焦炭质量和性质介绍

焦炭质量与性质

焦炭是由煤高温干馏后产生的主要固体残留物，了解焦炭质量，首先要了解焦炭的化学性质和物理性能。

一、焦炭的化学元素组成

测定焦炭中的元素，主要是测定焦炭中的氧、氮和磷。

（一）碳

焦炭是高温干馏残留物，它是由各炼焦煤经配合练成的焦炭，其碳的含量差别不大，是构成焦炭基本气孔壁的主要成分，在干燥无灰基中约占比例为96.5—97.5%，根据入炉煤的性质不同和炼焦工艺条件不同，所炼出的焦炭其碳的结晶度有着明显的不同，也就是说存在着差别

（二）氢

氢元素主要存在焦炭残留挥发份中，含量较少，只有0.5—0.8%，它是随炼焦最终温度变化而变化，其相关系数较大，氢含量的测定是采用燃烧法测定误差较小，故用氢含量作为焦炭成熟程度的标志，可靠性更好一些。

（三）硫

焦炭中含硫主要是来自煤料中，当煤料在干馏时，一部分硫化物挥发进入煤气中，只占含硫40—50%，还有50—60%的残留硫仍在焦炭中，煤的结焦率在72—78%之间，故实际生产中焦炭硫的百分数80—90%，这个数为硫的转换系数。

煤在结焦过程中，析出的含硫化合物与赤热焦炭作用，结合在碳晶格内的碳硫复合物。焦炭硫含量高低很明显的影响高炉冶铁，若含硫增加01%，将使炼铁焦比增加1.2—2.0%，生铁产量就下降2.0%，因此焦炭的硫分是评定焦炭质量很重要的指标。

（四）磷

磷在焦炭中含量约为0.02%很少，但在炼焦过程中，煤料的磷几乎全部残留在焦炭之中，若冶炼低磷铁时，只能采用低磷煤进行炼焦。

焦炭除上述四种主要元素外，还有其它元素组成尚有少量的氧和氮。一般不作测定

二、焦炭的工业分析

焦炭的工业分析是对焦炭水分、灰分、挥发份和固定碳四项内容的分析，根据某些需要加上全硫和发热值分析。

（1）焦炭水分（Mt）

作为冶金焦炭供给高炉炼铁生产，焦炭水分波动主要是给高炉入炉焦炭重量的称量造成误差，带来炉况波动，焦炭水分并不会直接影响高炉冶炼，因为在高炉上部（炉喉、炉身处）小于800℃的煤气所含的热量足以将焦炭带来的水分干燥，焦炭水分过大还会将焦粉带入高炉使高炉冶炼时透气性不好，所以保持焦炭水分稳定能为高炉炉温稳定创造条件，一般要求焦炭水分控制在2—3%。（2）焦炭灰分（Ad）

焦炭主要组成是碳和灰分，焦炭占总重量的97.5—98.5%。焦炭含碳愈高则含灰就愈少，在高炉冶铁中灰分是累赘物质，吸收热量变成炉渣排出。也就是说焦炭中的灰分越高，炼铁的焦比就越高。一般焦炭灰分波动1%，高炉的焦比要波动2.5—3.0%，焦炭灰分的高低，主要取决于原料煤的灰分，煤的灰分在炼焦过程中也是完全转入焦炭中，另外在炼焦过程中混入杂志和炼焦不良操作，也会增加焦炭中灰分，炼铁要求焦炭中灰分愈少愈好。

（3）焦炭挥发份（Vd）

焦炭挥发份是焦炭被二次加热后，气体析出物的含量，这种含量取决于煤料的变质程度和焦饼最终温度，一般将焦炭挥发份视作焦炉成熟程度的标志。但也不能安全作成熟标志，就是焦饼安全成熟焦炭时的挥发份也含有1.0—1.5%，

在式样干燥后，仍全吸收有时达到2.0%，因为成熟的焦炭它可以吸附CO和O2

，

空气水气，这些少量水气也是挥发份。在炼焦过程中，未被挥发出来的C、H化合物是极少的，因为在一定温度下，C、H化合物各种形态必然以挥发份析出，冶金焦新国标规定：Vd≤1.8%。

（4）焦炭的固定碳（Fc）

焦炭的物理性能，焦炭的显微结构和高温下的性能（反应后强度）统称为焦炭的机械力学性能。

（一）焦炭的结构

煤在高温干馏过程中最终形成焦饼，从炭化室推出时，就有大量裂纹，这些裂纹把焦饼彼此完全分开，形成块状物一焦块，这种焦块就是我们所说的焦炭。成熟的焦炭多呈银灰色或暗黑色的长方形棱状或锥状无规则的多孔体，焦块中有纵、横裂纹，焦块沿纵、横向裂纹分开成焦体，焦体是有不规则分布的气孔和气孔壁构成焦质，其主要成分是碳和矿物质。焦块裂纹的多少和焦体结构决定着焦

炭的粒度和焦炭的机械强度，它也和焦炭的高温性能有密切关系。

1、焦炭裂纹度

焦饼在焦炉内垂直于炉墙的裂纹为纵裂纹，而平行于炉墙的裂纹叫横裂纹，它的形成有两种机理作用。

（1）一是取决于最大收缩系数，在裂纹为纵裂纹，而平行于炉墙的裂纹叫横裂纹，它的形成有两种机理作用。

（2）二是取决于大致在600—700℃之间的收缩系数的差，在焦饼中间正以这种机理为主。

裂纹度的产生除上述两种机理外主要是在500—600℃温度区内焦炭蠕变性和500炭中裂纹中心的产生。焦块单位面积上的裂纹总长度称之为裂纹度。

2、焦炭的气孔率

焦炭中的气泡是在胶质状态末期形成的，焦炭气孔的大小不同可分为三个等级如：大气孔、宏观气孔、微观气孔。焦炭的气孔率是指气孔体积与总体积比的百分数，是由焦炭的真密度和视密度计算出来的

