Estudio a diferentes escalas del empuje de carbones coquizables y de la calidad del coque

Resumen

Debido a los avances tecnológicos que han tenido lugar en el proceso de obtención de acero por la vía del horno alto en los últimos años, se ha puesto de manifiesto la necesidad de contar con un coque con unas especificaciones de calidad más estrictas, ya que su consumo específico ha disminuido y sin embargo, ha de seguir cumpliendo adecuadamente con su papel de soporte permeable de la carga. En las baterías de coque se carbonizan mezclas de carbones que han de reunir una serie de características que garanticen la obtención de un coque con la calidad adecuada para su uso en el horno alto. Uno de los mayores problemas en la obtención de coque es la generación de presiones elevadas en el interior de los hornos de coquización que pueden llegar a dañar de forma irreversible las paredes de los mismos y acortar la vida útil de las baterías. Por tanto, es necesario asegurarse de que el carbón que se va a coquizar no representa peligro para la integridad de la batería, para lo cual es necesario realizar ensayos previos en los denominados hornos de pared móvil. Estos ensayos son caros y lentos, por lo que uno de los objetivos de este trabajo se ha centrado en el estudio de las características de termoplasticidad y emisión de materia volátil durante el tratamiento térmico de una serie de carbones bituminosos, de forma que a partir de ensayos de laboratorio sea posible determinar si un carbón o mezcla de carbones va a ser susceptible de generar presiones elevadas durante su coquización sin necesidad de recurrir a la carbonización en los mencionados hornos de pared móvil. Además, se ha llevado a cabo el estudio de la calidad de los coques obtenidos en los dos hornos de pared móvil disponibles en el INCAR (de escala semi-piloto 15 kg de capacidad y piloto -de 300 kg de capacidad) mediante la determinación de su resistencia mecánica en frío y de su reactividad y resistencia mecánica tras su reacción con CO2 y se ha estudiado la validez del horno de menor escala para determinar la calidad de un coque. Por último, se han propuesto una serie de modelos matemáticos para la predicción de la calidad del coque a partir de las características de los carbones de partida cuya aportación más importante es la inclusión de parámetros termogravimétricos como indicadores del comportamiento termoplástico de los carbones.