焦炭的品種及其指標

1、焦炭一、焦炭定義煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050C,經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫煉焦（高溫）。由高溫煉焦得到的焦炭用于高爐冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產(chǎn)生的經(jīng)回收、凈化后的既是高熱值的燃料，又是重要的有機合成工業(yè)原料。是高爐焦、鑄造焦、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，因此往往把高爐焦稱為冶金焦。鑄造焦是專用與熔鐵的焦炭。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，鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。二、焦炭分布從我國

2、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、睇、汞等有色金屬的鼓風爐冶煉，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，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎，是冶金史上的一個重大里程碑。為使高爐操作達到較好的技術經(jīng)濟指標，冶煉用焦炭（冶金焦）必須具有適當?shù)幕瘜W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、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、高和硫分低；化工氣化用焦，對強度要求不嚴，但要求反應性好，灰熔點較高；電石生

3、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、焦炭真相對密度、焦炭視相對密度、焦炭氣孔率、焦炭比熱容、焦炭熱導率、焦炭熱應力、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)與其常溫機械強度和熱強度及化學性質(zhì)密切相關。焦炭的主要物理性質(zhì)如下：為；視密度為cm3;為35-55%;散密度為400-500kg/m3;平均為（kgk）（100C）,（kgk）（1000C）；熱導率為（mhk）（常溫），（mhk）（900C）；著火溫度（空氣中）為450-650C；干燥無灰基低熱值為30-32KJ/g;比表面積為五、焦炭的反應性

4、及反應后的強度焦炭反應性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進行化學反應的能力，CRI=（G0G1）/G0X100%（注：G0-試驗焦炭樣重量，g;G1-反應后焦炭樣重量，g;）。焦炭反應后強度是指反應后的焦炭再機械力和熱應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、氧和水蒸氣發(fā)生化學反應。由于焦與氧和水蒸氣的反應有與二氧化碳的反應類似的規(guī)律，因此大多數(shù)國家都用焦炭與二氧化碳間的反應特性評定焦炭反應性。焦炭反應性CRI及反應后強度CSR的重復性r不得超過下列數(shù)值：CRIrw%CSR:<%焦炭反應性及反應后強度的試驗結果均取平行試驗結果的算術平均值。六、焦

5、炭的質(zhì)量指標焦炭是高溫干儲的固體產(chǎn)物，主要成分是碳，是具有裂紋和不規(guī)則的孔抱結構體（或孔抱多孔體）。裂紋的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度，其指標一般以裂紋度（指單位體積焦炭內(nèi)的裂紋長度的多少）來衡量。衡量孔抱結構的指標主要用氣孔率（只焦炭氣孔體積占總體積的百分數(shù)）來表示，它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭，對氣孔率指標要求不同，一般冶金焦氣孔率要求在4045%,鑄造焦要求在3540%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂紋度與氣孔率的高低，與煉焦所用煤種有直接關系，如以為主煉得的焦炭，裂紋多，氣孔率高，強度低；而以作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨

6、強度兩個指標來表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結構的裂紋或缺陷處破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩榛力而不產(chǎn)生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M40值，焦炭的孔抱結構影響耐磨強度M10值。M40和M10值的測定方法很多，我國多采用德國米貢轉(zhuǎn)鼓試驗的方法。七、焦炭質(zhì)量的評價1、焦炭中的硫分：硫是冶煉的有害雜質(zhì)之一，它使生鐵質(zhì)量降低。在煉鋼生鐵中硫含量大于%即為廢品。由高爐爐料帶入爐內(nèi)的硫有11%來自礦石；%來自；%來自焦炭，所以焦炭是爐料中硫的主要來源。焦炭硫分的高低直接影響到高爐。當焦炭硫分大于%,硫份每增

