焦炭的性能、用途和配煤
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。
焦炭基础知识
三级 一级 二级 三级 一级 二级 三级
≤10.5 ≤30 ≤35 － ≥55 ≥50 － ≤1.8 4.0± 1.0
2
主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于 1.6%，硫份每增加 0.1% ，焦炭使用量增 加 1.8%，石灰石加入量增加 3.7%, 矿石加入量增加 0.3% 高炉产量降低 1.5—2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.4—0.7% 。
商品名称： 焦炭 所属大类：
矿产品
一、 焦炭的基本情况（分类和定义）： 1、焦炭的定义：焦炭是一种固体燃料，质硬，多孔，发热量高。用煤高温干馏而成，多用于炼铁。焦炭是烟
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。
一级 ≥92.0
度
M25/%
二级 ≥88.0
抗碎强
三级 ≥83.0
度
一级 ≥80.0
M40/%
二级 ≥76.0
三级 ≥72.0
耐磨强 度
M10/%
一级 二级
M25 时≤7.0；M40 时≤7.5 ≤8.5
3
反应性 CRI/%
反应后强度 SCR/% 挥发分 Vdaf/% 水分含量 Mt/% 焦末含量/%
1
4、焦炭图片：
二、焦炭的基本特性及质量标准： 1、焦炭的自然属性： 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 (使用全自动 F-Sorb 2400 比表面积仪 BET 方法检测)。 焦炭的比表面积研究是非常重要的，焦炭的比表面积检测数据只有采用 BET 方法检测出来的结果才是真实可靠 的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点 BET 法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以 BET 测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004） -气体吸附 BET 原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力 的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不 能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的 宝贵时间。F-Sorb 2400 比表面积分析仪是真正能够实现 BET 法检测功能的仪器（兼备直接对比法），更重要的 F-Sorb 2400 比表面积分析仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高， 稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。 2、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。 3、焦炭的质量标准： 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： 1）、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即 为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石；3.5% 来自石灰石；82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的
