配煤炼焦
配煤炼焦技术研究与分析
配煤炼焦技术研究与分析随着煤炭行业的持续不断发展，很多焦化企业面临严峻的生存压力，大量的焦化企业为了最大限度降低生产成本开始重视对配煤技术的研发，通过增加气煤用量来降低焦肥比，还可以利用焦粉回配达到降低瘦煤配入量，这些方法绝大多数都是在企业日常生产活动中依靠经验创造出来的配煤技术。
基于配煤炼焦相关技术使用问题，我们以配煤炼焦相关技术为中心，进行深入讨论和分析。
标签：炼焦配煤；煤质指标；煤岩指标0 前言目前有一部分企业建立了煤岩配煤系统来指导配煤，这些都是通过煤种的自身特有属性和焦炭自身质量关系综合起来得出的。
然而，煤种的单一特性却不能得到有效保障，一般情况下，混煤就是在煤中增添一些非煤物质，导致建立起来的数字关系不能有效反应出来焦炭中的质量现象。
因此，新时代配煤技术研究主要是侧重于煤炭自身本质结构、特性和炼焦效果等方面。
1 关于炼焦配煤技术分类分析配煤炼焦一般是把2种或者2种以上的单种煤，均匀的按照合适的比例进行配合，使得各种煤之间进行取长补短，生产出优质焦炭，并且，能够合理使用煤炭资源，来增加炼焦化学产品。
通常情况下，通过对炼焦配煤技术的总结可分为以下3类：传统配煤、煤岩学配煤与配入添加物配煤。
①传统配煤技术分析，传统配煤技术，一般是指借助煤质指标来指导配煤，比较常用的评价炼焦煤技术指标一般有挥发分Vdaf、灰分Ad、全硫S、粘结指数G值、煤种胶质层最大厚度Y值等，关于煤的挥发分是表征煤变质程度的重要指标。
同一种煤质中的丝质组与稳定组、镜质组具有不同产率挥发分；②煤岩学配煤技术分析，一般情况下，煤是一种不均衡物质，由不同种类的工艺性质微煤岩组分综合组成。
它们再配煤中的功能各不相同。
煤中的活性组质量也存在很大不同；③关于配入添加物炼焦技术分析，当下，很多优质炼焦煤资源短缺。
并且价格也比其他炼焦煤要高很多，因此，把多种添加剂加入到煤中来达到降低优质炼焦煤的使用量将成为一种主流发展趋势。
2 关于配煤炼焦技术分析2.1 针对煤岩配煤技术分析以往的配煤技术中，煤质指标并不能有效反映各种炼焦煤中的结焦性中的差异，这些技术中的信息数据只是代表了煤种的总体胶质层的厚度和总体粘结指数，是通过煤种不同粘结性能组分所来表达出来的综合数值。
配煤炼焦工艺概述
配煤炼焦工艺概述目前，世界各国生产的焦炭，绝大部分都是在室式炼焦炉内生产的，并且多采用配煤炼焦的方法。
其工艺过程主要包括将炼焦用的几种原料煤按工艺要求进行粉碎、按适宜的比例进行配合、配合煤装炉炼焦和熄焦，其中原料煤的配合对生产符合质量要求的焦炭具有重要意义。
配煤的目的与意义高炉焦和铸造焦等要求灰分低、含硫少、强大、各向民性程度高。
在室式炼焦条件下，单种煤（焦煤除外）炼焦很难满足上述要求，各国煤炭资源也无法满足单种煤炼焦的需求，中国煤炭资源虽然十分丰富，但煤种和储量资源分布不均，因此必采用配煤炼焦。
所谓配煤就是将两种以上的单种煤料，按适当比例均匀配合，以求制得各种用途所要求的焦炭质量。
采用配煤炼焦，既可保证焦炭质量符合要求，又可合理利用煤炭资源，节约优质炼焦煤，同进增加炼焦化学产品产量。
配煤方案的制定是焦化厂生产技术管理的重要组成部分，也是焦化厂规划设计的基础，在确定配煤方案时，应遵循下列原则。
配合煤性质与本厂煤预处理工艺及炼焦条件相适应，焦炭质量按品种要求达到规定指标。
符合本地区煤炭资源条件，有利扩大炼焦煤源。
有利增加炼焦化学产品；防止炭化室中煤料结焦过程产生的侧膨胀压力超过炉墙极限负荷，避免推焦困难。
缩短煤源平均运距，便于调配车皮，避免煤车对流，在特殊情况下有一定调节余地。
来煤数量和质量稳定，最终达到生产满足质量要求的焦炭的同时，使企业取得可观的经济效益。
