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焦粉由于其表面多孔,比表面積較大,在煉焦過程中,本身為惰性物,與活性組分的液態(tài)產(chǎn)物接觸面積大,其間的結(jié)合單純依靠固體顆粒對液相的吸附作用,因此配入量不宜過多。
焦粉一方面減少了半焦收縮和固化階段的揮發(fā)分析出量,降低了兩個階段的收縮度;另一方面由于多孔結(jié)構(gòu)的剛性小,使焦餅收縮產(chǎn)生的應(yīng)力較小,減少了焦炭的氣孔率,兩方面的結(jié)果都使焦炭塊度和抗碎性能增加,因此,在以往的生產(chǎn)實踐中焦粉經(jīng)常被用作瘦化劑。
焦炭反應(yīng)性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的能力。焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度是指反應(yīng)后的焦炭再機(jī)械力和熱應(yīng)力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。
焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和固定床氣化過程中,都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由于焦與氧和水蒸氣的反應(yīng)有與二氧化碳的反應(yīng)類似的規(guī)律,因此大多數(shù)國家都用焦炭與二氧化碳間的反應(yīng)特性評定焦炭反應(yīng)性。焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的試驗結(jié)果均取平行試驗結(jié)果的算術(shù)平均值。
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(xué)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(jī)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(lán)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(yīng)設(shè)法及時除去其灰殼。焦炭的物理性質(zhì)(如粘結(jié)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?zé)捊惯^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(fēng)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(yīng)具備塊度大、反應(yīng)性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強(qiáng)度、灰分和硫分低等特點。廣義上來說,凡是以發(fā)電、機(jī)車推進(jìn)、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)。