焦炭是固體燃料的一種。由煤在約1000℃的高溫條件下經(jīng)干餾而獲得。主要成分為固定碳，其次為灰分，所含揮發(fā)分和硫分均甚少。呈銀灰色，具金屬光澤。質(zhì)硬而多孔。
其發(fā)熱量大多為26380～ 31400kJ/kg(6300～7500kcal/kg)。按用途不同，有冶金焦炭、鑄造用焦和化工用焦三大類。按尺寸大小，又有塊焦、碎焦和焦屑等之分。主要用于冶煉鋼鐵或其他金屬，亦可用作制造水煤氣、氣化和化學工業(yè)等的原料。

焦炭亦稱“焦塊”、“焦渣”。煤在鍋爐爐內(nèi)加熱到850℃以上時，隨著溫度升高，煤中的有機物分解， 其中揮發(fā)性產(chǎn)物逸出后， 殘留下的不揮發(fā)產(chǎn)物就是焦炭。其中包括能燃燒的固定碳和燃燒殘余物——灰分。燃燒時發(fā)出很短的藍色火焰，并釋放大量熱量。燃燒過程緩慢而持久，且易在表面形成灰殼。為使焦炭燃盡，應設法及時除去其灰殼。焦炭的物理性質(zhì)(如粘結性等)，對于層燃爐的運行具有較大的影響。
焦炭產(chǎn)量約占焦化產(chǎn)品的75%左右。焦炭主要用于煉鐵，它在生鐵生產(chǎn)成本中約占1/2～1/3。高爐冶煉過程實際上是將鐵礦石還原的過程， 焦炭即充當了還原劑和熱量來源。
焦炭又可用于肥料工業(yè)， 利用焦炭與水蒸氣、空氣作用， 制成半水煤氣， 然后再使氫與空氣中的氮結合生成氨。焦炭還是生產(chǎn)乙炔、氰氨基鈣、二硫化碳和電極等反應劑，也是城市煤氣工業(yè)的重要原料。從中國焦炭產(chǎn)量分布情況看，中國煉焦企業(yè)地域分布不平衡，主要分布于華北、華東和東北地區(qū)。
主要成分是固定碳，揮發(fā)物很少，燃燒時無煙。熱值約為25104 kJ/kg—31380 kJ/kg。銀白色或灰黑色，有金屬光澤，堅硬多孔。大塊的稱作塊焦或冶金焦，小塊稱作碎焦，粉末的稱作焦屑。鐵合金生產(chǎn)中用焦炭作還原劑，要求焦炭的固定碳越高越好，灰分越少越好。其粒度對冶煉有很大影響。粒度大的焦炭，比電阻小，導電性強，電極下插困難，電爐熱損失增加，粒大的焦炭反應表面也小，還原能力相應降低，故粒大的焦炭加入爐內(nèi)會使爐況惡化。粒度小的焦炭，比電阻大，接觸面大，會使電極深插，熱損失少，但粒度過小又會降低爐料的透氣性，造成刺火塌料。
所以焦炭應有一定的合適的粒度。其粒度的大小與爐子容量有關，大電爐用的焦炭粒度較大，小電爐用的焦炭粒度較小。例如容量為12500 kVA的電爐，焦炭粒度應為5 mm—18 mm;容量為400 kVA—1800 kVA的電爐，焦炭粒度應為 1 mm—8 mm，其中1 mm—3 mm粒度的焦炭不20%，冶煉過程中，應經(jīng)常檢驗焦炭中的含水量，進行爐料配比的校正，使爐況正常進行。

