PROPOZYCJA FORMUŁY SPRZEDAŻNEJ WE GLA KOKSOWEGO

Transkrypt

1 PROPOZYCJA FORMUŁY SPRZEDAŻNEJ WE GLA KOKSOWEGO Uszula Ozga-Blaschke 1) 1) D inż.; Polska Akaemia Nauk, Instytut Gospoaki Suowcami Minealnymi i Enegią, Zakła Ekonomiki i Baań Rynku Paliwowo-Enegetycznego; ul. Wybickiego 7, Kaków; tel.: (0 pefix 12) ; fax: (0 pefix 12) ; ulobla@min-pan.kakow.pl RECENZENT: Doc. hab. inż. Eugeniusz Mokzycki, pof. AGH Steszczenie W efeacie pzestawiono popozycję sposobu oceny watości użytkowej węgla koksowego popzez okeślenie zależności wiążącej cenę węgla z jego paametami jakościowymi. Na postawie pzepowazonych analiz okonano wybou najistotniejszych paametów jakościowych służących o oceny watości użytkowej węgla oaz okeślono wielkości współczynników koygujących cenę węgla pzy ochyleniach watości wybanych paametów jakościowych o poziomu pzyjętego la węgla wzocowego. Zapoponowano wa waianty algoytmu watościującego węgiel koksowy w opaciu o wybane paamety jakościowe, óżniące się sposobem watościowania węgli ze wzglęu na ich właściwości koksotwócze. Pzyjmując, że cena węgla jest miaą jego watości użytkowej, algoytmy te mogą służyć o kształtowania stuktuy fomuł spzeażnych wyznaczających cenę węgla koksowego. 1. WPROWADZENIE Dobó skłaników mieszanki wsaowej ma postawowe znaczenie la pacy koksowni. Efektywność ekonomiczna pocesu koksowania jest eteminowana uzyskiem i jakością głównego pouktu jakim jest koks, a wielkości te są w głównej mieze zależne o jakości suowca węglowego. Poszczególne węgle koksowe, bęące komponentami mieszanek wsaowych, są zóżnicowane jakościowo zaówno po wzglęem stopnia metamofizmu i właściwości koksotwóczych jak i skłau chemicznego, posiaają więc la obiocy poucenta koksu óżną watość użytkową. Mając na uwaze fakt, że pawie 90% kajowej poukcji koksu (z uwzglęnieniem obnych klas zianowych) stanowi koks metalugiczny, o watości użytkowej węgli koksowych ecyować bęzie jakość uzyskiwanego z nich koksu pzeznaczonego o wielkich pieców. Pełna chaakteystyka właściwości węgli koksowych okeślona jest wieloma óżnymi wskaźnikami, więc ze wzglęów paktycznych musi nastąpić ich oganiczenie o kilku najważniejszych paametów jakościowych, któe bęą wyznaczać watość użytkową węgla. Postawowym kyteium wybou, pozwalającym wyzielić gupę najbaziej chaakteystycznych wskaźników, jest wpływ jakości węgla na ekonomikę pocesu koksowania oaz uzysk i jakość koksu metalugicznego. Pzy coaz ostzejszych wymaganiach stawianych w oniesieniu o paametów jakościowych koksu wielkopiecowego, szczególnie istotne są te właściwości węgla, któe gwaantują uzyskanie koksu o pożąanej jakości, zwłaszcza po wzglęem wytzymałości mechanicznej zaówno w waunkach niskich jak i wysokich tempeatu oaz niskiej eakcyjności. Mienikiem watości użytkowej węgla jest jego cena, można więc pzyjąć, że wybane wskaźniki jakościowe, watościujące węgiel po wzglęem jego pzyatności o pocesu koksowania, bęą ównież paametami cenotwóczymi, buującymi stuktuę fomuły wyznaczającej cenę węgli koksowych. 2. WYBÓR CENOTWÓRCZYCH PARAMETRÓW JAKOŚCIOWYCH Użytkowym kyteium oceny jakości koksu są jego paamety wytzymałościowe, latego też chaakteystyczne la węgla wskaźniki analizuje się w powiązaniu z tymi właściwościami koksu. Do paametów okeślających jakość węgla, na postawie któych można pognozować o jakości uzyskanego koksu, należą: wskaźniki chaakteyzujące stopień uwęglenia (R o, V af ), właściwości koksotwócze (spiekalność, plastyczność, ylatacja), zawatość skłaników balastowych i szkoliwych (wilgoć, popiół, siaka, fosfo, alkalia). O watości użytkowej węgla ecyuje pzee wszystkim zawatość i jakość substancji oganicznej. Stopień uwęglenia i skła petogaficzny węgla mają ecyujący wpływ na jakość i uzysk pouktów koksowania. Właściwości koksotwócze węgli wykazują chaakteystyczne zmiany w zależności o stopnia 176 Inżynieia minealna stan aktualny i pespektywy, Kaków 2003

2 metamofizmu optymalne właściwości wykazuje gupa węgli zajmujących śokową pozycję w szeegu uwęglenia. Jako jeen z najlepszych paametów oceny stopnia metamofizmu węgla uważany jest wskaźnik zolności obicia światła witynitu R o. Watość R o witynitu wzasta popocjonalnie ze stopniem uwęglenia i jest paametem najlepiej okeślającym jenooność węgla. Wskaźnik ten pozwala okeślić uział poszczególnych typów węgla w mieszance. Istnieje wysoka koelacja mięzy wskaźnikiem efleksyjności a innymi paametami okeślającymi stopień uwęglenia, jak zawatość piewiastka C czy też zawatość części lotnych. Dugim istotnym paametem mającym ścisły związek ze stopniem metamofizmu substancji węglowej jest zawatość części lotnych pzeliczona na stan suchy i bezpopiołowy V af, bęąca postawowym wskaźnikiem stosowanym we wszystkich systemach klasyfikacyjnych węgli (ównież w kajowej nomie PN 82/G 97002). Zawatość części lotnych chaakteyzuje oponość