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焦炭

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。

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。 [2] 

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。

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。