不同品种焦炭对配合煤的质量指标要求不同用途的焦炭，对配煤的质量指标要求不同，为保证炼出质量合格的焦炭，必须保证配煤的质量。
中国20世纪50年代初的配煤方案是以气煤、肥煤、焦煤和瘦煤四种煤为基础煤按照一定比例配合确定的。
但由于中国炼焦煤资源分布不均衡，不可能在所有地区满足四种煤配合的原则，因而开发了各种配煤技术如用配煤质量指标确定配煤方案。
在进行炼焦配煤操作时，对配合煤的主要质量指标要求包括：化学成分指标即灰分、硫分和磷含量，工艺性质指标即煤化度和黏结性，煤岩组分指标和工艺条件指标即水分、细度、堆密度等。
焦炭生产工艺流程
焦炭生产工艺流程之杨若古兰创作
古代焦炭生产过程分
为洗煤、配煤、炼焦
和产品处理等工
序. 1、洗煤元煤在
炼焦之前，进步前辈行洗选.目的是降低煤中所含的灰分和去除其他杂质. 2、配煤将各种结焦功能分歧的煤按必定比例配合炼焦.目的是在包管焦炭质量的前提下，扩大炼焦用煤的使用范围，合理地利用国家资本，并尽可能地多得到一些化工产品. 3、炼焦将配合好的煤装入炼焦炉的炭化室，在隔绝空气的条件下通过两侧燃烧室加热干馏，经过必定时间，最初构成焦炭. 4、炼焦的产品处理将炉内推出的红热焦炭送去熄焦塔熄火，然后进行破碎、筛分、分级、获得分歧粒度的焦炭产品，分别送往高炉及烧结等用户.熄焦方法有干法和湿法两种.湿法熄焦是把红热焦炭运至熄焦塔，用高压水喷淋60～90秒.干法熄焦是将红热的焦炭放入熄焦室内，用惰性气体轮回回收焦炭的物理热，时间为2～4小时.在炼焦过程中还会发生炼焦煤气及多种化学产品.焦炉煤气是烧结、炼焦、炼铁、炼钢和轧钢生产的次要燃
料.。
第二章 配煤炼焦的原理与配煤工艺
（4）配合煤的膨胀压力
煤在炭化室内膨胀压力是由多种因素所决定，膨胀压力的 大小没有可靠的理论计算的方法，配合煤料中煤组分之间存在 相互作用，因此配合煤的膨胀压力不具有加和性，只能用试验 的方法加以测定。可以采用试验焦炉测定膨胀压力大小。对于 新建炼焦厂，在进行炼焦煤种的选择时，可在实际生产焦炉上 对配煤方案做单孔试验，以便得到更加可靠的试验数据。
3、炼焦配煤的质量要求
配煤的质量要求主要包括配煤的灰分、硫分、
煤化程度和粘结性指标等，其中煤化程度和粘结性
指标被称为炼焦的配煤参数，配煤质量要求是由焦 炭质量的要求和炼焦条件所共同确定的。
（1） 配合煤的灰分和硫分
成焦过程中，煤料中的矿物质以灰分形式全部转入焦炭，而 煤料中的硫分部分残留在焦炭中，另一部分转化为气态硫化物进 入煤气，极少量进入液体产物。煤中的灰分与焦炭中的灰分关系 如下： A煤 = K A焦 (2-1) 式中A煤、A焦 ——分别为煤中和焦炭中的灰分(干基)，％； K ——成焦率，％； 煤中的硫分与焦炭中的硫分关系见公式（1-3）。利用式(2-1) 和式(1-3)，可以根据焦炭灰分、硫分的要求，计算出配合煤的灰 分和硫分。例如我国规定，一级冶金焦的灰分不大于12％，按成 焦率75％计算，配合煤料的灰分应不大于9％（干基）。 配合煤料的灰分和硫分可按煤种配合比例加权平均进行计算。
因为焦炉炭化室的侧向供热，且炉料导热系数低，因 此在整个成焦过程的大部分时间内，炭化室内与炉墙垂直 方向上炉料的温度梯度较大(图2-1左)。这样在结焦过程的 大部分时间内，离炭化室墙面不同距离的各层炉料、所受 到的温度不同而处于热解过程的不同阶段，整个炭化室内 炉料的状态随时间而变化(图2-1右)。靠近炉墙附近的煤先 结成焦炭，而后焦炭层逐渐向炭化室中心推移，这就是所 谓的“成层结焦”。炭化室中心面上的炉料温度始终最低， 因此以结焦末期炭化室中心面的温度(焦饼中心温度)作为 焦饼成熟度的标志，称为炼焦最终温度。
炼焦过程与配煤原理
本章内容:
第一节 第二节 第三节 第四节 炭化室内结焦过程特点 影响炭化室结焦过程的因素 配合煤的质量 配煤原理
