第二章 配煤炼焦的原理与配煤工艺
煤焦化工艺简介20110510
2021/5/13
（二）、炼焦的过程和产物
1、室内成焦过程 1）煤的基本结构组成 煤是以有机体为主，并具有不同的分子量、不同化学结构的一组“相似化
合物”的混合物。 规则部分为结构单元的核心部分，由几个或十几个苯环、脂环、氧化芳香
环及杂环(含氮，氧，硫)组成。 在苯核的周围连接着各种含氧基团和烷基侧链，属于基本结构的不规则部分。
冶金焦 焦粉 贮仓 贮仓
冶金焦 检验 M40 M40 CRI CSR
高炉
28
（一）、煤炭炼焦的定义
炼焦(又称煤炭的焦化)是煤炭深加工利用的重要途径之 一。它是将煤在隔绝空气的条件下进行进干馏的过程，其 产物主要有挥发性的气体(煤气、焦油气、蒸汽等)、不挥 发性的液体(主要是煤焦油)和固体残留物——焦炭。根据 干馏条件的不同，可分为低温干馏(温度在500～550℃)、 中温干馏(温度在700～900℃）和高温干馏(温度在 950~1050℃)三种。
19
2021/5/13
3）灰分： 配合煤灰分可按各单种煤灰分用加和计算，也可直接测定。在炼焦过程 中，煤的灰分全部转入焦炭，配合煤的灰分控制值可根据焦炭灰分要求按下 式计算：
A煤=K×A焦 式中A煤、A焦——煤、焦炭的灰分，%
K——全焦率，% 我国的煤炭资源中多数中等煤化度的焦煤和肥煤属高灰难洗煤；而低煤化度 的高挥发分气煤，则储量较多，且低灰易洗。因此，焦、肥洗精 煤的的灰分 较高，而气煤洗精煤的灰分较低，采用配煤炼焦可适当控制焦炭灰分 ，如 采用配型煤炼焦、捣固炼焦、配沥青粘结剂炼焦等技术，可多用高挥发分低 灰煤，是降低配合煤灰分的一条有效途径。
㎜ 、 G=58~72 、Ad一般为<11%、 S<1% 我厂的配煤指标为：
煤炭转化
（3）物料分层明显。
第二节 煤炭气化
煤气发生炉内燃料层由下至上大致可分为五层。
1）灰渣层：气化剂吸收灰渣的热量而升温预热。
2）氧化层：主要进行碳的燃烧反应：C+O2→CO2。 3）还原层：主要进行二氧化碳的还原反应和水蒸汽的分解反 应：CO2+C→2CO，C+H2O→H2+CO。 4）干馏干燥层：由还原层来的气体（包括N2）具有很高的温 度，在上升的过程中，将上部原料干馏，干馏析出的挥发分与 气化煤气仍有较高的温度，继续上升将原料煤干燥。 5）气相空间：料层上部的气相空间也有化学反应发生，主要 是CO的变换反应。CO和H2O(g)的含量在减少，CO2和H2的含 量增加，反应进行的程度影响粗煤气的组成和煤气出口温度。
第二节 煤炭气化
四、气流床气化
气流床气化就是将气化剂（氧气和水蒸汽）夹带着200目的 细煤粉，通过特殊喷嘴喷入炉膛内。在高温辐射作用下，氧煤 混合物瞬间着火、迅速燃烧，产生大量热量，火焰中心温度高 达2000℃。几乎同时煤粉立即气化，所有的干馏产物均迅速分 解，转化成含一氧化碳和氢的煤气及熔渣。特点是：
（2）燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂；
（3）高炉内焦炭还起到高温填料的作用。
第一节 煤炭焦化
二、 配煤炼焦的原理
（一）煤在焦炉炭化室内的结焦过程 （焦炉基本结构图）
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，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。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。
炼焦工艺2
炭化室内煤料结焦过程的基本特点： （一）单向供热、成层结焦
（二）结焦过程中传热性能随炉料的状态 和温度而变化
