Hutní uhlí
Hutní uhlí se liší od tepelného uhlí, které se používá pro energii a vytápění, jeho obsahem uhlíku a jeho schopností spékání.
Schopnost spalování se týká schopnosti uhlí konvertovat na koks, což je čistá forma uhlíku, která může být použita v základních kyslíkových pecích. Asfaltové uhlí - obecně klasifikované jako hutní materiál - je tvrdší a černější a obsahuje více uhlíku a méně vlhkosti a popelu než uhlíky s nízkou hodnotou.
Stupeň uhlia a jeho schopnost spekat se určuje podle stupně uhlí - měřítka těkavých látek a stupně metamorfismu - stejně jako minerálních nečistot a schopnosti uhlí při zahřátí se tavit, nabobtnat a znovu rozložit. Tři hlavní kategorie hutního uhlí jsou:
- Tvrdé koksovatelné uhlí (HCC)
- Poloměkké koksovatelné uhlí (SSCC)
- Uhlí s injekčním vstřikováním (PCI)
Tvrdé koksovatelné uhlí jako antracit mají lepší koksovací vlastnosti než polokomory z koksovatelného uhlí, což jim umožňuje získat vyšší cenu. Australská HCC je považována za průmyslovou referenční hodnotu.
Zatímco uhlí PCI není často klasifikováno jako koksovatelné uhlí, stále se používá jako zdroj energie při výrobě oceli a může částečně nahradit koks v některých vysokých pecích.
Výroba koksu
Výroba koksu je účinná karbonizace uhlí při vysokých teplotách. Výroba se obvykle provádí v koksové baterii umístěné v blízkosti integrované oceli . V baterii jsou koksovací pece v řadách. Uhlí se vloží do trouby a potom se zahřeje v nepřítomnosti kyslíku až do teploty kolem 1100 ° C (2000 ° F).
Bez kyslíku uhlí nehoří, ale místo toho začíná tát. Vysoké teploty volatilní nežádoucí nečistoty přítomné v uhlí, jako je vodík, kyslík, dusík a síra. Tyto vypouštěné plyny mohou být buď shromažďovány a získány jako vedlejší produkty, nebo vypáleny jako zdroj tepla.
Po ochlazení se koks ztuhne jako hrudky porézního krystalického uhlíku, který je dostatečně velký pro použití ve vysokých pecích. Celý proces může trvat 12 až 36 hodin.
Vlastnosti spojené s počátečním vstupním uhlím výrazně ovlivňují konečnou kvalitu vyrobeného koksu. Nedostatek spolehlivého dodávek jednotlivých druhů uhlí znamená, že výrobci koksu dnes často používají směsi až dvaceti různých uhlí, aby nabídly ocelářům konzistentní produkt.
Přibližně 1,5 tun hutního uhlí je nutno vyrábět 1 tunu koksu.
Koks v ocelářství
Základní kyslíkové pece (BOF), které představují 70% výroby oceli po celém světě, vyžadují jako surovinu při výrobě oceli železnou rudu , koks a tavidla.
Poté, co je vysoká pec přiváděna těmito materiály, je do směsi vháněn horký vzduch. Vzduch způsobuje spalování koksu a zvyšuje teploty na 1700 ° C, což oxiduje nečistoty. Tento proces snižuje obsah uhlíku o 90 procent a vede k roztavenému železa známému jako horký kov.
Horký kov se pak vytáhne z vysoké pece a posílá se do BOF, kde se přidá šrotová ocel a vápenec, aby se vyrobila nová ocel. K výrobě různých druhů oceli lze přidat další prvky, jako molybden , chrom nebo vanad.
V průměru je k výrobě 1000 kilogramů (1 tuny) oceli potřebováno asi 630 kilogramů koksu.
Účinnost výroby ve vysokých pecích je velmi závislá na kvalitě použitých surovin. Vysoká pec krmená kvalitním koksem bude vyžadovat menší koks a tok, což snižuje výrobní náklady a výsledkem bude lepší horký kov.
V roce 2013 bylo ocelářským průmyslem použito zhruba 1,2 miliard tun uhlí. Čína je největším výrobcem a spotřebitelem koksovatelného uhlí na světě, což představuje přibližně 527 milionů tun v roce 2013. Poté následují Austrálie a USA, které vyrábějí 158 a 78 milionů tun.
Mezinárodní trh s koksovatelným uhlím není nijak překvapivě vysoký závislý na ocelářském průmyslu. Cena za tunu koksovatelného uhlí se neustále zvyšovala z přibližně 40 USD v roce 2000 na více než 200 USD v roce 2011, ale od té doby klesla.
Mezi hlavní výrobce patří společnosti BHP Billiton , Teck, Xstrata, Anglo American a Rio Tinto.
Více než 90% celkového obchodu s ocelovým hutním zbožím pochází z Austrálie, Kanady a USA.
> Zdroje
> Valia, Hardarshan S. Výroba koksu pro výrobu železa na pecích . Ocelárna.
URL: www.steel.org
Institut světového uhlí. Uhlí a ocel (2007) .
URL: www.worldcoal.org