为什么需要煤炭炼焦

焦炭是高炉冶炼过程中的重要原料，占比约45%左右，其他还有球团矿、烧结矿、块矿、石灰石等。关于焦炭，有些人会有疑问，焦炭、煤炭都是高发热量的燃料，甚至有的无烟煤比焦炭热值更高，还比焦炭便宜，为什么高炉不直接用煤炭呢？下面小编通过回答三个问题来解决大家的疑惑。

图1：高炉炉料构成

Q1：What？——焦炭是什么？比煤好在哪儿？跟家里常用的炭一样吗？

通俗说，焦炭就是煤提纯后的产物。焦炭跟煤相比，少了些水儿和气儿，也把别有用处的煤气和对炼铁有害的焦油分离了出去。

日常所说的煤炭一般就是指煤，而家常用的炭一般是木炭。

图2：焦炭、煤炭实物图

Q2：How？——焦炭是怎样加工成的？

把煤隔绝空气放入“烤箱”（焦炉）高温烘烤，随着温度升高，煤先是脱水、脱气，300℃后变软出油（焦油），这会儿的半成品半焦（也叫兰炭）已经可以直接烧了。温度再升高到1000℃左右，半焦再经缩聚就熟化成焦炭了。

焦炭从“烤箱”出来，拿水“喷淋”就是水熄焦，放到有惰性气体的“盒子”里自然冷却就是干熄焦。

图3：典型烟煤热分解示意图

Q3：Why？——为什么要用焦炭？不能直接用煤块吗？

先说说焦炭的用途，焦炭在高炉中有料柱骨架、还原、供碳、和供热四种作用。

料柱骨架：高炉炉料中焦炭堆密度最小，间隙大，体积占炉料总体积的35%-50%。焦炭比较坚固，只要在风口区以上就始终保持块状，这能使料柱有很好的透气性，保持炉况顺行。

还原：焦炭碳含量在85%以上，高温CO2气体与焦炭中的碳反应生成CO，CO进一步还原铁矿石生成铁水。

供碳：生铁碳含量4%左右，全部来源于高炉焦炭，占焦炭含碳量的7%-9%。

供热：焦炭、喷吹燃料的燃烧及外部通入的热风提供了高炉冶炼所需全部热量，其中焦炭燃烧供热占比高达75%-80%。

高炉里的反应发生在“一升一降”之间，即煤气的上升和炉料的下降，这就要求料柱要有很好的透气性，使原料能被还原充分。煤不如焦炭坚固，被压碎后会造成高炉透气性下降。一些无烟煤的热值、碳含量比焦炭还要高，但煤中的磷、硫等有害杂质也比较多，随着燃烧进入铁水会影响后续钢材质量。两相比较下可知，焦炭在高炉中不仅是燃料还是原料，煤在供热性能上可替代焦炭，这一点企业可适当提高喷煤比例，但是还原反应及骨架作用还得靠焦炭，目前暂没有更好的方案可替代。

本回答引用自：

炼铁为啥不直接用煤炭，而将煤炭炼成焦炭？

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远古时代就有煤碳取热的作用,其中在宋代得到大量使用。 而到近代产业革命,西方着重使用石油,中国因储藏大量煤炭资源得到较好利用,但污染较为严重。

在新石器时代,我国个别地区一经发现煤炭的可燃性能并从煤层露头处零星拾取和利用煤炭。 中国2500年前的《山海经》,最早记载了煤并称之为“石湟”。

煤在隔绝空气的条件下经过高温加热，发生一系列的化学变化，得到煤气、煤焦油和焦炭。焦炭，一种固体燃料，质硬，多孔，发热量高，多用于炼铁；其含碳量远高于煤炭。

焦炭是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的，这一过程叫高温炼焦。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。

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：

平均比热容为 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）

热导率为 2.64kj/（mhk）（常温），6.91kj/（mhk）（900℃）；

着火温度（空气中）为 450-650℃；

干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g；

以上内容参考：百度百科-焦炭

一般来说用来炼焦的烟煤有1/2中粘煤，气煤，气肥煤，1/3焦煤，肥煤，焦煤，廋煤这几种。但焦煤才是主要的炼焦煤，其它的煤一般作为炼焦的配煤来混合炼焦，目的是为了节省宝贵的焦煤，不过一般来说，多种煤混合炼焦，炼出来的焦炭质量会更好！

就这么多了，有不明白的，就给我发消息吧！

煤炭和焦炭的本质区别是形成的方法不一样：

1、煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。煤炭是一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。

2、焦炭是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的，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。

3、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。

中国煤炭分布情况：

中国幅员辽阔，物产丰富，中华民族赖以生息繁衍、发展壮大、立足世界民族之林的要物质基础。在已发现的142种矿物中，煤炭占有特别重要的位量，资源丰富，分布广泛，煤田面积约55万平方公里，居世界产煤国家之前列。

中国聚煤期及含煤地层的分布在：华北、华南、西北、西南（滇、藏）、东北和台湾六个聚煤区而各有不向。

国务院在2014年发布的《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》中确定，将重点建设晋北、晋中、晋东、神东、陕北、黄陇、宁东、鲁西、两淮、云贵、冀中、河南、内蒙古东部、新疆等14个亿吨级大型煤炭基地。数据显示，2013年14个大型煤炭基地产量33.6亿吨，占全国总产量的91%。

参考资料：百度百科-煤炭

参考资料：百度百科-焦炭