焦炭光学组织在煤质评价中的应用研究

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八钢焦炭的光学组织特征及其成因分析

八钢焦炭的光学组织特征及其成因分析李培铖　冯进　邱健(新疆八一钢铁集团有限责任公司炼铁分公司)摘　要:　阐述了八钢焦炭呈现以流动型为主、辅以粗粒镶嵌的光学组织特征。

分析认为,炼焦煤的变质程度和煤岩组成是影响焦炭光学组织的重要因素。

焦炭的光学组织与CO2的反应存在着选择性。

关键词:　焦炭;光学组织;成因1　前言煤在炼焦过程中,除析出部分煤气和煤焦油外,大部分残留转化为焦炭。

煤中能软化熔融的活性组分和不软化熔融的惰性组分共同形成焦炭的气孔璧。

用偏光显微镜在油浸或干物镜下(放大倍数一般为400～600倍)所观察到的焦炭气孔璧部分的组织称为焦炭的光学组织。

焦炭的光学组织与焦炭质量之间有很好的相关关系,借助焦炭的光学组织可以推断炼焦煤性质、预测焦炭的冷态强度、深入研究焦炭的热态性能等。

八钢焦化技术人员通过长期的煤岩研究,对现有的原料煤煤质及焦炭的光学组织形成了初步的认识。

此文针对八钢焦炭的光学组织特征进行了成因简析。

2　八钢焦炭的光学组织特征2.1　焦炭光学组织测试方法制取0.061～1.0mm的焦炭试样,用不饱和树脂将焦样粘结,冷态成型,用磨片机、抛光机磨抛制成光片。

采用正交偏光显微镜在500倍下,进行定量分析。

测量点数不少于400点。

焦炭的光学组织根据其光学性质、尺寸大小作如下划分,见表1。

表1　焦炭光学组织分类表序号名称代号分类特征1各向同性TX无光学各向异性2细粒镶嵌XL有光学异性,<1Λm3粗粒镶嵌CL有光学异性,1～10Λm4流动状LD有光学异性,同色粒状有方向性排列成行,1～10Λm5片状PZ有光学异性,长向及宽向均>10Λm6基础各向异性JC有光学异性,直接来源于煤7类丝+破片S+P呈各向同性或各向异性,直接来源于煤的丝质组和小片惰性物用光学组织指数O T I来表征焦炭的光学异性程度。

将各向同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、流动状、片状、基础各向异性、类丝+破片组织分别赋值0、1、2、3、4、4、0,以下式计算O T I值。

焦炭光学组织与反应性关系的研究

１试验部分
１．１试验原料试验主要采用包钢焦化厂现使用的煤种作为原
料，根据国家标准对其进行了工业分析、粘结指数的胶质层最大厚度的测定，其数据见表１。
表ｌ单种煤常规分析
％
１．２试验方法将单种煤在２０ｋｇ焦炉中成焦，其中２０ｋｇ焦炉
收稿日期：２００５一０４—２５作者简介：付利俊（１９７２一），男，内蒙古土左旗人，工程师，现从事煤焦检验工作。
古交和大武口光学组织以中粒镶嵌、粗粒镶嵌、不完全纤维为主，但由于他们的丝炭和破片含量较低，其结焦性较乌焦类好。邯郸光学组织主要以粗粒镶嵌、不完全纤维、完全纤维为主，其丝炭
和破片组织非常低，所以是非常好的焦煤。马兰从常规分析划分为焦煤，但从光学组织分析倾向于肥煤特征。
阿刀亥的光学组织特征主要以完全纤维、片状、丝炭与破片为主，一般较高变质程度煤的镜质组，在加热过程中大多数多会经软化、熔融形成片状结构，这是典型的瘦煤，由于含有较高的丝炭与破片，其结焦性比较差。２．２焦炭反应性前后的光学组织变化
万方பைடு நூலகம்据
第３期
焦炭光学组织与反应性关系的研究
５３
变化未达到一定关系，但从整体数据分析，焦炭的各
向异性效应愈强，抗反应性愈强。
表３焦炭反应性前后的光学组织对比数据
％
３结束语
通过单种煤焦炭反应性试验前光学组织的特征分析，以及反应性试验后光学组织的变化研究，认为焦炭的反应性受各向同性组织、丝炭和破片组织影响较大，随着各向同性组织，丝炭和破片组织含量增加，焦炭的反应性变高；另外，各向异性组织对焦炭的反应性有抑制作用，随着各向异性效应增强，焦炭反应性降低。
乌焦的光学组织主要以粗粒镶嵌、不完全纤维、完全纤维以及丝炭与破片为主，由于含有较高的丝炭和破片，降低了其结焦性。否则，乌焦是比较好的煤类。卡布其的光学组织以中粒镶嵌、粗粒镶嵌、不完全纤维以及丝炭与破片为主，虽然从常规分析角度看，与乌焦是同一类煤，但从焦炭的光学组织分析，其结焦性不如乌焦。

