COMBUSTIBLES METALURGICOSMETALURGIA GENERAL

CONCEPTOLos combustibles metalrgicos son las sustancias que se queman para suministrar calor a niveles de temperatura utilizables para operaciones metalrgicas en escala comercial.la industria metalrgica depende de los combustibles y consume cantidades de los mismos que son casi proporcionales con las cantidades de metal producidas.Por ejemplo, el consumo de coque en el alto horno para hierro se acerca a una tonelada por tonelada de arrabio, y se consume combustible adicional al producir acero partiendo del arrabio

Desde el punto de vista de la industria de los combustibles, la industria metalrgica es uno de los consumidores ms grandes.Las reacciones metalrgicas requieren temperaturas elevadas, y la obtencin de estas temperaturas es con frecuencia un problema de combustibles ms difcil que el suministro del nmero correcto de Btu

Clasificacin de los combustibles

los combustibles slidos primarios, el carbn bituminoso representa la fuente de energa simple ms grande para propsitos metalrgicos. Sin embargo, la mayor porcin del carbn no, se quema directamente, sino que sirve como materia prima para fabricar los combustibles secundarios; coque, alquitrn de hulla, y gases artificialesLos otros combustibles slidos primarios, tales como la antracita, lignito, turba y madera, se utilizan muy poco como combustible metalrgico

Ms de 100 millones de Tn del carbn bituminoso extrado anualmente en los E.E. U.U. se emplean para hacer coque metalrgico. se considerar al coque como un combustible de propiedades especiales hecho para propsitos metalrgicos.Los combustibles gaseosos, tanto naturales como artificiales, se emplean mucho y poseen ciertas ventajas para el calentamiento de hornos metalrgicos. El gas natural es un combustible econmico de alta calidad que es importante en fbricas cercanas a campos petroleros o prximos a la red de distribucin de gas.

Los gases artificiales consumidos metalrgicamente se producen, del carbn mineral y del coque.Los combustibles lquidos, o petrleos, compiten con el gas y el carbn pulverizado para el calentamiento de los hornos.La clase de petrleo que pueda ser utilizado en una instalacin determinada es primordialmente una cuestin de costos y factores econmicos; en algunos lugares hasta se puede emplear petrleo crudo, pero usualmente es provechoso emplear alquitranes y destilados residuales de subproductos que no son valiosos para otros propsitos.

los principales productos combustibles empleados en los procesos metalrgicos pueden ser clasificados de la manera siguiente:(1) Carbn mineral pulverizado (2) Coque(3) Combustibles gaseosos. (4) Petrleo

Carbn mineralEl carbn mineral se form en la tierra por la accin prolongada de fuerzas y condiciones geolgica sobre acumulaciones de plantas y materia vegetal El sentido cualitativo, del proceso de formacin del carbn mineral, tiene varios pasos del proceso de carbonificacin. Madera turba lignitoMadera carbn bituminoso (hulla) Madera carbn antracita grafito

La formacin de yacimientos de turba implica una combinacin de crecimiento leoso en lugares pantanosos junto a condiciones bioqumicas favorables La materia vegetal muerta se acumula y descompone lentamente para formar la turba.

Composicin y constitucin los carbones son mezclas amorfas que contienen carbono y compuestos de carbono, especialmente hidrocarburos, compuestos de C-H-O y algunos compuestos orgnicos de N y S.

El anlisis inmediato (ASTM D-271) consiste de las siguientes:Humedad (Hu): se secado 1 gr. durante 1 hr. 105C.Materia voltil (MV): perdida en peso en 1 gr. calentada 7 min a 950C en ausencia de aire, menos la Hu.Ceniza (Ce): residuo despus de una combustin completa en la mufla a 700-750 C.Carbono fijo (CF): el % de CF es 100 menos la suma de los % de humedad, materia voltil y cenizas.

anlisis inmediato del C libre de humedad:materia voltil + ceniza + carbono fijo = 100%.Anlisis del C libre de cenizas y humedad: materia voltil - el carbono fijo = 100%.

Anlisis elemental Los principales elementos qumicos en el carbn son C, H, 0, N, y S

Carbn pulverizadoEl carbn pulverizado se utiliza ampliamente para el calentamiento de hornos de fusin de todas clases en plantas metalrgicas

razones para el uso del carbn pulverizado para hornos metalrgicos.Flexibilidad y fcil ajuste a los requerimientos de los procesos, elevada eficiencia de combustin, bajo costo yadaptabilidad a las amplias variaciones en el grado y calidad del carbn.

La llama del carbn en polvo consiste de una nube de partculas encendidas en movimiento

CoqueEs la destilacin destructiva del carbn en ausencia de aire (coquizacin o carbonizacin )Los compuestos orgnicos complejos que forman la sustancia carbonosa se descomponen en etapas, y se volatilizan muchas variedades de compuestos, producindose diferentes gases en diferentes etapas de pirolisis. Los compuestos volatizados van desde gases simples: CO, CO2, H2O, H2, N2. CH4. H2S y NH3, hasta varios hidrocarburos complejos y otros compuestos orgnicos, conteniendo algunos de ellos N y S. Durante la descomposicin, la masa de C se funde y se vuelve plstica. Al mismo tiempo se hincha y expande, segn se completa la coquificacin, la masa se solidifica lentamente

Combustibles gaseososLos combustibles gaseosos poseen cierto nmero de ventajas sobre otros combustibles: limpieza y ausencia de cenizas, facilidad de manejo, facilidad de control, flexibilidad, y buenas caractersticas de combustin.

Constituyentes de los gasesCombustiblesDiluyentesHidrgeno (H2)Nitrgeno (N2) Monxido de carbono (CO)Bixido de carbono (CO2)Metano (CH4)Agua (H2O)Etano (C2H6) Etileno (C2H4)Otros hidrocarburos

Petrleo combustibleLos combustibles lquidos han probado ser ventajosos en muchas aplicaciones metalrgicas.los petrleos combustibles poseen valores calorficos ms altos que cualquier quiera otras combustibles comerciales.el petrleo contiene los mismos elementos qumicos que el carbn: C, H, O, y S, y a veces N. Petrleo y refinacin del petrleo El petrleo se form en la corteza de la tierra de la acumulacin de materia vegetal y animal por procesos metamrficos probablemente similares en muchas maneras a los de la carbonificacin.

En cada grupo hay compuestos con varias relaciones de C a H, esto es, de diversos grados de saturacin de C con H. Por ejem: los hidrocarburos de cadena abierta incluyen la parafina o hidrocarburos saturados comenzando con el metano (CH4) y teniendo la frmula general CnH2n+2, las olefinas (CnH2n), y la Serie acetilnica (CnH2n-2).Los compuestos individuales en el petrleo, incluyen gases, lquidos, y slidos. En general los hidrocarburos: de menor peso molecular son gases (p. ejem, metano, CH4; etano C2H6; etileno, C2H4; acetileno, C2H2), los de peso molecular intermedio son lquidos (p. ejem, octano, C8H18; octileno; benceno, C6H6), en tanto que los de peso molecular elevado son slidos