为什么炼铁必须用焦炭而不能直接用煤呢?
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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我是钢铁厂的。煤炭对于钢铁的主要作用有二:
1.
煤炭少成焦炭以后与铁矿石一起进入高炉,焦炭起到还原剂的作用,碳把氧化铁中的铁还原出来,生成的副产品是煤气,可以回收利用;
2.
由于焦炭价格昂贵,炼铁成本高,近几年发展了高炉喷煤技术,即把煤磨成面粉一样的力度,直接喷吹到高炉内,这样可减少焦炭的用量。
炼铁的后步工序炼钢、轧钢都不需要煤炭。
学煤矿专业的也可以做采铁矿,主要是看你煤矿开采学的怎么样,如果你的专业技能真的过硬的话,我想你去采铁矿也不会落在别人后面。
说简单点吧,其实煤矿和铁矿也大同小异。都是在地下按一定的设计进行有序的开采。
会的不难,难的不会。你好好学习吧!负出总会有回报的!
能源消耗包括燃烧煤、焦炭、汽油、柴油、电力、水等的消耗,为便于统计,将所有能耗折合成标准煤。
如果是露天采矿,工序单位能耗是1.11千克标准煤/吨;地下采矿工序单位能耗:7.5千克标准煤/吨;选矿工序单位能耗:14.59千克标准煤/吨。如果想换算成国际标准单位,就参见以下公式:
1千克标准煤发热量=29307.6千焦=7000大卡。
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让不老的情思化为春雨的梦
大地的盐慢慢变成大海的盐。
和露水,我的
他很为怜这个以女这个哈哈
拓展资料:煤炭的开采方法
1.矸石排放
煤矿生产固体废物排放量最大,也是我国工业固体废物产生和积累量最大的固体废物,一般约占煤炭产量的10%左右。我国煤矸石年排放量约为1.5~2亿吨。截至2002年底,全国煤矸石储量约34亿吨,占地面积2.6万公顷。是我国工业固体废物中产生和积累量最大的固体废物。2004年,我国煤矸石综合利用1.35亿吨,利用率54%。
2.矿井水排放
在煤矿建设和生产过程中,各种水源通过不同的途径进入巷道和工作面。为保证矿山安全,防止水害,有必要对矿井水进行排放。据不完全统计,在煤炭开采过程中,2004年矿井水排放量约为30亿M_,吨煤平均涌水量约为2m_,资源利用率仅占22%左右。
3.瓦斯抽放与矿井通风
煤矿采前、采中瓦斯抽放是保证煤矿安全的重要措施。然而,将排放的气体排放到大气中会产生强烈的温室效应。气体中甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍。此外,在煤矿的生产过程中,地下巷道每秒需要几十万甚至几百万立方米的空气。主要通过矿井通风完成。矿井通风也含有瓦斯和大量粉尘。根据近年来的相关评价和估算,我国煤层气资源量为3×106。2002年,我国重点煤矿煤层气产量为9773.37,其中用气量为517.49,利用率约为5%。
4.采矿造成的生态破坏
传统的煤炭开采忽视了其他共生矿物和伴生矿物的开采、加工和利用,造成了资源的浪费。中国的煤系与20多种矿物有关,其中大部分目前尚未使用。此外,矿物的随意储存和丢弃也会造成环境污染,破坏生态环境。煤灰开采破坏了地壳原有的力学平衡。造成地表塌陷,破坏原有生态系统。这种破坏不仅减少或失去了原有的土地收入,而且造成地表水利设施的破坏和生态环境的恶化。开采引起的地表沉陷面积每年已达40万hm2,平均年沉降量为15000 hm2。
全球另一个铁矿石供应基地就可为我所用,而不像现在这样主要依靠进口澳大利亚的铁矿石,可以大大提高我国在国际铁矿石市场上的话语权。一条铁路大通道建成后可能会带来具有战略意义的影响。这条铁路就是山西提出的中南部煤炭出海通道,根据有关规划,该铁路将以山西吕梁兴县的瓦塘镇为起点,全长约1200公里,贯穿山西、河南、山东三省,直达胶东半岛黄海沿岸港口。据透露,该铁路已列入国家中长期铁路规划。
山西省准备拿出270亿元,与河南、山东联手,修建一条直达海港的货运铁路,打通山西中南部煤炭出海通道。 目前,铁道第三勘察设计院正在对线路进行前期勘探设计工作。近期设计运能1亿吨,远景为2亿吨。 山西经济是大体量的运输经济,每年外运煤炭5亿吨,供应华北、华东和华中26省市,此外还有数千万吨钢铁、水泥等大宗原材料和农副产品,都在抢占有限的运输资源。在国家规划的13个大型煤炭基地中,山西占了三个,包括晋北、晋中、晋东三大基地。晋中煤炭基地规划到2010年产能1.3亿吨,需外运0.3亿吨;晋东产能2.7亿吨,需外运2.2亿吨。
从铁路布局来看,山西煤炭外运已经形成北、中、南三大通道。北线包括京包、大秦、京原和神黄铁路,也是国家“十一五”铁路建设的重点,目前运力约3.8亿吨,预计到2010年还能新增运力3亿吨,基本可以满足晋北、陕西和内蒙古的运煤需求。
大通道具有重要的战略意义。巴西铁矿石由于运距长,成本高,在中国不具备竞争优势,导致中国钢铁工业主要依靠澳大利亚的铁矿石进口,矿源过于单一,大通道开通以后,河东焦煤出海与巴西开展互利贸易,可以实现货物的钟摆式运输,给中国开辟新的铁矿石供应基地,提高我国在国际铁矿石市场上的话语权。