煉焦煤（用于生產(chǎn)一定質(zhì)量焦炭的原料煤）
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煉焦煤
用于生產(chǎn)一定質(zhì)量焦炭的原料煤
基本信息
| 外文名 | coking coal |
| 作用 | 作為生產(chǎn)原料，用來(lái)生產(chǎn)焦炭 |
| 分類(lèi) | 焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣煤等 |
| 屬于 | 煙煤 |
| 領(lǐng)域 | 能源 |
簡(jiǎn)介
現狀
《BP世界能源統計2007》數據顯示，2006年末全球探明的煤炭可采儲量總計9090.64億噸，可采年限為147年。根據煤炭變質(zhì)程度，煤炭探明儲量中焦煤不到資源量的1/10。世界焦煤資源中，肥煤、主焦煤、瘦煤約占1/2，其經(jīng)濟可采儲量約5000億噸，其中低灰、低硫的優(yōu)質(zhì)焦煤資源大約僅有600億噸。世界焦煤資源中，約有1/2 分布在亞洲地區，1/4 分布在北美洲地區，其余1/4 則分散在世界其它地區。從焦煤查明資源儲量情況看，中國焦煤資源占世界25%左右，具備比較優(yōu)勢。
我國的煉焦煤儲量低，優(yōu)質(zhì)資源稀缺。我國煉焦煤的儲量?jì)H為2,758億噸，占全國查明煤炭資源儲量的27%。其中，氣煤占我國煤炭總資源量的13.75%、肥煤占3.53%，主焦煤占5.81%，瘦煤占4.01%。去除高灰、高硫、難洗選、不能用于煉焦的部分，優(yōu)質(zhì)的焦煤和肥煤的資源稀缺，占查明煤炭資源儲量的比例不足6%和3%。
與我國豐富的煤炭資源相比，中國煉焦煤資源相對稀缺，儲量?jì)H占我國煤炭總量的25.4%，在找礦方面幾乎沒(méi)有新的發(fā)現。其中粘結性差、適合作配煤的氣煤儲量占到近一半，而強粘結性的主焦煤和肥煤僅占煤炭總儲量的3.53%和5.81%，也就是說(shuō)，煉焦煤的主要配煤品種—主焦煤和肥煤合計僅占焦煤總儲量比重為36%左右。
在我國煉焦原煤產(chǎn)量中，以焦煤、氣煤、1/3焦煤和氣肥煤產(chǎn)量較高，肥煤、貧瘦煤和瘦煤的產(chǎn)量較低。我國焦煤的生產(chǎn)能力最大，其次為氣煤和1/3焦煤。優(yōu)質(zhì)的煉焦煤，例如肥煤的生產(chǎn)能力僅為8400萬(wàn)噸左右。2010年全國煉焦原煤產(chǎn)量11.14億噸，煉焦煤精煤產(chǎn)量60792萬(wàn)噸，其中焦煤原煤產(chǎn)量為21885萬(wàn)噸，占煉焦原煤總產(chǎn)量的19.6%；焦煤精煤產(chǎn)量為10942萬(wàn)噸，占煉焦煤精煤總產(chǎn)量的18.0%。
從歷年各地區煉焦煤產(chǎn)量來(lái)看，中國焦煤產(chǎn)量主要集中在華北地區，西南地區和東北地區次之。從具體省份看，我國煉焦煤產(chǎn)量主要集中在山西、河北、河南、安徽和山東等省，這幾個(gè)省的核定生產(chǎn)能力之和占全國的57.3%。山西省作為我國的產(chǎn)煤大省，其煉焦煤的核定生產(chǎn)能力接近全國核定生產(chǎn)能力的三分之一，其生產(chǎn)的煤種主要以焦煤為主，比例達到36.4%。
山東省是我國的煉焦煤產(chǎn)量大省，僅次于山西，但是山東省的焦煤產(chǎn)量非常少，僅占全省煉焦煤產(chǎn)量的0.1%，而氣煤比例最大，達全省煉焦煤的55.07%，其次為氣肥煤，達23.21%主要分布于新汶和肥城等礦區的統配、地方和鄉鎮煤礦，因此山東省的煉焦煤主要以高揮發(fā)分煤為主。
2010年，全國煉焦精煤統計產(chǎn)量60792萬(wàn)噸，其中山西統計產(chǎn)量最多，達13788萬(wàn)噸，河北據第二位，達10915萬(wàn)噸。3—6位分別是山東、黑龍江、安徽、河南。山西省的煉焦洗精煤中以焦煤和肥煤比例較大，而在山東省的煉焦精煤中則以低變質(zhì)、結焦性較弱的氣煤和1/3焦煤的比例較大。
2008年以來(lái)，我國煉焦煤生產(chǎn)能力增加幅度相對較小，小煤礦政策性停產(chǎn)，導致煉焦煤供給緊張，尤其是焦、肥煤生產(chǎn)能力增加較少。根據中國煤炭運銷(xiāo)協(xié)會(huì )數據，2008年主要煉焦煤企業(yè)新增煉焦煤原煤生產(chǎn)能力1245萬(wàn)噸，2009年全國16家重點(diǎn)企業(yè)新增煉焦煤原煤生產(chǎn)能力1365萬(wàn)噸，2009年之后，隨著(zhù)我國晉中、兩淮、河南、冀中、云貴等煉焦煤大型基地建設進(jìn)入新井投放期及我國煉焦煤資源整合重組、資產(chǎn)化管理的步伐加快，煉焦煤采選后勁和供給能力有所增加。
在鋼鐵、冶金、化工、有色金屬、機械制造等行業(yè)持續快速發(fā)展，強力拉動(dòng)了焦炭市場(chǎng)需求。同時(shí)，我國焦炭行業(yè)呈現結構調整、技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)需求旺盛、生產(chǎn)和消費快速發(fā)展的勢頭，盡管產(chǎn)能過(guò)剩，但供需基本保持平衡。2009—2020年，在國內需求趨緩與焦炭行業(yè)限產(chǎn)、停產(chǎn)自律的作用下，預計我國焦炭行業(yè)的供求關(guān)系將保持平衡狀態(tài)。受鋼鐵行業(yè)和焦炭行業(yè)需求增長(cháng)下滑影響，預計2010—2020年，中國煉焦精煤需求量將增長(cháng)緩慢，強粘煉焦煤需求緊缺矛盾將得到緩解。
