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１,、 影響焦炭的結(jié)焦性和粘結(jié)性的因素有哪些？ 影響結(jié)焦性的因素除了煙煤的粘結(jié)外,，還有煤的巖相組分,、煤料粒度、加熱速度,、堆密度,、煤料混合好壞和煉焦操作制度等因素。 煙煤的粘結(jié)性在很大程度上取決于熱軟化時(shí)膠質(zhì)體的數(shù)量和性質(zhì),。當(dāng)膠質(zhì)體具有較好流動(dòng)性和膨脹性,，而且又有較寬的軟化區(qū)間時(shí)，煤的粘結(jié)性好,。流動(dòng)性好,。說明在膠質(zhì)體中液體的數(shù)量比較多，能充分浸潤煤粒的表面,，使之相互滑動(dòng)接觸,，有利于粘結(jié)和縮聚反應(yīng)；膨脹性好,，說明膠質(zhì)體的粘度比較大,。在析出的氣態(tài)產(chǎn)物的分子下，膠質(zhì)體內(nèi)部具有一定的壓力,，使液態(tài)物質(zhì)容易填充煤粒之間,，說明膠質(zhì)體中液相物質(zhì)的熱穩(wěn)定性好,，在膠質(zhì)體中停留時(shí)間長，使煤粒能充分接觸,、相互粘結(jié)和發(fā)生聚縮反應(yīng),。 什么是煙煤的膠質(zhì)體？ 煤在隔絕空氣加熱到350℃～420℃時(shí),，煤粒表面出現(xiàn)含有氣泡的液膜,，許許多多這樣的煤粒彼此之間通過這些液膜互相聯(lián)系在一起，成為粘稠狀的氣,、液,、固三狀態(tài)的混合物，這種混合物就稱為膠質(zhì)體,。 ２,、膠質(zhì)體有些什么性質(zhì)？它與粘結(jié)性有什么關(guān)系,？ （１）膠質(zhì)體具有“溫度間隔”,。溫度間隔是指膠質(zhì)體從產(chǎn)生到固化的溫度范圍，它反映出膠質(zhì)體熱穩(wěn)定的程度,。顯然,，溫度間隔愈大，膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性愈好,，有利于煤粒之間充公接觸和相互粘結(jié),。 （２） 膠質(zhì)體有流動(dòng)性。流動(dòng)性好說明膠質(zhì)體容易填充煤粒之間,，使煤容易相互粘結(jié)，但流動(dòng)性好,，不一定說明膠質(zhì)體的粘結(jié)性好,，只有流動(dòng)性好、溫度間隔大的膠質(zhì)體的粘結(jié)性才好,。 （３）膠質(zhì)體有膨脹性,。膠質(zhì)體形成后，其中的氣體產(chǎn)物析出便受到膠質(zhì)體阻礙,，若膠質(zhì)體比較粘稠的話,，氣體就不容易析出，膠質(zhì)體便膨脹,。膠質(zhì)體有助于粘結(jié)性變好,，因?yàn)橐欢ㄗ枇Γ墒鼓z質(zhì)體填充到煤粒之間,，達(dá)到煤粒接觸粘結(jié)的目的,?！?br>（４）膠質(zhì)體的不透氣性。膠質(zhì)體產(chǎn)生后,，氣體產(chǎn)物受到膠質(zhì)體本身阻礙,。這種阻礙氣體析出的難易程度稱為膠質(zhì)體的不透氣性。顯然,，透氣性好,，說明膠質(zhì)體不粘稠，產(chǎn)生的氣孔多,，會(huì)增加煤粒之間的間隙,。 ３、各單種煤的結(jié)焦性有何特點(diǎn),？ （１）褐煤：沒有粘結(jié)性,，不能單獨(dú)煉焦，只能少量配入在焦煤,、肥煤中煉焦但褐煤可半焦化和生產(chǎn)型焦用,。 （２）長焰煤：不能單獨(dú)煉焦，配入焦煤內(nèi),，使焦炭耐磨性變壞,。 （３）氣煤：單獨(dú)煉焦時(shí)，焦炭細(xì)長,，縱裂紋多,，塊度小，強(qiáng)度低,。在煉焦配煤中,，配入氣煤可增加收縮度，減少膨脹壓力,，提高化學(xué)產(chǎn)品及煤氣產(chǎn)率,。 （４）肥煤：粘結(jié)性好，單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭熔融性好,。但蜂焦和橫裂紋多,，容易破碎。在煉焦配煤中肥煤配比大時(shí),，應(yīng)適當(dāng)配入瘦化劑,，或者多配點(diǎn)弱粘煤，這樣有助于改善焦炭質(zhì)量,，并且能利用弱粘煤煉焦,。在煉焦配煤中，配入肥煤時(shí)要注意它的膨脹壓力。 （５）焦煤：可以單獨(dú)煉焦,，煉出的焦炭結(jié)焦性好,、強(qiáng)度高、裂紋少,、耐磨性好,、塊度均勻，在配煤中可提高焦炭的強(qiáng)度,。但膨脹壓力大,，在配煤煉焦時(shí)應(yīng)引起注意。 （６）瘦煤：結(jié)焦性差,，甚至不結(jié)焦,，單獨(dú)煉焦時(shí)煉出的焦炭雖然塊度大，但耐磨性很差,，在配煤中僅起瘦化作用,。 （７）貧煤：不能結(jié)焦，在煉焦配為或配入少量時(shí)可作瘦化劑用,。 （８）無煙煤：不能結(jié)焦,。 ４、煉焦煤料中的灰分對(duì)煉焦生產(chǎn)有什么壞的影響,？ 灰分是一種無用的雜質(zhì),，在煉焦時(shí)不熔融，不粘結(jié)也不收縮,，往往不易破碎,，造成煉焦煤料中細(xì)度不好。因此,，在煉焦時(shí),，它除了消耗額外的熱量外，較大的粗粒還會(huì)在焦炭內(nèi)形成裂紋中心,，降低焦炭的機(jī)械強(qiáng)度,。 另外，這些灰分的成分如果為熔點(diǎn)低的化合物,，則對(duì)煉焦?fàn)t的操作也有害處，例如,，在炭化室負(fù)壓操作時(shí),，它很容易在爐墻表面熔融結(jié)疤，損害爐體,。煉焦煤料的灰分太高時(shí),，還會(huì)影響正常推焦。 5、煤中的硫有哪幾種形態(tài),？ 到目前為止,，人們通過物理、化學(xué)和放射性化學(xué)等方法,。對(duì)煤中的硫進(jìn)行了研究,，證實(shí)煤中的硫主要有無機(jī)硫和有機(jī)硫兩大類。無機(jī)硫的主要形態(tài)是硫化物,、硫酸鹽和元素硫等,；有機(jī)硫比較復(fù)雜，因?yàn)榱蛟咏Y(jié)合在煤的有機(jī)質(zhì)內(nèi),，所以有機(jī)硫的形態(tài)尚未弄清楚,。 ６、煉焦廠的配煤指標(biāo)有哪些,？ 對(duì)于煉制冶金的配合煤,，應(yīng)具下述的工藝指標(biāo)： （１）水分應(yīng)小于10％。 （２）灰分不高于10％,。 （３）硫分應(yīng)不大于１％,。 （４）揮發(fā)分應(yīng)保持在24％～30％。 （５）煤的粉碎細(xì)度應(yīng)為80％～85％,。 （６）膠質(zhì)層厚度Y值一般為15mm～20mm,。 （７）膨脹壓力小于30kPa。 7,、從保證焦炭的強(qiáng)度出發(fā),，配煤時(shí)應(yīng)考慮哪些主問題？ （１）膠質(zhì)體的數(shù)量問題：應(yīng)保證膠質(zhì)體有足夠的數(shù)量,，使煤粒之間能很好的互相粘結(jié)和熔融,。一般以y值作為依據(jù)。 （２）膠質(zhì)體的質(zhì)量問題：應(yīng)保證膠質(zhì)體有比較大的溫度間隔,，使各種煤在互相配合時(shí),，各單種煤的膠質(zhì)體的溫度間隔能很好地銜接起來。全部煤粒在膠質(zhì)狀態(tài)下能很好地熔融粘結(jié),。各單各煤參考奧亞膨脹曲線和膠質(zhì)層體積曲線,。 （３）氣體逸出的速度問題：應(yīng)避免最大氣體逸出速度的溫度相同的煤配合在一起，以免在單位時(shí)間內(nèi)從半焦中有大量的氣體逸出,，造成焦炭裂紋增多,。各單種煤在加熱過程中有大量的氣體析出速率用熱天平來測(cè)定。根據(jù)失重曲線可找出最大的氣體逸出速度的溫度,。 （４）收縮動(dòng)態(tài)的問題：應(yīng)使半焦收縮的速度和收縮率不能太大,，否則焦炭便產(chǎn)生較多的裂紋,。各單種煤的半焦收縮動(dòng)態(tài)可從半焦收縮測(cè)定儀測(cè)出的半焦收縮曲線和半焦收縮速度曲線來確定。 8,、如何進(jìn)行配煤計(jì)算,？ 為了預(yù)測(cè)配煤的某些性質(zhì)，我們可利用各單種煤的性質(zhì)和配煤比,，通過可加性進(jìn)行計(jì)算,。配煤的水分、灰分,、硫分,、揮發(fā)分、膠質(zhì)層厚度右按下式計(jì)算： 式中?。亍?配合煤中的某些性質(zhì),，如：水分、揮發(fā)分,、灰分,、硫膠質(zhì)體厚度； x1,、x2,、x3、x4—— 配煤中各單種煤與x相應(yīng)的性質(zhì),； a,、b、c,、d……——配煤中各種煤所占的重量百分?jǐn)?shù),。 ９、煉焦要經(jīng)過哪些主要階段,？ 把煉焦配煤在常溫下裝入炭化室后,，煤在隔絕空氣的條件下受到來自爐墻和爐底（1000℃～1100℃）的熱流加熱。煤料即從炭化室墻到炭化室中心方向,，一層一層地經(jīng)過干燥,、預(yù)熱、分解,、產(chǎn)生膠質(zhì)體,、膠質(zhì)體固化、半焦收縮和半焦轉(zhuǎn)變?yōu)榻固康入A(見圖30),。這就地所謂“層狀煉焦”的特點(diǎn)?，F(xiàn)將煤在炭化室內(nèi)成焦的各個(gè)階段分述如下： (1) 干燥和預(yù)熱（20℃～200℃）：析出水份，放出吸附于煤中的二氧化碳（CO2）,、甲烷（CH4）等氣體,。 (2) 開始熱分解（200℃～350℃）：不同變質(zhì)程度的煤開始熱分解的溫度是不同的，例如,，氣煤在210℃左右開始分解,，肥煤約260℃，焦煤約300℃,，瘦煤約390℃,。煤在轉(zhuǎn)變成膠質(zhì)體狀態(tài)前就開始分解，此時(shí)主要產(chǎn)生化合水（H2O）,、二氧化碳（CO2）,、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）等氣體和少量的焦油蒸氣和液體,。 (3) 膠質(zhì)體產(chǎn)生（350℃～450℃）：煤在進(jìn)一步受熱分解后,，產(chǎn)生大量的焦油和瀝青等液體、氣體和殘余的固體一起成為膠質(zhì)體狀態(tài),。 (4) 膠質(zhì)體固化（粘結(jié)）（450℃～500℃）：在進(jìn)一步加熱時(shí),，膠質(zhì)體熱解更加激烈，并伴隨有縮和合成反應(yīng),。膠質(zhì)體固化時(shí)析出大量揮發(fā)物,。隨著氣體析出，固態(tài)物質(zhì)形成,，即開始產(chǎn)生半焦,。 (5) 半焦收縮（500℃～650℃）：半焦物質(zhì)形成后，由于進(jìn)一步加熱的結(jié)果,，在半焦內(nèi)熱解出大量的揮發(fā)物（主要是氫氣和甲烷）,，這樣，半焦收縮使焦質(zhì)變緊,，并產(chǎn)生裂紋,。 (6) 半焦轉(zhuǎn)變?yōu)榻固浚?50℃～950℃）：在此階段中，繼續(xù)析出氣體,，主要是氫,。半焦進(jìn)一步收縮，使質(zhì)變緊變硬,，裂紋增大,，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榻固俊?br>10、我國大多數(shù)地區(qū)煤炭的幾個(gè)特點(diǎn)： （１）肥煤,，肥氣煤粘結(jié)性好,，有一定的儲(chǔ)量，但灰分,、硫分高,，大部分煤難選,。 （２）焦煤結(jié)焦性好，在配煤中可以提高焦炭強(qiáng)度,，但貯量不多,，大部分焦煤灰分高、難洗選,。 （３）弱粘結(jié)煤貯量羅多,，灰分、硫分較低,，易洗選,。在確定配煤比時(shí)，應(yīng)遵循以強(qiáng)粘結(jié)的肥煤和肥氣煤為主,，適當(dāng)配入焦煤,，盡量多利用弱粘結(jié)煤。 11,、如何確定配煤比 ①盡可能縮短運(yùn)輸距離,，降低裝爐煤的成本。此外應(yīng)考慮焦?fàn)t爐體的具體情況,，回收車間生產(chǎn)能力,，備煤車間的設(shè)備情況等；如爐體損壞嚴(yán)重時(shí),，煤的膨脹壓力應(yīng)小一些,，如回收車間生產(chǎn)能力大時(shí)，可多配入高揮發(fā)分的煤,。 ②制定配煤比并沒有一定的公式,，依據(jù)單種煤的特性，通過配煤試驗(yàn),，在試驗(yàn)前,，要將各單種煤中的工業(yè)分析和膠質(zhì)層厚度Ｙ、粘結(jié)指數(shù)Ｇ等有關(guān)指標(biāo)測(cè)定完,，再按一定配合比例對(duì)配合比例對(duì)配煤中的水分,、灰分、硫分,、揮發(fā)分,、Ｙ值、Ｇ值等進(jìn)行加和計(jì)算,，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有的指標(biāo)有問題時(shí),，重新調(diào)整配煤比，使配煤比滿中配煤工藝指標(biāo)的要求,。擬定初步配煤方案,，然后進(jìn)行試生產(chǎn),。配合煤的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)滿足焦炭質(zhì)量對(duì)配煤工藝指標(biāo)的要求。 12,、單種煤的結(jié)焦特性 ①褐煤：褐煤是煤化程度低的煤,，其變質(zhì)程度只比泥炭高。加熱時(shí)不能產(chǎn)生膠質(zhì)體,，因此沒有粘結(jié)性。在近代焦?fàn)t中不能單獨(dú)成焦炭,，所以通常不列入煉焦煤的范圍,。近年來在配煤中少量配入褐煤（５％）已取得初步成果。如果采用特殊的工藝處理,，褐煤也可以用來煉焦,，在國外某些褐煤多而煉焦炭的國家，有的就采用褐煤煉焦,。但其工藝過和較復(fù)雜,。 ②長焰煤：長焰煤是低煤化程度的煤，其煤化度比褐煤高,，是煙煤中煤化程度最低的煤,，含氧量高，高沸點(diǎn)的液態(tài)物很少,，膠質(zhì)層厚度小于5mm,。因此結(jié)焦性很差，在現(xiàn)代焦?fàn)t中不能煉出合格的焦炭,。如果采用壓緊,，薄裝快速加熱等方法，可在土焦?fàn)t中較制出細(xì)長條的焦炭,。也可在配煤中少量配入長焰煤,，作為瘦化劑用。但長焰煤的配入量較高時(shí),，會(huì)使焦炭的耐磨強(qiáng)度降低,，特別是配煤中肥煤不多的情況下，焦炭質(zhì)量顯著變壞,，因此在配入長焰煤時(shí)要注意對(duì)焦炭質(zhì)量的影響,。發(fā)煤脆性小，一般難粉碎,，若配入長焰煤時(shí),，最好將其單獨(dú)粉碎，以免影響焦炭質(zhì)量的均勻性,。 ③氣煤：氣煤的煤化程度比長焰,，熱解過程中可生成較多的膠質(zhì)體,，但其熱穩(wěn)定性差，易于分解,，膠質(zhì)體粘度小流動(dòng)度在生成半焦時(shí)膠質(zhì)體可分解出大量揮發(fā)分,，固化的部分少。生成的焦炭因收縮大而產(chǎn)生很多裂紋,，大部分又是縱裂紋,，焦炭細(xì)長易碎。在配煤中配入氣煤可以增加焦炭的收縮,，便于推焦,，又可得到較多的化學(xué)產(chǎn)品。但多配氣煤將使焦炭塊度降低,。由于我國氣煤貯量大,，用了不同的方法煉焦；如搗固,、高溫快速加熱,、熱壓等。 ④氣肥煤：氣肥煤是揮發(fā)分和粘結(jié)性都較高的較特殊的煤種,。單獨(dú)成焦時(shí),。焦炭強(qiáng)度低于肥煤，但又高于氣煤,，同時(shí)煤氣發(fā)生量大,，化學(xué)產(chǎn)品率也高，在配煤時(shí)可以增加化學(xué)產(chǎn)品,。 ⑤肥煤：肥煤是中等變質(zhì)程度的煤,，其煤化程度比氣煤主高，其分子結(jié)構(gòu)中所含的側(cè)鍵的數(shù)量較多,，長度適當(dāng),，含氧少，熱解產(chǎn)物中一部分的分子量較大,，在320～450℃呈液態(tài),。因此肥煤的膠質(zhì)體數(shù)量多（最大膠質(zhì)層厚度Ｙ>25mm），流動(dòng)性好,，熱穩(wěn)定性高（膠質(zhì)體生成溫度約為320℃,，固化溫度為460℃溫度間隔為140℃，如升溫速度為3℃/min,，膠質(zhì)體的存在時(shí)間約為50min）,這些決定了肥煤的粘結(jié)性最強(qiáng),，是我國煉焦煤的基礎(chǔ)煤種之一。但是肥煤的揮發(fā)分高，半焦的熱分解和熱縮聚比較劇烈,，收縮量和收縮量度較大,，故單獨(dú)煉焦時(shí)，焦炭的裂紋較多,、較寬,、較深。又因其粘結(jié)性強(qiáng),，焦炭熔融性好而焦炭強(qiáng)度高,，當(dāng)相鄰層溫度不同而收縮速度不同時(shí)，相鄰層間的內(nèi)應(yīng)力大,，所以焦炭的橫裂紋多,，易碎成小塊。還因其膠質(zhì)體數(shù)量多且有一定的粘度,，膨脹壓力大（約為1.96Ｎ／cm2）,單獨(dú)煉焦時(shí)易發(fā)生焦餅難推，其焦炭氣孔率高,，焦餅中心有海綿焦,。肥煤粘結(jié)性強(qiáng)，但結(jié)焦性不如焦煤,。從我國的煤炭資源特點(diǎn)出發(fā),，為了多配氣煤等弱粘結(jié)煤，取肥煤之長,，把它作為基礎(chǔ)煤,，同時(shí)配入適量的低揮發(fā)分煤，以補(bǔ)其短,。 ⑥焦煤：焦煤的煤化程度比肥煤稍高,，大分子側(cè)鍵比氣、肥煤少,，含氧量更低,，熱分解的液態(tài)產(chǎn)物比肥煤少，但熱穩(wěn)定性更高,，膠質(zhì)體數(shù)量多,，粘度大，固化溫度較高,，由此膨脹壓力很大（約為1.47～5.88Ｎ/cm2）,，其半焦的收縮量小，收縮速度也小,，所以煉出的焦炭不僅耐磨強(qiáng)度高,，且塊度大裂紋少，抗碎強(qiáng)度好,。按其結(jié)焦性來說最適于煉制高質(zhì)量質(zhì)量的冶金焦,。單其貯量有限在煉焦配煤中應(yīng)盡量減少其配入量,，在配煤中配入焦煤，主要是用來提高焦炭的強(qiáng)度,。 ⑦1/3焦煤：1/3焦煤是過渡性煤種,，它是介于焦煤、肥煤,、氣煤之間的煤,。單獨(dú)也可以煉焦，焦炭強(qiáng)度接近于肥煤,，耐磨強(qiáng)度比肥煤低,，比氣肥煤、氣煤要高,。1/3焦煤由于有較高的粘結(jié)性是配煤煉 焦的骨架煤之一,。 ⑧瘦煤：瘦煤的變質(zhì)程度較高，揮發(fā)分低,，加熱時(shí)產(chǎn)生的膠質(zhì)體少,，且粘度大。單獨(dú)煉焦時(shí),，焦炭裂紋少,，塊度大，但焦炭的熔融性能差,。從外觀上看,，有粒狀物質(zhì)存在，焦炭的耐磨性差,，在配煤中配入瘦煤可以提高焦炭的塊度,。 ⑨貧煤：貧煤的煤化程度比瘦煤高，屬于高變質(zhì)程度的煤,，加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體,。沒有粘結(jié)性，不能單獨(dú)煉焦,，在配煤中少量配入可作為瘦化劑使用,。配貧煤時(shí)最好將其單獨(dú)粉碎（因其硬度大）以增加焦炭的均勻性。 ⑩無煙煤：無煙煤是煤化程度最高的煤種,。加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)體,，沒有粘結(jié)性和結(jié)焦性。在某些缺少瘦煤地區(qū),，可少量配入無煙煤作為瘦化劑用,，但這時(shí)的肥煤配入量應(yīng)高一些。無煙煤脆度小，配入時(shí)應(yīng)單獨(dú)粉碎,，以免影響焦炭質(zhì)量,，采用新的工藝處理，可以將無煙煤配入一定量的瀝青或強(qiáng)粘結(jié)煤加壓成型生產(chǎn)型焦,。 13,、配合煤的質(zhì)量指標(biāo)及其計(jì)算方法 （１）配合煤揮發(fā)分（干燥無灰其） 配合煤的揮發(fā)分高低，決定煤氣和化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率,，同時(shí)對(duì)焦炭強(qiáng)度也有影響,。一般以25％－30％較適當(dāng)，高于30％也可獲得強(qiáng)度好的焦炭,。配合煤揮發(fā)分接近25％的低限時(shí),，可獲得強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)致密,、反應(yīng)性好的焦炭,。揮發(fā)分低于25％的配合煤，往往在煉焦時(shí)產(chǎn)生較大膨脹壓力,，對(duì)此應(yīng)當(dāng)采取降低膨脹壓力的措施,，以免對(duì)爐墻造成危害并引起焦餅難推。在保證焦炭質(zhì)量的前提下,，適當(dāng)提高配合煤的揮發(fā)分以增加焦?fàn)t煤氣和化學(xué)品的產(chǎn)率,。 （２）配合煤應(yīng)有足夠的粘結(jié)性和良好的結(jié)焦性 粘結(jié)性是煤在煉焦時(shí),，能形成塑性物的能力,。煤加熱生成膠質(zhì)體中的液體部分多少，決定了煤的粘結(jié)性的好壞,。為了獲得熔融良好,，耐磨性能好的焦炭，配煤應(yīng)有足夠的粘結(jié)性,，煤的粘結(jié)性指標(biāo),，國際煤分類中用羅加指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)坩堝觀察焦餅形態(tài)的方法。 我國室式煉焦配合煤的各粘結(jié)性指標(biāo)的適宜范圍大致為：以膠質(zhì)層最大厚度Ｙ為指標(biāo)時(shí),，Ｙ＝14～18（17～22）mm,；以最大流動(dòng)度ＭＦ為指標(biāo)是為50（70或100）～1000ddpm；以奧亞膨脹度bt為指標(biāo)時(shí),，bt≥50％,。以粘結(jié)指數(shù)Ｇ為指標(biāo)時(shí)，Ｇ＝58～72,。在保證焦炭質(zhì)量的前提下,，應(yīng)盡量節(jié)約強(qiáng)粘性煤，合理利用煉焦煤資源。 （３）為了保證煤粒熔融結(jié)合良好,，除了要求配合煤具有足夠的粘結(jié)性外,，還應(yīng)使配入煤的軟固化溫度區(qū)間較大。一種軟化點(diǎn)很高的煤和另一種固化點(diǎn)很低的煤不宜同時(shí)配入,，也不宜同時(shí)配入兩種煤化度相差很大而奧亞膨脹度試驗(yàn)中卻表現(xiàn)為只收縮不膨脹的煤,。 （４）配合煤中煤巖組分的比例要恰當(dāng)。 配合煤的顯微組分中的活性組分應(yīng)占主要部分,，但也應(yīng)有適當(dāng)?shù)亩栊越M分作為骨架,，以利于形成致密的焦炭，同時(shí)也可緩解收縮應(yīng)力,。減少裂紋的形成中,，惰性組分的適宜比例因煤化度不同而異，當(dāng)配煤的平均最大反射Ｒ0max<1.3時(shí),，以30％～32％較好,；當(dāng)Ｒ0max>1.3時(shí)，以25％～30％為好,。采用高揮發(fā)分煤時(shí),，尚考慮穩(wěn)定組含量。 （５）配合煤的灰分 配合煤的灰分全部轉(zhuǎn)入焦炭中,，一般配煤的成焦率為70％～80％,，焦炭的灰分為配煤灰分的1.3～1.4倍。 灰分是惰性物質(zhì),，配合煤灰分高則粘結(jié)性降低,。灰分的顆粒較大,，硬度比煤大,，它與焦炭物質(zhì)之間有明顯的分界面，而且膨脹系數(shù)不同,，當(dāng)半焦收縮時(shí),，這個(gè)界面上應(yīng)力集中，成為裂紋的中心,，灰分顆粒越大則裂紋越寬,、越深、越長,、故配合煤的灰分高,，則焦炭的強(qiáng)度低。我國規(guī)定一級(jí)焦炭的成分<12％,，按成焦率75％計(jì)算,，配合煤的灰分應(yīng)不大于9％,。即配煤的灰分等于全焦率乘以焦炭的灰分：12％×75％＝9％ 各焦化廠的煤源不同，洗煤條件不同,，配合煤的灰分也不同,，一般應(yīng)不高于10～12％。降低灰分的有效途徑是洗煤,，經(jīng)綜合平衡計(jì)算,，配合煤的灰分在7～8％時(shí)最為理想。降低灰分的另一途徑是配煤,，在一定的條件下多配入低灰分高揮發(fā)的煤,，可在保證焦炭質(zhì)量的同時(shí)降低焦炭的灰分和增加化學(xué)產(chǎn)品。配合煤的灰分可由各單獨(dú)煤的灰分按加和性計(jì)算,。 （６）硫分 煤中的硫分有60～70％轉(zhuǎn)到焦炭中去,，因配合煤的全焦炭為70～80％，故焦炭的硫分約為配合煤硫分的80～90％,。由此可見根據(jù)對(duì)焦炭含硫量的要求,，算出配合煤硫分的上限。配合煤的硫分可由各單種煤的硫分加和計(jì)算,。 （７）配合煤的膨脹壓力 各單種煤的膨脹壓力是由多種因素決定的,，配合煤中各組分煤之間存在著相互作用，因此配合煤的膨脹壓力的影響因素更為復(fù)雜?，F(xiàn)有的研究結(jié)果表明,，配合煤的膨脹壓力與粘結(jié)性指標(biāo)之間不存在規(guī)律性的關(guān)系，不能按各組分的膨脹壓力進(jìn)行加和計(jì)算,。加入惰性物質(zhì)時(shí),，膨脹壓力降低或不變；加入粘結(jié)劑或粘結(jié)煤時(shí),，膨脹壓力不能預(yù)計(jì),。目前只能實(shí)驗(yàn)測(cè)定配合煤的膨脹壓力值,。在確定配煤方案時(shí)可供參考的只有兩點(diǎn),，一是在常規(guī)煉焦配煤范圍內(nèi)，煤料的煤化程度加深時(shí),，膨脹壓力增大,；二是對(duì)同一煤料，增大堆密度,，膨脹壓力也增加,，所以當(dāng)采用增大堆密度的方法來改善焦炭質(zhì)量時(shí)，必須注意膨脹壓力對(duì)爐墻可能造成的損害,。據(jù)我國的生產(chǎn)實(shí)踐,，膨脹壓力的極限值應(yīng)不大于1.37～1.96N/cm2(137~196),。 （８）配合煤的細(xì)度 煤料必須粉碎才能均勻混合。配合煤的細(xì)度組成是指粉碎后小于3mm的煤料占全部煤料的重量百分率,，目前我國焦化廠一般用煤的細(xì)度為80％左右,。細(xì)度過低，配合煤混合不均,，焦炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一,，強(qiáng)度降低。細(xì)度過高,，不僅粉碎機(jī)動(dòng)力消耗大,，設(shè)備生產(chǎn)能力降低，還由于煤塵增多,，使裝爐操作困難,，集氣管內(nèi)焦油渣增加，焦油質(zhì)量變壞,，甚至加速上升管的堵塞,。更主要的是細(xì)度過高，反而使焦炭質(zhì)量降低,。此外細(xì)度過高,，煤料的表面積增大，生成膠質(zhì)體時(shí)由于固態(tài)顆粒對(duì)液態(tài)產(chǎn)物的吸附作用增強(qiáng),，使膠質(zhì)體的粘度增大而流動(dòng)性降低,，并引起膨脹壓力下降，因此細(xì)度過高不利于粘結(jié),。在配合煤中,，對(duì)弱粘結(jié)煤和灰分。細(xì)度過低所造成的損害是主要的,，應(yīng)細(xì)粉碎,；對(duì)強(qiáng)粘結(jié)煤，細(xì)度過高所造成的不利是主要的,，應(yīng)粗粉碎,。肥煤、焦煤較脆易碎,，而氣煤硬度較大難碎,，同種煤中各組分的硬度也不同；不可熔組分和灰分硬度大,。配合煤在粉碎時(shí),，弱粘結(jié)性強(qiáng)度的煤又因過度粉碎降低其粘結(jié)性，因此從焦炭質(zhì)量出發(fā),，粉碎的均勻性十分重要,。除合理的選擇粉碎機(jī)械外,，分別粉碎而后配合是有利的，但先粉碎后配合工藝復(fù)雜,，設(shè)備增多,。故應(yīng)根據(jù)煤種特點(diǎn)，考慮粉碎工藝流程,。 （９）配合煤的水分 配體煤的水分是否穩(wěn)定,，對(duì)焦炭產(chǎn)量、質(zhì)量及爐體壽命有很大影響,。 １）水分和堆密度的關(guān)系：干煤的堆密度最大,，隨著水分的增加，由于水分附著在煤粒表面上,，煤粒之間的水膜產(chǎn)生粘著力,。阻礙煤粒滑動(dòng)使之不能達(dá)到緊密排列,，因此堆密度降低,。在一般細(xì)度條件下，當(dāng)水分為7％～8％時(shí),，煤料的堆密度最小,，約為干煤堆密度的85％左右。水分繼續(xù)增加,，煤粒間形成連續(xù)水膜,，相對(duì)滑動(dòng)的阻力減少，堆密度稍有增大,。 在生產(chǎn)中若裝爐煤水分波動(dòng)很大,，結(jié)焦時(shí)間和火道溫度不變時(shí)，易造成焦餅中心溫度偏低以致出現(xiàn)生焦,，尤其是爐頭部分,，即降低了焦炭強(qiáng)度和冶金焦產(chǎn)率，還可能造成焦餅難推,。 綜合水分對(duì)堆密度和結(jié)焦時(shí)間的影響表明：干煤和預(yù)熱煤煉焦,，不僅因增大堆密度和縮短結(jié)焦時(shí)間而大幅度提高焦炭產(chǎn)量，還因?yàn)樵龃蠖衙芏群吞岣呒訜崴俣榷纳平固康哪湍?qiáng)度,。為了使配合煤符合上述基本要求,，從而保證焦炭質(zhì)量,，并有利于焦?fàn)t操作和合理地利用煉焦煤資源,，在配合煤中，揮發(fā)分為20％～30％的強(qiáng)粘結(jié)性煤不能低于55％～60％,。這部分煤是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高爐焦的必要條件,，是配合煤中的基礎(chǔ)煤,。 上述是配合煤的質(zhì)量指標(biāo)，在特殊情況下,，例如：受煤的資源限制，某些煤種缺乏時(shí)，或?qū)固繌?qiáng)度要求不高,，或有特殊要求時(shí),，配煤應(yīng)采取以下對(duì)應(yīng)措施： （１）當(dāng)焦煤不足時(shí)，應(yīng)增加揮發(fā)分為26％～30％的肥煤用量,。這時(shí)不宜再多用高揮發(fā)分煤,。如有粘結(jié)性較好的低揮發(fā)分煤，則用肥煤與這種低揮發(fā)分煤為主的配合煤,，也可得到強(qiáng)度和理化性能好的焦炭,。在焦煤和瘦煤都缺乏的情況下，以肥煤和高揮發(fā)分煤為主的配合煤,，即使添加一些瘦化劑,，但也只能獲得中等強(qiáng)度和反應(yīng)性較高的焦炭。 （２）有時(shí)為了降低配合煤的灰分和硫分,，需配入低灰低硫的弱粘煤,；或因缺乏瘦煤資源，而不得不用貧瘦煤或貧煤代替時(shí),，必須增加粘結(jié)好,、并能與這些粘結(jié)性差的煤相容的肥煤，才能保證焦炭強(qiáng)度,。如鑄造焦要求塊度大,，氣孔率低，在配煤中應(yīng)配入一定量的瘦化劑（抗裂劑）,，以減少裂紋生成,。為了保證煤料的粘結(jié)性，必須有一定量的基礎(chǔ)煤（焦煤和肥煤）,，必要時(shí)還需加入少量粘結(jié)劑,，如瀝青等。 （3）氣化焦,、化工用焦,、小高爐用焦等，對(duì)強(qiáng)度的要求不高,，這時(shí)基礎(chǔ)煤數(shù)量可以減少,，可多配一些高揮發(fā)分或粘結(jié)性較差的煤，有時(shí)可 以利用揮發(fā)分為28％～35％的煤單獨(dú)煉焦,。這樣可以使有限的煉焦煤資源得到合理利用,。有的焦炭如電用焦,、鐵合金焦等要求活性大，這時(shí)應(yīng)多用高揮發(fā)分煤,，甚至全部采用中等粘結(jié)的高揮發(fā)分煤,。 (4)煉焦用煤的資源受到限制，致使配合煤的固有質(zhì)量不夠理想時(shí),，可在煉焦煤準(zhǔn)備過程中采用某些預(yù)處理技術(shù),，以改善裝爐煤的性質(zhì)或改善結(jié)焦條件從而提高焦炭質(zhì)量。常用的預(yù)處理技術(shù)有煤搗固工藝,、配型煤工藝,、煤工燥工藝、煤預(yù)熱工藝和煉焦煤粒度調(diào)整技術(shù)等,。 14,、焦炭的氣孔是怎樣形成的？ 煤在煉焦過程中軟化分解,，產(chǎn)生膠質(zhì)體,。膠質(zhì)體有一定的粘度，把熱分解產(chǎn)生的氣體包在里面,。隨著熱分解過程的進(jìn)行,，膠質(zhì)體內(nèi)的氣體不斷產(chǎn)生，當(dāng)氣休的壓力達(dá)到一定程度時(shí),，一部分氣體則沖破膠質(zhì)體跑出來,，沒有跑出來的氣體留下一個(gè)空隙，一旦膠質(zhì)體固化,，這些空隙便成為氣孔,。 15、影響焦炭氣孔率的因素有哪些,？ 焦炭的氣孔率是指?jìng)兘固繗饪姿嫉捏w積與焦塊體積之比,。它可以借測(cè)得的焦炭的真密度的值來求得： 氣孔率＝﹙1－ ﹚ 影響氣孔率的因素有： （1）膠質(zhì)體多且流動(dòng)性好時(shí)，質(zhì)體內(nèi)的氣體不易透過,，因此氣孔率大,。例如，氣煤和肥煤所生成的焦炭氣孔率比焦煤和瘦煤的大,。 （2）在膠質(zhì)狀態(tài)下,，如果從膠質(zhì)體內(nèi)析出的氣體越多，則氣孔率就越大,。例如,，氣煤的焦炭氣孔率就比較大。 （3）膠質(zhì)層厚度越小，氣體越容易透過,，不容易停留在膠質(zhì)體內(nèi),，所以氣孔率就越小,。 （4）堆密度大氣孔率小,。例如，搗固裝煤所產(chǎn)的焦炭或型焦的氣孔率就比較小,。 16,、什么是煤的膨脹壓力？ 煤在一定體積的炭化室中受熱分解時(shí),，不能自由膨脹,，因而對(duì)炭化室墻或者測(cè)定膨脹壓力裝置的壁產(chǎn)生一定的壓力，此壓力稱為膨脹力,。 17,、煉焦過程中什么是最大膨脹壓力？ 煤在層狀結(jié)焦的過程中,，當(dāng)兩側(cè)的膠質(zhì)層匯合時(shí),，膠質(zhì)層內(nèi)的氣體最難跑出，此時(shí)壓向兩側(cè)爐墻的膨脹壓力最大,，我們把此時(shí)的膨脹壓力稱為最大膨脹壓力,、當(dāng)焦餅的中心縫形成后，此種壓力才迅速下降,。 18,、影響膨脹壓力的因素有哪些？ （１）煤的種類：不同變質(zhì)程度的煤種具有不同的膨脹壓力,。例如,，氣煤的膨脹壓力為3kPa~15kPa,肥煤為5 kPa～20 kPa，焦煤為15 kPa～35 kPa（有的可達(dá)50 kPa～60 kPa）,，瘦煤為20 kPa～80 kPa,。 （２）加熱速度越快，膨脹壓力越大,。 （３）煤料堆密度越大,，膨脹壓力越大。 （４）煤的氧化能降低膨脹壓力,。煤的氧化能使膠質(zhì)體的流動(dòng)性和膠質(zhì)層的厚度降低,，使膠質(zhì)體內(nèi)的氣體容易透過，因此氧化可顯著地降低煤的膨脹壓力,，甚至可以完全解除膨脹壓力,。但是，氧化卻使煤的粘結(jié)性降低或喪失。 （５）加入瘦化劑可以降低煤的膨脹壓力,。例如,，加入焦粉和無煙煤等瘦化劑，可使膨脹力降低,。 19,、什么是煤的顯微組分？它們是怎樣分組的,？ 在顯微鏡下觀察煤的薄片或光片時(shí),，可以發(fā)現(xiàn)煤是由許多不同的微細(xì)結(jié)構(gòu)組成的。這些有一定特征的微細(xì)結(jié)構(gòu)稱為顯微組分,。 目前從比較科學(xué)的分類以及應(yīng)用在煤化學(xué)的研究方面來看,，顯微組分可分成如下三組：（1）鏡煤類物質(zhì)（2）角質(zhì)類物質(zhì)（3）絲炭類物質(zhì)。 20,、各顯微組分特性和組成如何,？ 鏡煤類物質(zhì)（包括結(jié)構(gòu)鏡煤、均一鏡煤和凝膠化基質(zhì)）在透射光下呈紅色,，這種紅色物質(zhì)隨著變質(zhì)程度的加深而加深,。紅色物質(zhì)是煤中的粘結(jié)成分。 膠質(zhì)類物質(zhì)（包括孢子,、花粉角質(zhì),、樹脂、樹皮等有形物）在透射光下呈黃色,，但隨著變質(zhì)程度加深,，顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，與鏡煤化物質(zhì)的顏色相近,，所以難以辨認(rèn),。黃色物質(zhì)也具有粘結(jié)性，而且揮發(fā)物產(chǎn)率和氫含量很高,。 絲炭類物質(zhì)（包括絲炭和不透明基質(zhì)等）不透明,，呈黑色，所以稱為黑色物質(zhì),。黑色物質(zhì)不粘結(jié),，使煤質(zhì)變壞。 21,、什么是定型體和基質(zhì),？ 定型體是具是一定的化學(xué)穩(wěn)定性，保持植物殘骸分解的產(chǎn)物,，它已失去原來的形狀,，沒有結(jié)構(gòu)形態(tài)，基質(zhì)分透明基質(zhì)和不透明基質(zhì)兩類，透明基質(zhì)的性質(zhì)與鏡煤相似,，一般具有很好的粘結(jié)性,；不透明基質(zhì)與絲炭相似，粘結(jié)性很差,。 