主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求
于振东孔祥伟
摘要：本文就我国煤炭资源现状和我省煤资分布，分析了主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响，为提高炼焦用配煤的市场竞争找到了一条可供参考的有效径。
关键词：焦炭炼焦配煤
引言
中国煤炭产量在世界产煤国家中名列第一，煤炭作为主要能源在我国国民经济中占有举足轻重的地位重视煤炭的高效、清洁生产和实现以煤炭为基础的化工产品的转化是世纪可持续发展的目标之一。
我国煤炭资源分布状况
我国的煤炭资源虽十分丰富，但分布不均，主要集中在华北及西部各区，从表中可看出华北地区的煤炭储量几乎占到全国的一半，西北地区的储量，也高达30%以上。
表一中国各大区的煤炭储量分布（2000年数据）
表二中国各主要产煤省的煤炭资源分布（2001年数据）
3.主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响
煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三种，由于炼焦时很少采用单种煤为原料，
所以烟煤按采取比例的不同，都能被用于配煤炼焦。用多种煤配合炼焦时只需一半以上是强结焦或强粘结性的煤，其余的用结焦性较低的弱粘结煤。在炼焦过程中主要炼焦煤如气煤肥煤、焦煤和瘦煤分别有着不同的结焦特性和作用，是原料煤配煤影响焦炭质量的主要因素之一，其它工艺条件如加热速度煤料细度等也会影响焦炭的质量。
3.1气煤对焦炭质量的影响
气煤是一种变质程度较低的炼焦煤，在炼焦煤资源中所占比例最大，气煤的挥发分指标较高为28-37%，粘结指数在55-60之间，由于挥发分高生成的焦炭呈长条形状，并且有很多纵向裂纹、块度小、抗碎强度和耐磨强度均较差，一般在配煤炼焦时多配入气煤可增加产气率和化学产品回收率，同时能增加焦炭的收缩度减少膨胀压力。3.2肥煤对焦炭质量的影响
肥煤是中等及中高挥发分的强粘结性的炼焦煤，它的粘结隋性组分的能力非常强，在焦化过程中起着类似骨架的重要作用，是配煤炼焦中的基础煤，肥煤的胶质层厚度大于25mm，加热时能产生大量的胶质体容易使焦炭的空隙率增大、强度降低，在炼焦配煤中肥煤配比大时应适当多配入瘦煤，或者多配弱粘煤，这样有助于改善焦炭的质量、提高强度，还能充分利用弱粘煤炼焦，因此肥煤是最宝贵的炼焦煤资源。
3.3焦煤对焦炭质量的影响
焦煤是中等及低挥发分的中等粘结及强粘结性的煤。挥发分＞20-28%粘结指数＞20-65，和挥发分20-28%，、粘结指数50-65、胶质
层厚度≤25的煤都是焦煤焦煤加热时能产生热稳定性很高的胶质体，炼出的焦炭结焦性好、快度均匀、裂纹少、抗碎强度和耐磨强度都很高，但单独炼焦时膨胀压力大、推焦困难，一般以做为配煤炼焦使用较好。
3.4瘦煤对焦炭质量的影响
瘦煤是一种高变质低挥发芬的中等粘结性的烟煤，粘结性指数在20-65之间，挥发分在10-20%之间，瘦煤分子结构上的多聚芳香环系周围的侧链和官能团少，开始断裂的时间长，因此瘦煤热分解温度高，焦化过程中能产生相当数量的胶体，形成的焦炭块度大、裂纹少、抗碎强度较好，但种焦炭的耐磨强度差，在配煤中加入瘦煤还可增焦炭块度。
4.炼焦煤对焦炭质量的影响
4.1配煤要有较强的结焦性或粘结性
煤的结焦过程是一个由很多环节构成的极其复杂的工艺，煤的粘结性和结焦性是煤的极为重要的性质。煤的粘结性是煤在隔绝空气受热后能否粘结，其本身和其它隋性物质即无粘结能力的煤成焦块的性质；煤的结焦性是煤隔绝空气受热后能否生成焦炭，即焦炭的强度和块度等性能能否符合铸造焦或冶金焦的要求的性质。煤的粘结性强是煤的结焦
性好的必要条件。弱粘结性的煤其结焦性能一定很低，没有粘结性的煤也就不存在结焦性。
4.2配煤的灰分要低
