Co-carbonización carbón-serrín para la obtención de coque siderúrgico

Abstract

La vía del horno alto sigue siendo hoy en día el proceso más utilizado para la obtención de acero. En este proceso, el coque es imprescindible debido a su función como soporte físico y agente permeable de la carga en el interior del horno alto, por lo que es necesario que su calidad sea buena ya que es el único material que permanece sólido a las temperaturas de la zona baja del horno alto. La industria siderúrgica es altamente contaminante y una de las mayores fuentes de emisión de CO2 a la atmósfera, por lo que es importante buscar nuevas materias primas capa-ces de sustituir parcialmente al carbón, que reduzcan los costes y que sean más sostenibles con el medioambiente. Entre estas materias primas se encuentra la biomasa que presenta una serie de ventajas, como bajos contenidos en cenizas y azufre y un contenido en carbono que se considera neutro, aunque tiene también ciertos inconvenientes como su menor contenido en carbono y mayor en oxígeno. En esta Tesis se seleccionaron tres carbones coquizables de diferente rango y tres mezclas industriales de carbones utilizadas habitualmente en la fabricación de coque de horno alto por la industria siderúrgica europea. Como aditivos se seleccionaron dos carbones no co-quizables, serrines procedentes de castaño, pino y roble y dos tipos de ligantes alquitranados obtenidos de la industria siderúrgica. Se estudió la influencia de los distintos aditivos en las pro-piedades plásticas de los carbones y de las mezclas industriales, ya que la etapa plástica es determinante en las propiedades y estructura finales del coque resultante. Asimismo, se reali-zaron estudios de pirólisis en termobalanza y a escala de laboratorio, recogiendo los aceites producidos con el fin de determinar la influencia de los aditivos en la presencia de PAHs en los alquitranes generados. Además los carbonizados obtenidos al incorporar serrines a carbones, se gasificaron con CO2 en termobalanza y se modelizó el proceso para relacionarlo con la calidad de los coques producidos a mayor escala. También se prepararon coques en un horno de pared móvil de 17 kg de capacidad a partir de carbones y mezclas industriales para estudiar el efecto de los aditivos añadidos direc-tamente o en forma de briqueta en la calidad de los coques producidos y determinar qué aditivos son los más adecuados, su cantidad y su forma de adición sin dar lugar a una disminución importante de la calidad del coque.