Koks

DELPUBLISERING. Artikkelen kompletteres senere.

Denne artikkelen er hovedsakelig orientert mot forholdene ved kobberverkene og ved Kongsberg Sølvverk. 

Koks (eng. coke)

Fast, tørt og porøst brensel med 90-95 % karbon, fremstilt ved tørrdestillasjon (forkoksning) av kull.

K. blir fremstilt i koksverk hvor forkoksningen skjer ved at flyktige bestanddeler som gass, tjære og vann drives av under en langsom oppvarming av kull til 900-1100 ºC i beholdere uten lufttilgang (retorter). K. var tidligere også et biprodukt ved alle gassverk, hvor det ble produsert lysgass til belysning og oppvarming.

Produksjon av k. kom opprinnelig i gang ut fra ønsket om å fremstille et godt og billig alternativ til dyrt trekull i jernproduksjonen. Forsøkene går tilbake til 1500-tallet, men moderne koksproduksjon i industrielle skala ble først etablert i England i annen halvdel av 1700-tallet.^[1]

KOBBERFREMSTILLINGEN

For norsk kobberindustri kan vi spore de første forsøk på bruk av k. til 1850-årene da brenselet ble tatt i bruk i ei hytte like ved Løkkenverket.^[2] Regelmessig bruk av k. er først kjent fra Rørosverket i 1878.^[3],[4] K. ble da tilgjengelig i større kvanta etter at verket fikk togforbindelse med Trondheim for transport av det importerte brenselet.^[5],[6] Mot århundreskiftet overtok k. mer og mer i smeltingen, men enda så sent som i 1894 sto trekullet for bortimot 15 % av fyringsmassen ved Rørosverket.^[7]

Fyring med k. ga betydelige effektiviseringsgevinster og lønnsomhetsforbedringer ved smeltearbeidet (særlig ved skjærsteinsmeltingen) selv om k. i denne overgangsperioden var noe over dobbelt så dyrt som trekull pr volumenhet.^[8]

Ved kobbersmeltingen hadde k. to fordeler fremfor trekull: Det brant med langt større varmeeffekt og det tok mindre plass i ovnen.^[9] K.s betydning for lønnsomheten lar seg belyse med tall for skjærsteinsmeltingen ved Rørosverket. En sammenlikning mellom gjennomsnittstall for perioden 1854-63 og 1885 viser en nedgang i kostnadene for denne smeltingen på over 30 %.^[10] Når det gjelder den økte brenselseffektiviteten kan det vises til tall fra bergmesterens femårsberetning. Han sammenlikner her perioden 1878-1882 (koks) med perioden 1869-1873 (trekull) ved Rørosverket. Her fremgår det at koksdrift i forhold til trekulldrift ved skjærsteinsmeltingen gir 34 % mer smelting pr døgn og 32 % økning i forsmeltet masse pr brenselsenhet.^[11] Da ovnene i det store og hele var de samme gjennom perioden 1854 -1885, må endringene både når det gjelder lønnsomhet og effektivitet i all hovedsak skyldes det nye brenselet.

SØLVFREMSTILLINGEN

I en undersøkelse av ulemper og fordeler som følge av bruk av k. ved sjaktovnsmeltingene ved Kongsberg Sølvverk påpekes følgende ulemper^[12]:

- Råsteinen blir langt mer jernrik (dvs svovelfattig) hvilket fører til økt dannelse av jernsu;

- tilsettingen av svovelkis må økes med den følge at det blir relativt mindre plass til den sølvholdige sligmasse. Det balansepunkt man etter hvert fant med noe forhøyet tilsats av kis i forhold til påsatt mengde ved bruk av trekull, gir den ulempe at smelten blir tilført ”… en større, unødig jernmængde, hvilken som en død balast går igjen fra den ene smeltning til den anden og overalt generer opera­tionerne.”;  

- på grunn av den sterkere blest som koksdriften fordrer, øker mengden (sølvholdig) røykslig som følger med brenngassene opp i avtrekkssystemet.

Fordeler ved koksdrift:

- Sølvgehalten i det såkalte stivslagget blir en god del redusert. På den annen side tapes, som nevnt, mer sølv pga jernsu- og røyksligdannelsen.

Det konkluderes med at koksdriften med dens mange ulemper for skjaktovnsmeltingen på sølv neppe gir noen økonomisk gevinst.

Avslutningsvis opplyses at k. i årene 1876-1877 kostet 2,33 ganger mer enn trekull pr volumenhet. Videre oppgis gjennomsnittsvekten på k. til 400 kg/m³, eller omtrent 2,5 x mer enn trekull. Når det gjelder smeltingen erstatter 1 volumenhet k. ≈ 2,5 volumenheter trekull.

Det oppgis også at k. inneholder 92 % karbon, mot 75 % i trekull [hvilket synes noe lavt].

Med de bedrede kommunikasjoner dampbåt, jernbane og taubane som det ble bygget mange av i årtiene rundt århundreskiftet 1900, ble trekullet raskt utkonkurrert av det nye, effektive brenselet som kombinert brennstoff og reduksjonsmiddel i norsk bergverksdrift. Siste utløpere av trekullbrenning for bergverksformål er registrert ved Kongsberg Sølvverk i 1920-årene.^[13]

K. var uegnet for flammeovnsdrift da det, liksom trekullet, var lite flammegivende.

Varia:

- K. kom i bruk i England i det 17. århundre. Ordet er første gang registrert brukt i 1669. Rundt 1700 ble k. brukt ved smelting av kobber, bly og tinn og første gang til smelting av jern i 1709.

Tømming av ovnene etter smelting er en av de mest dramatiske begivenheter i industriarkeologiens historie. ’Vegger’ av oransje-rød lavalignende masser ble da skjøvet mekanisk ut av ovnen i en kaskade av ild og røyk.^[14]

- I en overgangsperiode i 1870-1880-årene fyrte man ved flere verk med blandinger av k. og trekull. Dette ga dårlige resultater da de to brennmaterialer krevde forskjellig utforming av sjakt og blestfunksjon for å kunne utnyttes mest fordelaktig.^[15]

- I Norge ble det produsert k. til metallurgisk industri ved Norsk Koksverk A/S i Mo i Rana frem til nedleggelsen i 1989. Verket ble grunnlagt i 1961 som et statsaksjeselskap. Koksverket skulle sikre avsetning av produksjonen ved de norske kullgruvene på Svalbard, samt etablere en innenlandsk koksproduksjon for å gjøre smelteindustrien mindre avhengig av import.^[16]

- Historisk har k. hatt en viktig funksjon som brensel i byer og tettsteder, og som energibærer og ingrediens i en rekke industrielle prosesser. K. avgir lite røyk ved forbrenning, og var et nødvendig alternativ der man av miljøhensyn forbød bruk av kull i bykjernen.

I vesten benyttes k. nå i hovedsak i jern-og stålproduksjon, der k. fungerer som reduksjonsmiddel for å trekke oksygenet ut av jernmalmen. Siden k. er hardere enn steinkull, så tåler den bedre vekten av jernmalmen i masovnen og sikrer nødvendig gassgjennomstrømning for reduksjonsprosessen.