Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Jak se vyrábí koks pro největší huť. Ostravský heavy metal podruhé

České země bývaly strojírenskou velmocí. Transformací ekonomiky však potřeba výroby surového železa klesá a s tím mizí i dříve běžné technologie, jako je výroba koksu. Podívejte se, co je potřeba udělat, aby vznikl koks.
Koks v hasícím voze.

Koks v hasícím voze. | foto: Rosťa Jančar, Technet.cz

Výroba oceli a železa je opravdový heavy metal. Při vysokých teplotách se denně vyrábí stovky tun surového železa, které se tekuté převáží do blízkých oceláren (jakým teplotám lidé čelí, se podívejte zde). K tomu jsou zapotřebí obří stroje a zařízení. Koks se využívá jako palivo a také jako redukční činidlo, kdy mění oxidy železa na železo.

Koks

Uhašený koks

Koks se vyrábí z nízko-popelnatých a nízkosirných koksovatelných druhů černých uhlí, ze kterých jsou v koksovacích komorách při procesu vysokoteplotní karbonizace bez přístupu vzduchu a teplotách nad 1 000 °C odstraněny prchavé složky.

Koks z uhlí je šedý, tvrdý a pórovitý. Podle typu má výhřevnost 25 až 30 MJ/kg.

Koks se zejména používá jako palivo a jako redukční činidlo ve vysoké peci při výrobě surového železa.

Málokdo ví, že ocelářství a s ním spojené technologie jsou na počátku vysokoteplotní chemií, nikoliv strojařinou.

Výroba koksu je pyrolýza uhlí, kdy se jemně namleté kvalitní černé uhlí zahřívá v neoxidační atmosféře (bez přístupu kyslíku) za tvorby plynů, kapalin a pevných zbytků. Odborně se jev nazývá karbonizace.

Při tomto procesu se zahřívá tzv. uhelná vsázka na teploty nad 1 000 °C. Podle požadovaného objemu výroby pak trvá tento proces obvykle 18 až 24 hodin. Tímto pochodem vzniká vysokopecní a slévárenský koks, který je nenahraditelný jinými palivy.

Požadovaný objem výroby určuje délku koksování. Při větší produkci se používá vyšší teplota, která potřebnou dobu zkrátí.

U technologie se sypným provozem se v koksovně v Ostravě-Kunčicích uhelná vsázka sype do jednotlivých komor shora přes sypné otvory. Ve výrobě pro železárny ArcelorMittal se využívá baterie komor VKB 11 s 60 komorami a objemem vsázky 32 tun na komoru. Z této technologie jsme pro vás pořídili fotografie.

Na videu sledujete pěchovaný provoz. Zde se uhlí pěchuje do uhelného hranolu a ten se obsazuje do komor z boku. Jedná se baterie KB 1 a KB 2, každá po 72 komorách.

Na začátku je mlýn, většina zrn je meších než 3 mm

K výrobě kvalitního koksu se musí použít uhlí se správným slinováním (slinování - spojení zrnek uhlí působením tlaku a tepla).

Kvalitnější koks se vyrobí z více druhů koksárenského uhlí průměrné kvality než z jednoho špičkových parametrů. Je to dáno tím, že požadovaných parametrů je celá řada a každá dodávka uhlí má pouze část požadovaných vlastností. Smícháním více druhů se dosahuje potřebné kvality.

Koks letěl k Měsíci

Díky své pórovitosti je koks mimořádně dobrým tepelným izolantem. Používá se proto jako jedna ze složek brzdícího štítu kosmických lodí v americkém kosmickém programu. V programu Apollo se koks dostal i na oběžnou dráhu Měsíce v tepelném štítu velitelské sekce lunární lodi.

Pro výrobu koksu nejde použít uhlí tak, jak ho vytěží horníci. Proto uhelné společnosti pouze dodají surovinu požadovaných parametrů, které uhelné službě doručí koksovny. Ta koksárenské uhlí vyloží a z pohledu laika uloží na oddělené hromady. Následně laboratoř určí poměry smíchání jednotlivých druhů s přesností na procenta.