灰分是惰性物质，是煤中的主要杂质。配煤的灰分在炼焦时不熔融、不粘结也不收缩，能使煤的粘结性变差、焦炭的裂纹增多、机械强度和耐磨强度都会降低。另外配煤灰分将会全部转入焦炭，降低了焦炭的等级，而且在高炉炼铁时会增高焦比、降低铁产量、增加排出量，因此，炼焦用的原煤在配煤之前都应该进行洗选，洗选后的精煤不仅降低了灰分，而且还脱除了煤中的大部分多孔丝炭和木质丝炭等不粘结的惰性组分。从而使粘结成分镜煤和亮煤得到富集，大大提高了炼焦煤的粘结性。
4.3配煤的硫分要低
硫是煤中有害元素，它分为无机硫和有机硫两种炼焦时煤中的硫分约70-80%转入焦炭，炼铁时又转入生铁中，用高硫生铁炼出的钢具有热脆性，钢材中的含硫量大于0.07%，受热后容易发生脆裂现象，煤中的硫特别是硫铁矿硫还能加速煤的风化与自燃，煤经氧化后粘结性急剧下降通常煤中的硫铁矿可以用洗选办法除去，而硫酸盐硫和有机硫都无法除去。
4.4配煤的挥发分要合适
煤中的挥发分对焦炭的质量影响很大，配煤的挥发分偏低，虽然有利于提高焦炭的机械强度和块度，但焦炭耐磨性差挥发分偏低，可使化学产品炼焦副产品回收率降低；反之挥发分偏高，在炼焦过程中就有较多的裂解产物逸出，产生一个非常大的应力作用于焦炭，从内向外发生崩裂，形成许多细小的裂纹结构，导致焦炭的强度降低。5.焦炭的合理配煤指标与煤资源的利用
在炼焦生产中为了获得符合质量标准的焦炭，必须控制影响焦炭性能的各种因素，从不同种类的炼焦用煤的结焦性原理可看出，提高焦炭质量的关键是配煤方案是否科学合理以及一些工艺因素，合理的配煤指标还直接影响到整个焦化厂的经济效益。因为原料煤的价格费用是整个焦化厂最主要的成本指标，因此在制定配煤方案时要综合考虑资源概况，做到优势互补，努力降低原料的费用，结合资源配置和焦炭质量的要求，提出合理的煤控制指标。
5.1配煤的基本原则
（1）保证焦炭质量符合国家标准的有关要求"
（2）充分利用本地区现有资源，节约优质炼焦煤"
（3）最大限度地实行区域配煤，做到合理运输防止煤车对流。（4）加强质量监督，稳定配煤比例和配煤质量，便于备煤操作和生产管理。
（5）力求做到降低装炉煤的成本。
5.2生产冶金焦和铸造焦的合理配煤指标
冶金焦配煤应符合下列指标
（1）水分8%以下。
（2）灰分根据焦炭质量要求，按有关公式估算。
（3）挥发份应控制在22-25%
（4）硫份控制在1%以下。
（5）胶质层厚度Y值在17-25毫米
（6）黏结指数G应在65以上。
（7）粉碎煤细度0-3毫米在80%左右。
结束语
焦炭是冶金化工和机械制造行业的重要原料和燃料，我国炼焦煤中低硫低灰的主焦煤、强肥煤、好瘦煤资源相对短缺，在保护好宝贵的焦煤资源的同时，要积极拓宽利用非炼焦煤炼焦生产优质价廉冶金焦，才能增强煤化工行业在国外市场上的竞争能能力，我们应不断加强利用型煤技术和捣固焦技术等方面的研究工作。
近期焦炭质量分析报告 自配比六十六生产优二级焦开始，我公司焦炭出现块小、焦块发酥等症状， 焦炭热强度始终达不到60以上，严重影响焦炭质量，给公司带来巨大的经济损 失，按照公司领导要求彻查原因及总结应对方案，现经过详细的数据对比分析、 现场勘查，总结原因及应对措施如下 一、数据分析： 1.其他非重要影响因素数据罗列及其分析 入炉煤指标统计 日期灰分挥发分硫分黏值细度6.15 9.41 27.38 0.82 76.67 91.27 6.16 9.31 27.03 0.80 75.97 90.99 6.17 9.40 27.22 0.77 76.75 90.86 6.18 9.51 27.14 0.76 75.50 89.95 6.19 9.70 27.47 0.76 76.20 91.72 6.20 9.89 28.17 0.75 78.57 91.90 焦化执行配比配比1：宁乐贫瘦17% 优质二级焦煤83% 配比2：宁乐贫瘦15% 优质二级焦煤85% 洗煤厂来煤指标统计 日期灰分挥发分硫分黏值 6.16 9.93 30.51 0.88 84.57 6.17 9.78 30.76 0.87 85.67 6.18 10.08 30.90 0.83 89.14 6.19 10.16 