O que você deve saber sobre o carvão metalúrgico

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O carvão metalúrgico, também conhecido como carvão de coque, é usado para produzir coque, a principal fonte de carbono usado na fabricação de aço. O carvão é uma rocha sedimentar natural formada ao longo de milhões de anos à medida que as plantas e outros materiais orgânicos são enterrados e sujeitos a forças geológicas. Calor e pressão causam mudanças físicas e químicas que resultam em carvão rico em carbono.

Carvão Metalúrgico

O carvão metalúrgico difere do carvão térmico, usado para energia e aquecimento, por seu conteúdo de carbono e sua capacidade de aglutinação. O endurecimento se refere à capacidade do carvão de ser convertido em coque, uma forma pura de carbono que pode ser usada em fornos básicos de oxigênio. O carvão betuminoso - geralmente classificado como grau metalúrgico - é mais duro e preto. Ele contém mais carbono e menos umidade e cinzas do que os carvões de baixa qualidade.

O grau do carvão e sua capacidade de aglutinação são determinados pela classificação do carvão - uma medida de matéria volátil e grau de metamorfismo, bem como impurezas minerais e a capacidade do carvão de derreter, inchar e solidificar quando aquecido. As três categorias principais de carvão metalúrgico são:

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  1. Carvões duros de coque (HCC)
  2. Carvão de coque semi-soft (SSCC)
  3. Carvão com injeção de carvão pulverizado (PCI)

Carvões coqueificáveis ​​duros como o antracito têm melhores propriedades de coque do que os carvões coqueificáveis ​​semi-macios, o que lhes permite obter um preço mais alto. O HCC australiano é considerado a referência da indústria.

Embora o carvão PCI não seja frequentemente classificado como carvão de coque, ele ainda é usado como fonte de energia no processo de fabricação de aço e pode substituir parcialmente o coque em alguns altos-fornos.

Fabricação de Coca

A fabricação de coque é efetivamente a carbonização do carvão em altas temperaturas. A produção normalmente ocorre em uma bateria de coque localizada próxima a uma usina siderúrgica integrada. Na bateria, os fornos de coque são empilhados em fileiras. O carvão é carregado nos fornos e aquecido na ausência de oxigênio até temperaturas em torno de 1.100 graus Celsius (2.000 graus Fahrenheit).

Sem oxigênio, o carvão não queima. Em vez disso, ele começa a derreter. As altas temperaturas volatilizam impurezas indesejadas, como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre. Esses gases podem ser coletados e recuperados como subprodutos ou queimados como fonte de calor.

Após o resfriamento, o coque se solidifica como grumos de carbono cristalino poroso, grandes o suficiente para serem usados ​​em altos-fornos. Todo o processo pode demorar entre 12 e 36 horas.

As propriedades inerentes ao carvão de entrada inicial influenciam fortemente a qualidade final do coque produzido. A falta de um suprimento confiável de tipos individuais de carvão significa que os coqueriadores hoje costumam usar misturas de até 20 carvões diferentes para oferecer aos siderúrgicos um produto consistente.

Aproximadamente 1,5 toneladas métricas de carvão metalúrgico são necessárias para produzir uma tonelada métrica (1.000 quilogramas) de coque.

Coca-Cola na Siderurgia

Fornos básicos de oxigênio (BOF), que respondem por 70% da produção de aço mundial, exigem minério de ferro, coque e fundentes como matéria-prima na produção de aço.

Depois que o alto-forno é alimentado com esses materiais, ar quente é soprado na mistura. O ar provoca a queima do coque, elevando a temperatura para 1.700 graus Celsius, o que oxida as impurezas. O processo reduz o teor de carbono em 90% e resulta em um ferro fundido conhecido como metal quente.

O metal quente é então drenado do alto-forno e enviado para o BOF, onde sucata de aço e calcário são adicionados para formar um novo aço. Outros elementos, como molibdênio, cromo ou vanádio, podem ser adicionados para produzir diferentes tipos de aço.

Em média, cerca de 630 quilos de coque são necessários para produzir uma tonelada métrica de aço.

A eficiência da produção no processo de alto-forno é altamente dependente da qualidade das matérias-primas utilizadas. Um alto-forno alimentado com coque de alta qualidade exigirá menos coque e fluxo. O uso de produtos de alta qualidade reduz os custos de produção e resulta em um metal quente melhor.

Em 2013, cerca de 1,2 bilhão de toneladas métricas de carvão foram usadas pela indústria do aço. A China é o maior produtor e consumidor mundial de carvão de coque, respondendo por cerca de 527 milhões de toneladas métricas em 2013. A seguir, Austrália e Estados Unidos, produzindo 158 milhões e 78 milhões de toneladas métricas, respectivamente.

O mercado internacional de carvão coqueificável, não surpreendentemente, é altamente dependente da indústria do aço.

Os principais produtores incluem BHP Billiton, Teck, Xstrata, Anglo American e Rio Tinto.

Mais de 90% do comércio marítimo total de carvão metalúrgico é representado por embarques da Austrália, Canadá e EUA

Fontes

Valia, Hardarshan S. Produção de coque para fabricação de ferro de alto-forno. Steelworks.
URL: www.steel.org
Instituto Mundial do Carvão. Carvão e Aço (2007).
URL: www.worldcoal.org

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