temiczną substancji oganicznej węgla. Im niższe są części lotne węgla tym wyższy jest uział piewiastka C, a mniejszy tlenu i woou. Ważną cechą wykozystywaną pzy okeślaniu oli węgla w mieszance, jest istnienie związków pomięzy zawatością części lotnych a szeegiem typowych właściwości kosotwóczych węgli (takich jak spiekalność, czy ylatacja). Najlepsze właściwości koksotwócze posiaają węgle o śenim stopniu uwęglenia (V af o około 20 o 26%). W miaę wzostu stopnia metamofizmu następuje zmniejszenie spiekalności i plastyczności (węgle schuzające), natomiast wzost zawatości części lotnych powyżej 30% wiążę się zazwyczaj z coaz goszymi właściwościami koksotwóczymi węgli. Zawatość części lotnych wpływa zaówno na uzysk koksu i lotnych pouktów koksowania jak i na cechy jakościowe pouktów, ma więc istotny wpływ na efektywność ekonomiczną pocesu koksowania. Paamet ten używany jest o pognozowania uzysku koksu w waunkach pzemysłowych, jest ównież stosowany w wielu moelach pognozowania wytzymałości mechanicznej koksu, np. w altenatywnym o iagamu MOF [5] moelu pognozowania wytzymałości koksu ASTM, opatym o V af oaz ineks FSI. Znaczące koelacje występują ównież pomięzy eaktywnością CRI i wytzymałością poeakcyjną koksu CSR, a wskaźnikami chaakteyzującymi stopień uwęglenia [1, 2, 3, 4]. Kolejna gupa wskaźników, na postawie któych można pognozować jakość koksu to paamety jakościowe chaakteyzujące stan plastyczny węgla: plastyczność weług Gieselea, ylatacja, ciśnienie ozpężania, wolne wyymanie, liczba Rogi. Wskaźniki te, obok takich paametów jak stopień metamofizmu czy zawatość części lotnych, wpływają na najważniejsze la jakości koksu okesy plastyczności oaz fomowania stuktuy koksu. Różnooność tych cech oaz wzajemne ich oziaływanie utuniają wytypowanie jenego uniwesalnego paametu jakościowego, któego kontola pozwalałyby okeślać jakość poukowanego koksu. Zazwyczaj właściwości te taktuje się kompleksowo, wyażając np. popzez typ węgla [4, 6]. W otychczasowych kajowych systemach cen węgli koksowych mienikiem właściwości koksotwóczych anego węgla był typ węgla i pzypisany mu współczynnik stuktualny. Ten sposób oceny nie óżnicuje jenak węgli należących weług kajowej klasyfikacji o tego samego typu. Na pzykła, węgle należące o typu 34.2 bez wzglęu na zawatość części lotnych (o 31 o 37%) oaz spiekalność (FSI o 6 o 8) mają pzypisany taki sam współczynnik stuktualny, świaczący o ich pzyatności technologicznej. Paamet zawatości części lotnych, bęący postawowym wskaźnikiem w klasyfikacji węgli na typy i bazo istotny w ocenie watości użytkowej węgla, nie zawsze jest wystaczająco miaoajny z węgli o jenakowych zawatościach części lotnych można otzymać koks znacznie óżniący się wytzymałością mechaniczną. Wynika stą potzeba schaakteyzowania węgla po wzglęem jego zolności koksotwóczych, a wytypowany wskaźnik powinien umożliwić óżnicowanie watości węgli mających poobną zawatość części lotnych, ale óżną pzyatność o poukcji koksu. Paametem tym może być ineks wolnego wyymania FSI, bęący jakościową metoą oznaczania zolności spiekania. Spiekalność, bęąca postawową cechą okeślającą pzyatność węgla o poukcji koksu, uważana jest za wypakową chaakteystycznych właściwości węgla, uwaunkowaną zolnością pzechozenia masy węglowej w stan plastyczny po wpływem ogzewania bez ostępu powietza [7, 8]. Ineks FSI jest paametem ającym wstępne, bezpośenie infomacje technologiczne o węglu. Stosowany jest w Mięzynaoowym systemie koyfikacji la węgli o śenim i wysokim stopniu uwęglenia Zasaniczą jego zaletą jest postota i szybkość oznaczania, zięki któej w kótkim czasie można uzyskać wstępną infomację o zolnościach koksotwóczych węgla. W świetle powyższych infomacji autoka uważa, że wpowazenie o oceny watości użytkowej węgli wskaźnika okeślającego zawatość części lotnych V af w powiązaniu ze zolnością spiekania, wyażoną ine- Inżynieia Minealna Zeszyt Specjalny n 3,

3 ksem wolnego wyymania FSI, pozwoli lepiej zóżnicować węgle po wzglęem ich zolności koksotwóczych niż pzypisany im typ węgla. Do bazo ważnych paametów węgla, któe w istotny sposób oziałują na pzebieg pocesu koksowania oaz na jakość poukowanego koksu należą wskaźniki okeślające ilościowy uział skłaników balastowych i szkoliwych w węglu, tj.: wilgoci, popiołu, siaki, alkaliów oaz fosfou i chlou. Zawatość wilgoci w węglu wsaowym nie ma bezpośeniego wpływu na jakość koksu, natomiast ecyuje o pzebiegu i ekonomice pocesu koksowania. Wzost zawatości wilgoci w mieszance węglowej powouje konieczność wyłużenia czasu koksowania, a co za tym izie obniżenie pouktywności komó, zwiększa zużycia ciepła potzebnego o pocesu koksowania oaz ilość powstających wó ściekowych, któe muszą zostać poane pocesowi oczyszczania. Zawatość popiołu w węglu wpływa zaówno na ekonomikę pocesu koksowania jak i na jakość koksu, a co