氣煤焦與冶金焦比電阻
A. 焦炭是什麼.焦炭是怎麼分類的
一、焦炭定義
煙煤在隔絕空氣的條件下,加熱到950-1050℃,經過乾燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終製成焦炭,這一過程叫高溫煉焦(高溫干餾)。由高溫煉焦得到的焦炭用於高爐冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產生的經回收、凈化後的焦爐煤氣既是高熱值的燃料,又是重要的有機合成工業原料。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。
鑄造焦是專用與化鐵爐熔鐵的焦炭。鑄造焦是化鐵爐熔鐵的主要燃料。其作用是熔化爐料並使鐵水過熱,支撐料柱保持其良好的透氣性。因此,鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。
焦炭的種類
焦炭通常按用途分為冶金焦(包括高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等)、氣化焦和電石用焦等。由煤粉加壓成形煤,在經炭化等後處理製成的新型焦炭稱為型焦。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。中國制定的冶金焦質量標准(GB/T1996-94)就是高爐質量標准。
氣化焦是專用於生產煤氣的焦炭。主要用於固態排渣的固定床煤氣發生爐內,作為氣化原料,生產以CO和H2為可燃成分的煤氣。氣化過程的主要反應有:
C+O2→CO2+408177KJ
CO2+C→2CO-162142KJ
C+H2O→CO+H2-118628KJ
C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ
因為產生CO和H2的過程均是吸熱反應,需要的熱量由焦炭的氧化、燃燒提供,因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點高、塊度適當和均勻。其一般要求如下:固定炭>80%;灰分<15%;灰熔點>1250攝氏度;揮發分<3.0%;粒度15-35mm和35mm兩級。冶金焦雖可以用作氣化焦,但由於受煉焦煤資源和價格等的限制,一般不用冶金焦制氣。以高揮發分粘結煤為原料生產的氣煤焦,塊度小、強度低,不適用於高爐冶煉,但它的氣化反應性好,可取代氣化焦用於制氣。
電石用焦是在生產電石的電弧爐中作導電體和發熱體用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中,在電弧熱和電阻熱的高溫(1800-2200攝氏度)作用下,和石灰發生復雜的反應,生成熔融狀態的炭化鈣(電石)。其生成過程可用下列反應式表示:
CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL
電石用焦應具有灰分低、反應性高、電阻率大和粒度適.中等特性,還要盡量除去粉末和降低水分。其化學成分和粒度一般應符合如下要求:固定碳>84%,灰分<14%,揮發分<2.0%,硫分<1.5%,磷分<0.4%,水分<1.0%,粒度根據生產電石的電弧爐容量而定:
電爐容量/KVA
粒度/mm
<5000
3-12
5000-10000
3-15
10000-20000
3-18
>20000
3-20
粒度合格率要求在90%以上
型焦是由煤粉等原料加壓成型煤,再經炭化等後處理製成的一種新型焦炭。型焦品種較多,按所用原料可分為褐煤型焦和無煙煤型焦等;按制備工藝可分為冷壓型焦和熱壓型焦兩類;按用途可分為高爐型焦和鑄造型焦等。
B. 冶金焦和氣煤焦有何區別
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於版90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵權,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。
冶金焦指標如下:
一級冶金焦: 固定碳〉86%; 發熱量 7300cal/kg; 灰份〈12%; 揮發份〈1.9%; 全〈水5%; 硫〈0.6% ;
二級冶金焦: 固定碳84.5-85%; 發熱量7000cal/kg;灰份〈13.5%; 揮發份〈1.9%; 全〈水6%; 硫〈0.7% ;
