煤炭专业名词(3)

2019-05-17 17:23

混煤:粒度小于50mm的煤。

焦煤:焦煤是中等及低挥发分的中等粘结性及强粘结性的一种烟煤。对煤化度较高,结焦性好的烟煤的称谓。又称主焦煤。

焦煤分两类,第一类焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>10%~28%,黏结指数G>65,胶质层最大厚度,y≤25mm。这部分煤的结焦性特别好,可以单独炼出合格的高炉焦。另一类焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>20%~28%,黏结指数G>50~65,结焦性比前者差。焦煤具有中等挥发分和较好的黏结性,是典型的炼焦煤,在加热时能形成热稳定性很好的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭,其耐磨性也好。但产生的膨胀压力大,使推焦困难,必须配入气煤、瘦煤等,以改善操作条件和提高焦炭质量。在炼焦配合煤中焦煤可以起到焦炭骨架和缓和收缩应力的作用,从而提高焦炭机械强度,是优质的炼焦原料。

坚硬岩层:强度高、节理裂隙不发育、整体性强、自稳能力强的岩层。

近距离煤层:煤层群层间距离较小,开采时相互有较大影响的煤层。

近水平煤层:地下开采时倾角8°以下的煤层;露天开采时倾角5°以下的煤层。

聚煤期:地质历史中形成有工业价值煤矿床的时期。又称成煤期或成煤时代。聚煤作用从早元古代已开始,如以菌藻类等低等生物遗体为原料形成的石煤。但真正具有工业价值的煤矿床是从晚泥盆世才开始。就全球范围而言,有 3 个主要聚煤期:晚石炭世-二叠纪、侏罗纪、晚白垩世-第三纪。对不同国家和地区,主要聚煤期各有差异。中国最主要的聚煤期包括:晚石炭世-早二叠世;晚二叠世;早 、中侏罗世 ;晚侏罗世-早白垩世。

一、焦炭定义

烟煤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、收缩等阶段最终制成焦炭,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。

冶金焦是高炉焦、铸造焦、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高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。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、焦炭分布

从我国焦炭产量分布情况看,我国炼焦企业地域分布不平衡,主要分布于华北、华东和东北地区。 三、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。炼铁高炉采用焦炭代替木炭,为现代高炉的大型化奠定了基础,是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标,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、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、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。 四、焦炭的物理性质

焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 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: 真密度为 1.8-1.95g/cm3; 视密度为 0.88-1.08g/ cm3; 气孔率为 35-55%; 散密度为 400-500kg/ m3;

平均比热容为 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 五、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行试验结果的算术平均值。 六、焦炭的质量指标

焦炭是高温干馏的固体产物,主要成分是碳,是具有裂纹和不规则的孔孢结构体(或孔孢多孔体)。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度,其指标一般以裂纹度(指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少)来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率(只焦炭气孔体积占总体积的百分数)来表示,它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭,对气孔率指标要求不同,一般冶金焦气孔率要求在40~45%,铸造焦要求在35~40%,出口焦要求在30%左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低,与炼焦所用煤种有直接关系,如以气煤为主炼得的焦炭,裂纹多,气孔率高,强度低;而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力,用M40值表示;焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力,用M10值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40值,焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。M40和M10值的测定方法很多,我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。 七、焦炭质量的评价

1、焦炭中的硫分:硫是生铁冶炼的有害杂质之一,它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石;3.5% 来自石灰石;82.5% 来自焦炭,所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%,硫份每增加 0.1% ,焦炭使用量增加 1.8%,石灰石加入量增加3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.5—2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%,大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.4—0.7% 。 2、焦炭中的磷分:炼铁用的冶金焦含磷量应在0.02—0.03% 以下。

3、焦炭中的灰分:焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%,焦炭用量增加 2—2.5% 因此,焦炭灰分的降低是十分必要的。

4、焦炭中的挥发分:根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%,则表示生焦;挥发分小于 0.5—0.7%, 则表示过火,一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。 5、焦炭中的水分:水分波动会使焦炭计量不准,从而引起炉况波动。此外,焦炭水分提高会使M04偏高,M10偏低,给转鼓指标带来误差。

