【正文】 ，而焦煤和瘦煤煉制的焦炭塊度大。 目前評價焦炭強度最通行的方法是采用各種 轉(zhuǎn)鼓試驗來測定焦炭的強度，通常所指的 焦炭強度 是在常溫下測得的結(jié)果，為了與高溫下測得的焦炭強度加以區(qū)分，常溫下測得的焦炭強度又稱為 焦炭的冷強度 。 轉(zhuǎn)鼓試驗方法 原理： 轉(zhuǎn)鼓試驗是將一定量塊度大于某一規(guī)定值的焦炭試樣， 放入一個特定結(jié)構(gòu)尺寸的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動一 定轉(zhuǎn)數(shù)，由于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的提料板作用，焦炭在鼓內(nèi)產(chǎn)生翻動和 上下跌落運動，受這種復(fù)雜運動的作用力影響，抗碎能力差 的焦塊必定碎裂。這樣可用轉(zhuǎn)鼓試驗后大于某一塊度的焦炭占總 的入鼓焦炭的百分比作為 焦炭抗碎強度 的指標(biāo)，而用轉(zhuǎn)鼓試 驗后小于某一較小粒度的焦炭量 (或大于 )占總的入轉(zhuǎn)鼓焦炭 量的百分比作為 焦炭的耐磨強度 指標(biāo)。各種研究方法的試驗結(jié)果共同得到如下的結(jié)論： 1)焦炭在高溫下的強度比常溫下要低； 2)在室溫下測得的焦炭強度不能代表高溫下的強度； 3)當(dāng)試驗溫度高于焦炭的制造溫度時，則焦炭的高溫強度下降； 4)煉焦時間延長可改善焦炭的高溫強度； 5)焦炭的冷強度愈高，由溫度而引起的高溫強度的降低愈小。 二、焦炭的強度 我國冶金焦炭質(zhì)量標(biāo)準 類別 抗碎強度， M 25 ％ 耐磨強度， M 10 ％ 灰分（干基） ％ 硫分（干基） ％ 揮發(fā)份（無水無灰基） ％ Ⅰ ≥ 9 2 . 0 ≤ ≤ 12 ≤ 0 . 6 0 Ⅱ ≥ 8 8 . 1 ～ 9 2 . 0 ≤ 1 2 . 0 1 ～ 1 3 . 5 0 0 . 6 1 ～ 0 . 8 0 Ⅲ ≥ 8 3 . 0 ～ 8 8 . 0 ≤ 1 0 . 5 1 3 . 5 1 ～ 1 5 . 0 0 0 . 8 1 ～ 1 . 0 0 ≤ 塊度種類 大塊焦（ 40mm ） 大中塊焦（ 25mm ） 中塊焦（ 25 ～ 40mm ） 全水分，％ 177。 ≤ 焦末含量，％ ≤ ≤ ≤ 注： ，不作質(zhì)量考核依據(jù)。 GB／ T199694《 冶金焦炭 》 表 12 冶金焦炭質(zhì)量分級指標(biāo) 第四節(jié) 焦炭的化學(xué)反應(yīng)性能 盡管不同用途的焦炭在使用過程中所發(fā)揮的作用不完全相同，但是在使用中都存在焦炭與 O CO2或水蒸氣之間的化學(xué)反應(yīng)，焦炭在與這些氣體之間反應(yīng)過程中所表現(xiàn)出的化學(xué)反應(yīng)性能，對不同的生產(chǎn)過程有不同的影響。 一、焦炭化學(xué)反應(yīng)性與測定方法 二、 焦炭反應(yīng)后強度 一、焦炭化學(xué)反應(yīng)性與測定方法 焦炭與 CO2或水蒸氣反應(yīng)的反應(yīng)速率稱為 焦炭的化學(xué)反應(yīng)性 ，可以用反應(yīng)后氣體中 CO和 CO2的百分濃度來表示，也可以用在一定反應(yīng)條件下，反應(yīng)一定時間之后所消耗的焦炭量占參加反應(yīng)的焦炭量的百分率來表示。 第五節(jié) 高爐用焦炭的作用 高爐是中空的豎爐，由上至下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹和爐缸五段，為了使?fàn)t料順利下移，高爐的爐身上口小，下口大形成倒錐狀。燃燒反應(yīng)后生成的 CO是高爐冶煉過程的還原劑。 爐料在下降過程中，經(jīng)預(yù)熱、反應(yīng)，礦石中的鐵氧化物被還原成金屬鐵，高溫下鐵熔化后，鐵水將順焦炭表面落入爐缸。鐵水和液態(tài)爐渣分別定期地從高爐的鐵口和渣口排出。 歸結(jié)起來，焦炭在高爐內(nèi)有三方面的作用： 1)高溫?zé)嵩醋饔茫? 2)提供還原劑的作用； 3)疏松骨架作用。