Gecalcineerde cokes en cokes zijn twee zeer belangrijke koolstofmaterialen in de industriële en energiesector. Hoewel beide het woord 'cokes' bevatten en een verwante oorsprong hebben, verschillen ze aanzienlijk wat betreft definitie, eigenschappen, productieprocessen en toepassingen.
1. Definitie en oorsprong
Gecalcineerde cola: zijn voorganger is petroleumcokes, ook wel 'rauwe cokes' genoemd.
Petroleumcokes wordt geproduceerd door het kraken van de zware residuolie die overblijft nadat de ruwe olie is gedestilleerd om de lichte componenten te scheiden, in een vertraagde cokesvormingseenheid.
Ruwe cokes bevat een grote hoeveelheid vluchtige stoffen (vocht en koolwaterstoffen) en heeft een losse textuur, waardoor het direct onbruikbaar is.
Het wordt in een calcineeroven op hoge temperaturen verwarmd om de vluchtige stoffen te verwijderen, waardoor de structuur krimpt en verdicht, waardoor "gecalcineerde cokes" wordt verkregen.
Daarom is gecalcineerde cokes in wezen een sterk gezuiverd en gegrafitiseerd koolstofmateriaal.
Cokes: Het wordt verkregen door droge destillatie bij hoge temperatuur (cokesen) van specifieke cokeskool (of gemengde steenkool) in een cokesoven onder lucht-vrije omstandigheden.
Het productieproces is vergelijkbaar met het ouderwetse verbranden van houtskool, maar de schaal en het technologische niveau zijn onvergelijkbaar.
Cokes is een direct product van de verkooksing van steenkool.
Een eenvoudige analogie: als gecalcineerde cokes 'geraffineerde en gezuiverde koolstof' is, dan is cokes 'de essentie van steenkool, in zijn vaste vorm'.
2. Productieproces
Gecalcineerde cokes: aardolie → vertraagde cokesvorming → ruwe cokes (petroleumcokes) → calcineren → gecalcineerde cokes
Cokes: Cokeskolen → Kolenmenging → Cokesvorming → Cokes
3. Fysische en chemische eigenschappen
Gecalcineerde cola:
Goede elektrische geleidbaarheid: na calcineren bij hoge- temperatuur worden de koolstofatomen ordelijker gerangschikt, waardoor de basis wordt gelegd voor de productie van geleidende materialen zoals grafietelektroden.
Hoge zuiverheid: Extreem hoog koolstofgehalte en lage onzuiverheden (asgehalte).
Hoge dichtheid en hoge sterkte: Het calcinatieproces veroorzaakt volumekrimp, wat resulteert in een dichte en harde structuur.
Lage vluchtige materie: Het doel van calcineren is het verwijderen van vluchtige materie, dus het gehalte ervan is extreem laag.
Cokes:
Hoge mechanische sterkte: Vooral de thermische sterkte bij hoge temperaturen, cruciaal voor het weerstaan van enorme druk en wrijving in hoogovens zonder afbrokkelen.
Goede chemische reactiviteit: Reageert goed met zuurstof in ijzererts, waardoor het een uitstekend reductiemiddel is.
Hoog vast koolstofgehalte: Dient als primaire warmtebron voor hoogovens.
4. Belangrijkste toepassingen
Gecalcineerde cokes:
Aluminiumindustrie (grootste gebruik): Ongeveer 65% van de gecalcineerde cokes, vermengd met koolteerpek, wordt gebruikt voor de vervaardiging van voorgebakken anoden voor de productie van elektrolytisch aluminium, die als geleider fungeren en deelnemen aan elektrochemische reacties in de elektrolytische cel.
Staalindustrie: Wordt gebruikt voor de vervaardiging van grafietelektroden voor de staalproductie in elektrische boogovens.
Als koolstofverhoger: Wordt gebruikt om het koolstofgehalte van gesmolten staal te verhogen tijdens het staalproductieproces.
Productie van koolstofproducten: zoals negatieve elektrodematerialen, speciaal grafiet, enz.
Cokes:
Staalindustrie (grootste gebruik): Ongeveer 90% van de cokes wordt gebruikt bij de ijzerproductie in hoogovens als brandstof (die warmte levert), als reductiemiddel (die ijzererts reduceert) en als raamwerk van de ladingskolom (waarborgen van de permeabiliteit).
Dit staat bekend als ‘hoogovencokes’. Gieterij-industrie: Gebruikt als "gieterijcokes" voor het smelten van metalen.
Chemische industrie: Gebruikt bij de productie van calciumcarbide, syngas, enz.
Smelten van non-ferrometalen: gebruikt als brandstof en reductiemiddel.
Samenvattend is gecalcineerde cokes een koolstofmateriaal dat 'elektriciteit' dient, waarbij de kernsterkte ligt in de elektrische geleidbaarheid en zuivere koolstofeigenschappen; terwijl cokes een koolstofmateriaal is dat 'warmte' en 'reactie' dient, ligt de kernkracht ervan in zijn functies als energiebron, reductiemiddel en fysiek raamwerk.
Ze spelen een onvervangbare kernrol op respectievelijk de twee belangrijkste terreinen: het smelten van non-ferrometalen en het smelten van ferrometalen.