视密度

气孔率=（1 - -————）×100%

真密度

式中：焦炭真密度为1.7—2.2，视密度为0.87—1.10

3、焦炭的显微结构

焦炭的显微结构孔和孔壁的显微组分焦质体内碳的形态。焦炭孔壁碳的形态，分于无定形碳和石墨碳之间，排列没有规则的定形碳的结构为各向同性，石墨碳呈现层状结构为各向异性。因此说焦炭的石墨化程度越高碳的结构排列就愈有规则，各向异性组分就愈高。

经显微组分发现挥发份为35%，含氧量超过6%的煤，所炼出的焦炭显微组分几乎全部为各向同性，其中挥发份与中强粘性煤所炼出的焦炭具有较多的粗粒镶嵌和纤维组份，这种焦炭的机械强度和反应性都是较好的。

（二）焦炭的粒度

焦炉生产出的焦炭，经过筛焦系统分级后，应达到CB1996—2003标准，焦炭块度种类要求即：

>40mm大块焦，>25mm大中块焦，25—40mm中块焦

各级产品具有不同粒度组成。高炉用主要是>25mm的冶金焦率就是>25mm 粒度焦炭占焦炭试样总重的百分数为冶金焦，余下的为冶金的焦末含量指标。（三）焦炭的机械强度

焦炭的机械强度是冶金焦物理性能的最重要指标，评定焦炭机械性能多种试验方法，目前大都选择转鼓试验。采用米库姆焦炭在转鼓内破坏的机理：

焦炭在任何机械力作用下，所发生的焦炭粒度组成的变化，都是由两个互不相干的过程引起的，即磨损和因冲击而沿裂纹破坏成小块，这时由于焦炭中原来就产生的裂纹所造成的，而不是焦炭质体断裂成为小块，因为焦炭在转鼓内撞击时，最大应力也不大于12N，而焦炭抗拉强度一般要达到150N，两者相差很大，所以说无裂纹焦炭在鼓内是不会断裂的。

米库姆转鼓测定得到的两个指标：M10、M40（或M25）确定很好地表示焦炭的耐磨性强度和抗碎强度，也就是我们称之为焦炭机械强度。M10、和M40两个指标既是两个互不相干的因素过程造成的，又是有相关联的，因为一方面是因存的裂纹而破碎成小块时可能小于10mm的，也就作为M10考核了，另一方面，因转鼓试验结果得到各粒度级的焦炭总和必须等于100%，则M10波动大了，必然会影响M40指标。

影响米库姆转鼓测定的准确性的因素：

（1）焦炭水分过大能使焦粉粘在大块焦上，影响M10、和M40指数失真，所以要求试验应将焦样水分控制在5%以下。

（2）转鼓检验焦炭质量是一种经验性的方法，从试验取样、称量、入鼓、出鼓、筛分等操作方法都应在严格规定的条件下进行结果才

真实可靠，所以存在着不同操作人员是有误差的。

（3）对块度相对较小，耐磨性又差的焦炭M10、和M40指标也会失真。

四、焦炭的物理化学性质

焦炭的物理化学性质有两项指标表示，即：焦炭的反应性和焦炭的反

应后强度，这两项指标都影响高炉生产，在冶金焦炭质量新标准中规

定：一级冶金焦CRI≤30%，CSR≥55%.

（一）焦炭的反应性（CRI）

焦炭在高温条件下与CO2和水蒸气相作用的能力称焦炭的反应性，用CRI表示，也称作焦炭的热强度。

C+CO

2=2CO C+H

2

O=CO+H

2

通常用焦炭和CO

2反应后气体中CO和CO

2

百分浓度的函数R，CO生产速

率，C、CO

2

的反应速率以及反应一定时间后焦炭消耗量占焦炭试样的百分比表示。

目前高炉冶炼对焦炭的反应性十分关注，故在《冶金焦炭》新国标中列为其中，要求CRI%Ⅰ级焦为≤30%，Ⅱ≤35%。

焦炭在高炉冶炼过程中的几点：

（1）焦炭反应性愈低，在风口回旋区与鼓风反应愈慢，回旋区断面积就增大，炉料下降更均匀。

（2）焦炭反应性愈高，在较低温度下就与CO

2

反应，得不到有效利用。

（3）焦炭反应性高最主要的是在高炉中，下部焦炭要经受CO

2

以及铁氧化物等作用，即产生碳熔反应和焦炭龟裂，结果耐磨性大大降低，形成焦

粉进入炉渣中，降低炉渣流动性，使炉内料柱的透气性降低，这就说

明：高炉容积愈大，对焦炭的反应性要求愈低，一般要求CRI<35%。

（二）焦炭的反应后强度（CSR）

焦炭的反应后强度是高炉下部焦炭反应后性能的要求，通常将反应后强度指标称之为热强度。

从生产实践证明：焦炭的反应性与反应后强度有着较好的相关关系是：反应性高的焦炭孔孢壁碳熔损大，其反应后强度低；通俗的说：就是焦炭的反应性愈高，则反应后强度就愈低。

焦炭反应后强度与高炉内处于软融带强度相一致，它在与高炉下部的透气性

有着良好的相关性，一般来说反应性高的焦炭其冷态转鼓指数M

10

就差，反之，

反应性低的焦炭M

10

就好。若反应性相近似值的焦炭，冷态转鼓强度高，反应后强度也高。

（三）高炉冶炼对焦炭质量的要求

焦炭在高炉冶炼过程中，起着发热剂、还原剂和支撑炉料的三大作用，故此对焦炭的质量要求是：

1．固定碳（C）碳含量要高，即灰分和挥发分要低。

2．有害的杂质硫、磷含量要低。

3．耐磨和抗碎强度要好。

4．反应性要低，反应后强度要高。

5． 水份要低而稳定。

满足上述要求，可以保证高炉生产达到高产、优质、低耗，还可

有效提高利用系数，冶炼强度高，焦比低得到低硫、磷的优质的

生铁。

五、 冶金焦炭的质量标准（GB1996—2003）

种类 大块（>40mm ） 大中块（>25mm ） 中块（25-40mm ）

Ⅰ ≤12.0

灰份Ad% Ⅱ ≤13.0

Ⅲ ≤15.0

Ⅰ ≤0.60

硫份Sed% Ⅱ ≤0.8

Ⅲ ≤1.0

M 40 M 25

Ⅰ ≥80.0 ≥92 Ⅱ ≦76.0 ≦88 Ⅲ ≦72.0 ≦83

M 10

Ⅰ ≤7.5 ≤7.0 Ⅱ ≤8.5 ≤8.5 Ⅲ ≤10.5 ≤10.5

反应性CRI % Ⅰ≤30 Ⅱ≤35 Ⅲ/

反应后强度CSR% Ⅰ≤55 Ⅱ≤50 Ⅲ/

挥发份Vdaf % ≤1.8

水份Mt % 4.0±1 5.0±2 ＞12

焦末含量 % ≧4.0 ≧5.0 ≧12

该标准是冶金焦国家最新标准,其中增加了CRI 和CRS 两项指标;水份指标作参考指标,企业内部可制订内控指标.