za tym izie i na ekonomikę pocesu wielkopiecowego. Popiół zawaty w węglu pogasza jego paamety koksotwócze, a ponato wpływa bezpośenio na zawatość popiołu w koksie. Zwiększona zawatość popiołu w koksie powouje wzost eakcyjności koksu, pogoszenie jego właściwości mechanicznych, a także obniżenie watości opałowej, co bezpośenio wpływa na ekonomikę pocesu wielkopiecowego. Kwaśny chaakte popiołu koksu powouje ponato zwiększenie zużycia topników w wielkim piecu, co wiąże się z powiększonym zużyciem ciepła. Wzost zawatości popiołu w koksie wywiea negatywny wpływ na zolność poukcyjną wielkiego pieca, obniża jego wyajność. Waz z popiołem koksu wpowazane są o wielkiego pieca szkoliwe skłaniki, o któych należą: siaka, alkalia, fosfo oaz chlo. Ponieważ koks jest znaczącym źółem alkaliów ostaczanych o wielkiego pieca (około 35 45% całości alkaliów) wymagania obioców oganiczają ich poziom o 0,2 0,3% w pzeliczeniu na sumę tlenków isou i ipotasu. Ostatnio pojawiają się ównież żąania oganiczenia chlou o poziomu poniżej 0,06%. Zawatość tych skłaników w koksie jest pochoną ich obecności w substancji minealnej węgla wsaowego, tak więc głębsze jego wzbogacanie, oganiczające zawatość popiołu eukuje ównież zawatość alkaliów i chlou. Do szczególnie szkoliwych skłaników węgli koksowych należy siaka oaz fosfo. Poczas koksowania większość siaki węgla pozostaje w koksie, a pozostała ilość, głównie w postaci siakowoou, pzechozi o gazu koksowniczego powoując konieczność osiaczania gazu ze wzglęu na jego tanspot i alsze użytkowanie. Zawatość siaki w koksie wpływa na pogoszenie jakości suówki żelaza i stali powoując tzw. kuchość na goąco. Konieczność powazenia pocesu osiaczania w wielkim piecu powouje wzost zużycia topników, zwiększa zużycie koksu, a w konsekwencji zmniejsza wyajność wielkiego pieca. Fosfo jest niepożąanym skłanikiem koksu wielkopiecowego, gyż pzechoząc o metalu powouje tzw. kuchość metalu na zimno. Zawatość fosfou w koksie zależy wyłącznie o jego zawatości w mieszance węglowej. Omówione paamety jakościowe, okeślające ilość balastu w węglu, zależą o eksploatowanych pokłaów, jenak w znacznym stopniu ich poziom może być kształtowany w pocesie pzeóbki mechanicznej waz z obniżeniem zawatości popiołu obniża się zawatość skłaników szkoliwych (siaka, fosfo, chlo, alkalia). Wskaźniki: zawatość wilgoci całkowitej W t, popiołu A i siaki całkowitej S t są zazwyczaj stosowane o ozliczeń na linii ostawca obioca węgla. Sposób i stopień oziaływań tych skłaników w węglu na pzebieg pocesu koksowania oaz jakość i uzysk koksu wielkopiecowego ecyują o wyboze tych paametów o oceny watości użytkowej węgla koksowego. Na postawie pzepowazonych analiz zaganienia wpływu paametów jakościowych węgla koksowego na jakość i uzysk koksu metalugicznego oaz na ekonomikę pocesu koksowania o oceny watości użytkowej węgli kamiennych pzeznaczonych o pocesu koksowania wyznaczono wie gupy czynników: chaakteyzujące jego właściwości koksotwócze stopień uwęglenia miezony zawatością części lotnych V af oaz spiekalność, któej miaą jest ineks wolnego wyymania FSI, chaakteyzujące zawatość wybanych skłaników balastowych zawatość wilgoci całkowitej W t, zawatość popiołu A, zawatość siaki całkowitej S t. 3. USTALENIE PARAMETRÓW WE GLA WZORCOWEGO Najczęściej stosowanym sposobem watościowania węgli koksowych jest metoa tzw. węgla wzocowego o wybanych paametach jakościowych, la któych wyznacza się współczynniki koygujące cenę węgla, pzy ochyleniu anego paametu w stosunku o pzyjętej watości wzocowej. 178 Inżynieia minealna stan aktualny i pespektywy, Kaków 2003

4 Chaakteystyka jakościowa kajowych węgli koksowych oaz stuktua ich zużycia w pzemyśle koksowniczym wskazuje, że węglem wzocowym powinien być węgiel otokoksowy typu 35.1 o ustalonym bazowym poziomie paametów jakościowych. Poponuje się pzyjęcie paametów jakościowych węgla wzocowego na poziomie ustalonym la węgla stanaowego w UE, któego cena CIF okeślana jest na bazie anych o impocie węgli koksowych ha pzeznaczonego na potzeby pzemysłu hutniczego kajów Wspólnoty [9, 10, 11]. Poukcja koksu w kajach Euopy Zachoniej opata jest głównie na węglach impotowanych, tak więc cena węgla stanaowego (Coking Coal Guie Pice) publikowana w kwatalnych komunikatach Komisji EWWiS pozwala na monitoowanie elacji cen koksu o ceny węgla koksowego w kajach UE. Jest to zaganienie istotne, zwłaszcza że Polska jest ekspoteem zaówno węgla koksowego jak i koksu metalugicznego na ynek Euopy Zachoniej. Ponato po pzystąpieniu o UE Polska bęzie zobligowana o wpowazenia pzepisów egulujących zasay pomocy uzielanej pzez państwo la pzemysłu węglowego, a w poceuach okeślonych pzez Komisję Euopejską [10, 11] śenia cena CIF węgla stanaowego jest punktem oniesienia o obliczeń wysokości abatu wynikającego z óżnicy pomięzy ceną poucenta (członka