22,、煤的顯微組分與粘結(jié)性的關(guān)系如何？ 絲炭類物質(zhì)（絲炭和不透明基質(zhì)）沒有粘結(jié)性,，單獨(dú)煉焦時(shí)不熔融,，不粘結(jié),，焦油產(chǎn)率最低,。 角質(zhì)類物質(zhì)（孢子、角質(zhì),、樹脂等定型體）有粘結(jié)性,，能結(jié)焦揮發(fā)分、氫含量和焦油產(chǎn)率都比較高,。 鏡煤類物質(zhì)（鏡煤,、透明基質(zhì)和木鏡煤等）有很好粘結(jié)性和熔融性。煤的粘結(jié)能力和熔融能力隨著煤中的鏡煤須物質(zhì)的含量增加而提高,。 22,、在同一變質(zhì)程度下，煤的顯微組分與巖相組分有什么關(guān)系,？ 構(gòu)成煙煤的四種巖相組分與顯微組分的關(guān)系可見圖2,。圖上表示鏡煤是由均一的鏡煤類物質(zhì)組楊的；亮煤和暗煤包含三種顯微組分,，都是不均一的物質(zhì),，絲炭是由均一的絲炭物質(zhì)組成的。 23,、工業(yè)上四種巖相組成有何應(yīng)用價(jià)值,？ 有工業(yè)利用中，鏡煤具有許多優(yōu)良的性能：（1）它是粘結(jié)性和結(jié)焦性最好的一種煤巖組分,，化學(xué)產(chǎn)品的收率較高,；（2）由于活性較大，燃點(diǎn)低,，易于點(diǎn)火,；含灰分低（一般為1％～2％），所以鏡煤是優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力燃料,；（3）在煤的加氫工藝中,，活性很大，是很好的加氫液化的原料（高變質(zhì)程度的鏡煤除外）；（4）在選煤方面,，由于鏡煤很脆易破碎,，且密度較低（約1.29g/cm3），所以很容易用機(jī)械加工浮選的方案加以分離,。鏡煤的缺點(diǎn)是,，由于吸附性和活性都很大，易于從空氣中吸附氧,，所以貯存時(shí)容易氧化和自燃,、 亮煤與鏡煤基本相同，但由于含有角質(zhì)類物質(zhì),，所以氫含量,、揮發(fā)物和焦油產(chǎn)率高、發(fā)熱量較大,，粘結(jié)性良好,。此外，由于存在定型體,，有利于加氫反應(yīng)的進(jìn)行,，并且活性也較大。 暗煤主要是由不透明基質(zhì)組成,，由于粘結(jié)性差,，含灰分較多，所以暗煤不適宜煉焦,。但暗煤揮發(fā)分較高,，特別是含定型體較多的、變質(zhì)程度較淺的暗煤,，是化學(xué)加工的良好原料,。 絲炭在各種工業(yè)利用中質(zhì)量都是很差的，由于絲炭沒有粘結(jié)成分,，所以不能單獨(dú)煉焦,，只能起瘦化劑作用。在液化工業(yè)中,，由于它的炭化程度高,，加氫反應(yīng)活性很小,；作為燃料,，因常含有較多的礦物質(zhì)，其發(fā)熱量較低,，燃點(diǎn)較高,，不易著火,。用以制型煤的話，因?yàn)樗菀鬃兂煞勰?，則需要較多的粘結(jié)劑,。絲煤唯一的優(yōu)點(diǎn)是易破碎，便于用機(jī)械加工方法把它從煤中除去,。 根據(jù)各巖相組分在同一變質(zhì)程度下結(jié)焦性不好的煤,，可以用煤巖選煤的方法把其中的鏡煤和亮煤選出用來煉焦，以擴(kuò)大巖相組成不均勻的弱粘結(jié)性煤種在煉焦工業(yè)上的應(yīng)用,。另外,，根據(jù)各種巖相組成的搞碎性能不同的特點(diǎn)，對(duì)結(jié)焦性不同的那些組分進(jìn)行選擇性破碎,，也有利于提高焦炭質(zhì)量,，所以，研究煤的央相組分,，在煤的干餾,、焦炭生產(chǎn),、型焦生產(chǎn),、煤的液化、氣化等方面的應(yīng)用,，是很有意義的,。 24、煤的巖相組成在煉焦工業(yè)中的應(yīng)用 在煉焦工業(yè)生產(chǎn)中,，常出現(xiàn)一些與煤質(zhì)分析反常的現(xiàn)象,，如某些煤不能按其工業(yè)分類的牌號(hào)在配煤中起著正常的、預(yù)期作用,；煤質(zhì)分析與焦炭質(zhì)量明顯不符等,。這些現(xiàn)象只有從煤巖組成各種鑒定項(xiàng)中，經(jīng)過分析研究,，才能得到合理解釋,。 (1)定煤質(zhì)，指導(dǎo)正常生產(chǎn),，煤的變質(zhì)程度和煤巖組成是影響煤質(zhì)的主要因素,。在一個(gè)煤田中，同一變質(zhì)程度的煤,，由于巖相組成 不同,，煤的工藝性質(zhì)就不一樣；或者變質(zhì)程度不同,，但煤的工藝性質(zhì)卻相似,。 有時(shí)有些煤層中含有較多的某種顯微組分,，而使平均煤樣的工藝性質(zhì)顯得特別。上述這些差別僅用化學(xué)分析是不能得出正確結(jié)論的,，興有通過煤巖學(xué)的方法進(jìn)行分析才能得到解決,。而這些變化均影響焦化廠的正常生產(chǎn)和煤的合理利用。 所以焦化廠對(duì)各供煤基地的煤質(zhì)要經(jīng)常進(jìn)行煤巖化學(xué)分析綜合研究,，以便對(duì)供煤基地的煤質(zhì)作出綜合合理的評(píng)價(jià),，指導(dǎo)煤的合理利用和焦化廠的正常生產(chǎn)。 首先測(cè)出供煤基地新來煤的反射率分布曲線,，不同煤巖類型的煤,。并和已知的原有煤進(jìn)行對(duì)比，觀察其是否有變化,，通過上述工作就可以檢查出新來煤質(zhì)量變化的原因,，根據(jù)煤質(zhì)同變化的情況，可以及時(shí)調(diào)正生產(chǎn)配煤比,，保證焦炭質(zhì)量和生產(chǎn)正常進(jìn)行,。 （2）指導(dǎo)煉焦配煤和預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量，用煤巖學(xué)觀點(diǎn)和方法預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量,，指導(dǎo)煉焦配煤是近二十年來逐步發(fā)展起來的,，也是近十年來焦化工業(yè)中一項(xiàng)重大的科研成果。現(xiàn)代煉焦?fàn)t是采用多種煤配合煉焦（有的大型焦化廠供煤基地多達(dá)幾十個(gè)）,，其目的是為了得到所需要的焦炭質(zhì)量和化工產(chǎn)品,，保證焦?fàn)t安全生產(chǎn)和擴(kuò)大煉焦煤資源。 過去和現(xiàn)在的配煤技術(shù)和方法,，很少吸取近代焦化基礎(chǔ)理論方面所取的成果,，始終停留在定性的，經(jīng)驗(yàn)的配煤階段,，造成煤料的配合不合理和不準(zhǔn)確,，影響配煤的預(yù)期效果。為了克服上述缺點(diǎn),，需要探索新的配煤技術(shù),。目前世界各國所發(fā)展的配煤技術(shù)，凡是論證較充分,、效果比較好,，幾乎都與煤巖學(xué)發(fā)生聯(lián)系。所以煤巖配煤目前已被世界各國學(xué)者公認(rèn),。 從煤巖學(xué)的觀點(diǎn)來看,，煤是不均一的物質(zhì)，其有機(jī)質(zhì)是由鏡煤組和絲炭組及穩(wěn)定組組成,，而鏡煤組和穩(wěn)定組都具有粘結(jié)性,，所以是活性組分,。絲炭組不具有粘結(jié)性是惰性成分。半鏡煤組介于兩者之間,，而不同變質(zhì)階段的煤,，其顯微組分的粘結(jié)性又有區(qū)別，既使同一種煤,，所含的活性組分質(zhì)量也有差別,。活性成分是決定煉焦煤性質(zhì)的首要指標(biāo),，惰性成分也是配煤中不可缺少的成分,。一個(gè)好的配煤方案，實(shí)際上是不同的活性成分和惰性成分的組合,。世界各國各種煤巖配煤方法中,，都是以煤巖組成和活性成分的反射率為基礎(chǔ)，把煤巖顯微組分分成活性成分和惰性成分兩大類,，通過適當(dāng)?shù)挠?jì)算,、試驗(yàn)，作圖找出煉焦配煤最適合的范圍,，從而預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量,，指導(dǎo)配煤。 通過煤巖學(xué)的方法分析,，能用少量煤樣就可以判斷煤的粘結(jié)性,，指導(dǎo)配煤煉焦的選擇，避免了半工業(yè),，工業(yè)性實(shí)驗(yàn)所造成的人力、物力的浪費(fèi),。 如我國的大同馬武山煤的可燃基揮發(fā)分為34.16％,，膠質(zhì)層厚度為4～9mm，根據(jù)我國的煙煤分類方案分析,，屬于2號(hào)弱粘煤,，一般不能在現(xiàn)代化焦?fàn)t生產(chǎn)中作為配煤煉焦的原料煤。但是該煤的巖相組成為鏡煤組占72.2％,，半鏡煤組占4.1％,，絲炭組占20.5％，穩(wěn)定組占1.6％,，礦物質(zhì)占1～6％,。鏡煤和半鏡煤占76.3％，從鏡質(zhì)組的顏色和加熱過程中具有熔融性粘結(jié)性能,，確定其相當(dāng)于氣煤變質(zhì)程度,，但揮發(fā)分比氣煤低,，這是因?yàn)樵撁褐蟹€(wěn)定組分少，絲炭含量高的原故,。所以在太鋼,、首鋼只要配入相當(dāng)數(shù)量的肥煤，并減少瘦煤,、焦煤用量,，配入30-40％的馬武山煤，所生產(chǎn)的焦炭強(qiáng)度完全合格,。 通過煤巖分析,，擴(kuò)大了煉焦用煤，指導(dǎo)了煉焦配煤,。此外可將煤巖進(jìn)行加工,，按照要求控制煤料的粒度范圍和組成，也可根據(jù)需要,，分離棄去某種煤巖成分或增加某種煤巖成分,，達(dá)到合理利用煤炭資源，得到高質(zhì)量,，低成本焦炭的目的,。 25、煤的粘結(jié)性和成焦機(jī)理 具有粘結(jié)性的煤,，在高溫?zé)峤鈺r(shí),，從粉煤分解開始，經(jīng)過膠質(zhì)狀態(tài)到生成半焦的過程稱為煤的粘結(jié)過程,。而從粉煤開始分解到最后形成焦塊的整個(gè)過程稱為結(jié)焦過程,，如圖所示 26、影響煤的結(jié)焦性和粘結(jié)性的因素有哪些,？ 影響結(jié)焦性的因素除了煙煤的粘結(jié)性外,，還有煤的巖相組分、煤料粒度,。當(dāng)膠質(zhì)層體具有好流動(dòng)性和膨脹性,，而且又有較寬的軟化區(qū)間時(shí)，煤的粘結(jié)性好,。流動(dòng)性好,，說明在膠質(zhì)體中液體的數(shù)量比較多，能充分浸潤煤粒的表面,，使之相互滑動(dòng)接觸,，有利于粘結(jié)和縮聚反應(yīng)；膨脹性好,，說明膠質(zhì)體的粘度比較大,，在析出的氣態(tài)產(chǎn)物的分子作用下,，膠質(zhì)體內(nèi)部具有一定的壓力，使液態(tài)物質(zhì)容易填充煤粒之間的空隙,，促使其相互緊靠,、粘結(jié)和聚縮反應(yīng)加快；較寬的軟化區(qū)間,，說明膠質(zhì)體中液相物質(zhì)的熱穩(wěn)定性好,，在膠質(zhì)體中停留時(shí)間長，使煤粒能充分接觸,、相互粘結(jié)和發(fā)生聚縮反應(yīng),。 27、如何評(píng)價(jià)煙煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性 目前各種測(cè)定方法都有不完善的地方,，因此,，煙煤粘結(jié)性以及結(jié)焦性的好壞，只能用綜合指標(biāo)來評(píng)價(jià),。比較常用的有：1坩堝自由膨脹序數(shù),；2羅加指數(shù)和粘結(jié)指數(shù)；3膠質(zhì)層最大厚度,；4奧亞膨脹度,；5基氏流動(dòng)度；6葛金焦型（管式低溫干餾）等,。 28,、坩堝自由膨脹序數(shù)是怎樣測(cè)定的？ 稱取1ｇ新磨的粒度小于0.2mm的煤樣置于坩堝中,，加熱到820oC±5oC,，所得到的焦塊與一套標(biāo)準(zhǔn)的圖形截面（圖16）進(jìn)行比較，與焦塊最接近的一個(gè)圖形的序號(hào),，便是坩堝膨脹序數(shù),。標(biāo)準(zhǔn)焦型分為0～9的序號(hào)，區(qū)分的主在標(biāo)志是焦型膨脹部分的傾斜角,，此法的缺點(diǎn)是確定膨脹序號(hào)為5以上的煤的，分辨能力較差,，但由于測(cè)定方法簡單,，所以作為煤分類輔助的指標(biāo)。 29,、如何測(cè)定羅加指數(shù)和粘結(jié)指數(shù) 羅加指數(shù)的測(cè)定： 將粒度小于0.2mm的1g煤樣與標(biāo)準(zhǔn)無煙煤（我國以寧夏汝其溝煤為標(biāo)準(zhǔn),，粒度0.3mm～0.4mm，放在坩堝中混勻鋪平,，放上鋼質(zhì)砝碼,，置于負(fù)荷為0.6MPa的壓力下壓30s后,，將坩堝連同鋼質(zhì)砝碼放入已加熱到850oC的馬弗爐中灼燒15min。冷卻后稱得焦炭塊重Q,，然后,，將1 mm圓孔篩篩上物稱重和裝入羅加轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，以50r/min±2r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)5min,，再用1mm圓孔篩篩分,，篩上物稱重后又重復(fù)進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，如此將篩上的焦炭連續(xù)進(jìn)行三次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn),，然后按下式計(jì)算羅加指數(shù)： 式中 Q——原來焦塊重,，g； a,、b,、c、d——分別為入鼓前第一,、第二,、第三次轉(zhuǎn)后大于1mm的焦塊重，g,。粘結(jié)指數(shù)（G）的測(cè)定： 測(cè)定原理和基本設(shè)備與羅加指數(shù)相同,。在方法上，針對(duì)羅加指數(shù)對(duì)某些強(qiáng)粘結(jié)煤的分辨能力不強(qiáng),，以及對(duì)弱粘結(jié)煤所測(cè)結(jié)果重現(xiàn)性不好等問題,，作了以下改進(jìn)：1無煙煤專用化（Ag小于4％；Vr約6％,，粒度改為0.1mm～0.2 mm,，篩下率不大于5％；必須用汝箕溝煤）,；2攪拌增加機(jī)械裝置,；3測(cè)值小于18的煤，變煙煤和無煙煤的配比為3：3,；4減少了一次轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)并提出以下計(jì)算新公式： 式中g(shù)——原來焦塊重,，g； g1 g2——分別為第一,、第二次轉(zhuǎn)后大于1 mm的焦塊重,，g。 30,、煤的工業(yè)分析包括哪些內(nèi)容 煤的工業(yè)分析包括測(cè)定煤的水分,、灰分、揮發(fā)分和固定碳。 31,、什么是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 在國際上,，規(guī)定溫度為0oC（即T=273K）、壓力為0.1MPa這個(gè)狀況為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),。 32,、什么是動(dòng)壓頭、位壓頭和靜壓頭 動(dòng)壓頭——指運(yùn)動(dòng)著的液體所具有的機(jī)械能,，它的大小與流體流動(dòng)的速度及流體的密度有關(guān),。其計(jì)算式子為： 式中ω——流體的流動(dòng)速度，m/s,； ρ——流體的密度,，kg/ m3; б——重力加速度常數(shù)，9.81 m/s2,； 位壓頭——指一定高度的流體對(duì)其底部單位面積上所產(chǎn)生的壓力,。它的大小與流體的高度和密度有關(guān)。其計(jì)算式如下： 式中,，H——流體的高度,，m； ρ——流體的密度,，kg/ m3,。 靜壓頭——指單位體積被壓縮的氣體所具有的能量，用P來表示,，單位為Pa,。 33、焦?fàn)t出爐煤氣設(shè)備有哪些,？它們有什么作用,？ 焦?fàn)t出爐煤氣設(shè)備主要有：上升管、橋管,、水封閥閥體,、集氣管、吸氣管,、п型管和焦油盒等,。其主要作用是導(dǎo)出和冷卻從炭化室出來的荒煤氣，并使煤氣流向冷凝工段,。各設(shè)備的構(gòu)造和作用分述如下： 上升管：上升管是由鋼板制成的一個(gè)圓筒,，圓筒內(nèi)襯有耐火磚以保溫，防止焦油物質(zhì)冷凝在內(nèi)表面上和以后石墨化,。58型焦?fàn)t的上升管外徑為520mm，外面為10 mm～12 mm厚的鋼板焊接管，上升管的高度隨集氣管的斜度而有不同的尺寸,，內(nèi)襯有耐火磚,。橋管：由生鐵鑄成，內(nèi)設(shè)有氨水噴嘴和蒸汽噴嘴,。氨水噴嘴的作用是把壓力為80KPa,、溫度為70℃～75℃的氨水噴成霧狀，使氨水易于吸收荒煤氣的熱量,，把荒煤氣的溫度降低到100℃以下,。蒸汽管起無煙裝煤的作用，蒸汽的壓力為0.6MPa～0.8 MPa,。 水封閥閥體：它又稱翻板座,，是由生鐵鑄成的，內(nèi)有一碟形水封翻板,。它的主要作用是在出焦時(shí)間時(shí)阻止集氣管的煤氣流入炭化室內(nèi),。碟形翻板在關(guān)閉時(shí)，由于橋管內(nèi)氨水的噴灑,，氨水流滿碟形翻板后形成水封,，多余的氨水溢流回到集氣管去，這樣的水封能很嚴(yán)密地防止荒煤氣通過,。 集氣管：集氣管用厚為10mm的鋼板鉚接或焊接而成,。58型焦?fàn)t的集氣管直徑為1300mm，長度大約75 mm左右,。為了便于氨水和焦油導(dǎo)出,，集氣管按一定的斜度（約0.006）安裝。集氣管是由許多個(gè)支架支承在爐柱的上部,。集氣管內(nèi)設(shè)有氨水噴嘴,、蒸氣管和冷水管，這些裝置用來冷卻煤氣,，開工時(shí)趕出空氣和試壓,。集氣管的主要作用是匯集各炭化室導(dǎo)出來的荒煤氣、氨水和焦油等,。 п型管：п型管是由鋼板焊接而成的,，其作用是使煤氣、氨水,、焦油分開,，以便使控制集氣管壓力的翻板使用靈活。