对焦炭的质量控制

对焦炭的质量控制，这里主要是针对冶金焦炭的质量控制。这对钢铁企业中的高炉炼铁是非常重要的，因为钢铁企业中的焦化厂所进行煤干馏得到的焦炭主要是供给高炉炼铁用的，高炉炼铁对冶金焦的质量要求本文在前面已明确阐述。

对焦炭的质量控制，也就是对不利焦炭质量的因素的控制，深层研究也就是对作为炼焦炭的煤和炼焦工艺过程有关因素的控制。

（一）影响冶金焦炭质量的因素

（1）配合煤的成份和性质对焦炭质量的影响

配合煤的成份和性质决定了焦炭中的固定（C）、灰份（Vdt）、硫份（Sed）攻磷份（P）的含量。而焦炭的块度和强度在很大程度上是取决于原料煤的成份和性质。配合煤是由各种单种煤配制而成，也就是说原料煤的成份和性质决定了配合煤的成份和性质。如：配合煤中的硫份和灰份低，说明单种煤的硫份和灰份低，所炼出的焦炭的硫份和灰份也低。比如：在配合煤中增加高挥发份，低变质程度的气煤所炼出的焦炭细长，块度小，若在配合煤中增加焦煤和瘦煤，炼出的焦炭就会使收缩裂纹减少，块度增大。

若在配合煤中配有含无机物矿物质增多（也就是所说的灰份）也就会影响焦炭的强度。这说明配合煤的成份和性质是由各单种煤的成份和性质决定的，除此外，配合煤的粉碎细度也会影响焦炭的强度，粉碎细度影响堆比重，由于煤的结构复杂，所粉碎的细度也不一定一样，故此对细度的要求不能一概而论（一般要粉碎粒度小于3mm的要控制在80—85%为好，要求细度波动值不应大于1%，可使焦炭质量稳定）。

（2）炼焦加热制度对焦炭质量的影响

炼焦加热制度是影响焦炭质量因素之一，而影响焦炉的加热制度的主要因素是炼焦的加热速度和结焦末期的温度，加热速度和结焦末期的温度都与结焦时间有关，结焦时间愈短则加热速度愈快，标准温度就愈高，而结焦末期温度也就高。

通过生产实践研究表明：当加快结焦速度时，可使煤在干馏过程中使焦质体的流动性增加，炼出较好而坚固的焦炭，这是好的一面，但是加快结焦速度，也会使焦炭收缩裂纹增加，焦炭的块度变小，强度降低，这又是不利的一面。我国设计的1×55孔大型6米焦炉设计的结焦时间为19小时，若结焦时间小于设计结焦时间1小时，则大块焦（＞40mm粒度）就降低约6%左右，当然不同的配煤比也有所不同。加快加热速度时，中块冶金焦（25—40mm）就会增加，但平均焦炭的块度也下降了。

6米焦炉设计结焦时间为19小时，在炼焦过程中焦炭在20小时才真正的成熟，

大于20小时后，焦炭在炭化室中保温阶段。（宝钢炼焦工艺，同样6米大容积焦炉是采用结焦时间21小时，火落温度控制实际上就是控制炼焦加热速度和结焦末期的温度方法。）

通过提高结焦，末期的温度，可以增加焦炭的耐磨强度（M 10）同时也可以

减少小于10mm 的焦末的产率，但是必须要考虑到在此同时也会减小焦炭的块度，因此造成焦炭最终收缩增加，小裂纹增多，块度变小，整个抗碎强度M 10降低。

因此，炼焦工艺要求必须要制定合理的加热制度，执行过程中必须要稳定，不可以波动太大，使成熟的焦炭有尽可能小的磨损和得到尽可能大的块度，来保证焦炭强度的质量指标。

(3)煤料在焦炉炭化室内的堆比重对焦炭质量的影响

影响炭化室内煤料的堆比重,也是影响焦炭质量因素之一，其因素很多，如：堆比重是取决于设计炭化室的高度，装煤操作方式，煤料在炭化室里的形状，配煤的细度和水等都能影响堆比重。对影响焦炭质量而言，增加炭化室内煤料的堆比重，可以使煤料在干馏过程紧密结合，由此获得机械强度较高的焦炭，使M 40%上升M 10%下降。当今，国内外炼焦工艺增加装煤的堆比重的方式有：进行煤

干燥预热或增设煤调湿工艺，增加配型煤工艺，捣固炼焦，采用高炭化室大容保积焦炉，提高加煤速度等都能增加装炉煤的堆比重，达到改善和提高焦炭质量的目的。

从上述分析三大因素影响冶金焦炭质量的原因，针对不利焦炭质量的因素是作为炼焦生产工艺控制焦炭质量的原则和手段，以达到提高焦炭质量目的。

三、 提高焦炭质量的其它途径

提高焦炭质量除了主要从炼焦工艺的主要因素着手，还要从其

它方面，如对干馏后的焦炭提高强度指标来保证焦炭质量进一步提高。

（一）焦炭整粒

对焦炭进行整粒，使经进一步整粒的冶金焦块度趋于均匀转鼓强度也相应的提高，进入高炉后，可以改善炉料的透气性，有利于高炉增产和降低焦比。 实践证明冶金焦的粒度并不是愈大愈好，在国外和国内的一些厂家反复试验应用粒度大于80mm 或100mm 普通焦炭高炉生产焦比要上升，采用小于80mm 的冶金焦，焦比就下降，若高炉采用经整粒后的25mm —75mm 的冶金焦，使高炉焦比大大降低。所采用整粒方法就是用切焦机对大于80mm 以上的焦块进行破碎。经切焦机