炭化室中心面上煤料温度始终最低，最后成熟，因此结 焦末期炭化室中心面温度（焦饼中心温度）可以做为焦 饼成熟程度的标志，称为炼焦最终温度。 由于成层结焦，最先形成塑性层（胶质层）是在炭化室 的两侧，然后逐渐向炭化室中心面移动，塑性层内气体 膨胀，通过塑性层外侧的煤料（半焦、焦炭）对炭化室 墙施以侧压力（即膨胀压力），当塑性层在炭化室中心 面汇合时，这时膨胀压力达到最大值，通常所说的膨胀 压力即指最大值。
三、化学产品产率的估算
由于煤有机大分子中侧链数量可近似用煤的挥 发分表示，所以炼焦化学产品的产率与煤的挥 发分有密切关系。
四、室式结焦过程中煤料硫分、灰分与焦炭硫分、 灰分的关系
• 在炼焦过程中，煤中的硫大部分转入焦炭，只有少部 分随煤气排出。
• 在炼焦过程中，煤中灰分基本全部转入焦炭。因此， 只有降低煤中的灰分，才能降低焦炭灰分。
第二节 炼焦过程的化学产品
在炼焦过程中，会有大量的气体产生。 由于炭化室内是层层结焦，而塑性层（胶质层）的透气性 差，气体不容易穿过塑性层。 那么，在两侧胶质层之间的气体，只能向上流向炉顶，这部 分气体称为“里行气”，约占气态产物的20%~25%；大部 分气 态物质是在胶质层外侧，通过赤热的半焦及焦炭层和沿高温 炉墙到达炭化室顶部空间，这部分气体称为“外行气”，约 占 气态产物的75%~80%。 里行气和外行气最后全部在炉顶空间汇集导出。
2、外界条件的影响 随热解最终温度升高，焦油和焦炭的产率下降，煤气 产率增加，但煤气中氢含量增加，甲烷含量减少，因 此煤气热值降低；
从化学产品的产率和质量来说，适宜的炉顶空间温度 为750℃；炉顶空间容积应尽可能小，减少荒煤气在 此停留时间，避免二次热解过度； 随加热速度提高，煤气、焦油产率增加，焦炭产率减 少。
炼焦配煤专业知识培训
炼焦配煤专业知识培训炼焦配煤专业知识一、煤的形成和分类二、焦炭和成焦原理三、配煤炼焦和备煤工艺四、焦炭对高炉的影响五、相关知识介绍教案内容几十亿年以前，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。
地壳下沉，慢慢地被水淹没、被山石覆盖。
厌氧细菌作用生物化学作用泥炭泥炭受压力和地热的作用泥炭变褐煤。
褐煤如果继续不断地受到增高的温度和压力的作用，褐煤就逐渐变成了烟煤或无烟煤了。
煤的形成简介腐植煤是由，在自然界中分布最广，蕴藏量最大，用途最广；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！煤的分类自然界的煤可分为三大类，腐植煤 :高等植物形成的残植煤；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 :低等植物和少量浮游生物形成的（藻类、菌类、地衣等），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。
褐煤褐煤含炭在7><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。
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。
上述煤种中烟煤最适于焦化生产炼焦，有时可根据具体情况使用少量的无烟煤混配炼焦。
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。
中间相配煤原理
中间相配煤原理
配煤原理是炼焦煤的一种处理方法，旨在通过合理搭配不同煤种，以达到改善焦炭质量、提高炼焦效率、降低能耗等目的。
其中，中间相配煤原理是一种常用的配煤方法。
中间相配煤原理主要是利用不同煤种在加热过程中产生的中间相的特性来进行配煤。
在炼焦过程中，不同煤种会产生不同性质和结构的中间相。
这些中间相的生成和演化会受到温度、压力、加热速度等因素的影响。
通过合理搭配不同煤种，可以控制中间相的生成和演化过程，从而改善焦炭的结构和性能。
