polvo de carbón

Coal Dust Applications

El polvo de carbón es la variedad en polvo de carbón creada por pulverización o molienda de carbón en granos finos y lisos. El carbón tiene una propiedad frágil que le permite tomar una forma en polvo o pulverizada durante la minería, el transporte o como resultado de la manipulación mecánica. Pulverizar o moler carbón antes de pasarlo a través del proceso de combustión permite una mayor velocidad y eficiencia de la quema. A continuación se presentan las pocas aplicaciones atribuidas al polvo de carbón:

Iron and Steel Production

El hierro y el acero se han convertido en una parte esencial de nuestras vidas. Desde barcos hasta coches y numerosos artículos para el hogar, no hay duda de que el hierro y uno de sus aleaciones, el acero son vitales en nuestra vida cotidiana. Incluso el equipo médico no se deja fuera, además de las piezas de maquinaria utilizadas en la fabricación de muchos de los productos tienen acero como material componente. No hay nadie que pueda enfatizar la importancia del acero.

El carbón es un material importante necesario enla producción de hierro y acero. Algunas estadísticas ayudarán a poner en contexto la esencia del carbón en la fabricación de hierro y acero. Aproximadamente 64 de acero fabricado a nivel mundial se derivaron de hierro producido en altos hornos que utilizan carbón. En 2003, la cantidad de acero crudo producido a escala mundial se situó en 965 millones de toneladas con aproximadamente 543 Mt utilizados en el proceso de fabricación.

hornos que pueden utilizar polvo de carbón

Las materias primas utilizadas en la producción de hierro a partir de un alto horno incluyen mineral de hierro, coque (hecho de carbón de coque) y una pequeña cantidad de piedra caliza. Sin embargo, algunos altos hornos utilizan el método de inyección de carbón pulverizado (PCI) de tal manera que se ahorra un costo y se obtiene un mejor rendimiento. El método PCI fue desarrollado inicialmente en elsiglo XIX, pero no fue hasta la década de 1970 que los fabricantes de hierro y acero adoptaron esta técnica. Aparentemente, un aumento en el costo del coque debido al aumento de la demanda mundial, además de una mayor competencia por este recurso llevó a los fabricantes a dirigir su atención hacia este método.

productos metálicos hechos con polvo de carbón

La idea detrás del método PCI es bastante simple. Se trata del aire primario, también referido al "gas transportador", que transporta polvo de carbón (carbón pulverizado) que se introduce a través de una lanza en el tuyere (la entrada de fondo medio del alto horno). Posteriormente, un tubo de soplado en el tuyere proporciona aire caliente secundario (también llamado la explosión) y luego se mezcla con el aire primario que como se mencionó anteriormente, transporta polvo de carbón de fundición. Esta mezcla se canaliza al horno, creando una cavidad similar a un globo, también conocida como pista de carreras. Este "camino" propaga la combustión de coque y carbón, licuando el mineral de hierro sólido y liberando hierro fundido en el proceso.

Thermal Power Generation

En la actualidad, muchas personas no pueden imaginar una vida sin electricidad, especialmente las que viven en países desarrollados. Desafortunadamente, aproximadamente 27 de la población mundial no tienen acceso a la electricidad. Es importante saber que la mejora del acceso a la electricidad es importante en la mitigación de la pobreza. La mayoría de las centrales eléctricas de carbón utilizan polvo de carbón porque la superficie se incrementa y, por lo tanto, la combustión se lleva a cabo más rápidamente.

El polvo de carbón se pasa a la cámara de combustión en la caldera de estos sistemas de combustión de carbón pulverizado (PCC). Aquí, la quema de polvo de carbón de ceniza baja se produce a alta temperatura, produciendo gases calientes y energía térmica que convierte el agua (presente dentro de los tubos que recubren la caldera) en vapor.

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El vapor que se mueve bajo alta presión entra en una turbina que tiene unos pocos miles de palas de hélice. Las cuchillas son empujadas por el vapor, lo que resulta en la rotación de alta velocidad del eje de la turbina. En un extremo del eje de la turbina, se instala un generador. Este generador contiene varias bobinas enrolladas meticulosamente. La generación de electricidad se produce cuando estas palas de hélice se giran rápidamente con un campo magnético fuerte producido por las bobinas. El vapor se condensa después de que podría haber pasado a través de la turbina y vuelve a las calderas para su reutilización.