30.48 0.86 89.71 6.20 9.97 30.61 0.85 89.67 洗煤配洗方案 众利达13# 5.00 众利达13号15.00 众利达13# 15.00 青海低质煤10.00 青海低质煤10.00 青海低质煤10.00 策克15.00 策克15.00 策克15.00 沃石13下1 30.00 沃石13下1 20.00 沃石13下1 10.00 弘鼎13层10.00 华银11号5 10.00 迪雷10号10.00 蒙古原煤10.00 蒙古原煤10.00 蒙古原煤20.00 华银11#5 10.00 迪雷16#4 10.00 迪雷16号4 20.00 迪雷10号10.00 迪雷10# 10.00 06.15 06.17 06.18 由以上数据可以看出：从原料煤到配合煤及配比方案，各项指标都相对正常 不应该出现热强低于60的情况，且从焦炭的熔融状态上看也相对较好，同时验 证了煤质方面并无问题。
焦炭质量对高炉炼铁的影响 随着高炉采用富氧大喷煤为代表的强化冶炼措施后，高炉的冶炼发生了很大的变化，一个突出的表现就是对焦炭的骨架作用要求更高。随着煤比不断提高，焦炭负荷越来越重，焦炭的冶金性能也越来越受到重视。目前国内大型高炉技术经济指标不高，大多是受原燃料条件尤其是焦炭质量的限制。 标签：焦炭质量的影响；高炉冶炼中的作用；措施 1.1 焦炭水分对高炉冶炼的影响 焦炭水分的波动势必引起称量不准而影响高炉炉况的稳定，并导致铁水中硅、硫含量的变化。水分过高，焦粉粘附在焦块上，影响焦炭强度和筛分，将焦粉带入炉内；如果焦粉不能全部随煤气吹出，将影响高炉透气性和透液性，严重时造成炉缸堆积。从马钢2500m3高炉生产实践过程得知：当焦炭水分控制在4.0%以下时，对高炉冶炼影响不大。当焦炭水分超过4.0%时，则入炉含粉率、炉尘量以及炉尘含炭量将明显上升，高炉顺行状态变差。 1.2 焦炭灰分对高炉冶炼的影响 焦炭在高炉内被加热至高于炼焦温度时，由于焦质与灰分的热膨胀性不同，沿灰分颗粒周围产生裂纹，使焦炭碎裂，含粉增加。焦炭的灰分与强度几乎成线性关系，即灰分增加，强度下降。马钢2500 m3高炉自投产以来，焦炭灰分逐年下降，焦炭的热态性能则逐年提高，而高炉技术经济指标也呈逐年提高之势。焦炭灰分控制在12%以下，高炉生产可以获得比较先进的技术经济指标。 1.3 挥发分对高炉冶炼的影响 焦炭的挥发分含量影响焦炭的耐磨强度和反应后强度。挥发分高，焦炭气孔壁材质疏松，耐磨强度和反应后强度就低；挥发分低，焦炭气孔壁材质致密，耐磨强度和反应后强度就高。焦炭的挥发分含量与炼焦最终温度有关，是焦炭成熟程度的标志；提高炼焦最终温度与延长焖炉时间，使结焦后期的热分解与热缩聚程度增强，使焦炭挥发分含量降低，从而改善焦炭的质量。马钢2500 m3高炉作焦炭的挥发分含量控制在1.2%以下，终点温度和结焦时间分别为l050℃和20h；焦炭的冷态和热态性能均能满足高炉的要求。 1.4 焦炭的冷态改组对高炉冶炼的影响 焦炭的耐磨强度（M40）和搞碎强度（M10）是反映焦炭冷态性能的重要指标。冷态性能好的焦炭，即较高的M40和较低的M10，在筛分设备能力一定的条件下，可以保证人炉焦炭有较好的粒度组成和较低的含粉率，有利于提高高炉块状带的透气性，改善高炉炉况顺行。人炉含粉率低，还可改善炉缸工作状况。虽然目前高炉不断追求强化冶炼，十分重视焦炭的热态性能，但冷态性能也不可
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
. .. . .. 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
配煤炼焦工艺 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。 炼焦基本工艺参数：
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 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