三級冶金焦: 固定碳83-84.5%; 發熱量6500cal/kg;灰份〈15%; 揮發份〈1.9%; 全〈水6%; 硫〈1% ;
鑄造焦是專用與化鐵爐熔鐵的焦炭。鑄造焦是化鐵爐熔鐵的主要燃料。其作用是熔化爐料並使鐵水過熱,支撐料柱保持其良好的透氣性。因此,鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點
C. 煉銅的焦碳
碳:一種固體燃料,質硬,多孔,發熱量高.用煤高溫干餾而成,多用於煉鐵
焦炭的種類 :
焦炭通常按用途分為冶金焦(包括高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等)、氣化焦和電石用焦等。由煤粉加壓成形煤,在經炭化等後處理製成的新型焦炭稱為型焦。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。中國制定的冶金焦質量標准(GB/T1996-94)就是高爐質量標准。
氣化焦是專用於生產煤氣的焦炭。主要用於固態排渣的固定床煤氣發生爐內,作為氣化原料,生產以CO和H2為可燃成分的煤氣。氣化過程的主要反應有:
C+O2→CO2+408177KJ
CO2+C→2CO-162142KJ
C+H2O→CO+H2-118628KJ
C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ
因為產生CO和H2的過程均是吸熱反應,需要的熱量由焦炭的氧化、燃燒提供,因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點高、塊度適當和均勻。其一般要求如下:固定炭>80%;灰分<15%;灰熔點>1250攝氏度;揮發分<3.0%;粒度15-35mm和35mm兩級。冶金焦雖可以用作氣化焦,但由於受煉焦煤資源和價格等的限制,一般不用冶金焦制氣。以高揮發分粘結煤為原料生產的氣煤焦,塊度小、強度低,不適用於高爐冶煉,但它的氣化反應性好,可取代氣化焦用於制氣。 電石用焦是在生產電石的電弧爐中作導電體和發熱體用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中,在電弧熱和電阻熱的高溫(1800-2200攝氏度)作用下,和石灰發生復雜的反應,生成熔融狀態的炭化鈣(電石)。其生成過程可用下列反應式表示:
CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL
電石焦基礎知識
電石用焦是在生產電石的電弧爐中作導電體和發熱用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中,在電弧熱和電阻熱的高溫(1800-2200℃)作用下,和石灰石發生復雜的發應,生成熔融狀態的碳化鈣(電石)。其生成過程可用下列發應式表示:
CaO+3C→CaC2+CO-46.52KJ
電石用焦應具有灰份低、反應性高、電阻率大和粒度適中等特性,還要盡量除去粉末和降低水分。其化學成分和粒度一般應符合如下要求:固定碳大於84%,灰份小於14%,揮發份小於2%,硫份小於1。5%,磷分小於0.04%,水分小於1.0%,粒度根據生產電石的電弧爐容量而定:
電爐容量/KV•A 粒度/mm
<5000 3-12
5000-10000 3-15
10000-20000 3-18
>20000 3-20
粒度合格率要求在90%以上。
鐵合金焦基礎知識
鐵合金焦是用於礦熱爐冶煉鐵合金的焦炭。鐵合金焦在礦熱爐中作為固態還原劑參與還原反應,反應主要在爐子中下部的高溫區進行。以冶煉歸鐵合金為例,其反應式為SiO2(液)+2C(固)=Si(液)+2CO(氣),隨著反應的進行,焦炭中的固定碳不斷消耗,主要以CO形式從爐頂逸出。焦炭灰份中的三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂和五氧化二磷等,部分或大部分被還原出來,進入合金中;未參加反應的部分進入爐渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅後揮發掉。冶煉不同品種的鐵合金,對焦炭質量的要求不一,生產硅鐵合金時對焦炭質量要求最高,所以能滿足硅鐵合金生產的鐵合金焦,一般也能滿足其他鐵合金生產的要求。
硅鐵合金生產對焦炭的要求是:固定碳含量高,灰份低,灰中有害物質三氧化二鋁和五氧化二磷等的含量要少,焦炭反應性好,焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大,揮發份要低,有適當的強度和食糧的塊度,水分少而穩定。
