धातुकर्म कोयला, जिसे कोकिंग कोल के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग कार्बन के प्राथमिक स्रोत कोक का उत्पादन करने के लिए किया जाता है इस्पात निर्माण में उपयोग किया जाता है. कोयला लाखों वर्षों से बनने वाली एक प्राकृतिक रूप से बनने वाली अवसादी चट्टान है, क्योंकि पौधों और अन्य कार्बनिक पदार्थों को दफन किया जाता है और भूगर्भीय बलों के अधीन किया जाता है। गर्मी और दबाव के कारण भौतिक और रासायनिक परिवर्तन होते हैं जिसके परिणामस्वरूप कार्बन-समृद्ध कोयला होता है।
धातुकर्म कोयला
तापीय कोयले से अलग धातु का कोयला ऊर्जा और हीटिंग के लिए इस्तेमाल किया जाता है, इसकी कार्बन सामग्री और इसकी सीकिंग क्षमता से। कोकिंग कोयले की कोक में परिवर्तित होने की क्षमता को संदर्भित करता है, कार्बन का शुद्ध रूप जिसे मूल ऑक्सीजन भट्टियों में इस्तेमाल किया जा सकता है। बिटुमिनस कोयला - आमतौर पर एक धातुकर्म ग्रेड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है - कठिन और काला होता है। इसमें निम्न-श्रेणी के कोयले की तुलना में अधिक कार्बन और कम नमी और राख होती है।
कोयले का ग्रेड और इसकी सीकिंग क्षमता कोयला की रैंक से निर्धारित होती है- वाष्पशील पदार्थ और डिग्री का एक उपाय के रूप में के रूप में अच्छी तरह से खनिज अशुद्धियों और जब पिघल, प्रफुल्लित और फिर से संगठित करने के लिए कोयले की क्षमता गर्म। धातुकर्म कोयला की तीन मुख्य श्रेणियां हैं:
- हार्ड कोकिंग कोल (HCC)
- सेमी-सॉफ्ट कोकिंग कोल (SSCC)
- पुलिवराइज़्ड कोल इंजेक्शन (PCI) कोयला
एन्थ्रासाइट की तरह हार्ड कोकिंग कॉल्स में सेमी-सॉफ्ट कोकिंग कॉल्स की तुलना में बेहतर कोकिंग गुण होते हैं, जिससे वे अधिक कीमत प्राप्त कर सकते हैं। ऑस्ट्रेलियाई HCC को उद्योग का मानदंड माना जाता है।
हालांकि पीसीआई कोयले को अक्सर कोकिंग कोल के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जाता है, फिर भी इसका उपयोग स्टीलमेकिंग प्रक्रिया में ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है और आंशिक रूप से कोक को कुछ ब्लास्ट फर्नेस में बदल सकता है।
कोक बनाना
कोक बनाना प्रभावी रूप से उच्च तापमान पर कोयले का कार्बोनाइजेशन है। उत्पादन आमतौर पर एक एकीकृत स्टील मिल के पास स्थित कोक बैटरी में होता है। बैटरी में, कोक ओवन को पंक्तियों में ढेर किया जाता है। कोयले को ओवन में लोड किया जाता है और लगभग 1,100 डिग्री सेल्सियस (2,000 डिग्री फ़ारेनहाइट) तापमान तक ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में गरम किया जाता है।
ऑक्सीजन के बिना, कोयला जलता नहीं है। इसके बजाय, यह पिघलना शुरू होता है। उच्च तापमान अवांछित अशुद्धियों, जैसे हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और सल्फर को अस्थिर करता है। इन ऑफ-गासों को या तो एकत्र किया जा सकता है और उप-उत्पादों के रूप में बरामद किया जा सकता है या गर्मी के स्रोत के रूप में जलाया जा सकता है।
ठंडा करने के बाद, कोक झरझरा, क्रिस्टलीय कार्बन के ढेर के रूप में जम जाता है, जिसका इस्तेमाल ब्लास्ट फर्नेस द्वारा किया जाता है। पूरी प्रक्रिया में 12 से 36 घंटे लग सकते हैं।