Unii), a ceną węgla tej samej jakości impotowanego z kajów tzecich [9, 12, 13]. W poponowanej metozie oceny watości użytkowej węgli koksowych pzyjęto, że węgiel otokoksowy typu 35.1 o paametach jakościowych na poziomie: W t = 8%, A = 7,5%, S t = 0,8%, V af = 28,0% bęzie węglem wzocowym (stanaowym) w fomule cenowej, a ustalana la niego cena bazowa bęzie punktem oniesieniem o watościowania pozostałych węgli koksowych. Zapoponowane powyżej watości paametów są pzyjęte na poziomie ustalonym la węgla stanaowego UE, z pzeliczeniem części lotnych na stan suchy i bezpopiołowy (zawatość części lotnych la węgla stanaowego UE V = 26%, co pzy zawatości popiołu A = 7,5% aje w pzybliżeniu watość V af = 28%). Śenie, zeczywiste watości paametów jakościowych kajowych węgli typu 35.1 nie obiegają, jak wykazały analizy poównawcze [14], znacznie o watości pzyjętych la węgla wzocowego. W ostawach o koksowni w 2001 oku kształtowały się one na poziomie: V af = 27,6%, A = 6,45%, S t = 0,72%, W t = 9,20% [1, 3, 4]. Najbaziej obiektywne i łatwe o watościowania są właściwości węgla polegające pawu aytywności w mieszankach, a więc paamety okeślające zawatości: części lotnych, wilgoci całkowitej, popiołu i siaki. Stą też la tych właściwości oblicza się współczynniki watościujące any wskaźnik w poównaniu z wzocowym. 4. WSPÓŁCZYNNIKI KORYGUJA CE CENE WE GLA PRZY ZMIANIE WIELKOŚCI PARAMETRÓW JAKOŚCIOWYCH. Miaą oziaływania skłaników balastowych w węglu na jego ocenę technologiczną są wielkości współczynników koygujących cenę węgla pzy ochyleniu anego wskaźnika o 1% w stosunku o watości wzocowej. W pocesie pzetwazania koksowniczej mieszanki węglowej uzyskuje się wa postawowe poukty: koks i tzw. suowy gaz koksowniczy (poawany następnie pocesom chłozenia i oczyszczania). Analiza watości spzeaży pouktów koksowania wykazuje, że koks (któego uzysk mieści się w ganicach 73 77%) w watości spzeaży pouktów koksowni ogółem stanowi około 90% [15, 16]. Tak kształtująca się stuktua kosztów spzeaży powouje, że wszelkie skutki finansowe wynikające ze zmiany jakości mieszanki wsaowej w pocesie koksowania powinny być onoszone o pouktu finalnego jakim jest koks wielkopiecowy. Zawatość popiołu i siaki w koksie, eteminowana ilością tych skłaników w mieszance węglowej, ma znaczny wpływ na ekonomikę pocesu wielkopiecowego. Weług anych opatych na oświaczeniach pzemysłowych, wzost zawatości popiołu w koksie o 1% powouje wzost zużycia koksu wielkopiecowego o 10 kg/mg suówki. Kozystając z zależności poanej pzez Flinta [8], w któej A A w = 0,7883 gzie: A zawatość popiołu w koksie, A w zawatość popiołu w węglu, można pzyjąć, że wzost zawatości popiołu w węglu o 1% powouje wzost zawatości popiołu w koksie o 1,27%, a co za tym izie 1% wzost popiołu w mieszance wsaowej bęzie skutkował (w pocesie wielkopiecowym) wzostem zużycia koksu o 12,7 kg. Powouje to wzost kosztów poukcji wynoszący 0,0127 Mg C k, gzie C k jest ceną koksu w zł/mg. Pzy założeniu, że stosunek ceny koksu o ceny węgla wsaowego C k /C w w kajowym koksownictwie kształtuje się na poziomie około 1,7 [16], koszt ten oniesiony o ceny jenej tony węgla wsaowego Inżynieia Minealna Zeszyt Specjalny n 3,

5 bęzie miał watość 0,0216 C w, zł. Wynika stą, że 1% wzostu zawatości popiołu w węglu wsaowym pzeznaczonym o poukcji koksu wielkopiecowego powouje skutki finansowe (wynikające z obniżenia jakości koksu) w wysokości opowiaającej około 2% ceny tego węgla. Poobną analizę można pzepowazić w oniesieniu o wpływu siaki w koksie na ekonomikę pocesu wielkopiecowego. Dane liteatuowe, jak też wyliczenia pzy zastosowaniu zależności ze wzou Flinta [8] pozwalają założyć, że wzost zawatości siaki w węglu o 0,1% powouje wzost siaki w koksie o 0,063%. Na postawie paktyki pzemysłowej oszacowano, że wzost zawatości siaki w koksie wielkopiecowym o 0,1% powouje zwiększenie zużycia koksu nawet o 1%, czyli wzost zawatości siaki o 0,1% w węglu wsaowym o poukcji koksu spowouje w pocesie wielkopiecowym zwiększenie zużycia koksu o 0,63% (co pzy śenim kajowym zużyciu koksu wynoszącym około 0,550 Mg/Mg suówki aje wielkość 3,46 kg). Wzost kosztów poukcji wynoszący 0,00346 C k w zł, oniesiony o ceny węgla (la wskaźnika C k /C w = 1,7) bęzie miał watość 0,00588 C w, zł. Wynika stą, że 0,1% wzostu zawatości siaki całkowitej w węglu wsaowym pzeznaczonym o poukcji koksu wielkopiecowego powouje skutki finansowe (wynikające z obniżenia jakości koksu) w wysokości opowiaającej około 0,59% ceny tego węgla. Zawatość wilgoci w węglu ma wpływ głównie na koszty uchowe i zolności pzepustowe koksowni. Woa zawata w węglu musi ulec opaowaniu o czego zużywa się około 5000 kj na każy kilogam woy [17]. Koszt gazu koksowniczego potzebnego na opaowanie 1% wilgoci z 1 tony węgla wsaowego (pzy watości opałowej gazu ównej kj/kg i cenie gazu 180 zł/1000 m 3 ) wynosi 0,55 zł. Oczyszczenie powstałych z tej ilości woy ścieków (pzy cenie 12 zł/m 3 ) aje alsze 0,12 zł, co azem twozy koszt 0,67 zł. Koszt ten, w oniesieniu o ceny węgla koksowego pzyjętej w wysokości 190 zł/mg, stanowi około 0,3% ceny węgla wsaowego. Aby obliczyć współczynnik koygujący cenę węgla ze wzglęu na zawatość wilgoci można poównać wie tony węgla, óżniące się zawatością woy o 1%. Jena tona węgla o W t = 8% zawiea 920 kg substancji bezwonej, natomiast o W t = 9% zawiea 910 kg substancji bezwonej i o 10 kg więcej woy, któa geneuje koszty ówne 0,3% ceny węgla C w. Cena węgla o zwiększonej zawatości wilgoci powinna wynosić: C w 910/920 0,003 C w = 0,986 C w. Wynika stą, że 1% wzostu zawatości wilgoci w węglu wsaowym obniża jego cenę o około 1,4 %. Zasay kalkulacji ceny wskaźnikowej (Coking Coal Guie Pice) węgla stanaowego w UE opate są na następujących zależnościach: zmiana zawatości popiołu A o 1% w stosunku o watości bazowej 7,5% powouje koektę ceny o 2%, zmiana zawatości siaki S t o 0,1% w stosunku o watości bazowej 0,8% powouje koektę ceny o 0,5%, zmiana zawatości wilgoci W t o 1% w stosunku o watości bazowej 8% powouje koektę ceny o 1%, zmiana zawatości części lotnych V o 1% w stosunku o watości bazowej 26% powouje koektę ceny o 0,3%. W najnowszym pojekcie Komisji UE [11] otyczącym zasa nazou na impotem węgla kamiennego o kajów Wspólnoty, pzeliczniki kalkulacji ceny CIF stanaowego węgla koksowego pozostały w tej samej wysokości. W pzepowazonych póbach oszacowania skutków finansowych wynikających ze zmiany jakości węgli koksowych stosowanych o poukcji koksu uzyskano współczynniki oceny watości węgla (w oniesieniu o jego ceny) na bazo zbliżonym poziomie o pzeliczników stosowanych w kalkulacji ceny CIF węgla stanaowego UE. W zapezentowanej popozycji oceny watości użytkowej węgli koksowych pzyjęto watości współczynników koekty ceny węgla ze wzglęu na zawatość popiołu, siaki i wilgoci zgone z unijnymi zasaami kalkulacji ceny węgla stanaowego. Pzyjęty sposób okeślenia wpływu wybanych paametów jakościowych węgla na jego cenę, jest zbliżony o ozliczeń stosowanych w umowach hanlowych na ynkach mięzynaoowych. Wpowazenie o oceny watości użytkowej węgla koksowego paametu zawatości części lotnych wymaga ustalenia współczynnika koygującego cenę węgla w zależności o watości tego wskaźnika, w poównaniu z poziomem okeślonym la węgla wzocowego. Zawatość części lotnych we wsazie węglowym eteminuje uzysk głównych pouktów pocesu koksowania pzy wzoście zawatości części lotnych w mieszance wsaowej koksownia ponosi staty wynikające z mniejszego uzysku koksu. Zgonie ze wzoami teoetycznymi, la węgli óżniących się zawatością części lotnych o 1% (pzy niezmienionych pozostałych paametach), można wyznaczyć uzyski 180 Inżynieia minealna stan aktualny i pespektywy, Kaków 2003

6 koksu U k, i alej uzyski koksu w stanie oboczym U k kozystając z wzou: U k = U k (100 W t ) 100 Uzyskane wyniki pozwalają oszacować, że wzost zawatości części lotnych o 1% powouje śenio zmniejszenie uzysku koksu o 0,7%, w efekcie powstają staty koksowni w wysokości 0,007 Mg C k, gzie C k jest ceną koksu w zł/mg. Pzy założeniu, że stosunek ceny koksu o ceny węgla wsaowego C k /C w w kajowym koksownictwie kształtuje się na poziomie około 1,7, koszt ten oniesiony o ceny jenej tony węgla wsaowego bęzie miał watość 0,0119 C w, zł. Wynika stą, że 1% wzostu zawatości części lotnych w węglu wsaowym pzeznaczonym o poukcji koksu wielkopiecowego powouje skutki finansowe w wysokości opowiaającej okoł o 1,19% ceny tego węgla. W kalkulacji stosowanej o wyznaczania ceny węgla stanaowego w UE, ochylenie wskaźnika V o 1% w stosunku o poziomu bazowego V = 26% powouje koektę ceny o 0,3%. Mając jenak na uwaze wyniki pzepowazonych la kajowych koksowni analiz [14, 18], w zapoponowanej metozie oceny watości użytkowej węgli koksowych pzyjęto wielkość współczynnika koekty ceny w wysokości 1% na każy pocent óżnicy V af w stosunku o watości bazowej węgla wzocowego V af = 28%. W stuktuze poukcji kajowego koksownictwa ominuje koks metalugiczny, o wytwozenia któego wymagany jest opowieni stopień uwęglenia mieszanki wsaowej. W sytuacji nieobou kajowych węgli otokoksowych typu 35 (zwłaszcza typu 35.2), bęących postawowym suowcem o poukcji koksu wielkopiecowego, system cen powinien pemiować węgle wyżej zmetamofizowane 5. ZAGADNIENIE WARTOŚCIOWANIA WE GLI O RÓŻNYCH WŁAŚCIWOŚ- CIACH KOKSOTWÓRCZYCH Jenym z elementów moyfikacji otychczasowego systemu oceny węgli koksowych jest sposób poejścia o zaganienia watościowania węgli ze wzglęu na ich właściwości koksotwócze. Mając na uwaze klasyfikację węgli stosowaną w hanlu na ynkach mięzynaoowych, można kajowe węgle koksowe pozielić na typy ha i semi-soft i ustalić opowienie elacje cen mięzy nimi. Relacje te, uzganiane mięzy poucentami