INFORME DE LA VISITA A LA PLANTA COQUIZADORA (INDUMINAS TASAJERO LTDA)
DAINER YESIHT RODRIGUEZ GOMEZ COD:1180242
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS INGENIERÍA DE MINAS CÚCUTA 2013
INFORME DE LA VISITA A LA L A PLANTA COQUIZADORA (INDUMINAS TASAJERO LTDA)
DAINER YESIHT RODRIGUEZ GOMEZ COD:1180242
DOCENTE: ING. MSC. PEDRO PABLO TORRES MEDINA
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS INGENIERÍA DE MINAS CÚCUTA 2013
INTRODUCCIÓN INDUMINAS LTDA es una empresa encargada de la produccion y comercializacion de coque metalurgico, que ofrece carbón mineral a granel y coque metalúrgico en bruto y triturado, de acuerdo a las exigencias de los clientes. La organización en INDUMINAS TASAJERO LTDA consiste en definir el diseño y el mantenimiento de un sistema de funcionamiento basado en la determinación de las funciones que debe desempeñar cada persona integrante de la compañía, así como las relaciones de todo tipo que se establecen entre ellas. Al realizarce todo el proceso al carbon para eliminarles todas esas impurezas y material volatil, dejando todo el carbono puro se obtiene un producto final el cual es el coque, es un producto indispensable para la fabricación del aceroy otros subproductos y observando la proyección que tiene la empresa INDUMINAS a nivel nacional e internacional ya que son pioneros en la comercialización del producto final. En el informe se desarrollara un diagrama de flujo correspondiente a como se desarrolla todo el proceso en la planta coquizadora estos nos ayudara a explicar de un modo más seguro dicho proceso.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL Conocer las operaciones y procesos de la planta de coquización INDUMINAS para obtener un producto concentrado con diferentes características granulométricas.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Conocer los procesos detalladamente que se realizan en cada estación de la planta, hasta poder llegar al producto final que es la molienda del coque. Diferenciar el coque cuando es de muy buena calidad o de mala calidad y cuales son los factores que influyen en la producción de un buen coque.
Conocer las características físicas y químicas del carbón que se utiliza para la producción del coque.
Realizar un diagrama de flujo con los datos obtenidos. Conocer el funcionamiento en el proceso de producción de la empresa INDUMINAS LTDA. Y como minimiza la contaminación producida por la generación de coque.
PROCEDIMIENTO Con la ayuda de un diagrama de flujo explicar los procedimientos para la obtención del coque en la planta cpquizadora INDUMINAS LTDA.
PLANTA COQUIZADORA INDUMINAS TASAJERO LTDA. (CARBÓN)
TRANSPORTE POR VAGONETAS
PROCESO DE COQUIZACION HORNOS COLMENA
BANDA TRANSPORTADORA
TOLVA DE COQUE GRANULOME TRIA a malla 5
Patio de acopio # 3 tolva 4
TOLVA # 3- CARBÓN TAMAÑO MENOR A 0,3mm – 0,5mm
SACADO DEL COQUE DE LOS HORNOS
ZARANDA CON MALLA 20 y 5
TOLVA DE COQUE GRANULOMETRIA a malla 20
TRITURACION # 1 MOLINO DE MARTILLOS
BANDA TRANSPORTADORA
Patio de acopio TOLVA #2 ALMACENAMIENTO DE COQUE
TRITURACION # 2 MOLINO DE RODILLOS GRANDE.
TAMAÑO MAYOR DE malla 20 y 5 DEL COQUE
TRITURACION # 3 MOLINO DE RODILLOS PEQUEÑO
DESARROLLO DE LA PRACTICA FASE I Patio de acopio # tolva 4: en este patio de acopio es donde se despositan el carbon traido por las volquetas de la mina a la planta; antes de ingresar el carbon a la tolva para el proceso de trituracion se realiza un muestreo para los analisis del labotarorio y se realizan unas mezclas de de todos los carbones para obtener el tipo de carbon requerido con las caracteristicas necesarias para poder coquizarlo como los exige las industrias. El muestreo en la empresa INDUMINAS LTDA se realiza apilando el carbón que llega al patio de acopio de las distintas minas a las cuales se les recibe. Esta pila se divide en 4 partes semejantes, y a las cuales se le realizan 3 agujeros a cada parte para poder sacar las muestras, cada muestra de estas que se toman tienen un peso de 5 kg. Las exigencias de la empresa INDUMINAS LTDA para que el carbón que recibe les sirva para el proceso de coquización debe cumplir con las siguientes características:
CARACTERISTICAS
PORCENTAJE
CENIZA
MENOR AL 7%
AZUFRE Y PIRITA
MENOR DEL 1%
MATERIAL VOLATIL
MATERIA VOLATIL DE 14% A 36%
INDICE DE HINCHAMIENTO
FSI MAYOR O IGUAL A 4%
MICU QUE MANEJA LA EMPRESA
MAYOR AL 36%
HUMEDAD
MENOR A 4%
La empresa maneja una granulometria de 0.3mm – 0,5mm en epocas de inviernos y en verano de 0 – 0,3mm.
