using semi-coke as a reducing agent in the production of ferroalloys

Ferroalloys are compounds of iron with other elements that have many applications in various industries. the production of ferroalloys is usually done in electric arc furnaces and by the carbothermic process. in this method, metal oxides are reduced by different carbon materials, and the type of carbon material used can affect the way the process is carried out and the quality of the product. metallurgical coke is the most common reducing agent in the production of ferroalloys, but due to its increasing shortage, high price, and relatively high content of harmful impurities, manufacturers are looking for other options. charcoal has less ash than other carbon materials, but due to environmental problems, its use is not common. coal with the highest reactivity is not considered among the main options due to its high sulfur content and low compressive strength. recently, semi-coke, which is prepared at a lower temperature than coke, has gained attention in the ferroalloys industry due to its unique characteristics (high fixed carbon, high specific resistance, high chemical activity, low ash, and low sulfur). semi-coke improves the quality of ferroalloy and reduces energy consumption and production costs. so far, semi-coke has been used in the process of iron and ferroalloy production in a limited way, and their results show the advantages of the presence of semi-coke. therefore, in this research, the carbon materials used in the production of ferroalloys, the advantages of semi-coke, and the production method of semi-coke are discussed.

استفاده از نیمه کک به عنوان عامل احیا کننده در تولید فروآلیاژها

فروآلیاژها، ترکیباتی از آهن با عناصر دیگر می‌باشند که کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارند. تولید فروآلیاژها معمولا در کوره‌های قوس الکتریکی و به روش کربوترمیک انجام می‌گیرد. در این روش احیای اکسیدهای فلزی توسط مواد کربنی مختلف انجام می‌شود که نوع ماده کربنی مورد استفاده می‌تواند روی نحوه انجام فرآیند و کیفیت محصول تاثیر بگذارد. از جمله مواد کربنی می‌توان به کک، نیمه کک، ذغالسنگ و ذغال چوب اشاره نمود که خصوصیات متنوع فیزیکی و شیمیایی دارند. کک متالورژیکی مرسوم ترین احیا کننده در تولید فروآلیاژهاست ولی به دلیل کمبود فزاینده آن، قیمت بالا و محتوای نسبتاً بالای ناخالصی‌های مضر، تولیدکنندگان دنبال گزینه‌های دیگری هستند. ذغال چوب خاکستر کمتری نسبت به بقیه مواد کربنی دارد ولی به دلیل مشکلات زیست محیطی، استفاده از آن مرسوم نیست. ذغال‌سنگ با بیشترین قدرت واکنش پذیری، به دلیل محتوای گوگرد بالا و استحکام فشاری پایین جزو گزینه‌های اصلی محسوب نمی‌شود. در این میان، نیمه کک که در دمای پایینتر نسبت به کک تهیه می‌شود به دلیل داشتن کربن ثابت بالا، مقاومت ویژه بالا، فعالیت شیمیایی بالا، محتوای خاکستر کم و گوگرد کم اخیرا در صنعت تولید فروآلیاژها بکار رفته است. نیمه کک سبب بهبود کیفیت فروآلیاژ، کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های تولید می‌شود. تاکنون نیمه کک در فرآیند تولید آهن و تولید فروآلیاژها بطور محدود استفاده شده است که نتایج آنها نشان از مزایای حضور نیمه کک دارد. لذا در این پژوهش به مواد کربنی مورد استفاده در تولید فروآلیاژها، مزایای نیمه کک و روش تولید نیمه کک پرداخته می‌شود.