تعرف على الفحم المعدني

يستخدم الفحم المعدني، المعروف أيضا باسم فحم الكوك، لإنتاج فحم الكوك، وهو المصدر الرئيسي للكربون المستخدم في صناعة الصلب. الفحم هو صخور رسوبية تحدث بشكل طبيعي تشكلت على مدى ملايين السنين كما النباتات ودفن المواد العضوية الأخرى دفن وتعرضت للقوى الجيولوجية. الحرارة والضغط تسبب التغيرات الفيزيائية والكيميائية التي تؤدي إلى الفحم الغنية بالكربون.

الفحم المعدني

يختلف الفحم المعدني عن الفحم الحراري، الذي يستخدم للطاقة والتدفئة، من خلال محتوى الكربون وقدرته على التكتل.

القدرة على التكتل تشير إلى قدرة الفحم على تحويلها إلى فحم الكوك، وهو شكل نقي من الكربون يمكن استخدامه في أفران الأكسجين الأساسية. فالفحم البيتوميني - المصنف عموما كصف المعادن - هو أصعب وأسود، ويحتوي على كميات أكبر من الكربون وأقل رطوبة ورماد من الفحم منخفض الرتبة.

يتم تحديد درجة الفحم وقدرته على التكتل من خلال رتبة الفحم - وهو مقياس للمادة المتطايرة ودرجة التحول - وكذلك الشوائب المعدنية وقدرة الفحم على الذوبان، ريسوليديفي عندما تسخينها. الفئات الرئيسية الثلاث للفحم المعدني هي:

فحم الكوك الصلب (هك)
فحم الكوك شبه الناعم (سك)
فحم الفحم المسحوق (يسي)

فحم الكوك الصلب مثل أنثراسايت لديهم خصائص الكوك أفضل من شبه لينة الكوك الفحم، مما يسمح لهم للحصول على أعلى سعر. ويعتبر هك الاسترالي معيارا الصناعة.

في حين أن الفحم يسي لا تصنف في كثير من الأحيان على أنها فحم الكوك، فإنه لا يزال يستخدم كمصدر للطاقة في عملية صناعة الصلب ويمكن أن تحل جزئيا محل فحم الكوك في بعض الأفران الانفجار.

فحم الكوك صنع

فحم الكوك صنع هو على نحو فعال كربنة الفحم في درجات حرارة عالية. وعادة ما يحدث الإنتاج في بطارية فحم الكوك تقع بالقرب من مطحنة فولاذية متكاملة. في البطارية، يتم تكديس أفران فحم الكوك في الصفوف. يتم تحميل الفحم في الأفران ثم يسخن في غياب الأكسجين حتى درجات حرارة حوالي 1100 درجة مئوية (2000 درجة فهرنهايت).

دون الأكسجين، الفحم لا يحرق ولكن بدلا من ذلك، يبدأ في الذوبان. درجات الحرارة العالية تطاير الشوائب غير المرغوب فيها الموجودة في الفحم، مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت. ويمكن تجميع هذه الغازات المنبعثة واستخلاصها كمنتجات ثانوية أو حرقها كمصدر للحرارة.

بعد التبريد، يتصاق فحم الكوك ككتل من الكريات البلورية المسامية التي يمكن استخدامها من قبل أفران الصهر. يمكن أن تستغرق العملية بأكملها ما بين 12 و 36 ساعة.

خصائص المتأصلة في المدخلات الأولية الفحم تؤثر بشكل كبير على الجودة النهائية للفحم الكوك المنتجة. ويعني الافتقار إلى الإمداد الموثوق به لفرادى فحم الفحم أن صانعي فحم الكوك اليوم يستخدمون في كثير من الأحيان خليط من ما يصل إلى عشرين نوعا مختلفا من الفحم من أجل تقديم منتج ثابت للصلب.

ما يقرب من 1. 5 طن من الفحم المعدني مطلوب لإنتاج 1 طن من فحم الكوك.

فحم الكوك في صناعة الفولاذ

تتطلب أفران الأكسجين الأساسية (بوف)، التي تشكل 70 في المائة من إنتاج الصلب في جميع أنحاء العالم، خام الحديد وفحم الكوك والتدفقات كمواد تغذية في إنتاج الصلب.

بعد أن يتم تغذية فرن الصهر بهذه المواد، يتم نفخ الهواء الساخن في الخليط. الهواء يسبب فحم الكوك لحرق، ورفع درجات الحرارة إلى 1700 درجة مئوية، والتي تتأكسد الشوائب. وتقلل هذه العملية من محتوى الكربون بنسبة 90 في المائة وتؤدي إلى الحديد المنصهر المعروف بالمعدن الساخن.

ثم يتم تصريف المعدن الساخن من الفرن العالي وإرساله إلى بوف حيث يتم إضافة الصلب الخردة والحجر الجيري لجعل الصلب الجديد. ويمكن إضافة عناصر أخرى، مثل الموليبدينوم والكروم والفاناديوم لإنتاج درجات مختلفة من الفولاذ.

في المتوسط، يطلب من حوالي 630 كيلوغراما من فحم الكوك إنتاج 1000 كيلوغرام (1 طن) من الفولاذ.

كفاءة الإنتاج في عملية الفرن العالي تعتمد اعتمادا كبيرا على نوعية المواد الخام المستخدمة. ففرن الصهر الذي يتغذى على فحم الكوك عالي الجودة سيتطلب فحم الكوك وتدفق أقل، ويخفض تكاليف الإنتاج ويؤدي إلى معدن ساخن ساخن.

في عام 2013، تم استخدام ما يقدر بنحو 1. 2 مليار طن من الفحم من قبل صناعة الصلب. وتعد الصين أكبر منتج ومستهلك لفحم الكوك في العالم، إذ تبلغ نحو 527 مليون طن في عام 2013. وتتبع أستراليا والولايات المتحدة إنتاجهما 158 و 78 مليون طن على التوالي.

السوق الدولية لفحم الكوك، وليس من المستغرب، تعتمد اعتمادا كبيرا على صناعة الصلب. وازداد سعر الطن من فحم الكوك بشكل مطرد من حوالي 40 دولارا أمريكيا في عام 2000 إلى أكثر من 200 دولار أمريكي في عام 2011، ولكنه انخفض منذ ذلك الحين.

وتشمل المنتجات الرئيسية بب بيليتون، تيك، اكستراتا، انجلو امريكان وريو تينتو.

أكثر من 90 في المئة من إجمالي التجارة البحرية البحرية للفحم المعدني يتم حسابها عن طريق شحنات من أستراليا وكندا والولايات المتحدة.

مصادر

فاليا، هاردارشان S. فحم الكوك إنتاج ل فرن الانفجار إيرونماكينغ . مصانع الصلب.
ورل: ووو. صلب. أورغ
وورد كوال إنستيتيوت. الفحم والصلب (2007) .
ورل: ووو. worldcoal. غزاله