Вы когда-нибудь задумывались, чем уголь отличается от кокса? Изучив различия, вы поймете, как оба вида топлива приносят пользу кузнецу.
В чем разница между углем и коксовым топливом? Уголь — это блестящее, черное ископаемое топливо, которое содержит примеси, выделяет дым при горении и производит меньше тепла, чем кокс. Кокс — это тусклый, черный побочный продукт угля, который горит жарче и чище.
Хотя уголь не относится к возобновляемым ресурсам, ему доверяют для выработки электроэнергии во всем мире. Уголь также является традиционным топливом для промышленного применения, например, для производства стали.
К 1880-м годам большинство заводов использовали побочный продукт угля — кокс — для производства стали. В настоящее время большинство производителей стали используют для производства своей продукции пылевидный уголь, а не кокс.
Однако кузнецы по-прежнему полагаются на кокс как на эффективный источник топлива для кузницы. Свойства кокса значительно отличаются от свойств угля, но оба они служат своей цели в кузнечном деле и приносят пользу мастерам.
Узнайте о начале работы, кузнечном флюсе, важных инструментах, идеях проектов и многом другом. Все мои статьи по кузнечному делу вы найдете здесь.
Получение кокса из угля
Если вы хотите ковать с помощью кокса, вам придется сначала нагреть битуминозный уголь. В зависимости от места добычи, битуминозный уголь содержит различное количество примесей.
Большое количество примесей негативно влияет на металл, с которым вы работаете, и имеет неприятный побочный эффект в виде токсичных испарений.
Если вы хотите производить высококачественное коксовое топливо, приобретайте битуминозный уголь с низким содержанием серы и золы.
Хотите верьте, хотите нет, но вы можете найти битуминозный уголь отличного качества на Amazon. Он поставляется в 50-фунтовых мешках и уже разрезан на 1-3-дюймовые куски, готовые к сжиганию.
Многие кузнецы сталкиваются с проблемами при покупке качественного угля. Если уголь местного поставщика содержит примеси и его не стоит покупать, вам, возможно, придется заплатить больше за более качественный уголь.
Однако если вы живете в районе, где антрацит стоит дешевле, чем высококачественный каменный уголь, вы можете попробовать использовать антрацит.
Антрацит не пористый, как кокс, и его трудно сжечь. Для достижения подходящей температуры в кузнице требуется гораздо больше времени, но если это все, что вы можете найти в вашем регионе, он подойдет.
В идеале вам нужен битуминозный уголь для вашей кузницы. (Если у вас еще нет кузницы, я расскажу вам, как создать простую и функциональную кузницу своими руками в этой статье).
Для подробной демонстрации использования угля в кострище посмотрите это видео от Black Bear Forge.
Перед тем как разжечь огонь, убедитесь, что на вас надеты соответствующие средства защиты, такие как:
- длинный кожаный рабочий фартук (этот идеально подходит). .
- Термостойкие перчатки — желательно с двойным слоем кевларовой защиты, как эта пара.
Когда вы разжигаете огонь в кузне с помощью газеты, лучше всего поместить кокс от предыдущего горения в центр ямы, но если у вас его нет, используйте небольшие кусочки дерева.
Вокруг центра ямы положите уголь рядом с горящей газетой. По мере прогорания костра перемещайте топливо ближе к центру, чтобы кусочки по периметру ямы карбонизировались и превратились в кокс.
Как только уголь закоксуется, вы сможете отличить его от угля. Пористый кокс легче угля, и когда вы помешаете огонь, вы обнаружите комки кокса в центре ямы.
Как использовать коксовое топливо
Кокс является побочным продуктом битуминозного угля. Когда уголь подвергается процессу, известному как деструктивная дистилляция, он превращается в кокс.
Этот процесс подразумевает нагревание топлива при высокой температуре без доступа кислорода.
Примеси и горючие вещества сгорают, когда уголь превращается в кокс, и в результате получается тусклое, пористое вещество с высоким содержанием углерода.
Хотя он встречается в природе, большая часть кокса производится человеком. В настоящее время кокс чаще всего используется при выплавке железа, производстве стали и в кузнечном деле.
Если кузнец нагревает битуминозный уголь до температуры 1 832 градуса по Фаренгейту, уголь начинает превращаться в кокс.
Как топливо, кокс обладает особыми свойствами, которые полезны для кузнецов.
Новичок в мире кузнечного дела? Обязательно ознакомьтесь с моим Топ-5 проектов для начинающих кузнецов.
Преимущества кокса как топлива
Есть причина, на самом деле их довольно много, почему кузнецы предпочитают ковать на коксе. Давайте рассмотрим преимущества, которые дает коксовое топливо.
Более высокая температура ковки
Когда уголь превращается в кокс в кузнице, его температура может достигать 2 912 градусов по Фаренгейту. Этот экстремальный жар достаточно горяч, чтобы расплавить железо, и идеально подходит для кузнецов.
Бездымное топливо
Прежде чем уголь превратится в кокс, он выделяет резкий, темный дым. С другой стороны, когда кокс сгорает, он горит чисто. Это значительное преимущество, если вы планируете провести несколько часов перед кузницей.