第一节 炭化室内结焦过程特点
特点:1、单向供热，成层结焦；
2、结焦过程中的传热性能随炉料的状态和温度而变
化
一、温度变化与炉料动态
1、成层结焦过程与炼焦最终温度 由于单向供热，且炉料导热系数低，故在结焦过程的大 部分时间内炭化室中心面法线方向上炉料内温度梯度较大。 在同一时间内，离炭化室墙面不同距离的各层煤料因温度不
二、各层温度梯度、升温速度和焦炭质量
由以上的讨论可知，各层的温度梯度和升温速度不同， 因此 导致各层焦炭的质量也有一定的差异，如图所示。 靠近炉墙的煤料，温度梯度大，升温速度快，塑性温度区间 变宽，塑性体内煤热解产物之间作用改善，从而改善了焦炭
质量：真密度、导电率、显微强度增大，气孔率降低，反应
性降低，反应后强度提高。但裂纹深、粒度小。熔融性好， 致密。靠近炉墙面的焦炭面扭曲如菜花俗称占全部 配合煤的质量百分数。 常规炼焦时约为72~80%； 配型煤炼焦时约为85%； 捣固炼焦时应大于90%。 7、膨胀压力 膨胀压力与粘结性指标间不存在规律的 相关关系，只能实测。
G
焦煤
肥煤
瘦煤
气煤
Vdaf 配煤原理图
第四节 配煤原理
一、胶质层重叠原理 该原理要求配合煤中各单种煤的胶质体的 软化区间和温度间隔能较好的搭接，这样可使 配合煤料在炼焦过程中能在较大的温度范围内 处于塑性状态，从而改善粘结过程，并保证焦 炭的结构均匀性。不同的牌号的炼焦煤的塑性 温度区间如图所示。
定义:ΔS =G焦S焦) /(G煤×S煤) =(G焦/ G煤) × (S焦/S煤) = K × (S焦/S煤) 一般ΔS = 0.6--0.7, 即煤中的硫有60--70%转入焦炭中。 G气×S气 G煤×S煤 所以，S焦 = S煤×ΔS/K 焦 炉 式中：S焦——焦炭硫分，% S煤——入炉煤硫分，%; K——全焦率，%， 一般为74—75%。 K =G焦/ G煤 所以ΔS/K = 0.8--0.93, 即S焦/S煤 = 0.8--0.93
浅谈如何提高配煤炼焦技术
浅谈如何提高配煤炼焦技术近年来，我国国民经济的持续、高速发展，极大地刺激了对钢铁的需求，也拉动了炼焦生产的高速发展。
焦炭产能的快速扩张，导致了炼焦煤供应紧张，此外，由于当前高炉的大型化对焦炭质量及其稳定性的要求也越来越高，而炼焦煤资源中强粘结性煤却越来越少，这一矛盾在我国尤为突出。
如何合理利用煤资源，满足焦化生产需求是我们长期面临的任务。
一、配煤炼焦技术目前世界各国的焦化行业为稳定提高焦炭质量，合理利用炼焦煤资源降低生产成本，主要采取以下几种配煤炼焦技术：1、捣固炼焦技术，根据中国炼焦行业协会焦炭资源专业委员会的调研，捣固焦炉可以大量配用价格低的气煤、三分之一焦煤、瘦煤，明显降低了炼焦配煤成本，合理利用了煤炭资源，为企业带来了明显的经济效益并产生了良好的社会效益。
2、配型煤炼焦技术：将炼焦装炉煤的一部分从备煤系统切出配加粘结剂后压制成型煤，再与其余散装煤料混合装炉炼焦，此技术由于煤料堆积密度的提高和粘结剂对煤料的改制作用，开显著改善焦炭质量。
3、煤调湿工艺：煤调湿工艺是上世纪80年代开发的技术，旨在降低装炉煤的水分，减少由于洗煤厂脱水工艺及气候影响造成的装炉煤水分波动。
经煤调湿后，配煤水分控制在6%左右。
用此工艺技术有助于提高焦炭质量（包括冷态强度和热态强度）、增加焦炉生产能力、降低炼焦耗能、稳定焦炉操作、减少炼焦污水、延长焦炉寿命。
其缺点是运煤过程易扬尘、炭化室易结石墨、焦油渣量增大。
二、配煤煉焦技术的应用（一）粘结剂添加的技术控制根据相关实验和实际生产经验表明，粘结添加剂的添加，确实可以很好的弥补炼焦煤的粘结性，因此可以通过添加粘结剂和低廉的弱粘煤来代替部分高粘结性煤，同样可以达到很好的效果，炼出优质的焦煤。
