Bir kok bitki sentezleyen bir bitki kola gelen ve üretilen gaz , kömür bir yan kuru damıtma işlemi . 900 ° C ile 1400 ° C arasındaki bir sıcaklıkta ısıtılarak açığa çıkan pirolize karbonun uçucu bileşenleri genellikle emilir ve geri kazanılır; ancak bileşenlerin yakıldığı serbest kok fabrikaları da vardır: bu durumda ısı geri kazanım süreci ( Isı Geri Kazanımı ) söz konusudur . Daha sonra elde edilen kok yüzeyinde bir kül tabakası oluşur. Kömürün gazının giderilmesi, koka oldukça istenen bir gözeneklilik kazandırır. Gazlar, fraksiyonel yoğunlaştırma ile hidrokarbon katranları , sülfürik asit , amonyak , naftalin , benzol ve kok gazına ayrıştırılır : bu ürünler daha sonra diğer kimyasal reaktörlerde saflaştırılır . Almanya kendi yerli sanayinin ihtiyaçları için (2010'da) operasyonda hala beş kok bitkiler korur.
Kok, özellikle yüksek fırınlarda dökme demir (demir ve çelik) üretmek için aranmaktadır ve bu, günümüzde ana kullanım alanı olmaya devam etmektedir. Gaz giderme, kükürt içeriğini önemli ölçüde azaltır, bu da çelik endüstrisinin daha az kirletici olurken daha kaliteli dökme demirler üretmesine olanak tanır. Kok külü, bunun dışında, sıradan kömürün bileşimi ile yaklaşık aynıdır.
Çelik endüstrisinin ilk günlerinde , odun kömürü yalnızca cevher üretiminde kullanılıyordu . Ham fosil kömürü ( linyit ve kömür ) veya kömürsüz odun , demir metalurjisi için uygun değildir çünkü safsızlıkların içeriği, uygun fontu üretmek için yeterli bir sıcaklığa ulaşmaya izin vermez. Modern kok fabrikalarına çok benzeyen kömür ocaklarından çekilen odun kömürü talebi , tüm bölgelerin (örneğin İngiltere'deki Ashdown ormanı ) kalıcı olarak şekil değiştirmesine neden olan büyük bir temizliğe yol açtı . O kadar değildi XVIII inci yüzyılın biz bitkiler kok tarafından arındırmak doğal kömür hayal etti. Yeni yakıt kısa sürede kömürü tamamen doldurdu, dökme demirin ve dolayısıyla demiryolunun seri üretimini mümkün kıldı .
Kömürün havasız ortamda ısıtılması, özellikle karbon açısından zengin , doğal kömürden daha saf ve daha kaliteli bir yakıt olan kok üretir . Proses kontrolü, aşağıdaki özelliklerde belirli performans elde etmeyi mümkün kılar:
Kok en çok yüksek fırınlarda ve dökümhanelerde kullanılır . Yüksek fırın kokunun en önemli özelliklerinden biri, yüksek sıcaklıklarda bile muhafaza ettiği sertliğidir: bu nedenle, bir yakıt olarak hizmet ederken, demir cevheri ve flaks istifinin stabilitesini sağlarken, sıradan kömür pişer ve karışır. karışımın oksijenlenmesi ile.
Kok fırını, bir kok fabrikasının ana unsurudur. En çok kullanılan yatay fırınlar (farklı ekstraksiyon aşamalarını izlemek için uygundurlar) dar bölmeler (yaklaşık 50 cm genişliğinde), ancak birkaç metre yüksekliğinde ve derinliğinde sunulmaktadır. Modern bölmeler 100 kadar bir hacme sunan m 3 (örneğin, 0.5 x 6 x 32 m ). Genel bir kural olarak, bu fırınlar iç sıcaklığın korunmasını sağlayan 1.200 ile 1.400 ° C arasında yanmış gaz enjektörleri ile ayrılmış bir bataryaya yerleştirilir . Bu gazlar, aynı zamanda ısı geri kazanımı sağlayan duman tahliye cihazlarından gelir. Bir çelik fabrikasının sahasında olduğu sürece, yüksek fırın gazı , kömür kavurma işleminden çıkan gazla karıştırıldığı alt katları ısıtmak için de kullanılabilir. Her yarım saatte bir, odun kömürü kavurmanın izotropisini sağlamak için fırın bataryasının ısıtması yanlar ve üst arasında değişir.
