焦炭的品種及其指標(biāo)

1、焦炭一、焦炭定義煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050 C,經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫?zé)捊?高溫干餾)。由高溫?zé)捊沟玫降慕固坑糜诟郀t冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產(chǎn)生的經(jīng)回收、凈化后的焦?fàn)t煤氣既是高熱值的燃料，又是重要的有機(jī)合成工業(yè)原料。冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統(tǒng)稱。由于90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵，因此往往把高爐焦稱為冶金焦。鑄造焦是專用與化鐵爐熔鐵的焦炭。鑄造焦是化鐵爐熔鐵的主要燃料。其作用是熔化爐料并使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性。因此，鑄造焦應(yīng)具備塊度大、反應(yīng)性低、 氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破

2、碎強(qiáng)度、灰分和硫分低等特點(diǎn)。二、焦炭分布從我國焦炭產(chǎn)量分布情況看，我國煉焦企業(yè)地域分布不平衡，主要分布于華北、華東和 東北地區(qū)。三、焦炭用途焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉，起還 原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。煉鐵高爐采用焦炭代替木炭，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎(chǔ)，是冶金史上的一個(gè)重大里程碑。為使高爐操作達(dá)到較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，冶煉用焦炭(冶金焦)必須具有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，包括冶煉過程中的熱態(tài)性質(zhì)。焦炭除大量用于 煉鐵和有色金屬冶煉(冶金焦)外，還用于鑄造、化工、電石和鐵合金，其質(zhì)量要求有所不同。如鑄造用焦，一般要求粒度大、氣孔率低、固定碳高和硫分低

3、；化工氣化用焦，對(duì)強(qiáng)度要求不嚴(yán)，但要求反應(yīng)性好，灰熔點(diǎn)較高；電石生產(chǎn)用焦要求盡量提高固定碳含量。四、焦炭的物理性質(zhì)焦炭物理性質(zhì)包括焦炭篩分組成、焦炭散密度、焦炭真相對(duì)密度、焦炭視相對(duì)密度、焦 炭氣孔率、焦炭比熱容、焦炭熱導(dǎo)率、焦炭熱應(yīng)力、焦炭著火溫度、焦炭熱膨脹系數(shù)、焦炭 收縮率、焦炭電阻率和焦炭透氣性等。焦炭的物理性質(zhì)與其常溫機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度及化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。焦炭的主要物理性質(zhì) 如下：真密度 為 1.8-1.95g/cm3 ；視密度為 0.88-1.08g/cm3；氣孔率為35-55% ；散密度為 400-500kg/m3 ；平均 比熱容 為 0.808kj/(kgk)( 100 C)，1

4、.465kj/ ( kgk)( 1000 C)；熱導(dǎo)率為 2.64kj/ (mhk)(常溫)，6.91kg/ (mhk )( 900 C)；著火溫度(空氣中)為 450-650 C；干燥無灰基低熱值為 30-32KJ/g ；比表面積為0.6-0.8m2/g精心整理五、焦炭的反應(yīng)性及反應(yīng)后的強(qiáng)度焦炭反應(yīng)性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的能力，CRI=（GO G1）/G0K 100%（注：G0-試驗(yàn)焦炭樣重量，g ； G1-反應(yīng)后焦炭樣重量，g;）。焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度是指反 應(yīng)后的焦炭再機(jī)械力和熱應(yīng)力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和 固定床氣化過程中，都要與二氧化碳、氧和水

5、蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由于焦與氧和水蒸氣的反 應(yīng)有與二氧化碳的反應(yīng)類似的規(guī)律，因此大多數(shù)國家都用焦炭與二氧化碳間的反應(yīng)特性評(píng)定 焦炭反應(yīng)性。焦炭反應(yīng)性CRI及反應(yīng)后強(qiáng)度 CSR的重復(fù)性r不得超過下列數(shù)值：CRIW2.4%CSR : 10 %28 %，黏結(jié)指數(shù) G65，膠質(zhì)層最大厚度，yW25mm。這部分煤的結(jié)焦性特別好，可以單獨(dú)煉出合格的高爐焦。另一類 焦煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf20 %28 %，黏結(jié)指數(shù) G5065，結(jié)焦性比前者差。焦煤具有中等揮發(fā)分和較好的黏結(jié)性，是典型的煉焦煤，在加熱時(shí)能形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大、裂紋少、抗碎強(qiáng)度高的焦炭，其耐磨性也好。但產(chǎn)生的膨脹

6、壓力大，使推焦困難，必須配入 氣煤、瘦煤等，以改善操作條件和提高焦炭質(zhì)量。在煉焦配合煤 中焦煤可以起到焦炭骨架和緩和收縮應(yīng)力的作用，從而提高焦炭機(jī)械強(qiáng)度，是優(yōu)質(zhì)的煉焦原料。laornel焦煤（cokingcoal）中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)煤化度較高，結(jié)焦性好的煙煤 的稱謂。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定焦煤由兩部分組成，第一類焦煤的干燥無灰基揮發(fā)分幾af10 一 28%，粘結(jié)指數(shù)G65，膠質(zhì)層最大厚度（見膠質(zhì)層指數(shù)）y硯25。這部分煤的結(jié)焦性特別好，可以 單獨(dú)煉出合格的高爐蕉。另一類焦煤的干燥基無灰基揮發(fā)分（見煤的分析）V 20 28%，粘結(jié)指數(shù)G5065，結(jié)焦性比前者差。焦煤具有中等揮發(fā)分和較好的粘結(jié)性（見煤

