Lære om metallurgisk kul

Metallurgisk kul, også kendt som kokskul, anvendes til fremstilling af koks, den primære kilde til kulstof, der anvendes til stålfremstilling. Kul er en naturligt forekommende sedimentær klippe dannet over millioner af år, da planter og andre organiske materialer begraves og udsættes for geologiske kræfter. Varme og tryk forårsager fysiske og kemiske ændringer, der resulterer i kulstofrig kul.

Metallurgisk kul

Metallurgisk kul adskiller sig fra termisk kul, som bruges til energi og opvarmning, med dets kulstofindhold og dets kakningsevne.

Kageregenskaber refererer til kulens evne til at blive omdannet til koks, en ren form for kulstof, der kan anvendes i basiske oxygenovne. Bituminøst kul - generelt klassificeret som metallurgisk kvalitet - er sværere og sværere, og indeholder mere kulstof og mindre fugt og aske end lavtstående kul.

Kvaliteten af ​​kul og dens krumningsevne bestemmes af kulens rang - en måling af flygtige stoffer og graden af ​​metamorfisme - såvel som mineralske urenheder og kulens evne til at smelte, svulme og genopbygges ved opvarmning. De tre hovedkategorier af metallurgisk kul er:

1. Hårdkokskuller (HCC)
2. Halvblødt kokskul (SSCC)
3. Pulveriseret kulinjektion (PCI) kul

Hårdkokskuler som antracit har bedre krydsningsegenskaber end halvblød kokekul, så de kan opnå en højere pris. Australian HCC betragtes som branchens benchmark.

Mens PCI-kul ikke ofte klassificeres som kokkul, bruges den stadig som en energikilde i stålfremstillingsprocessen og kan delvis erstatte koks i nogle højovne.

Koksfremstilling

Koksfremstilling er effektivt carbonisering af kul ved høje temperaturer. Produktion finder normalt sted i et koksbatteri, der ligger tæt på en integreret stålkværn. I batteriet er koksovne stablet i rækker. Kul lægges i ovne og opvarmes derefter i fravær af ilt op til temperaturer omkring 1100 ° C (2000 ° F).

Uden ilt brænder kulet, men i stedet begynder at smelte. De høje temperaturer volatiliserer uønskede urenheder, der er til stede i kulet, såsom hydrogen, oxygen, nitrogen og svovl. Disse gasser kan enten opsamles og genvindes som biprodukter eller brændes som varmekilde.

Efter afkøling størkner coke som klumper af porøst, krystallinsk carbon, der er stort nok til at blive brugt af højovne. Hele processen kan tage mellem 12 og 36 timer.

Egenskaber, der er forbundet med den indledende inputkul, har stor indflydelse på den producerede koks ultimative kvalitet. Manglen på pålidelig forsyning af individuelle kulkarakterer betyder, at koksproducenter i dag ofte bruger blandinger på op til tyve forskellige kuler for at kunne tilbyde stålproducenter et ensartet produkt.

Der kræves ca. 1,5 tons metallurgisk kul til fremstilling af 1 ton koks.

Coke in Steelmaking

Grundlæggende oxygenovne (BOF), som tegner sig for 70 procent af stålproduktionen verden over, kræver jernmalm, koks og flux som fodermateriale til produktion af stål.

Efter at højovnen er fodret med disse materialer, blæser varm luft ind i blandingen. Luft får koksen til at brænde og hæver temperaturer til 1700 ° C, som oxiderer urenheder. Processen reducerer kulstofindholdet med 90 procent og resulterer i et smeltet jern kendt som varmt metal.

Det varme metal drænes derefter fra højovnen og sendes til BOF, hvor der tilsættes skrotstål og kalksten til fremstilling af nyt stål. Andre elementer, såsom molybdæn, krom eller vanadium, kan tilsættes til fremstilling af forskellige stålkarakterer.

I gennemsnit kræves der ca. 630 kg koks for at producere 1000 kg (1 ton) stål.

Produktionseffektivitet i højovnen er meget afhængig af kvaliteten af ​​de anvendte råmaterialer. En højovne fodret med koks af høj kvalitet vil kræve mindre koks og flux, sænke produktionsomkostningerne og resultere i et bedre varm metal.

I 2013 blev en anslået 1. 2 milliarder tons kul brugt af stålindustrien. Kina er verdens største producent og forbruger af kokskul, der tegner sig for omkring 527 millioner tons i 2013. Australien og USA følger henholdsvis henholdsvis 158 og 78 millioner tons.

Det internationale marked for kokskul er ikke overraskende stærkt afhængig af stålindustrien. Prisen pr. Ton kokskul voksede støt fra omkring US $ 40 i 2000 til over US $ 200 i 2011, men er siden faldet.

Større producenter omfatter BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American og Rio Tinto.

Over 90 procent af den samlede søtransport af metallurgisk kul står for forsendelser fra Australien, Canada og USA.

Kilder

Valia, Hardarshan S. Koksproduktion til Blast Furnace Ironmaking . Stålværk.
URL: www. stål. org
World Coal Institute. Coal & Steel (2007) .
URL: www. worldcoal. org