Koklaşabilir taş kömürü olarak da bilinen metalürjik kömür, birincil karbon kaynağı olan kok üretiminde kullanılır. çelik yapımında kullanılır. Kömür, bitkiler ve diğer organik malzemeler gömüldükçe ve jeolojik güçlere maruz kaldıkça milyonlarca yıl içinde oluşan doğal olarak oluşan bir tortul kayadır. Isı ve basınç, karbon açısından zengin kömürle sonuçlanan fiziksel ve kimyasal değişikliklere neden olur.
Metalurjik Kömür
Metalurjik kömür, karbon içeriği ve topaklanma kabiliyeti ile enerji ve ısıtma için kullanılan termal kömürden farklıdır. Kekleşme, kömürün, bazik oksijen fırınlarında kullanılabilen saf bir karbon formu olan koka dönüştürülebilme kabiliyetini ifade eder. Genellikle metalürjik sınıf olarak sınıflandırılan bitümlü kömür daha sert ve daha siyahtır. Düşük dereceli kömürlere göre daha fazla karbon ve daha az nem ve kül içerir.
Kömürün derecesi ve topaklanma yeteneği, kömürün derecesine göre belirlenir - uçucu madde ve derecenin bir ölçüsü Metamorfizmanın yanı sıra mineral safsızlıkları ve kömürün erime, şişme ve yeniden katılaşma kabiliyeti ısıtılmış. Metalurjik kömürün üç ana kategorisi şunlardır:
- Sert koklaşabilir taş kömürü (HCC)
- Yarı yumuşak koklaşabilir taş kömürü (SSCC)
- Pülverize kömür enjeksiyonu (PCI) kömür
Antrasit gibi sert koklaşan kömürler, yarı yumuşak koklaşabilir kömürlere göre daha iyi koklaşma özelliklerine sahiptir ve bu da daha yüksek bir fiyat elde etmelerine olanak tanır. Avustralya HCC, endüstri ölçütü olarak kabul edilmektedir.
PCI kömürü genellikle koklaşabilir taş kömürü olarak sınıflandırılmasa da, çelik üretim sürecinde hala bir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır ve bazı yüksek fırınlarda kok kömürünün yerini kısmen alabilir.
Kok Yapımı
Kok yapımı, kömürün yüksek sıcaklıklarda etkin bir şekilde karbonlaşmasıdır. Üretim normalde entegre bir çelik fabrikasının yakınında bulunan bir kok bataryasında gerçekleşir. Pilde, kok fırınları sıralar halinde istiflenir. Kömür fırınlara yüklenir ve oksijen yokluğunda 1.100 santigrat dereceye (2.000 derece Fahrenheit) kadar ısıtılır.
Oksijen olmadan kömür yanmaz. Bunun yerine erimeye başlar. Yüksek sıcaklıklar, hidrojen, oksijen, nitrojen ve sülfür gibi istenmeyen yabancı maddeleri uçucu hale getirir. Bu atık gazlar, yan ürün olarak toplanıp geri kazanılabilir veya bir ısı kaynağı olarak yakılabilir.
Soğutulduktan sonra kok, yüksek fırınlar tarafından kullanılacak kadar büyük gözenekli, kristalin karbon yığınları halinde katılaşır. Tüm süreç 12 ila 36 saat sürebilir.
İlk girdi kömüründe bulunan özellikler, üretilen kokun nihai kalitesini büyük ölçüde etkiler. Bağımsız kömür kalitelerinin güvenilir bir şekilde tedarik edilmemesi, günümüzde kok üreticilerinin çelik üreticilerine tutarlı bir ürün sunmak için genellikle 20'ye kadar farklı kömürden oluşan karışımları kullandığı anlamına gelir.
Bir metrik ton (1.000 kilogram) kok kömürü üretmek için yaklaşık 1.5 metrik ton metalürjik kömür gerekiyor.
Çelik Üretiminde Kok
Dünya çapında çelik üretiminin% 70'ini oluşturan temel oksijen fırınları (BOF), Demir cevheriçelik üretiminde besleme malzemesi olarak kok kömürü ve flakslar.
Yüksek fırın bu malzemelerle beslendikten sonra karışıma sıcak hava üflenir. Hava, kok kömürünün yanmasına neden olarak sıcaklıkları 1.700 santigrat dereceye çıkarır ve bu da safsızlıkları okside eder. İşlem, karbon içeriğini% 90 oranında azaltır ve sıcak metal olarak bilinen erimiş demir ile sonuçlanır.
Sıcak metal daha sonra yüksek fırından boşaltılır ve yeni çelik yapmak için hurda çelik ve kireçtaşının eklendiği BOF'a gönderilir. Farklı çelik kaliteleri üretmek için molibden, krom veya vanadyum gibi diğer elementler eklenebilir.
Ortalama olarak, bir metrik ton çelik üretmek için yaklaşık 630 kilogram kok kömürü gerekmektedir.
Yüksek fırın işleminde üretim verimliliği, kullanılan hammaddelerin kalitesine büyük ölçüde bağlıdır. Yüksek kaliteli kok ile beslenen bir yüksek fırın daha az kok ve eritken gerektirecektir. Yüksek kaliteli ürün kullanımı aslında üretim maliyetlerini düşürür ve daha iyi bir sıcak metal elde edilmesini sağlar.
2013 yılında, çelik endüstrisi tarafından tahmini 1,2 milyar metrik ton kömür kullanıldı. Çin, 2013 yılında yaklaşık 527 milyon mt'a mal olan dünyanın en büyük koklaşabilir taş kömürü üreticisi ve tüketicisidir. Bunu sırasıyla 158 milyon mt ve 78 milyon mt ile Avustralya ve Amerika Birleşik Devletleri izliyor.
Uluslararası koklaşabilir taş kömürü pazarı, şaşırtıcı olmayan bir şekilde, büyük ölçüde çelik endüstrisine bağımlıdır.
Başlıca üreticiler arasında BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American ve Rio Tinto bulunmaktadır.
Toplam deniz yoluyla yapılan metalürjik kömür ticaretinin% 90'ından fazlası Avustralya, Kanada ve ABD'den yapılan sevkiyatlardan kaynaklanmaktadır.
Kaynaklar
Valia, Hardarshan S. Yüksek Fırın Demir Üretimi için Kok Üretimi. Çelik fabrikası.
URL: www.steel.org
Dünya Kömür Enstitüsü. Kömür ve Çelik (2007).
URL: www.worldcoal.org