氮肥清洁生产方案发布

（：７４．５）４ — ９
３１综合采用工业分析、结性、岩指标及焦炭光．黏煤
［］项５
茹，陈
鹏，改凤．挥发分枣庄１３焦煤煤质薛高／
学组织，更合理地评价单种煤的结焦特性。可
３２在所研究的炼焦煤中．同一类型的煤种由于成．煤条件的差异．结焦性能也有所不同。其
ＡｂｓｒｃＢｓｄｏｈｔｄｆｔｅｃｋｎｏｌｈｏｇｒｘｍａｅａａｙｉ，ｐｔｏｏｙｉｄｘｓｈｐｉａｅｔｒｔａｔａｅｎｔｅｓｕｙｏｈｏｉｇｃａｓｔｒｕｈｐｏｉｔｎｌｓｓｅｒｌｇｎｅｅ，ｔｅｏｔｌｔｘｕｅｃ
于山西肥煤青海焦煤和河南焦煤成焦所得的焦炭质
参考文ห้องสมุดไป่ตู้ ：
［］薛改凤．传智．１许陈鹏．煤岩配煤技术在武钢生产中
的应用［］武汉科技大学学报，０６２（）５７５０Ｊ．２０，９６：７— ８．［］申明新．中国炼焦煤的资源与利用［］２Ｍ．北京：学工化
２１００年４月
项
茹等：焦炭光学组织在煤质鉴别中的应用
２１
由表４看出．东Ａ矿和Ｂ矿两种煤成焦的性能山
指标同样有较大差别，东Ｂ矿１３焦煤成焦质量较山／

不同焦炭光学组织的气化反应性分析

不同焦炭光学组织的气化反应性分析王越;庞克亮;马银华;夏伟;吴昊天;谷致远;刘福军;赵华;由志强;候进强【期刊名称】《煤质技术》【年(卷),期】2024(39)1【摘要】焦炭光学组织是影响焦炭反应性的内在因素,对不同焦炭光学组织的气化反应性分析可为更好地指导配煤炼焦生产,即通过合理配煤控制和改善焦炭反应性指标以实现降低配煤成本、稳定和提高焦炭质量。

选择10种不同变质程度的炼焦煤,利用煤岩显微镜和焦炭反应性实验定量分析每种光学组分的相对反应性,并建立基于镜质体反射率和焦炭光学组织相对反应速率的焦炭反应性预测方程。

结果发现,不同焦炭中不同光学组织的气化反应速率(绝对值)差别较大,但相对反应速率基本恒定,与焦炭类型无关。

各向同性组织、镶嵌状组织、流动状组织、丝质及破片组织的相对反应速率比值为K_(ISO)∶K_(M)∶K_(F)∶K_(FF)=2.5∶1.0∶0.6∶2.6。

光学组织相对反应速率对焦炭反应性(CRI)的影响高于变质程度,基于镜质体反射率(R^(o)_(max))和焦炭光学组织相对反应速率(K)的焦炭反应性预测方程为CRI=-14.73 R^(o)_(max)+17.21 K+30.78。

