При класичному слоевом процесі коксування нагрів шихти в камері здійснюється в результаті зовнішнього (через стінку) підведення тепла. Вугільна завантаження під дією високої температури послідовно і безперервно проходить наступні стадії від стін камери до центру завантаження: підсушування, пластичного стану, напівкоксування і утворення коксу.
Після першої години від завантаження печі температура поверхні стін знижується до 700-800 ° С, потім протягом години підвищується до 900-1000 ° С. В осьовій площині температура (в залежності від ширини камери і температур в опалювальній системі) досягає 100 ° С і залишається на цьому рівні протягом 7-9 год. До повного випаровування вологи.
Освіта летючих речовин за стадіями коксування відбувається нерівномірно. Основна кількість їх утворюється в період розм'якшення і після затвердіння пластичної маси. За даними багатьох дослідників більше 75% всіх парогазових продуктів направляється на гарячу сторону, т. Е. До гріючої стінки.
Пластичний шар у вугільній завантаженні утворюється в певних температурних інтервалах, характерних для даної вугільної шихти, і пропорційний тривалості її перебування в пластичному стані. Зазвичай температурні межі пластичного стану сумішей виявляються проміжними по відношенню до температурних кордонів пластичного стану компонентів.
Перехід спікливих вугілля в пластичний стан починається при 50-400 ° С. Температура затвердіння пластичної маси в межах 430-480 ° С.
Пластичні властивості вугілля залежать перш за все від ступеня метаморфізму, від їх петрографічного і елементного складів і в деякій мірі - від умов термічної дії, наприклад, швидкості нагріву.
Добре коксівне вугілля повинні мати великий температурний інтервал пластичності, так як в більшості випадків при більш тривалому перебуванні вугілля в пластичному стані менше летючих речовин виділяється після затвердіння пластичної маси; при цьому усадка матеріалу, що перетворюється в кокс, проходить більш рівномірно, що сприяє утворенню коксу з меншою кількістю тріщин. Позитивним в цьому випадку є і те, що такі вугілля здатні приймати більше отощающих добавок, що має важливе практичне значення при введенні в шихту слабоспекающихся (більш дешевих) вугілля.
Тиск розпирання в коксованої масі виникає при зростанні опору фільтрації газів на гарячій стороні. Майже всі спікливе вугілля в якійсь мірі надають тимчасове динамічний тиск на стіни камер. Найбільший тиск розпирання розвивають деякі з вугілля зниженої спікливості (К2, ОС6), а також окремі коксові вугілля і вугільні шихти на їх основі.
Жирні вугілля, схильні до утворення найбільшого пластичного шару і найбільшому спучуванню, не розвивають небезпечного тиску розпирання.
Навантаження, що допускається на стіни печі приймається зазвичай рівною до 8 кПа. При більш високому тиску розпирання може статися деформація кладки печей.
Однак певна залежність між тиском розпирання і індексом спучення вугілля відсутня.
Характеристикою поведінки вугілля в процесі коксування є також усадка формується коксового пирога в коксових печах.
Розрізняють поперечну і вертикальну усадки коксового пирога. Поперечна усадка характеризує скорочення ширини коксового пирога в процесі коксування. Вертикальна усадка викликає збільшення подсводового простору в ході коксування, в результаті чого змінюється температура в ньому і, отже, кількість і склад хімічних продуктів коксування. Від вертикального завантаження залежить величина рівня обігріву коксових печей.
На величину усадки впливаю вологість, гранулометричний склад, вихід летючих речовин шихти. У меншій мірі впливаю температура і період коксування.
Таким чином, коксування слід розглядати як складний фізико-хімічних стадійний процес перетворення кам'яного вугілля (шихти) в кокс, що супроводжується хімічними реакціями деструкції органічної маси вугілля і синтезу, в результаті чого утворюються твердий механічно міцний залишок, кокс, а також рідкі і газоподібні продукти.
Мінеральна частина вугілля не є інертною складової, окремі компоненти під впливом високих температур розкладаються, мають місце відновлювальні процеси; не виключено каталітичний вплив мінеральних компонентів на хід хімічних реакцій.