物理性質(zhì)
焦炭物理性質(zhì)包括焦炭篩分組成、焦炭散密度、焦炭真相對密度、焦炭視相對密度、焦炭氣孔率、焦炭比熱容、焦炭熱導率、焦炭熱應力、焦炭著火溫度、焦炭熱膨脹系數(shù)、焦炭收縮率、焦炭電阻率和焦炭透氣性等。
焦炭的物理性質(zhì)與其常溫機械強度和熱強度及化學性質(zhì)密切相關。焦炭的主要物理性質(zhì)如下：
平均比熱容為 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）
熱導率為 2.64kj/（mhk）（常溫），6.91kj/（mhk）（900℃）；
著火溫度（空氣中）為 450-650℃；
干燥無灰基低熱值為 30-32KJ/g；
化學成分
焦炭反應性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進行化學反應的能力，CRI =(G0—G1）/G0×（注：G0----試驗焦炭樣重量，g；G1----反應后焦炭樣重量，g；）。焦炭反應后強度是指反應后的焦炭再機械力和 熱應力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和固定床氣化過程中，都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發(fā)生化學反應。由于焦與氧和水蒸氣的反應有與二氧化碳的反應類似的規(guī)律，因此大多數(shù)國家都用焦炭與 二氧化碳間的反應特性評定焦炭反應性。
焦炭反應性CRI及反應后強度CSR的重復性r不得超過下列數(shù)值：
CRIr≤2.4%
CSR：≤3.2%
焦炭反應性及反應后強度的試驗結果均取平行試驗結果的算術平均值。

焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、等有色金屬的鼓風爐冶煉，起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。煉鐵高爐采用焦炭代替木炭，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎，是冶金史上的一個重大里程碑。為使高爐操作達到較好的技術經(jīng)濟指標，冶煉用焦炭（冶金焦）具有適當?shù)幕瘜W性質(zhì)和物理性質(zhì)，包括冶煉過程中的熱態(tài)性質(zhì)。焦炭除大量用于煉鐵和有色金屬冶煉（冶金焦）外，還用于鑄造、化工、電石和鐵合金，其質(zhì)量要求有所不同。如鑄造用焦，一般要求粒度大、氣孔率低、固定碳高和硫分低；化工氣化用焦，對強度要求不嚴，但要求反應性好，灰熔點較高；電石生產(chǎn)用焦要求盡量提高固定碳含量。以下是不同焦粒度對應的詳細用途
機制焦：{冶金用；試用于鋼廠}
搗鼓焦粒度8cm-150cm: {化鐵水；用于電機殼、暖氣片、機械配重的鑄造}
肥煤焦 ：{化鐵水；用于電機殼、暖氣片、機械配重的鑄造}
大塊改良焦：{用于普通鑄造；機械配件等粗略部件適用于2-3.5噸的爐型}
定型焦粒度25cm：{用于普通鑄造和稍嚴格的鑄造產(chǎn)品；如水泵管件消防扣件等}
固定炭85以上；揮發(fā)分1.5.；灰分13.5；硫0.5以下 :
有搗鼓焦粒度8cm以上：{用于一般普通鑄造}
定型焦粒度25cm; {用于精密鑄造和球墨鑄造}
改良焦： （主焦煤煉） {用于精密鑄造和球墨鑄造適用}
固定炭86以上；硫0.5以下；灰分12 以下；揮發(fā)分1.5以下 :
搗鼓焦粒度4cm--8cm或10cm以上：{用于普通鑄造}
定型焦粒度25cm: {用于精密鑄造和球墨鑄造適用于3噸以上的爐型}
固定炭88以上；硫0.5以下；灰分10以下；揮發(fā)分1.5以下鑄造焦 :
定型焦粒度25cm:{適用于一切精密球墨鑄造和出口國際指標}
搗鼓焦8cm以上：{用于普通鑄造和嚴格的鑄造產(chǎn)品；如水泵管件消防扣件等}
固定炭788385以上高硫焦 :{用于化銅、化鋁、化塑料、化工用焦}
固定碳 83以上氣煤焦 : {用于一氧化碳的提取造氣，富含豐富的煤氣}
固定炭 78左右煤粉焦 : {鑄造部件退火、民用焦碳、化工焦碳、化銅、化鋁、塑料}
固定炭65左右煤泥焦 : {民用焦碳、鑄造部件退火、化工焦碳}

一、產(chǎn)品簡介
中文名稱：焦炭
比重外觀：黑色顆粒狀
技術標準：GB/T17514-2008
二、焦炭產(chǎn)品特性
1、吸附容量大
2、比表面積大
3、化學性能穩(wěn)定
4、使用周期長
三、焦炭產(chǎn)品用途
1、凈水處理
2、工業(yè)污水
3、化工廠廢水處理
4、冶煉
5、鍛造
6、氣化
四、產(chǎn)品指標
項目名稱 項目指標
灰分 12%
水分 1.6%
孔隙率 79.5%
鹽酸可溶率 0.86%
五、焦炭產(chǎn)品包裝及貯存
1、襯塑料袋，外層為塑料膜標志包裝袋，每袋重量為25kg
2、儲存于陰涼、干燥處、防日曬雨淋，不要和易燃易爆和輻射性物質(zhì)或化學品放在一塊。

