|
Om ijzer uit het ijzererts (ijzeroxyde) te halen moet het erts gereduceerd worden. Koolstofmonoxyde is de beste reductor: het haalt de zuurstof uit het ijzererts en vormt zo koolstofdioxyde. Koolstofmonoxyde ontstaat bij onvolledige verbranding van houtskool, steenkool, cokes. De verbranding levert een deel van de nodige warmte voor het smelten van het ijzer.
De eerste brandstof en reductor voor hoogovens was houtskool. Houtskool ontstaat door sterke verwarming van hout in gesloten vaten. Uiteindelijk blijft er bijna zuivere koolstof over. Houtskool heeft echter een aantal nadelen:
- Houtskool is niet stevig en stort in elkaar als het in hoogovens gebruikt wordt (door het gewicht van de bovenste lagen). Een voldoende luchtcirculatie is daardoor niet meer mogelijk. Houtskool is enkel geschikt voor gebruik in laagovens en kleine hoogovens (minder dan 30 meter hoog).
- Er is enorm veel houtskool nodig voor de werking van een hoogoven: tijdens de
industriële revolutie waren er onvoldoende bomen om voor een constante aanvoer van houtskool te zorgen.
Steenkool, het meest voor de hand liggende alternatief, kan niet gebruikt worden omdat het ongewenste stoffen bevat. Dit zijn stoffen zoals zwavel die de uiteindelijke eigenschappen van het gietijzer in negatieve zin beïnvloeden (zwavel lost op in het vloeibare gietijzer en is achteraf moeilijk te verwijderen). Bij de opwarming van steenkool komt er teer vrij, die een nadelige invloed heeft op de werking van de oven. Er werden testen gedaan met steenkool, maar men schakelde over op cokes van zodra er cokesfabrieken waren.
Gelukkig zijn deze storende stoffen vluchtig. Door een droge destillatie in een cokesfabriek bekomt men aan één kant de cokes (ook kooks geschreven) en aan de andere kant verschillende soorten gassen, die in de industrie gebruikt kunnen worden. Vanwege deze wisselwerking met de chemische industrie worden cokesfabrieken vaak in industriegebieden gebouwd.
Cokesgas is goed brandbaar. Tijdens de tweede wereldoorlog werden een aantal auto's uitgerust met gasflessen die gevuld waren met cokesgas onder druk. Een andere manier was de zogenaamde “gazogène”, een soort gasfabriek die de nodige brandbare gassen produceerde door middel van een ketel die op het dak gemonteerd was. Echt praktisch was dit niet, maar dat was de enige manier voor de particulier om zich te verplaatsen, want benzine was er niet. Duitsland had geen aardolie en moest zijn benzine zelf maken op basis van steenkool (Fischer-Tropsch proces). Dit was een complex en weinig
efficiënt proces, maar het was de enige manier om aan vloeibare brandstof te geraken. Benzine was enkel beschikbaar voor de strijdkrachten.
Na de tweede oorlog had het land grote hoeveelheden staal nodig, en dus ook grote hoeveelheden cokes. De gassen die vrijkwamen werden gezuiverd en in gazometers opgeslagen om naar de particuliere verbruikers gestuurd te worden (stadsgas en cokesovengas). Het werd gebruikt om te koken (voor de verwarming gebruikte men toen vooral steenkool). Stadsgas is giftig omdat het koolstofmonoxyde bevat en het werd vanaf de jaren '60 vervangen door aardgas voor huishoudelijk gebruik.
Men gebruikte bij voorkeur vette kolen die veel gas produceren. Alle grote steden zoals Brussel werden omringd door cokesfabrieken en gazometers: stadsgas werd toen aangezien als een luxe. Toen men overschakelde op het veiligere aardgas hadden de cokesfabrieken in en rond de stad geen nut meer. Cokesfabrieken gebruiken nu speciale steenkool die zo zuiver mogelijk is, zodat er weinig verontreinigingen in het gietijzer terecht komen.
Een cokesoven bestaat uit een aantal schachten die gevuld worden met steenkool. De steenkool blijft ongeveer 20 uur in de oven, dan worden de schachten geledigd en opnieuw gevuld met steenkool om een continue werking mogelijk te maken. Een opvallende fase bij de productie van cokes is het “blussen” van de hete cokes na de destillatie. Er ontstaat een enorme rookpluim dat tot ver te zien is. De schachten zijn afgesloten van de lucht om verbranding van de cokes tegen te gaan.
Carcoke met vestigingen in Zeebrugge, Marly (Brussel) en Tertre was de bekendste onafhankelijke producent van cokes in Belgie. Tegenwoordig worden enkel nog cokes geproduceerd in bedrijven gekoppeld aan hoogovens.
Bij de sluiting van een cokesfabriek moet de grond gesaneerd worden. Steenkool bevat niet zoveel schadelijke stoffen, maar een cokesfabriek behandelt een enorme hoeveelheid steenkool, en de schadelijke stoffen stapelen zich op.
Een kenmerk van cokesfabrieken is dat ze continu moeten blijven draaien. Het stillegen van de productieeenheid (en dus de afkoeling van de wanden) kan de oven beschadigen. |
