焦炭是固体燃料的一种,亦称“焦块”、“焦渣”,是有粘结性煤在隔绝空气的条件下干馏所得到的多孔性固体块状物,用肉眼可以观察到表面的裂纹和孔隙结构。焦炭由炼焦煤在焦炉中经过高温干馏转化而来,可以说是焦煤的下游产品。生产一吨焦炭,大约消耗1.33吨焦煤。生产来的焦炭主要用于炼钢。据统计,世界上90%的焦炭用于高炉炼铁。所以,焦炭的供应依赖于焦煤,消费依赖于钢铁行业的运行。
焦炭的主要成分是固定碳,挥发物很少,燃烧时无烟。热值约为25104 kJ/kg—31380 kJ/kg。银白色或灰黑色,有金属光泽,坚硬多孔。大块的称作块焦或冶金焦,小块称作碎焦,粉末的称作焦屑。铁合金生产中用焦炭作还原剂,要求焦炭的固定碳越高越好,灰分越少越好。其粒度对冶炼有很大影响。
如何区别焦炭优劣
1、看焦炭粒度的均匀程度,质量好的焦炭,粒度均匀,多数在25mm以上,焦粉及碎焦、超大块焦(大于80mm)少。
2、看横纵裂纹的多少。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)。焦炭在破碎、运输、上仓等过程中,受外力作用下首先沿横纵裂纹破裂,因此,焦炭横纵裂纹的多少直接影响到焦炭的破碎强度(M40),横纵裂纹越多,裂纹越长,焦炭越容易在转运、装料等过程中碎裂,其破碎强度也越差。
3、看焦炭的形状、断面是否规整。通常焦炭块的大小和形状方面存在着一定的规律性。良好的冶金焦炭具有纵断面大于横断面的柱形状。 质量好的焦炭,其形状呈规则的长条形或方块形,断面工整。质量差的焦炭呈不规则的形状,其表面常常弯曲。焦头焦尾也较多(焦头也称菜花头痕迹较深像开花似的,焦尾也称作焦根,呈尖角状或佛手状)。
4、摸棱角是否锋利耐磨。焦炭的耐磨强度是表征焦炭冷态强度的重要指标。磨碎是在焦炭表面相互磨檫的情形下发生的,即为一种表面薄层的分离现象。焦炭的耐磨性应当用小于1毫米的焦粉的产率来表示,但实际在工厂中,采用细筛是有困难的,也容易造成误差,而1-10毫米级的焦粒产率并不多,所以生产上常用转鼓后10mm以下焦粒的产率来表示焦炭的耐磨强度即M10。手摸焦炭的棱角分明、锋利,表明焦炭的耐磨强度好,否则,形状不规则,棱角圆滑,焦炭多呈圆蛋形,则表明其耐磨强度极差。
5、看气孔的多少及致密程度。焦炭为孔孢结构体(或孔孢多孔体),好的焦炭,块度大、气孔小、气孔少、瓷实、均匀,手掂沉重,表面致密,裂纹少。这类焦炭通常热反应性也较低,热强度好。反之,焦炭气孔大,气孔壁薄,结构组织不致密,手掂发轻发飘,一般热反应性较好,高温强度差。
6、听声音。质量好的焦炭,从高处落下,不易破碎,且声音清脆,如同金属落地声一样。如落地声音沉闷,或落地即碎,或焦碳破碎后内部有颜色暗黑的为未烧透的原煤,皆说明焦炭质量不佳。需要指出的是,焦炭含水量不同时,其落地声音也各有不同,水分越大,其声音也越闷,所以也可从其落地声音判断焦炭含水量,焦炭含水和焦炭强度差落地声音虽然都发闷,但听起来还是有区别的,当然,这需要长期的实践经验才能判别。
7、看颜色。一般成熟的焦炭呈银白色或银灰色,带金属光泽,没有烧熟的焦炭呈暗灰色。当焦炭含水份较高时,焦炭呈黑灰色,水分越高,颜色越深。
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。
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