【总页数】7页(P47-53)【作者】王越;庞克亮;马银华;夏伟;吴昊天;谷致远;刘福军;赵华;由志强;候进强【作者单位】鞍钢集团北京研究院有限公司;鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司;鞍钢集团钢铁研究院【正文语种】中文【中图分类】TQ520.1【相关文献】1.焦炭光学组织与反应性关系的研究2.碱金属（K）对焦炭不同光学组织气化规律的试验研究3.不同类型焦炭光学组织与CO2反应性关系的研究4.焦炭高温气化反应特性与光学组织、灰分变化的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

焦炭光学组织在煤质鉴别中的应用

煤的各项常规指标分析按照Ｇ／２２２０、ＢＴ１— ０７
Ｇ／５４— ９７Ｇ／４９２０ＢＴ４７１９、ＢＴ７ — ００进行。
河南Ｆ矿焦煤１．４２．２０４８８０９０Ｏ５４３．８５．０１．０１
收稿日期：０９１ｌ２０— 卜６
值）为９，为７，两矿点煤质按国标分仍属Ａ矿０Ｂ矿８这
青海Ｇ矿焦煤７０２．９０３７３．０５０．０５４．２８００１．０
１２煤的镜质组反射率及其分布测定．
煤的镜质组反射率测定方法按照Ｇ／６４ —９８ＢＴ９８１９
规定进行。点６标准片为０５测０，．９和１７．１双标，仪从表１看出．东Ａ矿和Ｂ矿１３焦煤挥发分高山／达３％：上，６１２比河南Ｃ矿１３焦煤高５黏结指数（／％，Ｇ
器为德国ｌｉａ公司的ＭＰ２０和ＭＶＳｅｃＳ一０Ｐ－Ｐ显微光度
计。反射率分布测定梭武钢研究院规程进行．炼焦将煤镜质组反射率分成＜０７％，．５０９％．．５．５０７％．５０９
７５３．８０５９３．Ｏ９３．３６１．Ｏ０３５１．Ｏ７Ｏ３．００７７３．０３３．１６４．５８５１１．０
１实

焦炭光学组织在煤质评价中的研究

ＸｕＤａｎＺｅｎｇＴａｏＨｕａｎｇＷｅｎｌｉａｎｇ
（Ｃｏｋｉｎｇｐｌａｎｔｉｎｃｈｏｎｇｑｉｎｇｉｒｏｎ＆ｓｔｅｅｌｃｏｍｐａｎｙ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｃａｋｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＱｉｎｇｈａｉｃｏａｌ，ｇａｓｃｏｌ，ａ１／３ｃｏｋｉｎｇｃｏａｌ，ｆａｔｃｏａｌａｎｄ
加接近，故在配煤炼焦中青海煤视作ｌ／３焦煤使用更为合理。关键词青海煤变质程度黏结性焦炭质量光学组织
Ｓｔｕｄｙｏｎｅｖａｌｕａｔｅｏｆｃｏａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｂｙｃｏｋｅｏｐｔｉｃａｌｔｅｘｔｕｒｅ
ｃｏｋｉｎｇｃｏｌａｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｃｏｌｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｏｐｔｉｃｌａｔｅｘｔｕｒｅｓｏｆｃｏｋｅｓｍａｄｅｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
专嗣技
ＣＩＳＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
焦炭光学组织在煤质评价中的研究
徐丹曾涛黄可

焦炭显微结构及矿物质存在下反应性变化规律探讨

煤质技术全国中文核心期刊矿业类核心期刊 CAJ-CD 规范执行优秀期刊焦炭显微结构及矿物质存在下反应性变化规律探讨87焦炭显微结构及矿物质存在下反应性变化规律探讨王晓磊,郭治,曲思建,张飏,商铁成,王利斌(煤炭科学研究总院北京煤化工分院,北京100013)摘要:分析了焦炭显微结构及其对焦炭反应性的基本影响,探讨了矿物质的存在对焦炭显微结构的影响机理及催化作用特征。

焦炭光学显微结构对焦炭反应性影响顺序为各向同性、类丝炭和破片>细粒镶嵌>粗粒镶嵌>流动型片状结构。

当有矿物质存在时,其顺序恰好相反。

关键词:焦炭显微结构;反应性;矿物质中图分类号:TQ 52 文献标识码:A 文章编号:1006-6772(2008)02-0087-03收稿日期:2008-02-27作者简介:王晓磊(1984-)女,内蒙赤峰人,硕士研究生,就读于煤炭科学研究总院煤化工分院化学与工艺专业,从事煤炭转化、热解等研究工作。

