Externe installaties
bij een hoogoven
Annex
Servers » Pictures » Urbex » Annex

Bijkomende installaties


Cokes zien er uit als grote blokken grijs geworden steenkool


Mengvelden


De ijzerertskorrels of pellets


Maalinstallatie

Een hoogoven met bijhorende staalfabriek heeft een aantal toeleveranciers. Een aantal van de noodzakelijke groendstoffen zoals zuurstof en argon worden ter plaatse geproduceerd.

Cokes

Cokes worden als reductiemiddel en brandstof in de hoogoven gebruikt. Cokes is steenkool dat in een cokesfabriek door droge destillatie ontdaan is van vluctige bestanddelen. Sommige van die bestanddelen zoals zwavel en teer zijn ongewenst in de hoogoven. De vluchtige bestanddelen van steenkool (waaronder brandbare gassen die als brandstof kunnen dienen) worden gerecupereerd.

Cokes zien er uit als steenkool, maar het glanzende, zwarte oppervlakte van anthraciet heeft plaatsgemaakt voor een grijze en ruwe oppervlakte. Cokes zijn zeer hard in vergelijking met houtskool.

Cokes werden vroeger in de omgeving aangemaakt. Omdat een cokesfabriek enorm veel stof produceert moet die soms sluiten als die niet aangepast kan worden aan de steeds strengere normen. Er moet dan geïmporteerde cokes gebruikt worden. La Providence in Charleroi was één van de laatste hoogovens die over zijn eigen cokesfabriek beschikte, helaas moest deze cokesfabriek dicht wegens de aanhoudende luchtvervuiling. De laatste cokesfabriek in België was die van Luik, bij het stilleggen van de warme lijn werden de cokes gebruikt in de staalfabriek van Duinkerke (zelfde groep).

De cokesfabriek hoeft niet in de buurt van de hoogoven gelegen te zijn. Het is vooral een economisch probleem: de winst op de staalproductie is zeer laag en cokes aankopen bij de concurrentie is geen optie. Daarbij komt nog dat de brandbare gassen die vrijkomen gebruikt kunnen worden om de ingeblazen hoogoven-lucht extra te verwarmen (hoogovengas is niet energetisch genoeg om de hoge temperatuur te bereiken).

Ijzererts

Ijzererts komt tegenwoordig enkel nog uit verre landen, waar men hoogwaardige ertsen zonder teveel verontreinigingen (fosfor,...) kan delven. Om de kwaliteit van het ijzererts stabiel te houden, worden de aangevoerde grondstoffen op zogenaamde mengvelden uitgestrooid, de aanvoer van één schip komt op een groot oppervlakte terecht en na verloop van tijd heeft het veld verschillende lagen. De ijzerertsen worden aan één kant van het veld afgegraven, waardoor automatisch alle lagen gemengd worden.

Foto 2 en 3: de werking van een mengveld: een machine voert de grondstoffen continu aan (hier kalksteen) en stort ze op een langwerpig patroon. Er ontstaat zo een lange heuvel van soms meer dan 100 meter lang. Als de heuvel een maximale hoogte bereikt heeft, begint de machine met een nieuwe langwerpige heuvel en wordt de oude heuvel aan één kant volledig afgegraven.

Om het ijzererts vooraf te behandelen is er een sinterfabriek nodig. Het ruwe ijzererts bestaat uit brokken van verschillend kaliber en poeder. Om een betrouwbare werking van de oven te garanderen moet het ijzererts een bepaalde kaliber hebben: fijn stof verstopt de oven en bemoeilijkt de ventilatie waardoor bepaalde zones niet opgewarmd geraken, te grote brokken hebben te veel tijd nodig om op temperatuur te geraken. Daardoor gaat de oven onregelmatig werken, met gietijzer van slechte kwaliteit tot gevolg.

Het ijzererts wordt vermalen in een kogelmolen, een installatie die meerdere meters hoog is en voor één derde gevuld is met metalen kogels (foto's hoogovensmuseum Ijmuiden). De molen wordt in werking gesteld en de kogels worden door de middelpuntvliegende kracht meegenomen. De snelheid van de molen is zodanig, dan de kogels loskomen op het hoogste punt van de molen. De kogels vallen op het erts en vermalen die. Het ijzererts met de juiste afmetingen wordt door roosters in de trommel afgevoerd. Regelmatig worden er nieuwe ertsen aangevoerd, maar er moeten ook nieuwe kogels ingebracht worden: deze verslijten en breken.

Het gemalen ijzererts wordt vermengd met een kleine hoeveelheid cokes en bepaalde stoffen die het vloeibare ijzer in de hoogoven zullen zuiveren. Ook worden de partikels uit het hoogovengas in het mengsel gevoegd (deze deeltjes zijn eigenlijk grondstoffen die anders verloren zouden gaan). Vanaf hier zijn er twee toegepaste procédés.

