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为什么炼铁必须用焦炭而不能直接用煤呢

冷傲的哑铃
无聊的刺猬
2023-01-31 00:40:11

为什么炼铁必须用焦炭而不能直接用煤呢?

最佳答案
欢呼的网络
重要的溪流
2026-03-19 20:20:17

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?

尊重原文作者版权,标出了出处。

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最新回答
称心的砖头
花痴的悟空
2026-03-19 20:20:17

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。

孤独的钻石
文静的水蜜桃
2026-03-19 20:20:17
煤矿和铁矿一定有区别,最根本的区别就是他们所生产的种类不同,一个是煤炭,属半成品;一个是铁矿,还不是成品。他们区别还有,煤矿开采据我了解比铁矿开采投资大,所需的安全设施比铁矿相对来说要多,要更完善。煤矿和铁矿的开采深度也有很大的区别,他们所生产的环境也大不同,比如煤矿开采中常伴有各种有害气体,而铁矿开采大部分不会有这种情况。唯一相同的就是顶板的管理,二者都在这方面的施工组织上基本一样。

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!

无聊的大山
细心的航空
2026-03-19 20:20:17
不知道你是指采矿的能耗还是选矿的能耗。

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。

炙热的河马
纯真的诺言
2026-03-19 20:20:17
煤矿工人可以干铁矿。学煤矿专业的也可以做采铁矿,看煤矿开采学的怎么样,学习能力强很快就可以适应铁矿的活。煤矿和铁矿一定有区别,最根本的区别就是所生产的种类不同,一个是煤炭,属半成品。一个是铁矿,还不是成品。

悲凉的云朵
烂漫的硬币
2026-03-19 20:20:17
你马上回到床上去。

飞旋而去

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

专注的故事
调皮的路人
2026-03-19 20:20:17
高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石),从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气,在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧,从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣,从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出,经除尘后,作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。 拓展资料:高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好,工艺 简单 ,生产量大,劳动生产效率高,能耗低等优点,故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉炼铁面临淘汰中国钢铁业急需升级换代高炉炼铁技术,适合于那些工业化初步发展的国家,生产大路货、初级钢材,但在发达国家,高炉技术正面临淘汰。电炉技术炼钢是当今世界趋势。电炉炼铁可以提升钢材质量和特殊性能,减少原材料和电力等的浪费。在订单经济时代,生产要根据市场需求变化,但高炉炼铁技术周期长,生产产品低级,且生产的产品还需要一道甚至更长的加工链条。电炉炼钢则可缩短钢材冶炼周期,可根据订单安排生产,原材料和动力资源浪费少,不再如高炉炼铁那样存在大量的产品积压情况。当今社会进入材料时代后,市场需要的钢材不再是传统的材料,高炉炼铁生存空间更大为缩小,且附加值很低,以中国钢铁业为例,全国钢铁产业利润还不如开采铁矿的赚钱,原因就是因为高炉炼铁技术低级落后,不能生产高附加值产品。我们固然赞美中国钢铁业对国家的贡献,但不能躺在功劳薄上睡大觉,高炉炼铁技术已经进入死胡同。

知性的奇异果
俊秀的外套
2026-03-19 20:20:17
只要是关于生产的企业或行业都是要用到煤的。煤炭用户大的企业首先是电力公司,电厂用煤最多! 其次是大型化工企业,, 第三,有钢铁厂、热力公司、水泥厂、焦化厂、冶金厂和大型餐饮机构。

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。

优美的果汁
娇气的魔镜
2026-03-19 20:20:17
巴西的铁矿资源丰富是举世闻名的,而我们国家山西是也是著名的煤炭产区,而巴西煤炭资源匮乏,煤炭对电力行业供应不足,而我们的铁矿石也是贫矿众多,资源紧张。在这样的情形下,一个拓宽两国铁矿石与煤炭互补资源合作的新思路被创新出来——以煤炭换取巴西铁矿石。

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。