Vybraná surovina se mele v mlýnech na malá zrnka. Přes osmdesát procent uhlí se pomele na zrna menší než tři milimetry. Následuje homogenizace, aby byla zaručena stálá kvalita koksu. Nakonec se směs dopraví na uhelné věže, kde je připravena pro koksování.

Z uhelného prášku pěchovací stroj udusá velké uhelné hranoly, které se pomocí sázecí desky zasunou do komory koksárenské baterie. Uhelný hranol není žádný drobeček, na šířku má 0,45 metru, na délku 12 metrů a na výšku 3 metry. Jeho hmotnost je cca 17 tun. Poslední číselná informace - jedna koksárenská baterie v pěchovaném povozu v ArcelorMittal Ostrava obsahuje 72 komor.

Po zasunutí uhelného bloku do baterie následuje nepřímé zahřívání bez přístupu vzduchu (odborně se nazývá termická pyrolýza) prostřednictvím topných stěn koksovacích komor, které jsou mezi jednotlivými komorami.

Velikost teploty pro koksování je pro většinu z vás nepředstavitelná, je to 1 150 °C. Jak jsme už zmínili, mezi bateriemi jsou topné stěny, ve kterých se spaluje koksárenský nebo vysokopecní plyn. Využívá se také směsný plyn, který vznikne smícháním koksárenského a vysokopecního plynu.

Uhelný hranol se postupně celý karbonizuje a mění na koks v průběhu koksovacího cyklu, který trvá 18 až 24 hodin. Během karbonizace probíhají složité reakce.

Na samotném začátku koksování uhelný blok postupně zahřívají topné stěny a díky tomu se uhlí nejprve vysuší. Při teplotě 250 až 300 stupňů Celsia začíná rozklad uhelné hmoty.

Do plastického stavu přechází uhlí při teplotě 350 až 400 stupňů, kdy je tekuté a intenzivně se odplyní. Následuje tuhnutí, kdy vzniká polokoks (450–500 °C). Při teplotě nad 500 stupňů dochází ke konečnému odplynění, smrštění uhelné hmoty a k vytvoření koksu.

Koksárenská baterie

Koksárenské baterie

Celý proces je dokončen v okamžiku, kdy se plastická pásma o šířce 10 až 30 milimetrů setkají ve středu komory (postupují od stěn). Teplota ve středu komory dosáhne zhruba 950 °C, u stěn až 1 200 °C.

Při výrobě koksu vzniká celá řada vedlejších produktů, které jsou vesměs žádanou surovinou pro chemický průmysl. Z koksárenského plynu jsou při čistění oddělovány jednotlivé chemické složky, zejména čpavek, surový dehet, surový benzol a síra.

Další operací je vytlačování žhavého koksu prostřednictvím výtlačného stroje přes koš vodícího vozu na korbu hasicího vozu. Hasicí vůz vede lokomotiva, která ho přiveze pod nedalekou hasicí věž, kde je koks schlazen vodou. Opět se netroškaří, podle množství koksu z jedné komory se k hašení použije mezi 40 až 70 krychlovými metry vody. Pětina se hašením odpaří.

Koks v hasícím vozíku

Koks v hasícím vozíku

Hašení koksu

Vysypání ochlazeného koksu na odkládací rampu.

Vzniklá pára odchází do atmosféry. Přestože byl koks doslova propláchnut vodou, je po vysypání z hasícího vozu na koksovou rampu téměř suchý. Zde pobude asi 20 minut, kdy se vypaří zbytek vody a koks chladne na vzduchu.

Z rampy dále koks dopravními pásy putuje na hrubé a jemné třídění. Hlavním produktem je vysokopecní koks o zrnitosti nad 30 milimetrů.

  • Nejčtenější

Severoamerické kosatky nosí na hlavě mrtvé lososy. Už zase. Proč to dělají?

Kdybyste začali chodit po ulici s mrtvou rybou na hlavě, nejspíš by vás lidé považovali za blázny. Mezi kosatkami z okolí Pudgetova zálivu to zjevně neplatí. Nosí rybí klobouky už podruhé. Zoologové...