分布
中國埋藏深度在1000米以?xún)鹊臒捊姑嘿Y源80%分布在山西省和貴州省。山西省焦煤查明資源儲量1694.6億噸，占全國焦煤查明儲量61.4%；山西省焦煤可采儲量331.6 億噸，占全國可采儲量51.3%，山西省焦煤可采儲量和查明資源儲量均位居全國首位。焦煤查明資源儲量占全國第二、三、四、五位的分別是安徽省236.2 億噸、山東省172.7 億噸、貴州省98.6 億噸、黑龍江省98.2 億噸。
種類(lèi)
根據煤炭的煤化程度由低到高，可以將煤炭分為褐煤、煙煤到無(wú)煙煤。習慣上，將具有一定的粘結性，在室式焦爐煉焦條件下可以結焦，用于生產(chǎn)一定質(zhì)量焦炭的原料煤統稱(chēng)為煉焦煤。根據我國的煤炭分類(lèi)標準，煙煤中的氣煤、肥煤、氣肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和貧瘦煤都屬于煉焦煤，而褐煤、無(wú)煙煤以及煙煤中的長(cháng)焰煤、不黏煤和貧煤都屬于非煉焦煤。我國煉焦煤各煤種的儲量不均勻，以氣煤（包括1/3焦煤）最多，其次為焦煤。此外，尚有未分類(lèi)的占1.96%。
煉焦煤各煤種介紹
焦煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點(diǎn)：是一種結焦性最好的煉焦用煤，它的碳化程度高、粘結性好，加熱時(shí)能產(chǎn)生熱穩定性很高的膠質(zhì)體。如用焦煤?jiǎn)为殶捊?，能獲得塊度大、裂紋少、強度高、耐磨性好的優(yōu)質(zhì)焦炭。單獨煉焦時(shí)，由于膨脹壓力大，易造成推焦困難。
肥煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點(diǎn)：是粘結性最強、中等煤化程度的煤，加熱時(shí)能產(chǎn)生大量膠質(zhì)體。用肥煤?jiǎn)为殶捊鼓墚a(chǎn)生熔融性好、強度高的焦炭，但焦炭的橫裂紋多，氣孔率高，易碎，因此多與粘結性較弱的氣煤、瘦煤或弱粘煤等配合煉焦。
1/3焦煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點(diǎn)：是介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過(guò)渡煤。具有中高揮發(fā)分的強粘結性煤。用這種煤?jiǎn)为殶捊箷r(shí)，能生成熔融性良好、強度較高的焦炭。煉焦時(shí)，1/3焦煤的配入量可在較寬范圍內波動(dòng)，都能獲得強度較高的焦炭，這種煤也是良好的煉焦配煤中的基礎煤。
瘦煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點(diǎn)：是煤化程度最高的煉焦煤，它的揮發(fā)分低，受熱后產(chǎn)生的膠質(zhì)體數量比焦煤少，且軟化程度高。用瘦煤?jiǎn)为殶捊箷r(shí)，能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度較好的焦炭，但這種焦炭的耐磨強度較差，瘦煤作煉焦配煤用效果較好。
氣肥煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點(diǎn)：是一種揮發(fā)分膠質(zhì)體厚度都很高的強粘性肥煤類(lèi)。氣肥煤結焦性介于肥煤和氣煤之間，單獨煉焦對能產(chǎn)生大量氣體和液體化學(xué)產(chǎn)品。
氣煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點(diǎn)：是一種碳化程度較低的煉焦煤，加熱時(shí)能產(chǎn)生較多的揮發(fā)分和較多的焦油，膠質(zhì)體的熱穩定性低于肥煤。氣煤也能單獨煉焦，但焦炭的抗碎強度和耐磨強度較差，焦炭多呈細長(cháng)條且易碎，并有較多的縱裂紋。配煤煉焦肘多配入氣煤，可增加產(chǎn)氣率和化學(xué)產(chǎn)品回收率。
1/2中黏煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點(diǎn)：1/2中粘煤是一種中等粘結性的中高揮發(fā)分煙煤，是碳化程度最低的煉焦煤。一部分中粘煤在單獨煉焦時(shí)能生成一定強度的焦炭，可作配煤煉焦的原料；粘結性較弱的另一部分中粘煤?jiǎn)为殶捊箷r(shí)，生成的焦炭強度差，粉焦率較高。因此，這種煤可作氣化用煤或動(dòng)力用煤，在配煤煉焦時(shí)也可適當配入。
煉焦煤質(zhì)量指標
國產(chǎn)煉焦煤 按照中國煤炭分類(lèi)
煉焦煤質(zhì)量評價(jià)指標
。
工業(yè)分析指標 灰分（A），硫分(S)、揮發(fā)分(V)等。
粘結性指標 粘結指數（G）、膠質(zhì)層厚度（Y/mm）等。
單種煤煉焦反應后強度 CSR
