Юрий Сергеевич Карабасов , Павел Иванович Черноусов , Олег Валентинович Голубев , Наталия Ариановна Коротченко - Металлургия и время. Том 3. В авангарде инноваций. Промышленная революция и индустриализация.

научно-технический
прорыв? Где, выражаясь языком стратегии, должен быть
нанесён главный интеллектуальный удар? История коксохимического производства представляет собой нагляд-

8

ный пример эффективной реализации грамотного научного прогноза. Особый интерес представляет тот факт,
что, активно развиваясь на протяжении 200 лет, технология производства кокса из каменного угля не претерпела
значимых изменений (изменения касаются в основном
внедрения автоматики и увеличения размеров печей). За
200 лет технология коксохимического производства фактически достигла совершенства.
Происхождение угля
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. Идеальная обстановка для этого создаётся в болотах, где
стоячая вода, обеднённая кислородом и обогащенная
органическими кислотами, препятствует жизнедеятельности бактерий, разрушающих погибшие растения. Так
возникает торф – исходный материал для образования
угля. Если затем происходит его захоронение под наносами, то торфяная масса под воздействием давления и
температуры, теряя воду и газы, преобразуется в угольные пласты.

Таблица – Классификация каменных углей Л. Грюнера (сокращённый вариант)
Тип угля

Содержание
углерода (общ.),
% (масс.)

Выход летучих
веществ при
коксовании,
% (масс.)

Выход кокса,
% (масс.)

Свойства кокса (коксового остатка)

Сухие или длиннопламенные (песочные)

70-80

45-40

55-60

Пористый, рассыпчатый (песочный)
или немного спёкшийся

Жирные длиннопламенные или газовые

80-85

42-32

60-68

Спёкшийся, но сильно вспученный

Жирные или кузнечные

84-89

32-26

68-74

Хорошо спёкшийся (сплавленный),
средней плотности

Коксовые

88-91

26-18

74-82

Хорошо спёкшийся (сплавленный),
очень плотный

Тощие или антрацитовые

90-93

18-10

82-90

Слабо спёкшийся

Антрациты

93-95

10-8

90-92

Порошок

Классификация углей
Для процесса коксования определяющее значение имеет
то обстоятельство, что каменные угли с разной степенью

углефикации существенно различаются
по свойствам. До изобретения коксования, при использовании углей непосредственно в виде топлива, достаточно было
знать: может ли уголь гореть печах или очагах? Бурый уголь сложно поджечь из-за высокого содержания влаги, а антрацит – из-за высокой
плотности и практически полного отсутствия
летучих веществ. При использовании камен- Э ммануэль -Л уи
Г рюнер
ного угля в качестве сырья для производства
кокса потребовались специальные знания о
его поведении в процессе коксования и влиянии на свойства получаемого продукта.
Одной из первых научных классификаций углей с
точки зрения пригодности для коксования стала классификация известного французского металлурга Луи Грюнера. Конечно, к настоящему времени созданы более подробные и всеобъемлющие классификации, однако, для
того чтобы иметь представление о свойствах каменных
углей и понять логику развития процессов коксования,
этой классификации вполне достаточно. Из неё хорошо
видно, как меняется поведение угля при коксовании с
увеличением содержания углерода и снижением выхода
летучих веществ.

Г лава 1

В древних торфяных болотах, начиная с девонского периода (примерно 400 млн лет назад), накапливалось органическое вещество, из которого формировались ископаемые угли. Большинство промышленных месторождений
каменного угля относится к этому периоду, хотя известны
и более молодые месторождения.
На первой стадии процесса углеобразования торф превращается в бурый уголь с содержанием углерода 65—70 %.
Углерод в углях находится в составе различных органических соединений, часть из которых при нагревании переходит в состав летучих веществ (летучий углерод), а часть
остаётся в коксовом остатке (нелетучий углерод). Здесь и
далее, если прямо не указано, о каком углероде идёт речь,
имеется в виду их сумма (общий углерод).
Бурый уголь залегает на глубине примерно 1 км
и содержит до 43 % влаги и до 50 % летучих веществ.
При дальнейшем опускании на глубину до 3 км, из бурого угля образуется каменный уголь. Угли, которые
к --">