随着钢铁工业的发展,高炉日趋大型化,同时还采取了煤粉喷吹、富氧、高风温等强化冶炼措施,这对高炉中的焦炭质量提出了更高的要求。

近几十年来,国内外对一些高炉进行解剖研究,取得了焦炭在炉内状况的丰富资料,认为现行冷态强度不能完全反映焦炭在高炉内的热性能,而焦炭反应性却能较好地反映其在高炉中抵抗化学侵蚀的能力,是评价焦炭质量的重要指标。

焦炭反应性的大小与焦炭显微结构及矿物质的催化作用密切相关。

弄清有矿物质存在的条件下焦炭显微结构对反应性的影响规律,对于指导炼焦配煤具有重要意义。

1 焦炭显微结构及其对反应性的基本影响1 1 影响焦炭显微结构的主要因素煤在成焦过程中,低分子热解产物呈气态逸出,留下的自由基缩聚、叠砌形成球形的可塑性物质,即小球体。

在热态下,小球体不断吸附液相中其他大分子,因而球的体积不断增大。

在热运动中小球体还相互融并成为更大的球体。

这些较大的球体直到表面张力已不足以维持其球形时,就发生解体和变形,如颗粒状、流动状或片状,最后这些组织结构保留到固化后的焦炭中,成为焦炭的显微光学组织。

焦炭反应性前后光学组织的研究

焦炭光学组织与反应性关系的研究1.前言近几十年来，国内外对一些高炉进行解剖研究，取得了焦炭在炉内状况的丰富资料。

认为现行冷态强度不能完全反映焦炭在高炉内的热性质，而焦炭反应性与焦炭在高炉中性状的变化有密切关系，能较好地反映焦炭在高炉中的状况，是评价焦炭热反应性的重要指标。

一般对于焦炭热反应性反应机理的研究，认为焦炭热反应性主要是汽化反应（CO2 +C→2CO）,它消耗炭素，使焦炭气孔壁变薄,促使焦炭强度下降,粒度变小。

此次研究主要是从煤岩学角度剖析焦炭热反应性反应机理,从单种煤焦炭的光学组织研究热反应性,有利于合理进行配煤,提高配合煤的质量,有利于提高焦炭在高炉中的热反应强度。

2.试验部分2.1 试验原料试验主要采用包钢焦化厂现使用的煤种作为原料,根据国家标准对其进行了工业分析、粘结指数和胶质层最大厚度的测定，其数据如表1。

试验方法将单种煤在20公斤焦炉中成焦，其中20公斤焦炉装煤量（干基）为23公斤，装炉煤水分为10±1%，燃烧室温度在1080±10℃，结焦时间为8小时，焦饼中心温度大于950℃。

成焦后留取部分焦炭进行光学组织的测定，其余焦炭按照国家标准进行热反应强度的试验。

试验完成后，将热反应强度测定前和测定后的焦炭分别进行制样，其破碎到粒度为0.2～1.5毫米的焦炭，取5克焦炭加入一定比例的粘结剂、固化剂和促进剂混合搅拌制成焦砖，将其中一个面磨制成合格的光面，在国产HY4显微光度计（海南大学研制）下做焦炭的光学组织分析。

表1 单种煤常规分析数据3.试验结果与讨论3.1单种煤焦炭的光学组织特征将在20公斤焦炉中成焦后的焦炭制成焦砖，在显微光度计下测定400点以上，其光学组织特征如表2。

由数据显示，河杨焦炭的光学组织以细粒镶嵌和中粒镶嵌为主，各向同性、丝炭和破片相对较多。

其原因从表1常规分析可知河杨煤属于1/2ZN，变质程度相对偏低，镜质组在成焦过程中中间相分子的原始顺序化程度低，使球体生长、长大、融并等的发展都受到很大的限制，所以形成以各向同性、细粒镶嵌和中粒镶嵌为主的光学性质。

