El Coque Metalurgico

incremento de la demanda de coque en el siglo XIX dio lugar a la introducción de los hornos de cámara rectangular, capaces de ser descargados utilizando máquinas. Estos hornos, al principio de tipo no recuperativo, pero desde 1882 capaces de recuperar subproductos (gases, breas y otros compuestos químicos), son los antecesores de los hornos actuales de gran capacidad. En todos ellos se observan las características básicas de los hornos modernos.

(1) Están construidos en baterías.

(2) Poseen cámaras rectangulares separadas por paredes huecas que contienen los canales de calentamiento, en los cuales el gas se quema para calentar el horno.

(3) Son cargados por una máquina y descargados por una deshornadora mecánica, después de la retirada de las puertas de ambos lados.

(4) El gas sale del horno por el tubo montante y se lleva a la planta de subproductos, retornando una parte del mismo a los hornos para su calentamiento.

Las baterías modernas únicamente difieren de éstas en la escala y la sofisticación de los detalles. Una batería moderna puede estar formada por unos 70 hornos de coque. Cada horno tiene del orden de 6 m de altura, 450 mm de anchura y 16 m de longitud o fondo. Esto significa unos 37 m3 de volumen y unas 30 t de carbón por horno. El aumento de la anchura de los hornos, junto con una velocidad de coquización más baja, al utilizar cámaras más anchas, dio lugar a resultados inesperados en cuando a la ampliación de la gama de carbones que podían ser coquizados.

El empuje

Es conocido que al calentar los carbones coquizables en atmósfera inerte, pasan por un estado plástico en un intervalo de temperaturas que oscila entre 350 ºC y 500 ºC, dependiendo del tipo de carbón. Dentro del horno existirán, por lo tanto, dos zonas plásticas que tienden a desplazarse perpendicularmente a la dirección de calentamiento y hacia el centro del horno a medida que progresa la coquización. Además, dado que tanto la solera como la bóveda del horno son también superficies calientes, aparecerán otras dos zonas plásticas secundarias, que se desplazan en dirección vertical.

El proceso durante el cual se desarrolla el fenómeno denominado "empuje" se puede dividir en dos etapas: antes del encuentro de las dos zonas plásticas, y en el momento en que se realiza este encuentro (temperatura en el centro inferior o superior a 350 ºC, respectivamente). En la primera etapa, la presión existente en el carbón que está dentro de la envoltura plástica, es del orden de 20 a 40 mbar en el centro de la carga. Por el contrario, la presión en el seno de las capas plásticas, es muy elevada y al transmitirse a los pies derechos por intermedio del semicoque y coque origina el empuje. A lo largo de la primera etapa existe un crecimiento del empuje y de la presión interna en las zonas plásticas. Ello es debido, por una parte, a la disminución del gradiente térmico a medida que nos aproximamos al centro del horno, lo que hace que los gases tengan que atravesar un mayor espesor de la zona plástica. Por otra parte, los vapores de aceites y alquitranes que se desprenden de las zonas plásticas se van condensando en las zonas menos calientes, con lo que resulta que el carbón estará más impregnado de aceites y alquitranes cuanto más nos aproximamos al centro y por tanto aumentará el desprendimiento gaseoso y en consecuencia la presión. Cuando se encuentran en el centro las dos capas plásticas forman una única capa plástica de anchura doble, produciéndose una subida brusca de la presión de los gases, que ahora tienen una gran dificultad para escapar. En este momento se produce la presión y el empuje máximos. El hinchamiento o expansión de la zona plástica se corresponde con una contracción del semicoque y con la posibilidad de compresión del carbón que aún no ha entrado en la zona plástica.

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