EL PROCESO DE LA COQUIZACION Y LA COQUIZADORA
UTILIZACION DEL COQUE EN LA FABRICACION DE ARRABIO Y ACERO
En este se ha encontrado que el carbón del coque, es el agente reductor
mas adecuado para la producción económica del arrabio dentro del
alto horno, ademas proporciona una buena permeabilidad al lecho,
indispensable para el flujo de los gases atreves del alto horno
.
DESCRIPCION DEL PROCESO DE COQUIZACION
Los carbones estan compuestos de carbón e hidrogeno, así como
pequeñas cantidades de oxigeno, nitrógeno y azufre.
Los carbones utilizados para producir coque metalúrgico, deben contener
la mínima cantidad de azufre y cenizas, pues estos afectan la calidad del
coque.
Aproximadamente el 80% del azufre y todas las cenizas en
el carbón permanecen en el coque, luego contienen cloruros y
fósforos que causan problemas de corrosión en el equipo de
destilación que se emplea para la recuperación de los
subproductos. Por lo que respecta al fosforo no es eliminado
y permanece en el coque.
FACTORES QUE CONTROLAN LAS PROPIEDADES DEL COQUE METALURGICO
El coque consumible en el alto horno debe ser lo suficiente resistente a la
fragmentación por manejo y aplastamiento por el peso de la carga
ejercido dentro del
alto horno.
Ademas deben de estar libre de polvos finos, y los trozos deben de ser
muygrandes con el fin de obtener una velocidad optima en la combustión.
Las propiedades del
coque pueden controlarse con un cierto grado de exactitud, por ejemplo, el
tamaño de partícula del coque
depende del espesor de la carga de
carbón, así como del calentamiento.
HORNOS DE COQUIZACION
CARACTERISTICAS DE LOS HORNOS DE COQUIZACION.
Existen 2 métodos convencionales para la fabricación de coque
metalúrgico, el proceso de hornos de colmena o de panadero y el horno de
camaras con recuperación de subproductos.
Los primeros son camaras constituidas por ladrillo refractario con techo
de bóveda, los cuales tienen un diametro de tres metros en
promedio con cargas de 5 a 7 toneladas de carbón en una capa uniforme de
45 a 60 cm sobre el piso.
Los hornos de recuperación de subproductos estan formados de
grandes y estrecha camaras de coquización construidas de ladrillo
refractario de sílice en los cuales el carbón es transformado en
coque mediante calentamiento por combustión de gas que se lleva a cabo
en las camaras exteriores del caldeo echas de ladrillo
refractario.
Han sido tan importantes los materiales en la vida del hombre que los historiadores
han clasificado las primeras edades de la humanidad, según los
materiales utilizados; así han surgido las edades de la Piedra, del
Bronce y del Hierro.
Vemos cada día la aparición de materiales con propiedades
extraordinarias tanto en el campo de la ingeniería, la
biotecnología y la nanotecnología. La investigación y
desarrollo de nuevos materiales constituye una actividad basicamente
multidisciplinar que requiere el concurso de la Física, la Química
y la Ingeniería y que en la actualidad ha adquirido unos niveles muy
elevados de conocimiento tanto científico como tecnológico. Este
hecho hace posible el diseño de materiales con composición y
propiedades muy específicas que, en su caso, pudieran ser requeridos para
el correcto desarrollo de las tecnologías emergentes (energía,
comunicación, transporte, salud, medio ambiente, etc.).
Estas tecnologías modelaran el bienestar y progreso de los
ciudadanos en las próximas décadas, al igual que ocurrió
con los plasticos ysemiconductores en los años cincuenta.
Podemos afirmar que en los albores del siglo XXI nos encontramos al comienzo de
una nueva etapa marcada por el devenir de los nuevos materiales. Los cuales
buscan mejorar el nivel de vida de la población, armonizar la
relación con el medio ambiente o perfeccionar los sistemas productivos.
La extensión necesariamente limitada de esta publicación ha
obligado a realizar una selección de los posibles temas y contribuciones
que podrían cubrir un tema tan amplio como el de los nuevos materiales.
