Than luyện cốc là gì và nó được sử dụng ở đâu

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Giá dầu tăng và việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế không chỉ dẫn đến sự phát triển của các công nghệ mới, mà còn thu hút sự chú ý đến một nguyên liệu thô khác, không kém phần hữu ích - than đá. Quan trọng nhất đối với ngành công nghiệp là than luyện cốc. Giá trị của nó là gì và nơi khai thác được mô tả trong bài viết này.

Than cốc là gì

Đây là than cứng, từ đó thu được than cốc có độ bền và kích thước nhất định trong điều kiện luyện cốc. Nó có giá trị lớn đối với ngành công nghiệp và có nhu cầu tích cực trong nhiều ngành công nghiệp. Do đó, than luyện cốc được sử dụng làm nhiên liệu chính trong sản xuất thép và năng lượng.

Than cốc khác với các loại than bitum khác ở khả năng chuyển sang trạng thái dẻo và nung chảy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao mà không có oxy.

Thành phần của than cốc

Than luyện cốc ở dạng cô đặc và không khai báo có đặc điểm là hàm lượng tro thấp (dưới 10%), hàm lượng các thành phần dễ bay hơi (từ 15 đến 37%) và lưu huỳnh thấp(dưới 3,5%). So với các loại than khác, than cốc có nhiệt độ cháy cao và có đặc điểm là hàm lượng tạp chất thấp hơn. Tỷ lệ các chất cấu thành trong các mỏ than khác nhau có thể khác nhau đôi chút. Điều này rất quan trọng cần tính đến trong quá trình luyện cốc. Vì vậy, trước khi chế biến than, thành phần, khả năng luyện cốc, khả năng đóng hộp và các chỉ tiêu khác nhất thiết phải được xác định. Trên lãnh thổ của không gian hậu Xô Viết, các loại than sau đây được sử dụng để luyện cốc:

• K - than cốc.
• F - chất béo.
• G - khí.
• OS - thiêu kết tinh gọn.
• SS - đóng băng cao.

Quy trình luyện cốc

Coke là quy trình công nghệ biến than thành than cốc. Nó bao gồm một số giai đoạn. Ở giai đoạn đầu, than được chuẩn bị để luyện cốc. Than khai thác được nghiền nhỏ và tạo thành hỗn hợp đặc biệt - nạp. Bước tiếp theo là luyện cốc. Quá trình này diễn ra trong các khoang đặc biệt của lò luyện cốc bằng cách sử dụng khí đốt. Hỗn hợp đã chuẩn bị được đặt trong lò trong 15 giờ, ở đây nhiệt độ được nâng lên 1000ºС. Kết quả của quá trình này là một “bánh coke.”

Công nghệ luyện cốc đã thay đổi đáng kể trong suốt thế kỷ XX, cho phép phát triển các mỏ than mới.

Theo ước tính, khoảng 10% sản lượng than cứng của thế giới là luyện cốc. Thực tế này khẳng định nhu cầu cao của ngành luyện cốcthan.

Sự khác biệt giữa luyện cốc và than nhiệt

Giá trị lớn nhất của ngành công nghiệp là do than cốc, được sử dụng làm nhiên liệu chế biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp của nền kinh tế quốc dân. Ví dụ, đối với luyện sắt. Đặc điểm chính để phân biệt than luyện cốc với than điện là sự hiện diện của a vitren. Đây là thành phần tro của than, được hình thành do quá trình phân hủy của thực vật trong điều kiện thiếu oxy. Các đặc tính của vitren bao gồm khả năng nóng chảy và thiêu kết dưới tác động của nhiệt độ cao. Do đó, các vi hạt than kết dính với nhau thành một khối đặc. Nồng độ vitren càng lớn thì chất lượng luyện cốc của loại than đó càng cao.

Lượng lớn nhất các chất dễ chảy được chứa trong các loại than như: than cốc, khí đốt, chất béo, mỡ đóng cục và mỡ cốc.

