Coque Metalrgico

Coque MetalrgicoCoque: 88% de Carbono fixo

10% de Cinzas

2,0% de Umidade

0,8% de Volteis

0,7% de Enxofre

Carvo mineralA matria prima para fabricao do coque para processos de reduo o carvo mineral metalrgico ou coqueificante.O carvo mineral uma massa compacta, estratificada, oriunda da deteriorao de matrias vegetais os quais passam por vrios estgios de decomposio consequente de aes geolgicas que provocam modificaes em suas propriedades fsicas e qumicas.

Quimicamente ocorrem alteraes complexas na estrutura vegetal com desprendimento de umidade, xidos de carbono e metano, enquanto fisicamente tem-se mudanas de cor (escurecimento) e dureza e o aparecimento de resistncia semelhante dos minerais.

Por causa de suas caractersticas fsicas e da natureza de seus depsitos, o carvo classificado como uma rocha, embora tenha origem vegetal

Devido ao maior ou menor tempo a que ficou exposta decomposio, a matria vegetal da origem a carves com diferentes propriedades como mostra a tabela abaixo.

OBS: 1*,2*,3* - Coqueificveis.

Porem nem todos carves minerais transformam-se em coque. A designao de um carvo como coqueificvel, depende de sua ao quando aquecido na ausncia de ar. Se o carvo amolece e eventualmente se solidifica em massa mais ou menos slida, ele classificado como um carvo coqueificvel, se ele desagrega com o aquecimento ou forma uma massa fracamente consistente, classificado como no coqueificvel.

No Brasil apenas o carvo metalrgico de Santa Catarina classificado como coqueificvel mas, mesmo assim , possui elevado teor de cinzas (18,5%) e de enxofre (1,5%).

Processos de CoqueificaoA coqueificao um processo pelo qual o carvo mineral, ao ser submetido a temperaturas elevadas na ausncia de oxignio, libera gases presentes em sua estrutura, originando um resduo slido poderoso e infusvel, que o coque. Este um processo qumico, na medida em que envolve quebra de molculas, cujas principais etapas so:

-Perda de umidade: Ocorre a temperaturas entre 1000C e 1200C e caracteriza-se pela liberao de umidade presente no carvo;

-Desvolatizao primria: o primeiro estgio d a coqueificao propriamente dita e ocorre entre temperaturas da ordem de 3500C a 5500C, com a liberao de hidrocarbonetos pesados e alcatro;

-Fluidez: Ocorre entre 4500C e 6000C, quando o material se torna fluido, pastoso, devido ao rompimento das pontes de oxignio presentes em sua estrutura qumica;

-Inchamento: etapa que ocorre paralelamente fluidez devido presso dos gases difundindo-se na estrutura de microporos do carvo. Assim sendo, a intensidade do inchamento ser funo da velocidade de liberao destes, atravs da massa fluida. uma fase de grande importncia, na medida em que deve ser devidamente controlada para evitar-se danos aos equipamentos da coqueria;

-Resolidificao: ocorre temperaturas prximas de 7000C, formando o semi-coque. Determina em grande parte a qualidade do coque, uma vez que uma resolidificao sem formao de fissuras originar um produto de elevada resistncia mecnica;

-Desvolatizao secundria: ltima fase do processo, ocorre na faixa situada entre 8500C e 13000C com eliminao sobretudo de hidrognio.

Antes de se iniciar o processo de coqueificao necessrio a preparao dos diversos tipos de carves minerais.

Preparao do carvo para a produo do coqueA primeira preocupao de uma coqueria deve ser com o abastecimento e estocagem de carves para produzir o coque.

O carvo mineral transportado para as usinas brasileiras quase que exclusivamente por via ferroviria.

O carvo descarregado dos vages, por "cardumpers"que basculam os vages, e armazenado em silos que cai diretamente em correias transportadoras, seguindo at o ptio onde se dar a sua estocagem (ali amostrado e analisado). O empilhamento feito por mquinas empilhadeiras ("Stacker"), seguindo normas definidas para se evitar a deteriorizao parcial do material (que ocorre devido a oxidao das superfcies expostas) e a segregao granulomtrica (que ocorre no ato do empilhamento, quando os gros maiores correm pela pilha).

Em geral as usinas trabalham com carves de vrias procedncias com os seguintes objetivos: permitir a mistura de diferentes carves que conduz obteno de um coque de melhor qualidade; minimizar o custo, uma vez que os carves de baixos teores de volteis so mais caros; evitar a dependncia em um s fornecedor.

Do ptio de estocagem o carvo desempilhado por mquinas desempilhadeiras e o desempilhamento feito em camadas, formando escadas, para que haja uma coleta homognea do material. Atravs de correias transportadoras o carvo segue at os britadores de impacto e peneirado com uma granulometria de sada em que 80% do carvo deve estar abaixo de 3 mm .

Dos britadores o carvo segue para os misturadores, onde so armazenados nos diversos silos e feita nova amostragem e anlise do material. Dos silos o material cai em correias transportadoras. As balanas automticas existentes nas linhas de silos dos misturadores regulam o fluxo de carvo que cai de cada silo, para que a mistura seja a desejvel. Em seguida, os carves passam pelos misturadores rotativos com palhetas, que homogeinizam a mistura. Dos misturadores a mistura segue at os silos de carvo ("coal bunkers") que alimentam as coquerias.

Produo de CoqueComo j foi comentado, a coqueificao o processo de aquecimento de carvo, obtendo-se como resultado, um resduo slido, poroso, juntamente com a evoluo de certo nmero de produtos volteis que escapam da cmara de coqueificao. A tabela a seguir mostra as principais caractersticas das duas coquerias da USIMINAS.

As operaes de uma coqueria se resumem em carregamento, coqueificao, descarregamento, apagamento e expedio.