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950-1050C,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)捊梗ǜ邷兀Ｓ筛邷責(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、凈化后的既是高熱值的燃料，又是重要的有機(jī)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(yīng)具備塊度大、反應(yīng)性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強(qiáng)度、灰分和硫分低等特點(diǎn)。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(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，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、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(qiáng)度要求不嚴(yán)，但要求反應(yīng)性好，灰熔點(diǎn)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(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：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(dǎo)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(yīng)性

4、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=（G0G1）/G0X100%（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：CRIrw%CSR:<%焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果均取平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值。六、焦

5、炭的質(zhì)量指標(biāo)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(jié)構(gòu)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(qiáng)度，其指標(biāo)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(jié)構(gòu)的指標(biāo)主要用氣孔率（只焦炭氣孔體積占總體積的百分?jǐn)?shù)）來表示，它影響到焦炭的反應(yīng)性和強(qiáng)度。不同用途的焦炭，對氣孔率指標(biāo)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(guān)系，如以為主煉得的焦炭，裂紋多，氣孔率高，強(qiáng)度低；而以作為基礎(chǔ)煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強(qiáng)度高。焦炭強(qiáng)度通常用抗碎強(qiáng)度和耐磨

6、強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)來表示。焦炭的抗碎強(qiáng)度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結(jié)構(gòu)的裂紋或缺陷處破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨強(qiáng)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(qiáng)度M40值，焦炭的孔抱結(jié)構(gòu)影響耐磨強(qiáng)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(yàn)的方法。七、焦炭質(zhì)量的評價(jià)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(dāng)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(yīng)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(jì)量不準(zhǔn)，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(biāo)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?fàn)t(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(yàn)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(yùn)行良好。cokingcoal焦煤是中等及低的中等及強(qiáng)粘結(jié)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(jié)指數(shù)G>65,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

9、燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>20%28%,黏結(jié)指數(shù)G>5065,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，在加熱時(shí)能形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體。單獨(dú)時(shí)能得到塊度大、裂紋少、抗碎強(qiáng)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(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af>1028%,粘結(jié)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(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'>2028%,粘結(jié)指數(shù)G>5065,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

11、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，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(shí)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(jié)指數(shù)G>35,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Vdaf>28%

12、37%,G>5065的煤。其特點(diǎn)是：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(jié)指數(shù)G>2065。較少，粘結(jié)性弱，能單獨(dú)，屬。在時(shí)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(yīng)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(qiáng)粘結(jié)性肥煤類，有的稱為液肥煤。煉焦性能介于肥煤和之間，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儲制造煤氣，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(jié)性的一種。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

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(jié)性極強(qiáng)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(qiáng)，加熱時(shí)產(chǎn)生大量膠質(zhì)體，單獨(dú)煉焦時(shí)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(shí)必需配入、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。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(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)集團(tuán)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(shè)計(jì)的，煤炭洗選質(zhì)量指標(biāo)也一直

16、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固恐饕玫降氖敲禾恐械墓潭ㄌ荚兀?00%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(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