中國冶標(YB/T034-92)規定了鐵合金焦的技術要求,要求粒度為2-8mm,8-20mm,8-25mm。其他指標見表
型焦是由煤粉等原料加壓成型煤,再經炭化等後處理製成的一種新型焦炭。型焦品種較多,按所用原料可分為褐煤型焦和無煙煤型焦等;按制備工藝可分為冷壓型焦和熱壓型焦兩類;按用途可分為高爐型焦和鑄造型焦等。
焦炭的質量指標
[焦炭的質量指標] 焦炭是高溫干餾的固體產物,主要成分是碳,是具有裂紋和不規則的孔孢結構體(或孔孢多孔體)。裂紋的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度,其指標一般以裂紋度(指單位體積焦炭內的裂紋長度的多少)來衡量。衡量孔孢結構的指標主要用氣孔率(只焦炭氣孔體積占總體積的百分數)來表示,它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭,對氣孔率指標要求不同,一般冶金焦氣孔率要求在 40~45%,鑄造焦要求在35~40%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂紋度與氣孔率的高低,與煉焦所用煤種有直接關系,如以氣煤為主煉得的焦炭,裂紋多,氣孔率高,強度低;而以焦煤作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結構的裂紋或缺陷處破碎的能力,用M40值表示;焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示。焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M40值,焦炭的孔孢結構影響耐磨強度M10值。M40和M10值的測定方法很多,我國多採用德國米貢轉鼓試驗的方法。如表31-1所示。
轉故試驗完成後,用孔徑為40mm和10mm的篩子篩分,大於40mm粒級的百分數為M40值,小於10mm粒級的百分數為M10值。我國冶金焦規定的強度指標見表31-2。
表31-1 焦炭轉鼓實驗方法
轉鼓特性 焦炭試樣 篩分 強度指標
直徑/長度(mm) 轉速(轉/分) 轉數(轉) 重量(kg) 粒度(mm) 孔形 篩孔(mm) 耐磨強度(粒極mm/指標) 抗碎強度(粒極mm/指標)
1000/1000 25 100 50 〉60 圓形 40,10 <10/M10 >40/M40
表31-2 我國冶金焦強度指標(%)
強度指標 Ⅰ級冶金焦 Ⅱ級冶金焦 Ⅲ級冶金焦
M40 >80.0 >76.0 >72.0
M10 <8.0 <9.0 <10.0
表31-3 幾個國家冶金用焦炭與精煤灰分國標(Ad)
國別 中 國 美國 原蘇聯 德國 法國 日本
Ⅰ級 Ⅱ級 Ⅲ級
焦炭灰分(%) ≤12.0 ≤13.5 ≤15.0 <7.0 <10.0 <8.0 <9.0 <10.0
精煤灰分(%) <12.5 5.5~6.5 8.0~8.5 6.0~7.0 <7.0 6.6~8.0
D. 電極糊的電極糊行業出路
A、人們對電極糊的指標考察首先關注灰分,應當更新為首先關注比電阻。因為電極糊的用途是做導電材料,而考察導電材料的指標就應當首先關注比電阻。盡管灰分高低和比電阻的大小有一定的關聯,但也不盡是正關聯,灰分高低和比電阻的大小的關系受多種因素的影響,如材質本身、灰分的成分、加工的溫度、材料配比、產品的密度等。就是同一種材料(相同的灰分)在不同的溫度下也有不同的比電阻。
B、煤瀝青的軟化點也不應當固定在80左右,應當適當偏高的90左右。有些電極糊生產企業為降低煤瀝青的軟化點專門配置煤焦油,添加煤焦油生產出的電極糊不僅不好使用,有時還造成重大質量事故。實踐證明,適當提高煤瀝青的軟化點,對於提高電極糊的質量很有益處。國外的炭素企業生產電極糊以用改質瀝青,軟化點在105左右。 現在生產電極糊使用的原料基本上是普煅無煙煤、冶金焦粉、中溫煤瀝青;應當更新為使用電煅無煙煤、煅後石油焦、改質煤瀝青。普煅無煙煤的比電阻高於電煅無煙煤70%;冶金焦粉的比電阻是煅後石油焦的2.5倍,改質煤瀝青的甲苯不溶物、結焦值都高於中溫煤瀝青。原料更新換代後,電極糊的質量就上一個台階。
雖然原料的更新換代要提高電極糊的成本,使電極糊的價格提高,但是必然能夠降低使用電極糊廠家的生產成本,提高使用廠家生產的穩定性和產品質量。使用廠家的總成本不會增加或增加不多。
