Lär dig om metallurgisk kol

Metallurgiskt kol, även känt som kokskol, används för att producera koks, den primära källan för kol som används vid ståltillverkning. Kol är en naturligt förekommande sedimentär rock som bildas över miljontals år, eftersom växter och andra organiska material är begravda och utsatta för geologiska krafter. Värme och tryck orsakar fysiska och kemiska förändringar som resulterar i kolrika kol.

Metallurgisk kol

Metallurgisk kol skiljer sig från termisk kol, som används för energi och uppvärmning, med dess kolinnehåll och dess kakningsförmåga.

Kakningsförmåga hänvisar till kolens förmåga att omvandlas till koks, en ren form av kol som kan användas i basiska syreugnar. Bituminöst kol - vanligtvis klassificerat som metallurgisk kvalitet - är hårdare och svartare, och innehåller mer kol och mindre fukt och aska än lågrankad kol.

Kolens kvalitet och dess kakningsförmåga bestäms av kolens rang - ett mått på flyktiga ämnen och graden av metamorfism - såväl som mineraliska föroreningar och kolens förmåga att smälta, svälla och svälla återstod vid upphettning. De tre huvudkategorierna av metallurgisk kol är:

Hårdkokskolor (HCC)
Halvmjuk kokkol (SSCC)
Kolvpulverinsprutning (PCI) kol

Hårdkokskolor som antracit har bättre kokningsegenskaper än halvmjuk kokkol, vilket gör att de kan få ett högre pris. Australiensisk HCC anses vara branschens riktmärke.

Även om PCI-kol inte ofta klassificeras som ett kokkol används det fortfarande som en energikälla i stålprocessen och kan delvis ersätta koks i vissa masugnar.

Koksframställning

Koksframställning är effektivt koletisering av kol vid höga temperaturer. Produktion sker normalt i ett koksbatteri som ligger nära en integrerad stålverk. I batteriet staplas koksugnar i rader. Kol laddas i ugnarna och upphettas sedan i frånvaro av syre upp till temperaturer runt 1100 ° C (2000 ° F).

Kolet brinner inte utan syre, men börjar istället smälta. De höga temperaturerna volatiliserar oönskade föroreningar som finns i kolet, såsom väte, syre, kväve och svavel. Dessa avgaser kan antingen samlas och återvinnas som biprodukter eller brännas bort som värmekälla.

Efter kylning stelnar koksen som klumpar av poröst, kristallint kol som är tillräckligt stor för att användas av masugnar. Hela processen kan ta mellan 12 och 36 timmar.

Egenskaper som är förknippade med det inledande kolet påverkar kraftigt den producerade koksens ultimata kvalitet. Brist på tillförlitlig tillförsel av individuella kolkvaliteter innebär att koksproducenter idag använder ofta blandningar av upp till tjugo olika kol för att kunna erbjuda stålproducenter en konsekvent produkt.

Cirka 1,5 ton metallurgisk kol krävs för att producera 1 ton koks.

Koks i ståltillverkning

Grundläggande syreugnar (BOF), som står för 70 procent av stålproduktionen över hela världen, kräver järnmalm, koks och flussmedel som fodermaterial vid framställning av stål.

När masugnen matas med dessa material, blåses hetluft i blandningen. Luft får koks att brinna, vilket ökar temperaturen till 1700 ° C, vilket oxiderar föroreningar. Processen minskar kolhalten med 90 procent och resulterar i ett smält järn som kallas varmmetall.

Den heta metallen dräneras sedan från masugnen och skickas till BOF där skrotstål och kalksten läggs till för att tillverka nytt stål. Andra element, såsom molybden, krom eller vanadin, kan tillsättas för att producera olika stålkvaliteter.

I genomsnitt krävs ca 630 kg koks för att producera 1000 kg (1 ton) stål.

Produktionseffektivitet vid masugnsprocessen är högt beroende av kvaliteten på de använda råvarorna. En masugn med högkvalitativ koks kräver mindre koks och fluss, sänker produktionskostnaderna och resulterar i en bättre hetmetall.

Under år 2013 användes stålindustrin en beräknad 1,2 miljarder ton kol. Kina är världens största tillverkare och konsument av kokskol, som står för cirka 527 miljoner ton 2013. Australien och USA följer och producerar 158 respektive 78 miljoner ton.

Den internationella marknaden för kokskol är inte överraskande mycket beroende av stålindustrin. Priset per ton kokskol växte stadigt från omkring US $ 40 år 2000 till över US $ 200 2011, men har sedan fallit.

Större producenter inkluderar BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American och Rio Tinto.

Över 90 procent av den totala seabornehandeln av metallurgisk kol redovisas genom leveranser från Australien, Kanada och USA.

Källor

Valia, Hardarshan S. Koksproduktion för blastugnsmältning . Stålverk.
URL: www. stål. org
World Coal Institute. Coal & Steel (2007) .
URL: www. worldcoal. org