En este patio de acopio encontramos los tanques de apagado de los hornos son 5 tanques y cada uno tiene una capacidad de 25 mil litros de agua, para poder hacer esta labor; la planta cuenta con 48 hornos que hay que deshornar, pero diario solo se deshornan son 24 hornos.
FASE II Trituracion del carbon: en este proceso buscamos la granulometria adecuada del carbon para hacer el proceso de coquizacion esta granulometria esta entre el 0,3mm – 0,5mm. Primero se doposita el carbon en la tolva que tiene una capacidad de 350 ton, se tiene una banda transportadora donde se tienen 3 operarios uno que maneja los controles, que es el que indica la cantidad de carbón que va ir moliendo el martillo y los otros dos se en carga de retirar la ceniza del carbón de forma manual que es cuando se sacan las peñas. La banda transportadora se comunica con un molino de martillos locos que tiene capacidad de 350ton en uno turno de 8 horas de trabajo, este es movido por un motor de 28hp con energía de 440vol. la vida útil promedio de estos martillos es de un año con mantenimiento cada seis meses. El espesor del granito seda de acuerdo a las cribas que tiene unos orificios que indica la granulometría del carbón que es heterogénea de (0-3) mm, y máximo de 5mm.El mineral presenta un porcentaje de humedad del (5) %; se maneja de acuerdo a unos tubos artesanales muy eficientes llamados flautas que tienen unos huecos donde la empresa conoce mas o menos el calculo de las presiones que deben manejar para que el carbón quede con la humedad que se requiera. En las bandas se toman muestra cada 20min o cada media hora y al final del día se hace un cuarteo para llevar un control interno que tanto lean bajado a los operarios. Luego este material pasa a una tolva.
La velocidad de los martillos para hacer la trituracion es de 1800 RPM.
FASE III Cargue de las vagonetas: despues de la trituracion del carbon, es depositado por medio de bandas transportadoras a la tolva #3 que tiene una capacidad de 250 ton. El sistema de cargue del carbón a los hornos colmena se realiza por medio de vagonetas,el coche o vagoneta tiene una capacidad de 1 Toneladay se depositan 3 a cada horno maximo 3 Toneladas a cada horno, se lleva a las puertas del horno por medio de la carrilera que hay sobre cada horno y se abre una rejilla que tiene la vagoneta para que el carbon ruede hacia el horno. La planta cuenta con tres baterías dos baterías están conformada por 9 hornos y la otra por 6 hornos cada batería tienen asignado un operario, en total se deshornan 24 hornos diarios, el operario que llena la batería de 6 ayuda a los otros con 1horno para que cada uno llene 8 hornos. Se trabajan con varios ciclos (48h-72h- 102h) de pendiendo las condiciones en que se encuentre la empresa ( el factor tiempo, sino hay carbon, y el invierno ) pero entre mas tiempo demore el rendimiento en materia volátil baja la calidad. Se trabaja con una temperatura de 1200-1300°C, dependiendo del tiempo se juega con la oxigenación a mayor temperatura se van cerrando los orificios donde se les hace un seguimiento dando el punto se tapa para que se mantenga y no se requeme el carbón, su producción de coque o rendimiento es del 62- 65% que equivale a 1800kg de coque obtenido de las 3 toneladas de carbon que se introdujo en el horno. Existe una recamara donde el mismo impulso o vapor lo manda a bajo tierra a 6m donde pasa un túnel que va a 6m de profundidad que entrega los materiales a la
recamara donde se tiene una trampa que es la encargada de que el material particulado se valla estrellando o cayendo con el fin de que el vapor salga limpio por las chimeneas se le hace monitoreo cada 3- 4meses para mirar que aire se esta emanando. Los hornos colmena están construidos de material refractario (arcilla refractaria), el apagado juega un papel importante en el caldeo del horno que es la forma como se prende el horno, éste debe quedar bien caldeado para producir un coque de alta calidad. Para a pagar los hornos se debe tomar un gancho y tumbar la pared se introduce la flauta haciéndole el barrido a la torta de coque hasta que quede totalmente apagado teniendo en cuenta de no ir a mojar las paredes y no echar mucha agua al piso porque este es la resistencia del horno, después se empieza la labor con el rastrillo y se limpia con la barredora luego con el trinche al quedar eso limpio se hecha 3ton el hornero hace la torta con la escoba luego el apisonamiento se para la puerta nuevamente y embarra. Para arrancar un horno se necesitan 250-230 kilo de carbón, de 3-4 llantas de camión, ACPM, y un hornero experimentado este tiene que rastrillar hasta que las paredes queden al rojo vivo luego se saca todo el mugre se le hecha 700kilo de carbón, al otro día se empieza con una tonelada y media se deja que cumpla con el ciclo de 48h sin apagar se le saca la mitad siguiendo el mismo procedimiento hasta que la paredes queden al rojo vivo por ultimo se le aplican las 3 ton este sigue trabajando hasta que decidan apagarlo.