i obiocami węgla w kaju, powinny uwzglęniać watość użytkową anego typu węgla z punktu wizenia poukcji koksu wielkopiecowego. W ustaleniach tych pomocne mogą być ównież elacje występujące w hanlu na ynkach mięzynaoowych tym baziej, że Polska jest ekspoteem węgla koksowego na ynki zaganiczne. Analizując jakość kajowych węgli koksowych z punktu wizenia klasyfikacji hanlowej stosowanej na ynkach mięzynaoowych, wpowazono następujący poział: Klasa ha węgle typu 35 (35.2, 35.1) chaakteyzujące się śenią zawatością części lotnych V af = 22 30%, współczynnikiem obicia światła witynitu R o > 1, obymi właściwościami koksotwóczymi wysoką plastycznością (zwłaszcza węgle typu 35.1) i spiekalnością wskaźnik wolnego wyymania FSI = 7 9. Klasa semi-soft węgle typu 34 (34.2, 34.1) o użej zawatości części lotnych V af powyżej 30% i współczynniku obicia światła witynitu R o < 1, mające gosze właściwości koksotwócze. W gupie tej wyóżnikiem byłby ineks wolnego wyymania: FSI > 6 typ 34.2 (awniej gupa soft) oaz FSI < 6 węgle typu 34.1 (bęące typowymi węglami semi-soft). Watościowanie węgla ze wzglęu na chaakteyzujące go właściwości koksotwócze zapoponowano w wóch waiantach: W waiancie I zapoponowano watościowanie węgla w opaciu o poział węgli na klasy ha i semi-soft, oaz paamety: zawatość części lotnych V af i ineks FSI. Ceny węgli typu ha bęą óżnicowane w zależności o zeczywistej zawatości części lotnych (V af w zakesie o 22 30%), zgonie z pzyjętym współczynnikiem koygującym cenę o 1% na każy pocent óżnicy V af w stosunku o watości wzocowej ównej 28%. Dla gupy węgli semi-soft o zawatości części lotnych powyżej 30% wpowazono oatkowe współczynniki obniżające poziom cen: la węgli o ineksie FSI > 6 współczynnik k(fsi) = 0,95 (węgle typu 34.2); la węgli o ineksie FSI < 6 współczynnik k(fsi) = 0,90 (węgle typu 34.1). Wielkości współczynników k(fsi) zostały obane w takiej wysokości, by ich oziaływanie połączone ze skalą watościowania węgla ze wzglęu na paamet zawatości części lotnych (w oniesieniu o poziomu bazowego V af = 28%), ustawiało elacje cen mięzy węglami ha i semi-soft na poziomie poobnym o elacji występujących w hanlu na ynkach mięzynaoowych. W poównaniu z ostatnią wpowazoną w kaju fomułą z 1990 oku metoa ta aje możliwość óż- Inżynieia Minealna Zeszyt Specjalny n 3,

7 nicowania cen węgli ze wzglęu na właściwości koksotwócze w obębie anego typu (ze wzglęu na paamet V af ) oaz zwiększa óżnicę poziomów cen mięzy poszczególnymi typami węgli (oziaływanie współczynnika k(fsi) oaz V af ) [14, 19, 20]. W waiancie II założono, że ineks wolnego wyymania FSI okeślający zolność spiekania węgla bęzie, poobnie jak paamet zawatości części lotnych, w sposób ciągły watościować węgle zaówno w typie ha jak i semi-soft. W opaciu o chaakteystykę jakościową węgli typu 35.1 pzyjęto, że la węgla stanaowego (wzocowego) watość ineksu FSI pzyjmie watość 8, natomiast ochylenie tego paametu o watości wzocowej o 0,5 punktu bęzie koygować cenę o 1%. Poobnie jak w waiancie I, metoa ta aje możliwość óżnicowania cen węgli ze wzglęu na właściwości koksotwócze w obębie anego typu: la węgli ha o V af 22 30%, FSI 7,5 9, la semi-soft typu 34 o V af 30 38%, FSI 3 8 oaz zwiększa óżnicę poziomów cen mięzy poszczególnymi typami węgli. Oziaływanie wskaźników koygujących cenę węgla ze wzglęu na paamety jakościowe: V af i FSI, pozwala na watościowanie kajowych węgli ha i semi-soft na poziomie zbliżonym o elacji występujących na ynkach mięzynaoowych. 6. PROPOZYCJA FORMUŁY SPRZEDAŻNEJ WARTOŚCIUJA CEJ WE GIEL KOKSOWY Wybane wskaźniki jakościowe watościujące węgiel po wzglęem jego pzyatności o pocesu koksowania, bęą ównież paametami cenotwóczymi, buującymi stuktuę fomuły wyznaczającej cenę węgli koksowych. Stuktua ta bęzie więc funkcją: f(w t, A, S t, V af, FSI) Dla ustalonych upzenio watości współczynników koygujących cenę, cząstkowe elementy buowy fomuły cenowej pzyjmą postać: skłanik koygujący cenę węgla pzy ochyleniu zawatości popiołu A w węglu o 1% w stosunku o watości wzocowej pzyjętej w wysokości 7,5%: C wst 0,02 (7,5 A ) skłanik koygujący cenę węgla pzy ochyleniu zawatości siaki S t w węglu o 1% w stosunku o watości wzocowej pzyjętej w wysokości 0,8%: C wst 0,05 (0,8 S t ) skłanik koygujący cenę węgla pzy ochyleniu zawatości wilgoci całkowitej W t w węglu o 1% w stosunku o watości wzocowej pzyjętej w wysokości 8%: C wst 0,01 (8 W t ) skłanik koygujący cenę węgla pzy ochyleniu zawatości części lotnych V af w węglu o 1% w stosunku o watości wzocowej pzyjętej w wysokości 28%: C wst 0,01 (28 V af ) skłanik (w waiancie II) koygujący cenę węgla pzy ochyleniu wskaźnika FSI o 1 punkt w stosunku o watości wzocowej ównej 8: C wst 0,02 (FSI 8) gzie: A, S t, W t watości paametów jakościowych ocenianego węgla, V af, FSI watości paametów jakościowych ocenianego węgla, C