贫煤、贫瘦煤对焦炭光学组织的影响

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ＷｕＲｕｉＺｈｇＤｅａｇａｎｘｉｎ。
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ＫｅｒｓｅｎｃａＭｅｇｅａｅｎｃａＰｒｄｃｉｎｍｏｌＣｏｅｏｔｃｌｏｇｎｚｔｎｙｗｏｄ：ＬａｏｌａｒｎｄｌａｏｌｅｉｔｏｄｅｋｐｉａｒａｉａｉｏＴｈｒｌｏｒｙｅｍａｐｅｔｐｒ
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燃料与化工
Ｆｅｕｌ＆Ｃｅｃ１Ｐｏｅｓｓｈｍｉａｒｃｓｅ
Ｊｎ０ｌａ．２ｌＶｏ．２ Ⅳ０１】４．
・

煤焦显微岩相分析在冶金企业中的应用

煤焦显微岩相分析在冶金企业中的应用摘要：煤焦显微岩相分析是以显微镜为主要工具来研究煤或焦炭微观结构上的变化规律,广泛应用于与煤或炭有关的各个领域,比如:煤层勘探、煤成因研究、煤采选、煤焦化、煤液化、水煤浆、煤燃烧、研究炭材料等方面，在冶金企业也越来越得到有效的应用，主要应用在监督控制进厂煤——利用镜质组反射率分布鉴定混煤，按煤岩方法控制煤场分堆，利用煤岩系统研究块焦孔隙分布，利用煤岩系统研究煤岩组分组成和焦炭光学组成，用煤岩学的方法研究高炉喷吹燃烧后的残炭等方面，本文就煤焦显微岩相分析在冶金企业中的应用展开系统探讨。

