Metalurjik Kok

Metalurjik kok nedir?

Metalurjik kok, demir ve çelik üretiminde vazgeçilmez bir hammaddedir ve yüksek fırın demir üretim süreci için hayati önem taşır. Düşük oksijenli bir ortamda kömür 900-1100 °C'ye kadar ısıtılır ve ardından kuru damıtılarak (kok esintisi dahil) oluşturulur. Kömür bu yüksek sıcaklıkta uçucuları ve nemi serbest bırakır ve kalan katı kısım gözenekli bir yapıya dönüşür. karbon malzeme kok olarak adlandırılır. Kok sadece demir üretiminin temeli değil, aynı zamanda tüm demir üretim sürecinin hayati bir itici gücüdür.

Met kok üretim süreci

Kok Üretim Prensibi

Yüksek fırında kok, demir cevherinin indirgenme reaksiyonu için bir karbon kaynağı sağlar ve fırının yapısını destekleyerek stabil kalmasını sağlar. Kok kömürü havadaki oksijenle tepkimeye girerek karbon monoksit üretir, bu da demir cevherindeki demir oksitle tepkimeye girerek onu metalik demire indirger ve karbon dioksit açığa çıkarır.

Kok sadece indirgeyici bir madde olarak işlev görmez, aynı zamanda güçlü yapısı demir cevheri ve kireçtaşını da destekleyerek fırın içindeki her şeyin genellikle çalışmasını sağlar. Kokun gözenekli yapısı gaz akışının nüfuz etmesine yardımcı olur ve reaksiyonun verimliliğini artırır. Kokun ince taneli yapısı (yaklaşık 1,5 mikron) yüksek fırın içindeki reaksiyon ortamını optimize ederek indirgeme reaksiyonunu daha verimli hale getirir.

Üretim adımları

Özel kok fırınları genellikle kok üretimini gerçekleştirir. İnşaat ekipleri kok fırınlarını tipik olarak 6 metre yüksekliğe, 15 metre derinliğe ve 0,5 metre genişliğe kadar inşa eder ve büyük ölçekli bir üretim sistemi oluşturmak için birden fazla birimi istifler. Kömür kok şarjı, duvarların ısıtılmasıyla kok fırınının içinde yaklaşık 1000°C'ye kadar ısıtılır.

Bu işlem sırasında kömürdeki gazlar ve katranlar gibi uçucu maddeler açığa çıkar ve kok kömürüne dönüştürülmek üzere geri dönüştürülür. Her bir kok fırını, yaklaşık 18 saatlik bir kömürleştirme işlemi sırasında kademeli olarak oluşan 15 ila 30 ton kömürü işleyebilir.

Uçucu maddeler yan ürün olarak geri kazanılır ve genellikle gübre veya kimyasal madde üretiminde kullanılarak kok üretiminin demir üretimi ihtiyaçlarını karşılamanın ötesine geçmesini sağlar ve kaynakların verimli kullanımını teşvik eder.

Temel süreç parametreleri

Çeşitli proses parametrelerinin kok kalitesi ve verimliliği üzerinde etkisi vardır. İlk olarak, kokun mukavemeti kritiktir; yüksek fırındaki demir cevheri yükünü destekleyecek kadar güçlü olmalıdır. İkinci olarak, demir oksitleri verimli bir şekilde indirgeyebilmesini sağlamak için kokun reaktivitesini kontrol etmeleri gerekir. Ayrıca, kokun gözenek yapısı da aynı derecede kritiktir; indirgeme reaksiyonunun sorunsuz bir şekilde ilerlemesini sağlamak için iyi bir hava akışı geçirgenliğine sahip olmalıdır.

Kokun ince taneli mozaik yapısı, kokun reaktivitesini artıran ve indirgeme reaksiyonunun hızını yükselten önemli bir kalite göstergesidir. Bu nedenle, operatörler üretim sırasında kömür kok oranı, kok fırını ısıtma sıcaklığı ve karbonizasyon süresi gibi parametreleri sıkı bir şekilde kontrol etmelidir. Bu faktörler kokun nihai kalitesini ve üretim verimliliğini doğrudan etkiler. Bu faktörler kokun nihai kalitesini ve üretim verimliliğini doğrudan etkiler.