破碎的焦炭机械强度明显得到提高。

（二）干熄焦

目前，各国公认干熄焦炭优于湿熄焦炭。我国于上世纪80年代宝钢首家从日本引进干熄焦装置，现在这项技术已在本世纪初在国内逐步推广应用。从对

焦炭质量而言，干熄焦与湿熄焦相比干熄焦可使M

40提高3—8%，M

10

降低0.3—0.8%,

粒度25—40mm，40—60mm分别增加0.8%和3.7%,而60—80mm及大于80mm粒度则减少分别为 1.1%和 3.3%,这样的粒度有利于高炉反应有利于高炉反应和降低焦比。

（四）配型煤炼焦

通过配30—40%型煤可以提高堆比重，型煤的导热性比粉煤

好，型煤先在高温下软化熔融，使焦质体流入粉煤，由于型煤的膨胀压力大，挤压周围的粉煤，均使整体煤料粘结性性进一步改善，另外，由于制取型煤是时所添加粘合剂，又对弱粘结性煤起到改质作用。配一定量型煤（30—40%），可以改善焦炭的冷、热态性能，也可以使焦炭质量逐步提高。但要注意型煤配比超过30—40%后或煤料结焦性提高时，所配型煤的效果降低，还会使收缩裂纹增加，焦炭质量反而降低。

以上介绍也是提高焦炭质量的方法和途径，但主要的还是从炼焦工艺困素入手抓好，提高焦炭质量。

总复习题

1．焦炭有哪些化学元素组成？其中哪些是有害元素？

2．焦炭的工业分析包括哪些内容？焦炭工业分析说明了什么问题？

3．焦炭的物理性能包括哪些内容？

4．焦炭的裂纹是怎样产生的？

5．冶金焦炭的粒度分几级？各级粒度是多少？

6．什么是焦炭的机械强度？目前评定焦炭机械强度是用什么办法作出来的？其指标用什么来表示？

7．焦炭的物理、化学性质用什么方式来表示？各说明什么问题？

8．高炉冶炼对焦炭质量有什么要求？

9．新国标：冶金焦炭的质量指标包括哪些内容？指标各是多少？

10．影响冶金焦炭质量有哪些因素？

11．提高焦炭质量还有哪些其它途径？

焦炭小常识

焦炭小常识 焦碳分类到目前为止并没有一个统一的规定，不同的国家和地区都有不同的规定。按这我国的标准分类有金焦、气化焦、电石用焦等。焦碳简单的定义就是把煤中的水发挥掉，剩下的固体就是焦碳。它是一种固体燃料,质硬,多孔,发热量高.用煤高温干馏而成,多用于炼铁。 焦炭物理性质主要与常温机械强度、热强度、化学性质等有关。焦炭物理性质主要有焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在 40～45%，铸造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 转故试验完成后，用孔径为40mm和10mm的筛子筛分，大于40mm粒级的百分数为M40值，小于10mm粒级的百分数为M10值。我国冶金焦规定的强度指标。焦炭转鼓实验方法 转鼓特性焦炭试样筛分强度指标 直径/长度（mm）转速（转/分）转数（转）重量（kg）粒度（mm）孔形筛孔(mm) 耐磨强度（粒极mm/指标）抗碎强度（粒极mm/指标） 1000/1000 25 100 50 〉60 圆形 40，10 <10/M10 >40/M40 我国冶金焦强度指标（%） 强度指标Ⅰ级冶金焦Ⅱ级冶金焦Ⅲ级冶金焦 M40 >80.0 >76.0 >72.0 M10 <8.0 <9.0 <10.0 几个国家冶金用焦炭与精煤灰分国标（Ad） 国别中国美国原苏联德国法国日本 Ⅰ级Ⅱ级Ⅲ级 焦炭灰分（%）≤12.0≤13.5≤15.0 <7.0 <10.0 <8.0 <9.0 <10.0 精煤灰分（%） <12.5 5.5～6.5 8.0～8.5 6.0～7.0 <7.0 6.6～8.0 焦炭的种类 焦炭的种类 焦炭通常按用途分为冶金焦（包括高炉焦、铸造焦和铁合金焦等）、气化焦和电石用焦等。由煤粉加压成形煤，在经炭化等后处理制成的新型焦炭称为型焦。 冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。中国制定的冶金焦质量标准（GB/T1996-94）就是高炉质量标准。 气化焦是专用于生产煤气的焦炭。主要用于固态排渣的固定床煤气发生炉内，作为气

焦炭的质量指标

一、焦炭定义。炼焦煤料在隔绝空气的条件下，加热到950℃-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。生产1吨焦炭约消耗1.33吨炼焦煤。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。 二、焦炭的物理性质。焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 三、焦炭的类别。铸造焦：是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 冶金焦：是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 三、焦炭用途。焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。据统计，世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁，冶金焦炭已经成为现代高炉炼铁技术的必备原料之一，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，具有重要的战略价值和经济意义。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。

近年来，在我国所有消费焦炭的行业中，只有钢铁行业的焦炭消费量上升，由2000年的73.95%大幅上升到2007年的85.00%，上升了11.06个百分点；化学制品行业由10.10%下降到7.32%；有色冶炼由2.00%下降到1.55%；通用设备制造业由1.90%下降到1.86%；其他工业由8.60%下降到3.43%；农业由1.38%下降到0.27%；生活消费由1.31%下降到0.25%；其他类由0.75%下降到0.32%。 四、焦炭分布。从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。其中山西、河北、山东、河南、辽宁是我国焦炭的主要生产省份，近几年其产量在全国产量中的比例始终保持在60%以上。 焦炭的质量指标 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40 ～45% ，铸造焦要求在35 ～40% ，出口焦要求在30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40 值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10 值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40 值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10 值。M40 和M10 值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 焦炭质量的评价

