焦

炭2.4燃料2.4.1焦炭燃料是高爐冶煉不可缺少的基本原料之一。高爐冶煉早期以木炭為燃料，而后使用了無煙煤，再到后來的高爐幾乎都使用焦炭做燃料，并應(yīng)用了噴吹技術(shù)，從風(fēng)口噴吹的燃料已占全部燃料用量的10～30%，有的達(dá)40%，用作噴吹的燃料主要有無煙煤和天然氣等。2.4燃料2.4.1焦炭焦炭在高爐冶煉中的作用

發(fā)熱劑：焦炭在風(fēng)口前燃燒放出熱量而產(chǎn)生高溫，高爐冶煉所消耗的熱量70～80%是由焦炭燃燒來提供的。

還原劑：焦炭中的固定碳(C)和它燃燒后產(chǎn)生的CO、H2將鐵還原出來，鐵礦石還原所需要的還原劑幾乎全部由燃料所供給。料柱骨架：高爐高溫區(qū)中，焦炭則既不軟化也不熔化，所以它可以作為高爐內(nèi)料柱的骨架來支承上部的爐料。焦炭在高爐料柱中約占整個(gè)體積的三分之一至二分之一，起著改善料柱透氣性的作用。2.4燃料2.4.1焦炭焦炭的化學(xué)成分固定碳和灰分：焦炭中固定碳含量應(yīng)盡量高，灰分含量盡量低。 C固=100－(灰分＋揮發(fā)分＋有機(jī)物)焦炭中的灰分不僅對C固影響很大，而且會(huì)導(dǎo)致焦炭的耐磨強(qiáng)度降低，粉末增加。

硫和磷：80%左右的硫是由焦炭帶入的，因此降低焦炭中的含硫量對降低生鐵含硫起著很大的作用；焦炭中含磷較少。某廠焦炭的灰分分析成分SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3K2O,Na2O含量（%）45.1239.245.321.047.04≯1.02.4燃料2.4.1焦炭焦炭的化學(xué)成分水分：焦炭中的水分是在打水熄焦時(shí)滲入的，通常為2～6%。焦炭中的水分在高爐上部即可蒸發(fā)完畢，對高爐冶煉沒有影響。但要求焦炭中的水分含量要穩(wěn)定，因?yàn)榻固慷际前粗亓咳霠t的，水分的波動(dòng)必定會(huì)引起干焦量的波動(dòng)，最終導(dǎo)致爐缸熱制度的波動(dòng)。2.4燃料2.4.1焦炭焦炭的化學(xué)性質(zhì)

燃燒性—焦炭與氧在一定的溫度條件下反應(yīng)生成CO2的速度，即燃燒速度，反應(yīng)式為：C＋O2

＝

CO2

反應(yīng)性—焦炭在一定的溫度下和CO2作用，生成CO的反應(yīng)速度，其反應(yīng)式為：C＋CO2＝

2CO塊度大，氣孔度低，堆比重大和灰分高的焦炭的燃燒性和反應(yīng)性較差；反之亦然。2.4燃料2.4.1焦炭5.焦炭的生產(chǎn)流程現(xiàn)代焦炭生產(chǎn)過程分為：洗煤、配煤、煉焦、熄焦及煤氣和化工產(chǎn)品回收處理等工序。煉焦生產(chǎn)工藝流程圖1—煤堆；2—破碎機(jī)；3—配煤槽；4—粉碎；5—儲煤塔；6—攔焦車；7—熄焦車；8—熄焦塔；9—涼焦臺；10—篩分機(jī)；11—焦槽；12—裝焦車；13—煉焦?fàn)t；14—推焦機(jī)。2.4燃料2.4.1焦炭焦炭的生產(chǎn)流程

洗煤——原煤在煉焦之前先進(jìn)行洗選，降低煤中所含的灰分和洗除煤中的雜質(zhì)。

配煤——將各種結(jié)焦性能不同的煤經(jīng)過洗選后，配合進(jìn)行煉焦，其目的是擴(kuò)大煉焦煤的使用范圍，盡可能多的得到一些化工產(chǎn)品。

煉焦——將配合好的煤粉，裝入煉焦?fàn)t的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側(cè)的燃燒室加熱干鎦，最后獲得質(zhì)量合格的冶金焦。

焦炭產(chǎn)品處理——將由爐內(nèi)推出的熾熱的焦炭經(jīng)噴水熄火或干熄火后，進(jìn)行篩分分級，獲得不同粒度的焦炭產(chǎn)品，分別送往高爐和燒結(jié)等用戶。2.4燃料2.4.1焦炭煉焦用煤種類

