Tìm hiểu về than luyện kim

Than luyện kim, còn gọi là than cốc, được sử dụng để sản xuất than cốc, nguồn carbon chủ yếu được sử dụng trong sản xuất thép. Than là một loại đá trầm tích xảy ra tự nhiên được hình thành trong hàng triệu năm vì thực vật và các vật liệu hữu cơ khác bị chôn vùi và chịu các lực lượng địa chất. Nhiệt và áp suất gây ra những thay đổi về thể chất và hóa học tạo ra than giàu carbon.

Than luyện kim

Than luyện kim khác với than nhiệt, được sử dụng cho năng lượng và sưởi ấm, bởi hàm lượng cacbon và khả năng nung của nó.

Khả năng bốc lên là khả năng chuyển đổi than thành than cốc, dạng carbon tinh khiết có thể được sử dụng trong lò nung oxy cơ bản. Than bitum - thường được phân loại là loại luyện kim - nặng hơn và đen hơn, chứa nhiều cacbon hơn, ít độ ẩm và tro hơn than than hạng thấp.

Mức độ của than và khả năng bóc vỏ của nó được xác định bởi thứ hạng của than - một số đo của chất dễ bay hơi và mức độ biến chất - cũng như các tạp chất khoáng và khả năng của than tan, sưng lên và đông cứng lại khi đun nóng. Ba loại chính của than luyện kim là:

Than cốc cứng (HCC)

1. Than cốc bán mềm (SSCC)
2. Than chèn than (PCI) than
3. Các loại than cốc cứng như than antracite có đặc tính cốc tốt hơn so với than cốc bán mềm, cho phép chúng có thể thu được giá cao hơn. HCC Úc được coi là chuẩn công nghiệp.

Mặc dù than PCI thường không được phân loại như than cốc, nhưng nó vẫn được sử dụng như một nguồn năng lượng trong quá trình chế tạo thép và có thể thay thế một phần than cốc trong một số lò cao.

Coke Making

Làm than cốc có hiệu quả việc carbon hóa than ở nhiệt độ cao. Sản xuất thường diễn ra trong một pin than cốc nằm gần một nhà máy thép hợp nhất. Trong pin, lò nướng coke được xếp thành hàng. Than được nạp vào lò nung và sau đó đun nóng trong trường hợp không có oxy đến nhiệt độ khoảng 1100 ° C (2000 ° F).

Nếu không có oxy, than sẽ không cháy nhưng thay vào đó, sẽ bắt đầu tan chảy. Nhiệt độ cao làm bay hơi các tạp chất không mong muốn có trong than như hydro, oxy, nitơ và lưu huỳnh. Những khí thải này có thể được thu gom và thu hồi dưới dạng các sản phẩm phụ hoặc đốt cháy như là một nguồn nhiệt.

Sau khi làm mát, than cốc rắn chắc như những cục u của cácbon tinh thể xốp, tinh thể đủ lớn để được sử dụng bởi các lò cao. Toàn bộ quá trình có thể mất từ ​​12 đến 36 giờ.

Các tính chất vốn có của than đầu vào ban đầu rất nhiều ảnh hưởng đến chất lượng cuối cùng của than cốc được sản xuất. Việc thiếu nguồn cung cấp cá nhân đáng tin cậy cho phép các nhà sản xuất than cốc ngày nay thường sử dụng hỗn hợp của hai mươi than khác nhau để cung cấp cho các nhà sản xuất thép một sản phẩm nhất quán.

Cần khoảng 5 tấn than luyện kim để sản xuất 1 tấn coke.

Than cốc trong luyện thép

Các loại oxy oxy cơ bản (BOF), chiếm 70% sản lượng thép trên thế giới, yêu cầu quặng sắt, than cốc và chất lưu thông như là nguyên liệu thức ăn trong sản xuất thép.

Sau khi lò được cho ăn với các vật liệu này, không khí nóng được thổi vào hỗn hợp. Không khí làm cho than cốc đốt cháy, tăng nhiệt độ lên 1700 ° C, làm ô xy các tạp chất. Quá trình này làm giảm 90% lượng cacbon và kết quả là sắt nóng chảy được gọi là kim loại nóng.

Kim loại nóng sau đó được thoát ra từ lò cao và gửi đến BOF, nơi thép phế liệu và đá vôi được thêm vào để chế tạo thép mới. Các nguyên tố khác như molybden, chromium hoặc vanadium có thể được thêm vào để tạo ra các loại thép khác nhau.

Trung bình, cần khoảng 630 kg than cốc để sản xuất thép 1000 kg (1 tấn).

Hiệu suất sản xuất trong quy trình lò cao là phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của nguyên liệu được sử dụng. Một lò cao được cho ăn bằng than cốc chất lượng cao sẽ yêu cầu ít cốc và thông lượng, giảm chi phí sản xuất và kết quả là một kim loại nóng hơn.

Trong năm 2013, khoảng 1. 2 tỷ tấn than đã được ngành công nghiệp thép sử dụng. Trung Quốc là nước sản xuất và tiêu thụ than cốc lớn nhất thế giới, chiếm khoảng 527 triệu tấn vào năm 2013. Úc và Mỹ tiếp theo, lần lượt sản xuất 158 ​​và 78 triệu tấn.

Thị trường than cốc thế giới, không đáng ngạc nhiên, phụ thuộc nhiều vào ngành thép. Giá mỗi tấn than cốc tăng đều từ khoảng 40 đô la Mỹ năm 2000 lên trên 200 đô la Mỹ trong năm 2011, nhưng kể từ đó đã giảm.

Các nhà sản xuất chính bao gồm BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American và Rio Tinto.

Hơn 90 phần trăm tổng lượng mậu dịch của ngành luyện kim được tính bằng các chuyến hàng từ Úc, Canada và Hoa Kỳ.

Nguồn

Valia, Hardarshan S.

Sản xuất than cốc để chế tạo đồ mộc thổi

. Steelworks. URL: www. Thép. org Viện Than thế giới.
Than đá (2007)
. URL: www. worldcoal. org