焦炭的性能、用途和配煤
37 该区域称滴落带。
二、焦炭的用途
2.焦炭的作用 ①焦炭燃烧产生的热能是高炉冶炼过程的 主要热源； ②燃烧反应生成的CO作为高炉冶炼过程的 主要还原剂。 ③焦炭位于风口区以上地区，始终处于固体状
16
一、焦炭的性能
图1-2 -1 焦炭挥发分与原料煤挥发分的关系 图1-2-2 焦炭挥发分与炼焦温度的关系
17
一、焦炭的性能
固定碳是煤干馏后残留的固态可燃性物质，由计 算得：
固定碳 = 100－水分－灰分－挥发分，% 焦炭挥发分的测定方法见国标2002—80。
2．元素分析 焦炭元素分析是指焦炭按碳、氢、氧、氮、硫和
装入转鼓的反应后焦炭重量（g1）的百分率，称
为反应后强度（CSR）。
CSR
g2
100%
g1
块焦反应率和反应后强度试验有多种形式，我
国鞍山热能研究所所推荐的小型装置如图1-2-3 26 所示。
一、焦炭的性能
在1500℃温度下用纯CO2与直径20mm焦块反应，反应 时间为12min，试样重200g，反应后失重百分数作为块焦 反应率指标。
100 50
≻25/M25
≻60
圆 形
25 10
， ≺10/M10
或
≻40∕M40
一、焦炭的性能
3.真密度、假密度、堆积密度
真密度：单位容积焦炭的质量。 （一般焦炭真密度为1.8～1.95g/cm3 ）；
假密度（视密度）：单位容积焦块的质量。 （一般焦炭视密度为0.8～1.08g/cm3） ；
堆积密度：单位容积焦炭堆积体的质量一般焦炭。 （一般焦炭堆密度为400～500kg/m3 ）。
煤炭焦化
我国冶金焦炭质量标准
类别 I II III 抗碎强度 % ≥92.0 88.1～ 92.0 83.0～ 88.0 耐磨强度 % ≤7.0 ≤8.5 ≤10.5 灰分 % ≤12 ≤12.01～ 13.50 13.51～ 15.0 硫分 % ≤0.6 0.61～ 0.8 0.81～1.0 挥发分 % ≤1.9 ≤1.9 ≤1.9
第六章
煤炭焦化
概 述
1、粘结性煤在隔绝空气 的条件下加热至1000℃ 左右（高温干馏），得 到多孔性固体块状物— —焦炭。此过程称为煤 的焦化，所得到的最终 产物有焦炭、煤气和煤 焦油等， 2、炼焦化学产品：
名称
焦炭
焦炉煤气 焦油 粗笨 氨 硫磺
产率%
72-76
15-19 3.5-4.2 0.8-1.4 0.22-0.25 0.3-0.6
1—炭化室； 2—炉头； 3—隔墙； 4—立火道 炭化室的高度一般 4～6米，宽度450毫米 燃烧室的温度1300℃ 炭化室的温度1100℃
⑵蓄热室
1—主墙； 2—小烟道粘土衬 砖； 3—小烟道； 4—单墙； 5—篦子砖； 6—隔热砖。
⑶炉顶区
1—装煤孔 2—看火孔 3—烘炉孔 4—挡火砖
⑷斜道区：斜道是连接燃烧室立火道和蓄热 室的通道 。燃烧室的每个立火道都与两个 斜道和一个砖煤气道相连。 斜道区复杂，是焦炉使用砖型最多的区域。 ⑸焦炉基础和烟道
四、炼焦炉生产操作 1、装煤操作：
要求装满、装平、定量、均衡、减少烟尘排放。
2、焦炉的出炉操作： ⑴推焦： 焦炉的出炉应严格按推焦计划进行，保证整个 炉组各炭化室实现定时、准点出焦。
周转时间——某一孔炭化室相邻两次推焦或装煤的时间间隔。 推焦串序—— 一组焦炉各炭化室装煤、推焦的前后次序。
焦炭 研究报告
焦炭研究报告焦炭是一种常用的冶金原料，广泛用于钢铁行业。
本研究报告主要介绍了焦炭的制备方法、物理化学性质以及在钢铁生产中的应用情况。
一、焦炭的制备方法焦炭的制备一般通过炼焦工艺进行。
炼焦主要是将煤在高温下进行干馏，将大部分挥发分和其他杂质去除，得到高纯度的焦炭。
炼焦过程一般分为煤炭处理、炼焦炉炼焦、焦炉煤气净化等步骤。
二、焦炭的物理化学性质1. 外观特征：焦炭为黑色块状物质，表面呈现有金属光泽。
