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焦炭
第一节焦炭的一般性质
烟煤、无烟煤、沥青或其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终得到的焦炭固体产物叫焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。
一、焦炭定义
HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/815675.htm"\t"_blank"冶金焦是高炉焦、铸造焦、HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/64576.htm"\t"_blank"铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1383672.htm"\t"_blank"高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。
铸造焦是专用与HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/554240.htm"\t"_blank"化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/969358.htm"\t"_blank"炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。
二、焦炭用途
焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。
冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/169535.htm"\t"_blank"电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1318996.htm"\t"_blank"固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
三、焦炭的物理性质
焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色，并有不同粗细裂纹的炭质固体材料，将焦块沿裂纹分开，即得焦炭多孔体，也称焦体。焦体有气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦质，其主要成分是碳和矿物质。
焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下：
HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/143430.htm"\t"_blank"真密度为1.8-1.95g/cm3；
HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/653359.htm"\t"_blank"视密度为0.88-1.08g/cm3；
HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1469538.htm"\t"_blank"气孔率为35-55%；
HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/3847469.htm"\t"_blank"散密度为400-500kg/m3；
平均HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/97115.htm"\t"_blank"比热容为0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）；
热导率为2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）；
着火温度（空气中）为450-650℃；
干燥无灰基低热值为30-32KJ/g；
比表面积为0.6-0.8m2/g
四、焦炭的反应性及反应后的强度
焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，CRI=(G0—G1)/G0×100%（注：G0----试验焦炭样重量，g；G1----反应后焦炭样重量，g;）。焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。
焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值：
CRIr≤2.4%
CSR：≤3.2%
焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平