7、加%,焦炭使用量增加%,石灰石加入量增加%,礦石加入量增加%高爐產(chǎn)量降低一.冶金焦的含硫量規(guī)定不大于1%,大中型高爐使用的冶金焦含硫量小于一%。2、焦炭中的磷分：煉鐵用的冶金焦含磷量應在一以下。3、焦炭中的灰分：焦炭的灰分對高爐冶煉的影響是十分顯著的。焦炭灰分增加1%,焦炭用量增加2%因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。4、焦炭中的揮發(fā)分：根據(jù)焦炭的揮發(fā)分含量可判斷焦炭成熟度。如揮發(fā)分大于,則表示生焦；揮發(fā)分小于一,則表示過火，一般成熟的冶金焦揮發(fā)分為1%左右。5、焦炭中的水分：水分波動會使焦炭計量不準，從而引起爐況波動。此外，焦炭水分提高會使M04偏高，M10偏低，給轉(zhuǎn)鼓指標帶來誤差。6、焦炭

8、的篩分組成：在高爐冶煉中焦炭的粒度也是很重要的。我國過去對焦炭粒度要求為：對大焦爐(1300-2000平方米)焦炭粒度大于40毫米；中、小高爐焦炭粒度大于25毫米。但目前一些鋼廠的試驗表明，焦炭粒度在40-25毫米為好。大于80毫米的焦炭要整粒，使其粒度范圍變化不大。這樣焦炭塊度均一，空隙大，阻力小，爐況運行良好。cokingcoal焦煤是中等及低的中等及強粘結性的一種。對煤化度較高，性好的煙煤的稱謂。又稱。焦煤分兩類，第一類焦煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>10%28%,黏結指數(shù)G>65,膠質(zhì)層最大厚度，yW25mm。這部分煤的結焦性特別好，可以單獨煉出合格的高爐焦。另一類焦煤的干

9、燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>20%28%,黏結指數(shù)G>5065,結焦性比前者差。焦煤具有中等揮發(fā)分和較好的黏結性，是典型的，在加熱時能形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體。單獨時能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度高的，其耐磨性也好。但產(chǎn)生的膨脹壓力大，使推焦困難，必須配入、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的作用，從而提高焦炭機械強度，是優(yōu)質(zhì)的煉焦原料。laornel焦煤(cokingcoal)中國煤炭分類國家標準中，對煤化度較高，結焦性好的煙煤的稱謂。該標準規(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af>1028%,粘結指數(shù)G>65,

10、膠質(zhì)層最大厚度（見膠質(zhì)層指數(shù)）y硯25。這部分煤的結焦性特別好，可以單獨煉出合格的高爐蕉。另一類焦煤的干燥基無灰基揮發(fā)分（見煤的分析）V'>2028%,粘結指數(shù)G>5065,結焦性比前者差。焦煤具有中等揮發(fā)分和較好的粘結性（見煤的粘結性），是典型的煉焦煤（見煉膠用煤），在加熱時能形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體，單獨煉焦時所得焦炭塊大，裂紋少，機械強度高，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力的作用，從而提高焦炭機械強度，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，它是必須加以保護的

11、寶貴資源，所以已很少用焦煤單獨煉焦。在中國，第一類焦煤的典種有河北峰峰二礦、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。（時銘揚）中國東北，河北、山東新汶等，都是著名產(chǎn)地。qimeigascoal的一類。對煤化度較低的煙煤和稱謂。能，可用作原料。但因弱，時產(chǎn)生大量和，收縮度大，裂紋較多，必須配入、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Vdaf>37%,黏結指數(shù)G>35,膠質(zhì)層最大厚度yw25mm的煤。這類煤的特點是，揮發(fā)分特別高、黏結性強弱不等。第二類是Vdaf>28%

12、37%,G>5065的煤。其特點是：高、黏結性中等。氣煤是煉焦配合煤中的組分之一，還可以作為動力用、氣化用煤和化工用煤等。也可用作和低溫干儲等的原料。產(chǎn)地主要有東北、，安徽，江西等。瘦煤leancoal;meagrecoal瘦煤是的一類。對煤化度較高的煙煤的稱謂。低的中等的煉焦用煤。瘦煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>10%20%,黏結指數(shù)G>2065。較少，粘結性弱，能單獨，屬。在時能產(chǎn)生一定量的膠質(zhì)體。單種煉焦，生成的，熔融性差，耐磨小，易于破碎，但塊度大。常用于煉焦作為瘦化劑（leaningagent）,在煉焦配合煤中，瘦煤可以起到和緩和收縮應力，從而增大焦炭的作用，是配合

