Metalurški ugljen
Metalurški ugljen razlikuje se od termalnog ugljena, koji se koristi za energiju i grijanje, zbog sadržaja ugljika i njegove sposobnosti stvrdnjavanja.
Sposobnost stiskanja odnosi se na sposobnost ugljena da se pretvori u koks, čisti oblik ugljika koji se može koristiti u osnovnim pećima kisika. Bitumenski ugljen - općenito klasificiran kao metalurški stup - je teži i crniji, a sadrži više ugljika i manje vlažnosti i pepela od ugljena s niskim rangom.
Stupanj ugljena i njegova sposobnost stvrdnjavanja određeni su položajem ugljena - mjerenjem nestabilne tvari i stupnjem metamorfizma - kao i mineralnim nečistoćama i sposobnošću da se ugljen rastopi, nabubri i usavrši kada se zagrije. Tri glavne kategorije metalurškog ugljena su:
- Tvrdi ugljeni koks (HCC)
- Polu-mekan koksni ugljen (SSCC)
- Ugljen s ugljenom iz pulveriziranog ugljena (PCI)
Tvrdi ugljeni koksovi poput antrakita imaju bolje svojstva kokinga od polusmih ugljena za koksiranje, omogućujući im da skupljaju veću cijenu. Australski HCC se smatra referentnom vrijednošću industrije.
Dok PCI ugljen nije često klasificiran kao koksni ugljen, i dalje se koristi kao izvor energije u procesu proizvodnje čelika i može djelomično zamijeniti koks u nekim eksplozivnim pećima.
Proizvodnja koksa
Izrada koksa je učinkovito karbonizacija ugljena na visokim temperaturama. Proizvodnja se obično odvija u koksnoj bateriji koja se nalazi u blizini integriranog čeličnog mlina. U bateriji, koksne pećnice su složene u redove. Ugljen se ulazi u pećnice i zatim se zagrijava u odsutnosti kisika do temperature oko 1100 ° C (2000 ° F).
Bez kisika, ugljen ne izgara, već se umjesto toga počinje taliti. Visoke temperature volatiziraju neželjene nečistoće prisutne u ugljenu, kao što su vodik, kisik, dušik i sumpor. Ovi otpadni plinovi mogu se sakupljati i oporaviti kao nusproizvodi ili izgorjeti kao izvor topline.
Nakon hlađenja, koks se skrutne kao hrpe poroznog, kristalnog ugljika dovoljno velikog da se koriste pomoću visokih peći. Cijeli postupak može trajati između 12 i 36 sati.
Svojstva svojstvena inicijalnom ulaznom ugljenu znatno utječu na krajnju kvalitetu proizvedenog koksa. Nedostatak pouzdane ponude pojedinih razina ugljena znači da proizvođači koksa često koriste mješavine do dvadeset različitih ugljena kako bi ponudili proizvođaču čelika konzistentan proizvod.
Približno 1,5 tona metalurškog ugljena je potrebno za proizvodnju 1 tone koksa.
Koks u Steelmakingu
Osnovni kisik peći (BOF), koji čine 70 posto proizvodnje čelika širom svijeta, zahtijevaju željeznu rudu , koks i tekućine kao stočni materijal u proizvodnji čelika.
Nakon što se visoki peć hrani ovim materijalima, u smjesu se upuhava vrući zrak. Zrak uzrokuje spaljivanje koksa, podizanje temperature do 1700 ° C, što oksidira nečistoće. Postupak smanjuje sadržaj ugljika za 90 posto i dovodi do rastaljenog željeza poznatog kao vrući metal.
Vrući metal se zatim isušuje iz visoke peći i šalje u BOF gdje se doda čelični otpaci i vapnenac kako bi se dobio novi čelik. Drugi elementi, kao što su molibden , krom ili vanadij mogu se dodati za proizvodnju različitih razreda čelika .
U prosjeku je potrebno oko 630 kilograma koksa za proizvodnju 1000 kilograma (1 tone) čelika.
Učinkovitost proizvodnje u procesu visokih peći jako ovisi o kvaliteti sirovina. Visokokvalitetna koksa s visokim stupnjem snage zahtijevat će manje koksa i protoka, smanjujući troškove proizvodnje i rezultirajući boljim vrućim metalima.
U 2013. godini procjenjuje se da je industrija čelika koristila 1,2 milijarde tona ugljena. Kina je najveći svjetski proizvođač i potrošač koksnog ugljena koji u 2013. godini iznosi oko 527 milijuna tona. Australska i američka država slijede 158, odnosno 78 milijuna tona.
Međunarodno tržište za koksni ugljen, ne iznenađujuće, jako ovisi o industriji čelika. Cijena po tonu koksnog ugljena stalno je rasla od oko US $ 40 u 2000. na više od 200 USD u 2011. godini, ali je od tada pala.
Glavni proizvođači su BHP Billiton , Teck, Xstrata, Anglo American i Rio Tinto.
Više od 90 posto ukupne pomorske trgovine metalurškog ugljena obrađuje se pošiljkama iz Australije, Kanade i SAD-a.
> Izvori
> Valia, Hardarshan S. Coca-Cola za proizvodnju željezne visoke peći . Čeličane.
URL: www.steel.org
World Coal Institute. Ugljena i čelika (2007) .
URL: www.worldcoal.org