Wiele procesów technologicznych związanych z wytopem i obróbką metalu wymaga stosowania bardzo dużych ilości ciepła. Dla zapewnienia optymalnej temperatury konieczne jest więc użycie paliwa, które zagwarantuje możliwie wysoką kaloryczność. Metodą pozwalającą na uzyskanie dużej energii ze stosunkowo niewielkiej masy materiału opałowego jest koksowanie węgla, pozwalającego na zwiększenie w nim zawartości czystego węgla pierwiastkowego. Przykładem uzyskiwanego w ten sposób surowca jest koks wielkopiecowy niezastąpiony w wielu zastosowaniach przemysłowych. Przekonajmy się, w jaki sposób powstaje koks wielkopiecowy i do czego służy.
Jak powstaje koks wielkopiecowy?
Koks wielkopiecowy jest wytwarzany w ramach procesów zachodzących podczas koksowania. Polega ono na odgazowywaniu węgla w wysokiej temperaturze przekraczającej nierzadko 1000°C, prowadzonemu bez dostępu powietrza. Podczas uzyskiwania koksu węgiel przechodzi w stan plastyczny, któremu towarzyszy odgazowanie pierwotne oraz wydzielanie wody i smoły, a następnie ulega pęcznieniu i zestaleniu. Końcowym etapem jest odgazowanie wtórne ze wzrostem gęstości i kurczeniem się koksu. Ze względu na specyfikę późniejszego wykorzystania poza dobrymi właściwościami energetycznymi koks wielkopiecowy musi się wyróżniać wysoką odpornością na czynniki mechaniczne. Do jego powstania niezbędny jest więc dobrej jakości węgiel koksujący.
Do czego służy koks wielkopiecowy?
Koks wielkopiecowy jest używany w przemyśle stalowym, gdzie stosuje się go do redukcji rudy żelaza do surówki w procesie wielkopiecowym. Jest on niezbędny do wytworzenia podczas spalania temperatury pozwalającej na stopienie wsadu oraz zajście reakcji endotermicznych. W ich ramach koks daje możliwość uzyskania potrzebnej ilości tlenku węgla do redukcji pośredniej oraz węgla koniecznego do bezpośredniej redukcji tlenków żelaza. Wykorzystanie koksu pozwala na otrzymanie pożądanego poziomu nawęglenia powstającej surówki, a ponadto gwarantuje prawidłową gazoprzepuszczalność materiałów wsadowych w poszczególnych strefach pieca.