关键词：煤焦显微岩相分析；冶金企业；应用1、应用之一：监督控制进厂煤，利用镜质组反射率分布鉴定混煤，这是目前最常用到的一个功能。

1.1应用基本原理：一个单一的煤一定是个单峰正态分布，标准偏差<0.1。

而不同变质程度煤混配在一起时，在镜质组反射率分布图上必然会出现多个峰，方差也随之增大。

变质程度相近的煤混配在一起也可能只有一个峰，但一般会偏差略增大，但因煤质相近，可视作单一煤使用。

1.2监督控制进厂煤的方法。

1.2.1合同约束，尽量减少混煤入厂。

方法: S值法。

原则:A. 尽可能保证进厂煤为单一煤或性质接近单一煤的煤种；B. 尽可能杜绝复杂混煤入厂。

1.2.2跟踪统计一个供煤点来煤稳定性：掌握各供煤点煤质变化幅度及频度。

1.2.3根据煤岩组分定量情况，分析来煤煤质变动原因。

1.3 S值法1.3.1将煤岩参数作为采购合同的一项指标。

当来煤混配了与其变质程度不同的煤，其标准偏差必然加大，煤质相差的越大，S值越大。

根据S值大小可以将来煤化分为单一煤层煤（S<0.1）、简单混煤（S>0.1-0.2）和复杂混煤（>0.2)及几种带凹口的混煤类型。

根据检测结果利用经济杠杆进行调整。

比如：S ≥ 0.10，罚50元/吨。

（高变质例外Rmax≥1.7，但必须S＜0.12）S ≥ 0.15，罚100元/吨。

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道温度１１５０℃ ；炼焦速度２４．１ｍｉｎ／ｈ。焦炭冷态机
械强度包括抗碎强度（。）和耐磨强度（。。）。焦炭
ＱＭ）作为研究对象，为综合评价青海煤的性质，特选
取了典型的气煤（代号Ｄ１）、１／３焦煤（代号Ｂ４）、肥煤（代号ｃ２）和焦煤（代号Ａ３）作为参照。对各单种煤
各单种煤的工业分析按照ＧＢ／Ｔ２１２ —２００ｌ《煤
的工业分析方法》进行；各单种煤的黏结指数（Ｇ值）按照ＧＢ／Ｔ５４４７ —１９９７《烟煤黏结指数测定方法》进行测定；各单种煤的胶质层最大厚度（ｙ值）按照ＧＢ／Ｔ４７９－２０００￣烟煤胶质层指数测定方法》进行测定；各单种煤的基氏流动度按照ＧＢ／Ｔ２５２１３－２０１０（（煤
近或相同的煤，其黏结性有时却有很大的差异。因难以掌握这些较为特殊的煤的性质，会制约这些
单种煤小焦炉炼焦试验在４０试验焦炉上进行，该试验焦炉采用电加热，煤饼两面受热，其余加
热面采用石棉板保护。基本尺寸４１０ｍｍ×５６０ｍｍ ×５００ｍｍ。试验条件：实际装煤量３６ｋｇ（干基），装炉煤水分１０％，装炉煤细度＜３ｍｍ占８５％；装煤温度８００℃ ，结焦时间１７ｈ，焦饼温度９５０～１０５０℃ ，火
ＹＢ／Ｔ０７７～１９９５进行测定，试验设备为德国Ｌｅｉｃａ双目偏反光显微镜，白光入射，插入起偏镜和检偏镜，调节起偏镜与检偏镜之间的夹角为９０。，形成正交偏光，在正交偏光下插入石膏补偿板，选用 ×５０油浸物镜和 ×１０目镜，采用计点统计法测定焦炭光学组织。测定时，样品测定面积１．４ｅｍ×１．４ｃｍ，点行间距４００ｍ，总测定点数１２００点。
冷态强度按照ＧＢ／Ｔ２００６－２００８｛焦炭机械强度的
测定方法》进行测定。
粉焦光片的制作按照ＧＢ／Ｔ１６７７３－２００８（（煤岩分析样品制备方法》制作。焦炭光学组织组成按照
弟３５巷弟１别
ｕＪ
Ｔ口
立
２０１３年２月
ＳｈａｎｄｏｎｇＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ
Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１３
试验研；
焦炭光学组织在煤质评价中的应用研究
徐丹，曾涛，黄文良
（重庆钢铁（集团）有限责任公司焦化厂，重庆４０１２５８）摘要：通过对青海煤、肥煤、焦煤、１／３焦煤和气煤进行煤岩分析、黏结性分析，并测定各单种煤所炼焦炭的光学组织和焦
进行工业分析、煤岩分析、黏结性分析，并测定各单种煤所炼焦炭的冷态机械强度和光学组织组成。主要通过青海煤所炼焦炭光学组织组成来评价、推断其性质，使其在配煤炼焦中能够得到合理的使用。
２煤质分析及炼焦试验
３结果与讨论
３．１分析结果
制备方法》制作。利用ＨＤ型全自动显微光度计测
１前
言
定各单种煤煤样镜质组平均最大反射率（）和镜
质组反射率分布。样品测定面积１ｅｍ×１ｅｍ，总测定点数１万点。
黏结性是炼焦煤最重要的工艺性质之一，是评价炼焦煤性质的主要指标。但是部分变质程度接
煤炼焦中将青海煤视作１，３焦煤使用更为合理。
关键词：青海煤；变质程度；黏结性；焦炭质量；光学组织中图分类号：ＴＱ５２０．１文献标识码：Ａ文章编号：１００４ — ４６２０（２０１３）０ｌ一００３０一Ｏ３
煤在配煤炼焦中的使用。当炼焦操作条件相同时，
所炼焦炭的光学组织是与原料煤的煤质紧密相关的口，可以从焦炭光学组织组成来判断变质程度接
近但性质不同的煤之间的差异。因此焦炭光学组织
在评价煤质方面有着较为广泛的应用前景。本研究主要以煤质较为特殊的青海煤（代号
炭冷态强度，结果表明：青海煤变质程度与肥煤接近，但是其黏结性较肥煤差；青海煤所炼焦炭冷态强度较肥煤和焦煤所炼焦炭差，略好于１，３焦煤所炼焦炭；青海煤所炼焦炭光学组织以细粒镶嵌和丝炭与破片为主，中粒和粗粒镶嵌含量较少；而
肥煤和焦煤所炼焦炭光学组织以中粒和粗粒镶嵌为主，细粒镶嵌的含量较少。青海煤的性质与ｌ／３焦煤更加接近，故在配