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焦炭的含义及用途

核心提示:煤在燃烧时,残留下不挥发的物质就是焦炭,它是固体燃料的一种,主要用于炼铁,充当还原剂和热量来源,焦炭还可以用于肥料行业。不同焦粒度对应的详细用途也不同,本文会详细介绍焦炭的性质、成分以及不同的用途,请仔细阅读下文!

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。

焦炭是固体燃料的一种。由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得。主要成分为固定碳,其次为灰分,所含挥发分和硫分均甚少。呈银灰色,具金属光泽。质硬而多孔。

其发热量大多为26380~ 31400kJ/kg(6300~7500kcal/kg)。按用途不同,有冶金焦炭、铸造用焦和化工用焦三大类。按尺寸大小,又有块焦、碎焦和焦屑等之分。主要用于冶炼钢铁或其他金属,亦可用作制造水煤气、气化和化学工业等的原料。

简介

焦炭亦称“焦块”、“焦渣”。煤在锅炉炉内加热到850℃以上时,随着温度升高,煤中的有机物分解, 其中挥发性产物逸出后, 残留下的不挥发产物就是焦炭。其中包括能燃烧的固定碳和燃烧残余物——灰分。燃烧时发出很短的蓝色火焰,并释放大量热量。燃烧过程缓慢而持久,且易在表面形成灰壳。为使焦炭燃尽,应设法及时除去其灰壳。焦炭的物理性质(如粘结性等),对于层燃炉的运行具有较大的影响。

焦炭产量约占焦化产品的75%左右。焦炭主要用于炼铁,它在生铁生产成本中约占1/2~1/3。高炉冶炼过程实际上是将铁矿石还原的过程, 焦炭即充当了还原剂和热量来源。

焦炭又可用于肥料工业, 利用焦炭与水蒸气、空气作用, 制成半水煤气, 然后再使氢与空气中的氮结合生成氨。焦炭还是生产乙炔、氰氨基钙、二硫化碳和电极等反应剂,也是城市煤气工业的重要原料。从中国焦炭产量分布情况看,中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。

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。粒度大的焦炭,比电阻小,导电性强,电极下插困难,电炉热损失增加,粒大的焦炭反应表面也小,还原能力相应降低,故粒大的焦炭加入炉内会使炉况恶化。粒度小的焦炭,比电阻大,接触面大,会使电极深插,热损失少,但粒度过小又会降低炉料的透气性,造成刺火塌料。

所以焦炭应有一定的合适的粒度。其粒度的大小与炉子容量有关,大电炉用的焦炭粒度较大,小电炉用的焦炭粒度较小。例如容量为12500 kVA的电炉,焦炭粒度应为5 mm—18 mm;容量为400 kVA—1800 kVA的电炉,焦炭粒度应为 1 mm—8 mm,其中1 mm—3 mm粒度的焦炭不高于20%,冶炼过程中,应经常检验焦炭中的含水量,进行炉料配比的校正,使炉况正常进行。

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。

不同焦粒度对应的详细用途

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 :

有捣鼓焦粒度8cm以上:{用于一般普通铸造}

定型焦粒度25cm; {用于精密铸造和球墨铸造}

改良焦: (主焦煤炼) {用于精密铸造和球墨铸造适用}

固定炭86以上;硫0.5以下;灰分12 以下;挥发分1.5以下 :

捣鼓焦粒度4cm--8cm或10cm以上:{用于普通铸造}

定型焦粒度25cm: {用于精密铸造和球墨铸造适用于3吨以上的炉型}

固定炭88以上;硫0.5以下;灰分10以下;挥发分1.5以下铸造焦 :

定型焦粒度25cm:{适用于一切高级精密球墨铸造和出口国际指标}

捣鼓焦8cm以上:{用于普通铸造和严格的铸造产品;如水泵管件消防扣件等}

固定炭788385以上高硫焦 :{用于化铜、化铝、化塑料、化工用焦}

固定碳 83以上气煤焦 : {用于一氧化碳的提取造气,富含丰富的煤气}

固定炭 78左右煤粉焦 : {铸造部件退火、民用焦碳、化工焦碳、化铜、化铝、塑料}

固定炭65左右煤泥焦 : {民用焦碳、铸造部件退火、化工焦碳}

综上所述,焦炭是固体燃料的一种,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,适用领域也很多。

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