Semana 3 Proceso De Coquizacion

1) PROCESO DE COQUIZACIÓN.

Coquización es un proceso de destilación seca destructiva de carbón para convertirlo de un material denso y frágil a uno fuerte y poroso; los subproductos valiosos se recuperan en el proceso. El coque es ampliamente clasificado de acuerdo a su temperatura final del proceso de coquización – coque de alta, media y baja temperatura. Solo el último terminado entre 1700 y 2000° F (930 y 1100° C) se unas para el alto horno. Aunque algunos de los de bajas temperaturas se utilizan para mezclarlos.

Las producciones de carbón por tonelada son: De 65 a 73% de coque y de 5 a 10 % de residuos, para una producción de coque del 75%. Puesto que cerca del 75% de sulfuro contenido en el carbón, permanece en el coque, lo cual es que el contenido de sulfuro es alrededor de la misma cantidad carbón en el coque, a menos que se empleen las técnicas adecuadas para remover los sulfuros. (Peters, 1982).

OBTENCION DEL COQUE:

El coque es un combustible sólido formado por la destilación de carbón bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire.1 2 3 El proceso de destilación implica que el carbón se limpia de alquitrán, gases y agua.3 Este combustible o residuo se compone en 90 a 95% de carbono.1 3 Nitrógeno, oxígeno, azufre e hidrogeno están presentes en cantidades menores.1 Es poroso y de color negro a gris metálico.2 3 El coque se utiliza en grandes cantidades en altos hornos para la elaboración de hierro aprovechando la siguiente reacción química:

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

ETAPAS DEL PROCESO.

El proceso de reducción del mineral de Hierro cuyo objetivo es la obtención de arrabio, se inicia desde la explotación y tratamiento de las materias primas, posteriormente éstas se someten a procesos de adecuación como la coquización y sinterización. Finalmente, el equipo característico del proceso es el Alto Horno, en el cual mediante la sucesión de reacciones químicas a altas temperaturas ocurre la reducción de los óxidos del mineral.

El Diagrama General de las etapas del proceso se observa en la siguiente gráfica.

Diagrama General del Proceso.

Etapa de Coquización: Cuando un carbón es pirolizado térmicamente o destilado destructivamente (a altas temperaturas) sin entrar en contacto con el aire, se convierte en una gran variedad de productos sólidos, líquidos y gaseosos. La eliminación de la fase gaseosa hace que el proceso se denomine desgasificación de carbones, mientras que la obtención final del coque da origen al término carbonización o coquización.

La planta de Coquería tiene por objeto producir el coque metalúrgico mediante una destilación a altas temperaturas de la hulla o carbón mineral en hornos, sin presencia del aire.

Etapa de Sinterización: Durante los procesos de extracción de minerales, transporte y manipulación de las materias primas, se producen grandes cantidades de material, de una granulometría excesivamente fina que no permite el adecuado flujo de gases calientes a través de la carga, impidiendo llevar a cabo la fundición de la misma, por lo que se aglomera a un tamaño que permita su utilización.

Las materias primas de esta etapa son: Caliza, mineral de Hierro, Coquesillo, y finos del mismo Sinter.

Caliza: Llega entre 6-120 mm de grosor; se le hace un cribado para una granulometria inferior de 3.36 mm.

Mineral de hierro. Debe tener una granulometria menor de 9.5 mm.

Coquesillo: Son los finos de la planta de Coquería y se debe obtener a una granulometría menor a 3,36 mm.

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 y500 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. Evolución de la zona plástica durante la coquización en un horno de coque |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

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