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Actividad Semana 3 1. Redactar Esta semana la dedicaremos a consultar sobre el proceso de coquización para la obtención del Coque a partir del carbón mineral. Identifique las diferentes fases del proceso y explíquelas. Tener en cuenta que hay que hacer la respectiva referencia bibliográfica del material consultado. 2.¿Qué es el Arrabio? El arrabio es

un

producto

intermedio

del

proceso

de fundición de

las menas del hierro tratadas con coque como combustible y caliza como fundente. También se han usado como combustibles el carbón vegetal y la antracita. Se obtiene como material fundido en un alto horno mediante reducción del mineral de hierro. Se utiliza como materia prima en la obtención del acero en los hornos siderúrgicos. El arrabio tiene un alto contenido en carbono, generalmente entre 3.5–4.5%,1 además de sílice y otras impurezas, que lo hacen muy frágil por lo que tiene limitados usos como material.

2. Elabore un cuadro comparativo entre las propiedades del Cobre y las propiedades del Hierro.

Cobre

Hierro Metalurgia Básica - Actividad 1 – Semana 3

Cobre su símbolo en la tabla periódica es “Cu”

su símbolo en la tabla periódica es “Fe”

Resistencia a la corrosión

Es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado.

Muy dúctil y maleable. Punto de fusión: 1083 ºC Conductor del calor y la electricidad.

Es blando, maleable y dúctil. Se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria (es difícil magnetizarlo en caliente) A 790 °C desaparecen las propiedades magnéticas Punto de fusión: 1.535 °C, Se combina con (flúor, cloro, bromo, yodo y astato) y con el azufre, fósforo, carbono y silicio Arde con oxígeno. Expuesto al aire húmedo, se corroe, (una sustancia pardo-rojiza, escamosa, conocida como herrumbre)

4. El acero es hierro altamente refinado que contiene menos de un 2% de carbono. FALSO O VERDADERO 5. La reducción del mineral para obtener arrabio se realiza en los altos hornos. FALSO O VERDADERO 6. Los lingotes de arrabio o de primera fusión, pueden ser utilizados de inmediato en el taller. FALSO O VERDADERO. 7. La caliza se emplea como combustible para cargar el horno. FALSO O VERDADERO. 8. Los fundentes se añaden, para mejorar la fluidez de las escorias y mejorar su punto de fusión. FALSO O VERDADERO.

Metalurgia Básica - Actividad 1 – Semana 3

EL PROCESO DE COQUIZACIÓN PARA LA OBTENCIÓN DEL COQUE A PARTIR DEL CARBÓN MINERAL. IDENTIFIQUE LAS DIFERENTES FASES DEL PROCESO Y EXPLÍQUELAS. 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

Todo empieza en la planta de coquería cuyo objeto es producir el coque metalúrgico mediante una destilación a altas temperaturas de la hulla o carbón mineral en hornos, sin presencia del aire. La planta de Coquería está compuesta básicamente por : La batería de hornos.

Metalurgia Básica - Actividad 1 – Semana 3

La planta de Subproductos. Batería de Hornos. El objetivo de la Batería es producir el coque para el alto horno denominado "Coque Metalúrgico" y de los gases obtener algunos subproductos. El carbón optimo para coquizar tiene aproximadamente 31% de materias volátiles y se obtiene de una mezcla de carbones. Los carbones se reciben de tres clases con el fin de obtener un carbón apropiado: 40% de Carbón Alto Volátil (38-41% materia volátil) 20% de Carbón Medio volátil (30-33% materia volátil) 40% de Carbón Bajo Volátil (23-27% materia volátil). A continuación se nombran las etapas de coquización.

Etapa 1 El proceso de pirolisis mediante el cual se obtiene el coque se denomina coquización, y consiste en un calentamiento (entre 1.000 y 1.200 ºC) en ausencia de oxígeno hasta eliminar la práctica totalidad de la materia volátil del carbón o mezcla de carbones que se coquizan. 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.