wst cena (zł/mg) węgla stanaowego (wzocowego typu 35.1) o ustalonych paametach jakościowych: A = 7,5%, S t = 0,8%, W t = 8%, V af = 28%, FSI = 8. Miaą watości użytkowej węgla bęzie więc cena węgla stanaowego pomniejszona lub powiększona (w zależności o wielkości paametów jakościowych chaakteyzujących węgiel) o watości skłaników koygujących cenę. Na postawie ozważań pzestawionych powyżej, poponuje się wie fomuły spzeażnej węgla koksowego F_1 i F_2 opowiaające zapezentowanym waiantom. Fomuła F_1 C w = C wst [1 + 0,02 (7,5 A ) + 0,05 (0,8 S t ) + + 0,01 (8 W t ) + 0,01 (28 V af )] k FSI Wzó ten po pzekształceniu można zapisać w postaci: C w = C wst (1,55 0,02 A 0,05 S t + 0,01 W t 0,01 V af ) k FSI gzie: C w cena węgla, zł/mg, k FSI = 0,95 współczynnik la węgli semi-soft (soft) o V af > 31% i FSI > 6, k FSI = 0,90 współczynnik la węgli semi-soft o V af > 31% i FSI < 6, pozostałe oznaczenia jak poano wcześniej. 182 Inżynieia minealna stan aktualny i pespektywy, Kaków 2003

8 Fomuła F_2 C w = C wst [1 + 0,02 (7,5 A ) + 0,05 (0,8 S t ) + + 0,01 (8 W t ) + 0,01 (28 V af ) + 0,02 (FSI 8)] Wzó ten po pzekształceniu można zapisać w postaci: C w = C wst (1,39 0,02 A 0,05 S t + oznaczenia jak poano wcześniej. W powyższych fomułach F_1 oaz F_2 elementy znajujące się w nawiasie opisują stuktuę fomuły cen węgla koksowego, utwozoną w opaciu o wybane paamety jakościowe wytypowane o oceny watości użytkowej węgla. Poziom cen węgla koksowego bęzie zależny o watości jaką pzyjmie węgiel stanaowy czyli o wielkości C wst w fomule cenowej. Cena węgla stanaowego (wzocowego) uzganiana w negocjacjach mięzy spzeającym i kupującym, jest ynkowym elementem zawieanych umów. W liteatuze spotyka się pogląy, że poziom cen wyznaczać mogą ównież: koszty pozyskania węgla u poszczególnych poucentów, koszty kopalń zamykających bilans zapotzebowania na okeślony ozaj węgla lub też koszty impotu węgla o ekwiwalentnej jakości. 7. PODSUMOWANIE Wypoukowanie koksu o paametach jakościowych wymaganych pzez obioców uwaunkowane jest ostępnością opowieniej jakości węgli koksowych. Kajowa baza koksowa chaakteyzuje się niskim poziomem zasobów węgli wysokouwęglonych, niezbęnych o poukcji koksu o najwyższych wskaźnikach wytzymałościowych. Poaż węgla typu 34 (o słabszych właściwościach koksotwóczych) pzewyższa zapotzebowanie kajowego pzemysłu koksowniczego, natomiast w obębie węgli otokoksowych typu 35, o najlepszych właściwościach, baza suowcowa jest oganiczona. Jenym z waunków acjonalnego wykozystania kajowych zasobów węgla koksowego jest właściwa stuktua cen tych węgli, opata na ich watości użytkowej. Pzepowazona analiza kajowego ynku węgla koksowego wykazała, że w ostatnim okesie (o 2001 oku) w systemie cenowym pzyjęto zasaę ustalania wóch poziomów cen na węgle otokoksowe typu 35 i gazowo-koksowe typu 34. Równocześnie wystąpiło zjawisko oganiczenia wpływu paametów jakościowych poszczególnych węgli w anym typie na óżnicowanie ich watości (szczególnie w gupie węgli gazowo-koksowych, la któych paktycznie ustalono > jeną cenę). Ponato wysokie ceny węgli 34.1 (nieaekwatne o ich jakości) spowoowały, że óżnice poziomów cen węgli o bazo obych i o słabych właściwościach koksotwóczych (w wysokości około 10% w poównaniu z 25% w 1999 oku) nie opowiaają ocenie ich watości użytkowej. W pocesie koksowania właściwości suowca węglowego pzekłaają się bezpośenio na paamety jakościowe koksu. O watości technologicznej węgla ecyuje zespół jego właściwości fizycznych, chemicznych i fizykochemicznych, wybó paametów jakościowych, służących celom utylitanym, powinien więc oganiczyć ich ilość o kilku najważniejszych. Jako główne kyteium selekcji pzyjęto wpływ jakości węgla na uzysk i jakość koksu metalugicznego o pożąanej jakości. Wcześniejsze pace autoki [12, 13, 20, 21], a także zamieszczone w pacy [14] analizy pozwoliły na pzestawienie popozycji wpowazenia nowej fomuły cenowej węgla. Zapezentowane wzoy opisują stuktuę fomuły cen węgla koksowego, utwozoną w opaciu o pzybliżone zależności mięzy paametami jakościowymi węgla i jego watością użytkową, ozpatywaną z punktu wizenia jakości uzyskiwanego koksu metalugicznego. Pzestawiono wa waianty óżniące się sposobem watościowania węgli ze wzglęu na właściwości koksotwócze. Wpowazenie o fomuły cenowej paametów jakościowych, chaakteyzujących stopień u- węglenia (V af ) oaz spiekalność (ineks FSI), aje możliwość watościowania węgli w obębie anego typu nie tylko ze wzglęu na zawatość skłaników balastowych (popiołu, siaki i wilgoci) ale ównież ze wzglęu na właściwości koksotwócze. Ocena węgla opata na tych wzoach pemiuje węgle o wyższym stopniu uwęglenia i lepszych właściwościach koksotwóczych. Uzyskane elacje mięzy cenami kajowych węgli ha i semi-soft opowiaają elacjom spotykanym w hanlu węglem koksowym na ynkach mięzynaoowych. 8. Liteatua 1. Heman W., 1997: Influence of Raw Mateial an Coke Oven Opeation on CSR an CRI Values Geneal Aspects. Cokemaking Intenational, vol. 9, 1/ Heman W., 2002: Reactivity an Coke Stength. Pat 1: Coke Reactivity Summay an Outlook. Cokemaking Intenational, no Ryan B. D., Pice J. T., 1993: The Peicte Coke Stength Afte Reaction Values of Bitish Columbia Coals, with Compaisons to Intenational Coals. Geological Fielwok 1992, Pape , 4. Tame A., Kosewska M., 1998: Pzygotowanie mieszanek węgla wsaowego w koksownictwie oaz pognozowanie własności koksu. Mat. konfe. Techniczne uwaunkowania Inżynieia Minealna Zeszyt Specjalny n 3,