2. 碳含量高：焦炭通常含有90%以上的固定碳，是一种高纯度的炭素材料。
3. 粒度大小：焦炭的粒度一般在10-30mm之间，根据不同的用途可进行粗、细分。
4. 硬度高：焦炭的硬度高，不易破碎，适合在高温下承受压力和冲击力。
5. 燃烧性能良好：焦炭的燃烧性能良好，不含硫等杂质，燃烧过程不会产生过多的有害气体。
三、焦炭在钢铁生产中的应用情况1. 焦炭作为还原剂：焦炭中的固定碳可以被加热时释放出来，与氧气发生还原反应，使铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。
这是冶炼钢铁的关键步骤之一。
2. 焦炭作为燃料：焦炭本身可以作为高热值燃料，为钢铁冶炼过程提供能量需求。
焦炭燃烧时释放的热量可以加热冶炼炉内的物料。
3. 焦炭作为添加剂：焦炭中的炭素可以提供碳元素，使得钢铁中的碳含量达到所需的合金需求，从而获得所需的钢材性能。
4. 焦炭作为熔剂：焦炭可以降低钢铁的熔点，提高钢铁的流动性，从而有助于冶炼工艺的进行。
总结：焦炭是钢铁冶炼过程中一种重要的冶金原料，具有高碳含量、高硬度和良好的燃烧性能等特点。
它被广泛应用于钢铁工业中的还原剂、燃料、添加剂和熔剂等方面，对钢铁生产起到至关重要的作用。
对于提高钢铁质量、降低能耗和减少环境污染等方面都具有重要的意义。
焦炭焦煤
一、焦炭品种概述（一）焦炭定义英文名称：Coke。
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。
铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料,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。
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。
焦炭期货交割标的物是冶金焦。
（二）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。
（三）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。
（四）焦炭的质量标准1. 焦炭中的灰分：灰分是指焦炭试样在850±10℃温度下灰化至恒重，其残留物的质量占焦样的质量分数，其数值是在干燥炉烘干的基态下测得，用字母Ad表示。
2. 焦炭中的硫分：焦炭中的硫有无机硫、硫酸盐硫和有机硫三种形态，这些硫分的总和称为全硫，工业上通常在烘干基态测定全硫，用字母表示为St,d。
3. 焦炭的抗抗碎强度M40和耐磨强度M10：焦炭转鼓强度通常用抗碎强度M40和耐磨强度M10两个指标来表示，前者是指焦炭能抵抗外来冲击力而不沿结构的裂纹和缺陷处破裂的能力，后者是指焦炭能抵抗外来摩擦力而不产生表面碎屑和粉末的能力。
焦炭 焦煤 用途
焦炭焦煤用途1. 焦炭的定义及生产过程1.1 焦炭的定义焦炭是指通过高温炼焦过程中从焦煤中获得的一种坚硬且多孔的碳质材料。
1.2 焦炭的生产过程1.煤选：首先对焦煤进行煤选，去除其中的杂质，以提高炭化效果。
2.破碎：将选煤后的焦煤进行破碎，使其颗粒大小均匀。
3.碳化：将破碎后的焦煤放入焦炉中进行碳化，通过高温炼焦过程使其转化为焦炭。
4.冷却：将炼焦后的焦炭进行冷却，以降低其温度并稳定其结构。
5.干燥：对冷却后的焦炭进行干燥，以降低其水分含量，并提高其贮存和运输性能。
2. 焦炭的主要用途2.1 高炉炼铁焦炭在高炉炼铁过程中起着至关重要的作用。
高炉中的焦炭作为还原剂，参与到铁矿石的还原反应中，将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁，从而实现铁的提取。
2.2 钢铁冶炼焦炭也是钢铁企业进行钢铁冶炼的重要原料。