焦炭的化学和物理组成

焦炭的化学和物理组成 一、焦炭的化学组成 焦炭的化学性质是由固定碳、挥发分、水分、灰分、硫分和磷分来决定的。 （一）固定碳和挥发分 固定碳是焦碳的主要成分。将焦炭再次隔绝空气加热到850℃以上,从中析出挥发物,剩余部分系固定碳和灰分。挥发物含量是焦炭成熟度的重要标志,挥发物含量过高表示焦炭不成熟(生焦),挥发物含量过低表示焦炭过烧(过火焦)、生焦耐磨性差，使高炉透气性不好，并能引起挂料，增加吹损，破坏高炉操作制度，过火焦易碎，易落入熔渣中，造成排渣难和风口烧坏等。 （二）灰分 焦碳燃烧后的残余物是灰分，它是焦炭中的有害杂质，其中主要是二氧化硅和三氧化二铝，还有氧化钙、氧化镁等氧化物，灰分石含量增高，固定碳减少。高炉冶炼过程中，为造渣所消耗的石灰石和热量将增加，高炉利用系数降低，焦比增加。因煤在炼焦过程中灰分全部转入焦炭，故焦炭灰分高低取决于煤的灰分。焦炭灰分越低，对高炉操作越有利。 （三）水分 焦炭在102~105℃的烘箱内干燥到恒重后的损失量为水分.冶金焦水分一般为3%~5%。焦炭水分应力求稳定，因高炉生产一般以湿焦计量，焦炭水分波动，对高炉操作不利，造成炉况波动。 （四）硫分 焦炭含硫占高炉配料中硫来源的80%以上，硫进入生铁后造成生铁含硫高，为除去这部分硫，需增加溶剂脱硫，影响高炉正常生产。在炼焦过程中，煤中含硫的70%~90%转入焦炭，故焦炭硫分的高低取决于煤的硫分，一般冶金焦硫分不大于0.9%。 （五）磷分 焦炭中的磷分在炼铁时大部分转入铁中，生铁含磷使其冷脆性变在，用于转炉炼钢时，磷给难以除掉，因此生铁中磷分越低越好。煤炼焦时磷分全部转入焦炭，故焦炭磷分高低取决于煤的磷分。 二、焦炭的物理机械性质 高炉对焦炭的要求是块度均匀、耐磨性好和抗碎性强。焦炭的物

焦 炭 分 类

焦炭分类 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下：

平均比热容为 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）热导率为 2.64kj/（mhk）（常温），6.91kj/（mhk）（900℃）； 着火温度（空气中）为 450-650℃； 干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g； 化学成分 焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，CRI =(G0—G1）/G0×100%（注：G0----试验焦炭样重量，g；G1----反应后焦炭样重量，g；）。焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。 焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值：CRIr≤2.4% CSR：≤3.2% 焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。 是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不 规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，

国内焦炭的质量指标评价综合知识

国内焦炭的质量指标及评价综合知识 ------------------------------------------------------------ 一、焦炭定义烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦。由高温炼焦得到的焦炭用于:高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。二、焦炭分布从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。三、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦

炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。四、焦炭的物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 真密度为 1.8-1.95g/cm3；视密度为 0.88-1.08g/ cm3；气孔率为 35-55%；散密度为 400-500kg/ m3；平均比热容为 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）；热导率为 2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）；着火温度（空气中）为 450-650℃；干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g；比表面积为 0.6-0.8m2/g 。五、焦炭的反应性及反应后的强度焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在

影响焦炭反应性的因素

影响焦炭反应性的因素主要有以下两个方面： 1、原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。尤其是煤料的流动度较大时，易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金属的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。 2、炼焦工艺条件：增大装煤堆比重、提高炼焦温度、采取焖炉等措施，可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。 1、焦炭的冷强度与焦炭其孔径及其分布有关，而热强度则与焦炭孔壁厚度密切相关。 2、为改善焦炭反应性，根本在于多用主焦煤少用高挥发分煤，特别是少用挥发分大于37%的煤。在粘结性足够的情况下，可配入一些粘结性中等的低挥发分煤。 3、若在煤料中配入5%左右挥发分10%的延迟焦，反应性可降低10~20%，其原理是在炼焦后期有大量裂解碳产生，阻塞了部分微气孔，因而降低了反应性。基于这一原理，提高入炉煤的堆密度，提高炼焦最终温度，也有相同的效果。 影响焦炭反应性的因素主要有以下几个方面： 一、煤的性质 原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。尤其是煤料的流动度较大时,易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。 1.单种煤值挥发份过高或过低，其反应性较高。在24％左右时，焦炭的反应性最小。 2.单种煤平均最大反射率过高或过低，其反应性较高。 3.灰分对热性质影响，尤其是碱性金属氧化物的存在。 二、炼焦工艺条件： 1）、增大装煤堆比重；堆密度越高，焦炭的热反应性越低，反应后强度越高（明显）。2）、提高炼焦温度； 3）、采取焖炉等措施；一般4.3米以上焦炉结焦时间普遍长。可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。 三、熄焦方式：采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。 四、备煤工艺条件 1.采用先粉弱粘煤、再配煤、在粉碎的工艺能使焦炭的热反应性下降，反应后强度提高。 2.配煤中添加轧机废油不仅可以提高煤料的堆密度，而且可以改善焦炭的冶金性能指标。

焦炭的用途工作原理

高炉冶炼早期以木炭为主，而后使用了无烟煤，再到后来的高炉几乎都使用焦炭做燃料，并使用喷吹技术，从风口喷吹的燃料已占全部燃料用量的10—30%，有的达到了40%，用作喷吹的燃料主要有无烟煤和天然气。 一、焦炭在高炉中的作用 焦炭在高炉中有一下几个方面的作用： 1.发热剂：焦炭在风口前燃烧放出热量而产生高温，它使高炉内各种化学反应得以进行，并使渣、铁熔化。高炉冶炼所消耗的热量70—80%是由焦炭燃烧来提供的。 2.还原剂：焦炭中的固定碳C和它燃烧后产生的CO、H2与铁矿石中的各级氧化物反应后，将铁还原出来。铁矿石还原所需的还原剂几乎全部由燃料所供给。 3.料柱骨架：高炉内的铁矿石和熔剂下降到高温区时，全部软化并熔化成液体，而焦炭则既不软化也不熔化，所以它可以作为高炉内料柱的骨架来支撑上部的炉料。焦炭在高炉料柱中约占整个体积的三分之一至二分之一，焦炭又是多孔的固体，同时它又起着改善料柱透气性的作用。 二、焦炭的物理性质 焦炭的物理性质包括机械强度、筛分组成和气孔度等，其中最主要的是机械强度。 1.机械强度 焦炭的机械强度主要是指焦炭的耐磨性和抗冲击的能力，其次是抗压强度。它是重要的质量指标。焦炭的机械强度对高炉冶炼十分重要：若机械强度不好，在焦炭运转的过程中和在炉内下降的过程中，由于炉料与炉料之间、炉墙之间相

