Приведены результаты исследований моделей распределения плотности угольной шихты по длине и высоте камеры коксования с целью приведения в соответствие характера отопления коксовых печей с получаемым распределением плотности и для использования при создании печей повышенной емкости. Впервые в мировой коксохимии описана крупномасштабная оригинальная модель коксовой камеры конструкции Гипрококса. Изложены патентные данные о способах и закономерностях формирования структуры угольных потоков в камеру для достижения в ней равномерной плотности угольной шихты. Предложена методика определения гамма-лучами плотности угольной шихты в различных зонах модели коксовой камеры.

Виконано математичне моделювання процесу перемішування вугільної шихти в змішувачі гравітаційного типу. Визначено фактори процесу та конструктивні параметри перемішувального пристрою, що впливають на ступінь перемішування. Одержано залежність, що дозволяє оцінити середній розмір часток шихти на виході зі змішувача.

В промышленных условиях действующего коксохимического производства, специалистами ОАО "Холдинг-компания "Интермет" и исследовательской группой по углям и коксу центральной лаборатории ОАО "Криворожсталь", исследовано влияние добавок поверхностно активного вещества на насыпную плотность угольных концентратов, угольной шихты и качество кокса. Достигнуто увеличение разовой загрузки шихты в камеры коксования на коксохимических предприятиях путем повышения насыпной плотности угольной шихты.

Описано совершенствование процесса подготовки угольной шихты к коксованию с применением вибрационной установки для отсева мелких классов 0 - 3 мм.

В умовах недостатньої кількості флотоконцентрату в шихті розроблено технологічні параметри її підготовки, що дозволило підвищити міцність трамбованих пирогів і зменшити кількість їх обвалів в процесі завантаження. Розроблено математичну модель формування фізико-механічних властивостей коксу і критерії складання трамбованих вугільних шихт, які дозволили виробляти кондиційний доменний кокс із шихт широкого спектра марочних складів і забезпечити нормальну експлуатацію коксових печей. Дослідними доменними плавками доведено високу економічну ефективність використання коксу з трамбованих шихт.

Теоретично обгрунтовано й експериментально вивчено вплив домішок синтетичних термопластичних полімерів на кінетичні параметри термічної деструкції вугілля, різних стадій метаморфізму на зміну властивостей продуктів коксування. Розроблено методику одержання смолополімерних композицій і виявлено модифікувальний ефект введених полімерних домішок. Встановлено вплив виду та вмісту полімерів на характеристики одержаних композицій з кам'яновугільною смолою. Доведено дію різних полімерів та їх кількості, а також способу введення полімерної домішки у вугільну шихту на вихід і властивості кам'яновугільної смоли. Розроблено та досліджено схему сумісного введення у вугільну шихту полімерних домішок з іншими домішками, які використовуються у коксохімічному виробництві.

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження з екстракції органічної маси вугілля розчинником за умови кімнатної температури. На підставі одержаних результатів створено метод оцінки марочної належності кам'яного вугілля та контролювання компонентного складу вугільних концентратів і шихт для коксування. Запропоновано нові прийоми одержання вугільних екстрактів для вимірювання показника їх оптичної густини. Вивчено залежності показників ступеня метаморфізму (СМ), спікливості й елементного складу вугілля від оптичної густини ДМСО екстрактів вугілля. Одержано регресійні рівняння, що описують ці залежності. Вивчено з застосуванням ІЧ-спектроскопії та хромато-мас-спектрометрії склад диметилсульфоксиду (ДМСО) екстрактів вугілля різного СМ. Встановлено закономірність зміни оптичної густини вугільних екстрактів та одержано інтервальні й середньозважені значення показника оптичної густини вугільних екстрактів для всіх марок кам'яного вугілля згідно ДСТУ 3472-96. Відзначено, що розроблений метод оцінки марочної належності кам'яного вугілля та контролювання компонентного складу вугільних концентратів і шихт для коксування відрізняється експресністю, здійснено його впровадження на коксохімічних заводах для попереднього оперативного контролювання складу концентратів вугілля, що надходить, та вугільних шихт для коксування, а також використано для дослідних робіт.

Наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень одержання коксу зі спікливого вугілля та мінеральних мікродомішок, які використовуються як активні мікроелементи. Досліджено взаємний вплив вугільного та мінерального компоненту (червоного шламу) у процесі їх спільного нагрівання. Установлено й описано характер активного впливу червоного шламу на фізико-хімічні та фізико-механічі властивості коксу. Розроблено технологічні режими внесення червоного шламу до вугільних шихт за умов виробництва коксу. Розроблено рекомендації складів рудо-вугільних сумішей щодо формування оптимальних властивостей коксу, за результатами яких проведено дослідно-промислові процеси коксування на ВАТ "Дніпрококс". Розроблені коксохімічні режими можуть бути використані на певних коксохімічних підприємствах за умов виробницва коксу з застосуванням мінеральних мікродомішок як активних мікрокомпонентів.