在焦炭的燃烧过程中，释放的高温热能可用于炼钢，同时焦炭中的固定碳也起到了增碳和还原的作用，使得钢铁冶炼过程更加高效。
2.3 化工行业焦炭是化工行业中重要的原料之一。
焦炭可以用于生产一系列有机化工产品，如煤焦油、煤焦沥青、苯、甲醇等。
这些有机化工产品在化工行业中有广泛的应用，如煤焦油可制取染料、涂料、柔性聚氨酯等。
3. 焦煤的定义及分类3.1 焦煤的定义焦煤是指具有较高挥发分和较高可磨性的煤种，通常用于炼焦生产过程。
3.2 焦煤的分类根据含气量和反应性能的不同，焦煤可分为多种不同的品种，常见的有以下几种：1. 品位焦煤：品位较高的焦煤，挥发分较低，常用于高炉炼铁过程。
2. 泥塘焦煤：挥发分较高的焦煤，常用于炼焦生产中的调配。
3. 无烟焦煤：挥发分低、硫含量低的焦煤，用于生产无烟煤。
4. 掺粉煤焦煤：焦煤与粉煤的混合物，用于提高炼焦产品的可靠性和产量。
4. 焦煤的主要用途4.1 焦煤在炼焦过程中的应用焦煤作为炼焦过程中的主要原料，参与到焦炭的生产中。
焦煤中的挥发分在高温下分解产生大量的气体和焦油，从而促进焦炭的形成。
煤炭与焦炭用途区别是什么
煤炭与焦炭用途区别是什么煤炭和焦炭是两种不同的燃料材料，具有不同的物理化学性质和用途。
煤炭是一种可燃性矿石，主要由碳、氢、氧和少量杂质组成。
焦炭是通过煤炭在高温条件下加热脱除挥发物而得到的固体碳材料。
煤炭和焦炭在用途方面有明显区别，下面将详细介绍。
煤炭的用途：1. 能源供应：煤炭是目前世界上最重要的能源之一，广泛应用于发电、采暖和工业生产等领域。
燃煤发电是世界上最主要的电力生产方式之一，煤炭的高热值和相对低成本使其成为许多国家能源供应的重要来源。
2. 工业原料：煤炭中的一些成分可以提炼出重要的工业化学品。
例如，煤炭中的苯、酚和甲醇等有机化合物可以用于合成塑料、染料和药物等化学产品。
此外，煤炭还可以用于生产氨、铁和矿酸等工业化学品。
3. 炭黑和煤焦油：煤炭的高温压制可以得到炭黑和煤焦油等副产品。
炭黑广泛用于橡胶工业、油墨和颜料等制造中，而煤焦油可以用于合成化学物质和涂料等领域。
4. 煤化工：煤炭可以通过煤气化、煤液化和煤焦化等技术进行转化，生产煤化工产品。
煤气化可以将煤炭转化为合成气，用于发电和生产化学品。
煤液化可以将煤炭转化为液体燃料，如柴油和煤油。
煤焦化则可以生产焦炭作为冶金和铸造工业的原料。
焦炭的用途：1. 铁矿石还原：焦炭是炼铁的主要原料，通过与铁矿石一起在高温下反应，还原出铁。
焦炭的高热值和高固定碳含量使其成为炼铁炉中的重要还原剂和燃料，同时焦炭还具有良好的孔隙结构，有助于流体流动和化学反应过程的进行。
2. 钢铁工业：焦炭的主要用处是作为冶金行业的原料，用于生产铁和钢。
焦炭可以提供所需的热能和还原剂，使铁矿石中的氧转化为二氧化碳，同时焦炭中的碳也可以与铁形成合金。
焦炭的质量和特性对钢铁品质和生产效率有重要影响。
3. 化学工业：焦炭中的碳含量高，热值大，热稳定性好，是许多化学反应的理想材料。
焦炭可以用做还原剂、催化剂和吸附剂，用于合成氨、甲醇和合成气等重要化学品的生产。
综上所述，煤炭和焦炭在用途上有明显的区别。
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一、焦炭的性能
（1）平均粒度 ：根据筛分组成及筛孔的平均直径可由下 ） 式来计算焦炭的平均粒度： 式来计算焦炭的平均粒度：
ds = ∑
ai di
各粒级的质量百分率， 式中 ai —— 各粒级的质量百分率，%； 各粒级的平均粒度, 由粒级上、 d i —— 各粒级的平均粒度 , 由粒级上 、 下限的平均 值
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一、焦炭的性能