13、煤中的重要組分。以提高焦炭的塊度。減少焦炭的裂紋。也用作氣化的，或用作。產(chǎn)地著名的有東北、山西、河北等。氣肥煤氣(QF)。氣肥煤是一種揮發(fā)分和膠質(zhì)層都很高的強粘結性肥煤類，有的稱為液肥煤。煉焦性能介于肥煤和之間，單獨煉焦時能產(chǎn)生大量的氣體和液體化學產(chǎn)品。氣肥煤最適合于高溫干儲制造煤氣，也可用于煉焦配煤，以增加化學產(chǎn)品產(chǎn)率。江西和浙江長廣煤田是我國氣肥煤典型礦區(qū)。貧瘦煤貧(PS)。貧瘦煤是高變質(zhì)、低揮發(fā)分、弱粘結性的一種。結焦較典型瘦煤差，單獨煉焦時,生成的焦粉較多。配煤煉焦時，配入一定比例得貧瘦煤也能起到瘦煤得瘦化作用，對提高焦炭得塊度能起到良好的作用。這類煤也是發(fā)電、機車、民用及其他工業(yè)爐窯

14、的較好材料。河南省的鶴壁礦區(qū)就有典型的貧瘦煤。肥煤fatcoal;richcoal對煤化度中等、黏結性極強的的稱謂。是用的一種。肥煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>10%37%，膠質(zhì)層最大厚度y>25毫米。肥煤一般較高。膠質(zhì)層較厚。強，加熱時產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，單獨煉焦時生成的，熔融性好，大，故為。用肥煤煉出的焦炭橫裂紋多，高，焦根部蜂焦多，易碎，煉焦時必需配入、等以提高焦炭質(zhì)量。肥煤的粘結力很強，能與粘結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，配入肥煤可使焦炭良好，從而提高焦炭的耐磨強度，并為配加黏結性差的煤或瘦化劑創(chuàng)造條件。因該肥煤品種稀少，只占全國

15、探明資源的5%而探明肥煤的儲量約占全國的50%,我國產(chǎn)地主要有東北，河北、等。主要分部在山西霍縣礦區(qū)、三交礦區(qū)和。1/3焦煤1/3焦煤是新煤種，它是中高揮發(fā)分、強粘結性得一種煙煤，是介于焦煤、肥煤、氣煤三者之間得過渡煤。單獨煉焦能生成熔融性較好、強度較高的焦炭。焦炭的抗碎強度接近肥煤生成的焦炭，焦炭得耐磨強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在我國始于上世紀50-60年代之間，當時采用陽泉煤業(yè)集團（前身為陽泉礦務局）洗精無煙煤作為工業(yè)性試驗對象，分別在北方鞍鋼及首鋼等地試驗成功，其中陽泉煤業(yè)集團二礦洗煤廠即專門根據(jù)鞍鋼對高爐噴吹煤產(chǎn)品的需求而設計的，煤炭洗選質(zhì)量指標也一直

16、沿襲了試驗取得成功后由陽泉礦務局統(tǒng)一制定的系列產(chǎn)品標準（無煙煤）。特點高爐噴吹煤產(chǎn)品在得到工業(yè)性、大面積推廣應用的半個世紀以來，隨著國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能的日益增大及高爐煤粉噴吹關鍵技術的不斷進步和完善，市場需求逐漸擴大，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)定運行；（3）噴吹的煤粉在高爐風口前氣化燃燒降低理論燃燒度，為維持T理，需要補償，這就為高爐使用高風和富氧鼓風創(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，少建焦爐，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的發(fā)展路徑為：起初全部采用無煙煤做噴吹燃料，因為噴吹替代焦炭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量不斷減少，市場價格也逐漸攀升，采用更廉價、蘊更豐富的長焰煤與無煙煤混合噴吹成為鋼鐵企業(yè)進一步降低冶煉成本的追求目標。經(jīng)過許多研究和試驗，在混合煤炭磨粉及噴吹