Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA MICROESTRUCTURAL DEL COQUE DE
PETROLEO CALCINADO SOBRE EL CHOQUE TERMICO DEL ANODO
UTILIZADO EN EL PROCESO DE REDUCCIÓN ELECTROLÍTICA DEL
ALUMINIO
Ing. J. Subero
(1) Departamento de Metalurgia. Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José de Sucre.
Puerto Ordaz- Venezuela
(2) CVG Venalum Industria Venezolana del Aluminio C.A. Venezuela
E-mail: josesubero@cantv.net; jose.subero@venalum.com.ve
RESUMEN.
Se realizó una evaluación de la influencia microestructural del coque de petróleo calcinado sobre
la probabilidad de choque térmico del ánodo utilizado en el proceso de reducción electrolítica del
Aluminio. Dicho proyecto es de importancia estratégica para el sector aluminio, ya que sirve como
apoyo técnico para las evaluaciones de calidad de las materias primas (coque de petróleo
calcinado) empleadas en el proceso de fabricación del ánodo. El estudio se fundamentó en una
metodología experimental de campo, y las caracterizaciones se basaron en análisis mecánico del
ánodo y caracterización por MEB, MO e ITO del coque de petróleo. Los resultados indicaron que
la tendencia es trabajar con coques isotrópicos producidos de los residuos pesados de crudos con
alto contenido de asfaltenos; los mismos, presentaron alto coeficiente de expansión térmica y
debilidad estructural, lo que propicia a una mayor tendencia a generar ánodos con mayor
probabilidad de falla por Choque Térmico. Se pudo determinar que el coque A, presentó mejores
características estructurales y una mayor resistencia al Choque Térmico que el coque B; y por lo
tanto una mayor calidad para la elaboración de ánodos.
(1) (2)
Palabras claves: coque de petróleo, reducción de aluminio, carbón. MEB, ITO.
1. INTRODUCCION
La industria venezolana del aluminio que consume coque de petróleo calcinado está representada por CVG
Venalum, Alcasa y Carbonorca, importan actualmente 400t/año de éste insumo; se estima que con los nuevos
proyectos de expansión como la VI Línea de CVG Venalum, un aumento a partir del 2010 de 1.200.000t/año de
esta materia prima, que representa el 65% de la mezcla para la elaboración de ánodos.
El Ánodo de carbón es un compuesto heterogéneo, cocido, constituido por partículas de agregado seco que
se mantienen juntas mediante una mezcla de polvo fino de coque de petróleo calcinado y brea denominada
matriz aglutinante. La densidad a granel de la mezcla de los agregados está en el orden de 1,0–1,2g/cm 3 (bloque
de ánodo), con dimensiones definidas, incluyendo una contracción de 0,20–0,40% (lineal) por cocción o
tratamiento térmico. Para la producción de ánodos de carbón se usa como principal materia prima el coque de
petróleo calcinado, la brea de alquitrán de hulla y cabo.
Coque de Petróleo Calcinado. Es un material sólido, carbonoso, que se obtiene de la destilación de coque de
petróleo verde (subproducto de destilación de petróleo) a temperaturas comprendidas entre 1250 –1400 ºC en
calcinadores de hornos rotatorios o de chimeneas rotatorias con velocidades controladas. Se caracteriza por
tener un alto contenido de carbono y bajo contenido de cenizas.
Dependiendo de su forma física, el coque puede ser clasificado como coque shot (perdigón), esponja
(sponge) o aguja (needle). El coeficiente de expansión térmica (CTE), se utiliza para determinar un valor
cuantitativo que describe la estructura del coque. El coque esponja se produce por alimentación de residuos de
alto contenido de resinas y asfaltenos los cuales están constituidos por nitrógeno, oxígeno, vanadio, azufre y
níquel. El coque esponja presenta un tamaño de poros relativamente pequeño sin interacciones entre sí. (Ver
figura 1)
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