Как только стало известным, и было оценено по достоинству то обстоятельство, что при достаточно высокой температуре можно получать кокс прекрасного качества из менее спекающихся углей, – все усилия изобретателей были направлены к тому, чтобы построить печи, в которых получалась бы возможно более высокая температура.

 

С началом использования каменного угля было установлено, что далеко не все угли способны дать пригодный для использования в доменной плавке кокс.

Уголь – это ископаемое топливо, образовавшееся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Угольная масса формируется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение.

Для процесса коксования определяющее значение имеет то обстоятельство, что каменные угли с разной степенью углефикации существенно различаются по свойствам.

В начале использования каменных углей для производства кокса технология коксования мало чем отличалась от выжига в кучах древесного угля.

Каменноугольный кучной кокс производился либо непосредственно рядом с местом его использования, либо рядом с местом добычи угля, таким образом, пропала необходимость перемещать и обустраивать заново площадку для кучи (ток), как это имело место при выжиге древесного угля.

Помимо высоких требований к свойствам углей, что существенно ограничивало сырьевую базу, и больших потерь, кучное коксование обладало и другими существенными недостатками: практически полным отсутствием возможности управления процессом и нестабильностью свойств производимого кокса. Еще одной проблемой было образование «невостребованной» угольной мелочи, количество которой могло достигать 50 % от массы добываемого угля, и которая практически не находила применения.

Для решения проблем кучного коксования были разработаны печи полуоткрытого типа (куча считается открытой печью), представлявшие собой две параллельные кирпичные стены, между которыми загружали увлажнённый мелкий уголь.

По аналогии с печами, издавна использовавшимися для производства древесного угля и представлявшими собой каменный аналог кучи, для коксования каменного угля также стали применять куполообразные печи.

Проблему низкой производительности решили путём строительства рядом нескольких печей, которые объединялись в батарею с общей системой загрузки угля и выгрузки кокса. Для решения проблемы дымовых газов стали практиковать устройство сборного канала (борова), в который поступали газы от всех печей батареи. Боров соединялся с дымовой трубой, через которую и удалялись дымовые газы.

Революционной стала конструкция коксовых печей, предложенная Эдвардом Джонсом, управляющим заводом Russel’sHallFurnaces около Дарби (Великобритания). Основная её особенность состояла в том, что нагрев угольной загрузки осуществлялся не только сверху, но и снизу – для этого дымовые газы поступали в каналы под подом камеры.

В середине XIX в. ульевые печи массово использовались в странах Европы, в первую очередь в Великобритании; при этом они отличались разнообразием конструкций. Позднее, к концу века, они были вытеснены печами щелевого типа, зато в США в это время ульевые печи получили самое широкое распространение.

Использование для коксования печей даже таких простых конструкций, как шаумбургские и ульевые, позволило решить важнейшую проблему – использовать «отмытый», обогащённый уголь.

Требовалась разработка принципиально новых коксовых печей, т.к. для решающего технического прорыва применения угольной шихты было недостаточно. Ведущую роль в этом процессе со второй половины XIX в. играли Германия, Франция и Бельгия, обладавшие большими запасами плохо спекающихся углей с низким выходом летучих веществ и имевшие насущную потребность в увеличении объёма выплавки чугуна и стали.

Удачным примером коксовой печи с вертикальной камерой может служить печь, разработанная братьями Аппольт в 1854 г. Камеры этой печи для большей устойчивости связывались между собой отдельными кирпичами, идущими от одной камеры к другой. Камеры размещались в два ряда по 6-9 агрегатов внутри общего кирпичного кожуха, в котором сжигались летучие продукты коксования.


Страница 1 из 2