在п型管上有兩個(gè)翻板,，一個(gè)為手動(dòng)調(diào)節(jié)的,，；另一個(gè)由調(diào)節(jié)機(jī)帶動(dòng)，它們都是用來調(diào)節(jié)集氣管壓力的,。 焦油盒：它用鋼板焊接制成,，內(nèi)有兩塊板使焦油盒內(nèi)構(gòu)成一水封，使煤氣不能通過和逸出,。焦油盒的作用是使冷凝下來的焦油和氨水從集氣管直接進(jìn)入吸氣管,，使煤氣繞到п型管后才進(jìn)入吸氣管去。焦油盒上設(shè)有清掃孔,，可以清除堵塞的煤粉或焦油渣等,。 34、п型管上的機(jī)械自動(dòng)調(diào)節(jié)翻板是怎樣工作的,？ 集氣管壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置如圖49所示,，其工作過程是：來自集氣管的壓力表有一數(shù)值，同時(shí),，此壓力又作用在調(diào)節(jié)器測(cè)量部分的“膜”上,。由于膜的面積大，一點(diǎn)點(diǎn)壓力便可使膜產(chǎn)生一定的力,。當(dāng)此力大于平衡彈簧作用的力時(shí),，通過鋼針推動(dòng)噴嘴，使噴嘴噴出的油的方向改變,，由此而使調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活塞運(yùn)動(dòng),，驅(qū)動(dòng)п型管上的翻板轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)集氣管壓力的目的,。通過調(diào)節(jié)旋鈕,，使平衡彈簧處在一平衡位置后，則可達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的,。 煉焦用煤的性質(zhì)及分類 1. 煤是由哪些物質(zhì)組成的? 煤主要由碳(C),、氫(H)、氧(O),、氮(N),、硫(S)和一些稀有元素和礦物質(zhì)組成。從工業(yè)分析可以測(cè)定出煤中的水分,、灰分,、揮發(fā)分和固定碳的含量。 2．各種煤的結(jié)焦性有何特點(diǎn),？ (1) 褐煤：沒有粘結(jié)性,，不能單獨(dú)煉焦，只能少量配入在焦煤,、肥煤中煉焦,。但褐煤可半焦化和生產(chǎn)型焦用,。 (2) 長焰煤：不能單獨(dú)煉焦，配入煉焦煤內(nèi),，使焦炭耐磨性變壞,。 (3) 氣煤：單獨(dú)煉焦時(shí),焦碳細(xì)長,縱裂紋多,塊度小,強(qiáng)度低.在煉焦配煤中,配入氣煤可增加收縮度,減少膨脹壓力,提高化學(xué)產(chǎn)品及煤氣產(chǎn)率。 (4) 肥煤：粘結(jié)性好,，單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭熔融性好。但蜂焦和橫裂紋多,，容易破碎,。在煉焦配煤中肥煤配比大時(shí)，應(yīng)當(dāng)配入瘦化劑,，或者多配點(diǎn)弱粘煤,，這樣有助于改善焦炭質(zhì)量，并且能利用弱粘煤煉焦,。在煉焦配煤中,，配入肥煤時(shí)要注意它的膨脹壓力。 (5) 焦煤：可以單獨(dú)煉焦,，煉出的焦炭結(jié)焦性好,、強(qiáng)度高、裂紋少,、耐磨性好,、塊度均勻，在配煤中可提高焦炭的強(qiáng)度,。但膨脹壓力大,，在配煤煉焦時(shí)應(yīng)引起注意。 (6)瘦煤：結(jié)焦性差,，甚至不結(jié)焦,，單獨(dú)煉焦時(shí)煉出的焦炭雖然塊度大，但耐磨性很差,，在配煤中僅起瘦化劑作用,。 (7)貧煤：不能結(jié)焦，在煉焦配煤中配入少量時(shí)可作瘦化劑用,。 (8)無煙煤：不能結(jié)焦,。 煉焦用煤的準(zhǔn)備 1．什么是原煤和精煤？ 原煤是指從礦山采出沒有經(jīng)過洗選過的煤,。原煤一般含較高的灰份和硫份,。 精煤是指經(jīng)過洗選的煤。精煤的灰分比較低,，原煤經(jīng)洗選后,，硫分也有所減少,。精煤的密度一般小于1.4g/cm3~1.5g/cm3。 2．煉焦煤料中的灰分對(duì)煉焦生產(chǎn)有什么壞的影響,？ 灰分是一種無用的雜質(zhì),，在煉焦時(shí)不熔融，不粘結(jié)也不收縮,，往往不易破碎,，造成煉焦煤料中細(xì)度不好。因此,，在煉焦時(shí),，它除了耗用額外的熱量外，較大的粗粒還會(huì)在焦炭內(nèi)形成裂紋中心,，降低焦炭的機(jī)械強(qiáng)度,。 另外，這些灰分的成分如果為熔點(diǎn)低的化合物,，則對(duì)煉焦?fàn)t的操作也有害處,。例如，在炭化室負(fù)壓操作時(shí),，它很容易在爐墻表面熔融結(jié)疤,，損壞爐體。煉焦煤料的灰分太高時(shí),，還會(huì)影響正常推焦,。 3．煤中的硫有哪幾種形態(tài)？ 到目前為止,，人們通過物理,、化學(xué)和放射化學(xué)等方法，對(duì)煤中的硫進(jìn)行了研究,，證實(shí)煤中的硫主要有無機(jī)硫和有機(jī)硫兩大類,。無機(jī)硫的主要形態(tài)是硫化物、硫酸鹽和元素硫,；有機(jī)硫比較復(fù)雜,，因?yàn)榱蛟咏Y(jié)合在煤的有機(jī)質(zhì)內(nèi)，所以有機(jī)硫的形態(tài)尚未弄清楚,。 4．煤中的硫在煤焦與煉鐵中有什么害處,？ (1)硫是煤中的有害雜質(zhì)。煉焦的過程中,，約有70%的硫保存于焦碳中,。而帶入高爐內(nèi)的硫分，有80%以上是由焦炭帶入的,。硫會(huì)惡化高爐操作,，使生鐵質(zhì)量變壞,。使高爐生產(chǎn)率下降。在煉鐵時(shí),，如果焦炭中的含硫量增高1%,，那么焦比就增加2%，礦石的用量增加2.8%,，石灰石的用量增加20~37%,，高爐的生產(chǎn)能力降低15~20%。 (2)煤中的硫,特別是硫鐵礦,能加速煤的風(fēng)化與自燃,破壞煤的粘結(jié)性,由此而降低焦炭的機(jī)械強(qiáng)度,。 (3)對(duì)煉焦化學(xué)產(chǎn)品精制帶來困難,，腐蝕設(shè)備，影響化學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量,；煤氣中含硫分高，直接影響鋼鐵加工產(chǎn)品質(zhì)量,。 (4)含硫的氣體燃燒后產(chǎn)生的SOx,污染大氣,毒害人體,。 5．對(duì)來煤的貯存和均勻化方面應(yīng)注意哪些問題？ (1)煤的貯存：由于焦?fàn)t是連續(xù)生產(chǎn)的,，所以焦化廠應(yīng)有一定的貯煤量,，以保證焦?fàn)t連續(xù)生產(chǎn)。一般情況下,，貯煤量應(yīng)供焦?fàn)t15d的用量,。備用量不能太少，否則適應(yīng)不了供應(yīng)的變化情況,。但是煤的備用量也不宜過多,，過多會(huì)積壓流動(dòng)資金和增加基建投資，并且在貯存期間也逐漸氧化變質(zhì),，甚至發(fā)生自燃,。 在煤的貯存時(shí),應(yīng)做到牌號(hào)不同的單獨(dú)存放.各種煤的堆存高度一般為8m~12m。 (2)煤的均勻化：焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定不僅取決于準(zhǔn)確和合理的配煤比,，而且也取決于每種煤料的質(zhì)量是否穩(wěn)定,。而每種煤料質(zhì)量的穩(wěn)定卻與煤的存放和取出的均勻化有直接的關(guān)系。焦化廠煤的均勻化,，通常有效的方法是“平鋪”,、“直切”，即在貯放煤時(shí)應(yīng)將煤按水平層逐層鋪放,，在取煤時(shí)應(yīng)從煤堆的上部垂直往下切取,。 6.為什么煤在貯存時(shí)要防止氧化？應(yīng)采取什么措施防止煤的氧化,？ 煉焦用煤發(fā)生氧化有如下的害處： (1)影響煤的結(jié)焦性.煤氧化的結(jié)果,使膠質(zhì)體的數(shù)量和質(zhì)量都變差,煉出的焦炭轉(zhuǎn)鼓指數(shù)和焦炭的熔融性都會(huì)變壞,。 (2)揮發(fā)分以及碳,、氫含量和煤的發(fā)熱量降低，氧含量增加,。 (3)煤氧化后,燃點(diǎn)降低,使煤堆容易自燃,。 (4)煤氧化后使0mm~0.5mm級(jí)的煤塵增加，使洗煤困難,，精煤回收率降低,。 防止煤氧化的措施有： (1)在貯煤場(chǎng)內(nèi)，不應(yīng)建筑板壁或墩柱,，以免空氣在這些建筑物的表面或間隙循環(huán)流通,，發(fā)生和自燃。 (2)經(jīng)常清除煤堆內(nèi)的死角,防止殘留的煤成為容易自燃的火原,。 (3)準(zhǔn)備存煤的場(chǎng)地應(yīng)打掃干凈,不允許有雜質(zhì)物和殘留煤,而且用推土機(jī)推平和壓實(shí),。 (4)在露天的貯煤場(chǎng)中,煤堆的長向應(yīng)與主導(dǎo)風(fēng)向平行。 (5)在炎熱的季節(jié)里,剛運(yùn)來的煤,特別是氣煤,、肥煤,，不應(yīng)堆成準(zhǔn)備長期貯存的煤堆。 (6)采用合理的堆煤方法,盡量使煤堆內(nèi)空氣的通路減少,堆煤時(shí)應(yīng)平鋪,煤堆下部聚集大顆粒的地方,應(yīng)以粉煤填實(shí),并壓緊煤堆的外表面,。 (7)經(jīng)常檢查煤堆的溫度,防止煤堆自燃.一般來說,煤堆溫度達(dá)到60℃,則有自燃的危險(xiǎn),。 7．各種煤貯存時(shí)允許存放的期限為多少？ 煉焦用煤貯存期限,隨煤的變質(zhì)程度不同而異,，也隨煤的堆放類型不同而不同,。變質(zhì)程度大的煤要比變質(zhì)程度小的煤貯存期長一些；冬季貯存期比夏季長,；壓實(shí)的與不壓實(shí)的貯存期也不一樣不,；南方與北方也有所不同。 8.煤洗選后為什么要脫水,、干燥,？ 因?yàn)樵诮倪x煤技術(shù)中，使用最普遍的是濕式重力選煤法,。這種方法,，使洗后的精煤含水量增高，特別是對(duì)于細(xì)等級(jí)的煤,，水分的含量可達(dá)12%以上,。含水分太高的煤有下列的害處： (1)粘結(jié)在運(yùn)輸器械上，造成裝卸困難,，增加洗煤的損失,。 (2)冬季時(shí)，煤容易凍結(jié),。 (3)在燃燒時(shí),，由于水分蒸發(fā)而損失熱量,。 (4)額外增加運(yùn)輸這部分水分的費(fèi)用。 (5) 對(duì)于煉焦用的精煤來說,，裝爐煤的水分增加,，會(huì)使裝入煤的堆密度降低，煉焦耗熱量增加,，結(jié)焦時(shí)間長,，降低焦?fàn)t的生產(chǎn)能力。特別是對(duì)焦?fàn)t炭化室硅磚體,，由于經(jīng)受急冷和處于低溫時(shí)間太長,，容易損壞。 因此,，對(duì)洗煤進(jìn)行脫水和干燥是非常必要的,。 9．什么是配煤煉焦？ 把幾種牌號(hào)不同的單種煤按一定的比例配合起來煉焦稱為配煤煉焦,。 10．配煤煉焦有什么好處,？ (1) 節(jié)約優(yōu)質(zhì)結(jié)焦煤，擴(kuò)大煉焦煤源,。 (2) 充分利用各單種煤的結(jié)焦特性，改善焦炭質(zhì)量,。 (3) 在保證焦炭質(zhì)量的前提下,，增加煉焦化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率和煉焦煤氣的發(fā)生量。 (4) 對(duì)延長焦?fàn)t的爐齡和對(duì)焦?fàn)t操作友好處,。 11．煉焦廠的配煤指標(biāo)有哪些,？ 對(duì)于煉制冶金焦的配合煤，應(yīng)具有下述的工藝指標(biāo)： (1) 水分應(yīng)小于10%,。 (2) 灰分不高于10%,。 (3) 硫分應(yīng)不大于1%。 (4) 揮發(fā)分應(yīng)保持在24~30%,。 (5) 配煤的粉碎細(xì)度應(yīng)為80~85%,。 (6) 膠質(zhì)層厚度y值一般為15mm~20mm。 (7) 膨脹壓力小于30kPa,。 12．什么是配煤細(xì)度,？ 煤料被粉碎后，0mm~3mm粒度級(jí)的煤的重量占全部煤料重量的百分?jǐn)?shù)稱之為配煤的細(xì)度,。 13．配煤的基本原則是什么,？ (1)達(dá)到使用部門對(duì)焦炭質(zhì)量的要求。 (2)考慮煤炭資源的平衡及供應(yīng)情況,，充分利用肥氣煤,、肥煤,，適當(dāng)配用主焦煤，不斷擴(kuò)大弱粘結(jié)煤的用量,，擴(kuò)大煉焦用煤基地,。 (3)遵循區(qū)域配煤的原則，做到合理運(yùn)輸,，防止對(duì)流和重復(fù)運(yùn)輸,。 (4)力爭就近配煤，在特殊的情況下也能保證生產(chǎn),。 (5)增加煉焦化學(xué)產(chǎn)品及焦?fàn)t煤氣,。 (6)力求做到降低裝爐煤的成本。 14．從保證焦炭的強(qiáng)度出發(fā),，配煤時(shí)應(yīng)考慮哪些主要問題,？ (1)膠質(zhì)體的數(shù)量問題:應(yīng)保證膠質(zhì)體有足夠的數(shù)量,使煤粒之間能很好的互相粘結(jié)和熔融。一般以y值作為依據(jù),。 (2)膠質(zhì)體的質(zhì)量問題:應(yīng)保證膠質(zhì)體有比較大的溫度間隔,使各種煤在互相配合時(shí),各單種煤的膠質(zhì)體的溫度間隔能很好地銜接起來,全部煤粒在膠質(zhì)狀態(tài)下能很好地熔融粘結(jié),。各單種煤的膠質(zhì)體的溫度間隔一般以基氏流動(dòng)度的△T值來確定,也可以參考奧亞膨脹曲線和膠質(zhì)層體積曲線。 (3)氣體逸出的速度問題：應(yīng)避免最大氣體逸出速度的溫度相同的煤配合在一起,，以免在單位時(shí)間內(nèi)從半焦中有大量的氣體逸出,，造成焦炭裂紋增多。各單種煤在加熱過程中的氣體析出速率用熱天平來測(cè)定,，根據(jù)失重曲線可找出最大的氣體逸出速度的溫度,。 半焦收縮動(dòng)態(tài)的問題：應(yīng)使半焦收縮的速度和收縮率不能太大，否則焦炭變產(chǎn)生較多的裂紋,。各單種煤的半焦收縮動(dòng)態(tài)可從半焦收縮測(cè)定儀測(cè)出的半焦收縮曲線和半焦收縮速度曲線來確定,。 15．如何確定煉焦配煤比？ 要確定煉焦煤的配煤比,，除了符合上述的配煤的基本原則外,，應(yīng)首先做配煤試驗(yàn)。配煤試驗(yàn)包擴(kuò)取樣,、洗選,、破碎、煉焦和檢驗(yàn)等工作,。一般來說,，確定配煤比的過程是：首先測(cè)定各單種煤的工業(yè)分析和膠質(zhì)層指數(shù)等有關(guān)指標(biāo)，選擇一合適的配比,，在通過對(duì)配煤中各單種煤的水分,、灰分、硫分、揮發(fā)分和y值進(jìn)行加和計(jì)算,，調(diào)整比例,，使配煤比能滿足配煤的工藝指標(biāo)。然后按調(diào)整比例后的混合的配合煤進(jìn)行200kg小焦?fàn)t(或鐵箱)試驗(yàn),。煉出合格的冶金焦后,，就把此種試驗(yàn)的配煤比作為焦?fàn)t生產(chǎn)的配煤比，經(jīng)過爐孔或全爐試驗(yàn)后,，最后確定煉焦配煤的配煤比,。 16．如何進(jìn)行配煤計(jì)算？ 為了預(yù)測(cè)配煤的某些性質(zhì),，我們可利用各單種煤的性質(zhì)和配煤比,，通過可加性進(jìn)行計(jì)算。配煤的水分,、灰分,、硫分、揮發(fā)分,、膠質(zhì)層厚度可按下式計(jì)算： x= x1a+x2b+x3c+x4d+……/100 式中 x——配合煤中的某些性質(zhì),，如：水分、揮發(fā)分,、灰分,、硫分、膠質(zhì)層厚度,； x1,、x2、x3,、x4——配煤中各單種煤與x相應(yīng)的性質(zhì)； a,、b,、c、d……——配煤中各單種煤所占的重量百分?jǐn)?shù),。 17．配煤設(shè)備有哪些,？自動(dòng)配煤裝置是怎樣的？ 配煤設(shè)備有配煤槽,、配煤給料機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī),。 （1）配煤槽。它是用來貯存單種精煤,，除保證一定的配煤比外,，還應(yīng)保證焦?fàn)t正常生產(chǎn)時(shí)對(duì)該種煤的需要量。配煤槽有圓形或方形截面的，有單排或雙排布置的,。大型焦化廠每個(gè)配煤槽可容200t~800t煤,。為了保證焦?fàn)t連續(xù)生產(chǎn)，配煤槽總的容量應(yīng)為焦?fàn)t生產(chǎn)8h~10h的用量,。 （2）配煤給料機(jī),。目前用得較多的是圓盤給料機(jī)和電磁震動(dòng)給料器兩種。 1）圓盤給料機(jī),，亦稱配煤盤,，分固定的和活動(dòng)式兩種。配煤盤設(shè)在配煤槽的下部,，它由圓盤,、套筒、刮板和減速傳動(dòng)裝置組成,。 當(dāng)配煤槽中的煤落下并填充套筒時(shí),，煤成靜止角堆積在圓盤上。由于刮板作用,，使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一部分煤被刮板刮下,，落入配煤皮帶上。配煤量大大小,，可由加減套筒進(jìn)行粗調(diào),，然后借助刮板細(xì)調(diào)。配煤盤的優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)節(jié)簡單,，設(shè)備運(yùn)行可靠,；缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，設(shè)備笨重,。刮刀要經(jīng)常清理,。否則影響配煤的準(zhǔn)確性。 配煤盤的生產(chǎn)能力取決于： a) 煤槽放煤口的直徑,； b）配煤盤的直徑,； c）配煤盤的轉(zhuǎn)數(shù)； d）配煤盤上面加減套筒的升起高度,； e）刮刀的位置,； f） 所配煤的塊度和水分。 