單種煤成焦顯微結構 粗粒結構、細粒結構、纖維結構、片狀結構、惰性結構、各向同性、各向異性等。
流變性和膨脹性指標 奧亞膨脹度、基氏流動(dòng)度等。
煉焦煤下游產(chǎn)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(chēng)。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(chēng)為冶金焦。中國制定的冶金焦質(zhì)量標準（GB/T1996-94）就是高爐質(zhì)量標準。
氣化焦
氣化焦是專(zhuān)用于生產(chǎn)煤氣的焦炭。主要用于固態(tài)排渣的固定床煤氣發(fā)生爐內，作為氣化原料，生產(chǎn)以CO和H2為可燃成分的煤氣。氣化過(guò)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
電石焦
電石用焦是在生產(chǎn)電石的電弧爐中作導電體和發(fā)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(fā)生復雜的反應，生成熔融狀態(tài)的炭化鈣（電石）。其生成過(guò)程可用下列反應式表示：
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(xué)成分和粒度一般應符合如下要求：固定碳大于84%，灰份小于14%，揮發(fā)份小于2%，硫份小于1.5%，磷分小于0.04%，水分小于1.0%，粒度根據生產(chǎn)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
SiO2（液）+2C（固）=Si（液）+2CO（氣）
隨著(zhù)反應的進(jìn)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(lái)，進(jìn)入合金中；未參加反應的部分進(jìn)入爐渣。焦炭中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅后揮發(fā)掉。冶煉不同品種的鐵合金，對焦炭質(zhì)量的要求不一，生產(chǎn)硅鐵合金時(shí)對焦炭質(zhì)量要求最高，所以能滿(mǎn)足硅鐵合金生產(chǎn)的鐵合金焦，一般也能滿(mǎn)足其他鐵合金生產(chǎn)的要求。
焦炭質(zhì)量要求。固定碳含量高，灰份低，灰中有害物質(zhì)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(fā)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(shù)要求，要求粒度為2-8mm，8-20mm，8-25mm。其他指標見(jiàn)表
焦炭質(zhì)量指標
焦炭是高溫干餾的固體產(chǎn)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?jì)鹊牧鸭y長(cháng)度的多少）來(lái)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(lái)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(guān)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(gè)指標來(lái)表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來(lái)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(lái)摩檫力而不產(chǎn)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，我國多采用德國米貢轉鼓試驗的方法。如表31-1所示。
轉故試驗完成后，用孔徑為40mm和10mm的篩子篩分，大于40mm粒級的百分數為M40值，小于10mm粒級的百分數為M10值。我國冶金焦規定的強度指標見(jiàn)表31-2。
轉鼓方法
轉鼓特性 焦炭試樣篩分強度指標
直徑/長(cháng)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(gè)國家冶金用焦炭與精煤灰分國標（Ad）
國別 中 國 美國 原蘇聯(lián)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
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煤炭根據用途的分類(lèi)
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動(dòng)力煤
用于作為動(dòng)力原料的煤炭
煉焦煤
用于生產(chǎn)一定質(zhì)量焦炭的原料煤
液化用煤
詞目：液化用煤 英文：liquefacation 釋文：適于通過(guò)化學(xué)加工獲取液體燃料和化工原料的煤。
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