poussière de charbon

Applications de poussière de charbon

La poussière de charbon est la variété en poudre de charbon créée par la pulvérisation ou le broyage du charbon en grains fins et lisses. Le charbon a une propriété cassante qui lui permet de prendre une forme en poudre ou pulvérisée pendant l'exploitation minière, le transport ou à la suite de la manipulation mécanique. La pulvérisation ou le broyage du charbon avant de le passer à travers le processus de combustion permet d'améliorer la vitesse et l'efficacité de la combustion. Voici les quelques applications attribuées à la poussière de charbon :

Production de fer et d'acier

Le fer et l'acier sont devenus une partie essentielle de notre vie. Des navires aux voitures et aux nombreux articles ménagers, il ne fait aucun doute que le fer et l'un de ses alliages, l'acier sont essentiels dans notre vie quotidienne. Même l'équipement médical n'est pas en reste, plus les pièces de machines utilisées dans la fabrication de nombreux produits ont de l'acier comme matériau de composants. Il n'y a personne qui pourrait sous-accentuer l'importance de l'acier.

Le charbon est un matériau important nécessaire à la production de fer et d'acier. Certaines statistiques aideront à mettre en contexte l'essentiel du charbon dans la fabrication du fer et de l'acier. Environ 64 de l'acier fabriqué à l'échelle mondiale provenaient du fer produit dans les hauts fourneaux qui utilisent du charbon. En 2003, la quantité d'acier brut produite à l'échelle mondiale a été mise à 965 millions de tonnes avec environ 543 Mt utilisés dans le processus de fabrication.

fours qui peuvent utiliser de la poussière de charbon

Les matières premières utilisées dans la production de fer à partir d'un haut fourneau comprennent le minerai de fer, le coke (fabriqué à partir de charbons à coke) et une petite quantité de calcaire. Cependant, certains hauts fourneaux utilisent une méthode d'injection de charbon pulvérisé (IPC) telle que le coût est économisé et de meilleures performances sont dérivées. La méthode PCI a été développée initialement au19ème siècle, mais ce n'est que dans les années 1970 que les fabricants de fer et d'acier ont adopté cette technique. Apparemment, une augmentation du coût du coke en raison de l'augmentation de la demande mondiale en plus de la concurrence accrue pour cette ressource a conduit les fabricants à tourner leur attention vers cette méthode.

produits métalliques fabriqués à l'aide de poussière de charbon

L'idée derrière la méthode PCI est assez simple. Il s'agit de l'air primaire, également appelé le «gaz de transport», transportant la poussière de charbon (charbon pulvérisé) qui est introduit par une lance dans le tuyere (l'entrée à mi-fond du haut fourneau). Par la suite, une pipe dans le tuyere fournit l'air chaud secondaire (également appelé l'explosion) et se mélange alors avec l'air primaire qui, comme mentionné précédemment, transmet la poussière de charbon de fonderie. Ce mélange est canalisé vers le four, créant une cavité en forme de ballon, autrement connu sous le nom d'une voie de course. Cette « voie de course » propage la combustion du coke et du charbon, liquéfiant le minerai de fer solide et libérant le fer fondu dans le processus.

Production d'énergie thermique

Aujourd'hui, beaucoup de gens ne peuvent pas imaginer une vie sans électricité, en particulier ceux qui vivent dans les pays développés. Malheureusement, environ 27 de la population mondiale n'ont pas accès à l'électricité. Il est important de savoir qu'un meilleur accès à l'électricité est important pour réduire la pauvreté. La plupart des centrales au charbon utilisent de la poussière de charbon parce que la surface est augmentée et, par conséquent, la combustion a lieu plus rapidement.

La poussière de charbon est passée dans la chambre de combustion dans la chaudière de ces systèmes de combustion du charbon pulvérisé (PCC). Ici, la combustion de la poussière de charbon à faible teneur en cendres se produit à haute température, produisant des gaz chauds et de l'énergie thermique qui convertit l'eau (présente dans les tubes qui tapissent la chaudière) en vapeur.

coal_dust

La vapeur se déplaçant sous haute pression entre dans une turbine ayant quelques milliers de pales d'hélice. Les pales sont poussées par la vapeur, ce qui entraîne la rotation à grande vitesse de l'arbre de la turbine. À une extrémité de l'arbre de turbine, un générateur est installé. Ce générateur contient plusieurs bobines enroulées ensemble méticuleusement. La production d'électricité se produit lorsque ces pales d'hélice sont tournées rapidement avec un fort champ magnétique produit par les bobines. La vapeur est condensée après avoir traversé la turbine et retourne aux chaudières pour être réutilisée.