FASE IV Molienda del coque: en esta fase una vez terminado el proceso de la obtencion del coque, este pasa aser depositado en el patio de acopio, y luego con un cargador o la misma volqueta vota al rumbón rellenando la tolva con 500ton/diaria, Cuando el coque esta aquí esta listo para empezar la molienda. Entonces la tolva donde llega el coque en bruto cuando cae a la molienda, se muele de acuerdo a la granulometría que pida determinado país. Por medio de unas teclas se va suministrando el carbón al molino el cual lo lleva a la zaranda donde están ubicadas las mallas de acuerdo a la granulometría por encima malla 20 y por debajo malla 5, ese material ya terminado se almacena en la tolva. El molino esta siendo movido por 2 motores de 20hp cada uno. La función de la planta es que cae el coque de la tolva al molino grande, luego pasa a la zaranda esta se encarga de distribuir por medio de bandas transportadoras el coque a las 4 tolvas para hacer el cargue, el coque que no pasa la malla el mas grueso que no
cumplen con la granulometria apropiada pasa por bandas transportadoras al molino pequeño que se encarga de pulir dándole el ultimo toque al coque para que después pase a la banda para ser clasificado nuevamente en la zaranda y pase a la tolva para que por medio de teclas llenen las mulas para transportarlas a los puertos para su exportacion.
FASE V Patio de acopio #1 y laboratorio: la empresa INDUMINAS cuenta con este patio de acopio, en el cual se almacena el coque de diversa granulometría para su comercialización, también presenta una batería de coquización de 12 hornos; en este patio se encuentra la báscula. En esta zona encontamos el laboratorio para realizar los análisis inmediato del carbon (FSI, cenizas, carbono fijo, materia volatil y humedad), ademas de esto se realiza el CRI que es un analisis para la reactividad y resistencia del coque; esta la sala de preparación y la sala de cuarteo del mismo, donde primero se pasa por molinos de martillos pequeños y despues a una bandeja donde se hecha el coque, se cuartea y se entrega al laboratorio. El laboratorio consta de importantes elementos entre ellos una mufla, y los cálculos son realizados por la persona encargada de laboratorio (tecnóloga química), mediante de formulas empíricas.
PREGUNTAS 1 Defina que es carbón Roca sedimentaria, de color negro a negro pardo, de fácil combustión, que contiene más del 50% en peso y más del 70% en volumen de material carbonoso incluida la humedad inherente. Formada a partir de la compactación y el endurecimiento por calor y presión, de restos de plantas químicamente alteradas y carbonizadas, durante el tiempo geológico. Las diferencias en los materiales de las plantas (tipo), el grado de metamorfismo (rango) y la cantidad de impurezas (grado) son características del carbón y se usan en su clasificación. En general, su principal uso es en la producción de energía, pero el carbón también tiene aplicaciones industriales: es usado en calderas en la fabricación del cemento, papel, ladrillos, cerámica, vidrio, caucho; industria metalúrgica; ingenios de azúcar, entre otros, y como materia prima para la fabricación de pilas, lámparas de arco, aparatos eléctricos y carbón activado.
2 Defina que tipos de carbón existen según su aplicación. Los tipos de carbón que existen son el carbón coquizable y el térmico. El carbón termino es un carbón de baja calidad y no es apto para la producción de coque, y su empleo es para producción de energía electrica, ya que en los ensayos de FSI, el carbón no forma botones quedando desintegrado en partículas, y el carbón coquizable es de muy buena calidad con alto contenido de carbono y es aquel que por si mismo produce coque de acuerdo a propiedades específicas. En el ensayo del FSI, se produce un tipo de botones que es producto carbonoso vesicular.
