Cărbune metalurgic
Cărbunele metalurgică diferă de cărbunele termice, care se utilizează pentru energie și încălzire, prin conținutul său de carbon și capacitatea de cocsificare.
Capacitatea de coagulare se referă la capacitatea cărbunelui de a fi transformată în cocs, o formă pură de carbon care poate fi utilizată în cuptoare de oxigen de bază. Cărbunele bituminoasă, clasificată în general ca metalurgie, este mai greu și mai neagră și conține mai mult carbon și mai puțină umiditate și cenușă decât cărbuni cu rang inferior.
Gradul de cărbune și capacitatea de cocaină sunt determinate de rangul cărbunelui - o măsură a materiei volatile și a gradului de metamorfoză - precum și impuritățile minerale și abilitatea cărbunelui să se topească, să se umfle și să se resolidieze atunci când este încălzită. Cele trei categorii principale de cărbune metalurgic sunt:
- Cărbuni de cocsare greu (HCC)
- Cărbune cocsificabil semi-moale (SSCC)
- Pulverizată cărbune de injecție (PCI)
Cărbuni de cărbune dificili ca antracitul au proprietăți de cocsificare mai bune decât cărbunele semi-moi de cocsificare, permițându-le să acumuleze un preț mai mare. HCC australian este considerat drept indicator de referință pentru industrie.
În timp ce cărbunele PCI nu sunt adesea clasificate drept cărbune de cocsificare, acesta este încă folosit ca sursă de energie în procesul de fabricare a oțelului și poate înlocui parțial cocsul în unele furnale.
Prelucrarea cocsului
Cocsificarea este în mod eficient carbonizarea cărbunelui la temperaturi ridicate. În mod normal, producția are loc într-o baterie de cocs situată lângă o moară integrată de oțel . În baterie, cuptoarele de cocs sunt stivuite în rânduri. Cărbunele este încărcat în cuptoare și apoi încălzit în absența oxigenului până la temperaturi de aproximativ 1100 ° C (2000 ° F).
Fără oxigen, cărbunele nu arde, ci, în schimb, încep să se topească. Temperaturile ridicate volatilizează impuritățile nedorite prezente în cărbune, cum ar fi hidrogenul, oxigenul, azotul și sulful. Aceste gaze extrase pot fi colectate și recuperate ca produse secundare sau arse ca sursă de căldură.
După răcire, cocsul se solidifică sub formă de bulgări de carbon cristalin poros, suficient de mare pentru a fi utilizat de către furnale. Întregul proces poate dura între 12 și 36 de ore.
Proprietățile inerente la cărbunele de intrare inițiale influențează în mod semnificativ calitatea superioară a cocsului produs. Lipsa unei aprovizionări sigure a calităților individuale de cărbune înseamnă că producătorii de cocserie folosesc adesea amestecuri de până la douăzeci de cărbuni diferite pentru a oferi producătorilor de oțel un produs consistent.
Aproximativ 1,5 tone de cărbune metalurgic sunt necesare pentru producerea unei tone de cocs.
Cocsul în industria oțelului
Cuptoarele de oxigen de bază (BOF), care reprezintă 70% din producția de oțel la nivel mondial, necesită minereu de fier , cocs și fluxuri ca materie primă pentru producția de oțel.
După ce furnirul este alimentat cu aceste materiale, aerul fierbinte este suflat în amestec. Aerul provoacă arderea cocsului, ridicând temperaturile la 1700 ° C, ceea ce oxidează impuritățile. Procesul reduce conținutul de carbon cu 90% și are ca rezultat un fier topit cunoscut sub numele de metal fierbinte.
Metalul fierbinte este apoi drenat din cuptor și trimis la BOF unde sunt adăugate resturi de oțel și calcar pentru a produce oțel nou. Alte elemente, cum ar fi molibden , crom sau vanadiu, pot fi adăugate pentru a produce diferite grade de oțel .
În medie, aproximativ 630 de kilograme de cocs sunt necesare pentru a produce 1000 de kilograme (1 tonă) de oțel.
Eficiența producției în procesul de furnal este în mare măsură dependentă de calitatea materiilor prime utilizate. Un furnal alimentat cu cocs de înaltă calitate va necesita mai puțină cocs și flux, reducând costurile de producție și rezultând un metal mai fierbinte.
În 2013, o industrie siderurgică a utilizat aproximativ 1,2 miliarde de tone de cărbune. China este cel mai mare producător și consumator de cărbune cocsificabil din lume, reprezentând aproximativ 527 milioane de tone în 2013. Următoarele sunt Australia și SUA, producând 158 și, respectiv, 78 milioane tone.
Piața internațională a cărbunelui cocsificabil, fără îndoială, depinde în mare măsură de industria siderurgică. Prețul pe tonă de cărbune cocsificabil a crescut constant de la aproximativ 40 USD în 2000 la peste 200 USD în 2011, dar a scăzut de atunci.
Producătorii majori includ BHP Billiton , Teck, Xstrata, Anglo American și Rio Tinto.
Peste 90% din totalul comerțului maritim pe bază de cărbune metalurgic se datorează expedițiilor din Australia, Canada și SUA.
> Surse
> Valia, Hardarshan S. Productia de cocs pentru fabricarea fermei de furnal . Siderurgic.
URL: www.steel.org
Institutul Mondial de Coal. Cărbunelui și oțelului (2007) .
URL: www.worldcoal.org