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焦炭

焦炭是固體燃料的一種。由煤在約1000℃的高溫條件下經干餾而獲得。主要成分為固定碳，其次為灰分，所含揮發分和硫分均甚少。呈銀灰色，具金屬光澤。質硬而多孔。

其發熱量大多為26380～ 31400kJ/kg(6300～7500kcal/kg)。按用途不同，有冶金焦炭、鑄造用焦和化工用焦三大類。按尺寸大小，又有塊焦、碎焦和焦屑等之分。主要用于冶煉鋼鐵或其他金屬，亦可用作制造水煤氣、氣化和化學工業等的原料。

焦炭亦稱“焦塊"、“焦渣"。煤在鍋爐爐內加熱到850℃以上時，隨著溫度升高，煤中的有機物分解， 其中揮發性產物逸出后， 殘留下的不揮發產物就是焦炭。其中包括能燃燒的固定碳和燃燒殘余物——灰分。燃燒時發出很短的藍色火焰，并釋放大量熱量。燃燒過程緩慢而持久，且易在表面形成灰殼。為使焦炭燃盡，應設法及時除去其灰殼。焦炭的物理性質(如粘結性等)，對于層燃爐的運行具有較大的影響。

焦炭產量約占焦化產品的75%左右。焦炭主要用于煉鐵，它在生鐵生產成本中約占1/2～1/3。高爐冶煉過程實際上是將鐵礦石還原的過程， 焦炭即充當了還原劑和熱量來源。

焦炭又可用于肥料工業， 利用焦炭與水蒸氣、空氣作用， 制成半水煤氣， 然后再使氫與空氣中的氮結合生成氨。焦炭還是生產乙炔、氰氨基鈣、二硫化碳和電極等反應劑，也是城市煤氣工業的重要原料。從中國焦炭產量分布情況看，中國煉焦企業地域分布不平衡，主要分布于華北、華東和東北地區。 [2]

主要成分是固定碳，揮發物很少，燃燒時無煙。熱值約為25104 kJ/kg—31380 kJ/kg。銀白色或灰黑色，有金屬光澤，堅硬多孔。大塊的稱作塊焦或冶金焦，小塊稱作碎焦，粉末的稱作焦屑。鐵合金生產中用焦炭作還原劑，要求焦炭的固定碳越高越好，灰分越少越好。其粒度對冶煉有很大影響。粒度大的焦炭，比電阻小，導電性強，電極下插困難，電爐熱損失增加，粒大的焦炭反應表面也小，還原能力相應降低，故粒大的焦炭加入爐內會使爐況惡化。粒度小的焦炭，比電阻大，接觸面大，會使電極深插，熱損失少，但粒度過小又會降低爐料的透氣性，造成刺火塌料。

所以焦炭應有一定的合適的粒度。其粒度的大小與爐子容量有關，大電爐用的焦炭粒度較大，小電爐用的焦炭粒度較小。例如容量為12500 kVA的電爐，焦炭粒度應為5 mm—18 mm;容量為400 kVA—1800 kVA的電爐，焦炭粒度應為 1 mm—8 mm，其中1 mm—3 mm粒度的焦炭不高于20%，冶煉過程中，應經常檢驗焦炭中的含水量，進行爐料配比的校正，使爐況正常進行。

物理性質

焦炭物理性質包括焦炭篩分組成、焦炭、焦炭真相對密度、焦炭視相對密度、焦炭氣孔率、焦炭、焦炭熱導率、焦炭熱應力、焦炭著火溫度、焦炭熱膨脹系數、焦炭收縮率、焦炭電阻率和焦炭透氣性等。

焦炭的物理性質與其常溫機械強度和熱強度及化學性質密切相關。焦炭的主要如下：

平均比熱容為 /（kgk）（100℃），/（kgk）（1000℃）

熱導率為 /（mhk）（常溫），/（mhk）（900℃）；

著火溫度（空氣中）為 450-650℃；

干燥無灰基低熱值為 30-32KJ/g；

化學成分

焦炭反應性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進行的能力，CRI =(G0—G1）/G0×99%（注：G0----試驗焦炭樣重量，g；G1----反應后焦炭樣重量，g；）。焦炭反應后強度是指反應后的焦炭再機械力和 熱應力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和氣化過程中，都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發生化學反應。由于焦與氧和的反應有與二氧化碳的反應類似的規律，因此大多數國家都用焦炭與 二氧化碳間的反應特性評定。

焦炭反應性CRI及反應后強度CSR的重復性r不得超過下列數值：

CRIr≤%

CSR：≤%

焦炭反應性及反應后強度的試驗結果均取平行試驗結果的算術平均值。