Was ist Koks?
Koks wird als Brennstoff und als Reduktionsmittel beim Schmelzen von Eisenerz verwendet. Er wird hergestellt, indem Kohle gebrannt wird, bis sie zu Kohlenstoff wird, indem Verunreinigungen abgebrannt werden, ohne die Kohle selbst zu verbrennen. Bei der Verbrennung von Koks entsteht große Hitze, aber nur wenig Rauch, was ihn ideal für die Verhüttung von Eisen und Stahl macht. Vor den 1880er Jahren wurde Stahl mit Holzkohle hergestellt. Bis 1920 wurden fast 90 % des US-Stahls mit Koks hergestellt.

Koksverfahren
Koks wird entweder als Nebenprodukt oder ohne Rückgewinnung hergestellt.

Beim Nebenproduktkoks werden Verunreinigungen bei 1800-3600 Grad Fahrenheit herausgebacken, so dass fast reiner Kohlenstoff übrig bleibt. Die verwendeten Öfen dürfen keinen Sauerstoff zulassen, um Reaktionen mit anderen Elementen zu vermeiden, die Verunreinigungen hinterlassen könnten. Beim Verkoken wird die Kohle weich und flüssig, verfestigt sich aber beim Abkühlen zu einem porösen Material. Die bei der Verkokung entstehenden Gase werden in eine Nebenproduktanlage abgeleitet, wo sie für andere Zwecke aufgefangen werden können.

Bei der Nichtverwertung (oder Wärmerückgewinnung) werden die Öfen bienenstockförmig gestapelt und von oben beheizt, während unten Luft zur Verbrennung zugeführt wird. Die heißen Abgase werden zur Dampferzeugung in einen Kessel geleitet (Wärmerückgewinnung) oder überhaupt nicht genutzt (keine Rückgewinnung).

Hochofeneinspritzung
In den 1960er Jahren wurde beim Schmelzen von Stahl oder Eisen in einem Hochofen Kohlenstaub eingespritzt. Dies lieferte zusätzliche Energie zum Abbrennen von Gasen und zur Verhinderung von Eisenoxid (Rost) sowie zur Verringerung des Koksverbrauchs. In den 1990er Jahren wurde die Verwendung von Kohle zur Norm.

Bei der Kohleaufbereitung wird die Kohle in der Regel getrocknet und zu winzigen Partikeln von weniger als 1 mm zermahlen, die dann eingeblasen werden. Die Kohlepartikel werden in einem Zyklon von den freigesetzten Gasen getrennt. Das Abgas und manchmal auch Erdgas können zum Trocknen weiterer Kohle verwendet werden, deren Feuchtigkeitsgehalt im Allgemeinen unter 6 % gehalten wird. Um das Risiko eines Brandes oder einer Entzündung der Kohlepartikel zu minimieren, werden Inertgase verwendet.

Kohlequalität
Sowohl bei Koks als auch bei unverkokster Kohle wirkt sich die Qualität der Kohle auf die Qualität des Stahls aus. Hüttenkoks wird aus bituminösen Kohlen durch ein Destillationsverfahren hergestellt. Die von der Kohle abgelagerte Asche muss so gering wie möglich gehalten werden, vorzugsweise unter 10 % der ursprünglichen Masse. Die Asche kann die Ofentemperaturen senken und nicht brennbare Materialien zurücklassen. Bei der Auswahl der Kohle wird auch darauf geachtet, dass sie einen höheren Anteil an flüchtigem Schwefel oder Alkalien enthält, damit sie besser verbrennt. In der Praxis hängt die verwendete Kohle jedoch oft von der Verfügbarkeit und dem Preis ab.

Auch wenn die Kohleindustrie im Laufe der Jahre eine schlechte Presse bekommen hat, ist Kohle für die Stahlproduktion unerlässlich, und unsere Zivilisation ist in hohem Maße auf Stahl angewiesen. Ohne Kohle gäbe es keine Fahrzeuge, hohen Gebäude, Geräte oder viele der Werkzeuge und Utensilien, die wir jeden Tag als selbstverständlich ansehen.