το κοκ χύτευσης διαφέρουν σημαντικά ως προς τις απαιτήσεις παραγωγής και απόδοσης. Ωστόσο, έχουν τα ίδια πρότυπα όσον αφορά τον έλεγχο της περιεκτικότητας σε τέφρα και θείο.
Το πετρελαϊκό κωκ είναι ένα καύσιμο στερεό προϊόν που διαφέρει από το μεταλλουργικό κωκ ως προς τη σύνθεση, τις φυσικές ιδιότητες και τους τομείς εφαρμογής.
Πρώτον, το κύριο συστατικό του μεταλλουργικού οπτάνθρακα είναι ο άνθρακας, ο οποίος περιέχει μια ορισμένη ποσότητα πτητικών ουσιών, τέφρας (10%) και θείου. Άνθρακας είναι το κύριο συστατικό του πετρελαϊκού οπτάνθρακα, με χαμηλή περιεκτικότητα σε τέφρα (5%), που προκύπτει από την απομάκρυνση πολλών περιοδικών από τις πρώτες ύλες μετά την οπτανθρακοποίηση.
Φυσικά, το μεταλλουργικό κοκ έχει υψηλή μηχανική αντοχή και μεγάλο πορώδες (35%-50%). Ο πετρελαϊκός οπτάνθρακας έχει πυκνή δομή σωματιδίων και κηρήθρα, μεγάλο πορώδες και ωοειδές σχήμα.
Ο μεταλλουργικός οπτάνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως υψικάμινος και διεργασίες μετατροπής για εφαρμογές πεδίου. Αποτελεί επίσης βασική πρώτη ύλη για τη βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα, της οποίας ο πρωταρχικός ρόλος είναι η συμμετοχή στις μεταλλουργικές αντιδράσεις για την παραγωγή λιωμένου σιδήρου.
Η κύρια χρήση του πετρελαϊκού οπτάνθρακα είναι η κατασκευή ηλεκτρόδια γραφίτη, και χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην παραγωγή σιδήρου σε κλίβανο ηλεκτρικού τόξου, δημιουργώντας υλικά γραφίτη υψηλής αγωγιμότητας.
Η συνολική τιμή της αγοράς ήταν σταθερή πρόσφατα. Επί του παρόντος, η τιμή του μεταλλουργικού οπτάνθρακα είναι US$280/τόνο και η τιμή του μεταλλουργικού οπτάνθρακα χαμηλής τέφρας είναι US$295/τόνο.
Οι τιμές του μεταλλουργικού οπτάνθρακα και του άνθρακα κοκκοποίησης εξακολουθούν να δέχονται βραχυπρόθεσμα πτωτικές πιέσεις, σημαντικά καθώς η προσφορά μεταλλουργικού οπτάνθρακα και άνθρακα κοκκοποίησης υπερβαίνει τη ζήτηση και αναμένεται να συνεχίσει να παρουσιάζει σταθερή πτωτική τάση.
Πνευματικά δικαιώματα © 2018. JINSUN New Material Technology., LTD Όλα τα δικαιώματα διατηρούνται.