ถ่านหินทางโลหิตวิทยา
ถ่านหินที่เป็นโลหะมีความแตกต่างจากถ่านหินความร้อนซึ่งใช้สำหรับพลังงานและความร้อนโดยมีปริมาณคาร์บอนและความสามารถในการแข็งตัวของเหล็ก
ความสามารถในการบดหมายถึงความสามารถในการเปลี่ยนถ่านหินเป็นโค้กเป็นรูปแบบคาร์บอนบริสุทธิ์ที่สามารถนำมาใช้ในเตาเผาออกซิเจนพื้นฐานได้ ถ่านหินบิทูมินัส - โดยทั่วไปจัดเป็นเกรดโลหะ - หนักและสีดำและมีคาร์บอนน้อยกว่าและมีความชื้นและเถ้าน้อยกว่าถ่านหินที่มีระดับต่ำ
เกรดของถ่านหินและความสามารถในการแข็งตัวของถ่านหินจะพิจารณาจากอันดับของถ่านหินซึ่งเป็นตัวชี้วัดเรื่องความผันผวนและระดับความแปรปรวน - รวมทั้งสิ่งสกปรกจากแร่ธาตุและความสามารถในการละลายของถ่านหินจะพองตัวและแข็งตัวเมื่อถูกความร้อน สามประเภทหลักของถ่านหินโลหะคือ:
- ถ่านโค้กแข็ง (HCC)
- ถ่านอ่อนกึ่งนุ่ม (SSC)
- ถ่านหินอัดเม็ด (PCI) ถ่านหิน
ถ่านโค้กแข็งเช่นถ่านกัมมันต์มีคุณสมบัติในการทำปฏิกิริยาที่ดีกว่าถ่านโค้กถ่านหินกึ่งนุ่มซึ่งช่วยให้สามารถสะสมราคาที่สูงขึ้นได้ ออสเตรเลีย HCC ถือได้ว่าเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม
แม้ว่าถ่านหิน PCI จะไม่ถูกจำแนกเป็นถ่านหิน แต่ก็ยังคงใช้เป็นแหล่งพลังงานในกระบวนการผลิตเหล็กและสามารถเปลี่ยนถ่านโค้กในเตาหลอมบางส่วนได้
การทำโค้ก
การผลิตถ่านโค้กทำให้คาร์บอนไดออกไซด์ของถ่านหินมีประสิทธิภาพในอุณหภูมิสูง การผลิตโดยปกติจะเกิดขึ้นในแบตเตอรี่โค้กที่ตั้งอยู่ใกล้กับโรงถลุง เหล็ก แบบรวม ในแบตเตอรี่เตาอบโค้กจะเรียงซ้อนกันเป็นแถว ถ่านหินถูกบรรจุลงในเตาอบแล้วให้ความร้อนในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนถึงอุณหภูมิประมาณ 1100 ° C (2000 ° F)
หากไม่มีออกซิเจนถ่านหินจะไม่เผาผลาญ แต่ละลายจะเริ่มละลาย อุณหภูมิสูงผุพังสิ่งสกปรกที่ไม่พึงประสงค์ที่มีอยู่ในถ่านหินเช่นไฮโดรเจนออกซิเจนไนโตรเจนและกำมะถัน แก๊สเหล่านี้สามารถเก็บและกู้คืนเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้หรือถูกเผาเป็นแหล่งความร้อน
หลังจากระบายความร้อนโค้กจะแข็งตัวเป็นก้อนของพอลิพรุนคาร์บอนที่มีขนาดใหญ่พอที่จะใช้กับเตาหลอมระเบิดได้ กระบวนการทั้งหมดอาจใช้เวลาระหว่าง 12 ถึง 36 ชั่วโมง
คุณสมบัติที่มีอยู่ในถ่านหินอินพุตเริ่มแรกมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพของโค้ก การขาดการจัดหาเกรดถ่านหินที่เชื่อถือได้หมายความว่าผู้ผลิตโค้กวันนี้มักใช้ส่วนผสมของถ่านหินถึงยี่สิบถ่านหินเพื่อให้ผู้ผลิตเหล็กเป็นผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกัน
ต้องใช้ถ่านหินประมาณ 1.5 ตันในการผลิตโค้ก 1 ตัน
โค้กในการผลิตเหล็ก
เตาหลอมออกซิเจนขั้นพื้นฐาน (BOF) ซึ่งเป็นสัดส่วนร้อยละ 70 ของการผลิตเหล็กทั่วโลกต้องใช้ แร่เหล็ก โค้กและฟลักซ์เป็นวัตถุดิบในการผลิตเหล็ก
หลังจากเตาหลอมลุกเป็นเชื้อเพลิงด้วยวัสดุเหล่านี้อากาศร้อนจะถูกเป่าลงในส่วนผสม อากาศทำให้โค้กเผาผลาญอุณหภูมิสูงถึง 1700 องศาเซลเซียส กระบวนการนี้จะลดปริมาณคาร์บอนลงร้อยละ 90 และทำให้ เหล็กหล่อ เป็นที่รู้จักว่าเป็นโลหะร้อน
จากนั้นโลหะร้อนจะถูกระบายออกจากเตาหลอมและส่งไปยัง BOF ซึ่งมีเศษเหล็กและหินปูนเพิ่มขึ้นเพื่อผลิตเหล็กใหม่ สามารถเพิ่มองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น โมลิบดีนัม โครเมียม หรือวาเนเดียมในการผลิต เหล็กเกรด ต่างๆ
โดยเฉลี่ยต้องใช้เหล็กโค้กประมาณ 630 กิโลกรัมเพื่อผลิตเหล็ก 1,000 กิโลกรัม (1 ตัน)
ประสิทธิภาพการผลิตในขั้นตอนของเตาเผาไหม้สูงขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัตถุดิบที่ใช้ เตาเผาที่อัดแน่นด้วยโค้กที่มีคุณภาพสูงจะต้องใช้โค้กและฟลักซ์ที่ลดลงลดต้นทุนการผลิตและทำให้โลหะร้อนขึ้น
ในปี พ.ศ. 2556 อุตสาหกรรมเหล็กกล้าได้ใช้ถ่านหินประมาณ 1.2 พันล้านตัน ประเทศจีนเป็นประเทศผู้ผลิตและผู้บริโภคถ่านหินชั้นนำของโลกซึ่งคิดเป็นประมาณ 527 ล้านตันในปี 2556 ออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกามียอดการผลิต 158 ล้านตันและ 78 ล้านตันตามลำดับ
ตลาดถ่านหินชั้นนำของโลกไม่แปลกใจที่ขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรมเหล็กเป็นอย่างมาก ราคาต่อตันของถ่านโค้กเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากประมาณ 40 เหรียญสหรัฐในปี 2000 เป็นกว่า 200 เหรียญสหรัฐในปี 2554 แต่นับ แต่นั้นเป็นต้นมา
ผู้ผลิตรายใหญ่ ได้แก่ BHP Billiton , Teck, Xstrata, Anglo American และ Rio Tinto
กว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของการค้าขายทางทะเลทั้งหมดที่ทำจากโลหะมีสัดส่วนโดยการขนส่งจากออสเตรเลียแคนาดาและสหรัฐอเมริกา
> แหล่งที่มา
> Valia, Hardarshan S. การผลิต Coke สำหรับการผลิตเหล็กหล่อสำหรับเตาหลอมระเบิด โรงงานเหล็กกล้า
URL: www.steel.org
สถาบันถ่านหินโลก ถ่านหินและเหล็กกล้า (2007)
URL: www.worldcoal.org