Etapa 2 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 dé 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). Metalurgia Básica - Actividad 1 – Semana 3

Etapa 3 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 el micro estructura del material. Así, mientras que los carbonizados presentan un micro estructura desordenada y, salvo raras excepciones, no pueden ser grafitizados, los coques presentan una micro estructura más ordenada y pueden ser grafitizados si se someten a un proceso de grafitización.

Etapa 4 El proceso primitivo de calentar el carbón en pilas para producir coque permaneció como el más importante durante aproximadamente un siglo: simplemente se apilaba en grandes montones al aire libre dejando una serie de conductos horizontales y verticales. Estos conductos se llenaban con madera a la que se prendía fuego, lo que a su vez inflamaba el carbón. Cuando la mayor parte de los elementos volátiles del carbón habían desaparecido, las llamas se hacían más débiles. Entonces se sofocaba parcialmente el fuego con polvo de carbón y se rociaba con agua.

Etapa 5 Están construidos en baterías Poseen cámaras rectangulares separadas por paredes huecas que contienen los canales de calentamiento, en los cuales el gas se quema para calentar el horno. Son cargados por una máquina y descargados por una deshornadora mecánica, después de la retirada de las puertas de ambos lados. 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 Metalurgia Básica - Actividad 1 – Semana 3

calentamiento. Estos hornos, por lo general se agrupan en baterías de unas 60 ó 70 unidades. Son estrechas cámaras verticales con paredes de sílice del orden de 6 metros de altura, 450 milímetros de anchura y 16 metros de fondo, lo que supone unos 37 metros cúbicos de volumen y unas 30 toneladas de carbón por horno. Las cámaras se calientan por la combustión del gas que fluye entre los hornos adyacentes, calentándose hasta 1.500 durante unas 17 horas. Mientras, los gases procedentes del horno se recogen por otra abertura en la parte superior. El alquitrán de carbón se condensa al contacto con el agua de la tubería principal, y el gas, después de depurarse con agua para eliminar el amoníaco y con aceite para eliminar el benceno, se emplea para calentar los hornos. Al final del proceso de coquización, un pistón saca del horno el coque al rojo vivo y lo deposita directamente en una vagoneta que lo lleva a la campana de extinción, donde se rocía con agua. El proceso de vaciado sólo dura unos 3 minutos, con lo que el horno puede ser recargado con pocas pérdidas de calor. Esta técnica es altamente contaminante, aunque en la actualidad los gases procedentes de la campana de extinción son tratados mediante conducción y filtrado.

Etapa 6 El coque metalúrgico es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias, pero su principal empleo es en el horno alto (coque siderúrgico), en el que cumple tres papeles principales: Como combustible, proporcionando calor para los requerimientos endotérmicos de las reacciones químicas, y para la fusión de la escoria y del metal. Este papel ha perdido cierta importancia debido a las adiciones de fuel y gas por las toberas y, recientemente, por la inyección de carbón. Como reductor que produce y regenera los gases para la reducción de los óxidos de hierro. Metalurgia Básica - Actividad 1 – Semana 3

Como soporte de la carga y responsable de la permeabilidad de la misma. Este papel es cada vez más importante, a medida que aumenta el tamaño de los hornos.

Bibliografia https://sites.google.com/site/conocerlosmateriales/home/obtencion-del-hierro---metalesferrosos-1/obtencion-del-coque http://books.google.co.ve/books?id=Rkk04SmHTKEC&pg=PA382&lpg=PA382&dq=obtenci% C3%B3n+del+Coque+a+partir+del+carb%C3%B3n+mineral&source=bl&ots=pADWERZ1vY& sig=u2Ln9ZejoUh7YZjNH1fdr58HwaI&hl=es419&sa=X&ei=wRwAVI3TE4vGgwShwIDQAw&ved=0CE4Q6AEwBg#v=onepage&q=obtenci% C3%B3n%20del%20Coque%20a%20partir%20del%20carb%C3%B3n%20mineral&f=false http://juliocorrea.files.wordpress.com/2008/03/proceso-siderurgico.pdf http://www.carbunion.com/panel/carbon/uploads/usos_carbon_4.pdf

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