3 Que caracteristicas debe tener un coquizable. CARACTERISTICAS
PORCENTAJE
CENIZA
MENOR AL 7%
AZUFRE Y PIRITA
MENOR DEL 1%
MATERIAL VOLATIL
MATERIA VOLATIL DE 14% A 36%
INDICE DE HINCHAMIENTO
FSI MAYOR O IGUAL A 4%
MICU QUE MANEJA LA EMPRESA
MAYOR AL 36%
HUMEDAD
MENOR A 4%
4 Dibuje un esquema de un hotno colmena y describa sus partes. Vista en planta
vista en perfil C
F
B
E
A
G D
I
H
A: horno colmena vista en planta B: hueco por donde ingresa el carbon al horno en la parte alta C: carrileras para la vagoneta D: vagoneta E: horno colmena vista de perfil F: hueco por donde sale todas las impurezas del carbon hacia la chimenea G: aletas del horno para facilitar la extraccion H: puerta por donde se saca el coque I: rejilla de regulacion de aire al horno
5 Que granulometria debe tener un carbon para coquizar La granulometria que debe tener un carbon para coquizar esta en el rango de 0,3mm – 0,5mm.
6 Que humedad debe tener un carbon para coquizar. El porcentaje de humedad es menor del 4%. según la informacion que nos suministraron en la planta coquizadora INDUMINAS LTDA la humedad no interfiere en el proceso de coquizar el carbon, lo que si interfiere es si disminuye la temperatura de los hornos.
7 Cuanto tiempo y cuenta temperatura se requiere para coquizar carbon en un horno colmena. El tiempo que se requiere para coquizar un carbon, normalmente es 48 horas y 72 y 102 horas dependiendo de las condiciones de la empresa (el factor tiempo, si no hay carbon, cuando hay crisis en el invierno, condiciones ambientales y algo muy clave es la regulacion de la oxigenacion del horno en el hueco que se le deja en la puerta, entre menos oxigenacion consume menos carbon. Y la temperatura que se requiere para coquizar es de 1200°c - 1300°c y cuando se va a sacar el coque el horno debe estar a una temperatura entre 400°c - 600°c.
8 Que caracteristicas debe tener un buen coque. Resistencia mecánica alta Alta porosidad Bajo contenido de azufre y cenizas El coque debe ser gris Compacto No debe de presentar manchas azulejas De tener buena abrasión
9 Que clases de coque se pueden obtener y cual es la utilizacion de cada uno en la industria. Los clases de coque que se pueden obtener son: COQUE METALURGICO: El coque metalurgico se obtiene por un proceso de coquizacion, pirolisis o destilacion destructiva (calentamiento en ausencia de aire entre los 1000 y 1200 grados centigrados con un tiempo de 15 a 30 horas, eliminando el material volatil) de carbones minerales bituminosos que tienen la capacidad de transformarse en coque despues de pasar por una fase plastica. Sus principal uso se encuantra en altos hornos de fundicion, donde debe cumplir con una alta dureza, buena aglomeracion y resistencia a la compresion, en la fundicion gran resistencia mecanica, gran rendimiento termico, fundicion fluida y carburada, tambien se emplea en mamposteria, fabricas de cemento, hornos de cal y dolomita. Para su produccion se utilizan hornos colmena los cuales ayudan a garantizar las propiedades de coquizacion en el producto final. COQUE CIDERURGICO: es el coque que se utiliza para la obtencion del acero en
la industria. COQUE ELECTROMETALURGICO: Para coque de 60 mallas se utilizan hornos que deben producir temperaturas superiores de 2000 ºC con el fin de eliminar impurezas y para elevar el contenido de carbono a un 90 - 95 % con capacidad de lograr el punto de fusión del hierro – limonita. Y se hace la descomposicion del acero en hornos electricos.
10 Describa el ensayo micum para el coque y que determina. El micum del coque es la destilacion del carbon coquizable a altas temperatura. Nos determina la calidad y la clase del coque.
11 Caracterice el coque producido.
El coque producido es de buena calidad Color gris y en la parte de abajo un coque de color negro por falta de cocción y compactación de la torta Coque con alta porosidad Bajo contenido de azufre y cenizas Coque resistente y compactado
CONCLUSIONES
Entre menos oxigenación halla en el proceso de cocción del carbón para producir el coque es mejor y el coque es de buena calidad; porque si hay oxigeno se va a consumir más carbono y si hay menos oxigeno va a aumentar el carbono fijo y se van a eliminar las impurezas y el material volátil. Cuando el carbón es cargado en los hornos, estos son nivelados y sellados de tal manera que cuando se inicia el proceso de coquización del carbón este se deberá efectuarse en ausencia de aire para evitar la combustión de los gases producidos o la del mismo carbón. La humedad no va a intervenir en la producción y la calidad del coque, el coque solo baja de calidad si se disminuye la temperatura de los hornos.
Se identificaron y aprendieron las características físicas y químicas que debe tener el carbón para poderlo someter al proceso de coquización.
BIBLIOGRAFIA
Glosario técnico minero ministerio de minas y energía republica de Colombia, Bogotá D.C, Agosto 2003.
http://carbonmineral.es.tl/COQUE-METALURGICO.htm
http://www.catamutun.com/produc/carbon/origen.html
