Koksofenanlage

Eine Koksofenanlage, auch Kokerei genannt, ist ein Anlage zur Herstellung von Koks. Sie ist eine wesentliche Anlage in der Primärstahlherstellung. Der zentrale Bestandteil der Koksofenanlage ist der Koksofen. Der Koksofen ist ein industrieller Ofen zu Herstellung von Koks aus Kohle. Bis zu etwa 150 Koksofenkammern werden zu einer Koksofenbatterie zusammengeschaltet. Die Bezeichnung Koksofen bezieht sich in der Regel auf die Koksofenbatterie. Neben dem Koksofen befinden sich weitere Anlagen in einer Koksofenanlage, die für den Betrieb des Koksofens oder zur Herstellung von Koks notwendig sind. Solche Anlagen sind beispielsweise Befüllungsvorrichtungen, Kohlevorbereitungsanlagen oder Löschtürme zur Kühlung des heißen Kokses. Kohle wird im Koksofen unter Sauerstoffausschluss gegart, so dass die flüchtigen Bestandteile der Kohle vergasen. Zurück bleibt poröser, fast reiner Kohlenstoff. Dieses Produkt wird Koks genannt. Koks ist ein zentrales Ausgangsmaterial für die Roheisenherstellung im Hochofen und dient als Stützmaterial im Hochofen. Er sichert, dass die Schichten von Koks, Erz und Zuschlagstoffen im Hochofen erhalten bleiben. Zudem ist er porös. Damit ermöglicht er im Hochofen ein Aufsteigen der Gase von unten nach oben durch die einzelnen Schichten hindurch. Weiterhin stellt Koks Wärme und das Reduktionsgas bereit.

Ausgangsmaterial ist schwefelarme Kohle mit einem Anteil an flüchtigen Bestandteilen von 20 bis 25 Prozent. Flüchtige Bestandteile sind zum Beispiel Teer, Benzol, Schwefelwasserstoff und Ammoniak. Die Kohle wird gemahlen und präpariert. Anschließend wird sie von oben in einzelne Kokskammern gefüllt, wo sie unter Luftabschluss bei Temperaturen von 900 bis 1.200 °C gegart wird. Eine Koksofenbatterie hat eine große Anzahl an Kokskammern. Die Wärme dringt von außen an die Kokskammern. Das entstehende Koksofengas, auch Kokereigas genannt, wird oben abgezogen, gereinigt und weiterverwendet. Nach 16 bis 20 Stunden ist der Vorgang abgeschlossen. Der fertige Kokskuchen wird mit einer Koksdrückmaschine aus den Koksofenkammern in Löschwagen gedrückt. Um die Festigkeit des Kokses zu gewährleisten, muss der Koks relativ schnell abgekühlt werden. Im Falle einer Nasslöschung fährt der Löschwagen zum Löschturm, wo der Koks mit Wasser abgekühlt wird. Die latente Wärme des Kokses geht in das Wasser über und lässt es verdampfen. Der Wasserdampf wird dabei ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Im Falle einer Kokstrockenkühlung wird der Koks mit einem Gas gekühlt. In der Regel wird Stickstoff verwendet. Er erwärmt sich auf 850 bis 900 °C. Über einen Abhitzekessel wird mit dem heißen Gas Dampf erzeugt, der verstromt werden kann. Anschließend wird der Koks durch Sieben nach Größe klassifiziert.

Die Erzeugung von Koks ist einer der energieintensivsten Prozesse in der Stahlerzeugung. Für die Produktion einer Tonne Koks werden etwa 4 GJ an Energie benötigt. Die Herstellung von einer Tonne Roheisen verbraucht etwa 250 kg Koks.