7、的粘結(jié)性），是典型的煉焦煤（見煉膠用煤），在加熱時(shí)能形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)所得焦 炭塊大，裂紋少，機(jī)械強(qiáng)度高，但由于收縮度小，膨脹壓力大，可能造成推焦困難現(xiàn)象，甚 至引起爐體的損壞。在煉焦配合煤中焦煤可以起到焦炭骨架和緩和收縮應(yīng)力的作用，從而提 高焦炭機(jī)械強(qiáng)度，是優(yōu)質(zhì)的煉焦原料。（見配煤）從世界范圍來說，焦煤的資源比較匾乏，它是必須加以保護(hù)的寶貴資源，所以已很少用焦煤單獨(dú)煉焦。在中國，第一類焦煤的典型煤種有河北峰峰二礦、山西古交的西曲、黑龍江雞西的滴道、安徽淮北的張莊和四川渡口的大寶 頂煤。第二類焦煤的典型煤種有吉林通化的鐵廠和內(nèi)蒙包頭的河灘溝煤。（時(shí)銘揚(yáng)）中國東北本溪，河北唐山

8、、井陘、山東新汶等，都是著名產(chǎn)地。氣煤Iq ime igascoal煙煤的一類。對(duì)煤化度較低的煙煤和稱謂。能結(jié)焦，可用作煉焦原料。但因粘結(jié)性弱，熱分解時(shí)產(chǎn)生大量煤氣和煤焦油，焦炭收縮 度大，裂紋較多，必須配入焦煤、肥煤等，以提高焦炭質(zhì)量。氣煤由兩部分組成：第一類是干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf37%，黏結(jié)指數(shù) G35，膠質(zhì)層最大厚度yW25mm的煤。這類煤的特點(diǎn)是，揮發(fā)分特別高、黏結(jié)性強(qiáng)弱不等。第二類是Vdaf28%37%，G5065的煤。其特點(diǎn)是：揮發(fā)分 高、黏結(jié)性中等。氣煤是煉焦配合煤中的組分之一，還可以作為動(dòng)力用煤、氣化用煤和化工用煤等。也可用作氣化和低溫干餾等 工業(yè)的原料。中國產(chǎn)地主要有東北

9、 撫順、北票、鶴崗，安徽淮南，江西萍鄉(xiāng)等。精心整理瘦煤lean coal ； meagrecoal瘦煤是煙煤的一類。對(duì)煤化度較高的煙煤的稱謂。低揮發(fā)分的中等粘結(jié)性的煉焦用煤。瘦煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf10%20%，黏結(jié)指數(shù) G2065。揮發(fā)物較少，粘結(jié)性弱，能單獨(dú) 結(jié)焦，屬煉焦煤。在煉焦時(shí)能產(chǎn)生一定量的膠質(zhì)體。單種煤煉焦，生成的 焦炭,塊度的作用，是配合煤 原料，或用作燃料。熔融性差，耐磨小，易于破碎，但塊度大。常用于配煤煉焦作為瘦化劑（lea nin gage nt ），在煉焦配合煤中，瘦煤可以起到骨架和緩和收縮應(yīng)力，從而增大焦炭中的重要組分。以提高焦炭的塊度。減少焦炭的裂紋。也用作氣化

10、的中國產(chǎn)地著名的有東北 本溪、山西太原、河北峰峰等。氣肥煤氣肥煤（QF）。氣肥煤是一種揮發(fā)分和膠質(zhì)層都很高的強(qiáng)粘結(jié)性肥煤類，有的稱為液肥煤。煉焦性能介 于肥煤和氣煤之間，單獨(dú)煉焦時(shí)能產(chǎn)生大量的氣體和液體化學(xué)產(chǎn)品。氣肥煤最適合于高溫干 餾制造煤氣，也可用于煉焦配煤，以增加化學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)率。江西樂平和浙江長廣煤田是我國氣肥煤典型礦區(qū)。貧瘦煤貧瘦煤（PS）。貧瘦煤是高變質(zhì)、低揮發(fā)分、弱粘結(jié)性的一種煙煤。結(jié)焦較典型瘦煤差，單獨(dú)煉焦時(shí),生成的焦粉較多。配煤煉焦時(shí)，配入一定比例得貧瘦煤也能起到瘦煤得瘦化作用，對(duì)提高焦 炭得塊度能起到良好的作用。這類煤也是發(fā)電、機(jī)車、民用及其他工業(yè)爐窯的較好材料。河 南省的鶴壁