En la actualidad, el carbón contribuye con un treinta y nueve por ciento del suministro mundial de electricidad. Con el menor costo asociado con el uso del carbón con fines de electrificación, tanto los países desarrollados como los países en desarrollo han encontrado un gran uso de este mineral.

Green Sand Molding Process

Greensand describe la arena de moldeo que no se hornea ni se seca, pero posee una humedad inherente. La arena cruda en su forma de mineral se procesa de tal manera que el tamaño del grano se distribuye uniformemente. Las arcillas orgánicas actúan como aglutinantes para estos granos durante el curso de procesamiento en arena de moldeo.

La adición de polvo de carbón de fundición ayuda a garantizar que la calidad de fundición sea excelente a medida que la arena se expande cuando el metal fundido caliente se vacía en el molde. También se permite el uso de otros aditivos como el tono, la celulosa y la sílice. La arena, junto con los aditivos y el agua se mezclan en un mullor, también conocido como mezclador. La arena se considera lista para hacer un molde cuando se ha mezclado con otras sustancias en el mullor.

moldes que utilizan antracita

El vertido de hierro fundido en un molde de arena verde que contiene polvo de carbón provocará la liberación de gases reductores después de la aplicación de calor y, por consiguiente, evita la formación de óxido de hierro durante la fase intermedia de la producción de quemado. Un suministro limitado de oxígeno provoca la producción de filos y la condensación de un carbono lustroso de capa delgada sobre la superficie del molde resultante de los gases de hidrocarburos producidos en la quema de polvo de carbón. La película de carbono brillante sirve como una barrera refractaria entre el hierro fundido y la arena de moldeo, mejorando así el acabado de fundición.

polvo de carbón utilizado en el proceso de moldeo

En la fase final del proceso de moldeo, el coque de polvo de carbón comienza en la superficie del molde, lo que conduce a su ablandamiento y expansión. La expansión crítica de la arena de cuarzo en la arena de sílice base se produce junto con el ablandamiento y coque del polvo de carbón. En consecuencia, los granos de arena se reajustan y se regula la aparición de defectos de tipo de expansión.

El polvo de carbón utilizado en fundiciones para fundición de hierro requiere polvo de carbón de ceniza baja que debe poseer un contenido mínimo de azufre y cloruro, humedad inherente de aproximadamente 2-4, y contenido volátil de 30 o más. En resumen, el polvo de carbón de fundición disminuye los defectos asociados con la expansión y el escollo de hidrógeno. Una mejora en la estabilidad dimensional de los moldes también se debe a la inclusión de esta sustancia en greensand.

Refractory Bricks

Ladrillos refractarios son capaces de soportar altas temperaturas y se caracterizan por una baja conductividad térmica que permite una mayor eficiencia. Las aplicaciones que requieren una alta tensión térmica, química o mecánica requieren el uso de ladrillos refractarios densos. Sin embargo, el ladrillo de horno, un ladrillo refractario más poroso, es más adecuado para situaciones menos duras. Los ladrillos de horno son más débiles que los densos, pero son ventajosos en el sentido de que son ligeros y mejores aislantes.

Una de las principales sustancias implicadas en la producción de ladrillo refractario también conocido como ladrillo de fuego es el polvo de carbón. Los hornos de chimenea abiertos, los hornos de arco eléctrico, los hornos de metalurgia, los hornos rotativos de cemento y los hornos de vidrio están construidos con ladrillos de fuego hechos de polvo de carbón refractario. Como aditivo, es necesario que el polvo de carbón se mezcle con arcilla y agua. Posteriormente, la mezcla se somete a un proceso de cocción que implica el secado por aire durante 120 minutos a una temperatura de 30oCy pasa a través de una temperatura de 110oC. En la última fase de cocción, la muestra de mezcla se introduce en un horno y se calienta a una temperatura de 1050oC en 6 horas.

Específicamente, el polvo de carbón proporciona el aislamiento térmico requerido por los ladrillos refractarios para funcionar cuando sea necesario. El polvo de carbón refractario tiene el siguiente efecto en el ladrillo de fuego:

  1. Reduce la conductividad térmica
  2. Aumentar la fuerza de aplastamiento y la porosidad del ladrillo refractario
  3. Mejorar la capacidad del ladrillo de fuego para soportar factores térmicos y corrosivos
  4. Promueve la capacidad de soportar choques térmicos.
metal caliente rojo