2．耐磨强度和抗碎强度 ． （1）转鼓试验方法 ） 焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表 示。 耐磨强度：当焦炭表面承受的摩擦力 摩擦力超过气孔壁的 耐磨强度：当焦炭表面承受的摩擦力超过气孔壁的 强度时，会产生表面薄层分离现象形成碎屑或粉末， 强度时，会产生表面薄层分离现象形成碎屑或粉末，焦 炭抵抗此种破坏的能力称耐磨性 耐磨强度， 耐磨性或 炭抵抗此种破坏的能力称耐磨性或耐磨强度，用M10值表 示。 出鼓焦炭中小于10mm的质量
焦炭的性能、 §第二章 焦炭的性能、用途和配煤
教学目的： 教学目的： 1.掌握焦炭的化学组成 掌握焦炭的化学组成、 1.掌握焦炭的化学组成、 物理机械性能、用途; 物理机械性能、用途; 2.了解配煤的相关知识 了解配煤的相关知识。 2.了解配煤的相关知识。
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焦炭的性能、 § 焦炭的性能、用途和配煤
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一、焦炭的性能
焦炭的裂纹多少直接影响焦炭的 粒度 抗碎强度。 焦炭的裂纹 多少直接影响焦炭的粒度 和 抗碎强度 。 多少直接影响焦炭的 粒度和 焦块微裂纹的多少和焦体的孔孢结构则与焦炭的 的多少和焦体的孔孢结构 焦块微裂纹的多少和焦体的孔孢结构则与焦炭的 耐磨强度和高温反应性能有密切关系 有密切关系。 耐磨强度和高温反应性能有密切关系。 用裂纹度指标进行评价： 用裂纹度指标进行评价： 裂纹度即焦炭单位面积上的裂纹长度。 裂纹度即焦炭单位面积上的裂纹长度。 即焦炭单位面积上的裂纹长度 气孔率是指气孔体积与总体积比的百分率 一般焦炭气 是指气孔体积与总体积比的百分率， 气孔率是指气孔体积与总体积比的百分率，一般焦炭气 孔率为 孔率为35%～55% 。 ～ 视密度 气孔率 = 1 − ×100% 真密度
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一、焦炭的性能
㈡ 焦炭的物理机械性能
高炉生产对焦炭的基本要求是：粒度均匀、 耐磨性和 高炉生产对焦炭的基本要求是 ： 粒度均匀 、 耐磨性 和 抗碎性强。 抗碎性强。 焦炭的这些物理机械性能主要由筛分组成 筛分组成和 焦炭的这些物理机械性能主要由 筛分组成 和 转鼓试验 评定。 来评定。 1．筛分组成 焦炭是外形 尺寸不规则的物体 外形和 的物体， 统计的方法表示 焦炭是 外形 和 尺寸不规则 的物体 ， 用 统计的方法 表示 其粒度。即用筛分试验获得的筛分组成计算其平均粒度 筛分试验获得的筛分组成计算其平均粒度。 其粒度。即用筛分试验获得的筛分组成计算其平均粒度。 一般用一套具有标准规格和规定孔径的多级振动筛将 一般用一套具有标准规格和规定孔径的多级振动筛将 多级振动筛 焦炭筛分，然后分别称量各级筛上焦炭 称量各级筛上焦炭和 焦炭筛分 ， 然后分别 称量各级筛上焦炭 和 最小筛孔的筛下 焦炭质量，算出各级焦炭的质量百分率即焦炭的筛分组成。 焦炭质量 ， 算出各级焦炭的质量百分率 即 焦炭的筛分组成。
一、焦炭的性能 二、焦炭的用途 三、配煤炼焦
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一、焦炭的性能
主要内容： 主要内容： ㈠ 焦炭的宏观构造与孔孢结构 ㈡ 焦炭的物理机械性能 ㈢ 焦炭的化学组成 ㈣ 焦炭的高温反应性 ㈤ 块焦反应率及反应后强度
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一、焦炭的性能
㈠ 焦炭的宏观构造与孔孢结构
