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焦炭、炭黑、活性炭,它們都屬于無定形碳,然而成分是相同的,都是由石墨微晶體構成,只是宏觀形態(tài)有差別而已:焦炭是由煤焦化制成,為黑灰色固體,含有的雜質(zhì)較多;炭黑是黑色粉末,主要由含碳燃料如、液化氣、石蠟、苯等有機物不完全燃燒產(chǎn)生,活性炭則是具有多孔結構的無定形碳,也是黑色物質(zhì)。
焦炭冶金是利用了碳在高溫下的還原性,和碳還原金屬氧化物(或其不完全燃燒)產(chǎn)生的氣體的還原性。
煙煤在隔絕空氣的條件下,加熱到950-1050℃,經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段制成焦炭,這一過程叫高溫煉焦(高溫干餾)。
由高溫煉焦得到的焦炭用于高爐冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產(chǎn)生的經(jīng)回收、凈化后的焦爐煤氣既是高熱值的燃料,又是重要的有機合成工業(yè)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(tǒng)稱。由于90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵,因此往往把高爐焦稱為冶金焦.
焦炭亦稱“焦塊”、“焦渣”。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。焦炭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(yè)等的原料。
煤在鍋爐爐內(nèi)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(fā)性產(chǎn)物逸出后,殘留下的不揮發(fā)產(chǎn)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(fā)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(zhì)(如粘結性等),對于層燃爐的運行具有較大的影響。
焦炭由煙煤經(jīng)高溫煉焦過程制得,主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅等有色金屬的鼓風爐冶煉,起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。
鑄造焦是專用于化鐵爐熔鐵的焦炭。鑄造焦是化鐵爐熔鐵的主要燃料。其作用是熔化爐料并使鐵水過熱,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。廣義上來說,凡是以發(fā)電、機車推進、鍋爐燃燒等為目的,產(chǎn)生動力而使用的煤炭都屬于動力用煤,簡稱動力煤。所以說,焦煤、焦炭可歸類于鋼鐵行業(yè),動力煤可歸類于能源行業(yè)。