A kohászati szenet, más néven kokszszenet, koksz előállítására használják, amely az elsődleges szénforrás acélgyártásban használják. A szén egy természetben előforduló üledékes kőzet, amely évmilliók során keletkezik, amikor a növényeket és más szerves anyagokat eltemetik és geológiai erőknek teszik ki. A hő és a nyomás fizikai és kémiai változásokat okoz, amelyek szénben gazdag szenet eredményeznek.
Kohászati szén
A kohászati szén széntartalma és sütési képessége különbözik az energiához és fűtéshez használt termikus széntől. A sütés a szén azon képességére vonatkozik, hogy átalakulhat kokszá, a szén tiszta formájává, amely felhasználható az alap oxigén kemencékben. A bitumenes szén - általában kohászati osztályba sorolva - keményebb és feketébb. Több szenet, kevesebb nedvességet és hamut tartalmaz, mint az alacsony rangú szén.
A szén minőségét és sütési képességét a szén rangja határozza meg - az illékony anyag és mérték mértéke metamorfizmus - valamint az ásványi szennyeződések és a szén olvadás, duzzadás és szilárdulás képessége fűtött. A kohászati szén három fő kategóriája:
- Kemény kokszolók (HCC)
- Féllágy kokszszén (SSCC)
- Porszén-injektáló (PCI) szén
Az olyan kemény kokszszenek, mint az antracit, jobb kokszolási tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a féllágy kokszszenek, így magasabb árat érhetnek el. Az ausztrál HCC tekinthető az ipar referenciaértékének.
Noha a PCI-szenet nem gyakran minősítik kokszszénnek, mégis energiaforrásként használják az acélgyártás folyamatában, és részben kohót pótolhatnak egyes kohókban.
Kokszkészítés
A kokszgyártás gyakorlatilag a szén karbonizálása magas hőmérsékleten. A gyártás általában koksz-akkumulátorban történik, az integrált acélgyár közelében. Az akkumulátorban kokszolókemencék vannak sorba rakva. A szenet a kemencékbe töltik, és oxigén hiányában 1100 Celsius-fok (2000 Fahrenheit) körüli hőmérsékletig melegítik.
Oxigén nélkül a szén nem ég. Ehelyett olvadni kezd. A magas hőmérséklet elpárologtatja a nem kívánt szennyeződéseket, például hidrogént, oxigént, nitrogént és ként. Ezeket a távozó gázokat melléktermékként lehet összegyűjteni és visszanyerni, vagy hőforrásként elégetni.
Lehűlés után a koksz porózus, kristályos széndarabokként megszilárdul, amelyek elég nagyok ahhoz, hogy kohókban felhasználhassák őket. A teljes folyamat 12 és 36 óra között tarthat.
A kezdeti bemeneti szénben rejlő tulajdonságok nagymértékben befolyásolják a megtermelt koksz végső minőségét. Az egyes szénfajták megbízható készletének hiánya azt jelenti, hogy a kokszgyártók manapság gyakran akár 20 különböző szén keverékét használják, hogy az acélgyártóknak konzisztens terméket kínáljanak.
Körülbelül 1,5 tonna kohászati szén szükséges egy tonna (1000 kilogramm) koksz előállításához.
Kóla acélgyártásban
Az alap oxigén kemencék (BOF), amelyek világszerte az acéltermelés 70% -át adják, megkövetelik vasérc, koksz és fluxusok takarmány-alapanyagként az acélgyártásban.
Miután a kohót bevitték ezekkel az anyagokkal, a keverékbe forró levegőt fújtak. A levegő miatt a koksz ég, a hőmérséklet 1700 Celsius fokig emelkedik, ami oxidálja a szennyeződéseket. Az eljárás 90% -kal csökkenti a széntartalmat, és forró fémként ismert olvadt vasat eredményez.
A forró fémet ezután leeresztik a nagyolvasztóból és elküldik a BOF-be, ahol új acél előállításához acélhulladékot és mészkövet adnak hozzá. Más elemek, például molibdén, króm vagy vanádium adhatók hozzá a különböző acélminőségek előállításához.
Átlagosan körülbelül 630 kilogramm koksz szükséges egy tonnás acél előállításához.
A kohófolyamat gyártásának hatékonysága nagymértékben függ a felhasznált nyersanyagok minőségétől. Kiváló minőségű koksztal táplált kohónak kevesebb kokszot és fluxust igényel. A kiváló minőségű termékek használata valójában csökkenti a gyártási költségeket és jobb forró fémet eredményez.
2013-ban az acélipar becslések szerint 1,2 milliárd tonna szenet használt fel. Kína a világ legnagyobb kokszszállítója és -fogyasztója, amely 2013-ban mintegy 527 millió tonnát tett ki. Ezután Ausztrália és az Egyesült Államok 158 millió, illetve 78 millió tonnát termel.
A kokszszén nemzetközi piaca nem meglepő módon nagyban függ az acélipartól.
A fő gyártók között van a BHP Billiton, a Teck, az Xstrata, az Anglo American és a Rio Tinto.
A kohászati szén teljes tengeri kereskedelmének több mint 90% -át Ausztráliából, Kanadából és az Egyesült Államokból származó szállítások teszik ki.
Források
Valia, Hardarshan S. Kokszgyártás kohóvasgyártáshoz. Acélművek.
URL: www.steel.org
Szén Világintézet. Szén és acél (2007).
URL: www.worldcoal.org