实验证明配煤炼焦过程中粘结剂的添加可以提高炼焦过程中的配煤流动度，改善焦炭的结晶组织，提高配煤的粘结性。
实际应用时，可以采用改质沥青作为炼焦添加剂，并适当增加配煤中瘦煤和弱粘煤的比例，这样炼出的焦炭，不但质量不低于高粘结性煤所炼的焦炭，相比之下其冷强度与热性质也有一定的改善。
配煤炼焦的指标到底怎么计算
配煤炼焦的指标到底怎么计算导读：近几年，随着越来越多的焦化厂开始运用精细化配煤方式去采购煤源，煤炭届人士对配煤炼焦技术的关注度也越来越高。
那么我们今天就来科普一下，什么是配煤炼焦、入炉煤与焦炭之间的质量指标是怎么换算的、以及常见问题的处理方法和原则等。
一、配煤炼焦的定义和意义所谓配煤炼焦是把几种牌号不同的单种煤按一定的比例配合起来炼焦。
采用配煤炼焦，不仅可以节约优质炼焦煤，还可以充分利用各种煤的结焦特性取长补短，改善冶金焦炭质量。
二、入炉煤指标的确定假设我们需要制作二级焦：1、按照最新的中国冶金焦质量标准（GBT1996-2017），二级焦炭指标为：灰份≤13.50%，硫份≤0.90%，M25≥89.0%2、确定配合煤的指标范围：煤的结焦率一般为73～78%，设为75%，由于煤的灰份全部转入焦炭，则配合煤的灰份为：13.5%×75%=10.12%，配合煤灰份应小于10.13%。
煤的硫份一般60～70%转入焦炭，设为65%，则配合煤的硫份为0.9%÷65%×75%=1.04%，配合煤硫份应小于1.04%。
为避免由于煤质波动造成焦炭指标超标，配煤方案的灰份硫份要尽量低于理论值，如上述配合煤灰份理论计算只要小于10.13%就可以了，实际操作时要尽量配到9.8%以下，另外制作配煤方案还应注意配合煤水份的控制，以免影响上煤及捣固操作。
三、配煤方案的制订确定配合煤的指标范围后，可以根据自己找到的几种煤源，进行各种比例搭配计算。
当然也可使用配煤软件进行自动计算，省时省力，目前“丰矿煤炭物流”公众号中的“配煤大师”可以免费使用。
四、各煤种在炼焦中的不同特点不同牌号的煤各有特点，它们在配煤中起的作用也不相同，如果配煤方案合理，就能充分发挥各种煤的特点，提高焦炭质量。
例如：气煤：结焦性比焦煤、肥煤差，但其膨胀压力小，收缩大，挥发份高，在单独炼焦时，因收缩大，使焦炭裂纹增多，降低焦炭块度。
配煤的意义与原则
配煤的意义与原则
1、配煤炼焦的意义
●有利于保证焦炭质量。
高炉焦和铸造焦等要求低灰、低硫和较高的强度，在室式炼焦条件下，单种煤炼焦难以满足。
●有利于合理利用煤焦煤资源。
我国煤炭资源虽然丰富，但煤种和储量分布不均衡。
2、炼焦配煤的原则
●配合煤的性质与本厂的煤料预处理工艺及炼焦条件相适应，保证焦炭质量达到规定的技术质量指标，满足用户的要求。
●在保证焦炭达到规定的技术指标的前提下，尽可能的少配强粘结性的优质炼焦用煤。
●有利于增加焦炉煤气及化学产品，控制煤料受热产生的膨胀压力，避免难推焦。
●缩短来煤的平均距离，便于车辆调配，避免违流现象。
来煤数量均衡，质量稳定。
●降低生产成本，有经济效益。
3、确定配煤配比的程序
●根据实际情况，初步确定配比，将各单煤的工业分析、Y值、G值等各指标进行测定并加合计算，发现问题及时调整配比。
●对配合煤进行煤质分析并进行小焦炉试验。
如小焦炉试验结果符合技术质量要求，这个配比可初步定为焦炉生产的实际配
比。
●配比的优化过程，是一持续的过程，是一个不断优化的过程。
在来煤质量稳定、煤种均衡的特定时期内，可以保持相对稳
定。
来煤质量或焦炭质量一旦发生波动，要及时分析原因，及时对配比进行调整。
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配煤炼焦配煤炼焦基础知识第一章煤的基础知识一、煤的形成大约三十多亿年以前，地球上就已经有单细胞低等植物存在了。
