El coque
metalúrgico
Coque metalúrgico |
El coque metalúrgico es el residuo sólido
que se obtiene a partir de la destilación destructiva, o
pirólisis, de determinados carbones minerales, como
la hullas (o carbones bituminosos) que poseen propiedades
coquizantes; es decir capacidad de transformarse en coque
después de haber pasado por una fase plástica. En
la practica, para la fabricación del coque
metalúrgico se utilizan mezclas
complejas que pueden incluir más de 10 tipos diferentes de
carbones minerales en distintas proporciones. El proceso de
pirólisis mediante el cual se obtiene el coque se denomina
coquización y consiste en un calentamiento (entre 1000 y
1200 ºC) en ausencia de oxígeno
hasta eliminar la practica totalidad de la materia
volátil del carbón, o mezcla de carbones, que se
coquizan. La mayoría del coque metalúrgico se usa
en los altos hornos de la industria
siderúrgica para la producción del acero (coque
siderúrgico). Dada el gran consumo de
coque que es necesario para el funcionamiento de los altos hornos
, los hornos de coquización suelen ser una
instalación anexa a las industrias
siderúrgicas. El coque metalúrgico
también se utiliza en la industria de la fundición
del hierro (coque
de fundición). En general, el coque de función
suele ser de un tamaño mayor que el
siderúrgico.
Coquización
Se conoce con el nombre de carbonización al
proceso de destilación destructiva de sustancias
orgánicas en ausencia de aire para dar un
producto
sólido rico en carbono,
además de productos
líquidos y gaseosos.
La carbonización de madera y otros
materiales
vegetales produce carbón vegetal. La carbonización
de cierto tipo de carbones minerales (carbones coquizables, i.e.
carbones bituminosos o hulla), o mezclas de estos carbones,
producen el coque. En este caso el proceso de
carbonización es denominado coquización. La
coquización se diferencia de la carbonización en
que durante el proceso de calentamiento en atmósfera inerte de
los carbones coquizables o cualquier otra sustancia que de lugar
a un coque, como por ejemplo la brea u otros materiales
termoplásticos, se pasa por un estado fluido
transitorio durante un determinado intervalo de temperaturas que
varía según el material que se esté
coquizando (en el caso de los carbones coquizables este intervalo
puede oscilar entre los 350 y 500 ºC). Pasado el intervalo
fluido (también denominado etapa plástica) se forma
el semicoque. Al seguir aumentando la temperatura
sigue el desprendimiento de gases hasta
que finalmente se forma el coque. Durante la etapa fluida, o
plástica, se produce una total reorganización en la
micro estructura del
material. Así, mientras que los carbonizados presentan una
microestructura desordenada y, salvo raras excepciones, no pueden
ser grafitizados (i.e. carbones no grafitizables); los coques
presentan una microestructura más ordenada y pueden ser
grafitizados si se someten a un proceso de grafitización
(i.e. carbones grafitizables).
El primer uso de coque en el horno alto se debió a
Abraham Darby en 1709, en Coalbrookdale (Inglaterra).
ésta es una fecha histórica, puesto que la
aplicación con éxito
del coque en el horno alto fue responsable del desarrollo
posterior de la industria del hierro y del acero, y del comienzo
de la Revolución
Industrial. El proceso primitivo de calentar el carbón
en pilas para
producir coque permaneció como el más importante
durante aproximadamente un siglo. No obstante, un horno con forma
de colmena fue desarrollado en 1759 en Newcastle (U.K.), siendo
este tipo de hornos usado todavía en algunas partes del
mundo. Sin embargo, el rápido 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:
Batería de hornos de |
(i) Están construidos en baterías.
(ii) Poseen cámaras rectangulares separadas por paredes
huecas que contienen los canales de calentamiento, en los cuales
el gas se quema para
calentar el horno.
(iii) Son cargados por una máquina y descargados
por una deshornadora mecánica, después de la retirada de
las puertas de ambos lados.
(iv) 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.
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