中间相配煤原理的具体操作方法是：根据不同煤种的性质和用途，将其按一定比例混合，然后进行加热和炼焦处理。
在加热过程中，不同煤种的中间相会产生相互作用，形成一种混合的中间相结构。
这种混合的中间相结构可以改善焦炭的强度、耐磨性、抗碎性等性能，从而达到提高炼焦效率、降低能耗等目的。
需要注意的是，中间相配煤原理的应用受到多种因素的影响，如煤种的选择、配比、加热条件、炼焦条件等。
在实际操作中，需要根据具体情况进行调整和优化，以达到最佳的配煤效果。
毕业设计(论文)_炼焦配煤概述
论文题目：炼焦配煤概述学号：姓名：摘要：主焦煤在世界范围内日益短缺，因而扩大炼焦煤资源的问题受到各国的重视。
配煤是冶金行业焦化厂生产的重要环节，配煤系统控制以及炼焦过程的好坏直接影响到炼焦工艺的生产。
我国煤炭资源具有如下特点:①主焦煤少,且灰分高,可选性差;②肥煤、肥气煤储量大,但硫含量高,且大部分难洗;③高挥发分的气煤储量最大,在炼焦煤中占60%,但其粘结性差,用常规工艺炼焦时不宜多配。
因此,如何根据我国煤炭资源的特点进行综合利用,已成为当前炼焦行业的主要任务。
本次论文基于炼焦配煤工艺与国内煤资源的现状上做出讲述，根据单一的煤种的结焦特性、配煤要求、配煤质量的指标、制定配合煤的依据、炼制冶金焦的配合煤指标、以及综合考虑炼焦配煤工艺整个过程进行选煤。
通过合理的配煤方案，提高配煤质量;充分考虑煤炭资源的平衡及供应情况，不断扩大弱粘结性煤的用量，扩大用煤基地，合理使用煤场煤炭资源，降低配煤成本；有效降低高炉焦比;保证配煤生产和配煤设备正常运行，稳顺生产，提高信息管理水平，实现效益最大化。
同时讲述了配煤技术的发展前景。
关键词：配煤，炼焦，配煤方法，黏结性，结焦性目录1 绪论 (1)1.1 研究背景与研究意义 (1)1.2 国内现状 (2)2 炼焦配煤简介 (2)2.1 中国煤炭资源 (2)2.1.1 煤炭种类 (3)2.1.2 煤炭资源分布 (3)2.1.3 煤的特质 (3)2.2 配煤的必要性 (5)2.3 配煤方法 (5)2.3.1 正常情况下 (5)2.3.2 在某些特殊情况下 (5)2.4 配煤意义 (6)2.5 炼焦配煤的优点 (8)2.6 配煤的原则 (8)3 煤炭的各项技术指标 (9)3.1 水分 (9)3.1.1 全水分(M t) (9)3.1.2 空气干燥基水分(M ad) (9)3.2 灰分 (9)3.3 煤的挥发分(全称为挥发份产率)V (9)3.4 固定碳 (10)3.5 全硫S t (10)3.6 发热量(Q) (10)3.7 胶质层最大厚度(Y) (10)3.8 粘结指数(G) (10)3.9 煤灰灰熔融性温度(灰熔点) (10)3.10 哈氏可磨指数(HGI) (11)3.11 焦渣特征(CRC) (11)4 配煤理论 (11)4.1 配煤原理 (12)4.1.1 胶质层重叠原理 (12)4.1.2 互换性配煤原理 (12)4.1.3 共炭化原理 (13)4.2 配煤理论的发展 (13)4.2.1 经验配煤 (13)4.2.2 煤岩配煤 (13)4.2.3 现代配煤 (14)5 煤的工艺性质指标 (14)5.1 煤的粘结性和结焦性 (14)5.2 影响煤的黏结性和结焦性的因素 (16)5.3 单种煤的结焦性 (16)5.3.1 褐煤 (16)5.3.2 长焰煤 (16)5.3.3 气煤 (17)5.3.4 肥煤 (17)5.3.5 气肥煤 (17)5.3.6 1/3焦煤(1/3JM) (17)5.3.7 焦煤 (18)5.3.8 瘦煤 (18)5.3.9 贫煤 (18)5.3.10 无烟煤 (18)5.4 配合煤的指标 (18)5.4.1 水分M t (19)5.4.2 配合煤的细度 (19)5.4.3 配合煤灰分 (19)5.4.4 配合煤的硫分 (20)5.4.5 配合煤的挥发分 (20)5.4.6 