- - - 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 1、煤质特点
2、几组生产数据2.1配合煤煤岩分析：
2.2配合煤煤岩分析： 2.3配合煤煤岩分析：
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。
焦炭质量指标 焦炭是高温干馏固体产物，主要成分是碳，具有裂纹和不规则孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹多少直接影响到焦炭粒度和抗碎强度，指标一般以裂纹度（单位体积焦炭内裂纹长度多少）来衡量。衡量孔孢结构指标主要用气孔率（焦炭气孔体积占总体积百分数）来表示，它影响到焦炭反应性和强度。不同用途焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求 40 ～ 45% ，铸造焦要求 35 ～40% ，出口焦要求 30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。 焦炭强度用抗碎强度和耐磨强度表示。焦炭抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构裂纹或缺陷处破碎的能力，用 M40 表示；焦炭耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不形成碎屑或粉末的能力，用 M10 表示。焦炭裂纹度影响其抗碎强度 M40 值，焦炭孔孢结构影响耐磨强度 M10 值。 M40 和 M10 值测定方法我国采用德国米贡转鼓试验方法。 焦炭质量评价 1 、硫分：硫是生铁冶炼有害杂质之一，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主要来源。焦炭硫分高低直接影响高炉炼铁生产。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%. 冶金焦含硫量规定不大于 1% ，大中型高炉使用冶金焦含硫量小于0.4 - 0.7% 。 2 、磷分：炼铁用冶金焦含磷量应在 0.02 - 0.03% 以下。 3 、灰分：焦炭灰分对高炉冶炼影响显着。焦炭灰分增加 1% ，焦炭用量增加 2 - 2.5% 。 4 、挥发分：根据焦炭挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于 1.5% ，则表示生焦；小于 0. 5 - 0.7%, 则表示过火，一般成熟冶金焦挥发分 1% 左右。 5 、水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使 M04 偏高， M10 偏低，给转鼓指标带来误差。 6 、筛分组成：我国过去对焦炭粒度要求：对大焦炉（ 1300 - 2000 平方米）焦炭粒度大于 40 毫米；中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但一些钢厂试验表明，焦炭粒度 40 - 25 毫米为好。大于 80 毫米焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。 焦碳用途具体指标如下： 固定炭83以上;硫0.5以下;挥发分1.5以下;灰分15左右 : 机制焦：{冶金用；试用于钢厂}； 捣鼓焦粒度8cm-150cm: {化铁水；用于电机壳、暖气片、机械配重的铸造}； 肥煤焦：{化铁水；用于电机壳、暖气片、机械配重的铸造}； 大块改良焦：{用于普通铸造；机械配件等粗略部件适用于2-3.5吨的炉型}； 定型焦粒度25cm：{用于普通铸造和稍严格的铸造产品；如水泵管件消防扣件等}； 固定炭85以上;挥发分1.5.;灰分13.5;硫0.5以下 :
