안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
철광석은 자연 상태에서 산소와 강하게 결합되어 산화철 상태로 존재합니다. 순수한 철을 얻으려면 산소를 떼어내는 환원 과정이 필수적인데, 코크스가 이 과정에서 핵심 화학적 기능으로 작용합니다. 이와 관련하여 설명해 드리도록 하겠습니다.
용광로에서 코크스가 연소할 때 발생하는 이산화탄소가 고온의 탄소와 다시 반응하여 일산화탄소 기체를 만들어냅니다. 이 일산화탄소 기체는 용광로 위로 올라가며 철광석의 산소를 떼어내는 간접 환원 작용을 합니다.
다음으로 용광로 하부의 초고온 구역에서는 고체 상태의 코크스가 산화철과 직접 접촉해 산소를 분리하고 철을 완전히 환원시킵니다.
마지막으로 환원된 철이 용광로 아래로 내려오며 코크스의 탄소를 흡수합니다. 탄소가 섞이면 순철의 녹는점이 1200°C 부근으로 크게 낮아져, 철이 액체 상태로 쉽게 녹아 내려 배출될 수 있게 됩니다.
코크스는 무거운 철광석이 겹겹이 쌓여 있는 고온의 용광로 속에서도 형체를 유지하는 역할을 합니다. 철광석이 녹아 끈적해져도 코크스 사이의 틈새 덕분에 공기가 위로 잘 통할 수 있는 통기성을 유지해 줍니다.