İşletmeye alındıktan sonra yaklaşık üç aylık bir başlangıç aşamasından sonra, bir kok fabrikasının ısıtma sistemi sürekli olarak çalışır. Çok hızlı ısıtma veya çok aniden kesilen ısıtmaya, fırınların onarılamayacak şekilde hasar görmesine neden olacak şekilde termal gerilmeler eşlik eder.
Yüksek fırınlar gibi fırınlar, içten ateşe dayanıklı şamot veya silikat katmanları ile kaplanmıştır . Her fırının üç açıklığı vardır: yaklaşık olarak fırının kendisi kadar geniş olan ön ve arka kapılar ve üstte doldurma / boşaltma kapağı. Karbon tabakalarının fırın içindeki yatay tabakalar tarafından ayarlanması oleo-hidrolik bir tırmık ile sağlanmaktadır.
Kapak sadece fırın bataryasının kapatma plakası değildir: Kömür kovasını taşıyan tavan vinci her fırını ayrı ayrı yükler. Bu işlemden sorumlu işçi için risklere maruz kalma en üst seviyededir: toz, ısı ve alevler en tehlikeli görevi yapar.
Fırının türüne bağlı olarak, kömür tepsileri pilin üstünde veya bir ucundadır. Her kutu, bir fırını doldurmak için gereken miktarda odun kömürü içerir. Bu tanklar, üretilecek, önceden elenmiş veya toz haline getirilecek kok kalitesine göre özel olarak seçilmiş bir kömür karışımı içerir.
Ekran, fırın bataryasının bir tarafına yerleştirilmiş, raylar üzerinde hareketli bir arabadır. Kok briketlerini fırınlardan alıp üretim sahasına taşımak için tasarlanmıştır. Çoğunlukla iki mafsal içeren ve fırın pilinin tüm uzunluğu boyunca süpürme yapabilen mafsallı bir kol ile donatılmıştır. Hidrolik ünite, bu mafsallı kolun tabanında bulunur. Raylar boyunca fırınların önündeki koridora ana koridor denir; Ustabaşı gibi, kapıları kapatmaktan sorumlu işçinin de aynı anda geçişine izin vermelidir.
Schwelgern, Forges de Gelsenkirchen-Schalke'den kok filtresi.
Prosper kok fabrikasının mobil platformu.
Ön kola ekranı ...
... ve fırına girdikten sonra.
Fırın dolduğunda, yükleyici odun kömürü haznesine geri döner ve bir sonraki fırını doldurur. Devreler, her iki dakikada bir yeni bir fırının başlatılabilmesi için zamanlanır. Fırınların duvarları sürekli ısıtılır. Kok tuğlalarının özelliklerine ve fırının boyutuna bağlı olarak pişirme 15 ile 30 saat arasında sürer.
Forges de Gelsenkirchen-Schalke'deki Schwelgern kok fabrikasında fırın makinesi.
Schwelgern kok fabrikası soğutucusu
Prosper Kok Fabrikası Soğutucu Davlumbaz
Vagonun (veya kok arabasının ) yüklenmesi
Chiller'e hareket
Kokun soğuması özellikle hızlı olmalıdır, çünkü ortam havası ile temas eder etmez, son derece yüksek sıcaklığı nedeniyle kok tüketilmeye başlar.
Soğutucuya giden yanan kola.
Islak kok söndürme.
Sönmüş kok, kalite kontrol için bir süre haznede tutulur .
Kolayı soğutmanın iki yolu vardır:
Islak soğutma1986'da soğutma sırasında her bir ton kok için 200 g ile 2 kg arasında katı safsızlık bulundu. (Kok Stabilize Edici Söndürme) olarak bilinen modern süreç sayesinde bu miktar 10 ila 15 g / t'ye düşürülmüştür .