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，
配合煤指标对焦炭质量的影响 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粘结性，煤岩组分指标和工艺条件指标即水分、细度、堆密度等。 (1)配合煤的灰分 煤中灰分在炼焦后全部残留于焦炭中，配煤的灰分指标是按焦炭规定的灰分 指标经计算得来的，即 配煤灰分(A煤),焦炭灰分(A焦) × 全焦率(K, %) 不同用途的焦炭对灰分的要求各不相同，一般认为，炼冶金焦和铸造焦时，灰分为7%~8%比较适合，炼气化焦时，则为15%左右。 (2) 配合煤的硫分 煤中硫分约有60%~70%转入焦炭，因配合煤的产焦率为70%~80%，故焦炭硫分约为配合煤硫分的80%~90%。由此可根据焦炭对硫分的要求计算出配合煤硫分的上限。 (3)配合煤的磷含量 由于含磷量高的焦炭将使生铁冷脆性变大，因此生产中要求配合煤的含磷量低于0.05%，中国的冶金焦和铸造焦出口时，外商对磷含量的要求十分严格，气化焦对磷含量一般没有特殊要求。 (4)配合煤的煤化度 表述煤的变质程度最常用的指标是挥发分Vdaf和平均最大反射率 max，两者之间有密切的联系。确定配合煤的煤化度控制值应从需要、可能、合理利用资源、经济实效等方面综合权衡。配合煤的挥发分对焦炭的最终收缩量、裂纹度及化学产品的产量、质量有直接影响。
从兼顾焦炭质量以及焦炉煤气和炼焦化学产品产率出发，各国通常将装炉煤挥发分控制在28%~32%范围内。制取大型高炉用焦炭的常规炼焦配合煤，煤化度指标控制的适宜范围是 max,1.2%~1.3%，相当于Vdaf,26%~28%。但还应视具体情况，并结合粘结性指标的适宜范围一并考虑。气化焦用煤的挥发分应大于30%。 (5)配合煤的粘结性 配合煤的粘结性指标是影响焦炭强度的重要因素。各国用来表征粘结性的指标各不相同。常用的指标有煤的膨胀度b、煤的流动度MF、胶质层指数y、X和粘结指数G，这些指数大，表示粘结性强。多数室式炼焦配合煤粘结性指标的适宜范围有以下数值:最大流动度MF值为70(或100)~103ddpm，奥,阿膨胀度?50%，最大胶质层厚度y为17~22mm，G为58~72。气化焦对配煤的粘结性指标要求较低。配合煤的粘结性指标一般不能用单种煤的粘结性指标按加和性计算。 (6)配合煤的煤岩组分 配合煤中煤岩组分的比例要恰当，配合煤的显微组分中的活性组分应占主要部分，但也应有适当的惰性组分作为骨架，以利于形成致密的焦炭，同时也可缓解收缩应力，减少裂纹的形成。惰性组分的适宜比例因煤化度不同而异，当配煤的平均最大反射率 max,1.3时，以30%~32%较好;当 max,1.3时，以25%~30%为好。采用高挥发分煤时，尚需考虑稳定组含量。 (7)配合煤的水分 无论炼制何种焦炭，配合煤的水分一般要求在7%~10%之间，并保持稳定，以免影响焦炉加 热制度的稳定。对生产来说，水分高将延长结焦时间，配合煤的水分每增加1%，结焦时间延长20分钟，从而降低产量，增加耗热量。其次配煤水分过高，产生的酚水量增加。此外，在一般细度的条件下，当配合煤水分为7%~8%时，堆密度最小，对煤进行干燥可使堆密度增加，从而改善煤料的粘结性。
焦炭质量标准与检验 焦炭现货市场的标准化程度较高，质量指标体系和检验方法都有国家标准依据，现货市场普遍接受，实际执行情况较好，争议解决方式也较规范。 一、焦炭国家标准符合现货市场的需求 1.焦炭国标按用途来构建质量指标体系 国家标准GB/T 1996—2003《冶金焦炭》设定了高炉冶金焦炭的质量指标体系，包含三类指标：一是灰分Ad、硫分St,d、挥发分Vdaf、水分Mt这些反映焦炭基本组成成分的指标；二是是冷态的抗碎强度M40和耐磨强度M10、热态的反应后强度CSR和反应性CRI这些反映高炉内工作强度和工况的指标；三是粒度、焦末这些反映物理大小和形态的指标。 2.