5. prosince 2024

Komáři se proměnili v létající injekční stříkačky s vakcínou

Štípnutí komárem tentokrát nepřenáší nákazu, ale člověku naopak zajistí odolnost vůči jedné z největších metel lidstva – malárii. Vědci cíleně poškodili dědičnou informaci prvoka tak, aby zahynul...

4. prosince 2024

Vybíráme nový televizor pod stromeček. Jak se vyznat v záplavě možností?

Televizor nepatří mezi nejmenší investice a zároveň jej neměníme příliš často. Je tedy dobré věnovat výběru patřičnou pozornost. V následujících kapitolách vás volbou televizoru stručně a přehledně...

2. prosince 2024

Výrobci TV utíkají od Googlu. Titan potěšil rychlostí, zaskočil reklamou

Vyzkoušeli jsme televizor s novým operačním systémem Titan, jenž postupně nahradí Google TV v televizorech Philips. V budoucnu se však může objevit i v přístrojích jiných značek. Je to v Evropě...

4. prosince 2024

Jak Sovětský svaz napadl neutrální Finsko a co byl mainilský incident

Zimní válka proti Finsku byla jednou z dobyvačných válek vedených Moskvou. Cílem zimní války bylo připojit menší část finského území k Sovětskému svazu a na té větší ustanovit loutkovou Finskou...

5. prosince 2024

Beneš nadbíhal bolševikům už před 100 lety. Podobně jako Mussolinimu

Před 100 lety se dostala na veřejnost informace o tom, že Československo začalo diplomaticky mnohem intenzivněji komunikovat se Sovětský svazem. Iniciativa ministra zahraničí Edvarda Beneše vzbudila...

7. prosince 2024

Modelaříte? Pošlete fotografii svého nejpovedenějšího kousku a vyhrajte

Baví vás stavět modely letadel, tanků, lodí vlaků či vraků? Je vaší specializací tvorba působivých a pracných diorámat, která diváka přenesou do dramatického okamžiku? Soustředíte na dokonalou patinu...

7. prosince 2024

Podívejte se na terénní vozítka, která se budou prohánět po Měsíci

NASA chce zahájit vývoj lunárních vozidel, která by měla astronautům začít sloužit v 30. letech 21. století. Již nyní NASA zvažuje návrhy hned tří firem, z nichž patrně příští rok vybere vítěze....

7. prosince 2024

Nový způsob ukládání dat: do krychlového centimetru se vejde 1,85 TB

Čínští výzkumníci vypálili laserem informace do krystalické mřížky diamantu. Kromě vysoké hustoty by tento způsob skladování měl mít i další podstatnou výhodu. Vydrží miliony let.

6. prosince 2024

Prodej bytu 3+kk, 96 m2
Prodej bytu 3+kk, 96 m2

U Pondu, Heřmanova Huť - Vlkýš, okres Plzeň-sever
4 980 000 Kč

Kvůli milence se rozvádět nebudu, nejsem blázen, říká Simona Krainová

Nepije alkohol, nejí přílohy, běhá a posiluje. Karel Vágner šel do sebe. Zhubl už víc jak deset kilo. Jeho manželka...

Patrik Hartl odstupuje ze StarDance, vrátí se Lucie Vondráčková

Po důkladném zvážení a na doporučení lékařů se spisovatel Patrik Hartl rozhodl ukončit svoje účinkování v taneční...

Obraz zmaru Volkswagenu. Tisíce elektroaut smutně čekají na kupce

„Pacient Autoland Deutschland je nejen nemocný, má vysokou horečku,“ píše německý Bild. A jako důkaz diagnózy ukazuje...

Hrála v pornu, tak skončila. Solfronk se v Bacheloru rozloučil s další účastnicí

Odhalení o minulosti soutěžící Denisy Veselé a jejím natáčení pornovideí výrazně zamávalo atmosférou v sídle Bachelora....

Došly nám síly. Česká specialistka na cupcaky zavírá svůj obchod

Lenka Hnidáková, průkopnice cupcaků v Česku a autorka dvou knih o těchto dezertech, zavírá svůj obchod v pražském...