隨著高爐冶煉技術(shù)的不斷提高，高爐向大型化方向發(fā)展，以及高爐采用噴吹技術(shù)，使得焦炭在高爐內(nèi)用量逐漸減少，但所起的骨架作用卻愈顯得重要。 第五節(jié) 高爐用焦炭的作用 第六節(jié) 非高爐用焦炭 一、鑄造焦 二、氣化焦 一、鑄造焦 鑄造焦用于沖天爐 (也稱化鐵爐 )作燃料，沖天爐的作用是將生鐵熔化，并盡可能提高鐵水溫度，進而提高鑄件的質(zhì)量。因為沖天爐內(nèi)不易脫硫，故鑄造焦的硫分要求含硫量低。 鑄造焦在沖天爐內(nèi)要經(jīng)受下落的鐵塊的沖擊，并承受重力和摩擦力的作用，對鑄造焦的強度要求較高。因此生產(chǎn)鑄造焦一般都選用主焦煤為骨架煤料，生產(chǎn)工藝以搗固煉焦為主。 二、氣化焦 用于發(fā)生爐或水煤氣生產(chǎn)的焦炭稱為氣化焦。因此氣化焦可選用氣孔率大、強度低、塊度小的焦炭。 第七節(jié) 我國焦炭生產(chǎn)的基本現(xiàn)狀 新中國成立之后，我國焦炭產(chǎn)量從建國初期的不到 60萬 t/a，發(fā)展到目前，焦炭產(chǎn)量增加了 300多倍。我國歷年來焦炭、生鐵、鋼產(chǎn)量以及焦炭出口量見表 14。這主要與我國煉焦煤資 源分布有很大的關(guān)系。 一、炭化室內(nèi)爐料的動態(tài)變化 因為焦?fàn)t炭化室的側(cè)向供熱，且爐料導(dǎo)熱系數(shù)低，因此在整個成焦過程的大部分時間內(nèi)，炭化室內(nèi)與爐墻垂直方向上爐料的溫度梯度較大 (圖 21左 )?？拷鼱t墻附近的煤先結(jié)成焦炭，而后焦炭層逐漸向炭化室中心推移，這就是所謂的“ 成層結(jié)焦 ”。 常規(guī)煉焦采用濕煤裝爐，結(jié)焦過程中濕煤層被夾在塑性層之間，這樣濕煤層內(nèi)的水汽不易透過塑性層向兩層外流出，致使大部水汽竄入內(nèi)層濕煤中，并因內(nèi)層溫度低而冷凝下來，這樣內(nèi)層濕煤水分增加，加之煤的導(dǎo)熱系數(shù)小，使得炭化室內(nèi)中心煤料升溫速度緩慢，長時間停留在水的蒸發(fā)溫度以下，煤料水分愈多，結(jié)焦時間就愈長，煉焦的耗熱量也就愈大。 第二節(jié) 配合煤質(zhì)量與備煤煉焦工藝條件 由于煤在焦?fàn)t炭化室內(nèi)結(jié)焦過程和煤成焦規(guī)律的要求，使得工業(yè)煉焦必須采用多種煤配合煉焦。 一 、配煤的意義與配煤質(zhì)量要求 二、備煤煉焦工藝條件 煉焦配煤的意義 配煤的 意義 在于使各種煤之間性質(zhì)上取長補短，符合焦?fàn)t的生產(chǎn)要求，生產(chǎn)出滿足質(zhì)量要求的優(yōu)質(zhì)焦炭，并副產(chǎn)煉焦化學(xué)產(chǎn)品，實現(xiàn)煤炭資源的合理利用。而且由于煤種的相對儲量、分布和開采能力的制約，不可能進行大規(guī)模的單種煤煉焦生產(chǎn)，特別是優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源有限，工業(yè)上必須采用配煤煉焦，以確保焦炭質(zhì)量和合理利用煤炭資源。 配煤的一般原則 為了生產(chǎn)質(zhì)量合格的焦炭，首先要是要確保配煤的質(zhì)量，并綜合考慮煉焦工業(yè)的長遠發(fā)展，煉焦配煤應(yīng)遵循如下一般原則。 2）符合本區(qū)域內(nèi)煤炭資源的組成，有利于擴大煉焦煤 源，同時縮短平均運距。 4）煤源的數(shù)量可靠、質(zhì)量穩(wěn)定。 （ 2）配合煤的煤化度指標(biāo) 煤化度指標(biāo) 是用來控制焦炭強度和塊度的重要配煤參數(shù)。 配合煤的揮發(fā)分指標(biāo)可以直接測定，也可以按加和性來進行計算，但二者之間有一定的差異。需要指出的是，配合后煤料的煤化度指標(biāo)的數(shù)值所反映的煤的性質(zhì)與煤化度指標(biāo)數(shù)值相同的單種煤的性質(zhì)是不一樣的。正因為這種原因，煉焦廠在運輸和儲存洗精煤時，應(yīng)防止不同煤種混雜，造成揮發(fā)分煤化度指標(biāo)失靈。 