Utilización de fuentes alternativas de carbono en la fabricación de coque siderúrgico

Abstract

El procedimiento más utilizado para la fabricación de acero es la ruta del horno alto. En este proceso una de las materias primas imprescindibles es el coque siderúrgico. La tendencia de los últimos tiempos a aumentar el tamaño de los hornos altos y a la introducción de otros combustibles por las toberas ha dado lugar a que haya disminuido la importancia del coque en su función como combustible y reductor. De esta forma ha cobrado mayor importancia en su función como soporte permeable de la carga del horno alto. Como consecuencia, es indispensable producir coque de la mejor calidad ya que es el único material que permanece sólido a las temperaturas de la zona baja del horno alto. Para producir coque de buena calidad es necesario contar con buenos carbones coquizables que no siempre están disponibles en el mercado a un precio aceptable. Por este motivo es necesario estudiar posibilidades para la incorporación de materiales con alto contenido en carbono en la preparación de las mezclas que se utilizan habitualmente en la fabricación de coque de horno alto. Una opción sería la introducción de carbones no coquizables y otra el uso de residuos con alto contenido en carbono y de bajo coste. La combinación de la ruta del horno alto y la planta de coque en la industria del acero proporciona una vía para incrementar el reciclado de residuos que puede resultar con beneficios económicos, sociales y medioambientales. Con este fin se han seleccionado tres carbones coquizables de diferente rango y tres mezclas industriales de las utilizadas habitualmente en la fabricación de coque de horno alto. Como aditivos se seleccionaron dos carbones no coquizables y residuos procedentes de la industria petrolera, siderúrgica y de reciclado de neumáticos. Se ha estudiado el efecto de los aditivos seleccionados en las propiedades plásticas de los carbones y mezclas ya que la etapa plástica es la más importante en el proceso y la que va a determinar las propiedades y estructura. También se realizaron estudios de pirólisis en termobalanza y a escala de laboratorio con recogida de los alquitranes generados de forma que ha sido posible determinar la influencia de los aditivos en la composición del alquitrán generado durante el proceso. Se han preparado coques a escala semipiloto (17 kg) y piloto (300 kg) con mezclas de los carbones y mezclas industriales y los aditivos para estudiar el efecto de los mismos en la calidad de los coques obtenidos y determinar qué aditivos son los más adecuados y en qué cantidad podrían ser adicionados sin dar lugar a una disminución importante de la calidad del coque. Una de las variables del proceso a las que se ha prestado especial atención es la generación de presión de coquización ya que se ha estudiado la incorporación de algunos de estos aditivos capaces de reducir la excesiva presión generada por algunos carbones presentes en las mezclas industriales de modo que se pueda optimizar la presencia de estos carbones evitando la generación de una presión elevada que pueda poner en peligro la integridad de las baterías de coque.