11、礦區(qū)就有典型的貧瘦煤。肥煤fatcoal ； richcoal對(duì)煤化度中等、黏結(jié)性極強(qiáng)的煙煤的稱謂。是 煉焦用煤的一種。肥煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf10%37%，膠質(zhì)層最大厚度 y25毫米。肥煤揮發(fā)物一般較高。膠質(zhì)層較厚。粘結(jié)性強(qiáng)，加熱時(shí)產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)生成的焦炭，熔融性好，耐磨性大，故為煉焦煤。用肥煤煉出的焦炭橫裂紋多，氣孔率高，焦根部蜂焦多，易碎，煉焦時(shí)必需配入氣煤、瘦煤等以提高焦炭質(zhì)量。肥煤的粘結(jié)力很強(qiáng)，能與粘結(jié)力較弱的煤搭配后煉出優(yōu)質(zhì)煤稱肥煤 為配焦煤之母。肥煤是煉焦配合煤中的重要組分，配入肥煤可使焦炭熔融良好，從而提高焦炭的耐磨強(qiáng)度，并為配加黏結(jié)性差的煤或瘦化劑創(chuàng)造條件。

12、因該肥煤品種稀少，只占全國探明煤炭資源的5%而山西探明肥煤的儲(chǔ)量約占全國的50%，我國產(chǎn)地主要有東北 本溪，河北 開平、灤縣、井陘等。主要分部在山西霍縣礦區(qū)、三 交礦區(qū)和古交礦區(qū)。1/3焦煤 精心整理1/3焦煤是新煤種，它是中高揮發(fā)分、強(qiáng)粘結(jié)性得一種煙煤，是介于焦煤、肥煤、氣煤 三者之間得過渡煤。單獨(dú)煉焦能生成熔融性較好、強(qiáng)度較高的焦炭。焦炭的抗碎強(qiáng)度接近肥 煤生成的焦炭，焦炭得耐磨強(qiáng)度又明顯高于氣肥煤的氣煤生成的焦炭。噴吹煤高爐噴吹煤粉技術(shù)在我國始于上世紀(jì)50-60年代之間，當(dāng)時(shí)采用陽泉煤業(yè)集團(tuán)（前身為陽泉礦務(wù)局）洗精無煙煤作為工業(yè)性試驗(yàn)對(duì)象，分別在北方鞍鋼及首鋼等地試驗(yàn)成功，其中 陽泉煤業(yè)

13、集團(tuán)二礦洗煤廠即專門根據(jù)鞍鋼對(duì)高爐噴吹煤產(chǎn)品的需求而設(shè)計(jì)的，煤炭洗選質(zhì)量 指標(biāo)也一直沿襲了試驗(yàn)取得成功后由陽泉礦務(wù)局統(tǒng)一制定的系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（無煙煤）。特點(diǎn)高爐噴吹煤產(chǎn)品在得到工業(yè)性、大面積推廣應(yīng)用的半個(gè)世紀(jì)以來，隨著國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能的 日益增大及高爐煤粉噴吹關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，市場需求逐漸擴(kuò)大，特別是近年來隨 著中國優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的日漸匱乏，高爐噴吹煤在鋼鐵冶煉工藝環(huán)節(jié)的地位日益提高，在節(jié) 約鋼鐵行業(yè)冶煉成本等方面，正在扮演著越來越重要的角色。其實(shí)高爐噴吹煤作為冶金用途 而問世的初衷即決定了這樣的趨勢：（1）以煤粉部分替代冶金焦炭，使高爐煉鐵焦比降低，生鐵成本下降；（2）調(diào)劑爐況熱制度及穩(wěn)定

14、運(yùn)行；（3）噴吹的煤粉在高爐風(fēng)口前氣化燃燒降低理論燃燒度，為維持T理，需要補(bǔ)償，這就為高爐使用高風(fēng)和富氧鼓風(fēng)創(chuàng)造了條件；（4）噴吹煤粉替代部分焦炭，一方面可節(jié)約焦化投資，少建焦?fàn)t，減少焦化引起的空氣污染；另 一方面可大大緩解煉焦煤供求緊張的狀況。發(fā)展歷史高爐煤粉噴吹技術(shù)的發(fā)展路徑為：起初全部采用無煙煤做噴吹燃料，因?yàn)閲姶堤娲固?主要用到的是煤炭中的固定碳元素，100%采用無煙煤噴吹正好迎合了這樣的需求和想法。后來，由于無煙煤供給的有限性及其原煤儲(chǔ)量不斷減少，市場價(jià)格也逐漸攀升，采用更廉價(jià)、蘊(yùn)更豐富的長焰煤與無煙煤混合噴吹成為鋼鐵企業(yè)進(jìn)一步降低冶煉成本的追求目標(biāo)。經(jīng)過許 多研究和試驗(yàn)，在混合煤炭磨粉及噴吹過程中采用氮?dú)舛杌夹g(shù)，從而為系統(tǒng)增加安全性、 防止煤粉爆，是取得混合噴吹的關(guān)鍵技術(shù)。氮?dú)獗Ｗo(hù)系