也有的電極糊生產廠家更新一種或兩種原料,沒有全部更新,感覺沒有效果,或者效果不明顯。其實是整體整合效果沒有體現,尤其是使用改質煤瀝青還存在技術上的問題,需要專業技術人員指導。 設備是企業生產的硬體,在崇尚科技進步的今天,硬體不硬,就意味著競爭力不強。雖然有的企業也更新了部分設備,但是整體設備還不行,必須從破碎、篩選、磨粉、配料、混捏、成型全面配套。尤其是糊類成型機非有不可。糊類成型機不僅可以把大塊糊生產成小塊糊,而且還增加了電極糊的可塑性,解決了大塊糊使用過程中在爐內熔化時容易形成的空穴。提高了電極糊的使用效果。
E. 煉焦煤的煉焦煤下游產品
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。中國制定的冶金焦質量標准(GB/T1996-94)就是高爐質量標准。 氣化焦是專用於生產煤氣的焦炭。主要用於固態排渣的固定床煤氣發生爐內,作為氣化原料,生產以CO和H2為可燃成分的煤氣。氣化過程的主要反應有:
C+O2→CO2+408177KJ
CO2+C→2CO-162142KJ
C+H2O→CO+H2-118628KJ
C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ
因為產生CO和H2的過程均是吸熱反應,需要的熱量由焦炭的氧化、燃燒提供,因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點高、塊度適當和均勻。其一般要求如下:固定炭>80%;灰分1250℃;揮發分<3.0%;粒度15-35mm和35mm兩級。冶金焦雖可以用作氣化焦,但由於受煉焦煤資源和價格等的限制,一般不用冶金焦制氣。以高揮發分粘結煤為原料生產的氣煤焦,塊度小、強度低,不適用於高爐冶煉,但它的氣化反應性好,可取代氣化焦用於制氣。 電石用焦是在生產電石的電弧爐中作導電體和發熱體用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中,在電弧熱和電阻熱的高溫(1800-2200℃)作用下,和石灰發生復雜的反應,生成熔融狀態的炭化鈣(電石)。其生成過程可用下列反應式表示:
CaO+3C→CaC2+CO-46.52KJ
電石用焦應具有灰份低、反應性高、電阻率大和粒度適中等特性,還要盡量除去粉末和降低水分。其化學成分和粒度一般應符合如下要求:固定碳大於84%,灰份小於14%,揮發份小於2%,硫份小於1.5%,磷分小於0.04%,水分小於1.0%,粒度根據生產電石的電弧爐容量而定: 電爐容量/KV A粒度/mm <5000 3-12 5000-10000 3-15 10000-20000 3-18 >20000 3-20 粒度合格率要求在90%以上。 鐵合金焦是用於礦熱爐冶煉鐵合金的焦炭。鐵合金焦在礦熱爐中作為固態還原劑參與還原反應,反應主要在爐子中下部的高溫區進行。以冶煉硅鐵合金為例,其反應式為:
SiO2(液)+2C(固)=Si(液)+2CO(氣)
隨著反應的進行,焦炭中的固定碳不斷消耗,主要以CO形式從爐頂逸出。焦炭灰份中的三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂和五氧化二磷等,部分或大部分被還原出來,進入合金中;未參加反應的部分進入爐渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅後揮發掉。冶煉不同品種的鐵合金,對焦炭質量的要求不一,生產硅鐵合金時對焦炭質量要求最高,所以能滿足硅鐵合金生產的鐵合金焦,一般也能滿足其他鐵合金生產的要求。
焦炭質量要求。固定碳含量高,灰份低,灰中有害物質三氧化二鋁和五氧化二磷等的含量要少,焦炭反應性好,焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大,揮發份要低,有適當的強度和食糧的塊度,水分少而穩定。