在整个地质年代中的某些时期内，出于地球的气候温暖、潮湿，而且有丰富的矿物养料，因此植物生长得持别高大和繁茂。
这些落群生长的陆生植物，构成了成煤的物质基础。
在漫长的地质年代里，地球的造山运动和地壳不断的变动，使有些落群生长的植物随着地壳下沉，后来慢慢地被水淹没，或者被山石覆盖。
在多水缺氧的情况下，堆积在水中的植物残骸受一种“厌氧细菌”(不靠空气而靠夺取植物遗体里的养份而生成的微生物)的作用，脱去不稳定的含氧物质(一般以二氧化碳和水的形式除去)，使残留物的氧和氢的含量减少，碳含量相对增高。
与此同时，植物残骸还受到其他生物化学作用，产生大量的腐植酸及沥青类物质。
这种既合有植物残骸未被分解的族组成部份(如根、茎、叶、树皮等)，又含有腐植酸，而且碳含量比植物残骸高、水份比较大的物质称为泥炭。
在泥炭形成的过程中，往往出现植物生此交替和地壳不断变动的情况。
如果地壳垂直下沉的速度与泥炭堆积的速度差不多，泥炭层就会不断地变厚；如果地壳垂直下沉的速度比泥炭堆积的速度大，随着时间的推移。
泥炭层的上面就会被沙土覆盖而形成顶板，顶板越厚，泥炭受压力和地热的作用就越大。
由于地热和压力的作用，使得泥炭中大分子缩合和构化程度提高，C/H原子比增大氢和氧含量减少，泥炭就变成了褐煤。
褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，就会引起内部分子结构、物理性质和化学性质的进一步变化，褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。
第一章煤的基础知识二、煤的分类• 1、腐植煤• 根据成煤的原始物质条件不同，自然界的煤可分为三大类，即腐植煤、残植煤和腐泥煤。
腐植煤是由高等植物形成的，在自然界中分布最广，蕴藏量最大，用途最广；残植煤是由高等植物中稳定组份(树皮、孢子、角质、树脂)富集而形成的；腐泥煤是由低等植物和少量浮游生物形成的（藻类、菌类、地衣等），分布范围小，煤层厚度不大。
由于腐植煤分布范围广，且煤层厚度厚，是我国煤炭开采的主要对象，而且在煤炭利用和化学加工方面占有主要的位置，因此，这里主要介绍腐植煤的相关知识！第一章煤的基础知识• 2、腐植煤的分类•腐植煤的成煤过程主要分四个阶段：泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤。
煤的最初形态就是泥炭，这在前面已经介绍，下面主要介绍一下后面煤的三种形态。
第一章煤的基础知识• 2.1褐煤• 褐煤含炭在45～70%，分低级和高级两种。
低级褐煤呈现肉眼可见的木材纤维结构，这是有植物残骸变成煤的具体证明，其组织疏密不等，颜色灰褐。
高级褐煤没有明显的植物残骸式木质残骸的痕迹，颜色由褐而黑。
褐煤的主要特征是水份高（25～30%），热量小，放置空气中易变成粉末，无焦粘性，不能做炼焦用煤。
第一章煤的基础知识• 2.2烟煤• 烟煤的颜色由暗黑而亮黑，固定碳高（82%左右），发热量大，它的挥发份含量一般在11～45%之间，具有一定的焦粘性，但烟煤种类较多，性质差异也较大，后面将会做详细介绍。
第一章煤的基础知识• 2.3无烟煤• 无烟煤硬度较大，颜色黑亮有光泽，断口锐利，所含热量（约900～9200大卡）和碳（95%左右）很高，主要做动力燃料。
• 上述煤种中烟煤最适于焦化生产炼焦，是本教材研究的重点，有时可根据具体情况使用少量的无烟煤混配炼焦。
第一章煤的基础知识• 3、烟煤的分类• 按照我国目前的分类标准，主要是以煤的挥发份和粘结指数来划分种类。
对于粘结性较强的煤种，以挥发份和胶质层厚度、奥亚膨胀度来分类。
烟煤主要分为气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤、弱粘煤等。