焦炭质量的检验也有国家标准作为依据 焦炭的抽样、制样以及所有指标化验方法都有国家标准作为依据。其中，样品的采样、制备可依据GB/T 1997《焦炭试样的采取和制备》；焦炭水分、灰分、挥发分指标的化验可依据GB/T 2001—1991《焦炭工业分析测定方法》；焦炭的焦末和粒度指标的检测可依据GB/T2005—1994《冶金焦炭的焦末含量及筛分组成的测定方法》；焦炭的机械强度M40和M10的测定可依据GB/T 1996—2003《冶金焦炭》中的附录；焦炭硫分指标的测定可依据GB/T 2286—1991《焦炭全硫含量测定方法》；焦炭热性质指标的测定可依据GB/T 4000—1996《焦炭反应性及反应后强度的测定方法》。 二、现货市场企业和机构普遍采用和认可焦炭国家标准 现货企业普遍参照国家标准来签订贸易合同，按国标的质量体系来定义商品的质量等级。 1.焦化厂出厂检验，钢厂到货检验，质检机构委托检验 大型焦化厂通常以同一批出炉的焦炭作为一个检验批次，依国标的指标体系对焦炭进行全指标的检验。大型焦化厂一般都具备热性质指标的检验设备，能够保证对每个生产班组的焦炭检验一次CSR和CRI。一些中小型焦化厂不具备热性质指标的检验能力，当客户有特殊要求时，一般会委托其他机构代为检验。钢厂对外采购时，不同焦炭厂家的不同生产批次都算作不同批次。每一批次的焦炭入厂时，钢厂都对上述所有指标进行检。 2.焦炭质量指标检验存在误差
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
主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求主要炼焦煤对焦炭质量的影响及要求 于振东孔祥伟 摘要:本文就我国煤炭资源现状和我省煤资分布～分析了主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响～为提高炼焦用配煤的市场竞争找到了一条可供参考的有效径。 关键词:焦炭炼焦配煤 引言 中国煤炭产量在世界产煤国家中名列第一～煤炭作为主要能源在我国国民经济中占有举足轻重的地位重视煤炭的高效、清洁生产和实现以煤炭为基础的化工产品的转化是世纪可持续发展的目标之一。我国煤炭资源分布状况 我国的煤炭资源虽十分丰富～但分布不均～主要集中在华北及西部各区～从表中可看出华北地区的煤炭储量几乎占到全国的一半～西北地区的储量～也高达30%以上。 表一中国各大区的煤炭储量分布,2000年数据, 区名华北东北华东中南西南西北储量,%, 49.9 2.9 6.6 2.95 9.6 30 表二中国各主要产煤省的煤炭资源分布,2001年数据, 省区山西内蒙古陕西新疆贵州宁夏安徽云南山东河北储量25.9 22.3 15.4 9.6 5.2 3.2 2.5 2.4 2.3 2.3 ,%, 3.主要炼焦煤在炼焦上的作用和对焦炭质量的影响煤分为褐煤、烟煤和无烟煤三种～由于炼焦时很少采用单种煤为原料～ 所以烟煤按采取比例的不同～都能被用于配煤炼焦。用多种煤配合炼焦时只需一半以上是强结焦或强粘结性的煤～其余的用结焦性较低的弱粘结煤。在炼焦过程
中主要炼焦煤如气煤肥煤、焦煤和瘦煤分别有着不同的结焦特性和作用～是原料煤配煤影响焦炭质量的主要因素之一～其它工艺条件如加热速度煤料细度等也会影响焦炭的质量。 3.1气煤对焦炭质量的影响 气煤是一种变质程度较低的炼焦煤～在炼焦煤资源中所占比例最大～气煤的挥发分指标较高为28-37%～粘结指数在55-60之间～由于挥发分高生成的焦炭呈长条形状～并且有很多纵向裂纹、块度小、抗碎强度和耐磨强度均较差～一般在配煤炼焦时多配入气煤可增加产气率和化学产品回收率～同时能增加焦炭的收缩度减少膨胀压力。 3.2肥煤对焦炭质量的影响 肥煤是中等及中高挥发分的强粘结性的炼焦煤～它的粘结隋性组分的能力非常强～在焦化过程中起着类似骨架的重要作用～是配煤炼焦中的基础煤～肥煤的胶质层厚度大于25mm～加热时能产生大量的胶质体容易使焦炭的空隙率增大、强度降低～在炼焦配煤中肥煤配比大时应适当多配入瘦煤～或者多配弱粘煤～这样有助于改善焦炭的质量、提高强度～还能充分利用弱粘煤炼焦～因此肥煤是最宝贵的炼焦煤资源。 