中國冶標(YB/T034-92)規定了鐵合金焦的技術要求,要求粒度為2-8mm,8-20mm,8-25mm。其他指標見表 焦炭是高溫干餾的固體產物,主要成分是碳,是具有裂紋和不規則的孔孢結構體(或孔孢多孔體)。裂紋的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度,其指標一般以裂紋度(指單位體積焦炭內的裂紋長度的多少)來衡量。衡量孔孢結構的指標主要用氣孔率(只焦炭氣孔體積占總體積的百分數)來表示,它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭,對氣孔率指標要求不同,一般冶金焦氣孔率要求在 40~45%,鑄造焦要求在35~40%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂紋度與氣孔率的高低,與煉焦所用煤種有直接關系,如以氣煤為主煉得的焦炭,裂紋多,氣孔率高,強度低;而以焦煤作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結構的裂紋或缺陷處破碎的能力,用M40 值表示;焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示。焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M40值,焦炭的孔孢結構影響耐磨強度M10值。M40和M10值的測定方法很多,我國多採用德國米貢轉鼓試驗的方法。如表31-1所示。
轉故試驗完成後,用孔徑為40mm和10mm的篩子篩分,大於40mm粒級的百分數為M40值,小於10mm粒級的百分數為M10值。我國冶金焦規定的強度指標見表31-2。
轉鼓方法
轉鼓特性 焦炭試樣篩分強度指標
直徑/長度(mm) 轉速(轉/分) 轉數(轉)重量(kg)粒度(mm) 孔形篩孔(mm) 耐磨強度(粒極mm/指標)抗碎強度(粒極mm/指標)
1000/1000 25 100 50 〉60 圓形 40,10 40/M40
表31-2 我國冶金焦強度指標(%)
強度指標 Ⅰ級冶金焦 Ⅱ級冶金焦 Ⅲ級冶金焦
M40 >80.0 >76.0 >72.0
M10 <8.0 <9.0 <10.0
表31-3 幾個國家冶金用焦炭與精煤灰分國標(Ad)
國別 中 國 美國 原蘇聯德國法國日本
Ⅰ級 Ⅱ級 Ⅲ級
焦炭灰分(%) ≤12.0 ≤13.5 ≤15.0 <7.0 <10.0 <8.0 <9.0 <10.0
精煤灰分(%) <12.5 5.5~6.5 8.0~8.5 6.0~7.0 <7.0 6.6~8.0 2015年10月份,我國進口煉焦煤308.2萬噸,環比下降22.2%,同比下降43.4%。2015年1-10月我國累計進口煉焦煤3948.1萬噸,同比下降20.7%。
F. 冶金焦炭與化工焦炭有什麼區別
1、用途不同。
冶金焦炭(也稱冶金焦),主要用於高爐煉鐵和用於銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞專等屬有色金屬的鼓風爐冶煉,起還原劑、發熱劑和料柱骨架作用。
化工焦炭(也稱化工焦),主要用於化工氣化造氣。
2、質量要求不同。
冶金焦必須具有適當的化學性質和物理性質,包括冶煉過程中的熱態性質。
化工氣化用焦,對強度要求不嚴,但要求反應性好,灰熔點較高;
3、對氣孔率指標要求不同。
一般冶金焦氣孔率要求在40~45%;化工焦氣孔率要求在30%左右。
冶金焦氣孔率高,強度低;化工焦氣孔率低,強度高。
(6)氣煤焦與冶金焦比電阻擴展閱讀:
1、冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。
2、焦炭物理性質包括焦炭篩分組成、焦炭散密度、焦炭真相對密度、焦炭視相對密度、焦炭氣孔率、焦炭比熱容、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。
3、氣孔率是焦炭氣孔體積占總體積的百分數,它影響到焦炭的反應性和強度。
G. 生產一、 二級冶金焦的焦區別是什麼
一級、二級的主要區別是灰分、硫份的不同。在相同條件下,可提高配合煤揮發版份。加入相對權便宜、硫份稍高的煤種。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。
冶金焦指標如下:
一級冶金焦: 固定碳〉86%; 發熱量 7300cal/kg; 灰份〈12%; 揮發份〈1.9%; 全〈水5%; 硫〈0.6% ;
二級冶金焦: 固定碳84.5-85%; 發熱量7000cal/kg;灰份〈13.5%; 揮發份〈1.9%; 全〈水6%; 硫〈0.7% ;
三級冶金焦: 固定碳83-84.5%; 發熱量6500cal/kg;灰份〈15%; 揮發份〈1.9%; 全〈水6%; 硫〈1% ;
H. 焦炭的區分和區別
焦炭分為冶金焦跟氣化焦,通過以下方法來區分:
一、指代不同
1、冶金焦回:是高爐焦、答鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。