从实际使用效果等方面来分析，上述分类方法是比较简单的，所分种类存在一些问题。
国际煤炭分类有三个指标，即挥发份、粘结性（自由膨胀序数和罗加指数）、结焦性（膨胀性试验、葛金试验），所分煤种较多也比较细。
第一章煤的基础知识• 国际标准及企业标准第一章煤的基础知识• 4、烟煤的工艺性质• 烟煤的工艺性质是指煤炭在¡ª定的加工工艺条件下或某些转化过程中所呈现的特性。
如煤的粘结性、结焦性、可选性、低温干馏性、反应性、机械强度、热稳定性、结渣性、灰熔点、灰粘度和煤的发热量等。
炼焦通常研究它的粘结性和结焦性。
• 煤的粘结性是指烟煤在干馏时粘结其本身或加入惰性物的能力，即粉碎后的煤在隔绝空气下加热，有机物的热解形成胶质体，经气液固三相互相作用，变形粒之间或变形粒子与惰性颗粒间结合的特性能力。
这种特性表征为煤加热生成胶质体中液体部分多少，流动性大小，体现粘结性的好坏，不能生成胶质体时，则没有粘结性。
• 煤的结焦性是指煤在工业焦炉或模拟工业焦炉的炼焦条件下结成焦炭的能力。
即具有一定粘结性的煤，当热解到一定程度后，逐步硬化，形成半焦，继续加热从半焦到焦炭，经热分解和热缩聚，进一步析出气体，焦质逐渐致密，同时产生收缩裂纹，以上说明煤的结焦性包括形成半焦前的粘结性和形成半焦后的收缩性。
• 煤的粘结性和结焦性是两个概念，它们互相联系，但又有不同粘结性好的煤在形成焦块时，可能裂纹较多，变碎，其结焦性不一定好，但结焦性好的煤必须有良好的粘结性；一般情况下肥煤粘结性最好，而焦煤的结焦性最好。
第一章煤的基础知识• 三、煤的元素组成• 煤中含有多种元素，其主要元素有：• 1、碳(C)是煤的主要组成部分,以氢、氧、氮、硫构成化合物的形态存在。
• 2、氢(H)是煤的第二重要组成，位于炭环原子网周围，煤中氢含量随变质程度的加深而减少。
• 3、氧(O)是煤中的重要元素之一，是反映能力最强的元素，再煤中存在的总量和形态直接影响着煤的性质。
煤在变质过程中不断放出二氧化碳和水，故煤中含氧量随变质程度的加深而迅速降低。
从泥炭到无烟煤，含氧量由30～40%逐渐降到2～5%。
• 4、氮(N)是构成煤有机物的次要元素，主要由成煤植物的蛋白质转化而来其含量通常在0.8～1.8%。
• 5、硫(S)是煤中的杂质，通常分为有机硫和无机硫，总称全硫，煤含硫量一般在1.5%以下，但高的也可达7～8%。
第一章煤的基础知识第二章焦炭的基础知识• 一、焦炭的基本概念• 1、焦炭的定义• 焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色，并有不同粗细裂纹的碳质固体块状材料，其真密度约1．80～1．95，堆积密度约400～520kg／m3，由C、H、0、N、S、P等元素组成，在高炉炼铁中起还原剂、发热剂和料柱骨架的作用。
第二章焦炭的基础知识• 2、焦炭的指标• 2.1 硫份（St，d）• 硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。
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主要来源。
焦炭硫份的高低直接影响到高炉炼铁生产。
当焦炭硫份大于 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% ，我厂要求焦炭硫份控制在0.8%以内。
• 2.2 磷份（P）• 焦炭中的磷份在炼铁中大部分转入铁中，生铁含磷使其冷脆性变大，用于转炉炼钢时，因采用酸性熔渣，磷难以除掉，生铁含磷应低于0.01～0.015%，用于平炉炼钢时，因系碱性熔渣，磷可做燃料烧掉，煤炼焦时磷全部转入焦炭，若要求低磷焦炭，必须控制焦炭含磷，我厂对磷不做要求。