  • Pellets: Het mengsel wordt dan vochtig gemaakt en tot bolletjes geperst. Daarna volgt het drogen en het sinteren (verwarmen tot onder de smelttemperatuur). De cokes verbranden en daardoor krijgt het ijzererts een grove, poreuze struktuur en kan de lucht beter circuleren. De korrels of pellets zijn zeer hard en verkruimelen niet in de oven onder druk van de bovenliggende lagen. De reaktiesnelheid wordt hoger en de kans op vastlopen van de oven wordt kleiner.

  • Sinter: Dit is de oude manier om het ijzererts te behandelen. De grondstoffen worden opgewarmt op een rooster totdat de sintertemperatuur bereikt wordt (de brokken plakken aan elkaar maar smelten nog niet), zie figuur. Hier bekomt men plakken in plaats van bolletjes. Op het einde van de band worden de plakken gebroken. De vorm is niet regelmatig en tot 40% moet terug behandeld worden omdat de plakken te klein zijn.

De sinterfabriek is even belangrijk als de cokesfabriek. Zonder deze voorafbehandeling zou een hoogoven niet betrouwbaar kunnen werken.

De gebruikte ertsen zijn tegenwoordig nagenoeg zuiver ijzererts (magnetiet en hematiet), waardoor de nabehandeling van het gietijzer minder complex wordt. De desulfurisatie (met calciumcarbide of magnesium) gebeurt gewoonlijk aan de hoogoven zelf, na het aftappen van het gietijzer.

De laatste foto toont ons een paar van de produkten die gebruikt worden:

  • Sinter: ijzererts dat klaargemaakt is om in de hoogoven gebruikt te worden
  • Ijzererts: het basisprodukt bestaat uit brokstukken van verschillende grootte en uit poeder.
  • Steenkool: wordt indien nodig onderaan de oven ingespoten (in gemalen vorm) om de temperatuur te verhogen, maar wordt vooral gebruikt onder de vorm van cokes.

Kalksteen

Kalksteen (calciumcarbonaat) is nodig als middel om het vloeibare ijzer te zuiveren. België is rijk aan kalksteen in de bodem (cfr. kalkhoudend water) en wij zijn een exportland wat betreft kalksteen. Door de enorme warmte in de hoogoven wordt kalksteen ontbonden tot calciumoxide (ongebluste kalk) die een grote affiniteit vertoont voor de verontreinigingen in het vloeibare ijzer. In plaats van kalksteen gebruikt men soms dolomiet (calcium en magnesiumcarbonaat).

Processgassen

Zuurstof en argon worden ook in het produktieproces gebruikt. Deze worden vaak in een fabriek in de buurt aangemaakt (destillatie van vloeibaar gemaakte lucht).

Zuurstof wordt soms in de hoogoven ingespoten (samen met steenkoolkoolpoeder) om de temperatuur in de hoogoven te doen stijgen na het gieten. Zuurstof wordt nadien ook gebruikt in de convertoren om de ongewenste stoffen te oxyderen (te verbranden tot slakken), dit is het oxystaal of LD procédé.

Argon is een inert gas dat het meest voorkomt in de lucht (ongeveer 1%) en is daarom relatief goedkoop te produceren. Het wordt door het vloeibare metaal gebubbeld om het mengen te bevorderen. Een inert gas reageert niet met het vloeibare metaal. Zuiver argon wordt daarom gebruikt in het produktieproces als “drijfgas”. Stikstof uit de lucht heeft de neiging in het vloeibare staal op te lossen. Het staal verliest daardoor zijn taaiheid.

Argon is zwaarder dan lucht en vormt een laag onderaan de staalconvertoren als die niet gebruikt worden (tijdens het onderhoud). Er zijn geen symptomen bij de argon-verstikking: de arbeiders vallen gewoon flauw en sterven binnen een paar minuten als ze niet snel uit de convertor gehaald worden door personeel uitgerust met zuurstofmaskers. Begin 2011 is er nog een dodelijk arbeidongeval gebeurd.

Gecombineerd met stikstof en koolstofdioxide (inergen) wordt het gebruikt als blusmiddel in de hoogoven installaties (controle- en machinekamers). De aanwezigheid van koolstofdioxide vormt een signaal voor het menselijk lichaam om automatisch sneller te gaan ademhalen. Zo kan het lichaam blijven functioneren bij lage zuurstofconcentraties (die anders dodelijk zouden zijn).

De gassen die in de cokesfabriek, in de hoogoven en in de convertor ontstaan worden op een andere pagina besproken.



Slakken hebben een lagere soortelijke massa dan gietijzer of staal en drijft op het metaal, om zo een bechermende laag te vormen (bescherming tegen oxydatie). Voor de verdere behandeling worden de slakken afgetapt.

Hoogovenslakken zijn een bijprodukt van de fabrikatie van ruwijzer. Voor de staalnijverheid heeft dit produkt geen waarde meer. Gloeiend hete hoogovenslak wordt gegranuleerd door besproeing met water en wordt gebruikt bij de productie van cement (gedeeltelijke vervanging van kalksteen).

Ook convertorslakken (oxystaalprocédé of LD procédé) worden in de bouw gebruikt. Deze slakken ontstaan bij de verdere rafinage van ruwijzer tot staal.

Slakken die rijk aan fosfor zijn werden vroeger als meststof gebruikt.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's