煤化度 (20)5.4.7 配合煤的胶质层 (20)5.4.8 膨胀压力 (21)5.5 配合煤的选择 (21)5.6 焦炭质量预测 (21)5.6.1 焦炭灰分、硫分预测 (21)5.6.2 焦炭冷态强度预测 (21)5.6.3 热态性质预测法 (21)5.6.4 人工智能和专家系统的应用 (22)6 炼焦配煤工艺简介 (22)6.1 工艺流程 (23)6.2 配煤 (23)6.2.1 细度分布情况 (24)6.2.1 先配后粉流程 (24)6.2.2 先粉后配流程(分组粉碎) (24)6.2.3 选择粉碎流程 (25)6.2.4 结论： (25)6.3 基础工程 (25)6.3.1 煤场 (25)6.3.2 煤槽 (25)6.3.3 栈桥 (26)6.4 配煤机械 (26)6.4.1 皮带机 (26)6.4.2 堆取料机 (26)6.4.3 定量给料设备 (27)6.4.4 电磁除铁器 (27)6.5 炼焦设备 (27)6.5.1 焦炉简介 (27)6.5.2 捣固焦炉简介 (28)6.6 成焦过程 (29)6.7 炼焦的产品处理 (30)7 配煤技术的应用及发展前景 (30)7.1 配煤技术现状 (30)7.2 配煤方法 (30)7.3 配煤技术的关键 (31)7.4 配煤实验工具 (31)7.5 现行配煤技术的不足 (31)7.6 配煤技术的发展趋势 (31)7.6.1 区域性配煤 (31)7.6.2 精确配煤 (32)7.6.3 扩大炼焦煤范围 (32)7.6.4 开发配煤专家系统 (32)总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)1 绪论1.1 研究背景与研究意义我国的炼焦煤资源相当丰富，不仅生产规模是世界最大的，而且也是世界最大的焦炭出口国。
煤岩学与配煤炼焦
1 引言1.1 煤岩学简介煤岩学是把煤作为有机岩石为其研究对象,研究其性质、变化及应用的一门学科。
它认为,煤本身是一种由多种性质不同的组分以不同的结构混合组成的、性质复杂多变的有机岩石,而非单一的纯净物;提出了活性组分和惰性组分的概念,并按镜质组、半镜质组、丝质组、壳质组以及矿物,对显微组分进行分类和定量统计分析。
煤本身的一些物理、化学性质及经历的成煤过程,如密度、元素组成和成煤作用、地质年代等,同煤岩显微组分组成及镜质组反射率这两项指标具有非常密切的关系。
应用煤岩学是:抓住煤本身并非单一纯净物这一特征,运用各种常规研究手段来研究煤中各组分及组分间交互作用对煤性质的影响;研究不同变质程度煤及其交互作用对混合煤性质的影响。
1.2 炼焦配煤技术从单种煤炼焦到多种煤配合炼焦是焦化工业的一大进步,现代焦炉几乎都采用多种煤配合炼焦。
配煤技术作为一个科研领域正在不断发展,但近几十年来,配煤技术较多停留在定性的、经验的阶段。
随冶金技术对焦炭质量要求的逐步提高,经验配煤由于不能从根本上解释配煤炼焦生产中出现的反常现象,不能实现从定性到定量的转化,已不能满足焦化生产要求。
对此,作为近代焦化基础理论之一煤岩学,虽然发展仍不够完善和成熟,但由于其对煤的重新认识及其理论的可行性,较现行原料煤分类却更科学和先进。
随着煤岩理论的深入和完善,以及配煤技术的发展,科学配煤离不开煤岩学已得到一致公认。
目前,世界各国开发的配煤技术,凡是论证较充分、效果较好的,无一不以煤岩学为基础。
上世纪80年代,国内的煤岩配煤技术开始得到较快发展。
用煤岩学观点和方法预测焦炭质量并指导配煤是50 多年煤岩学发展的大事,也是焦化工业重大科研成果。
目前,煤岩学已广泛应用于煤的研究及生产实践中。
在焦化工业,煤岩学作为一种有用理论正在被广泛接受并逐渐应用于生产实践。
2 煤岩配煤的基本原理根据煤岩学理论及其对煤的深入认识,煤岩配煤的发展已形成几条公认的基本原理。
焦化专业培训教材