Cấp than

Trong tự nhiên, có nhiều loại than khác nhau về thành phần kỹ thuật, hiệu suất thiêu kết và các thành phần dễ bay hơi. Chỉ có một số loại than thích hợp để luyện cốc. Nhưng không phải tất cả chúng đều thích hợp để thiêu kết ở dạng nguyên chất. Đôi khi một số thành phần cần được thêm vào. Vì vậy, có các cấp than cốc sau:

1. K - than cốc. Khi luyện cốc nhãn hiệu than này ở dạng nguyên chất, sẽ thu được cốc luyện kim tiêu chuẩn. Để có được than chất lượng cao nhất, các cấp khác được thêm vào - đậm hoặckhí.
2. KZh - mỡ cốc. Nó có khả năng luyện cốc tốt nhất, nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất than cốc mà không cần thêm các loại than khác. Thành phần của than mỡ luyện cốc có chứa tới 30% thành phần dễ bay hơi. Phản xạ Vitren - 1,3%. Độ dày của lớp nhựa là 18 mm. Không thay đổi chất lượng than cốc, được phép thêm tới 20% CS, OS và KO vào nhãn hiệu này.
3. KO - than cốc nạc. Độ dày của lớp là 10-12 mm, phản xạ vitren lên đến 1%. Theo quy định, nhãn hiệu này không được sử dụng riêng lẻ mà chỉ kết hợp với than ZhK và GZh.
4. KSN - than cốc biến chất thấp đóng cục thấp. Trong quá trình thiêu kết, loại than này tạo ra than cốc có thể rửa được với độ bền thấp, vì vậy nó chủ yếu được sử dụng để thiêu kết với các loại khác hoặc sản xuất khí tổng hợp.
5. KS - than cốc đóng cục thấp. Độ dày của lớp nhựa lên đến 9 mm. Đặc trưng bởi sự thiêu kết thấp. KS cấp than được các doanh nghiệp luyện cốc sử dụng như một thành phần tinh gọn. Nó cũng được sử dụng trong một số lĩnh vực sản xuất để đốt phân lớp.
6. GK - luyện cốc bằng khí. Khi luyện cốc, than cốc được nung chảy tốt, nhưng có độ bền cơ học thấp. Sản phẩm thiêu kết dễ dàng chia thành các phần nhỏ. Thông thường, than khí được sử dụng trong hỗn hợp với các loại than cốc khác.

Các cấp than cốc sau đây được coi là tốt nhất cho quá trình thiêu kết: béo, hơi đóng cục, khí, nung kết nạc và than cốc ở dạng nguyên chất. Chúng chứa ít tạp chất nhất và có hàm lượngđộ dẻo.

Khu vực ứng dụng

Mục đích chính của than cốc là nhiên liệu công nghiệp. Trong quá trình đốt, than cốc giải phóng một lượng lớn nhiệt năng. Vì vậy, nhiệt độ bốc cháy của nhiên liệu này là 470ºС. Nhưng đốt cháy không phải là cách duy nhất để chiết xuất các đặc tính hữu ích từ hóa thạch này. Có nhiều ngành khác trong nền kinh tế quốc dân sử dụng than cốc một cách hiệu quả. Việc sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên này trong các quy trình công nghiệp có thể thu được chì, molypden, kẽm, germani, lưu huỳnh, gali và các nguyên tố hóa học khác từ nó. Chất thải từ ngành công nghiệp than cũng có các ứng dụng công nghiệp. Vì vậy, chúng được chế biến thành vật liệu chịu lửa và mài mòn. Vật liệu xây dựng cũng được sản xuất từ chất thải.

Tổng cộng, hơn 300 loại sản phẩm được làm từ nhiên liệu đá. Than được sử dụng làm nguyên liệu chính để sản xuất các nguyên tố cấu trúc cacbon-graphit, axit nitric cao, được sử dụng trong phân bón. Các chất được giải phóng trong quá trình luyện cốc có một ứng dụng hiệu quả. Vì vậy, trong quá trình chưng cất khô, nhựa than đá và nước amoniac được hình thành. Chúng cũng có thể tái chế.

Ngoài ra, luyện cốc tạo ra các sản phẩm ở dạng khí có chứa benzen, phenol, amoniac và toluen. Chúng đóng vai trò là nguồn cung cấp các chất có lợi khác.

Sản xuất than luyện cốc ở Ukraine

Than luyện cốc ở Ukraine được sử dụng chủ yếudoanh nghiệp luyện kim. Như vậy, ngành luyện kim chiếm khoảng 90% tổng nhu cầu về loại nhiên liệu này. Ngành công nghiệp khai thác của nước này chỉ cung cấp than luyện cốc cho thị trường nội địa khoảng 60%. 40% lượng than tiêu thụ còn lại được nhập khẩu. Nhà cung cấp than luyện cốc chính cho Ukraine là Nga.

Trong những năm gần đây, nhu cầu về nguyên liệu thô từ nước ngoài ngày càng gia tăng. Điều này là do sự suy giảm trong sản xuất trong nước. Ngoài ra, nhu cầu về nguyên liệu thô trong nước đang giảm do chất lượng giảm, do các nhà máy luyện kim không thể sử dụng than có hàm lượng lưu huỳnh cao.