2）電磁振動(dòng)給料機(jī),，它是一種散狀物料定量給料設(shè)備,，近幾年來陸續(xù)應(yīng)用于焦化廠。其原理是用電磁鐵與彈性元件配合作為振動(dòng)源,，使電磁振動(dòng)給料機(jī)的給料槽作高頻率的往復(fù)運(yùn)動(dòng),，槽上的物料以一定的角度拋擲,，而且朝一個(gè)方向給料。 電磁振動(dòng)給料機(jī)生產(chǎn)能力取決于：振幅改變與震動(dòng)頻率,；給料槽的安裝角度,。 電振震動(dòng)給料機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維護(hù)方便,，布置緊湊,，投資少，耗電量小,，便于調(diào)節(jié)和自動(dòng)化操作,；其缺點(diǎn)是調(diào)整要求嚴(yán)格，工作時(shí)噪聲大,，煤料水分大時(shí),，卸料不均勻。 （3）皮帶運(yùn)輸機(jī),。用作配煤集合皮帶和運(yùn)輸煤料,。焦化廠的備煤車間用的最多，除此之外,，輔屬設(shè)備還有支承機(jī)架,、裝煤及卸煤裝置等。 18．如何在配煤皮帶上檢驗(yàn)配煤比,？ 目前,，在沒有使用電子皮帶秤配煤的焦化廠，通常采用“跑盤”的方法來檢查配煤比,，即在配煤集合皮帶上面,，在所檢查的配煤盤前面放置一塊長500mm、寬6mm~700mm（相當(dāng)于煤流寬度）的薄鐵板制成的鐵盤,。鐵盤隨著皮帶一同在配煤盤下面通過,，此時(shí)，從配煤盤流下來的單種煤料便裝進(jìn)了鐵盤內(nèi),。將裝著煤的鐵盤從皮帶上取下進(jìn)行稱量,。稱得的各種煤在0.5m落下的煤量，如果與計(jì)算的量不符合時(shí),，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。各種煤在0.5m集合帶上落下煤量的計(jì)算公式為： Q×0.5×1000 q= kg(干煤) V×60 式中q——0.5m配煤總量 V——皮帶速度（m/min） Q——配煤集合皮帶的生產(chǎn)能力（t/h） 每一配煤槽落在0.5m皮帶上（即鐵盤內(nèi)）的煤量為： xiq Gi= Kg（濕煤） 100-W 式中xi—— I牌號(hào)煤的配比 19．備煤車間有哪幾種工藝流程,？各有何優(yōu)缺點(diǎn),？ 焦化廠的備煤車間主要有以下兩種的工藝流程。這兩種流程的特點(diǎn),、優(yōu)缺點(diǎn)分述如下： （1）“先粉碎后配合”流程：此種流程的特點(diǎn)是先把各單種煤粉碎到配煤細(xì)度的要求（<3mm）,，然后進(jìn)行配合。 此流程的優(yōu)點(diǎn)是： 1）當(dāng)各種煤單獨(dú)粉碎到3mm以下時(shí)，由于被粉碎的煤已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)?shù)木恍?，因此有利于使配合煤達(dá)到所要求的細(xì)度,。 2）各種單煤可以進(jìn)行分級(jí)破碎，這樣有利于改善焦炭質(zhì)量,，擴(kuò)大煉焦用煤源,。 3）可以減少煤在運(yùn)輸過程中和在配煤槽內(nèi)按粒度分層的現(xiàn)象。 4）可以減少小于0.5mm粒度級(jí)（煤塵）的含量,，因?yàn)榉謩e粉碎后,，可以防止肥煤和焦煤粉碎得過細(xì)。 5）配合粉碎過的煤,，可以提高配煤的準(zhǔn)確度,。 缺點(diǎn)： 1）粉碎工段的生產(chǎn)能力要大一些，以適應(yīng)收煤工段的生產(chǎn)能力,。 2）需要混合設(shè)備,，用以混合以被粉碎過的煤。 3）粉碎機(jī)臺(tái)數(shù)要多一些,。 （2）“先配合后粉碎”流程：此種流程的特點(diǎn)是先將煤料粗破碎到小于50mm以下的粒度,，然后配合，再將配合好的 煤粉碎到小于3mm,。 此種流程的優(yōu)點(diǎn)： 1）在粉碎機(jī)中進(jìn)行了煤 的粉碎和配合,，因此，不必再設(shè)混合裝置,。 2）較好的利用配煤槽,，而且由于破碎的煤比粉碎的煤較易下料，所以操作容易,。 3）粉碎工段在配煤工段后,，不直接與收煤工段相連。因此可進(jìn)行兩班作業(yè),，且在各班內(nèi),，可使設(shè)備的進(jìn)料量保持均勻。 缺點(diǎn)： 1）配煤準(zhǔn)確度差,。 2）單種煤沒有單獨(dú)粉碎,，因此，配合煤中各組分的粉碎程度不均勻,，小于0.5mm的煤塵含量較多,大于3mm粒度級(jí)的煤含量也較多,。 20．備煤車間應(yīng)注意哪些安全技術(shù)？ 1）注意勞動(dòng)保護(hù),，必須遵守操作規(guī)程,。 2）運(yùn)輸機(jī)部分應(yīng)設(shè)有防護(hù)罩,。 3）在機(jī)械運(yùn)行時(shí)，不能清掃和檢修,。 4）在皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，不準(zhǔn)從上面跨過去，或從下面鉆過去,，皮帶上面不準(zhǔn)放工具,，更不準(zhǔn)坐人。 5）煤塵對(duì)人體有害,，而且在室內(nèi)含有一定量時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆炸性氣體,，因此，在煤塔,、粉碎機(jī)房和粉碎后煤的運(yùn)輸走廊內(nèi)不準(zhǔn)抽煙,。電動(dòng)機(jī)要用防爆型的。 6）煤槽深的話,，一定要設(shè)有欄桿,。 21．什么是煤的干餾？ 煤隔絕空氣加熱,，放出水分和吸附氣體,，隨后分解產(chǎn)生煤氣和焦油等，剩下以碳為主體的焦炭,。這種煤熱分解的過程稱為煤的干餾,。 22．煤的干餾分為哪幾種？ 煤的干餾分為低溫干餾,、中溫干餾高溫干餾三種,。它們的主要區(qū)別在于干餾的最終溫度不同。低溫干餾在500℃~600℃,；中溫干餾在700℃~800℃,；高溫干餾在900℃~1000℃。 目前的煉焦?fàn)t絕大多數(shù)屬于高溫?zé)捊範(fàn)t,，主要生產(chǎn)冶金焦,、煉焦煤氣和高溫?zé)捊沟幕瘜W(xué)產(chǎn)品。 23．煉焦要經(jīng)過哪些主要階段,？ 把煉焦配煤在常溫下裝入炭化室后,，煤在隔絕空氣的條件下受到來自爐墻和爐底（1000℃~1100℃）的熱流加熱。煤料即從炭化室墻到炭化室中心方向,，一層一層地經(jīng)過干燥,、預(yù)熱、分解,、產(chǎn)生膠質(zhì)體,、膠質(zhì)體固化、半焦收縮和半焦轉(zhuǎn)變?yōu)榻固康入A段,。 （1）干燥和預(yù)熱（20℃~200℃）：析出水分,，放出吸附于煤中的二氧化碳、甲烷等氣體,。 （2）開始熱分解（200℃~350℃）：不同變質(zhì)程度的煤開始熱分解的溫度是不同的,，例如，氣煤在210℃左右開始分解,，肥煤約260℃,，焦炭約300℃。煤在轉(zhuǎn)變成膠質(zhì)體狀態(tài)前就開始分解,，此時(shí)主要產(chǎn)生化合水,、二氧化碳、一氧化碳,、甲烷等氣體和少量焦油蒸氣和液體,。 （3）膠質(zhì)體產(chǎn)生（350℃~450℃）：煤在進(jìn)一步受熱分解后，產(chǎn)生大量的焦油和瀝青等液體,。這些液體,、氣體和殘余的固體一起成為膠質(zhì)狀態(tài)。 （4）膠質(zhì)體固化（粘結(jié)）（450℃~500℃）：在進(jìn)一步加熱時(shí),，膠質(zhì)體熱解更加激烈,，并伴隨有聚縮和合成等反應(yīng)。膠質(zhì)體固化時(shí)析出大量揮發(fā)物,。隨著氣體析出,，固態(tài)物質(zhì)形成，即開始產(chǎn)生半焦,。 （5）半焦收縮（500℃~650℃）：半焦物質(zhì)形成后,，由于進(jìn)一步加熱的結(jié)果，在半焦內(nèi)熱解出大量的揮發(fā)物（主要是氫氣和甲烷）,，這樣,，半焦收縮使焦質(zhì)變緊，并產(chǎn)生裂紋,。 （6）半焦轉(zhuǎn)變成焦炭（650℃~950℃）：在此階段中,，繼續(xù)析出氣體，主要是氫,。半焦進(jìn)一步收縮,，使焦質(zhì)變緊變硬，裂紋增大,，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榻固俊?br>24．在煉焦過程中煉焦煤氣和焦油等是怎樣產(chǎn)生的,？ 在結(jié)焦過程中,，煉焦煤氣及焦油的生成大致可分為兩個(gè)階段： （1）煉焦化學(xué)產(chǎn)品生成的初期階段：在550℃以前生成的煉焦化學(xué)產(chǎn)品，通常稱為一次分解物,。在350℃~550℃的溫度范圍內(nèi),，焦油大量生成，這些焦油不含芳烴類和簡單的酚類物質(zhì),，而是含有基的芳烴,、帶有側(cè)鏈的芳烴和高級(jí)酚類；煤氣的成分主要是甲烷等烷烴,、不飽和烴和氫氣等氣體,。 （2）煉焦化學(xué)產(chǎn)品生成的最終階段：一次分解物在離開炭化室之前要發(fā)生很大變化，這是由于這些產(chǎn)物經(jīng)過高溫炭化室墻和赤熱的焦炭時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次裂解的緣故,。在此階段開始時(shí),，煤氣產(chǎn)率不斷增加，直到結(jié)焦末期為止,。而焦油產(chǎn)率在550℃以前是逐漸升高的,，以后開始下降，直到溫度高于850℃時(shí),，焦油產(chǎn)率才保持不便,。但是，此時(shí)的焦油密度和焦油中的游離碳的含量卻隨著溫度的升高而增大,，焦油的成分也發(fā)生很大的變化,，酚含量減少、芳烴的含量開始增加,。正常的高溫?zé)捊沟姆枷阕褰褂褪窃跍囟却蠹s為800℃以上得到的,。 25．焦炭的裂紋是怎樣產(chǎn)生的？ 由于焦餅的最終收縮和焦餅內(nèi)傳熱情況變化等原因,，成熟的焦炭變形成多種形式的裂紋,，現(xiàn)分述各種裂紋產(chǎn)生的原因： （1） 焦餅中心裂紋：原因見前題所述。 （2）縱裂紋：距爐墻不同距離的各層,，由于受到的加熱溫度,、作用時(shí)間和結(jié)焦速度不同，所以產(chǎn)生不同的上方和下方收縮的內(nèi)應(yīng)力,，使焦餅和焦塊形成縱裂紋,。氣煤煉制的縱裂紋較多，所以氣煤焦瘦長且呈指狀,。 （3）橫裂紋：在層狀煉焦過程中,，由于沿炭化室寬度方向有一層膠質(zhì)體存在，而這層膠質(zhì)體的傳熱性又很差，因此,，從炭化室兩側(cè)傳入的熱流使焦炭層和半焦層的溫度迅速升高,。由于各層溫度和受熱時(shí)間相差很大，即產(chǎn)生不同的收縮速度,，這樣變產(chǎn)生橫裂紋,。肥煤的焦炭橫裂紋較多。 （4）焦花：所謂焦花,，是指緊貼爐墻的焦餅表面產(chǎn)生很寬、很深,、形象似菜花的那部分焦炭,。由于裝入爐內(nèi)的煤料與1100℃左右溫度的炭化室墻直接接觸，這部分煤迅速被加熱,，分解產(chǎn)生大量的液體,，而液體不與爐墻結(jié)合，在表面張力的作用下發(fā)生扭曲,，加之迅速收縮,、固化沒，因此產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力,。這樣變產(chǎn)生很寬,、很深的裂紋，形成似菜花的“焦花”,。 （5）焦炭的內(nèi)部裂紋：由于煤料內(nèi)存在顆粒較大,、且灰分較高的物質(zhì)，而這些物質(zhì)在焦炭內(nèi)很容易形成裂紋中心,，所以焦炭內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,。 25．焦炭的氣孔是怎樣形成的？ 煤在煉焦過程中軟化分解,，產(chǎn)生膠質(zhì)體,。膠質(zhì)體有一定的粘度，把熱分解產(chǎn)生的氣泡包在里面,。隨著熱分解過程的進(jìn)行,，膠質(zhì)體內(nèi)的氣體不斷產(chǎn)生，當(dāng)氣體的壓力達(dá)到一定程度時(shí),，一部分氣體則沖破膠質(zhì)體跑出來,，沒有跑出來的氣體留在膠質(zhì)體內(nèi)部或表面上時(shí)便留下一個(gè)空隙，一旦膠質(zhì)體固化,，這些空隙便成為氣孔,。 26．影響焦炭氣孔率的因素有哪些？ 焦炭的氣孔率是指焦炭氣孔所占的體積與焦塊體積之比,。它可以借測(cè)得的焦炭的真密度與假密度的值來求得： 假密度 氣孔率=（1- —— ）×100% 真密度 影響氣孔率的因素有： （1）膠質(zhì)體多且流動(dòng)性好時(shí)，膠質(zhì)體內(nèi)的氣體不易透過，因此氣孔率大,。例如,，氣煤和肥煤所產(chǎn)生的氣孔率比焦煤和瘦煤的大。 （2） 質(zhì)狀態(tài)下,，如果從膠質(zhì)體內(nèi)析出的氣體越多，則氣孔率就越大。例如,，氣煤的焦炭氣孔率就比較大。 （3）焦質(zhì)層的厚度越小,，氣體越容易透過,，不容易停留在焦質(zhì)層體內(nèi)，所以氣孔率就越小,。 （4）堆密度大,。氣孔率小。例如,，搗固裝煤所產(chǎn)生的焦炭或型焦的氣孔率就比較小,。 27．什么是煤的膨脹壓力？ 煤在一定體積的炭化室中受熱分解時(shí),，不能自由膨脹,，因而對(duì)炭化室墻或者測(cè)定膨脹壓力裝置的壁產(chǎn)生一定的壓力，此壓力稱為膨脹壓力,。 28．在煉焦過程中什么是最大膨脹壓力,？ 煤在層狀結(jié)焦的過程中，當(dāng)兩側(cè)的膠質(zhì)層匯合時(shí),，膠質(zhì)層內(nèi)的 氣體最難跑出,，此時(shí)壓向兩側(cè)爐墻的膨脹壓力最大，我們把此時(shí)的膨脹壓力稱為最大膨脹壓力,。當(dāng)焦餅的中心縫形成后,，此種壓力才迅速下降。 29．影響膨脹壓力的因素有哪些,？ (1)煤的種類：不同變質(zhì)程度的煤種具有不同的膨脹壓力,。例如，氣煤的膨脹壓力為3KPa~15KPa,，肥煤為5KPa~20KPa,，焦煤為15KPa~35KPa（有的可達(dá)50KPa~60KPa），瘦煤為20KPa~80KPa,。 (2)熱速度快,，膨脹壓力大。 (3)料堆密度大，膨脹壓力越大,。 (4)煤的氧化能降低膨脹壓力,。煤的氧化能使膠質(zhì)體的流動(dòng)性和膠質(zhì)層的厚度降低，使膠質(zhì)體內(nèi)的氣體容易透過,，因此,，氧化可顯著地降低煤的膨脹壓力，甚至可以完全解除膨脹壓力,。但是,，氧化卻使煤的粘結(jié)性降低或喪失。 (2)加入瘦化劑可以降低煤的膨脹壓力,。例如,，加入焦粉和無煙煤等瘦化劑，可使膨脹壓力降低,。 30．焦炭有什么用途？各種用途對(duì)焦炭質(zhì)量有什么要求,？ 焦炭的用途很廣,，如煉鐵、燒結(jié),、鑄造,、生產(chǎn)電石、造氣及有色金屬冶煉等各個(gè)工業(yè)部門都需要焦炭,。國內(nèi)外用于煉鐵的焦炭消耗量占全部焦炭的60%~90%,。 各種用途對(duì)焦炭的要求如下： （1）對(duì)煉鐵用焦炭的要求：供高爐冶煉用的冶金焦的質(zhì)量的要求見表 種類 灰分A% 硫分S% 牌號(hào)1 不大于 牌號(hào)2 牌號(hào)3 1類 不大于 2類 3類 大塊焦 （大于40mm） 12.00 12.01 ~13.50 13.51 ~15.00 0.60 0. 61 ~0.80 0. 81 ~1.00 大中塊焦 （大于25 mm） 中塊焦 （25~40 mm） 注:①水分只作為生產(chǎn)操作中控制指標(biāo),不作質(zhì)量考核依據(jù). ②焦末含量系指25mm以下部分,并以濕基計(jì)算. ③西南地區(qū)因受煤炭資源的限制,可執(zhí)行灰分牌號(hào)3不大于16.00%,硫. （2）對(duì)鑄造用焦炭的要求：鑄造用焦炭應(yīng)是大塊、強(qiáng)度高,、氣孔率低和反應(yīng)性低的焦炭通常鑄造用焦炭的標(biāo)準(zhǔn)見表 指標(biāo) 級(jí)別 特級(jí) 一級(jí) 二級(jí) 塊度/mm >80 80~60 >80 水分Mad/% ≦5.0 灰分Ad/% ≦8.00 8.01~10.00 10.01~12.00 揮發(fā)分Vdaf/% ≦1.5 硫分St1d/% ≦0.60 ≦0.80 ≦0.80 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度M40/% ≧85.0 ≧81.0 ≧77.0 落下強(qiáng)度SI4/% ≧92.0 ≧88.0 ≧84.0 顯氣孔率Ps/% ≦40.0 ≦45.0 ≦45.0 碎焦率(<40mm)/% ≦4.0 技術(shù)條件 機(jī)械強(qiáng)度/% 揮發(fā) 分V %不大于 水分 WQ % 焦末含 量%不大于 抗碎強(qiáng)度/M40 耐磨強(qiáng)度/ M10 Ⅰ組 不小 于 Ⅱ組 不小 于 Ⅲ組 不小 于 Ⅳ組 不小 于 Ⅰ組 不大 于 Ⅱ組 不大 于 Ⅲ組 不大 于 Ⅳ組 不大 于 80.0 76.0 72.0 65.0 8.0 9.0 10.0 11.0 1.9 4.0 ±1.0 4.0 5.0 ±2.0 5.0 —— —— 不大于 12.0 12.0 分Ⅲ類不大于1.20%,。 （3）對(duì)氣化用焦炭的要求：氣化用焦應(yīng)具有盡可能大的反應(yīng)性，可以使用氣孔率大,、耐磨性差的小焦塊,；氣化要求焦炭具有較高的灰分熔點(diǎn)，使灰分不易融化結(jié)塊而破壞氣流沿發(fā)生爐端面的分布,。氣化用焦炭（或煤）的要求見表： 項(xiàng)目 指標(biāo) 焦炭 無煙煤 粒度/mm >25 >40 轉(zhuǎn)鼓值/kg >270 水分/% <10 <10 灰分/% <15 <15 揮發(fā)分/% <9 硫分/% <2 原料耗量/t/t氮 1.4~1.5 1,7~2.0 （4）有色金屬冶煉對(duì)焦炭的要求：冶煉有色金屬時(shí),，不要求焦炭具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，并且硫分適當(dāng)?shù)母撸ú淮笥?.3%）是有利的因素,，因?yàn)檫@樣可以少加含硫溶劑,。 （5）對(duì)電石用焦的要求：生產(chǎn)電石要求焦炭固定炭高、灰分低,；不要求高強(qiáng)度,，粒度為15~20mm。因此，用含有石油延遲焦的配合煤煉制電石用焦較為適宜,。 31．冶金焦的化學(xué)特性和物理機(jī)械性能指的是什么,？這些性質(zhì)對(duì)高爐冶煉有什么影響？ 冶金焦的化學(xué)特性指的是揮發(fā)分,、灰分,、硫分、水分,、磷分,。物理機(jī)械性能指的是篩分組成、耐磨性和抗碎性,。 （1）揮發(fā)分：揮發(fā)分的大小是衡量焦炭成熟度的一個(gè)指標(biāo),。揮發(fā)分過高，意味著焦炭欠熟,，耐磨性差,，會(huì)導(dǎo)致高爐的透氣性不好；揮發(fā)分低,，說明焦炭過火了,，焦炭則易碎，在高爐操作中會(huì)落入爐渣內(nèi),，使排渣困難,，高爐風(fēng)口易損壞。焦炭過碎不容易燃燒,，如果落入爐缸內(nèi)會(huì)使鐵液含碳量增加,。 （2）灰分：焦炭的灰分大部分由SiO2和Al2O3組成?；曳诌^高的焦炭進(jìn)入高爐時(shí),，就要增加石灰石用量，以便灰分變成熔渣,。這就使高爐的生產(chǎn)率降低,，使高爐各項(xiàng)指標(biāo)下降。 （3）水分：焦炭的水分過高會(huì)降低焦炭的發(fā)熱量,，水分波動(dòng)大會(huì)破壞高爐的操作制度,。 （4）硫分：焦炭的硫分對(duì)高爐是一種十分有害的雜質(zhì)。焦炭含硫每增加0.1%,焦比就增加1.2~2.0%,生鐵產(chǎn)量降低約2.0%.含硫多的鐵不適合于煉鋼和鑄造因此,一般要求冶金焦的硫分少于1%,。 （5）磷分：焦炭中的磷含量很少,，且集中在焦炭的礦物質(zhì)中。磷在生鐵內(nèi)會(huì)使生鐵產(chǎn)生冷脆性,。 （6）焦炭的篩分：主要是評(píng)價(jià)焦炭塊度是否均勻的指標(biāo),。一般通過篩分試驗(yàn),，得出25~40mm、40~80mm,、大于80mm這三級(jí)塊度的重量（%）,，并按下式求出塊度均勻系數(shù)k值： （40—80） k= （>80）+（25—40） 式中（25-40）——塊度為25-40 mm等級(jí)的重量，%,； （40-80）——塊度為40-80 mm等級(jí)的重量,，%； （>80）——塊度為大于80mm等級(jí)的重量,，%,。 顯然，k值大有利于改善高爐透氣性,，使高爐操作穩(wěn)定,。 （7）焦炭的抗碎強(qiáng)度與耐磨強(qiáng)度：焦炭在運(yùn)輸過程和在高爐生產(chǎn)過程中受到撞擊、擠壓,、研磨和高溫作用,，所以它必須具有一定的強(qiáng)度，才能在到達(dá)風(fēng)口一帶時(shí)保持原來的塊狀,，如果焦炭強(qiáng)度不夠,，則很容易碎成小塊或變成焦末。這樣,，當(dāng)這些小塊和焦末進(jìn)入高爐后，就會(huì)惡化高爐爐料的透氣性,，造成高爐操作困難,。因此，焦炭的抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度是高爐冶煉對(duì)焦炭要求的重要指標(biāo),。 31．影響焦炭質(zhì)量的因素有哪些,？ （1）配合煤的成分和性質(zhì)：配合煤的成分和性質(zhì)決定了焦炭中的灰分、硫分和磷分的含量,，而且焦炭的塊度和強(qiáng)度在很大程度上也決定于原料煤的性質(zhì),。例如，配煤中硫分和灰分低,，得出的焦炭也是低灰低硫的,；在配煤中增加高揮發(fā)分、低變質(zhì)程度的氣煤,、就會(huì)使焦炭變得細(xì)長,，塊度變小,；如果在配煤中增加焦煤和瘦煤,，就會(huì)使焦炭的收縮裂紋減少,，塊度增大；配合煤中含有的礦物雜質(zhì)多,，便會(huì)影響焦炭的強(qiáng)度,；配合煤的粉碎細(xì)度也會(huì)影響焦炭的強(qiáng)度。由于煤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，對(duì)細(xì)度的要求不能一概而論,。 （2）煉焦的加熱制度：影響加熱制度的主要原因是加熱速度和結(jié)焦末期溫度。許多研究表明,，當(dāng)加快結(jié)焦速度時(shí),，可以使膠質(zhì)體的流動(dòng)性增加，煉出比較堅(jiān)固的焦炭,。但是,，加快結(jié)焦速度，會(huì)使焦炭的收縮裂紋增加,，焦炭的塊度小,。例如，當(dāng)結(jié)焦時(shí)間由16h~15.5h縮短到14h~13,5h時(shí),80~40mm級(jí)焦炭的產(chǎn)率約降低5%~8%(配煤比不同將有所變化),40~20mm級(jí)的產(chǎn)率相應(yīng)的增加,而焦炭的平均塊度有所降低. 提高結(jié)焦末期的溫度,可以增加焦炭的耐磨性(即減少小于10mm的焦末的產(chǎn)率),但是會(huì)減低焦炭的塊度,。因?yàn)榻固孔罱K收縮增加,，勢(shì)必使小裂紋增加，因而焦塊容易沿著這些裂紋裂開,。因此,，必須合理的確定煉焦的加熱制度，以使焦炭有盡可能小的磨損度和盡可能大塊度,。 32．我國自行設(shè)計(jì)的焦?fàn)t系列有哪幾種,？ 我國自行設(shè)計(jì)的爐型很多，其中主要有：大容積焦?fàn)t,、58型焦?fàn)t,、66型焦?fàn)t、70型焦?fàn)t,、紅旗三號(hào)焦?fàn)t和兩分下噴式焦?fàn)t等,，大、中,、小各類型的焦?fàn)t均有定型設(shè)計(jì),，現(xiàn)分別簡介如下： （1）大容積焦?fàn)t：焦?fàn)t爐體為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán),、下噴,、復(fù)熱式。炭化室和蓄熱室全部由硅磚砌成,，爐頭采用直縫砌筑,。燃燒室第1,、2火道和31、32火道之間的隔墻取消了廢氣循環(huán)孔,。邊火道的斷面比中間火道小,，減少了爐頭的熱負(fù)荷，從而提高爐頭的溫度,。循環(huán)孔和跨越孔尺寸都有所增大,，以增加廢氣循環(huán)量，使高向加熱均勻,。在小煙道處采用了不同錐度的擴(kuò)散型 子磚,，以便在上升氣流時(shí)或在下降氣流時(shí)氣流合理分配。我國自行設(shè)計(jì)的大容積焦?fàn)t從爐體單元結(jié)構(gòu)上和加熱調(diào)節(jié)等方面基本上達(dá)到國外先進(jìn)水平,。 主要參數(shù)： 炭化室全長：15980mm,；有效長：15140mm 炭化室全高：5500mm；有效高：5200mm 炭化室平均寬：450mm 錐度：70mm 炭化室中心距：1350mm 炭化室有效容積：35.4m3 加熱水平：900mm 爐墻厚：105mm 立火道中心距：480mm 每個(gè)燃燒室火道個(gè)數(shù)：32 設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間：18h （2） 58型焦?fàn)t（目前有58-Ⅰ型和58-Ⅱ型兩種）：爐型雙 聯(lián)火道,、廢氣循環(huán),、下噴、復(fù)熱式,。其定型設(shè)計(jì)的爐型有兩種,，一種年產(chǎn)60萬t焦炭，另一種年產(chǎn)90萬t焦炭,。 主要參數(shù)： 58-Ⅰ型的爐組孔數(shù)有2×65孔和2×42孔兩種,。2×65孔的58-Ⅰ型焦?fàn)t的主要參數(shù)： 炭化室全長：14080mm；有效長：13350mm 炭化室全高：4300mm,；有效高：4000mm 炭化室平均寬：407mm 錐度：50mm 炭化室中心距：1143mm 炭化室有效容積：21.6m3 加熱水平：600mm 每個(gè)燃燒室火道個(gè)數(shù)：28 設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間：15h 2×42孔的58-Ⅰ型焦?fàn)t與2×65孔的58-Ⅰ型焦?fàn)t不同的地方是: 炭化室平均寬不是407mm,而是450 mm,。炭化室有效容積為23.9m3。其于的主要參數(shù)基本相同,。 58-Ⅱ型焦?fàn)t：定型設(shè)計(jì)的爐組孔數(shù)為2×65孔和2×42孔兩種,。2×65孔58-Ⅱ型焦?fàn)t的主要參數(shù)： 炭化室全長：14080mm,；有效長：13350mm 炭化室全高：4300mm,；有效高：4000mm 炭化室平均寬：407mm 錐度：50mm 炭化室中心距：1143mm 炭化室有效容積：21.6m3 加熱水平：800mm 每個(gè)燃燒室火道個(gè)數(shù)：28 設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間：15h 2×42孔的58-Ⅱ型焦?fàn)t的大多數(shù)參數(shù)與此相同，不同的是：炭化室平均寬為450mm,，炭化室有效容積為23.9m3,，設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間為17h。 （3）66型焦?fàn)t：66型焦?fàn)t的爐型特點(diǎn)是兩分火道,、焦?fàn)t煤氣側(cè)入,、單熱式。燃燒室及斜道等部位采用硅磚砌筑,，蓄熱室及爐頂采用粘土磚砌筑,。 主要參數(shù)： 炭化室全長：7170mm,；有效長：6470mm 炭化室全高：2520mm；有效高：2320mm 炭化室平均寬：350mm 錐度：20mm 炭化室有效容積：5.25m3 設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間：12h 年產(chǎn)冶金焦：10萬t（25×2孔） （4）70型焦?fàn)t：70型焦?fàn)t爐型為兩分火道,、焦?fàn)t煤氣側(cè)入,、單熱式。焦?fàn)t用粘土磚砌筑,，但也有在燃燒室部位采用硅磚砌筑的,。 炭化室長：5850mm；有效長：5170mm 炭化室高：2380mm,；有效高：2180mm 炭化室平均寬：296mm 錐度：20mm 炭化室中心距：876mm 每個(gè)炭化室有效容積：3.34m3 每個(gè)炭化室裝煤量（干煤）：2.5t 設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間：14h 年產(chǎn)冶金焦：4萬t（2×18孔） （5）紅旗三號(hào)焦?fàn)t：爐型為兩分火道：煤氣側(cè)入,、縱蓄熱室、單熱式,。爐體全部用粘土砌筑,。 主要參數(shù)： 炭化室全長：5497mm；有效長：4977mm 炭化室全高：2035mm,；有效高：1835mm 炭化室平均寬：296mm 錐度：20mm 炭化室中心距：876mm 每個(gè)炭化室有效容積：2.7m3 設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間：14h 年產(chǎn)冶金焦：2萬t（2×12孔） （6）兩分下噴復(fù)熱式焦?fàn)t：爐型為兩分火道,、焦?fàn)t煤氣下噴、橫蓄熱室,、復(fù)熱式,。 主要參數(shù)： 炭化室全長：11200mm；有效長：10520mm 炭化室全高：2800mm,；有效高：2500mm 炭化室平均寬：420mm 錐度：40mm 炭化室中心距：1000mm 每個(gè)炭化室有效容積：11.3m3 設(shè)計(jì)結(jié)焦時(shí)間：16h 33．煉焦?fàn)t爐體由哪幾個(gè)主要部分構(gòu)成,？各部分的作用是什么？ 現(xiàn)代焦?fàn)t爐體主要由爐頂區(qū),、炭化室,、燃燒室、斜道區(qū),、蓄熱室,、小煙道、煙道,、煙囪等單元結(jié)構(gòu)構(gòu)成,。 （1）爐頂區(qū)：在此部分內(nèi)設(shè)有裝煤孔，作為裝入煤料用,，并設(shè)有上升管孔,，以導(dǎo)出煉焦時(shí)所產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物。此外,，爐頂區(qū)有一定的厚度,，以承載裝煤車的荷重，并有防止散熱的作用,。 （2）炭化室：炭化室是煤料進(jìn)行干餾的爐室,。近代煉焦?fàn)t炭化室大多數(shù)為水平室式結(jié)構(gòu),。 （3）燃燒室：燃燒室位于炭化室的兩側(cè)，其中分成許多火道,，加熱煤氣與空氣在火道中混合燃燒,，以供給煉焦時(shí)所需要的熱量。 （4）斜道區(qū)：在此部分內(nèi),，有連通蓄熱室和燃燒室斜焰道存在,，所以稱為斜道區(qū)。斜道口布置有調(diào)節(jié)磚,，可通過調(diào)節(jié)斜道口截面積的大小來調(diào)節(jié)加熱煤氣量或空氣量,。對(duì)于煤氣側(cè)入的焦?fàn)t，磚煤氣道設(shè)在斜道區(qū)內(nèi),。 （5）蓄熱室：在炭化室和燃燒室的下部,，通過斜道與燃燒室相通，內(nèi)部放有格子磚,。蓄熱室的作用是利用廢氣的熱量來預(yù)熱燃燒所需要的空氣和高爐煤氣,。 （6）小煙道：小煙道位于蓄熱室的下部，主要作用是通過 子磚在上升氣流時(shí)分配空氣或高爐煤氣,，下降氣流時(shí)集合并排出廢氣,。 箅子磚還起到支承格子磚的作用。 （7）煙道：煙道分機(jī),、焦側(cè)分煙道和總煙道,。其作用是匯集焦?fàn)t加熱系統(tǒng)排出的廢氣，并引導(dǎo)廢氣到煙囪排走,。 （8）煙囪：煙囪通過煙道與加熱系統(tǒng)相連,。在浮力的作用下，煙囪產(chǎn)生足夠的吸力,，使焦?fàn)t加熱系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生氣體流動(dòng),。 34．焦?fàn)t的附屬設(shè)備主要指哪些？ 現(xiàn)代焦?fàn)t的附屬設(shè)備主要指焦?fàn)t護(hù)爐鐵件,、焦?fàn)t出爐煤氣設(shè)備和加熱煤氣設(shè)備,。 35．焦?fàn)t為什么需要護(hù)爐鐵件？ 焦?fàn)t是由各種形狀的磚砌成的,，這樣的砌體長期處于高溫下工作,。由于爐溫波動(dòng),、煉焦制度經(jīng)常變化等,，砌體會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮的情況。例如,，當(dāng)縮短結(jié)焦時(shí)間時(shí),，要提高立火道的溫度,，爐體則產(chǎn)生膨脹；同理,，當(dāng)延長結(jié)焦時(shí)間時(shí),，爐體要產(chǎn)生收縮。雜司一脹一縮的過程中,，有的磚縫結(jié)合較差,，經(jīng)受不了這些縮脹產(chǎn)生的應(yīng)力，灰縫便拉開了,。這時(shí),，如果有些灰塵和石墨之類的東西落入灰縫內(nèi)或?qū)⒒铱p添滿，在爐溫又升高,、爐體又膨脹的情況下,，灰縫再也不能合攏了。如此反復(fù)縮脹,，便會(huì)使砌體松動(dòng),，最后會(huì)出現(xiàn)裂縫。此外,，焦?fàn)t經(jīng)常受到啟,、閉爐門和推焦等機(jī)械的撞擊，也會(huì)使砌體容易松動(dòng)或損壞,，為此,，必須設(shè)置護(hù)爐設(shè)備，給砌體一定的壓力,，使它不能自由膨脹,，達(dá)到保護(hù)爐體的目的。 36．焦?fàn)t護(hù)鐵件包括哪些,？ 焦?fàn)t護(hù)鐵件主要包括：爐柱,、橫拉條、縱拉條,、彈簧,、保護(hù)板和爐門框等，它們的作用分述如下： （1）爐柱：爐柱是護(hù)爐鐵件中最主要的部分,，有焦?fàn)t“脊骨”之稱,。它通過彈簧把壓力傳遞給爐體，以控制爐體自由膨脹,。同時(shí),，由于爐門框和保護(hù)板均依靠爐柱和彈簧的壓力，因此，再摘掛爐門和推焦時(shí),，爐柱還承受推焦車和推焦桿所產(chǎn)生的震動(dòng)和沖擊,。此外，爐柱還支撐集氣管,、裝煤車的摩電線架和操作平臺(tái)等設(shè)備,。 （2）拉條：其作用是與爐柱一起組成一“骨架”，固定護(hù)爐鐵件,，防止?fàn)t柱傾斜,。大型焦?fàn)t的拉條多用Φ44mm—48mm的圓鋼。 （3）彈簧：其作用是把通過保護(hù)板傳遞給爐柱的壓力傳給焦?fàn)t砌體,，使砌體在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)能有效地膨脹,。 （4）保護(hù)板和門框：其作用是保護(hù)整個(gè)燃燒室爐頭砌磚不直接受機(jī)械碰撞和冷空氣襲擊，同時(shí),，傳遞爐柱上彈簧的壓力,，使壓力均勻地分布在燃燒室爐頭砌體上，不讓砌體自由膨脹,，而且還起到保護(hù)爐柱的作用,。 37．為什么要加強(qiáng)對(duì)焦?fàn)t護(hù)爐鐵件的管理？ 再生產(chǎn)過程中,，由于各種原因使?fàn)t溫產(chǎn)生波動(dòng),，而且整個(gè)焦?fàn)t砌體內(nèi)各個(gè)區(qū)段所處的溫度相差也很大，特別是在結(jié)焦周期經(jīng)常變化的情況下,，焦?fàn)t砌體便隨著爐溫的升降而膨脹或收縮,。這樣，如果護(hù)爐鐵件（主要是爐柱和彈簧）不經(jīng)常測(cè)調(diào)的話,，那么,，爐體在膨脹時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力超過爐柱許用應(yīng)力時(shí)，爐柱就會(huì)變形,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生永久變形,。爐柱變形后，會(huì)影響焦?fàn)t機(jī)械的運(yùn)行,，嚴(yán)重時(shí)造成焦?fàn)t停產(chǎn),。