Kuru soğutmaÇoğunlukla inert gaz olarak seçilen sıvı nitrojen ile gerçekleştirilir .
Ortalarına doğru XIX E yüzyıl , sanayiciler için serbest gazların değerini fark kimya sanayi . Gazların temizlenmesini ve bileşenlerinin ayrılmasını sağlayan hareketsiz görüntüler genellikle doğrudan fırın bataryasının tabanına monte edilir ve sızdırmaz borularla bağlanır. Gazlar, dışarıdaki havanın gelişini takiben fırının patlama riskinden kesinlikle kaçınmak için 2 mbar ile 5 mbar arasında bir aşırı basıncı muhafaza etmesi gereken fanlar tarafından emilir . Fan engellenirse, bir parlama oluşur .
Havagazı ilk soğutuldu ve son olarak yıkanır absorbe ; daha sonra yoğuşma ürünleri ayrılır ve farklı kanallara gönderilir:
Dünya fiyatlarının kok patlayabilir. 2002 ve 2004 yılları arasında, çeliğe olan talep Çin'de üretilen metalürjik kok fiyatını 80 $ ' dan yaklaşık 350 $' a yükseltti , bu fiyat dört kattan fazla ve aynı anda çeliğin fiyatından üç kat daha fazla artış gösterdi.
Aynı zamanda Çin , Ruhr bölgesindeki Dortmund'daki modern Kaiserstuhl kok fabrikasını Çin'de yeniden inşa etmek için söktü . Thyssenkrupp grubu Dortmund ve Duisburg'daki dökme demir ve çelik tesislerini konsolide ettiği için Almanya'nın son kuru soğutmalı tesisi devralamadı .
Operasyonda son üç kok bitkiler Ruhr bölgesi : ArcelorMittal Prosper kok bitki içinde Bottrop , Carbonaria / ThyssenKrupp kok bitki içinde Duisburg - Schwelgern ve o Duisburg-Huckingen termik santralin , 2010 yılından bu yana kendi kapasitede olmuştur. Düsseldorf bölge yetkilileri tarafından 3 Haziran 2005 tarihinde verilen HKM için Duisburg-Huckingen kok fabrikası (Hüttenwerke Krupp Mannesmann) için yapılan kamu hizmeti beyanı 13 Ocak 2006'da onaylandı. Kok fabrikası 29 Mart'ta açıldı. , 2014.
Aralık 2005'te, Dillingen'deki merkezi Saar kok fabrikasının ( Zentralkokerei Saar GmbH ) yenilenmesi onaylandı. Bu, tamamen yeni üçüncü bir fırın bataryası inşa etme meselesidir. Sonunda pil çalışmasını durdurur n O yeniden inşa edilecek, 1,. Pil , n O 2 silinir.
Fransa'da Kasım 20006 kok bitkiler hizmetinde şunlardır: 3 kok bitkiler Usinor çelik grubunda yer seremange , Dunkirk ve Fos-sur-Mer dan, 2 Charbonnages de France içinde Drocourt ve Carling ve askıya biri Pont-Mousson'da à . İçindeMayıs 2020Serémange kok fabrikası kapatıldıktan sonra, sadece Dunkirk ve Fos-sur-Mer'inkiler kaldı.
Carling Ekim 2009'da kapatıldı.
Schwelgern GmbH koklaştırma tesisi.
Kok fiyatındaki sürekli artış göz önüne alındığında, bu endüstrinin birkaç destekçisi, Alman yetkililere belirli kömür ocaklarını yeniden açmanın karlı olacağını ifade etti. Bu nedenle, Hamm'ın kuzeyinde bir maden açmak için tamamen özel fonlarla ilgili bir proje var, ancak bu yatırımın önemi ile çelişiyor. Şüpheciler, mevcut ekonomik döngü sırasında bu sektöre yapılacak yatırımların bir kıtlık durumunda kamu maliyesi üzerinde sonuçları olacağından korkuyorlar.