煤按其生成的地質(zhì)年代的長短可分成：泥煤、褐煤、煙煤及無煙煤四種。

根據(jù)煤的可燃基揮發(fā)分V揮和膠質(zhì)層厚度Y又可劃分為10個(gè)大類：褐煤、長焰煤、不黏結(jié)煤、弱黏結(jié)煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤和無煙煤。用于煉焦的主要是煙煤。煙煤由于地質(zhì)年代的長短和變質(zhì)程度的不同，可以分為：長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤及貧煤六種。用于煉焦的煤主要是煙煤中的氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤等四大類。2.4燃料2.4.1焦炭煉焦用煤種類

氣煤：V揮﹥37%，Y=5～25mm。揮發(fā)分高，結(jié)焦過程收縮大，裂紋多，塊度小且易碎。在配煤中適當(dāng)增加氣煤，可以降低煉焦中的膨脹壓力和增加焦餅收縮，有利于推焦；揮發(fā)分高，可以得到較多的化工產(chǎn)品；多配氣煤使焦炭塊度變小，強(qiáng)度下降。焦煤：V揮＝18%～26%，Y＝12～15mm，兩者都屬于中等水平。多數(shù)焦煤在單獨(dú)煉焦時(shí)，都可以獲得塊度大、裂紋少、耐磨性好的焦炭。但、在結(jié)焦過程中產(chǎn)生的膨脹壓力較大，產(chǎn)生推焦困難現(xiàn)象，不利于對爐墻的保護(hù)，且貯量不多，從節(jié)約焦煤的角度出發(fā)，只在配煤中適當(dāng)加入焦煤。焦煤在配煤中起提高焦炭強(qiáng)度的作用。2.4燃料2.4.1焦炭煉焦用煤種類

肥煤：V揮＝26%～37%，Y

>25mm.在加熱時(shí)能產(chǎn)生大量的膠質(zhì)。單獨(dú)使用這種煤煉焦時(shí)，生產(chǎn)出來的焦炭融熔性好，但容易產(chǎn)生較多的橫向裂紋，易碎。由于它具有很強(qiáng)的粘結(jié)性，可粘結(jié)一部分弱粘結(jié)性煤，所以它是配煤中的重要成分。

瘦煤：V揮＝14%～20%，Y＜12mm，加熱時(shí)膠質(zhì)體數(shù)量少，一般瘦煤能結(jié)焦，但塊度大裂紋少，不耐磨。配煤中加入少量瘦煤可以提高焦炭的塊度。2.4燃料2.4.1焦炭煉焦用煤種類

貧煤：V揮＝10%～20%，貧煤的變質(zhì)程度較瘦煤高，有揮發(fā)分而無膠質(zhì)和粘結(jié)性，配入少量貧煤可以作瘦化劑。無煙煤：V揮最低，加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體，因此不能作為煉焦用煤，只是在瘦煤缺乏的地區(qū)，配煤中的煤料較肥時(shí)，加入少量無煙煤作為瘦化劑。以上幾種煤在實(shí)際生產(chǎn)中一般不單獨(dú)使用，而是幾種煤搭配使用，這就是配煤煉焦。2.4燃料2.4.1焦炭7．配煤的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)灰分：質(zhì)量分?jǐn)?shù)≯12%。硫分：質(zhì)量分?jǐn)?shù)≯1%，最高≯1.2%。揮發(fā)分：質(zhì)量分?jǐn)?shù)28%～32%。膠質(zhì)層：厚度14～20mm。水分：質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%～10%。細(xì)度（煤料中0～3mm的細(xì)粒占全部煤料的百分比）：提高煤料的細(xì)度能提高焦炭強(qiáng)度，但細(xì)度過高（大于90%）會(huì)使裝煤困難，甚至扒爐。2.4燃料2.4.1焦炭8.結(jié)焦過程從煤料裝入焦?fàn)t到煉成焦炭（950～1050℃時(shí)）的整個(gè)過程。（1）干燥和預(yù)熱—100～200℃（2）分解生成膠質(zhì)體—200～450℃（3）膠質(zhì)體固化成半焦—450～650℃（4）半焦轉(zhuǎn)化為焦炭—650～1050℃時(shí)，焦炭成熟若溫度超過1050℃時(shí)，焦炭會(huì)變碎，甚至石墨化。2.4燃料2.4.1焦炭熄焦方法濕法熄焦在熄焦塔用高壓水噴淋紅熱焦炭（60～90s），目前我國多采用。干法熄焦在熄焦室用惰性氣體回收焦炭的物理熱（2-4h），寶鋼采用。干法熄焦優(yōu)點(diǎn)多：焦炭機(jī)械強(qiáng)度好，裂紋少，篩分組成均勻，避免了因水分波動(dòng)而引起的不良影響，但這種熄焦方法設(shè)備投資大。2.4燃料2.4.1焦炭10.煉焦?fàn)t及附屬設(shè)備煉焦?fàn)t是用耐火材料砌筑的，