由于爐柱彎曲，焦?fàn)t砌體便沒有受到保護(hù)性的壓力,，當(dāng)爐體再次收縮時(shí),，便會(huì)使砌體產(chǎn)生裂縫，破壞焦?fàn)t的嚴(yán)密性,。如果經(jīng)常加強(qiáng)對(duì)護(hù)爐鐵件的管理,，及時(shí)根據(jù)爐柱受力狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣便可以使焦?fàn)t砌體始終不能自由膨脹，上述的情況就可以避免,。 38．爐柱變形的原因有哪些？如何防止?fàn)t柱變形,？ 爐柱變形的原因有： （1）管理不嚴(yán),，在改變爐溫后沒有及時(shí)回松加壓的彈簧，以致使?fàn)t柱產(chǎn)生永久變形,。 （2）爐門框或爐門清掃不干凈,，造成爐門不嚴(yán)，冒煙冒火,，燒壞爐柱,。 （3）操作不小心，爐門沒對(duì)正,，造成爐門不嚴(yán),，冒煙冒火，燒壞爐柱,。 （4）焦餅難推或者焦餅夾在爐門框或?qū)Ы共蹆?nèi)沒有及時(shí)排除,。這樣，一方面對(duì)爐柱產(chǎn)生較大的作用力,，另外,，赤熱的焦炭會(huì)燒壞爐門框、導(dǎo)焦槽和爐柱,。 （5）推焦后的爐頭焦沒有清掃干凈,，在爐柱附近燃燒，也會(huì)燒壞爐柱,。 為了防止?fàn)t柱變形,，應(yīng)力求做到加熱制度穩(wěn)定，定期測(cè)量爐柱的彎曲度,，及時(shí)調(diào)節(jié)爐柱上的彈簧,，維持正常的集氣管壓力制度，消滅爐門冒煙冒火,，推焦后及時(shí)把爐頭清掃干凈,，爐頭火道的溫度不應(yīng)太低，以免爐頭磚開裂產(chǎn)生冒煙冒火,。 39．焦?fàn)t出爐煤氣設(shè)備有哪些,？它們有什么作用？ 焦?fàn)t出爐煤氣設(shè)備主要有：上升管,、橋管,、水封閥閥體、集氣管、吸氣管,、Ⅱ型管和焦油盒等,。其主要作用是導(dǎo)出和冷卻炭化室出來的荒煤氣，并使煤氣流向冷凝工段,。各設(shè)備的構(gòu)造和作用分述如下： 上升管：上升管是由鋼板制成的一個(gè)圓筒,，圓筒內(nèi)襯有耐火磚以保溫，防止焦油物質(zhì)冷凝在表面上和以后墨化,。58型焦?fàn)t的上升管外徑為520mm,，外面為10mm~12mm厚的鋼板焊接管，上升管的高度隨集氣管的斜度而有不同的尺寸,，內(nèi)襯有耐火磚,。 橋管：由生鐵鑄成，內(nèi)設(shè)有氨水噴嘴和蒸汽噴嘴,。氨水噴嘴的作用是把壓力為80kPa~180kPa,、溫度為70℃~75℃的氨水噴成霧狀，使氨水易于吸收荒煤氣的熱量,，把荒煤氣的溫度降低到100℃以下,。蒸汽管起無煙裝煤的作用，蒸汽的壓力為0.6 MPa~0.8 MPa. 水封閥閥體:它又稱翻板座,是由生鐵鑄成的,內(nèi)有一碟形水封翻板,。它的主要作用是在出焦時(shí)阻止集氣管的煤氣流入炭化室內(nèi),。碟形翻板在關(guān)閉時(shí)，由于橋管內(nèi)氨水的噴灑,，氨水流滿碟形翻板后形成水封,，多余的氨水溢流回到集氣管去，這樣的水封能很嚴(yán)密地防止荒煤氣通過,。 集氣管：集氣管用厚度為10mm的鋼板鉚接或焊接而成,。58型焦?fàn)t的集氣管直徑為1300mm，長度大約為75m左右,。為便于氨水和焦油導(dǎo)出,，集氣管按一定的斜度（約0.006）安裝。集氣管是由許多個(gè)支架支撐在爐柱的上部,。集氣管內(nèi)設(shè)有氨水噴嘴\蒸汽管和冷水管,這些裝置用來冷卻煤氣,開工時(shí)趕出空氣和試壓,。集氣管的主要作用是匯集各炭化室導(dǎo)出來的荒煤氣、氨水和焦油等,。 Ⅱ型管：Ⅱ型管是由鋼板焊接而成的,，其作用是使煤氣、氨水,、焦油分開,，以便使控制集氣管壓力的翻板使用靈活,。在Ⅱ型管上有兩個(gè)翻板，一個(gè)為手動(dòng)調(diào)節(jié)的,，另一個(gè)由調(diào)節(jié)機(jī)帶動(dòng),，它們都是用來調(diào)節(jié)集氣管壓力的。 焦油盒：它用鋼板焊接制成,，內(nèi)有兩塊隔板使焦油盒內(nèi)構(gòu)成一水封,，使煤氣不能通過和逸出。焦油盒的作用是使冷凝下來的焦油和氨水從集氣管直接進(jìn)入吸氣管,，使煤氣繞到Ⅱ型管后才進(jìn)入吸氣管去,。焦油盒上設(shè)有清掃孔,，可以清除堵塞的煤粉或焦油渣等,。 40．焦?fàn)t的加熱設(shè)備有哪些？ 焦?fàn)t加熱煤氣設(shè)備主要有：煤氣管道,、廢氣盤,、煤氣預(yù)熱器、煤氣混合器,、加減旋塞,、交換旋塞、水封槽,、交換機(jī),、除石墨機(jī)（ⅡBP型焦?fàn)t使用）、流量孔板,、測(cè)溫和測(cè)壓管等,。 41．在加熱煤氣、空氣與廢氣交換時(shí)必須注意哪些事項(xiàng),？ （1）交換時(shí)必須先關(guān)煤氣,，防止加熱系統(tǒng)中有剩余煤氣，以免發(fā)生爆炸事故,。 （2）關(guān)閉煤氣后,，應(yīng)過一短暫的間隔時(shí)間后，再進(jìn)行空氣和廢氣的交換,，這樣,，可以使殘余煤氣完全燒盡。 （3）空氣和廢氣交換完后,，也應(yīng)過短暫的時(shí)間后再打開煤氣,，這樣可以使燃燒室內(nèi)有足夠的空氣，煤氣進(jìn)去后能立即燃燒,。 42．煉焦?fàn)t的機(jī)械主要有哪些,？ 主要的機(jī)械有推焦車,、裝煤車、熄焦車和攔焦車,。這些機(jī)械的作用分述如下： （1）裝煤車：主要作用是把配煤車間配好的煤料從煤塔定量地裝進(jìn)炭化室,。它由行走機(jī)械、煤斗,、空氣壓縮機(jī)和操縱室等部分組成,。 （2）推焦車：主要的作用是提取和裝上爐門，推出炭化室內(nèi)成熟的焦餅,，用平煤桿平通裝入炭化室內(nèi)的燃料,。推焦機(jī)由行走、摘門,、平煤,、推焦和操縱室等部分構(gòu)成。 （3）攔焦車：主要作用是提起和裝上炭化室焦側(cè)爐門,，給炭化室裝上導(dǎo)焦槽,，使焦炭能順利地從炭化室內(nèi)引導(dǎo)到熄焦車上。攔焦車主要由行走,、啟門,、導(dǎo)焦槽和操縱室等組成。 （4）熄焦車：主要作用是接受從炭化室推出來的焦炭,，并把焦炭送到熄焦塔內(nèi)熄滅,，然后把熄滅了的焦炭卸在涼焦臺(tái)上。熄焦車由行走,、空氣壓縮機(jī),、車廂等構(gòu)成，由電車頭帶動(dòng),。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，以及對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，國內(nèi)外正加緊對(duì)焦?fàn)t機(jī)械化,、自動(dòng)化和防塵的研究?，F(xiàn)在，焦?fàn)t的附屬機(jī)械愈來愈完善,，除了四大車外,，還增加了干熄焦裝置和防塵設(shè)備。 43．加熱焦?fàn)t用的煤氣有哪幾種,？ 加熱焦?fàn)t用的煤氣有焦?fàn)t煤氣,、高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣,、脫氫煤氣和混合煤氣等,。在現(xiàn)代化的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,，焦?fàn)t煤氣用途比較多，高爐煤氣用途較少,。但高爐煤氣產(chǎn)量多,，價(jià)格又便宜，所以盡量要求使用高爐煤氣加熱焦?fàn)t,，以節(jié)約焦?fàn)t煤氣,。 44.焦?fàn)t煤氣有哪些特點(diǎn)? （1）焦?fàn)t煤氣發(fā)熱值（單位體積的煤氣完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量）高，在生產(chǎn)正常時(shí),，煤氣熱值波動(dòng)不大,，便于調(diào)火操作。 （2）用焦?fàn)t煤氣加熱焦?fàn)t時(shí),，由于它的熱值高,，需要的煤氣量就比熱值低的煤氣少，這樣,，產(chǎn)生的廢氣量就少,。而且,，廢氣的重度又比較小所以焦?fàn)t加熱系統(tǒng)阻力也小些,。 （3）在調(diào)節(jié)溫度時(shí)，增減煤氣量后,，爐溫變化反映較快,，一般需要2h~3h爐溫就可以反映出來。在焦?fàn)t煤氣燃燒產(chǎn)生的廢氣中,，存在有大量的水蒸氣,、二氧化碳和游離碳等，這些多原子氣體具有相當(dāng)大的輻射能力,，可使火道中輻射傳熱加快,。 （4）焦?fàn)t煤氣含氫多，不可燃成分少,，燃燒速度快,，火焰較短。在焦?fàn)t加熱時(shí),，會(huì)使焦餅上下溫差變大,，這對(duì)調(diào)火是不利的。 （5）由于焦?fàn)t煤氣含碳?xì)浠衔锒?，高溫時(shí)能分解出石墨,，這些石墨容易在燒嘴上掛結(jié)，影響燃燒,。 （6）焦?fàn)t煤氣與空氣混合到一定的比例時(shí),，可形成爆炸性的氣體,，遇到火源就會(huì)爆炸。焦?fàn)t的爆炸范圍為6%~30%,。 （7）焦?fàn)t煤氣較臟時(shí),，煤氣管道、管件易被焦油,、萘堵塞,，煤氣中的冷凝液還會(huì)腐蝕管道、管件,。 45．高爐煤氣有什么特點(diǎn),？ （1）高爐煤氣中不燃成分多，發(fā)熱值很低,，一般為3344kJ/ m3-4180 kJ/ m3,。 （2）燃燒速度慢，燃燒火焰比較長,，焦餅上下溫差較小,。 （3）為了提高高爐煤氣的燃燒溫度和加熱焦?fàn)t的熱工效率，在進(jìn)入燃燒室前,，高爐煤氣要經(jīng)過預(yù)熱,。 （4）用高爐煤氣加熱時(shí)，增減流量后,，溫度變化反映較漫,，通常需要6h才能反映出來。 （5）用高爐煤氣加熱焦?fàn)t時(shí),，煤氣中含塵量大,，容易堵塞格子磚。 （6）高爐煤氣無色,、無味,、有毒。毒氣性氣體主要是一氧化碳,?？諝庵幸谎趸嫉暮窟_(dá)0. 06%時(shí)，便有害于人體,；含0. 4%時(shí),，可使人立即死亡。為此,，高爐煤氣的加熱設(shè)備必須注意保持嚴(yán)密,，在操作時(shí)注意防止煤氣中毒。 （7）高爐煤氣的爆炸范圍為40%~70%之間,，著火溫度為700℃以上,。 46．煤氣的熱值是如何確定的,？ 煤氣的熱值可根據(jù)煤氣中可燃成分的多少來計(jì)算，也可以通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定,。 通常,，熱值是由計(jì)算煤氣中的可燃成分來確定的。不同的可燃?xì)怏w具有不同的熱值,，根據(jù)煤氣中的可燃成分的比例（由氣體分析測(cè)定）,，也可以按下式計(jì)算煤氣的發(fā)熱值： Q低=（Q1A1+Q2A2+Q3A3+…） 式中 Q1、Q2,、Q3——各可燃成分的熱值,，kJ/ m3； A1,、A2,、A3——各可燃成分在煤氣中的百分?jǐn)?shù)。 各各可燃成分的發(fā)熱值（kJ/ m3）如下： H2 CH4 CO CmHn H2S 10503 35832 12725 71162 23400 煤氣的熱值一般分為高熱值（熱值在14651 kJ/ m3以上）,、中熱值（14651-6279 kJ/ m3和低熱值三種（6279 kJ/ m3以下）,。焦?fàn)t煤氣屬高熱值煤氣，高爐煤氣屬低熱值煤氣,。 47．煤氣中哪些是屬于可燃成分,、不可燃成分、助燃成分,？ 煤氣中可燃成分有氫氣（H2）,、甲烷（CH4）,、苯（C6H6）,、重?zé)N（CmHn）、一氧化碳（CO）,、硫化氫（H2S）,、氰化氫（HCN）等。它們各自的燃燒反應(yīng)式： H2+ 1/2 O2 H2O CO+1/2 O2 CO2 CH4+2O2 CO2+2H2O C2H4+3O2 2CO2+2H2O C6H6+ 15/2 O2 6CO2+3H2O H2S+ 3/2 O2 SO2+H2O 煤氣中不可燃成分有氮?dú)猓∟2）,、二氧化碳（CO2）,、水蒸氣（H20）。 煤氣中的助燃成分為氧氣（O2）,。 48．煤氣燃燒需要什么條件,？ （1）助燃劑：氧（或空氣）。 （2）著火點(diǎn)：H2的著火點(diǎn)為580℃-590℃,； CH4為644℃-670℃,； CO為542℃-547℃； C6H6為740℃ 焦?fàn)t煤氣為600℃-650℃,； 高爐煤氣大于700℃,。 49．完全燃燒的條件是什么,？ （1）有足夠的空氣，并與燃料充分接觸,。 （2）有足夠的燃燒空間和時(shí)間,。 （3）燃燒產(chǎn)物能順利排出。 在設(shè)計(jì)焦?fàn)t加熱系統(tǒng)時(shí),，應(yīng)考慮煤氣能完全燃燒的條件,。同樣，在加熱調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)保證加熱煤氣能燃燒完全,。 50．影響焦?fàn)t煤氣的成分,、熱值和產(chǎn)量的因素有哪些？ 影響的因素有原料煤的變質(zhì)程度,、揮發(fā)分,、灰分、水分,、硫分,、煉焦?fàn)t粗煤氣的抽出方法、爐頂空間大小和溫度,、裝煤制度和結(jié)焦時(shí)間等,。其中主要的因素是配煤的揮發(fā)分、裝煤量和操作制度,。 51．什么是爆炸限度,？ 空氣與煤氣或其他可燃?xì)怏w混合，能發(fā)生爆炸的比例范圍稱為爆炸限度（亦稱爆炸極限）,。 52.在煉焦過程中,最容易產(chǎn)生爆炸事故的原因有哪些? （1）負(fù)壓管道的損漏,。例如，在吸氣管和初冷器等處容易吸入空氣,。 （2）煤氣管道壓力過低,。例如，煤氣總管壓力太低,，在供煤氣時(shí),，克服不了支管的阻力，使支管產(chǎn)生負(fù)壓,，吸入空氣,，由此而產(chǎn)生爆炸性氣體。此外,，煤氣管道有漏損,，在管內(nèi)壓力突然變大時(shí)（例如在交換時(shí)），煤氣便逸出管外也會(huì)形成爆炸性氣體。如果煤氣管道的水封干涸缺水,，水封高度不夠,，起不了水封作用，煤氣大量逸出,，也會(huì)造成爆炸性氣體,。 （3）炭化室嚴(yán)重負(fù)壓，吸入大量空氣,。 （4）不按操作規(guī)程操作,，操作時(shí)粗心大意。例如,，在點(diǎn)煤氣時(shí),，不是先點(diǎn)著火把后才開煤氣，而是先打開煤氣后點(diǎn)火,，這樣便容易引起爆炸,。 53．如何用肉眼來觀察燃燒情況（看火）？ 煤氣燃燒的好壞對(duì)調(diào)火工來說是比較重要的,。煤氣燃燒的好壞,，除了靠廢氣分析算出過剩空氣系數(shù)來判別外,，通常較多的是用肉眼來觀察火焰,，判斷煤氣和空氣的配合是否恰當(dāng)，有無“短路”,，火嘴有無裂紋,，噴嘴有無掉落和磚煤氣道有無漏氣等情況。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),，燒焦?fàn)t煤氣時(shí),，在正常結(jié)焦的情況下，火焰在白天看是稻黃色,，火嘴遠(yuǎn)離循環(huán)孔的火道,，火焰呈細(xì)長火炬狀，略有白色,；夜間觀察時(shí)則發(fā)白亮，火嘴靠近循環(huán)孔的火道,，火焰與廢氣混合充滿火道,。當(dāng)空氣多煤氣少時(shí)，火焰短,，在白天觀察時(shí)也是白亮刺眼,；當(dāng)空氣少煤氣多時(shí)，火焰發(fā)暗冒煙；當(dāng)空氣和煤氣都少的話,，與同號(hào)火道相比,，其火焰較小,；如果空氣和煤氣都多,，與同號(hào)火道相比，其火焰較大,。為了準(zhǔn)確判斷火焰,，出了觀察上升氣流的火焰外，還應(yīng)觀察下降氣流底部磚的顏色,，以判斷溫度的高低,。爐磚的顏色，以判斷溫度的高低,。 54.在焦?fàn)t交換時(shí),，經(jīng)常聽到“放炮”聲是怎樣產(chǎn)生的？ “放炮”是由于焦?fàn)t煤氣和空氣在磚煤氣道中混合著火和回火而產(chǎn)生的,。一般“放炮”是在交換后10s~20s左右發(fā)生,。多數(shù)發(fā)生在上升氣流的磚煤氣道中。常見的原因有： （1）交換旋塞開,、關(guān)不正,，旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)角度不夠或以轉(zhuǎn)90度但仍未全關(guān)，以至造成漏氣和除碳口進(jìn)空氣,。 （2）交換旋塞芯與外殼研磨不好,，受到腐蝕或潤滑不好，以致全關(guān)時(shí)仍漏氣,。 （3）安裝交換旋塞頂絲過松,，產(chǎn)生漏氣。 （4）地下室橫管和立管漏氣,。 （5）磚煤氣道漏,。 （6）違反壓力制度，炭化室石墨保護(hù)層被燒掉,，荒煤氣串漏,。 （7）換孔板時(shí)，沒有在加減旋塞關(guān)閉15s~20s后,，擰松罰蘭螺絲,，造成吸入空氣，產(chǎn)生“放炮”,。 第一章 焦炭及其性質(zhì) 第一節(jié) 高爐的生產(chǎn)原理及焦炭的作用 焦炭主要用于高爐冶煉,，其次還用于鑄造,、氣化、有色金屬生產(chǎn)和生產(chǎn)電石,。它們對(duì)焦炭有不同的要求,，但以高爐煉鐵用焦（冶金焦）的質(zhì)量要求為最高，為此應(yīng)首先了解高爐的生產(chǎn)原理及焦炭在其中的作用,。 一,、 高爐的生產(chǎn)原理 高爐是中空的豎爐，由上至下可分為爐喉,、爐身,、爐腹和爐缸五段。高爐本體由下列各部分組成：鋼筋混凝土制成的爐基,，鋼板焊成的爐外殼,，耐火磚砌成的爐襯，冷卻設(shè)備以及框架和支柱,。從煉鐵的工藝過程來看它有上料,、鼓風(fēng)、出鐵過程的特點(diǎn),，爐型各段結(jié)構(gòu)不同,。如圖1－1所示，高爐爐料,；鐵礦石（天然礦,、燒結(jié)礦或球團(tuán)礦）、熔劑（石灰石,、白云石）和焦炭由上料系統(tǒng)布入爐內(nèi),，送風(fēng)系統(tǒng)將800℃以上的空氣或富氧空氣送入爐內(nèi)，使焦炭在風(fēng)口前的回旋區(qū)猛烈燃燒,。 