6、焦炭的筛分组成:在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为:对大焦炉(1300—2000 平方米)焦炭粒度大于 40 毫米;中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明,焦炭粒度在40—25 毫米为好。大于 80 毫米的焦炭要整粒,使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一,空隙大,阻力小,炉况运行良好。

八、天然焦炭

天然焦炭,即“天然焦”。地下煤层受到岩浆侵入时,在高温的烘烤和岩浆中热液挥发气体等的影响下,受热干馏变形成了焦炭。地下煤层自燃,也可以形成天然焦炭。 天然焦炭,其颜色灰至深灰色,多孔隙,有时可呈六方柱状。与人工焦炭比较,体重大、气孔小、致密。

在我国,不少煤田产有天然焦,多用来作燃料。

结焦性:煤经干镏形成焦炭的性能。

垮采比:采用垮落法时采空区内垮落带高度与工作面采高之比。

露天开采最终境界:露天采场开采结束时的空间轮廊。

离层:采掘空间上方相邻岩层沿层理面产生分离的现象。

粒级煤:煤通过筛选或洗选生产的、粒度下限大于6mm的产品。

粒煤:粒度介于6~13mm的煤。

煤样:按照一定规格的要求,从煤层或大量煤中采取具有代表性的,供分析、鉴定和试验用的样品。

煤样是用以了解煤的物理、化学性质和工艺特性,以便确定煤的类型,为安排采煤、选

择洗煤方法、用煤设备,以及确定合理用途等提供依据的样品。

从普查、详查、勘探到矿井生产,根据不同的目的,需要采取不同的煤样。如在钻孔中采取煤心煤样、煤岩煤样,以初步了解煤质。有时还要采取一些专门煤样,如孢粉样用于煤层对比,风化带煤样、氧化带煤样用以确定煤的风化带和氧化带的界线等。[

煤焦化:煤焦化又称煤炭高温干馏。以煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到950℃左右,经高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。

为保证焦炭质量,选择炼焦用煤的最基本要求是挥发分、粘结性和结焦性;绝大部分炼焦用煤必须经过洗选,以保证尽可能低的灰分、硫分和磷含量。选择炼焦作煤时,还必须注意煤在炼焦过程中的膨胀压力。用低挥发分煤炼焦,由于其胶质体粘度大,容易产生实高膨胀压力,会对焦炉砌体造成损害,需要通过配煤炼焦来解决。

产品和用途:煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油煤气和化学产品3类。

(1)焦炭。炼焦最重要的产品,大多数国家的焦炭90%以上用于高炉炼铁,其次用于铸造与有色属冶炼工业,少量用于制取碳化钙、二硫化碳、元素磷等。在钢铁联合企业中,焦粉还用作烧结的燃料。焦炭也可作为制备水煤气的原料制取合成用的原料气。

(2)煤焦油。焦化工业的重要产品,其产量约占装炉煤的3%~4%,其组成极为复杂,多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用

(3)煤气和化学产品。氨的回收率约占装炉煤的0.2%~0.4%,常以硫酸铵、磷酸铵或浓氨水等形式作为最终产品。粗苯回收率约占煤的1%左右。其中苯、甲苯、二甲苯都是有机合成工业的原料。硫及硫氰化合物的回收,不但为了经济效益,也是为了环境保护的需要。经过净化的煤气属中热值煤气,发热量为17500kj/Nm3左右,每吨煤约产炼焦煤气300~400 m3,其质量约占装炉煤的16%~20%,是钢铁联合企业中的重要气体燃料,其主要成分是氢和甲烷,可分离出供化学合成用的氢气和代替天然气的甲烷。

毛煤:煤矿生产出来的,未经任何加工处理的煤。

煤阶:(又称煤级)煤阶代表了煤化作用中能达到的成熟度的级别,煤阶的改变是由于深埋而增加的温度而改变的。

煤阶是影响煤层饱和状态的参数。


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