Co powinieneś wiedzieć o węglu metalurgicznym

Węgiel metalurgiczny, znany również jako węgiel koksujący, jest używany do produkcji koksu, głównego źródła węgla stosowany w hutnictwie. Węgiel to naturalnie występująca skała osadowa, która powstała przez miliony lat, gdy rośliny i inne materiały organiczne są zasypywane i poddawane działaniu sił geologicznych. Ciepło i ciśnienie powodują zmiany fizyczne i chemiczne, w wyniku których powstaje węgiel bogaty w węgiel.

Węgiel metalurgiczny

Węgiel hutniczy różni się od węgla energetycznego używanego do celów energetycznych i grzewczych zawartością węgla i zdolnością do zbrylania. Zbrylanie odnosi się do zdolności węgla do przekształcania się w koks, czystą formę węgla, którą można stosować w piecach konwertorowych. Węgiel bitumiczny - ogólnie klasyfikowany jako gatunek metalurgiczny - jest twardszy i czarniejszy. Zawiera więcej węgla i mniej wilgoci i popiołu niż węgle niskiego poziomu.

Gatunek węgla i jego zdolność do zbrylania zależy od stopnia węgla - miary substancji lotnych i stopnia metamorfizmu - a także zanieczyszczeń mineralnych i zdolności węgla do topienia się, pęcznienia i ponownego zestalania, gdy Ogrzewany. Trzy główne kategorie węgla hutniczego to:

  1. Węgle koksujące (HCC)
  2. Półmiękki węgiel koksujący (SSCC)
  3. Węgiel z wtryskiem pyłu węglowego (PCI)

Twarde węgle koksujące, takie jak antracyt, mają lepsze właściwości koksujące niż półmiękkie węgle koksujące, co pozwala im uzyskać wyższą cenę. Australijski HCC jest uważany za punkt odniesienia dla branży.

Chociaż węgiel typu PCI nie jest często klasyfikowany jako węgiel koksujący, nadal jest używany jako źródło energii w procesie produkcji stali i może częściowo zastąpić koks w niektórych wielkich piecach.

Produkcja koksu

Produkcja koksu to skutecznie karbonizacja węgla w wysokich temperaturach. Produkcja zwykle odbywa się w baterii koksowniczej zlokalizowanej w pobliżu zintegrowanej huty. W baterii piece koksownicze są ułożone w rzędy. Węgiel jest ładowany do pieców i podgrzewany pod nieobecność tlenu do temperatury około 1100 stopni Celsjusza (2000 stopni Fahrenheita).

Bez tlenu węgiel się nie pali. Zamiast tego zaczyna się topić. Wysokie temperatury ulatniają niepożądane zanieczyszczenia, takie jak wodór, tlen, azot i siarka. Te gazy odlotowe można zbierać i odzyskiwać jako produkty uboczne lub spalać jako źródło ciepła.

Po ochłodzeniu koks krzepnie w postaci grudek porowatego, krystalicznego węgla, dostatecznie dużego, aby można go było wykorzystać w wielkich piecach. Cały proces może zająć od 12 do 36 godzin.

Właściwości charakterystyczne dla początkowego węgla wejściowego mają silny wpływ na ostateczną jakość produkowanego koksu. Brak niezawodnych dostaw poszczególnych gatunków węgla oznacza, że ​​producenci koksu często używają obecnie mieszanek do 20 różnych rodzajów węgla, aby zaoferować producentom stali jednolity produkt.

Do wyprodukowania jednej tony metrycznej (1000 kilogramów) koksu potrzeba około 1,5 tony węgla metalurgicznego.

Koks w hutnictwie

Podstawowe piece tlenowe (BOF), które stanowią 70% światowej produkcji stali, wymagają Ruda żelaza, koks i topniki jako materiał wsadowy w produkcji stali.

Po załadowaniu tych materiałów do wielkiego pieca, do mieszaniny wdmuchuje się gorące powietrze. Powietrze powoduje spalanie koksu, podnosząc temperaturę do 1700 stopni Celsjusza, co utlenia zanieczyszczenia. Proces zmniejsza zawartość węgla o 90% i prowadzi do stopionego żelaza, znanego jako gorący metal.

Surowy metal jest następnie odprowadzany z wielkiego pieca i przesyłany do konwertora, gdzie dodaje się złom stalowy i wapień w celu wytworzenia nowej stali. Inne pierwiastki, takie jak molibden, chrom lub wanad, mogą być dodawane do produkcji różnych gatunków stali.

Średnio do wyprodukowania jednej tony stali potrzeba około 630 kilogramów koksu.

Wydajność produkcji w procesie wielkopiecowym w dużym stopniu zależy od jakości użytych surowców. Wielki piec zasilany wysokiej jakości koksem będzie wymagał mniej koksu i topnika. Zastosowanie wysokiej jakości produktu w rzeczywistości obniża koszty produkcji i skutkuje lepszą surówką.

Szacuje się, że w 2013 r. Przemysł stalowy wykorzystał około 1,2 miliarda ton metrycznych węgla. Chiny są największym na świecie producentem i konsumentem węgla koksowego, odpowiadając za około 527 milionów ton metrycznych w 2013 roku. Następnie Australia i Stany Zjednoczone produkują odpowiednio 158 milionów i 78 milionów ton metrycznych.

Nic dziwnego, że międzynarodowy rynek węgla koksowego jest silnie uzależniony od przemysłu stalowego.

Główni producenci to BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American i Rio Tinto.

Ponad 90% całkowitego morskiego handlu węglem metalurgicznym przypada na dostawy z Australii, Kanady i USA.

Źródła

Valia, Hardarshan S. Produkcja koksu do produkcji żelaza w wielkim piecu. Stalownia.
URL: www.steel.org
Światowy Instytut Węgla. Węgiel i stal (2007).
URL: www.worldcoal.org

TikTok viewer