El coque calcinado y el coque son dos materiales de carbono muy importantes en los sectores industrial y energético. Aunque ambos contienen la palabra "coque" y tienen orígenes relacionados, difieren significativamente en definición, propiedades, procesos de producción y usos.
1. Definición y Origen
Coque calcinado: Su antecesor es el coque de petróleo, también conocido como “coque crudo”.
El coque de petróleo se produce craqueando el petróleo residual pesado que queda después de la destilación del petróleo crudo para separar los componentes livianos, en una unidad de coquización retardada.
El coque en bruto contiene una gran cantidad de materias volátiles (humedad e hidrocarburos) y tiene una textura suelta, lo que lo hace inutilizable directamente.
Se calienta a altas temperaturas en un horno de calcinación para eliminar la materia volátil, provocando que su estructura se contraiga y densifique, obteniendo así el "coque calcinado".
Por lo tanto, el coque calcinado es esencialmente un material de carbono altamente purificado y grafitizado.
Coque: se obtiene mediante destilación en seco (coquización) a alta-temperatura de carbón de coque específico (o carbón mezclado) en un horno de coque en condiciones sin aire-.
Su proceso de producción es similar al de la antigua quema de carbón vegetal, pero la escala y el nivel tecnológico son incomparables.
El coque es un producto directo de la coquización del carbón.
Una analogía simple: si el coque calcinado es "carbono refinado y purificado", entonces el coque es "la esencia del carbón, en su forma sólida".
2. Proceso de producción
Coque calcinado: Petróleo → Coquización retardada → Coque crudo (Coque de petróleo) → Calcinación → Coque calcinado
Coque: Carbón coquizable → Mezcla de carbón → Coquización → Coque
3. Propiedades físicas y químicas
Coca calcinada:
Buena conductividad eléctrica: después de la calcinación a alta-temperatura, los átomos de carbono se organizan de manera más ordenada, lo que sienta las bases para la fabricación de materiales conductores como los electrodos de grafito.
Alta Pureza: Contenido de carbono extremadamente alto y bajas impurezas (contenido de cenizas).
Alta densidad y alta resistencia: el proceso de calcinación provoca una contracción del volumen, lo que da como resultado una estructura densa y dura.
Materia Baja Volátil: El propósito de la calcinación es eliminar la materia volátil, por lo que su contenido es extremadamente bajo.
Coque:
Alta resistencia mecánica: Especialmente su resistencia térmica a altas temperaturas, crucial para soportar inmensas presiones y fricciones en los altos hornos sin desmoronarse.
Buena reactividad química: reacciona bien con el oxígeno del mineral de hierro, lo que lo convierte en un excelente agente reductor.
Alto contenido de carbono fijo: Sirve como fuente principal de calor para los altos hornos.
4. Usos principales
Coca calcinada:
Industria del aluminio (mayor uso): Aproximadamente el 65% del coque calcinado, mezclado con brea de alquitrán de hulla, se utiliza para fabricar ánodos precocidos para la producción de aluminio electrolítico, actuando como conductor y participando en reacciones electroquímicas en la celda electrolítica.
Industria del acero: Se utiliza para fabricar electrodos de grafito para la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico.
Como elevador de carbono: se utiliza para aumentar el contenido de carbono del acero fundido durante el proceso de fabricación del acero.
Producción de productos de carbono: como materiales de electrodos negativos, grafito especial, etc.
Coque:
Industria del acero (mayor uso): Aproximadamente el 90% del coque se utiliza en la fabricación de hierro en altos hornos como combustible (que proporciona calor), agente reductor (que reduce el mineral de hierro) y como estructura de la columna de carga (que garantiza la permeabilidad).
Esto se conoce como "coque de alto horno". Industria de fundición: Se utiliza como "coque de fundición" para fundir metales.
Industria química: Utilizado en la producción de carburo de calcio, gas de síntesis, etc.
Fundición de metales no-ferrosos: Se utiliza como combustible y agente reductor.
En resumen, el coque calcinado es un material de carbono que sirve para "electricidad", y su fuerza fundamental reside en su conductividad eléctrica y las propiedades del carbono puro; mientras que el coque es un material de carbono que sirve para el "calor" y la "reacción", su fuerza central radica en sus funciones como fuente de energía, agente reductor y estructura física.
Desempeñan papeles centrales irreemplazables en los dos campos principales de la fundición de metales ferrosos y no-ferrosos, respectivamente.