Metalurjik kok özellikleri

Fiziksel Özellikler

Metalurjik kok, yüksek fırında dengeli bir şekilde çalışmak için ezilmeye ve aşınmaya karşı dayanıklı olmalıdır. Gözenek yapısı da gaz akışını önemli ölçüde etkileyerek reaksiyonun sorunsuz bir şekilde ilerlemesini sağlar. Kokun termal iletkenliği, yoğunluğu, uçucu maddesi ve nemi de performansını etkileyecektir.

Kimyasal özellikler

Metalurjik kokun ana bileşimi karbon, hidrojen, oksijen, nitrojen ve kükürttür ve bu elementlerin oranı doğrudan performansını belirler. Karbon ve hidrojen içeriğini ölçmek için standart yakma yöntemleri yüksek sıcaklık, karbonun karbondioksite, hidrojenin su buharına dönüşmesi ve emici absorpsiyon yoluyla gazdır. Daha sonra, oranı elde etmek için ağırlık kazancını hesaplarlar. Azot içeriğini genellikle amonyağa dönüştürerek analiz ederken, sülfürü yüksek sıcaklıkta yakma ile ölçerler. Diğer elementlerin içeriğinden 100%'yi çıkaran basit fark yöntemi, oksijen içeriğini tahmin eder.

Met kokun uygulama ve performans gereksinimleri

Metalürjik kokun demir çelik endüstrisindeki kullanım alanları

Metalurjik kok, demir cevheri için bir karbon kaynağı sağlayarak yüksek fırın demir üretimi için gereklidir. Demir ve çeliğe olan talep arttıkça, metal koka olan ihtiyaç da artmaktadır. İndirgeyici bir madde olarak karbon kaynağı sağlar ve gaz akışının gözenek yapısından geçmesine yardımcı olarak yüksek fırın reaksiyonunun verimli bir şekilde ilerlemesini sağlar.

Ancak metalürjik kok üretiminin de çevresel sorunları vardır. Üretilen her 1.000 ton kok kömürü için proses 1.000 metreküp yüksek derecede tehlikeli atık su üretmektedir. Bu da çelik endüstrisinin artık yüzleşmesi gereken bir zorluk olan büyük miktarda su kaynağının tüketilmesine neden olmaktadır.

Performans gereksinimleri

Kokun Mekanik Dayanımı

Metalurjik kok üretimi belirli kimyasal ve fiziksel özellikler gerektirecektir. Bu özellikler kokun mekanik mukavemetini, gözenek yapısını, yoğunluğunu ve termal iletkenliğini içerecektir. Mekanik dayanımla ilgili olarak kokun basınç dayanımı, ezilme direnci ve aşınma direncine odaklanılacaktır. Bu özellikler çok önemlidir çünkü kokun yüklere ve sürtünmeye dayanma kabiliyeti yüksek basınçlarda ezilmesini önler.

Gözenek Yapısı ve Geçirgenlik

Kok kömürü, gaz akışının geçirgenliği üzerinde önemli bir etkiye sahip olan ve yüksek fırın reaksiyonunun verimliliğini artıran gözenekliliği ve gözenek çaplarının uygun dağılımı gibi iyi bir gözenek yapısına sahiptir. Ayrıca, gözenek yapısını etkileyen önemli bir faktör de kokun yoğunluğu ile ilgilidir.

Yoğunluk ve Dayanıklılık Üzerindeki Etkisi

Gözenek yapısını etkileyen kritik faktörler kokun yoğunluğu ile ilişkilidir çünkü yoğunluk kokun gözenek yapısının sıkılığını yansıtacaktır. Yoğunluk derinlemesine anlaşıldığında kokun mekanik mukavemetini de etkilediği görülecektir, bu nedenle metalurjik kokun yoğunluğu ne kadar yüksekse mekanik mukavemeti de o kadar iyi olacaktır.

Termal İletkenlik

Son olarak, fiziksel özelliklerdeki termal iletkenlik de yüksek fırın sıcaklığının eşit dağılımını etkiler ve kokun termal iletkenliği yüksek fırının termal iletkenliğini etkiler.

Kimyasal Özellikler ve Reaktivite

Kimyasal özellik gereksinimi esas olarak kokun karbon, hidrojen, oksijen, nitrojen ve sülfür içeriğine odaklanır. Örneğin, proses kokun yüksek karbon içeriğini önemli ölçüde azaltarak demir üretim prosesindeki indirgeme reaksiyonu kabiliyetini etkiler. Sülfür içeriği de sıkı bir şekilde kontrol edilir çünkü yüksek sülfür içeriği demir üretim sürecini etkileyecek ve kokun reaktivitesini azaltacaktır. Operatörler, bu kimyasal elementlerin yüksek içeriğinin demir üretim sürecini etkilememesini sağlamalı ve koktaki fosfor ve vanadyum gibi zararlı elementlere dikkat etmelidir. Teknisyenler bunların seviyelerini kontrol ederek kok reaktivitesinin azalmasını önleyebilirler.