Теоретично обгрунтовано, досліджено та впроваджено до промислової практики Криворізького державного гірничо-металургійного комбінату (КДГМК) "Криворіжсталь" удосконалені технологічні параметри часткового брикетування вугільної шихти з різними видами зв'язуючого. Розроблено та впроваджено нове зв'язуюче КВАГУ-Б, а також радіоізотопні методи контролю щільності частково брикетованої шихти (ЧБШ) коксування. Одержані дані дозволяють обгрунтовано встановити новий раціональний режим опалювання коксової батареї. На підставі порівняльного дослідно-промислового коксування та доменних плавок показано ефективність виробництва більш міцного коксу з ЧБШ та різних видів коксу з використанням коксового дрібняку та обмасленої прокатної окалини в суміші з ЧБШ.

Запропоновано механізм взаємодії вугілля з пластмасами, який полягає у впливі рідких продуктів, їх деструкції на макромолекулярну структуру органічної маси вугілля шляхом послаблення чи підсилення невалентних зв'язків у ній за рахунок електронно-донорної активності ароматичних продуктів, або електронно-акцепторної активності аліфатичних ненасичених продуктів деструкції пластмас. Експериментально визначено кінематичну в'язкість сумішей вугілля та пластмас у системних одиницях, що дозволило порівняти їх в'язкість з в'язкістю відомих продуктів коксування вугілля. Установлено, що поліолефіни знижують плинність вугільної пластичної маси, а полімери ароматичної природи - збільшують, що доводить вплив пластмас різних видів на якість коксу. Сформульовано гіпотезу про хімічну схему сумісного піролізу вугілля та високомолекулярних сполук і показано, що ненасичені продукти термодеструкції високомолекулярних сполук, які є акцепторами водню, прискорюють реакції конденсації продуктів піролізу вугілля, а ароматичні продукти термодеструкції високомолекулярних сполук, які є донорами водню, уповільнюють ці реакції. Визначено, що хімічна взаємодія продуктів термодеструкції вугілля та пластмас забезпечує перехід частини вуглецю останніх у кокс. З'ясовано закономірність зміни властивостей пластмас від в'язко-пружних до пружно-крихких за їх термічної обробки на стадії підготовки відходів пластмас до коксування.

Досліджено шихту різного марочного складу за показниками хімічного аналізу, пластометричних і петрографічних характеристик. Доведено необхідність формування оптимального складу шихти за результатами петрографічних досліджень. Розроблено математичну модель для прогнозування вмісту сірководню в прямому коксовому газі. Підібрано оптимальний склад шихти.

В условиях ухудшения сырьевой базы коксования немаловажное значение приобретает определение оптимальной степени дробления шихты, уточнению которой может существенно помочь петрографический анализ шихты до ее дробления.

В условиях ухудшения сырьевой базы коксования одной из важнейших задач является доведение степени смешивания угольной шихты по всем ее показателям до 98 - 99 %, так как неравномерное их распределение в коксовой камере сказывается на качестве кокса.

Произведен выбор оптимального состава угольных шихт при производстве кокса, позволяющий повысить его качество по показателю CSR и снизить себестоимость чугуна в доменном цехе. Для поиска оптимальных вариантов состава угольных шихт применён метод Гаусса - Зейделя.

Рассмотрены научные и практические результаты создания нового вибрационного комплекса и конструкция грохота для подачи коксовой мелочи в дробилку, позволяющие повысить качество приготовления кокса для металлургического процесса, уменьшить на 15 % энергоемкость дробления и изнашиваемость рабочих поверхностей дробилки.

Изложены результаты исследований по влиянию добавок различных инертных материалов, образующихся в процессе производства кокса из трамбованных шихт и его сухого тушения, на показатели спекаемости и спекающей способности уплотненных углей различных марок, а также угольных шихт.

Изучен состав, пластометрические и прочностные характеристики нетрадиционных коксовых шихт с повышенным содержанием слабоспекающихся и сернистых компонентов. Установлено, что высокосернистый жирный уголь может запечь до 50 % слабоспекающегося газового угля. Предложены добавки органических веществ (отходов), повышающих эффективность процессов спекания и обессеривания при коксовании.

Впервые проведено систематическое комплексное изучение процессов термической и термохимической переработки шихт на основе сернистых углей Донбасса в условиях стандартного метода полукоксования. Изучено влияние химических добавок на выход и состав твердых, жидких и газообразных продуктов. Показаны возможности управления процессом термодеструкции шихт из разновосстановленных углей путем их предварительной химической обработки.

Приведены результаты исследований по улучшению качества кокса при введении добавки микропорошка электрокорунда нормального в угольную шихту для коксования.

Предложено при составлении угольных шихт для коксования использовать новый показатель, основанный на соотношении внешней удельной поверхности хорошо и плохо спекающихся углей. Установлены и проанализированы взаимосвязи предлагаемого показателя со спекающей способностью угольных смесей. Исследована возможность расчетного определения величины внешней удельной поверхности угольных смесей.