Carbón metalúrgico
El carbón metalúrgico difiere del carbón térmico, que se utiliza para la energía y la calefacción, por su contenido de carbono y su capacidad de apelmazamiento.
La capacidad de apelotonamiento se refiere a la capacidad del carbón para convertirse en coque, una forma pura de carbono que puede usarse en hornos de oxígeno básicos. El carbón bituminoso, generalmente clasificado como grado metalúrgico, es más duro y más negro, y contiene más carbono y menos humedad y ceniza que los carbones de bajo rango.
El grado del carbón y su capacidad de apelmazamiento están determinados por el rango del carbón, una medida de la materia volátil y el grado de metamorfismo, así como por las impurezas minerales y la capacidad del carbón para fundirse, hincharse y resolidificarse cuando se calienta. Las tres categorías principales de carbón metalúrgico son:
- Carbones de coque duro (HCC)
- Carbón de coque semiblando (SSCC)
- Carbón de inyección de carbón pulverizado (PCI)
Los carbones coquizantes duros como la antracita tienen mejores propiedades de coquización que los carbones semi cocidos, lo que les permite obtener un precio más alto. El HCC australiano se considera como el punto de referencia de la industria.
Aunque el carbón PCI no se clasifica a menudo como carbón de coque, todavía se utiliza como fuente de energía en el proceso de fabricación de acero y puede reemplazar parcialmente el coque en algunos altos hornos.
Fabricación de coque
La fabricación de coque es efectivamente la carbonización del carbón a altas temperaturas. La producción normalmente tiene lugar en una batería de coque ubicada cerca de una acería integrada. En la batería, los hornos de coque se apilan en filas. El carbón se carga en los hornos y luego se calienta en ausencia de oxígeno hasta temperaturas de alrededor de 1100 ° C (2000 ° F).
Sin oxígeno, el carbón no arde, sino que comienza a derretirse. Las altas temperaturas volatilizan las impurezas no deseadas presentes en el carbón, como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y el azufre. Estos gases pueden recogerse y recuperarse como subproductos o pueden quemarse como fuente de calor.
Después de enfriar, el coque se solidifica como trozos de carbono cristalino poroso lo suficientemente grande como para ser utilizado por altos hornos. Todo el proceso puede tomar entre 12 y 36 horas.
Las propiedades inherentes al carbón de entrada inicial influyen en gran medida en la calidad final del coque producido. La falta de suministro confiable de grados de carbón individuales significa que los productores de coque de hoy en día a menudo usan mezclas de hasta 20 carbones diferentes para ofrecer a los productores de acero un producto consistente.
Se requieren aproximadamente 1,5 toneladas de carbón metalúrgico para producir 1 tonelada de coque.
Coque en la fabricación de acero
Los hornos de oxígeno básicos (BOF), que representan el 70 por ciento de la producción de acero en todo el mundo, requieren mineral de hierro , coque y fundentes como material de alimentación en la producción de acero.
Después de que el alto horno se alimenta con estos materiales, se sopla aire caliente en la mezcla. El aire hace que el coque se queme, elevando las temperaturas a 1700 ° C, lo que oxida las impurezas. El proceso reduce el contenido de carbono en un 90 por ciento y da como resultado un hierro fundido conocido como metal caliente.
El metal caliente es luego drenado del alto horno y enviado al BOF donde se agregan chatarra de acero y piedra caliza para fabricar acero nuevo. Se pueden agregar otros elementos, como molibdeno , cromo o vanadio, para producir diferentes grados de acero .
En promedio, se requieren aproximadamente 630 kilogramos de coque para producir 1000 kilogramos (1 tonelada) de acero.
La eficiencia de producción en el proceso de alto horno depende en gran medida de la calidad de las materias primas utilizadas. Un alto horno alimentado con coque de alta calidad requerirá menos coque y fundente, reduciendo los costos de producción y resultando en un mejor metal caliente.
En 2013, la industria siderúrgica utilizó aproximadamente 1.200 millones de toneladas de carbón. China es el mayor productor y consumidor de carbón coquizable del mundo, con cerca de 527 millones de toneladas en 2013. Siguen Australia y los Estados Unidos, produciendo 158 y 78 millones de toneladas, respectivamente.
El mercado internacional del carbón coquizable, como es lógico, depende en gran medida de la industria siderúrgica. El precio por tonelada de carbón de coque creció constantemente, de aproximadamente US $ 40 en 2000 a más de US $ 200 en 2011, pero desde entonces ha disminuido.
Los principales productores incluyen BHP Billiton , Teck, Xstrata, Anglo American y Rio Tinto.
Más del 90 por ciento del comercio marítimo total de carbón metalúrgico corresponde a envíos de Australia, Canadá y los EE. UU.
> Fuentes
> Valia, Hardarshan S. Coke Producción para la fundición de alto horno . Acería.
URL: www.steel.org
World Coal Institute. Carbón y acero (2007) .
URL: www.worldcoal.org