焦炭是质地坚硬 ， 以 碳 为主要成分的含有裂纹和 缺陷 焦炭是质地坚硬， 为主要成分的含有 裂纹和 是质地坚硬 裂纹 不规则多孔体, 银灰色。 的不规则多孔体,呈银灰色。 用肉眼观察焦炭都可看到纵横裂纹。 用肉眼观察焦炭都可看到纵横裂纹 。 沿粗大的纵横裂 焦块。 纹掰开，仍含有微裂纹的是焦块 纹掰开，仍含有微裂纹的是焦块。 将焦块沿微裂纹分开，即得到焦炭多孔体， 也称焦体 焦体。 将焦块沿微裂纹分开 ， 即得到焦炭多孔体 ， 也称 焦体 。 焦体由气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦质 焦质， 焦体由气孔和气孔壁构成 ， 气孔壁又称 焦质 ， 其主要 成分是碳 矿物质。 成分是碳和矿物质。
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加速焦炭同CO2的反应，使焦炭的破坏加剧。 的反应，使焦炭的破坏加剧。 加速焦炭同
一、焦炭的性能
一般焦炭灰分每增加1%， 高炉焦比 （ 每 ， 高炉焦比（ 一般焦炭灰分每增加 吨生铁消耗焦炭量） 约提高2%， 炉渣量约增 吨生铁消耗焦炭量 ） 约提高 ， 高炉熔剂用量约增加4%,高炉生铁产量 加 3%,高炉熔剂用量约增加 高炉熔剂用量约增加 高炉生铁产量 约下降2.2～ 约下降 ～3.0%。 。
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一、焦炭的性能
图1-2 -1 焦炭挥发分与原料煤挥发分的关系 图1-2-2
焦炭挥发分与炼焦温度的关系
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一、焦炭的性能
固定碳是煤干馏后残留的固态可燃性物质， 固定碳是煤干馏后残留的固态可燃性物质，由计 算得： 算得： 固定碳 = 100－水分－灰分－挥发分，% －水分－灰分－挥发分， 焦炭挥发分的测定方法见国标2002—80。 焦炭挥发分的测定方法见国标 。 2．元素分析 ． 焦炭元素分析是指焦炭按碳 焦炭元素分析是指焦炭按碳、氢、氧、氮、硫和 元素组成确定其化学成分时 称为元素分析。 确定其化学成分时， 磷等元素组成确定其化学成分时，称为元素分析。
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一、焦炭的性能
有害元素，焦炭中的硫包括： （4）硫 是有害元素，焦炭中的硫包括： 煤和矿物质转变而来的无机硫化物 无机硫化物（ 煤和矿物质转变而来的无机硫化物（FeS 、 CaS等 CaS等）。 熄焦过程中部分硫化物被氧化生成的硫酸盐 熄焦过程中部分硫化物被氧化生成的硫酸盐 （FeSO4 CaSO4）。 炼焦过程中生成的气态硫化物在析出途中与 高温焦炭作用而进入焦炭的有机硫 有机硫。 高温硫 其成分为0.7%～ 1.0%。 全硫。 这些硫的总和称 全硫 。 其成分为 ～ 。
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一、焦炭的性能
固定碳（ ） （3）挥发分（Vdaf）和固定碳（FC） ）挥发分（ 焦炭成熟程度的标志， 挥发分是衡量焦炭成熟程度的标志 通常规定高炉 挥发分是衡量焦炭成熟程度的标志， 通常规定高炉 焦的挥发分应为1.2%左右。 左右。 焦的挥发分应为 左右 若挥发分大于1.9% 则生焦，其不耐磨，强度差； 则生焦，其不耐磨，强度差； 若挥发分大于 若挥发分小于0.7%， 则焦炭过火，裂纹多且易碎。 ， 则焦炭过火，裂纹多且易碎。 若挥发分小于 焦炭的挥发分同原料煤的煤化度及炼焦最终温度有 关，如图1-2-1、图1-2-2。 如图 、 。
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一、焦炭的性能
