Čo by ste mali vedieť o metalurgickom uhlí

Hutnícke uhlie, známe tiež ako koksovateľné uhlie, sa používa na výrobu koksu, ktorý je primárnym zdrojom uhlíka používané pri výrobe ocele. Uhlie je prírodná sedimentárna hornina, ktorá sa formovala milióny rokov, keď sú rastliny a iné organické materiály zakopané a vystavené geologickým silám. Teplo a tlak spôsobujú fyzikálne a chemické zmeny, ktorých výsledkom je uhlie bohaté na uhlík.

Metalurgické uhlie

Hutnícke uhlie sa líši od energetického uhlia používaného na energiu a kúrenie obsahom uhlíka a spekavosťou. Pečenie sa vzťahuje na schopnosť uhlia premieňať sa na koks, čistú formu uhlíka, ktorý sa môže používať v základných kyslíkových peciach. Bitúmenové uhlie - všeobecne klasifikované ako metalurgický druh - je tvrdšie a čiernejšie. Obsahuje viac uhlíka a menej vlhkosti a popola ako uhlíky nižšej kategórie.

Stupeň uhlia a jeho schopnosť spekania sa určuje podľa stupňa uhlia - miery prchavej hmoty a stupňa metamorfózy - rovnako ako minerálne nečistoty a schopnosť uhlia topiť sa, napučiavať a znova tuhnúť, keď zahriaty. Tri hlavné kategórie metalurgického uhlia sú:

buy instagram followers
  1. Tvrdé koksovateľné uhlie (HCC)
  2. Polomäkké koksovateľné uhlie (SSCC)
  3. Uhlie injektované na práškové uhlie (PCI)

Tvrdé koksovateľné uhlie ako antracit majú lepšie koksovateľné vlastnosti ako polomäkké koksovateľné uhlie, čo im umožňuje nazhromaždiť vyššiu cenu. Austrálsky HCC sa považuje za odvetvový štandard.

Aj keď sa PCI uhlie často neklasifikuje ako koksovateľné uhlie, stále sa používa ako zdroj energie v procese výroby ocele a v niektorých vysokých peciach môže čiastočne nahradiť koks.

Výroba koksu

Pri výrobe koksu sa jedná o účinnú karbonizáciu uhlia pri vysokých teplotách. Výroba sa zvyčajne uskutočňuje v koksovej batérii umiestnenej v blízkosti integrovanej oceliarne. V batérii sú koksovacie pece naskladané v radoch. Uhlie sa vkladá do pecí a pri absencii kyslíka sa ohrieva na teplotu okolo 1 100 stupňov Celzia (2 000 stupňov Fahrenheita).

Bez kyslíka uhlie nehorí. Namiesto toho sa začne topiť. Vysoké teploty odparujú nežiaduce nečistoty, ako je vodík, kyslík, dusík a síra. Tieto vedľajšie plyny sa môžu zhromažďovať a regenerovať ako vedľajšie produkty alebo sa môžu spaľovať ako zdroj tepla.

Po ochladení koks stuhne ako hrudky pórovitého kryštalického uhlíka, ktorý je dostatočne veľký na to, aby sa dal použiť vo vysokých peciach. Celý proces môže trvať 12 až 36 hodín.

Vlastnosti spojené s počiatočným vstupom uhlia výrazne ovplyvňujú konečnú kvalitu vyrobeného koksu. Nedostatok spoľahlivých dodávok jednotlivých druhov uhlia znamená, že koksári dnes často používajú zmesi až 20 rôznych druhov uhlia, aby ponúkli výrobcom ocele konzistentný produkt.

Na výrobu jednej metrickej tony (1 000 kilogramov) koksu je potrebných približne 1,5 tony metalurgického uhlia.

Koks pri výrobe ocele

Vyžadujú to základné kyslíkové pece (BOF), ktoré tvoria 70% celosvetovej výroby ocele Železná ruda, koks a tavidlá ako vstupný materiál pri výrobe ocele.

Po naplnení vysokej pece týmito materiálmi sa do zmesi vháňa horúci vzduch. Vzduch spôsobuje popálenie koksu, čo zvyšuje teploty na 1 700 stupňov Celzia, čo oxiduje nečistoty. Tento proces znižuje obsah uhlíka o 90% a vedie k roztavenému železu známemu ako horúci kov.

Horúci kov sa potom odvádza z vysokej pece a odosiela do BOF, kde sa pridáva oceľový šrot a vápenec na výrobu novej ocele. Na výrobu rôznych druhov ocele možno pridať ďalšie prvky, ako je molybdén, chróm alebo vanád.

Na výrobu jednej metrickej tony ocele je priemerne potrebných asi 630 kilogramov koksu.

Efektivita výroby v procese vysokej pece veľmi závisí od kvality použitých surovín. Vysoká pec napájaná vysokokvalitným koksom bude vyžadovať menej koksu a taviva. Použitie vysoko kvalitného produktu skutočne znižuje výrobné náklady a vedie k lepšiemu rozpálenému kovu.

V roku 2013 sa v oceliarskom priemysle spotrebovalo odhadom 1,2 miliardy metrických ton uhlia. Čína je najväčším producentom a spotrebiteľom koksovateľného uhlia na svete a v roku 2013 predstavovala asi 527 miliónov metrických ton. Nasledujú Austrália a USA, ktoré produkujú 158 miliónov a 78 miliónov metrických ton.

Nie je prekvapením, že medzinárodný trh s koksovateľným uhlím veľmi závisí od oceliarskeho priemyslu.

Medzi významných producentov patria spoločnosti BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American a Rio Tinto.

Viac ako 90% celkového námorného obchodu s metalurgickým uhlím predstavuje preprava z Austrálie, Kanady a USA.

Zdroje

Valia, Hardarshan S. Výroba koksu pre vysokopecnú výrobu železa. Oceliarne.
URL: www.steel.org
Svetový inštitút uhlia. Uhlie a oceľ (2007).
URL: www.worldcoal.org

instagram story viewer