9 optymalizacji skłau mieszanek węglowych, Mechanizacja i Automatyzacja Gónictwa, 3/ Peason D. E., 1980: The Quality of Westen Canaian Coking Coal. Canaian Institute of Mining an Metallugy Bulletin, 6. Kacz A., 1991: Czynniki kształtujące watość użytkową i cenę węgli kamiennych pzeznaczonych o poukcji koksu. Pzeglą Góniczy, n 2 7. Roga B., Wnękowska L., 1966: Analiza węgla i koksu. Wyawnictwo Naukowo Techniczne 8. Zieliński H. (e.), 1986: Koksownictwo. Wyawnictwo Śląsk, Katowice 9. Blaschke W., Ozga-Blaschke U., 2000: Funkcjonowanie kompleksu góniczo- koksowniczego w świetle pzystąpienia o Unii Euopejskiej i cen hipotetycznego impotu węgla koksowego o Polski. Kabo, n Decyzja Komisji nume 3632/ECSC z nia ustanawiająca pzepisy Wspólnoty otyczące pomocy ząowej la pzemysłu węglowego. Official Jounal of the Euopean Communities, No. L. 329/12, Tekst polski (tłumaczenie obocze), Mat. XIV Konf. Zaganienia suowców enegetycznych w gospoace kajowej. Zakopane, Wy. Instytut GSMiE PAN, s Council Regulation Concening Community Suveillance of Impots of Ha Coal Oiginating in Thi Counties. Commission of the Euopean Communities, Bussels, 2002, COM(2002) 482 final. (Poposal pesente by the Commission 12. Ozga-Blaschke U., 2000b: Ceny węgla koksowego w świetle pzepisów pomocowych la gónictwa Unii Euopejskiej. XIV Konf. z cyklu: Zaganienia suowców enegetycznych w gospoace kajowej. Wy. Instytut GSMiE PAN, Sympozja i Konfeencje, n Ozga-Blaschke U., 2001: Paytet impotowy węgla koksowego. Stuia, Rozpawy, Monogafie, n 100, Wy. IGSMiE PAN, Kaków 14. Ozga-Blaschke U., 2003: Metoa powiązania paametów jakościowych węgla koksowego z jego watością uż ytkową. Rozpawa oktoska 15. Kacz A., Kluz A., 1997: Stuktua kosztów poukcji koksu oaz cen węgli koksowych i pouktów koksowania. Mateiały XI Konfeencji z cyklu Zaganienia suowców enegetycznych w gospoace kajowej, Zakopane, Wy. Centum PPGSMiE PAN, Sypozja i Konfeencje, n Pogam Restuktuyzacji Polskiego Pzemysłu Koksowniczego. Ministestwo Gospoaki, Waszawa, styczeń Kacz A., Aamczyk K., 1979: Poblemy enegetyczne poukcji koksu z węgla kamiennego. Paca zbioowa: Baania systemowe w gospoaowaniu paliwami i enegią, PAN, Instytut PPT, Waszawa 18. Opacowanie waiantowej stuktuy cen ostosowanej o ealiów kajowego ynku węgla etap II. Paca wykonana po kieunkiem A. Kacza i W. Blaschke pzez Zespół Zakłau Pzeóbki i Pzetwazania Kopalin CPPGSMiE PAN, Kaków, guzień Ozga-Blaschke U., 1997b: Koncepcja wyznaczania cen paytetu impotowego koksowego węgla kamiennego. Pzeglą Góniczy, n Ozga-Blaschke U., 1999b: Moyfikacja systemu cen kajowego węgla koksowego. Pzeglą Góniczy, n Mokzycki E., Ozga U., 1996: Stuktua cenowa węgla koksowego na ynkach kajowym i światowym. Mat. Konf. Popawa jakości węgla w pogamie ostosowania gónictwa węglowego o waunków gospoaki ynkowej, Wy. GIG, Sympozja i Konfeencje, n 12, Szczyk Katowice COKING COAL PRICING FORMULAE Pape pesents a metho popose fo assessing the use value of coking coal, by etemination of elationships between coal pice an coal quality paametes. Basing on analyses that ha been mae, the most impotant quality paametes fo coking coal valuation wee selecte. Values of factos coecting the pice of coal egaing eviations of selecte quality paametes in elation to the level assume fo stana coal wee also etemine. Two vaiants of algoithm fo coking coal valuation wee popose basing on selecte quality chaacteistics. These vaiants iffe fom each othe by the way of coal valuation egaing the ability of coal to ceate the coke. Assuming that coal pice is a measue of its use value, these algoithms can be use fo foming the stuctue of coking coal picing fomulae. Zakła Ekonomiki i Baań Rynku Paliwowo-Enegetycznego Instytutu Gospoaki Suowcami Minealnymi i Enegią Polskiej Akaemii Nauk poleca zainteesowanym poblematyką okeślania jakości pouktów hanlowych węgla kamiennego enegetycznego opacowanie wyane w seii Stuia Rozpawy Monogafie pzez Wyawnictwo Instytutu GSMiE PAN Stuia Rozpawy Monogafie n 116, 2003: Blaschke Z., Blaschke W.: Ocena celowości wzbogacania węgla na potzeby enegetyki w samozielnych zakłaach pzeóbczych 184 Inżynieia minealna stan aktualny i pespektywy, Kaków 2003