Koks kalcynowany i koks to dwa bardzo ważne materiały węglowe w sektorze przemysłowym i energetycznym. Chociaż oba zawierają słowo „koks” i mają podobne pochodzenie, różnią się znacznie pod względem definicji, właściwości, procesów produkcyjnych i zastosowań.
1. Definicja i pochodzenie
Koks kalcynowany: jego poprzednikiem jest koks naftowy, znany również jako „koks surowy”.
Koks naftowy produkowany jest w procesie krakowania ciężkiej pozostałości oleju pozostałego po destylacji ropy naftowej w celu oddzielenia lekkich składników, w jednostce opóźnionego koksowania.
Surowy koks zawiera dużą ilość substancji lotnych (wilgoć i węglowodory) i ma luźną konsystencję, co czyni go bezużytecznym.
Ogrzewa się go w wysokich temperaturach w piecu do kalcynacji w celu usunięcia substancji lotnych, co powoduje kurczenie się i zagęszczanie jego struktury, w wyniku czego powstaje „koks kalcynowany”.
Dlatego koks kalcynowany jest zasadniczo wysoce oczyszczonym i grafityzowanym materiałem węglowym.
Koks: Otrzymywany jest w procesie-suchej destylacji w wysokiej temperaturze (koksowania) określonego węgla koksującego (lub węgla mieszanego) w piecu koksowniczym w-warunkach wolnych od powietrza.
Proces jego produkcji przypomina starożytne wypalanie węgla drzewnego, jednak skala i poziom technologiczny są nieporównywalne.
Koks jest bezpośrednim produktem koksowania węgla.
Prosta analogia: jeśli koks kalcynowany jest „węglem rafinowanym i oczyszczonym”, to koks jest „esencją węgla w jego stałej postaci”.
2. Proces produkcyjny
Koks kalcynowany: ropa naftowa → koksowanie opóźnione → koks surowy (koks naftowy) → kalcynacja → koks kalcynowany
Koks: węgiel koksujący → mieszanie węgla → koksowanie → koks
3. Właściwości fizyczne i chemiczne
Kalcynowany koks:
Dobra przewodność elektryczna: po kalcynacji-w wysokiej temperaturze atomy węgla układają się w bardziej uporządkowany sposób, co stanowi podstawę do produkcji materiałów przewodzących, takich jak elektrody grafitowe.
Wysoka czystość: wyjątkowo wysoka zawartość węgla i niska zawartość zanieczyszczeń (zawartość popiołu).
Wysoka gęstość i wysoka wytrzymałość: Proces kalcynacji powoduje skurcz objętościowy, w wyniku czego powstaje gęsta i twarda struktura.
Niska zawartość substancji lotnych: Celem kalcynacji jest usunięcie substancji lotnych, dlatego ich zawartość jest wyjątkowo niska.
Koks:
Wysoka wytrzymałość mechaniczna: zwłaszcza wytrzymałość termiczna w wysokich temperaturach, kluczowa dla wytrzymywania ogromnego ciśnienia i tarcia w wielkich piecach bez kruszenia.
Dobra reaktywność chemiczna: Dobrze reaguje z tlenem w rudzie żelaza, co czyni go doskonałym środkiem redukującym.
Wysoka zawartość węgla stałego: Służy jako główne źródło ciepła w wielkich piecach.
4. Główne zastosowania
Koks kalcynowany:
Przemysł aluminiowy (największe zastosowanie): Około 65% koksu kalcynowanego zmieszanego z pakem węglowym wykorzystuje się do produkcji wstępnie wypalanych anod do produkcji aluminium elektrolitycznego, pełniących rolę przewodnika i biorących udział w reakcjach elektrochemicznych w ogniwie elektrolitycznym.
Przemysł stalowy: używany do produkcji elektrod grafitowych do produkcji stali w elektrycznym piecu łukowym.
Jako substancja zwiększająca zawartość węgla: stosowana w celu zwiększenia zawartości węgla w roztopionej stali podczas procesu wytwarzania stali.
Produkcja produktów węglowych: takich jak materiały elektrod ujemnych, specjalny grafit itp.
Koks:
Przemysł stalowy (największe zastosowanie): Około 90% koksu wykorzystuje się w hutnictwie wielkopiecowym jako paliwo (dostarczające ciepło), środek redukujący (redukująca rudę żelaza) i jako szkielet kolumny wsadowej (zapewniający przepuszczalność).
Nazywa się go „koksem wielkopiecowym”. Przemysł odlewniczy: Używany jako „koks odlewniczy” do topienia metali.
Przemysł chemiczny: Stosowany do produkcji węglika wapnia, gazu syntezowego itp.
Wytapianie metali nieżelaznych-: stosowane jako paliwo i środek redukujący.
Podsumowując, koks kalcynowany jest materiałem węglowym służącym do wytwarzania „elektryczności”, a jego siła rdzenia wynika z przewodności elektrycznej i właściwości czystego węgla; podczas gdy koks jest materiałem węglowym służącym „ciepłu” i „reakcji”, jego siła rdzenia wynika z jego funkcji jako źródła energii, środka redukującego i szkieletu fizycznego.
Odgrywają niezastąpioną podstawową rolę w dwóch głównych dziedzinach, odpowiednio:-wytapiania metali nieżelaznych i metali żelaznych.