互摩擦挤压，会导致焦炭破裂而产生大量的粉末，在高炉冶炼过程中，这些粉末将渗入初渣中，增加初渣的粘度，降低了初渣的流动性，增加了煤气通过初渣带上升的阻力，最终造成炉况不顺，炉缸堆积，风口烧坏等事故。 目前我国各厂测定焦炭强度的方法是转鼓试验。转鼓的测定有两种：大转鼓和小转鼓。以小转鼓为好。 小转鼓是由钢板制成的无穿心轴的密封圆筒转鼓，鼓内径和鼓内宽皆为1000mm，鼓壁厚6—8mm，内壁每隔90度焊角钢（100*50*10mm）一块，共焊接四块。试验时取50公斤大于60mm的焦炭试样装入鼓内，以25转每分的转速转100转。转完后用直径40mm和直径10mm的圆孔筛筛分，以大于40mm的焦炭占焦炭试样的重量百分数作为破碎强度指标，以小于10mm的焦炭占焦炭试样的百分数作为耐磨强度指标。对于中型高炉用焦炭M40在60—70%，大型高炉M40在75%以上。M10均应小于9%为好。 焦炭的抗压强度一般在9.81—14.71MPA，而高炉炉缸的实际压力只有0.294—0.490MPA，但焦炭在炉内高温作用下，强度会有明显的降低并产生碎裂。 由于焦炭的强度指标是在常温、无化学作用的情况下测定的，所以它不能真正代表焦炭在高炉内的实际强度，因此鉴定焦炭的强度（特别是高温下的强度）的合理方法尚待进一步研究。 2.筛分组成 焦炭的筛分组成是用筛分试验的方法来测量焦炭的粒度组成，计算各级粒度焦炭重量与焦炭总量的百分比。 高炉大量使用熔剂性烧结烧结矿以来，矿石的粒度普遍降低，使焦炭和烧结矿间的粒度差别扩大，这很不利于料柱透气性的改善。实践证明在大、中型高炉上使用25—40mm的中块焦炭是可行的。从焦炭生产方面来看：在焦炭产品中，25—40mm的中块焦炭仅占14—15%，所以，适度降低入炉焦炭的粒度对于合理利用焦炭也是一项有意义的措施。

焦炭的品种及其指标

焦炭 一、焦炭定义 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050 ℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 是高炉焦、铸造焦、焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90% 以上的冶金焦均用于，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 二、焦炭分布从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。 三、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 为； 视密度为cm3 ；为35-55% ；

浅析焦炭强度的影响因素

. .. . .. 浅析焦炭强度的影响因素 杜为民 汝州天瑞煤焦化有限公司 2014年10月20日

浅析焦炭强度的影响因素 杜为民 (汝州天瑞煤焦化有限公司 467535) 摘要：焦炭质量受配合煤原料性质和炼焦工艺的影响。在制定配煤方案时,可以V-G作为主要参数,综合平衡V、G、Y、X等参数的影响，同时应严格控制入炉煤粒度、水分、堆比重、干馏温度等工艺指标,以改善焦炭物理性能。 关键词：焦炭配煤参数 汝州天瑞煤焦化有限公司年产焦炭100万吨，中冶焦耐设计大型捣固式焦炉，2011年12月开工，2013年8月投产。炼焦用煤由于受多种因素影响，煤种不固定，储煤量不稳定。煤种有平顶山张村主焦煤、瘦焦煤、瘦煤等；三门峡中硫主焦；山西高硫气肥煤、瘦焦煤等；陕西黄陵1/2中粘煤、1/3焦煤等。根据公司实际情况基本以张村主焦煤为主再辅以其它煤种进行配煤。通过一年来的生产实践，就配合煤V、G、Y、X等参数对焦炭质量的影响做一分析供大家赏析。 一、生产状况 2、几组生产数据 2.1配合煤煤岩分析：

1/2中粘+气煤 29.7% 1/3焦+肥煤 20.0% 焦煤 50.3% 1/2中粘+气煤 18.0% 1/3焦+肥煤 29.2% 焦煤 52.8% 配合煤指标 焦炭指标 Vdaf % G Xmm Ymm ＜3mm % ＜1mm % Vdaf % M40% M10 % CRI% CSR % 28.71 80 89.2 74.7 1.20 85.0 5.3 28.41 83 30.8 17.5 87.6 71.4 1.16 85.2 5.3 31.9 60.2 27.98 83 88.6 71.6 1.23 82.9 5.9 29.9 63.4 27.38 84 87.7 72.5 1.15 85.6 4.8 27.46 82 88.3 71 1.23 84.8 4.6 二、分析 要达到提高焦炭质量,可以从结焦机理等方面寻找途径。从结焦机理看,在干馏过程中煤质软化→熔融→膨胀→固化→收缩→成焦这一过程是必经的。在这一过程中,只要配合煤具有良好的熔融性、黏结性,使固体物质空隙填满,固、液体物质充分附着,是可以提高焦炭强度的。因此从生产试验结果可以看出,配合煤性质是影响焦炭质量的主要因素,是基础。只有合理调节配合煤质量才可得到需要的焦炭质量。 1、影响焦炭质量的煤质因素 1.1 配合煤煤化程度参数 代表煤化程度的指标有挥发分Vdaf 和镜煤平均最大反射率Rmax 。二者之间存在明显线性相关关系,其关系式为: Rmax= 2.35 - 0.041Vdaf 挥发分容易测定,且可按加成性计算，因此只需对挥发分重点分析。 在成焦过程中,挥发分Vdaf 与收缩度α呈正相关系数,如图1所示。 配合煤指标 焦炭指标 Vdaf % G Xmm Ymm ＜3mm % ＜1mm % Vdaf % M40% M10% CRI% CSR % 27.72 81 33.8 16.5 89.2 72.4 1.32 85.2 4.6 32.3 58.2 27.78 76 89 73.3 1.21 85 6.4 27.48 82 88.7 71.2 1.24 85.9 5.7 32.1 57.6 27.66 80 89.9 73.3 1.2 85.3 5.9 27.42 79 88.3 71.7 1.22 84.9 6.8