焦化专业培训教材第一节配煤的目标意义及原则早年，炼焦只用单种焦煤，因为炼焦工业的成长，焦煤的储量开端认为不足。
同时还存在着煤炼的焦饼紧缩小，推焦困难；焦煤膨胀压力专门大年夜，轻易胀坏炉体；焦煤挥发分少，炼焦化学产品产率小等缺点。
为了克服这些缺点，采取了多种煤的配煤炼焦。
配煤炼焦扩大年夜了炼焦煤资本，把不克不及零丁炼成合格冶金焦的煤，经由几种煤合营可炼出优质焦炭，还能够降低煤料的膨胀压力，增长紧缩，利于推焦，并可进步化学产品产率。
配煤炼焦能够罕用好焦煤，多用结焦性差的煤，使国度资本不只应用合理，同时还能获得优质产品。
为了包管焦炭质量，又利于临盆操作，在确信配煤筹划时，应推敲以下几项原则：1、合营煤的性质与本厂的煤料预处理工艺以及炼焦前提相适应，包管焦炭质量达到规定的技巧质量指标，知足用户的要求。
2、相符区域配煤的原则，有利于扩大年夜炼焦煤资本，充分应用弱粘结煤。
3、有利于增产焦炉煤气及化学产品，操纵煤料受热所产生的膨胀压力，幸免难推焦。
4、缩短来煤的平均距离，便于车辆调配，幸免“逆流”现象。
5、来煤数量均衡，质量平均。
6、下出世产成本，有经济效益。
要确信炼焦配煤的配煤比，除了相符以上各点基来源差不多则之外，起重要做配煤实验。
在实验前，要将各单种煤的工业分析和胶质层厚度、G 值等有关指标测定完，再按必定合营比例对配煤中的水分、灰分、硫分、挥发分、y值、G值等进行加和运算，当发明有的指标有问题时，从新调剂合营煤的配煤比。
使配煤比知足配煤工艺指标的要求。
按比例合营好的炼焦煤进行小焦炉（或铁箱）实验。
炼出的焦炭相符技术质量指标要求，即把那个配煤比定为焦炉临盆的配煤比。
在焦化厂临盆中，须要变革配煤比时，一样是依照实践体会恰当增减某几种煤，或者按煤场贮存某种煤数量的情形调剂配煤比。
第二节合营煤的质量指标高炉冶炼要求焦炭低灰、低硫、高强度、热机能稳固，为了包管焦炭的质量，合营煤的质量应当相符以下质量指标。
1、水分合营煤水分若干和其稳固与否，对焦炭产量、质量以及焦炉寿命有专门大年夜阻碍。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、炼焦过程中化学产品的生成
煤炭高温干馏得到的炼焦化学产品的组成与煤 的性质和炼焦条件有关，煤热解生成的一次化学品
还要受到焦炉内炼焦条件的影响，有关内容祥见本
篇第五章内容。
第二节 配合煤质量与备煤炼焦工艺条件
由于煤在焦炉炭化室内结焦过程和煤成焦规律的要求，
使得工业炼焦必须采用多种煤配合炼焦。常规炼焦方法是将
3、炭化室内层温度变化与焦炭的质量关系
图2-4 不同煤的半焦收缩曲线 1-第一收缩峰；2-第二收缩峰
3、炭化室内层温度变化与焦炭的质量关系
从炭化室墙面到炭化室中心面处，温度梯度逐
渐减小，因而靠墙面处的焦炭粒度相对小于中心处
的焦炭粒度，这样就产生了相同的煤料在相同的炼
焦条件下结焦，其焦炭质量由于上述原因，不同的
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。
的炉料升温速度最慢，约2℃／ min以下，这种温
度变化的差别必然导致焦炭质量的差异。
1.成层结焦与温度变化
图2-2 炭化室内各层炉料的温度变化 1-炭化室墙表面温度；2-炭化室墙附近的炉料温度；3-距 炉墙50～60mm处炉料温度
1.成层结焦与温度变化
常规炼焦采用湿煤装炉，结焦过程中湿煤层被夹在塑
周敏 中国矿业大学 化工学院
2008 年 4 月
第二章 配煤炼焦的原理与配煤工艺
第一节 煤在焦炉炭化室内的结焦过程
第二节 配合煤质量与备煤炼焦工艺条件 第三节 配煤原理与焦炭质量的预测
第四节 炼焦配煤工艺
第一节 煤在焦炉炭化室内的结焦过程
一、炭化室内炉料的动态变化
二、炼焦过程中化学产品的生成
一、炭化室内炉料的动态变化
1.成层结焦与温度变化