我國過去一直采用最大膠質(zhì)層厚度 Y作為粘結(jié)性指標(biāo)，其合適的范圍是： Y＝ 17～ 22mm。配合煤料的 Y值或 G值可直接測定，也可按加和性進行計算。可以采用試驗焦?fàn)t測定膨脹壓力大小。 煉焦生產(chǎn)中，對于煤料的膨脹壓力有以下 兩點規(guī)律 ：第一是在常規(guī)煉焦配煤范圍內(nèi)，煤料煤化度增加，則膨脹壓力增大；第二是對同一種煤料，增加堆密度，其膨脹壓力相應(yīng)增加。 二、備煤煉焦工藝條件 備煤煉焦 工藝條件 是指煤料粉碎的細度、裝爐煤的水分和堆密度、煉焦速度、煉焦溫度和燜爐時間等，這些煉焦條件對焦炭的質(zhì)量有較大的影響。常規(guī)煉焦條件下要求細度在 80％左右。 細度不夠，配合煤混合不均勻，焦炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一，導(dǎo)致強度降低。因此煉焦生產(chǎn)中對煤料細度必須加以控制。一般要求煤中活性組分粗粉碎，非活性成分宜細粉碎。 裝爐煤堆密度和水分 提高裝爐煤的堆密度，有利于提高焦炭的質(zhì)量，同時還可以提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力。 在常規(guī)煉焦條件下，裝爐煤的堆密度主要受煤料水分、細度以及加煤方法的影響，從圖 26中可以看出，增加堆密度的有效途徑是減少煤料的水分，但是若采用一般的裝爐方法，在加煤時冒煙冒火嚴重，必須采用專門的裝爐工藝。提高煉焦最終溫度或延長燜爐時間，可以提高煤的干餾程度，使焦炭的結(jié)構(gòu)更加致密，碳結(jié)構(gòu)中氫含量減少、石墨化程度增加、各向異性程度加大，焦炭的耐磨強度和反應(yīng)后強度均得到相應(yīng)提高，但抗碎強度稍有下降。成功的配煤理論可以正確指導(dǎo)配煤工作，并且還可以建立預(yù)測焦炭質(zhì)量的方法。按各種實體的熱解性質(zhì)的不同，可劃分成 活性物 和 惰性物 兩大類。煤巖實體的分類方法見表 23。 煤巖配煤的基本原理 煤巖配煤的基本原理是建立在以下對煤及其成焦過程的認識之上的。這種劃分完全是根據(jù)實驗得出的結(jié)果進行劃分的。 ② 各種煤的活性成分的性質(zhì)是不均一的，可用反射率的分布圖解來表示。 ③惰性成分也是配煤中不可缺少的成分，缺少或過剩均對配煤煉焦不利，導(dǎo)致焦炭質(zhì)量下降。決定煤性質(zhì)的重要指標(biāo)是反射率和惰性成分含量這兩個指標(biāo)。煉焦煤隔絕空氣炭化所得的焦炭，制成光片后在顯微鏡下觀察，無論其表面是否經(jīng)過處理，都可以觀察到顆粒的界線。因此，散裝煤的粘結(jié)，只是顆粒間接觸表面的結(jié)合。由于煉焦廠的晝夜用煤量很大，涉及的煤種多，設(shè)施占地面積大，要求的機械化和自動化作業(yè)程度高，而且備煤對焦炭的質(zhì)量影響大。 ① 來煤按使用煤種分別接受，并卸往指定的堆放位置。每批來煤必須按規(guī)程取樣分析，對質(zhì)量不合要求的來煤應(yīng)作待殊處理。貯煤場設(shè)計容量通常按來煤的 70％計算，直接進槽量為 30％。卸車機常用的有翻車機、螺旋卸車機、鏈斗卸車機和抓斗類起重機。 翻車機具有效率高、生產(chǎn)能力大、運行可靠、操作人員少和勞動強度低等特點，適用于大型焦化廠采用，但對車幫撞擊力較大，容易損壞車皮。但是地下工程量較大，勞動條件較差，配備人員也較多。 倒運 卸至煤場的煤料為了堆放、混勻和取用作業(yè)，煤場對煤料進行倒運操作?，F(xiàn)代大型焦化廠主要采用堆取類機械，采用各種類型的大型堆料機、斗輪取料機和聯(lián)合堆取料機。貯煤廠和貯煤應(yīng)遵循以下要求： ① 煤場的容量足夠大，一般大中焦化廠應(yīng)提供 10～ 15天的貯煤量，小型焦化廠則天數(shù)更多些。 ② 煤場地坪應(yīng)適當(dāng)處理，防止煤、土混雜。而對于同一種煤料，為了消除和減少不同礦井或礦層來煤所造成的煤質(zhì)差別，在貯煤場存放過程中應(yīng)盡量混勻