焦炭的物理性质

焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 1. 真密度为 1.8-1.95g/cm3； 2. 视密度为 0.88-1.08g/ cm3； 3. 气孔率为 35-55%； 4. 散密度为 400-500kg/ m3； 5. 平均比热容为 0.808kj/（kg?k）（100℃），1.465kj/（kg?k）（1000℃）； 6. 热导率为 2.64kj/（m?h?k）（常温），6.91kg/（m?h?k）（900℃）； 7. 着火温度（空气中）为 450-650℃； 8. 干燥无灰基低热值为 30-32kj/g； 9. 比表面积为 0.6-0.8m2/g 。 焦炭的化学成分包括有机成分和无机成分两大部分。有机成分是以平面炭网为主体的类石墨化合物，其他元素氢、氧、氮和硫与炭形成的有机化合物，则存在于焦炭挥发分中，无机成分是存在于焦炭的各种无机矿物质，以焦炭灰成分表征其组成。 焦炭的化学成分主要用焦炭工业分析和焦炭元素分析来测定。（1）按焦炭元素分析，焦炭成分为：炭82%～87%，氢1%～1.5%，氧0.4%～0.7%，氮0.5%～0.7%，硫0.7%～1.0%，磷0.01%～0.25%。（2）按焦炭工业分析，其成分为：灰分10%～18%，挥发分1%～3%，固定碳80%～85%。可燃基挥发分是焦炭成熟度的重要标志，成熟焦炭的可燃基挥发分为0.7%～ 1.2%。 六、焦炭的质量指标 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标

炼焦技术

(三)机械化炼焦炉及其主要附属设备 1,焦炉炉体 焦炉炉体主要是用硅砖砌筑而成的,分成一至四个相连接的部分:炉顶,炭化室(两侧是燃烧室),斜道,蓄热室. 炉顶区设有炭化室装煤孔,燃烧室火道看火孔以及荒煤气导入集气系统的上升管孔等. 炭化室是窄长的方型室,用以容纳煤料.煤料可由装煤孔或机侧(捣固炼焦)装入. 燃烧室在炭化室两侧,煤气在其内燃烧,燃烧产生的热量,经炭化室——燃烧室墙传入炭化室,将煤料加热至高温炼成焦炭. 斜道是蓄热室, 燃烧室火道间的气流通道. 蓄热室在炭化室及燃烧室下部,内填充有带孔的格子砖.当下降气流时,燃烧产生的高温废气流将格子砖加热,交换成上升气流时,使通过蓄热室的贫煤气或空气预热后进入燃烧室. 一座焦炉由数十孔炭化室组成. 2,煤塔 设在焦炉两炉组之间,贮存已粉碎好的炼焦配煤. 3,操作机械 1)装煤车: 顶装焦炉的装煤车设在炉顶,其作用是从煤塔取出一定重量的煤料,通过炭化室顶部装煤孔 卸入炭化室内. 2)推焦机: 顶装焦炉的推焦机有几种作用:炭化室装煤完毕后,煤落在室内成锥形,由推焦机上的平煤杆将煤推平;打开,清扫与关闭机侧的炉门;将成熟的焦炭从炭化室的机侧推到焦侧的熄焦车上. 3)装煤推焦车: 装煤推焦车为捣固焦炉专用机械,其作用是将由捣固机捣成的煤饼推入炭化室,打开与关闭 机侧炉门,将成熟的焦炭推到熄焦车上. 4)拦焦车: 拦着从炭化室推出来的焦炭落到熄焦车上,并打开,清扫与关闭焦侧的炉门. 5)熄焦车(或干法熄焦装置): 接受推出的赤热焦炭,运到熄焦塔内喷水(或运到干法熄焦装置用惰性气体将余热导走发电 或补充管网的蒸汽),将赤热焦炭熄灭,然后卸在凉焦台上冷却. (四)炼焦用煤的选择 焦炭的物理性能和它的化学成分,主要取决于所用的煤种和炼焦方法. 1,洗煤(或精煤).从原料煤带到焦炭中的灰分,硫和磷等杂质,对于炼铁是极为有害的.为了除 去这些杂质,就需要对原煤进行洗选,洗选后所得净煤称为洗煤或精煤. 2,配合煤.焦煤能够单独炼成很好的焦炭,有的煤种本身虽不能单独炼成焦炭,但能与其它煤 种配合炼成焦炭,这样,将不同煤种按适当比例配合,混匀后的煤料称为配合煤. 3,目前世界各国焦化厂几乎都用配合煤方法炼焦,即以焦煤配合其它煤种(一至五,六种)进行炼焦.其原因是: 1)焦煤资源缺乏,用配合煤方法可以大量节约主焦煤. 2)焦煤的结焦性虽好,但有的主焦煤在炼焦时膨胀压力较大,损害炉体,有的含杂质较多,用配合煤的方法可以解决上述问题. 3)焦煤的价格较高,用配合煤炼焦可以降低焦炭成本. 究竟哪些煤种能单独炼焦,什么样的配合煤比例能炼成优质焦炭,都要通过试验确定.

焦炭粉制球相关资料

粉末冶金工艺的基本工序 1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。 2、粉末成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。 3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。 4、产品的后序处理。烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果.