图2-1 不同结焦时间下炭化室内各层炉料的温度与状态 1-湿煤；2-干煤层；3-塑性层；4-半焦层；5-焦炭层；6炉墙；7-炭化室中心
1.成层结焦与温度变化
如图2-2所示，由于各层炉料距炉墙的距离不 同，传热条件各不相同，最靠近炉墙的煤料升温速
度最快，约5℃／min以上，而位于炭化室中心部位
焦炉的炭化室是带锥度的窄长空间，煤料受两侧炉墙 传递的热量加热，结焦过程从炭化室的两侧炉墙向炭化室 中心逐渐推移，形成一个动态的过程，这种动态过程具有 以下三个特点：
1）侧向供热，成层结焦； 2）结焦过程中，各层炉料的供热性能随温度的变化而变化； 3）炭化室内物料产生膨胀压力。
1.成层结焦与温度变化
3、炭化室内层温度变化与焦炭的质量关系
焦炭的块度取决于焦炭的裂纹性质，并与炭化室内的温度 梯度有直接的关系。焦炭中产生裂纹的数量，取决于半焦收缩 阶段内第一次收缩峰区间内半焦的收缩系数和温度梯度。 如图2-4所示，挥发分高的煤料收缩系数大，塑性温度间 隔窄，因而固化时半焦层较薄，半焦气孔率大，半焦层的强度 低，这样，当相邻层炉料层的温度梯度不同产生收缩差时，拉 应力超过半焦层的许可应力，则半焦层开裂，这种裂纹垂直于 墙面，故气煤焦炭多呈细条状。对于肥煤等强粘结性煤，由于 塑性温度间隔宽，半焦层厚且强度高，本层层内拉应力的破坏 作用居次要地位，此时，相邻层之间因温度梯度差存在，产生 的收缩导致层间发生开裂。这种焦饼中以平行于炭化室墙面的 横裂纹居多。但是相比之下，强粘结煤的焦炭块度要大于气煤 焦块度。
性层之间，这样湿煤层内的水汽不易透过塑性层向两层外
流出，致使大部水汽窜入内层湿煤中，并因内层温度低而 冷凝下来，这样内层湿煤水分增加，加之煤的导热系数小， 使得炭化室内中心煤料升温速度缓慢，长时间停留在水的 蒸发温度以下，煤料水分愈多，结焦时间就愈长，炼焦的
耗热量也就愈大。
2、炭化室内膨胀压力
炭化室内膨胀压力产生是因为成层结焦，两个大体上 平行于两侧炉墙面的塑性层从两侧向炭化室中心移动，炭 化室底面温度和顶部温度也很高，在炭化室内煤料的上层 和下层同样也形成塑性层，围绕中心煤料形成的塑性层如 同一个膜袋，膜袋内的煤热解产生气体由于塑性层的不透 气性使得膜袋产生膨胀的趋势，塑性层又通过外侧的半焦 层和焦炭层将压力施加于炭化室的炉墙，这种压力称之为 膨胀压力。 膨胀压力的大小在结焦过程中是随时间而变化，当两 个塑性层面在炭化室中心处会合时，由于外侧焦炭和半焦 层传热好、需热少，致使塑性层内的温度升高加快，气态 产物迅速增加使得此时的膨胀压力值最大，通常的膨胀压 力是指其最大值。
3、炭化室内层温度变化与焦炭的质量关系
靠近炭化室墙面的焦炭，由于煤料的升温速度快，煤 热分解产生的塑性体的流动性能好，塑性温度间隔宽，塑 性体内煤热解产物之间相互作用改善，因而焦炭熔融良好， 结构致密，质量优于内侧的焦炭，有关焦炭性质指标的变 化参见图2-3。
图2-3 各层焦炭物理机械性能和反应性能
多种炼焦煤按适宜的比例配合，然后再装炉炼焦，故又称为 配煤炼焦。
一、配煤的意义与配煤质量要求
二、备煤炼焦工艺条件
1、炼焦配煤的意义
配煤的意义在于使各种煤之间性质上取长补短，符合 焦炉的生产要求，生产出满足质量要求的优质焦炭，并副 产炼焦化学产品，实现煤炭资源的合理利用。 冶金焦的质量要求是：灰分低、硫分少、强度高、各 向异性程度大，为满足上述要求，在常规炼焦方法条件下, 用单种煤炼焦很难实现。而且由于煤种的相对储量、分布 和开采能力的制约，不可能进行大规模的单种煤炼焦生产， 特别是优质炼焦煤资源有限，工业上必须采用配煤炼焦， 以确保焦炭质量和合理利用煤炭资源。 在我国，炼焦厂除了以生产焦炭为主要目的以外，大 多数炼焦厂同时还是城市煤气的气源厂，对于此类炼焦厂， 应尽可能多配用高挥发气煤，这样既可增加了煤气产量， 又充分利用了占我国炼焦煤种比例最大的气煤资源。