（ 2）灰分（Ad） 灰分是焦炭中的有害杂质， 主要成份 ） 灰分（ ） 灰分是焦炭中的有害杂质， 有害杂质 是高熔点的SiO2和Al2O3等酸性氧化物 在高炉冶炼中要用 等酸性氧化物,在高炉冶炼中要用 是高熔点的 CaO等熔剂与它们生成低熔点化合物 ， 才能以熔渣形式 等熔剂与它们生成低熔点化合物， 等熔剂与它们生成低熔点化合物 由高炉排出。 由高炉排出。 灰分的危害： 灰分高，就要适当提高高炉炉渣碱 灰分的危害 ： ① 灰分高， 就要适当提高高炉炉渣碱 不利于高炉生产。 焦炭在高炉内被加热时， 度 ， 不利于高炉生产 。 ② 焦炭在高炉内被加热时 ， 由于 焦质和灰分热膨胀性不同， 焦质和灰分热膨胀性不同 ， 会沿灰分颗粒周围产生并扩 大裂纹， 加速焦炭破碎或粉化。③ 灰分中的碱金属还会 大裂纹 ， 加速焦炭破碎或粉化。
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焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M 焦炭的孔孢结构影响耐磨强度 10值，焦炭的裂纹度 影响其抗碎强度M 影响其抗碎强度 25值。 M25和M10值的测定方法很多，我国多采用德国 值的测定方法很多， 米贡转鼓试验方法 方法。 所示。 米贡转鼓试验方法。如下表 所示。
一、焦炭的性能
焦炭转鼓实验方法 转鼓特性
M 10 =
入鼓焦炭质量
×100%
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一、焦炭的性能
抗碎强度：当焦炭承受冲击力时 抗碎强度：当焦炭承受冲击力时，焦炭沿结构的裂 冲击力 纹或缺陷处碎成小块， 纹或缺陷处碎成小块，焦炭抵抗此种破坏的能力称焦炭 抗碎性或抗碎强度。 表示。 的抗碎性或抗碎强度。用M25（M40）表示。
M 25 = 出鼓焦炭中大于25mm的质量 ×100% 入鼓焦炭质量
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一、焦炭的性能 ㈢、焦炭的化学组成
主要用焦炭工业分析和元素分析数据来加以体现。 主要用焦炭工业分析和元素分析数据来加以体现。 焦炭工业分析 数据来加以体现 1．工业分析 ． 焦炭的工业分析包括焦炭水分 灰分和挥发分的测 焦炭水分、 焦炭的工业分析包括焦炭水分、灰分和挥发分的测 定以及焦炭中固定碳的计算。 焦炭中固定碳的计算 定以及焦炭中固定碳的计算。 （1）水分（Mt） 焦炭的水分是焦炭试样在一定温度下 ）水分（ ） 干燥后的失重占干燥前焦样的百分率。 干燥后的失重占干燥前焦样的百分率。 稳定控制焦炭的水分， 生产上要求稳定控制焦炭的水分 生产上要求稳定控制焦炭的水分，水分波动会使焦 计量不准，从而引起炉况波动 炉况波动。 炭计量不准，从而引起炉况波动。 不利于降低高炉炉顶温度， 但水分也不宜过低，否则不利于降低高炉炉顶温度 但水分也不宜过低，否则不利于降低高炉炉顶温度， 且会增加装卸即使用中的粉尘污染 粉尘污染。 且会增加装卸即使用中的粉尘污染。
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一、焦炭的性能
（1）碳和氢 ） 是构成焦炭气孔壁的主要成分 气孔壁的主要成分， 碳是构成焦炭气孔壁的主要成分，氢则包 含在焦炭的挥发分 挥发分中 含在焦炭的挥发分中。 一般碳： 一般碳：92%～96%，氢：1%～1.5%。 ～ ， ～ 。 （ 2 ） 氮 焦炭中的氮是焦炭燃烧时生成NOx 的 焦炭中的氮是焦炭燃烧时生成 NO 来源，结焦过程中氮含量变化不大， 来源 ， 结焦过程中氮含量变化不大 ， 仅在干馏温 度达800 以上时才稍有降低。 度达800oC以上时才稍有降低。 焦炭中氧含量很少， （ 3）氧 焦炭中氧含量很少 ， 为 0.4%～ 0.7%。 ） ～ 。