Одним із шляхів об'єктивізації визначення готовності кам'яновугільного коксу та отримання коксу із заданими властивостями є розроблення науково-технологічних основ оцінки молекулярної і надмолекулярної структури коксу за величиною його питомого електричного опору, Необхідною умовою забезпечення високої якості коксу є його належна готовність, що в кінцевому підсумку визначається ступенем впорядкованості макромолекулярної структури у вигляді графітоподібних блоків. Доведено, що кокс при цьому набуває властивостей напівпровідника та його питомий електричний опір зменшується. Кокс для сучасних доменних печей з використанням пиловугільного палива повинен мати мінімальний питомий електричний опір – не вище 0,1 Ом∙см. Для інших напрямків використання питомий електричний опір коксу має бути вищим. Головним фактором впливу на питомий електричний опір отримуваного коксу є кінцева температура коксування, вона дійсно є об’єктивним показником, що характеризує готовність коксу. Зі зростанням кінцевої температури коксування відбувається впорядкування надмолекулярної структури коксу, яка певним чином наближується до структури графіту, а це зумовлює зменшення питомого електричного опору коксу. В той же час є нагальна потреба в теоретичному аналізі процесів, які призводять до зміни електропровідності коксу. Такий аналіз було виконано для обґрунтованого визначення характеру залежності показника питомого електричного опору коксу від кінцевої температури коксування. В свою чергу, визначення числових параметрів цієї залежності дало можливість встановлювати раціональний рівень кінцевої температури коксування за отримання коксу для різних напрямків його використання, що має велике практичне значення як для виробництва коксу, так і для його використання.
Для об’єктивної оцінки питомого електричного опору коксу запропоновано двохзондовий метод вимірювання опору коксового порошку, що дозволяє з мінімальними витратами часу та праці отримати представницьку пробу коксу для визначення показника опору. Був удосконалений прилад для визначення питомого електричного опору коксу за ДСТУ 8831:2019, що дозволило значно знизити похибку отримуваних результатів та використати цей прилад для дослідження залежності питомого електричного опору коксу від кінцевої температури коксування.
В результаті теоретичних досліджень висунуто обгрунтовану гіпотезу, що вугілля є діелектриком через наявність в бічних ланцюгах його макромолекули великої кількості σ-зв’язків, (вуглець у стані sp3 гібридізації), тобто ширина забороненої енергетичної зони складає до 6 еВ. Електрони цих зв’язків практично не можуть потрапити до зони провідності та стати носіями електричного струму. За коксування внаслідок глибокого крекінгу макромолекули практично повністю позбавляються бічних ланцюгів і переважна частина вуглецю знаходиться у вигляді конденсованих поліароматичних структур (sp-гібридизація електронних оболонок вуглецевих атомів). При цьому половина валентних електронів бере участь у створенні π-зв’язків, електронні хмари яких орієнтовані перпендикулярно шарам конденсованих вуглецевих структур. Ці електрони мають значно меншу ширину забороненої зони (2 еВ), вони слабкіше пов'язані з ядрами атомів і можуть досить легко ставати носіями електричного струму.
Було визначено, що фактори, що значуще впливають на питомий електричний опір та електропровідність коксу, визначаються загальною зонною теорією фізичної будови твердих тіл. Згідно з даними проведеного теоретичного аналізу, як власна, так і домішкова електропровідність напівпровідників швидко зростають з температурою, змінюючись за експоненціальним законом. Ця гіпотеза була експериментально підтверджена лабораторними коксуваннями виробничої шихти ПрАТ «ЗАПОРІЖКОКС» в лабораторній печі конструкції ДП «УХІН» з електричним обігрівом. Обробка отриманих експериментальних даних дозволила визначити числові характеристики цієї залежності. Встановлений раціональний рівень кінцевих температур коксування за отримання коксу для різних напрямків його використання. Так, за отримання доменного коксу з питомим електричним опором не більше 0,1 Ом∙см рівень кінцевих температур коксування має бути не нижчим за 957 оС, що в цілому відповідає практиці коксохімічного виробництва. Для отримання доменного коксу з меншим питомим опором потрібна більша температура, а для отримання феросплавного коксу з більшим питомим електричним опором потрібний менший рівень температур.
