什么是焦煤?
焦煤也称冶金煤、主焦煤,是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性烟煤,在煤炭分类中属于煤化度较高、结焦性好的品类。其外观呈黑色,具玻璃光泽,断口多为贝壳状或平整状,质地致密而脆,条痕呈灰黑色,含碳量 80%~85%,发热量可达 8000~8500 Kcal/Kg。加热时能形成热稳定性优良的胶质体,是炼焦生产的核心原料。
焦煤主要有哪些分类标准?
我国依据 GB5751-86 煤炭分类标准,将焦煤分为两类:第一类焦煤干燥无灰基挥发分 Vdaf=10%~28%,黏结指数 G>65,胶质层最大厚度 y≤25mm,结焦性极佳,可单独炼出合格高炉焦;第二类焦煤 Vdaf=20%~28%,黏结指数 G=50~65,结焦性相对较弱。从 broader 范畴看,炼焦煤还包括贫瘦煤、瘦煤、肥煤等 8 个烟煤小类,焦煤是其中结焦性最优的基础煤种。
焦煤为什么能成为炼焦的核心原料?
关键在于其优异的结焦性能。焦煤单独炼焦时,能得到块度大、裂纹少、抗碎强度和耐磨性均高的焦炭,但因收缩度小、膨胀压力大,直接单独炼焦易导致推焦困难并损坏焦炉,需配入气煤、肥煤等调节。在配合煤中,焦煤可起到构建焦炭骨架、缓和收缩应力的作用,显著提升最终焦炭的机械强度,因此被视为优质炼焦原料。
焦煤与常见的动力煤有本质区别吗?
二者存在核心差异。用途上,焦煤主要用于炼焦生产焦炭,进而服务钢铁冶炼等冶金领域,约 90% 的焦炭用于钢铁工业;动力煤则以发电、工业供热等提供热能为主,65% 以上用于发电。品质要求上,焦煤需低灰分(≤10%)、低硫分(≤1%)、高粘结性;动力煤更关注热值(通常 5500 大卡以上),对灰硫容忍度更高。资源稀缺性上,焦煤仅占全球煤炭储量 10%,而动力煤占比超 80%。
评价焦煤质量的核心指标有哪些?
主要包括三类指标:一是工业分析指标,涵盖水分、灰分、挥发分和固定碳,其中灰分过高会降低焦炭强度,挥发分需适中以保证结焦性能;二是粘结性与结焦性指标,如黏结指数 G 反映粘结能力,胶质层最大厚度 Y 体现熔融膨胀特性,奥亚膨胀度 b 可预测炼焦膨胀压力;三是有害元素指标,硫分和磷分需严格控制,避免影响钢铁质量并造成污染。
全球焦煤资源主要分布在哪些区域?
世界焦煤资源较匮乏,主要集中于中国、澳大利亚、美国、俄罗斯等国。中国第一类焦煤典型产地有河北峰峰二矿、山西古交西曲、黑龙江七台河等,第二类焦煤则以吉林通化铁厂、内蒙古包头河滩沟为代表,山西焦煤储量占全国 55.35%。澳大利亚焦煤集中在昆士兰州鲍文煤田,蒙古塔本陶勒盖煤田则是全球最大未充分开采焦煤产地之一。
焦煤的开采和加工包含哪些关键环节?
生产流程主要包括开采、破碎、洗选、配煤、炼焦、熄焦等步骤。开采以井工开采为主,部分地区辅以露天开采;开采后的原煤经破碎后进入洗选环节,去除杂质以提升品质;随后根据炼焦要求与其他煤种配比,送入焦炉在 950-1050℃下高温干馏,最终经熄焦降温得到焦炭。山西等产区因地质条件复杂,矿井平均深度超 600 米,开采难度和成本较高。
焦煤除了炼焦还有其他用途吗?
焦煤的核心用途是通过炼焦服务冶金行业,焦炭在高炉炼铁中承担还原剂、发热剂和料柱骨架功能,同时也用于铜、铅等有色金属鼓风炉冶炼。不同场景对焦炭质量要求不同:铸造用焦需粒度大、气孔率低;化工气化用焦侧重反应性和灰熔点;电石生产用焦则需高固定碳含量。
焦煤为何被列为稀缺保护资源?
从全球看,焦煤储量仅占煤炭总储量的 10%,优质焦煤更为稀少;中国优质主焦煤、肥煤探明储量仅 210 亿吨,且分布极不均衡,主要集中在华北、华东地区。因其在钢铁工业中不可替代,澳大利亚、美国等均将其列为战略性保护原料,我国也对其实施保护性开采,合理控制开采规模。
不同产地的焦煤有哪些品质差异?
中国山西焦煤以低硫分为优势,是国内低硫焦煤主要产区;蒙古焦煤具有低硫特性,塔本陶勒盖煤矿的 5 号焦煤品质优良;澳大利亚昆士兰州产出的焦煤在国际市场认可度高,品质稳定性强。这些差异主要源于成煤条件不同,直接影响其在配煤炼焦中的配比和应用场景。
1/3 焦煤与普通焦煤有什么关系?
1/3 焦煤是介于焦煤、肥煤、气煤之间的过渡煤种,属中高挥发分、强粘结性烟煤。其单独炼焦能生成熔融性较好、强度较高的焦炭,抗碎强度接近肥煤焦炭,耐磨性优于气煤焦炭,虽不属于严格意义上的焦煤大类,但也是炼焦配煤中的重要组成部分。
焦煤的胶质层厚度指标有什么实际意义?
胶质层最大厚度 Y 是衡量焦煤结焦性的关键参数,反映煤在加热过程中形成胶质体的数量和热稳定性。Y 值较大说明胶质体含量多、稳定性好,利于粘结惰性组分;但 Y 值过高会导致焦饼收缩困难,产生过大膨胀压力,可能损坏焦炉,因此需控制在合理范围(焦煤通常要求≤25mm)。
炼焦过程中焦煤的配比对焦炭质量影响大吗?
影响至关重要。由于单一焦煤单独炼焦存在膨胀压力过大的问题,且优质焦煤资源稀缺,实际生产中需通过配煤优化。例如配入气煤可增大焦饼收缩、降低膨胀压力,配入肥煤可增强粘结性,通过调整不同煤种比例,既能改善操作条件,又能在节约优质焦煤的同时提高焦炭质量。
焦煤中的硫分和磷分为何需要严格控制?
硫分和磷分是焦煤中的有害元素。硫分大部分会随炼焦进入焦炭,最终转入生铁,影响钢铁质量,其燃烧产物还会造成环境污染;磷分虽含量通常较低,但几乎完全转移至焦炭和生铁中,会导致钢材产生冷脆现象,因此工业上对炼焦用焦煤的硫分、磷分均有严格限值标准。
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