焦炭物理性质和质量 一、焦炭定义 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 二、焦炭分布 从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。

焦炭的物理性质

焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 1.真密度为 1.8- 1.95g/cm3； 2.视密度为 0.88- 1.08g/ cm3； 3.气孔率为35-55%； 4.散密度为400-500kg/ m3； 5.平均比热容为 0.808kj/（kg?k）（100℃）， 1.465kj/（kg?k）（1000℃）； 6.热导率为 2.64kj/（m?h?k）（常温）， 6.91kg/（m?h?k）（900℃）； 7.着火温度（空气中）为450-650℃； 8.干燥无灰基低热值为30-32kj/g；

9.比表面积为 0.6- 0.8m2/g。 焦炭的化学成分包括有机成分和无机成分两大部分。有机成分是以平面炭网为主体的类石墨化合物，其他元素氢、氧、氮和硫与炭形成的有机化合物，则存在于焦炭挥发分中，无机成分是存在于焦炭的各种无机矿物质，以焦炭灰成分表征其组成。 焦炭的化学成分主要用焦炭工业分析和焦炭元素分析来测定。 （1）按焦炭元素分析，焦炭成分为： 炭82%～87%，氢1%～ 1.5%，氧 0.4%～ 0.7%，氮 0.5%～ 0.7%，硫 0.7%～ 1.0%，磷 0.01%～ 0.25%。 （2）按焦炭工业分析，其成分为： 灰分10%～18%，挥发分1%～3%，固定碳80%～85%。可燃基挥发分是焦炭成熟度的重要标志，成熟焦炭的可燃基挥发分为

焦炭在高炉炼铁中的地位和作用

焦炭在高炉炼铁中的地位和作用 焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。焦炭对高炉炼铁的作用是： (1)主要的热量来源。高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。 但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。理论最低焦比为250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%～65%。 (2)还原剂。焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。炉料到风口焦炭溶反应为25%～35%。 (3)生铁的溶碳。在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。一般铸造生铁含碳%左右，炼钢生铁在%左右。生铁渗碳消耗焦炭7%～10%。 (4)炉料的骨架作用。焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到煤气的透气窗作用。 焦炭的4种作用中，提供热源的主导作用不会改变，这就决定3个理论焦比最低值。低于这个最低值，高炉炼铁就难以正常生产，或经济上就不合算了。在各种条件下高炉炼铁中碳的还原作用和渗碳功能不会有较大的变化。在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。焦炭从料线到风口平均粒度减少20%～40%。劣质焦炭和热反应性差粉化率会很大。宝钢高炉缸内的焦炭粒度可达33mm。 高炉炼铁对焦炭质量的要求 各国根据资源条件，高炉炼铁要求的焦炭质量是有较大差别(详见表1)。但是，工业发达国家的焦炭质量是明显优于中国，这是这些高炉技术经济指标优于中国的重要原因。 表1 各国冶金焦炭质量情况

人教版九年级化学物质的性质与用途归纳复习进程

人教版九年级化学物质的性质与用途归纳

初中化学物质用途归纳 气体： O2——供给呼吸、支持燃烧 N2——保护气（焊接金属用氮气做保护气、灯泡中充氮气延长使用寿命、食品包装中充氮气防腐）——氮气化学性质不活泼。 稀有气体——保护气、灯泡中制成各种有色光源。 H2——清洁能源（热值高、无污染、原料来源广）、还原剂 CO——用作燃料、炼铁 CO2——灭火、光合作用、化工产品原料、气体肥料、干冰用作制冷剂。 CH4——用作燃料 液体 水——最常用的溶剂，配置溶液；实验室清洗试管；维持生命活动。 乙醇C2H5OH——饮用、做燃料（与汽油混配成乙醇汽油） 乙酸CH3COOH——食醋中含有的成分，用作调料。 固体 金刚石——镶嵌在刻刀或钻探机的钻头上，用于裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、钻凿坚硬的岩层；制成钻石。 石墨——制铅笔芯、用于电极电刷、作润滑剂等。 木炭——吸附剂、燃料。 活性炭——吸附剂（防毒面具里的滤毒罐、制糖工业中脱色）。 焦炭——冶金工业（炼铁原料）。 酸

盐酸HCl——金属表面除锈、制造药物、帮助消化。 硫酸H2SO4——生产化肥、农药、火药、燃料、冶炼金属、精炼石油、金属除锈、做干燥剂（浓硫酸有吸水性）。 碱 氢氧化钠NaOH——化工原料，用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业，生活中去除油污（炉具清洁剂中含有氢氧化钠）；做干燥剂（固体吸水而潮解）。 氢氧化钙Ca（OH）2——用作建筑材料、波尔多液、改良土壤酸性、中和酸性废水。 盐 氯化钠NaCl——重要调味品、配置生理盐水、农业选种、工业原料、腌渍咸菜、消融积雪。 碳酸钙CaCO3——用于建筑材料、补钙剂。 碳酸氢钠NaHCO3——焙制糕点的发酵粉的主要成分之一，治疗胃酸过多症。碳酸钠Na2CO3——用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。 化学肥料： 氮肥（含N）——使植物枝繁叶茂。 磷肥（含P）——增强作物抗寒、抗旱能力。 钾肥（含K）——增强植物抗病虫害和抗倒伏能力。 初中化学物质性质归纳 1、氧气O2

国内焦炭的质量指标及评价综合知识

国内焦炭的质量指标及评价综合知识 ------------------------------------------------------------ 一、焦炭定义 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦。由高温炼焦得到的焦炭用于:高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 二、焦炭分布 从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。 三、焦炭用途 焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下：

焦炭知识

焦炭知识汇总 一、焦炭定义烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。二、焦炭分布从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。三、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下：真密度为1.8-1.95g/cm3；视密度为 0.88-1.08g/ cm3；气孔率为 35-55%；散密度为400-500kg/ m3；平均比热容为 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）；热导率为 2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）；着火温度（空气中）为450-650℃；干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g；比表面积为 0.6-0.8m2/g 。五、焦炭的反应性及反应后的强度焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。中国标准（GB/T4000-1996）规定了焦炭反应性及反应后强度试验方法。其做法是使焦炭在高温下与二氧化碳发生反应没，然后测定反应后焦炭失重率及其机械强度。焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值：CRIr≤2.4% CSR：≤3.2% 焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。六、焦炭的质量指标焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40～45%，铸造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦炭的裂纹度影响