Diğer Kola ile karşılaştırıldığında

Döküm Kok ve Metalurjik Kok

Metalürjik kok ve döküm kok, katı bir yakıt olan kok kategorisine aittir. Bununla birlikte, metal kokunun 90%'si öncelikle demir yapımı için yüksek fırınlarda kullanılır ve buna yüksek fırın kok denir. Açıkça eritme demir fırınlarında kullanılan döküm kok, bu işlem için birincil yakıttır.

Döküm Kok ve Metalurjik Kok Arasındaki Fark

Kokun reaksiyon hızı, gözenekliliği, mekanik mukavemeti ve diğer özellikleri farklılıklarını yansıtır. Örneğin, yüksek fırında kullanılan metalürjik kok, yüksek fırındaki indirgeme sürecini desteklemek için daha yüksek bir reaksiyon hızına sahiptir. Bununla birlikte, dökümhane kok kömürü ısı gerektirir, bu nedenle kok kömürünün reaksiyon hızı daha düşüktür. Metalurjik kok büyük bir gözenekliliğe sahiptir (35%-50%).

Döküm kokunun daha iyi ısı transfer verimliliği sağlaması gerekir ve kokun daha kompakt olması için daha küçük bir gözeneklilik gerektirir. Buna ek olarak, met kokun daha yüksek derecede mekanik mukavemete ihtiyacı vardır. Döküm kokunun kalorifik değerini ve yüksek sıcaklık direncini artırmak için daha yüksek bir sözde yoğunluğa ihtiyacı vardır.

Döküm Kok ve Metalurjik Kokun Ortak Özellikleri

Metalurjik kok ve döküm kok, üretim ve performans gereksinimleri açısından önemli ölçüde farklılık gösterir. Yine de kül ve kükürt içeriği kontrolü konusunda aynı standarda sahiptirler.

Metalurjik kok vs petrol kok

Petrol kokunun tanıtılması

Petrol kok kömürü, bileşim, fiziksel özellikler ve uygulama alanları bakımından metalürjik kok kömüründen farklı yanıcı bir katı üründür.

Metalurjik kok ile petrol koku arasındaki bileşim farklılıkları

İlk olarak, metalürjik kokun ana bileşeni, belirli miktarda uçucu madde, kül (10%) ve kükürt içeren karbondur. Karbon petrol kokunun ana bileşenidir ve koklaştırma işleminden sonra hammaddeden birçok magazinin uzaklaştırılmasından kaynaklanan düşük kül içeriğine (5%) sahiptir.

Fiziksel Özellik Metalurjik kok ile petrol koku arasındaki fark

Fiziksel olarak, metalürjik kok yüksek mekanik dayanıma ve büyük gözenekliliğe sahiptir (35%-50%). Petrol kokunun yoğun bir partikül yapısı ve bal peteği, büyük bir gözeneklilik ve oval bir şekli vardır.

Petrol kokuna karşı metalurjik kok için uygulama ve kullanım alanları

Metalurjik kok esas olarak şu alanlarda kullanılır yüksek fırın ve saha uygulamaları için dönüştürücü süreçleri. Aynı zamanda demir ve çelik endüstrisi için temel bir hammaddedir ve birincil rolü erimiş demir üretmek için metalürjik reaksiyonlara katılmaktır.

Petrol kokunun birincil kullanım alanı üretimdir grafit elektrotlarAyrıca elektrik ark ocaklı demir üretiminde yaygın olarak kullanılmakta ve yüksek iletkenliğe sahip grafit malzemeler oluşturmaktadır.

Metalurjik kok fiyatı

Piyasa fiyatı

Genel piyasa fiyatı son zamanlarda istikrarlı seyretmektedir. Şu anda, metalürjik kok fiyatı US$280/ton ve düşük küllü metalürjik kok fiyatı US$295/ton'dur.

Fiyat Dalgalanması

Metalürjik kok ve koklaşabilir kömür fiyatları, metalürjik kok ve koklaşabilir kömür arzının talebi aşması ve istikrarlı bir düşüş eğilimi göstermeye devam etmesi nedeniyle kısa vadede hala aşağı yönlü baskı altındadır.