Metalurški premog, znan tudi kot koksni premog, se uporablja za proizvodnjo koksa, primarnega vira ogljika uporablja se v jeklarstvu. Premog je naravno prisotna sedimentna kamnina, ki je nastajala milijone let, ko so rastline in drugi organski materiali pokopani in izpostavljeni geološkim silam. Toplota in pritisk povzročata fizikalne in kemijske spremembe, ki povzročajo premog, bogat z ogljikom.
Metalurški premog
Metalurški premog se od termičnega premoga, ki se uporablja za energijo in ogrevanje, razlikuje po vsebnosti ogljika in sposobnosti strjevanja. Utrditev se nanaša na sposobnost premoga, da se pretvori v koks, čisto obliko ogljika, ki se lahko uporablja v osnovnih kisikovih pečeh. Bitumenski premog, ki je običajno razvrščen kot metalurški razred, je trši in črnejši. Vsebuje več ogljika ter manj vlage in pepela kot premog nizkega ranga.
Stopnja premoga in njegova sposobnost strjevanja je odvisna od stopnje premoga - mere hlapne snovi in stopnje metamorfizma - pa tudi mineralne nečistoče in sposobnost premoga, da se stopi, nabrekne in strdi, ko ogrevana. Tri glavne kategorije metalurškega premoga so:
- Premog za trdo koksiranje (HCC)
- Polmehko koksanje (SSCC)
- Premog za vbrizgavanje prahu (PCI)
Trdi koksni premog, kot je antracit, ima boljše koksne lastnosti kot polmehki koksni premog, kar jim omogoča višjo ceno. Avstralski HCC velja za industrijsko merilo.
Čeprav PCI premog ni pogosto razvrščen kot koksni premog, se še vedno uporablja kot vir energije v postopku jeklarstva in lahko delno nadomesti koks v nekaterih plavžih.
Izdelava koksa
Izdelava koksa je učinkovito karbonizacija premoga pri visokih temperaturah. Proizvodnja običajno poteka v koksni bateriji, ki se nahaja v bližini integrirane jeklarne. V bateriji so koksarniške peči zložene v vrste. Premog se natoči v pečice in segreje v odsotnosti kisika do temperature okoli 1100 stopinj Celzija (2000 stopinj Celzija).
Brez kisika premog ne gori. Namesto tega se začne topiti. Visoke temperature hlapijo neželene nečistoče, kot so vodik, kisik, dušik in žveplo. Ti odpadni plini se lahko zbirajo in predelajo kot stranski proizvodi ali pa sežgejo kot vir toplote.
Po hlajenju se koks strdi kot kepe poroznega, kristalnega ogljika, ki je dovolj velik, da ga lahko uporabljajo plavži. Celoten postopek lahko traja od 12 do 36 ur.
Lastnosti prvotnega vhodnega premoga močno vplivajo na končno kakovost proizvedenega koksa. Pomanjkanje zanesljive oskrbe s posameznimi vrstami premoga pomeni, da proizvajalci koksa danes pogosto uporabljajo mešanice do 20 različnih premogov, da proizvajalcem jekla ponudijo skladen izdelek.
Za proizvodnjo ene metrične tone (1.000 kilogramov) koksa je potrebnih približno 1,5 tone metalurškega premoga.
Koks v jeklarstvu
Zahtevajo osnovne kisikove peči (BOF), ki predstavljajo 70% svetovne proizvodnje jekla železove rude, koks in tokovi kot posamična krma pri proizvodnji jekla.
Po dovajanju plavža s temi materiali se v mešanico vpiha vroč zrak. Zrak povzroči, da koks gori, temperatura se dvigne na 1700 stopinj Celzija, kar oksidira nečistoče. Postopek zmanjša vsebnost ogljika za 90% in povzroči staljeno železo, znano kot vroča kovina.
Nato se vroča kovina odcedi iz plavža in pošlje v BOF, kjer se za staro jeklo doda ostanki jekla in apnenec. Za proizvodnjo različnih vrst jekla lahko dodamo druge elemente, kot so molibden, krom ali vanadij.
Za izdelavo ene metrične tone jekla je v povprečju potrebnih približno 630 kilogramov koksa.
Učinkovitost proizvodnje v plavžu je močno odvisna od kakovosti uporabljenih surovin. Plavž, ki se napaja z visokokakovostnim koksom, bo zahteval manj koksa in toka. Uporaba visokokakovostnih izdelkov dejansko zniža proizvodne stroške in povzroči boljšo vročo kovino.
Leta 2013 je jeklarska industrija porabila približno 1,2 milijarde ton premoga. Kitajska je največja svetovna proizvajalka in porabnica koksnega premoga, saj je leta 2013 ustvarila približno 527 milijonov ton. Sledijo Avstralija in ZDA, ki proizvedejo 158 milijonov oziroma 78 milijonov ton.
Ni presenetljivo, da je mednarodni trg za koksanje premoga močno odvisen od jeklarske industrije.
Med glavnimi proizvajalci so BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American in Rio Tinto.
Več kot 90% celotne prometa z metalurškim premogom po morju predstavljajo pošiljke iz Avstralije, Kanade in ZDA.
Viri
Valia, Hardarshan S. Proizvodnja koksa za pridobivanje železa v plavžih. Jeklarna.
URL: www.steel.org
Svetovni inštitut za premog. Premog in jeklo (2007).
URL: www.worldcoal.org