Erlernen Sie über metallurgical Kohle

Metallurgische Kohle, auch Kokskohle genannt, wird zur Herstellung von Koks, der primären Kohlenstoffquelle für die Stahlerzeugung, verwendet. Kohle ist ein natürlich vorkommendes Sedimentgestein, das sich über Millionen von Jahren gebildet hat, da Pflanzen und andere organische Materialien begraben und geologischen Kräften ausgesetzt sind. Hitze und Druck verursachen physikalische und chemische Veränderungen, die zu kohlenstoffreicher Kohle führen.

Metallurgische Kohle

Metallurgische Kohle unterscheidet sich von der thermischen Kohle, die für Energie und Heizung verwendet wird, durch ihren Kohlenstoffgehalt und ihre Anbackungsfähigkeit.

Die Backfähigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit der Kohle, in Koks umgewandelt zu werden, eine reine Form von Kohlenstoff, die in Sauerstoff-Grundöfen verwendet werden kann. Steinkohle - im Allgemeinen als metallurgische Sorte klassifiziert - ist härter und schwärzer und enthält mehr Kohlenstoff und weniger Feuchtigkeit und Asche als Kohlen mit niedrigem Gehalt.

Die Kohlensorte und ihre Anbackungsfähigkeit werden durch den Kohlestatus bestimmt - ein Maß für flüchtige Stoffe und Metamorphose - sowie für mineralische Verunreinigungen und die Fähigkeit der Kohle, zu schmelzen, zu quellen und sich beim Erwärmen wieder verfestigen. Die drei Hauptkategorien der metallurgischen Kohle sind:

1. Hartkoks (HCC)
2. Halbweichkoks (SSCC)
3. Kohlenstaub (PCI) Kohle

Harte Kokskohlen wie Anthrazit haben bessere Verkokungseigenschaften als halbweiche Kokskohlen, wodurch sie einen höheren Preis erzielen können. Das australische HCC gilt als Branchenstandard.

Während PCI-Kohle nicht oft als Kokskohle klassifiziert wird, wird sie immer noch als Energiequelle im Stahlherstellungsprozess eingesetzt und kann Koks in einigen Hochöfen teilweise ersetzen.

Koksherstellung

Koksherstellung ist effektiv die Carbonisierung von Kohle bei hohen Temperaturen. Die Produktion erfolgt normalerweise in einer Koksbatterie in der Nähe eines integrierten Stahlwerks. In der Batterie sind Koksöfen in Reihen gestapelt. Kohle wird in die Öfen geladen und dann in Abwesenheit von Sauerstoff auf Temperaturen um 1100ºC (2000ºF) erhitzt.

Ohne Sauerstoff verbrennt die Kohle nicht, sondern beginnt zu schmelzen. Die hohen Temperaturen verflüchtigen unerwünschte Verunreinigungen, die in der Kohle vorhanden sind, wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel. Diese Abgase können entweder gesammelt und als Nebenprodukte gewonnen oder als Wärmequelle verbrannt werden.

Nach dem Abkühlen verfestigt sich der Koks als Klumpen von porösem, kristallinem Kohlenstoff, der groß genug ist, um von Hochöfen verwendet zu werden. Der gesamte Prozess kann zwischen 12 und 36 Stunden dauern.

Eigenschaften, die der anfänglichen Input-Kohle eigen sind, beeinflussen in hohem Maße die endgültige Qualität des produzierten Kokses. Mangelnde zuverlässige Versorgung mit einzelnen Kohlesorten bedeutet, dass die Kokshersteller heute oft Mischungen aus bis zu zwanzig verschiedenen Kohlen verwenden, um Stahlerzeugern ein konsistentes Produkt anzubieten.

Für die Herstellung von 1 Tonne Koks sind etwa 1,5 Tonnen metallurgische Kohle erforderlich.

Koks in der Stahlerzeugung

Sauerstoff-Grundöfen (BOF), die weltweit 70 Prozent der Stahlproduktion ausmachen, benötigen Eisenerz, Koks und Flussmittel als Ausgangsmaterial für die Stahlproduktion.

Nachdem der Hochofen mit diesen Materialien beschickt wurde, wird heiße Luft in die Mischung geblasen. Luft bewirkt, dass der Koks verbrennt, und erhöht die Temperaturen auf 1700 ° C, wodurch Verunreinigungen oxidiert werden. Das Verfahren reduziert den Kohlenstoffgehalt um 90 Prozent und führt zu einem geschmolzenen Eisen, das als heißes Metall bekannt ist.

Das heiße Metall wird dann aus dem Hochofen entwässert und zum BOF geschickt, wo Stahlschrott und Kalkstein hinzugefügt werden, um neuen Stahl herzustellen. Andere Elemente wie Molybdän, Chrom oder Vanadium können hinzugefügt werden, um verschiedene Stahlsorten herzustellen.

Durchschnittlich werden 630 Kilogramm Koks benötigt, um 1000 Kilogramm (1 Tonne) Stahl zu produzieren.

Die Produktionseffizienz im Hochofenprozess hängt stark von der Qualität der verwendeten Rohstoffe ab. Ein mit hochwertigem Koks gespeister Hochofen erfordert weniger Koks und Flussmittel, senkt die Produktionskosten und führt zu einem besseren Roheisen.

Im Jahr 2013 wurden schätzungsweise 1,2 Milliarden Tonnen Kohle von der Stahlindustrie genutzt. China ist der größte Produzent und Konsument von Kokskohle in der Welt und machte 2013 etwa 527 Millionen Tonnen aus. Australien und die USA folgen mit 158 ​​bzw. 78 Millionen Tonnen.

Der internationale Markt für Kokskohle ist nicht überraschend stark von der Stahlindustrie abhängig. Der Preis pro Tonne Kokskohle wuchs stetig von rund 40 US-Dollar im Jahr 2000 auf über 200 US-Dollar im Jahr 2011, ist aber seither gesunken.

Zu ​​den wichtigsten Produzenten zählen BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American und Rio Tinto.

Über 90 Prozent des gesamten Seehandels mit metallurgischer Kohle entfällt auf Sendungen aus Australien, Kanada und den USA.

Quellen

Valia, Hardarshan S. Koksproduktion für die Hochofenherstellung . Stahlwerk.
URL: www. stehlen. org
Weltkohleinstitut. Kohle und Stahl (2007) .
URL: www. Weltkohle. org