Tại sao than cốc dùng để luyện kim

Than cốc thực tế trông như sau
Hình ảnh thực tế than cốc được luyện ra từ than mỡ

Than cốc là gì?

Một xe hàng than cốc nhập từ TQ

Than cốc là than mỡ sau luyện mà thành.Than mỡ vì là loại than chứa ít lưu huỳnh và ít tro nhiều chất bốc nên than cốc nhờ đó có những đặc điểm gần tương tự. Quy trình luyện than mỡ thành than cốc được thực hiện ở điều kiện yếm khí (bí khí, thiếu khí) trên 1000°С. Các thành phần dễ bay hơi (chất bốc) như nước, khí than và tro than đã bị loại bỏ gần như hoàn toàn. Cacbon và các phần tro còn lại bị hòa tan lẫn vào nhau. Một phần cacbon bị chuyển sang dạng giống như than chì (hay graphít).

Tính chất vật lý và hóa học

Cận cảnh những viên than cốc

Than cốc là sản phẩm cứng và xốp có màu xám, thu được nhờ quá trình luyện cốc của than mỡ (loại than có thể tự tạo ra chất kết dính khi được nung ở môi trường yếm khí).

Tính theo hàm lượng

thì than cốc chứa khoảng 96-98% С, phần còn lại là Н, S, N, O.

Độ xốp

đạt 49-53%, tỷ trọng riêng khoảng 1,80-1,95 g/cm³, tỷ trọng biểu kiến khoảng 1 g/cm³, còn tỷ trọng khi ở dạng rời là khoảng 400–500 kg/m³, độ tro 9-12%, tỷ lệ các chất dễ bay hơi khoảng 1%.

Độ ẩm

tương đối khoảng 2-4% và không lớn hơn 0,5% khối lượng.

Giới hạn sức bền

khi bị nén là 15-25 MPa, khi bị cắt (đặc trưng cho tính bền vững đối với sự cắt) 6-12 MPa, năng suất tỏa nhiệt 29-30 MJ/kg. Lớn gấp rất nhiều lần so với than Vàng danh (8000 kJ/kg = 8MJ/kg).

Than cốc có thành phần gì?

Khoảng 96-98% С, phần còn lại là Н, S, N, O.

Tại sao than cốc dùng để luyện kim.

Lý do:

  • Than cốc phản ứng hóa học trong lò trên 900 độ thì sinh ra một chất khí, chất khí đó có vai trò biến quặng sắt thành kim loại sắt.
  • Than cốc có năng suất tỏa nhiệt rất lớn. Có thể gấp đôi so với than đá Đèo Nai.
  • Than cốc lẫn ít tạp chất hơn so với các loại than khác.

Nhiệt độ trên 900 độ thì: than cốc phản ứng tạo ra một loại khí đặc biệt tên là CO. Phương trình: С + СО2 → 2СО. Loại khí này độc nhưng bên trong lò, nó giúp biến quặng sắt thành sắt theo PT: 3CO + Fe2O3(to cao) -> 3CO2 + 2Fe.

Cứ 1 phân tử quặng sắt ( Fe2O3) sau phản ứng tạo ra 2 nguyên tử Sắt nguyên chất (2Fe)

С + О2 → СО2 (tỏa nhiệt chính để phản ứng tạo sắt thành công)

Muốn sản xuất ra được 1 tấn gang cần phải sử dụng:

Câu hỏi vui: Lò luyện kim loại của người châu Phi liệu có dùng than cốc?
  • + 1,7 ~ 1,8 tấn quặng sắt (tuỳ thuộc hàm lượng sắt trong quặng, nếu hàm lượng sắt thấp thì con số này sẽ lớn hơn).
  • + 0,6 ~ 0,7 tấn đá vôi làm chất trợ dung giúp tạo xỉ để khử một phần tạp chất và tạo màng che phủ trên bề mặt gang lỏng nhằm giảm khả năng ôxi hóa sắt trong lò. Trong quặng tuy đã làm giàu nhưng vẫn còn đá không quặng. Nếu đá này thuộc loại axit (như silic ôxit) phải dùng đá bazơ (đá vôi) làm chất giúp chảy; còn nếu là đá bazơ (như ôxit canxi) lại phải dùng chất trợ dung là đá axit (cát thạch anh).
  • + 0,6 ~ 0,8 tấn than cốc dùng để làm nhiên liệu vì khả năng sinh nhiệt cao, chịu được sức nặng của phôi liệu, kích thích sự cháy.

Kết luận

Lò luyện kim loại từ quặng

Trên đây là bài viết lý giải tại sao than cốc được dùng để luyện kim. Nếu quý khách có nhu cầu mua than đá đốt lò hơi, vui lòng liên hệ chuyên gia than đá của chúng tôi.