2、氣化焦:指專用於生產煤氣的焦炭。
二、用途不同
1、冶金焦:主要用於高爐煉鐵和用於銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風爐冶煉,起還原劑、發熱劑和料柱骨架作用。
2、氣化焦:主要用於固態排渣的固定床煤氣發生爐內,作為氣化原料,生產以CO和H2為可燃成分的煤氣。
三、特點不同
1、冶金焦:在高爐煉鐵、鑄造化鐵和固定床氣化過程中,都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發生化學反應。由於焦與氧和水蒸氣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。
2、氣化焦:產生CO和H2的過程均是吸熱反應,需要的熱量由焦炭的氧化、燃燒提供,因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點高、塊度適當和均勻。
I. 生產一、 二級冶金焦的焦區別
一級、二級的主要區別是灰分、硫份的不同。在相同條件下,可提高配合煤揮發份。加入相對便宜、硫份稍高的煤種。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。
冶金焦指標如下:
一級冶金焦: 固定碳〉86%; 發熱量 7300cal/kg; 灰份〈12%; 揮發份〈1.9%; 全〈水5%; 硫〈0.6% ;
二級冶金焦: 固定碳84.5-85%; 發熱量7000cal/kg;灰份〈13.5%; 揮發份〈1.9%; 全〈水6%; 硫〈0.7% ;
三級冶金焦: 固定碳83-84.5%; 發熱量6500cal/kg;灰份〈15%; 揮發份〈1.9%; 全〈水6%; 硫〈1% ;
J. 什麼是焦碳
焦碳:一種固體燃料,質硬,多孔,發熱量高.用煤高溫干餾而成,多用於煉鐵
焦炭的種類 :
焦炭通常按用途分為冶金焦(包括高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等)、氣化焦和電石用焦等。由煤粉加壓成形煤,在經炭化等後處理製成的新型焦炭稱為型焦。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統稱。由於90%以上的冶金焦均用於高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦。中國制定的冶金焦質量標准(GB/T1996-94)就是高爐質量標准。
氣化焦是專用於生產煤氣的焦炭。主要用於固態排渣的固定床煤氣發生爐內,作為氣化原料,生產以CO和H2為可燃成分的煤氣。氣化過程的主要反應有:
C+O2→CO2+408177KJ
CO2+C→2CO-162142KJ
C+H2O→CO+H2-118628KJ
C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ
因為產生CO和H2的過程均是吸熱反應,需要的熱量由焦炭的氧化、燃燒提供,因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點高、塊度適當和均勻。其一般要求如下:固定炭>80%;灰分<15%;灰熔點>1250攝氏度;揮發分<3.0%;粒度15-35mm和35mm兩級。冶金焦雖可以用作氣化焦,但由於受煉焦煤資源和價格等的限制,一般不用冶金焦制氣。以高揮發分粘結煤為原料生產的氣煤焦,塊度小、強度低,不適用於高爐冶煉,但它的氣化反應性好,可取代氣化焦用於制氣。 電石用焦是在生產電石的電弧爐中作導電體和發熱體用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中,在電弧熱和電阻熱的高溫(1800-2200攝氏度)作用下,和石灰發生復雜的反應,生成熔融狀態的炭化鈣(電石)。其生成過程可用下列反應式表示:
CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL
電石焦基礎知識
電石用焦是在生產電石的電弧爐中作導電體和發熱用的焦炭。電石用焦加入電弧爐中,在電弧熱和電阻熱的高溫(1800-2200℃)作用下,和石灰石發生復雜的發應,生成熔融狀態的碳化鈣(電石)。其生成過程可用下列發應式表示:
CaO+3C→CaC2+CO-46.52KJ
