В старинных доменных печах источником тепла при выплавке чугуна
служил древесный уголь. Он давал достаточно высокую температуру и
не содержал в себе вредных примесей, которые, соединяясь с железом,
ухудшали бы его свойства. Однако с развитием доменного производства к
XVIII в. истребление лесов для получения древесного угля достигло
угрожающих размеров. К тому же древесный уголь непрочен. Даже под не
очень сильным давлением он крошится в порошок, забивает отверстия между
кусками руды в печи, не дает проходить газообразным продуктам горения.
Следовательно, нужно было отыскать новое топливо, которое давало бы
высокую температуру и обладало достаточной прочностью. Таким топливом
оказался кокс, который сейчас получают из специальных сортов каменного
угля - коксующихся углей. Первый кокс был получен в Англии, где в 1735
г. была проведена первая доменная плавка на древесном коксе. Каменный
уголь в металлургии применять нельзя: он недостаточно прочен, а главное,
содержит много примесей, которые вредно влияют на металл (особенно
сера). Коксуют угли в специальных печах - металлических камерах, которые
герметически закрывают и обогревают снаружи газом. Несколько десятков
печей составляют коксовую батарею.
Уголь предварительно размалывают в тончайший порошок и загружают в
камеры. Затем включаются газовые горелки, и камеры начинают нагреваться
до температуры 950-' 1050° С. Без доступа воздуха угольный порошок не
сгорает, а претерпевает внутренние изменения: из него удаляются
газообразные компоненты, которые в совокупности образуют горючий
коксовый газ (55-60% водорода, 20-30% метана, 5-7% оксида углерода, 2-3%
углекислого газа и др.). Оставшийся порошок спекают и получают
каменноугольный <пирог> - кокс. Он очень твердый, поэтому не крошится в
домне, дает при сгорании высокую температуру, а пористая поверхность
позволяет коксу быстро вступать в контакт с горячим воздухом.
Процесс превращения каменного угля в кокс занимает 13-18 ч, затем печь
открывают и раскаленный кокс в специальном металлическом вагоне везут в
установку тушения, где охлаждают его водой или нейтральными газами.
После этого кокс поступает в доменную печь.
Коксовый газ применяется не только как топливо, но и как сырье для
синтеза аммиака.
Кроме получения кокса в печах разработаны и принципиально новые способы
коксования, основанные на непрерывной технологии. По этой технологии
уголь формуется в брикеты, которые затем прокаливаются. Кокс, полученный
таким способом, называется формованным.
Производство кокса обходится дорого, да и коксующихся углей не так уж
много. Поэтому сейчас в разных странах мира уделяется внимание так
называемой бескоксовой металлургии (см.
Железо, сталь, чугун).