MATERIALES CERAMICOS AVANZADOS
Los ceramicos son materiales sólidos que no son ni metales ni
polímeros aunque pueden tener elementos metalicos y
organicos como constituyentes o aditivos. Los ceramicos se pueden
presentar en forma amorfa, vítrea, mono cristalina, poli cristalina o
combinaciones de algunas de ellas. Estos materiales tienen dos
características importantes: por un lado, su capacidad de resistir al
calor y por otro, su resistencia al ataque químico, que son debidas
sustancialmente a la fortaleza del enlace entre sus atomos.
Estas virtudes se deben a los fuertes enlaces que mantienen a los atomos
constituyentes en sus posiciones de equilibrio. La naturaleza de esos enlaces
añade también un inconveniente crítico: la fragilidad. Un
material fragil no se deforma bajo carga. Esta desafortunada propiedad
hace que la ceramica sea particularmente sensible a mínimas
imperfecciones en su microestructura, las cuales sirven de puntos de
iniciación de grietas. Por consiguiente, se han dedicado muchos
esfuerzos de la investigación ceramica a desarrollarnuevos
procesos que minimicen estos defectos microscópicos; y se ha insistido
en el diseño de nuevas composiciones y microestructuras que eviten el
crecimiento de grietas.
Los recientes avances en el dominio de las ceramicas no sólo han
permitido mitigar el problema de la fragilidad, sino que han proporcionado
también un mayor control sobre aspectos de la composición y la
Microestructura que gobiernan otras propiedades físicas. Tal control
facilita el diseño de materiales ceramicos que satisfagan
exigencias químicas, térmicas, mecanicas y
eléctricas específicas, de las que ningún otro
Material pueden dar cuenta.
Las propiedades características de una ceramica derivan de su
estructura, tanto en un nivel atómico como a una escala cuyo rango
esta comprendido desde unos pocos micrómetros hasta unos cuantos
milímetros. En el nivel atómico hallamos, por lo que a las
ceramicas se refiere, dos tipos de enlace: iónico y covalente. La
fuerza de los enlaces en los materiales ceramicos les confiere
también un alto punto de fusión, dureza y rigidez.
Ahora bien, la fuerza de los enlaces en las ceramicas impide, al propio
tiempo, el facil desplazamiento de planos atómicos entre
sí; el material no puede deformarse para aliviar las tensiones impuestas
por una carga. En razón de ello, los materiales ceramicos
mantienen admirablemente su forma bajo una tensión, hasta que
ésta excede cierto límite (límite de fractura); entonces,
los enlace ceden de repente y el material se rompe catastróficamente.
La composición química y la microestructura de una
ceramica determinan, en últimainstancia, todas sus propiedades
macroscópicas. Y estan, a su vez, determ
La capacidad mas común de las camaras de
coquización es de 12 toneladas de carbón, siendo las dimensiones
mas usuales de 11 cm de longitud y de 4 m de altura, con un ancho de 30
a 60 cm
El tiempo de coquización en los hornos mas comunes desubproductos
oscila entre 14 y 20 horas, dependiendo de la temperatura de trabajo con un
rendimiento aproximado de 75%.
En los hornos modernos de coquización con recuperación de
subproductos, todos los productos volatiles liberados son recuperados.
Cerca del 40% del gas
producido puede ser circulado a os hornos para su calentamiento, empleandose
el 60% restantes como combustible en otras
plantas dentro del
complejo siderúrgico.
Los hornos de coquización constan principalmente de las siguientes
partes:
• Camara de coquización o retortas
• Camaras de combustión y equipo de combustión
• Colectores de gas crudo
• Regeneradores
• Chimenea
DESCRIPCION DEL PROCESO Y EQUIPOS AUXILIARES
La puesta en marcha del sistema de hornos de coquización requiere de un
calentamiento lento, uniforme y programado que permita controlar los cambios
irregulares de dilatación, sobre todo el rango de temperatura donde
ocurre la transformación del cuarzo
Para lograr tal objetivo se utiliza un combustible gaseoso que permite una
adecuada regulación de la temperatura. Mas de 2 meses
seran requeridos para efectuar el calentamiento de la batería.
Los equipos necesarios para efectuar las distintas operaciones de una planta
coquizadora son las siguientes
• En la operación de carga
• Operación de deshornado
• Operación de apagado