प्रारंभिक इनपुट कोयले में निहित गुण उत्पादित कोक की अंतिम गुणवत्ता को भारी रूप से प्रभावित करते हैं। व्यक्तिगत कोयला ग्रेड की एक विश्वसनीय आपूर्ति की कमी का मतलब है कि कोक-निर्माता आज अक्सर स्टील निर्माताओं को एक सुसंगत उत्पाद पेश करने के लिए 20 अलग-अलग कोयले के मिश्रणों का उपयोग करते हैं।
लगभग 1.5 मीट्रिक टन धातु के कोयले को एक मीट्रिक टन (1,000 किलोग्राम) कोक का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है।
स्टीलमेकिंग में कोक
बुनियादी ऑक्सीजन भट्टियां (बीओएफ), जो दुनिया भर में इस्पात उत्पादन का 70% हिस्सा हैं, की आवश्यकता होती है कच्चा लोहा, कोक और फ्लक्स स्टील उत्पादन में फ़ीड सामग्री के रूप में।
इन सामग्रियों के साथ ब्लास्ट फर्नेस खिलाए जाने के बाद, गर्म हवा को मिश्रण में उड़ा दिया जाता है। हवा के कारण कोक जल जाता है, जिससे तापमान बढ़कर 1,700 डिग्री सेल्सियस हो जाता है, जो अशुद्धियों को ऑक्सीकरण करता है। इस प्रक्रिया में कार्बन की मात्रा 90% तक कम हो जाती है और इसके परिणामस्वरूप पिघले हुए लोहे को गर्म धातु के रूप में जाना जाता है।
फिर गर्म धातु को ब्लास्ट फर्नेस से निकाला जाता है और बीओएफ को भेजा जाता है, जहां नई स्टील बनाने के लिए स्क्रैप स्टील और चूना पत्थर मिलाया जाता है। अन्य तत्व, जैसे मोलिब्डेनम, क्रोमियम, या वैनेडियम को विभिन्न स्टील ग्रेड के उत्पादन के लिए जोड़ा जा सकता है।
औसतन, लगभग 630 किलोग्राम कोक को एक मीट्रिक टन स्टील का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है।
ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया में उत्पादन क्षमता का उपयोग कच्चे माल की गुणवत्ता पर अत्यधिक निर्भर करता है। उच्च गुणवत्ता वाले कोक के साथ खिलाया गया एक ब्लास्ट फर्नेस को कम कोक और फ्लक्स की आवश्यकता होगी। उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद का उपयोग वास्तव में उत्पादन लागत को कम करता है और एक बेहतर गर्म धातु में परिणाम होता है।
2013 में, स्टील उद्योग द्वारा अनुमानित 1.2 बिलियन मीट्रिक टन कोयले का उपयोग किया गया था। चीन दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक और कोकिंग कोल का उपभोक्ता है, जिसका 2013 में लगभग 527 मिलियन मीट्रिक टन का हिसाब था। ऑस्ट्रेलिया और संयुक्त राज्य अमेरिका क्रमशः 158 मिलियन और 78 मिलियन मीट्रिक टन का उत्पादन करते हैं।
कोकिंग कोल के लिए अंतर्राष्ट्रीय बाजार, आश्चर्यजनक रूप से नहीं, इस्पात उद्योग पर अत्यधिक निर्भर है।
प्रमुख उत्पादकों में बीएचपी बिलिटन, टेक, एक्सस्ट्राटा, एंग्लो अमेरिकन और रियो टिंटो शामिल हैं।
धातुकर्म कोयला के कुल समुद्री व्यापार का 90% से अधिक ऑस्ट्रेलिया, कनाडा और यू.एस. से शिपमेंट द्वारा लिया जाता है।
सूत्रों का कहना है
वालिया, हरदर्शन एस। ब्लास्ट फर्नेस आयरनमेकिंग के लिए कोक उत्पादन. स्टीलवर्क्स।
यूआरएल: www.steel.org
विश्व कोयला संस्थान। कोयला और इस्पात (2007).
यूआरएल: www.worldcoal.org