Меньше выбросов
Многие примеси и летучие вещества, включая метан, серу и двуокись углерода, сгорают в процессе преобразования угля в кокс.
Высокое содержание углерода
Поскольку кокс содержит больше углерода, чем битуминозный уголь, его сжигание более эффективно. Более высокое содержание углерода означает, что в коксе сохраняется больше энергии, получаемой из растительных остатков.
Уменьшение бликов в центре
Когда температура в кузнице приближается к 3 000 градусов, она излучает интенсивный белый свет. Этот свет может повредить ваши глаза, если они не защищены.
Однако если вы аккуратно поместите закопченный уголь в центр ямы, где блики наиболее яркие, вы уменьшите блики и спасете свои глаза.
Защита глаз всегда должна быть главным приоритетом. Вам определенно стоит вложить деньги в качественные защитные очки с УФ-защитой.
Понимание угля
Каменноугольный период палеозойской эры был периодом в истории Земли, когда по всему земному шару простирались леса и неглубокие океаны. Считается, что именно в этот период началось образование угля.
Когда затопленные леса задерживали водоросли и другие виды растительности на дне болот, этот материал проникал вглубь земли.
Со временем эта органика медленно разлагалась. Экстремальные температуры, высокое давление и недостаток кислорода помогли превратить растительные остатки в уголь.
Пять уровней угля
Несмотря на то, что уголь выглядит как камень, он является органическим материалом. Процесс карбонизации угля очень долгий, но вы можете использовать уголь на разных стадиях его старения.
Торф
Хотя торф технически не является углем, в идеальных условиях он может стать углем.
Растительные остатки лишь частично карбонизированы и не являются таким эффективным топливом, как уголь. Однако торф, найденный в болотистой местности, защищает районы во время наводнений, поскольку поглощает большое количество воды.
Бурый уголь
С точки зрения возраста бурый уголь является самой молодой формой угля. Его добыча также более дорогостоящая и рискованная.
Бурый уголь содержит менее 35% углерода и имеет более высокий уровень влажности, чем более старые виды угля. Из-за своих горючих свойств он может быть смертельно опасен при неправильном обращении.
Суббитуминозный уголь
Более старый уголь, содержащий до 45% углерода, является суббитуминозным. Как и бурый уголь, он бурый, тусклый и используется в основном для производства электроэнергии.
Он содержит меньше влаги и при сжигании производит меньше выбросов, чем бурый уголь.
Битуминозный уголь
С содержанием углерода до 86%, битуминозный уголь является предпочтительным видом угля для горных работ и кузнечного дела.
На него приходится оставшаяся половина добычи угля в США, и он является важным источником энергии в Северной Америке, Южной Америке и России.
Битуминозный уголь более древний, чем суббитуминозный, и является преобладающим источником топлива для сталелитейных компаний, кузнецов и других промышленных производителей. Он также часто перерабатывается в кокс.
Антрацит
Поскольку антрацит находится под сильным нагревом и давлением в течение более длительного периода времени, прежде чем его добывают, он сохраняет больше энергии, чем другие виды угля.
Уровень содержания углерода в нем может достигать 97%, но из-за своей дороговизны антрацит не идеален для широкомасштабного производства энергии.
Некоторые промышленные производители и кузнецы используют антрацит в качестве топлива, но самое важное и полезное его применение — фильтрация воды.
Вот интересное видео об истории добычи антрацита в Пенсильвании.
Последняя стадия карбонизации: Графит
Хотя это уже не уголь, графит является последней стадией карбонизации.
Хотя графит не подходит для производства энергии или металлообработки, он широко используется в нескольких практических приложениях. Как проводник, он является распространенным материалом в литий-ионных батареях.
Он также является важным компонентом в ракетах и снарядах, поскольку его теплостойкость составляет 5 400 градусов. До недавнего времени наиболее известным применением графита было производство карандашей.
Есть ли другие побочные продукты использования угля в кузнечном деле?
Еще один побочный продукт угля, который может показаться вам не слишком приятным, — это клинкер.
Клинкер — это твердая, комковатая масса, которая засоряет дно вашей топки. Он образуется, когда под горящим углем скапливаются кусочки металла, примеси и грязь.
В отличие от кокса, клинкер твердый, блестящий и не пористый.
Если вы обнаружили куски клинкера в вашей костровой яме, удалите их. Раздражающий материал будет препятствовать достижению оптимальной температуры ковки.
Заключительные замечания
Хотя существует несколько различных видов топлива для кузницы, каменный уголь является идеальным выбором для ковки при высоких температурах.
Как только вы сожжете примеси и превратите уголь в кокс, огонь будет гореть чисто, и вы не заметите ни дыма, ни неприятных запахов.
Так что берите мешок высококачественного угля с небольшим количеством примесей и разжигайте кузницу.
Не забудьте прочитать все мои статьи по кузнечному делу, чтобы получить ключевые советы и подробную информацию об этом ценном навыке и достойном хобби. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
