معرفی ماده کک متالورژی و فرآیند تولید این محصول

معرفی ماده کک متالورژی و فرآیند تولید این محصول

کک متالورژی حاوی  کربن بالا و ناخالصی های اندک است و از موارد مصرف آن سوخت نیروگاه ها است.

کک ماده ای جامد و کربناتی است، از زغالهای بیتومین کم خاکستر و کم گوگرد حاصل می گردد.

ماده کک ای که محصول فرآوری شده ازغال سنگ است به  رنگ خاکستری و همچنین سخت و متخلخل است، کک به صورت طبیعی نیز یافت می شود اما بیشترین کک مورد استفاده ،کک ساخته شده از زغال سنگ حرارتی توسط انسان است.

زغالهای خاصی جهت تولید کک متالورژی به کارگرفته می شود؛ خواص زغال سنگ تعیین کننده ی خواص کک تولید شده می باشد.

وجود خاکستر در کک سبب افزایش مصرف کک و سنگ آهک در کوره ی بلند و کاهش ظرفیت تولید باتریهای کک سازی خواهد بود.

کک متالورژی ماده ای متخلخل است که در کوره ی بلند به کار می رود و یکی از مصارف عمده ی کک در صنایع متالورژیکی می باشد.

کک در کوره ی بلند نقش های مختلف و موثر به منظور تامین انرژی و احیای کانه های آهن، ایجاد تخلخل برای عبور گازهای احیا کننده و کربوره کردن چدن را دارا می باشد. در کوره ی کوپل نیز کک به عنوان سوخت و عامل احیا کننده مصرف می شود. لازم به ذکر است که کک در صنایع ریخته گری نیز پر کاربرد است،از آن جایی که کک دارای درصدی گوگرد و فسفر هست، در نتیجه مهمترین عامل ورود این عناصر به فرآیند تولید فولاد، کک می باشد.

اشاره ای به فرآیند تولید کک متالژی

به منظور احیای آهن به عاملی نیاز است که  بتواند اکسیژن را از اکسیدهای آهن جدا نماید.

تمام واکنشهای کوره ی بلند در درجه حرارتهای زیاد که نتیجه ی سوختن کک است انجام می گردد.

برای عمل احیا و ذوب در کوره ی بلند از کک به دست آمده از زغال سنگ استفاده می گردد، از گاز طبیعی و مازوت نیز به مقدار کم به جای کک استفاده می کنند. در تحقیقات اخیر مشخص شده است که قابلیت احیا کنندگی هیدروژن گاز طبیعی خیلی بیشتر از کربن کک می باشد.

بنابراین سعی می شود از تزریق گاز طبیعی در کوره ی بلند نیز استفاده شود تا به وسیله ی سوختن آن گاز هیدروژن در کوره ی بلند تولید گردد.

تولیید کنندگان این محصول در کوره های مدرن امروزی از روش تزریق پودر زغال نیز استفاده می نمایند، این امر موجب کاهش شدید مصرف کک می شود.

به دلیل اینکه زغال سنگ کک شو، دارای استحکام کم و ناخالصی بالا (تقریبا ۳۵%) بوده، نمی تواند بهترین انتخاب به عنوان سوخت کوره ی بلند محصوب شود،در نتیجه این ماده به کک تبدیل می گردد تا شرایط لازم شامل :استحکام کافی، درصد پایین ناخالصیها و ارزش حرارتی بالا، برای شارژ در کوره ی بلند را پیدا کند.

در نتیجه تغییراتی که از تبدیل زغال سنگ به کک حاصل می شوند شامل موراد زیر خواهد بود :

1. افزایش درصد کربن موجود که موجب افزایش ارزش کک می شود.
2. بالا رفتن مقاومت در مقابل عوامل محیطی مانند ضربه، فشار، سقوط، سایش
3. کاهش ناخالصیهای زغال سنگ که در اثر متصاعد شدن گازها و مواد فرار زغال سنگ حاصل می شود
4. افزایش سطح مفید برای سوختن بهتر که با متخلخل شدن کک میسر می گردد.

 

معرفی ماده کک متالوژی

در اینجا میخواهیم معرفی ماده کک متالوژی را به صورت اجمالی ارائه دهیم:

کک علاوه بر تامین انرژی حرارتی لازم در کوره ی بلند موجب احیا اکسیدهای آهن موجود در سنگ آهن را نیز می گردد.

احیا می تواند مستقیما توسط کربن یا گاز CO2,H2  صورت پذیرد.

ارزش حرارتی کک باید برابر با بیشینه مقدار ممکن و رطوبت آن باید کمترین مقدار ممکن باشد.

اگر مقدار رطوبت کک زیاد باشد اثر منفی روی کار کوره ی بلند دارد .

 

با استفاده از روش خشک می توان از مقدار رطوبت کک کم کرده و استحکام آن را افزایش داد.

همچنین از انرژی گاز دمیده شده به کک نیز استفاده برد.

با توجه به موارد ذکرشده شرایط لازم برای کک مصرفی کوره ی بلند شامل موارد زیر می باشد:

1. ارزش حرارتی کک متالوژی نباید کمتر از ۴۰۰۰ کیلوکالری بر کیلوگرم شود
2. درصد گوگرد کک متالوژی نباید بیش از ۱% شود
3. کک متالوژی باید دارای استحکام مطلوب باشد.
4. درصد خاکستر آن نمی بایست کمتر از ۱۴%  شود.
5. مقدار رطوبت موجود در کک بایستی کمتر از ۹%  و اندازه ی دانه های کک باید بین ۵ تا ۸۰ میلی متر تولید گردد (معمولا برای ذوب یک تن آهن خام ۴۵۰-۵۰۰ کیلوگرم کک لازم است که قیمت این مقدار کک ۳۰-۵۰% قیمت یک تن آهن خام خواهد بود)
6. مواد فرار کمتر از ۱% منظ.ر شود

کک سازی و مواد شیمیایی شامل سه بخش اصلی زیر است :

1.  زغال
2.  کک
3. مواد شیمیایی

---