燃燒產(chǎn)生的熱能是高爐冶煉過程中的主要熱源,，燃燒反應(yīng)后生成的CO作為高爐冶煉的主要還原劑，由于焦炭的燃燒及大部分爐料在高爐下部轉(zhuǎn)變成液態(tài)的鐵水及爐渣,，并周期的從爐缸處放出,，使?fàn)t缸下部不斷形成空間，上部的爐料穩(wěn)定地下降,，使過程連續(xù)進(jìn)行,。為降低焦炭消耗可將重油、無煙煤粉從風(fēng)口噴入或?qū)⒅赜?、天然氣在爐外轉(zhuǎn)化成高溫的CO和H2后再吹入爐內(nèi),。煉鐵過程產(chǎn)生的高爐煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)冷卻除塵,，制成含塵低于15mg/m3,發(fā)熱值為3559～4369KJ/m3的凈煤氣。凈煤氣產(chǎn)率約為2000～3000m3/t鐵，其中40％用于熱風(fēng)爐,，余者可作煉焦?fàn)t等工業(yè)爐的燃料,，粗煤氣的含塵量及爐塵的含量是煉鐵過程檢驗(yàn)焦炭耐磨強(qiáng)度的重要指標(biāo)。 1 高爐煉鐵的化學(xué)反應(yīng) 焦炭在風(fēng)口前燃燒,，生成CO2并放出大量熱： C+O2 CO2+399440 KJ 使風(fēng)口區(qū)達(dá)到1500～1800℃的高溫,，使鐵、渣完全熔化而分離,，高溫煤氣迅速上升在1100℃以上的Ⅲ區(qū)內(nèi),，煤氣中的CO2與焦炭作用生成CO并吸收熱量： CO2＋C 2 CO－165800 KJ 煤氣溫度逐漸降低而CO的含量迅速增加，高溫煤氣繼續(xù)上升與下降的爐料進(jìn)行熱交換而使溫度降低,，與鐵的氧化物進(jìn)行還原反應(yīng),，CO含量降低。焦炭燃燒后形成的空間,，使?fàn)t料得以借重力下降,，高爐煉鐵過程就是在下降的爐料和上升的煤氣間相對(duì)運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行的，過程的起點(diǎn)是焦炭在風(fēng)口區(qū)的燃燒,。 爐料邊下降邊升溫膨脹,，為此爐身以爐身角β向下逐漸擴(kuò)大，以利順行,，爐身上部,，溫度低于800℃的Ⅰ區(qū)內(nèi)，過程的主要變化是鐵的氧化物等與CO之間的間接還原反應(yīng)： 3Fe2O3+CO 2 Fe3O4+ CO2+37138 KJ Fe3O4+ CO 3FeO+ CO2?－20893 KJ 間接還原反應(yīng)的特點(diǎn)是等到氣體的CO2?,，總的熱效應(yīng)是放熱,。 爐身下部溫度為800～1100℃Ⅱ區(qū)內(nèi)，同時(shí)存在鐵的氧化物與碳之間的直接還原反應(yīng),，到1100℃以上因?幾乎100％與焦炭作用生成CO,，從全過程看是直接還原反應(yīng)： FeO+ CO Fe+ CO2?+13600 KJ ＋）CO2＋C 2 CO－165800 KJ FeO+ CO Fe+－152200 KJ 直接還原反應(yīng)的特點(diǎn)是得到的氣體產(chǎn)物為CO，且大量吸熱,，顯然適當(dāng)提高間接還原反應(yīng)速度,，既可降低焦炭的消耗，又使氧化鐵大部分在爐身上部還原,，有利于爐料下降,。 溫度在1100℃以上的爐腹及附近的Ⅲ區(qū)內(nèi)，由爐缸內(nèi)焦炭燃燒生成的CO2和直接還原反應(yīng)的中間產(chǎn)物CO在此與焦炭反應(yīng)生成CO,，焦炭的消耗約為35％,，同時(shí)未被還原的FeO與SiO2作用生成爐渣并開始熔化，還原后生成的海棉鐵與焦炭作用,，滲碳熔化,，爐料體積變小,，為此爐腹按爐腹角α向下逐漸收縮，以利爐料穩(wěn)定下降,。 整個(gè)高爐整體,，從料鐘落位高度到鐵口中心線的距離稱為有效高度（H）,其間的容積稱為高爐的有效容積（V），我國定型設(shè)計(jì)的中小型高爐有55m3,，255 m3和620 m3等,，大型高爐有1053 m3、1513 m3,、2500 m3及近期國外引進(jìn)的4000 m3的林高爐,。有效高度是決定CO和熱能利用效率的主要因素，高爐產(chǎn)量則決定于有效容積及它的利用率,。衡量高爐操作水平的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有高爐有高爐有容積利用系數(shù)（η）： 高爐產(chǎn)鐵量P 高爐的有效容積V(m3) 焦比（с） 高爐24小時(shí)耗焦量G 冶煉強(qiáng)度ι 高爐24小時(shí)耗焦量G 將式（1－2）和（1－3）合并得： ?。?－4） ι с 式（1－4）表明：擴(kuò)大高爐生產(chǎn)能力的途徑是增大爐容（V）,，降低焦比和提高冶煉強(qiáng)度。 當(dāng)高爐容積增大到原爐容積的2倍時(shí),，風(fēng)口個(gè)數(shù)最多增加到原風(fēng)口個(gè)數(shù)的√2 倍,，所以在增大爐容的同時(shí)，提高冶煉強(qiáng)度的可能性不大,，因此應(yīng)該設(shè)法提高焦炭質(zhì)量從而降低焦比,。 2 造渣脫硫 造渣的主要目的，一是使鐵礦石中的脈石和焦炭中的灰分（其中大部分為高熔點(diǎn)的酸性氧化物,，如SiO2是1713℃,，AL2O3是2025℃）與熔劑（如CaO、MgO）作用,，生成熔點(diǎn)較低,，流動(dòng)性較好的液態(tài)爐渣，從而與鐵水分開,，由爐中放出,，以去除爐料帶入的雜質(zhì)；二是利用造渣脫硫和控制硅,、錳等元素的還原,，以獲得合格的生鐵。 （１） 高爐冶煉過程中硫的動(dòng)態(tài)高爐中的硫主要由焦炭帶入,，一般為爐料中總硫量的80％以上,，焦炭中的硫，大多以硫碳復(fù)合體形態(tài)與焦炭物質(zhì)結(jié)合在一起,，也有一些硫化鐵和硫酸鹽存在于灰分中,，鐵礦石和熔劑中的硫,，主要呈（FeS2）形態(tài)，也有少量的CaSO4等硫化物,，在高爐中焦炭帶入的硫約有10％～20％以SO2和H2S的形態(tài)隨煤氣流出爐外,，約有50～70％在風(fēng)口燃燒生成SO2,，但在隨煤氣流經(jīng)高爐下部高溫區(qū)時(shí),，被焦炭還原成硫蒸汽： SO2＋2C ═2CO+S↑ 鐵礦石和熔劑中的FeS2也被高溫煤氣加熱分解： FeS2 ＞565℃ FeS＋S↑ 這些硫蒸氣在隨煤氣上升過程中又被CaO,、海棉鐵和鐵氧化物吸附而隨爐料下降,。生鐵中的硫以FeS的形態(tài)溶于鐵水中，只能在鐵水滴穿渣層時(shí)被部分脫除,。 （２） 影響生鐵含硫的因素鐵水和熔渣互不相溶,，脫硫反應(yīng)只能在鐵水和爐渣的接觸面上進(jìn)行： 〔FeS〕＋（CaO） （CaS）＋〔FeO〕 〔FeO〕＋（C） Fe＋CO 在高爐操作條件下，由于渣鐵間接觸面小,，接觸時(shí)間短,，擴(kuò)散慢，故上述可逆反應(yīng)遠(yuǎn)不能達(dá)到平衡,，鐵水中的硫就不能全部轉(zhuǎn)入爐渣中,。生鐵中的含硫量可由下式計(jì)算： S料－S煤 〔S〕= Q鐵 nls+1 式中〔S〕——生鐵含硫量，％,； S料,、S煤 ——為爐料帶入和煤氣帶走的硫分，kg,； Q鐵 ——生鐵量,，kg； Q渣 ?。⊿） Q鐵 為渣鐵比（％） 〔S〕 為硫的分配系數(shù),； （ ）表示渣中,，〔 〕表示鐵水中,。 由式（1－5）可見：1）當(dāng)其它條件一定時(shí)，爐料帶入的硫分越多,，則生成鐵含硫量越高,，為了制得低硫生鐵，首先應(yīng)力求降低硫負(fù)荷（煉一噸生鐵所需爐料帶入的硫分,，kg硫/t生鐵）,。因此鐵礦石宜用經(jīng)過焙燒的人造富礦，焦炭要控制硫分,，降低焦比是降低硫負(fù)荷的重要途徑,。（2）隨煤氣流走的硫越多,，生鐵含硫量就越低，采用自熔性燒結(jié)礦,，大大減少爐料中游離的CaO是增加煤氣中硫含量的有效途徑,。3）渣鐵含硫量就越低。ls主要取決于爐渣的流動(dòng)性,，即取決于其組成和溫度,。 （3）爐洪量脫硫的實(shí)質(zhì)：硫化物的穩(wěn)定性排列次序是CaS、MnS,、MgS,、FeS。爐渣脫硫的目的是將熔于鐵水中的FeS,，轉(zhuǎn)化為不熔于鐵水中的硫化物,，并轉(zhuǎn)入爐渣。首先鐵水中的FeS向爐渣內(nèi)擴(kuò)散,，即〔FeS〕 （FeS）,，已擴(kuò)散到爐渣中的FeS與爐渣中的氧化物作用，生成更穩(wěn)定的硫化物,?！ ±纾?（FeS）＋（CaO）════（CaS）＋（FeO）由于爐渣中的FeO又與焦炭或鐵水中的碳作用， FeO＋C════Fe＋CO,，從而促使反應(yīng)向脫硫方向進(jìn)行,。因此溫度，一方面有利于吸熱的脫硫反應(yīng)向右進(jìn)行,；另一方面降低爐渣粘度,，有利于鐵水中的FeS通過界面向爐渣擴(kuò)散。 爐渣組成 主要由總堿度 CaO＋MgO SiO2＋ Al2O3 第一節(jié) 焦?fàn)t的基本結(jié)構(gòu)和我國現(xiàn)有焦?fàn)t的爐型 一,、焦?fàn)t爐型的分類 現(xiàn)代焦?fàn)t因火道結(jié)構(gòu),，加熱煤氣種類及其入爐方法，實(shí)現(xiàn)高向加熱均勻性的方法不同等分成許多形式,。 因火道結(jié)構(gòu)形式的不同,，焦?fàn)t可分為二分式焦?fàn)t，雙聯(lián)火道焦?fàn)t及少數(shù)的過頂式焦?fàn)t,。 根據(jù)加熱煤氣種類的不同,，焦?fàn)t可分為單熱式焦?fàn)t和復(fù)熱式焦?fàn)t。 根據(jù)煤氣入爐的方式不同,，焦?fàn)t可分為下噴式焦?fàn)t和側(cè)入式焦?fàn)t,。 如58型焦?fàn)t的全稱應(yīng)為：雙聯(lián)火道，廢氣循環(huán)，加熱煤氣下噴的復(fù)熱式焦?fàn)t,。 一,、我國現(xiàn)有焦?fàn)t的爐型 我國使用的焦?fàn)t爐型，在建國初期1953年以前主要是恢復(fù)和改建解放前遺留下來的奧托式,、考貝式,、索爾維式等老焦?fàn)t。1958年以前建設(shè)了一批原蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的ПBP型ПK型焦?fàn)t,。1958年以后,，我國自行設(shè)計(jì)建造了一大批適合我國實(shí)際情況的各種類型的焦?fàn)t。主要有大型的雙聯(lián)火道焦?fàn)t,；高5.5m的大容積焦?fàn)t,，58－Ⅰ型和58－Ⅱ型焦?fàn)t。中國焦?fàn)t：兩分下噴復(fù)熱式焦?fàn)t,。小型焦?fàn)t：66型、70型及紅旗3號(hào)等爐型,。形成了大,、中、小型的焦?fàn)t系列,。改革開放以來我國又引進(jìn)和自行設(shè)計(jì)建造了一批具有世界先進(jìn)水平的新型焦?fàn)t,，它們是由于日本引進(jìn)的新日鐵M型焦?fàn)t（上海寶鋼焦化廠），鞍山焦耐院為寶鋼二期工程設(shè)計(jì)的6m高的下調(diào)式JNX60－87型焦?fàn)t及58型焦?fàn)t的改進(jìn)型下調(diào)式JNX43－83,，以及1982年設(shè)計(jì)的6m高焦?fàn)tJN60－82型等,。 這些焦?fàn)t的爐型及基本尺寸如表7－1所示： 表7－1 我國常用焦?fàn)t爐型及基本尺寸 類型 采用爐型 炭化室有效容積m2 炭化室尺寸mm 燃燒室 設(shè)計(jì) 結(jié)焦 時(shí)間 全長 有效長 全高 有效高 平均寬 錐度 中心距 加熱水平mm 火道個(gè)數(shù) 大型 JNX60-87下調(diào)式 38.5 15980 15140 6000 5650 450 60 1300 900 32 19.5 JN60－82 38.5 15980 15140 6000 5650 450 60 1300 900 32 19.5 新日鐵M型 37.7 15700 14800 6000 5650 450 60 1300 9000 32 19.8 JNX43-83下調(diào)式 23.9 14080 13280 4300 4000 450 50 1143 800 28 17 58－Ⅱ型 23.9 21.6 14080 13280 4300 4000 450 50 1143 800 28 17 407 15 5.5m雙聯(lián)下噴復(fù)熱 35.4 15980 15140 5500 5200 450 70 1350 900 32 18 中 兩分下噴復(fù)熱式 11.3 11200 10520 2800 2500 420 40 1000 500 22 16 小型 二分側(cè)入66型 5.25 7170 6470 2520 2320 350 20 878 524 14 12 二分側(cè)入70型 3.34 5850 5170 2380 2180 296 20 876 440 15 搗固 兩分下噴搗固 19.6 12560 11840 3800 3600 460 0 1080 440 26 19 雙聯(lián)下噴搗固 19.6 12560 11840 3800 3600 460 10 1100 663 26 19 二、 現(xiàn)代焦?fàn)t的結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代焦?fàn)t雖有多種爐型,，但都有共同的基本要求： 1) 焦餅長向和高向加熱均勻,，加熱水平適當(dāng)，以減輕化學(xué)品的裂解損失,。 2) 勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率高,。 3) 加熱系統(tǒng)阻力小，熱工效率高,，能耗低,。 4) 爐體堅(jiān)固、嚴(yán)密,、衰老慢,、爐齡長。 5) 勞動(dòng)條件好,，調(diào)節(jié)控制方便,，環(huán)境的污染少。 為此需從焦?fàn)t各個(gè)部分加以分析,。焦?fàn)t主要由炭化室,、燃燒室,、蓄熱室、斜道區(qū),、爐頂和基礎(chǔ)部分組成,。以58型焦?fàn)t為例，圖7－1,。 三,、 工藝條件對(duì)結(jié)焦過程的影響 1、 加熱速度 提高加熱速度使煤料的膠質(zhì)體溫度范圍加寬,，流動(dòng)性增加,，從而改善煤的粘結(jié)性使焦塊致密。實(shí)驗(yàn)證明這是因?yàn)楦淖兞嗣旱臒峤鈩?dòng)態(tài)過程,，快速加熱使側(cè)鏈斷裂形成液相的速度和碳網(wǎng)增加,，液相顯出速度之差值增加，從而加大了膠質(zhì)體的溫度停留范圍,，改善了膠質(zhì)體的流動(dòng)性,，同時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體增加，增大了膨脹壓力,，因而提高了煤的粘結(jié)性,。利用快速加熱，可以提高弱 我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)：GB3715-91 項(xiàng)目名稱 新標(biāo)準(zhǔn) 舊標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目名稱 新標(biāo)準(zhǔn) 舊標(biāo)準(zhǔn) 收縮度 a a 最高內(nèi)在水分 MHC WZN 灰分 A A 礦物質(zhì) MM MM 視相對(duì)密度 ARD dsh 透光率 Pm Pm 膨脹度 b b 發(fā)熱量 Q Q 結(jié)渣性 Clin JZ 羅加指數(shù) R.I. R.I. CSN Tar T EB EB TRD d 煉焦工業(yè)干法熄焦回收紅焦顯熱 這是工業(yè)廠礦余熱利用的大項(xiàng)目,。煉焦生產(chǎn)中,，煉焦?fàn)t要消耗大量的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣或發(fā)生爐煤氣,。根據(jù)焦?fàn)t熱平衡測(cè)定,，成熟的焦炭從炭化室推出時(shí)，約1000℃的熾熱紅焦的顯熱量約占加熱煤氣燃燒總熱量的40％,。按干煤結(jié)焦率為75％,，1kg含水7％的濕煤煉焦耗熱量為2385kj計(jì)算，則1kg含水7％的濕煤可產(chǎn)干焦炭的數(shù)量為：1×（1－7％）×0.75＝0.7kg 每噸紅焦的顯熱量為：（2385/0.7）×40％×103＝1363MJ 因1kg標(biāo)煤的熱值為29.27 MJ,，故每噸紅焦中顯熱量相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤量為：1363/29.27＝46.6kg,。如此在量的熱能在傳統(tǒng)的濕法熄焦中被白白浪費(fèi)掉，消耗了大量的水和電,，并造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕,，顯然是不合理的。對(duì)這部分能源的開發(fā)利用,，國際焦化學(xué)界憶進(jìn)行了多年的研究和實(shí)踐,。比較成功的辦法是采用干法熄焦，即將紅焦裝入密閉的容器中，通入惰性氣體與之逆流接觸吸收其熱量,，紅焦被熄滅并降溫到220℃,，冷卻氣體可被加熱到800℃左右，然后去加熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽,，用于發(fā)電或其他加熱 用途,，并被冷卻，釋放能量后溫度降到180℃再循環(huán)使用,。 與濕法熄焦比較,，干法熄焦工藝主要有以下幾方面的特點(diǎn)： （１）回收紅焦熱能，減少能源浪費(fèi),，可回收大約80％的紅焦顯熱,。 （２）提高焦炭強(qiáng)度。由于紅焦被緩慢冷卻,，使其成熟度提高,，強(qiáng)度上升，< 本帖最后由 ryn 于 2009-1-3 10:45 編輯 > |
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