Узнать о металлургическом угле

Металлургический уголь, также известный как коксующийся уголь, используется для производства кокса, основного источника углерода, используемого при производстве стали. Уголь представляет собой природную осадочную породу, образованную в течение миллионов лет, когда растения и другие органические материалы захоронены и подвергнуты геологическим силам. Тепло и давление вызывают физические и химические изменения, которые приводят к углеродсодержащему углю.

Металлургический уголь

Металлургический уголь отличается от энергетического угля, который используется для энергии и отопления, благодаря его содержанию углерода и его способности к запеканию.

Способность к выпечке относится к способности угля превращаться в кокс, чистую форму углерода, которая может использоваться в основных кислородных печах. Битуминозный уголь - обычно классифицируется как металлургический сорт - более твердый и более черный, и содержит больше углерода и меньше влаги и золы, чем угли низкого ранга.

Сорт угля и его способность к спеканию определяются рангом угля - мерой летучего вещества и степенью метаморфизма, а также минеральными примесями и способностью угля плавить, набухать и повторно нагревать при нагревании. Три основные категории металлургического угля:

Твердые коксующиеся угли (HCC)
Полумягкий коксующийся уголь (SSCC)
Уголь для закачки угля (PCI)

Твердые коксующиеся угли, такие как антрацит, имеют лучшие коксующиеся свойства, чем полумягкие коксующиеся угли, что позволяет им приобретать более высокую цену. Австралийский HCC считается отраслевым эталоном.

Хотя уголь PCI не часто классифицируется как коксующийся уголь, он по-прежнему используется как источник энергии в процессе производства стали и может частично заменить кокс в некоторых доменных печах.

Производство кокса

Производство кокса эффективно карбонизация угля при высоких температурах. Производство обычно происходит в коксовой батарее, расположенной вблизи интегрированного сталелитейного завода. В аккумуляторе коксовые печи сложены рядами. Уголь загружают в печи, а затем нагревают в отсутствие кислорода до температуры около 1100 ° C (2000 ° F).

Без кислорода уголь не горит, а вместо этого начинает таять. Высокие температуры испаряют нежелательные примеси, присутствующие в угле, такие как водород, кислород, азот и сера. Эти газы можно собирать и извлекать в виде побочных продуктов или сжигать в качестве источника тепла.

После охлаждения кокс затвердевает как куски пористого кристаллического углерода, достаточно большого для использования доменными печами. Весь процесс может занять от 12 до 36 часов.

Свойства, присущие исходному входному углю, сильно влияют на конечное качество производимого кокса. Отсутствие надежной поставки отдельных сортов угля означает, что производители коксов сегодня часто используют смеси до 20 различных углей, чтобы предлагать сталепроизводителям однородный продукт.

Приблизительно 1. 5 тонн металлургического угля требуется для производства 1 тонны кокса.

Кокс в сталеплавильном производстве

Основные кислородные печи (BOF), на долю которых приходится 70 процентов производства стали по всему миру, требуют железной руды, кокса и флюсов в качестве исходного материала при производстве стали.

После подачи доменной печи этими материалами горячий воздух вдувается в смесь. Воздух заставляет кокс гореть, повышая температуру до 1700 ° C, что окисляет примеси. Этот процесс снижает содержание углерода на 90% и приводит к расплавленному железу, известному как горячий металл.

Горячий металл затем сливается из доменной печи и отправляется в BOF, где для производства стали добавляются металлолом и известняк. Могут быть добавлены другие элементы, такие как молибден, хром или ванадий, для получения различных марок стали.

В среднем около 630 килограммов кокса требуется для производства 1000 кг (1 тонна) стали.

Эффективность производства в процессе доменной печи сильно зависит от качества используемого сырья. В доменной печи, где подается высококачественный кокс, требуется меньше кокса и флюса, что приведет к снижению издержек производства и образованию лучшего горячего металла.

В 2013 году в металлургической промышленности было использовано 1,2 млрд. Тонн угля. Китай является крупнейшим в мире производителем и потребителем коксующегося угля, что составляет около 527 млн тонн в 2013 году. Австралия и США следуют за производством 158 и 78 млн тонн, соответственно.

Международный рынок коксующегося угля, что неудивительно, сильно зависит от сталелитейной промышленности. Цена на тонну коксующегося угля неуклонно росла с примерно 40 долларов США в 2000 году до более 200 долларов США в 2011 году, но с тех пор упала.

Основные производители включают BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American и Rio Tinto.

Более 90 процентов общей морской торговли металлургическим углем приходится на поставки из Австралии, Канады и США.

Источники

Valia, Hardarshan S. Производство кокса для доменной печи Ironmaking . Steelworks.
URL: www. стали. org
Всемирный институт угля. Уголь и сталь (2007) .
URL: www. worldcoal. орг