電石用焦應具有灰份低、反應性高、電阻率大和粒度適中等特性,還要盡量除去粉末和降低水分。其化學成分和粒度一般應符合如下要求:固定碳大於84%,灰份小於14%,揮發份小於2%,硫份小於1。5%,磷分小於0.04%,水分小於1.0%,粒度根據生產電石的電弧爐容量而定:
電爐容量/KV•A 粒度/mm
<5000 3-12
5000-10000 3-15
10000-20000 3-18
>20000 3-20
粒度合格率要求在90%以上。
鐵合金焦基礎知識
鐵合金焦是用於礦熱爐冶煉鐵合金的焦炭。鐵合金焦在礦熱爐中作為固態還原劑參與還原反應,反應主要在爐子中下部的高溫區進行。以冶煉歸鐵合金為例,其反應式為SiO2(液)+2C(固)=Si(液)+2CO(氣),隨著反應的進行,焦炭中的固定碳不斷消耗,主要以CO形式從爐頂逸出。焦炭灰份中的三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂和五氧化二磷等,部分或大部分被還原出來,進入合金中;未參加反應的部分進入爐渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅後揮發掉。冶煉不同品種的鐵合金,對焦炭質量的要求不一,生產硅鐵合金時對焦炭質量要求最高,所以能滿足硅鐵合金生產的鐵合金焦,一般也能滿足其他鐵合金生產的要求。
硅鐵合金生產對焦炭的要求是:固定碳含量高,灰份低,灰中有害物質三氧化二鋁和五氧化二磷等的含量要少,焦炭反應性好,焦炭電阻率特別是高溫電阻率要大,揮發份要低,有適當的強度和食糧的塊度,水分少而穩定。
中國冶標(YB/T034-92)規定了鐵合金焦的技術要求,要求粒度為2-8mm,8-20mm,8-25mm。其他指標見表
型焦是由煤粉等原料加壓成型煤,再經炭化等後處理製成的一種新型焦炭。型焦品種較多,按所用原料可分為褐煤型焦和無煙煤型焦等;按制備工藝可分為冷壓型焦和熱壓型焦兩類;按用途可分為高爐型焦和鑄造型焦等。
焦炭的質量指標
[焦炭的質量指標] 焦炭是高溫干餾的固體產物,主要成分是碳,是具有裂紋和不規則的孔孢結構體(或孔孢多孔體)。裂紋的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度,其指標一般以裂紋度(指單位體積焦炭內的裂紋長度的多少)來衡量。衡量孔孢結構的指標主要用氣孔率(只焦炭氣孔體積占總體積的百分數)來表示,它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭,對氣孔率指標要求不同,一般冶金焦氣孔率要求在 40~45%,鑄造焦要求在35~40%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂紋度與氣孔率的高低,與煉焦所用煤種有直接關系,如以氣煤為主煉得的焦炭,裂紋多,氣孔率高,強度低;而以焦煤作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結構的裂紋或缺陷處破碎的能力,用M40值表示;焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示。焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M40值,焦炭的孔孢結構影響耐磨強度M10值。M40和M10值的測定方法很多,我國多採用德國米貢轉鼓試驗的方法。如表31-1所示。
轉故試驗完成後,用孔徑為40mm和10mm的篩子篩分,大於40mm粒級的百分數為M40值,小於10mm粒級的百分數為M10值。我國冶金焦規定的強度指標見表31-2。
表31-1 焦炭轉鼓實驗方法
轉鼓特性 焦炭試樣 篩分 強度指標
直徑/長度(mm) 轉速(轉/分) 轉數(轉) 重量(kg) 粒度(mm) 孔形 篩孔(mm) 耐磨強度(粒極mm/指標) 抗碎強度(粒極mm/指標)
1000/1000 25 100 50 〉60 圓形 40,10 <10/M10 >40/M40
表31-2 我國冶金焦強度指標(%)
強度指標 Ⅰ級冶金焦 Ⅱ級冶金焦 Ⅲ級冶金焦
M40 >80.0 >76.0 >72.0
M10 <8.0 <9.0 <10.0
表31-3 幾個國家冶金用焦炭與精煤灰分國標(Ad)
國別 中 國 美國 原蘇聯 德國 法國 日本
Ⅰ級 Ⅱ級 Ⅲ級
焦炭灰分(%) ≤12.0 ≤13.5 ≤15.0 <7.0 <10.0 <8.0 <9.0 <10.0
精煤灰分(%) <12.5 5.5~6.5 8.0~8.5 6.0~7.0 <7.0 6.6~8.0