第二章焦炭的基础知识2.3 灰份（Ad）• 焦炭燃烧后的残余物为灰份，主要成分是二氧化硅、三氧化二铝等酸性氧化物，在炼焦过程中全部转入焦炭。
灰份含量增高，在高炉冶炼过程中，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。
焦炭灰份增加1%，焦炭用量增加2～2.5% 因此，焦炭灰份的降低是十分必要的。
• 2.4 挥发份（Vdaf）• 将焦炭加热到850℃以上，即从焦炭中析出挥发物，剩余部分为固定碳和灰份。
根据焦炭的挥发份含量可判断焦炭成熟度。
如挥发份大于 1.9% ，则表示焦炭成熟不好，焦炭耐磨性差，使高炉透气性差，可能引起挂料，增加吹损，破坏高炉操作制度等恶果，；挥发份小于0.5～0.7%, 则表示过火，过火焦易碎，容易落入熔渣中，造成排渣困难、风口烧坏等现象，一般成熟的冶金焦挥发份为1% 左右。
• 2.5 水份（Mt）• 焦炭在102～105℃烘箱中干燥到横重后损失量即为水份。
水份波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。
此外，焦炭水份提高会使M２５偏低，M10 偏高，给转鼓指标带来误差。
第二章焦炭的基础知识第二章焦炭的基础知识• 3、焦炭的物理机械性质• 3.1 筛分组成• 为使高炉透气性好，焦炭块度要求均匀。
焦炉生产的焦炭通常分为＞40mm焦炭，25～40mm的冶金焦，10～25mm的小块焦和＜10mm的粉焦四级，全焦中冶金然产率通常为93%左右，小块焦为2～3%，粉焦为4～5%。
为鉴定焦炭块度的均匀性，可用筛孔为110×110、80×80、60×60、40×40、25×25和10×10mm的一套筛子进行筛分试验，冶金焦块度的均匀性可用下式表示：• (40～80)• K=• (＞80)+(25～40)• 式中(40～80)、(＞80)、(25～40)为该等级焦炭占冶金焦的重量百分比，K值越大，焦炭块度均匀性越好。
高炉最适宜的焦炭粒级，应视高炉溶剂、原料情况而定。
我国过去对焦炭粒度要求为：对大型高炉（1300～2000 立方米）焦炭粒度大于40mm；中、小高炉焦炭粒度大于25mm。
但目前一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在40～25mm为好。
焦炭块度均匀，空隙大，阻力小，高炉炉况运行良好。
第二章焦炭的基础知识• 3.2 转鼓试验• 为了试验焦炭的抗碎性和耐磨性，通常采用转鼓试验来测定。
我国目前采用的的转鼓由两种，一种是大转鼓（松格林转鼓），另一种是小转鼓（米库姆转鼓）。
• 大转鼓立径为2m，鼓的四周上装有直径25mm、长800mm的钢棍，棍间被隙为25mm，装入＞25mm熊炭试样410公斤，以每分钟10转速度转动15分钟。
旋转过程中，因磨擦、撞击使部分焦炭磨损或破碎，＜25mm 的由棍间缝隙从鼓内落出，以鼓内残留量的公斤数表示焦炭的抗碎指标，以鼓外＜10mm的公斤数表示耐磨损标。
大高护用冶金然要求教内为320公斤左右，鼓外＜10mm的＜40公斤，中小型高炉鼓内值可适当降低些。
• 大转鼓试验焦炭试样用量多，有时不足以表明焦炭的抗碎性变化，且设备庞大，故近年来不少焦化厂已采用小转鼓试验。
小转鼓是直径和宽度均为1000mm的密闭转鼓，鼓内焊接四根100×50×10mm规格的角钢，互成90°，角钢100ｍｍ的一侧指向圆心，鼓内无通心轴，取经圆孔筛筛分后大于25mm的焦块50公斤，装入鼓内以每分钟25转速度转动4分钟，然后取出焦炭于孔径25mm和10mm的圆孔筛上过筛，以＞25mm和＜10mm的重量各占试样总重量的百分数为指标。