À l'heure actuelle, le charbon contribue à environ trente-neuf pour cent de l'approvisionnement mondial en électricité. Avec le coût plus faible associé à l'utilisation du charbon à des fins d'électrification, les pays développés et en développement ont trouvé une grande utilisation de ce minerai.

Procédé de moulage en sable vert

Greensand décrit le sable de moulage qui n'est ni cuit ni séché, mais possède une humidité inhérente. Le sable brut sous sa forme de minerai est traité de telle sorte que le dimensionnement du grain soit réparti uniformément. Les argiles organiques agissent comme liants pour ces grains au cours de la transformation en sable moulant.

L'ajout de poussière de charbon de fonderie aide à s'assurer que la qualité de coulée est excellente pendant que le sable se dilate quand le métal fondu chaud est vidé dans le moule. L'utilisation d'autres additifs, y compris la hauteur, la cellulose et la silice, est également autorisée. Le sable, ainsi que les additifs et l'eau sont mélangés dans un mullor, autrement appelé un mélangeur. Le sable est jugé prêt à faire un moule quand il a mélangé avec d'autres substances dans le mullor.

moules qui utilisent l’anthracite

Le déversement de fer fondu dans un moule de sable vert contenant de la poussière de charbon entraînera la libération de gaz réducteurs après l'application de la chaleur et, par conséquent, empêche la formation d'oxyde de fer pendant la phase intermédiaire de production de combustion. Un approvisionnement limité en oxygène provoque la production de suie et de condensation d'un carbone brillant à couches minces sur la surface du moule résultant des gaz d'hydrocarbures produits par la combustion de la poussière de charbon. Le film de carbone brillant sert de barrière réfractaire entre le fer fondu et le sable moulant, améliorant ainsi la finition de coulée.

poussière de charbon utilisée dans le processus de moulage

Dans la phase finale du processus de moulage, la cokéfaction de poussière de charbon commence à la surface du moule, conduisant à son ramollissement et l'expansion. L'expansion critique du sable de quartz dans le sable de silice de base se produit parallèlement à l'adoucissement et à la cokéfaction de la poussière de charbon. Par conséquent, les grains de sable sont réajustés et l'apparition de défauts de type expansion est réglementée.

La poussière de charbon utilisée dans les fonderies pour la coulée de fer nécessite une faible teneur en charbon de cendres qui doit posséder une teneur minimale en soufre et en chlorure, une humidité inhérente d'environ 2-4, et une teneur volatile de 30 ou à peu près. Sommairement, la poussière de charbon de fonderie diminue les défauts associés à l'expansion et à l'épinglage d'hydrogène. Une amélioration de la stabilité dimensionnelle des moisissures est également due à l'inclusion de cette substance dans greensand.

Briques Réfractaires

Briques réfractaires sont capables de supporter une température élevée et se caractérisent par une faible conductivité thermique qui permet une plus grande efficacité. Les applications qui nécessitent un stress thermique, chimique ou mécanique élevé nécessitent l'utilisation de briques réfractaires denses. Cependant, la brique de four - une brique réfractaire plus poreuse - est plus appropriée pour les situations moins dures. Les briques de kiln sont plus faibles que les briques denses, mais elles sont avantageuses en ce sens qu'elles sont légères et mieux isolants.

L'une des principales substances impliquées dans la production de briques réfractaires autrement appelées briques de feu est la poussière de charbon. Les fours à foyer ouverts, les fours à arc électrique, les fours métallurgiques, les fours rotatifs en ciment et les fours à verre sont construits avec des briques de feu faites de poussière de charbon réfractaire. Comme additif, il est nécessaire que la poussière de charbon soit mélangée à de l'argile et de l'eau. Par la suite, le mélange subit un processus de cuisson qui consiste à sécher à l'air pendant 120 minutes à une température de 30oC et a traversé une température de 110oC. Dans la dernière phase de cuisson, l'échantillon de mélange est introduit dans un four et chauffé à une température de 1050oC en 6 heures.

Plus précisément, la poussière de charbon fournit l'isolation thermique requise par les briques réfractaires pour effectuer en cas de besoin. La poussière de charbon réfractaire a l'effet suivant sur la brique de feu :

  1. Réduit la conductivité thermique
  2. Augmenter la force de broyage et la porosité de la brique réfractaire
  3. Améliorer la capacité de la brique à feu à résister aux facteurs thermiques et corrosifs
  4. Favorise la capacité de résister aux chocs thermiques.
métal chaud rouge