Ở Ukraine, than cốc được khai thác ở các lưu vực: Donetsk, Lvov-Volyn, Dnieper. Lượng than dự trữ lớn nhất tập trung ở các vùng Donetsk, Luhansk và Dnepropetrovsk. Hiện tại, do bất ổn chính trị, việc sản xuất than cốc ở miền đông Ukraine đã bị đình chỉ.

Khai thác than ở Nga

Ở Nga có trữ lượng lớn than đá. Theo các số liệu, quốc gia này chiếm một trong những vị trí đầu tiên trên thế giới về trữ lượng than. Hơn 67% trong số đó là than cứng. Trong số này, 10% là than cốc.

Ở Nga, than cốc được khai thác ở các lưu vực: Kuznetsk, Pechora, Yuzhno-Yakutsk, Donetsk và Kizelovsk. Hai lưu vực đầu tiên sản xuất nhiều than nhất.

Trữ lượng than luyện ở Liên bang Nga lên tới 47,3 tỷ tấn. Tuy nhiên, chỉ một phần nhỏ là có thể sử dụng được. TẠITrong những năm gần đây, sản lượng than luyện cốc của Nga ở mức 70 triệu tấn mỗi năm. Điều này đủ để cung cấp nguyên liệu thô cho các doanh nghiệp công nghiệp của đất nước.

Than luyện cốc ở Nga được khai thác với tốc độ ổn định. Sự gia tăng sản lượng than sẽ diễn ra trong trường hợp nhu cầu về loại nguyên liệu thô này tăng lên, do sự phát triển của ngành luyện kim và các lĩnh vực liên quan của nền kinh tế Nga.

Triển vọng thị trường than luyện cốc

Trong những năm tới, ngành công nghiệp than của Nga đang chờ đợi những thay đổi. Các lĩnh vực phát triển trọng điểm của ngành sẽ liên quan đến hệ thống sản xuất than theo ngành dọc. Do đó, chính sách của nhà nước quy định việc tạo ra các cơ sở năng lượng có công suất vừa và nhỏ trên cơ sở các mỏ than. Nó cũng có kế hoạch lắp đặt thiết bị tại các doanh nghiệp khai thác than cho phép chế biến than thành nhiên liệu tổng hợp thân thiện với môi trường.

Về sản lượng tiêu thụ, nhu cầu về than luyện cốc ở Nga sẽ tăng lên. Thực tế là ngoài các nhà máy luyện thép, luyện kim màu và nhiều ngành công nghiệp khác đều sử dụng than cốc. Vì vậy, để sản xuất 1 tấn gang cần khoảng 0,4 tấn than cốc. Và các công nghệ thay thế cho phép nó được thay thế bằng một nguồn tài nguyên có lợi hơn được sử dụng ở một mức độ hạn chế.

Xu hướng trên thị trường than cốc toàn cầu

Ngày nay, nhiều công ty than của tất cả các quốc gia đang trải qua cuộc khủng hoảng giảm giá than luyện cốc. Vấn đề này càng trở nên trầm trọng hơn khi các quốc gia cung cấp than cốc với số lượng quá lớn. Ngoài ra, mong muốn giảm chi phí của người mua có ảnh hưởng lớn đến giá cả. Một tình huống bất lợi khác xuất phát từ việc các nhà sản xuất thép muốn giảm chi phí sản xuất. Ở châu Âu và Trung Quốc, nhu cầu về than luyện cốc tiếp tục tăng, nhưng điều này phải trả giá bằng các sản phẩm cao cấp hơn. Nhưng nhìn chung, lượng mua nguyên liệu thô trên thị trường thế giới đang giảm.

Ổn định nhẹ tình hình năng lượng nguyên liệu tại thị trường Mỹ. Nhưng giá của nó tiếp tục giảm do nhu cầu thép thấp hơn. Do đó, sản lượng than luyện cốc ở Mỹ và châu Âu có thể bị giảm.

Nhưng các chuyên gia dự đoán sự gia tăng nhập khẩu nguyên liệu năng lượng ở Ấn Độ. Về nhập khẩu than luyện cốc, quốc gia này đứng thứ ba trên thế giới.

Giá nguyên liệu

Trong quý 2 năm 2015, giá than luyện cốc giảm. Các công ty lớn trên toàn cầu chào bán nguyên liệu thô với giá thấp hơn từ 5-10% so với quý đầu tiên. Do đó, công ty Anglo American của Nam Phi đã chào bán than cốc chất lượng cao nhất cho Nhật Bản với giá 116 USD / 1 tấn. Giá trung bình cho 1 tấn than cốc là $ 117.