3.3焦煤对焦炭质量的影响 焦煤是中等及低挥发分的中等粘结及强粘结性的煤。挥发分,20-28%粘结指数,20-65～和挥发分20-28%～、粘结指数50-65、胶质 层厚度?25的煤都是焦煤焦煤加热时能产生热稳定性很高的胶质体～炼出的焦炭结焦性好、快度均匀、裂纹少、抗碎强度和耐磨强度都很高～但单独炼焦时膨胀压力大、推焦困难～一般以做为配煤炼焦使用较好。 3.4瘦煤对焦炭质量的影响 瘦煤是一种高变质低挥发芬的中等粘结性的烟煤～粘结性指数在20-65之间～挥发分在10-20%之间～瘦煤分子结构上的多聚芳香环系周围的侧链和官能团少～开始断裂的时间长～因此瘦煤热分解温度高～焦化过程中能产生相当数量的胶体～
煤炭焦化知识 煤炭焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到1000℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。为保证焦炭质量，选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性；绝大部分炼焦用煤必须经过洗选，以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦用煤时，还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦，由于其胶质体粘度大，容易产生实高膨胀压力，会对焦炉砌体造成损害，需要通过配煤炼焦来解决。产品和用途 煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。 （1）焦炭。炼焦最重要的产品，大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁，其次用于铸造与有色属冶炼工业，少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中，焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。 （2）煤焦油。焦化工业的重要产品，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用 （3）煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的%~%，常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收，不但为了经济效益，也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气，发热量为17500kj/Nm3左右，每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3，其质量约占装炉煤的16%~20%，是钢铁联合企业中的重要气体燃料，其主要成分是氢和甲烷，可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。煤焦化工艺 焦化厂主要生产车间： 备煤车间（煤仓、配煤室、粉碎机室、皮带机运输系统、煤制样室） 炼焦车间（煤塔、焦炉、装煤设施、推焦设施、拦焦设施、熄焦塔、筛运焦工段(包括焦台、筛焦楼)） 煤气净化车间（冷鼓工段(包括风机房、初冷器、电捕焦油器等设施) 脱氨工段(包括洗氨塔、蒸氨塔、氨分解炉等设施) 粗苯工段(包括终冷器、洗苯塔、脱苯塔等设施)）
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。
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：