焦碳通常按用途分為冶金焦（包括高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等）、氣化焦和電石用焦等。
由煤粉加壓成形煤，在經(jīng)炭化等后處理制成的新型焦碳稱為型焦。
冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統(tǒng)稱。由于90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵，因此往往把高爐焦稱為冶金焦。中國制定的冶金焦質(zhì)量標準（GB/T1996-94）就是高爐質(zhì)量標準。

焦炭反應性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進行化學反應的能力，CRI =(G0—G1)/G0×（注：G0----試驗焦炭樣重量，g；G1----反應后焦炭樣重量，g;)。焦炭反應后強度是指反應后的焦炭再機械力和熱應力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和固定床氣化過程中，都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發(fā)生化學反應。由于焦與氧和水蒸氣的反應有與二氧化碳的反應類似的規(guī)律，因此大多數(shù)國家都用焦炭與二氧化碳間的反應特性評定焦炭反應性?！≈袊鴺藴剩℅B/T4000-1996）規(guī)定了焦炭反應性及反應后強度試驗方法。其做法是使焦炭在高溫下與二氧化碳發(fā)生反應沒，然后測定反應后焦炭失重率及其機械強度。焦炭反應性CRI及反應后強度CSR的重復性r不得超過下列數(shù)值：
CRIr≤2.4%　CSR：≤3.2%　焦炭反應性及反應后強度的試驗結果均取平行試驗結果的算術平均值。

焦炭物理性質(zhì)包括焦炭篩分組成、焦炭散密度、焦炭真相對密度、焦炭視相對密度、焦炭氣 孔率、焦炭比熱容、焦炭熱導率、焦炭熱應力、焦炭著火溫度、焦炭熱膨脹系數(shù)、焦炭收縮 率、焦炭電阻率和焦炭透氣性等。
焦炭的物理性質(zhì)與其常溫機械強度和熱強度及化學性質(zhì)密切相關。焦炭的主要物理性質(zhì)如下： 1. 真密度為 1.8-1.95g/cm3； 2. 視密度為 0.88-1.08g/ cm3； 3. 氣孔率為 35-55%； 4. 散密度為 400-500kg/ m3； 5. 平均比熱容為 0.808kj/（kg·k）（100℃），1.465kj/（kg·k）（1000℃）； 6. 熱導率為 2.64kj/（m·h·k）（常溫），6.91kg/（m·h·k）（900℃）； 7. 著火溫度（空氣中）為 450-650℃； 8. 干燥無灰基低熱值為 30-32kj/g； 9. 比表面積為 0.6-0.8m2/g 。
焦炭的化學成分包括有機成分和無機成分兩大部分。 有機成分是以平面炭網(wǎng)為主體的類石墨 化合物，其他元素氫、氧、氮和硫與炭形成的有機化合物，則存在于焦炭揮發(fā)分中，無機成 分是存在于焦炭的各種無機礦物質(zhì)，以焦炭灰成分表征其組成。 焦炭的化學成分主要用焦炭工業(yè)分析和焦炭元素分析來測定。（1）按焦炭元素分析， 焦炭成分為：炭 82%～87%，氫 1%～1.5%，氧 0.4%～0.7%，氮 0.5%～0.7%，硫 0.7%～1.0%， 磷 0.01%～0.25%。（2）按焦炭工業(yè)分析，其成分為：灰分 10%～18%，揮發(fā)分 1%～3%，固 定碳 80%～85%。 可燃基揮發(fā)分是焦炭成熟度的重要標志， 成熟焦炭的可燃基揮發(fā)分為 0.7%～ 1.2%。

氣化焦
氣化焦是于生產(chǎn)煤氣的焦碳。主要用于固態(tài)排渣的固定床煤氣發(fā)生爐內(nèi)，作為氣化原料，生產(chǎn)以CO和H2為可燃成分的煤氣。氣化過程的主要反應有：
C+O2→CO2+408177KJ
CO2+C→2CO-162142KJ
C+H2O→CO+H2-118628KJ
C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ
因為產(chǎn)生CO和H2的過程均是吸熱反應，需要的熱量由焦碳的氧化、燃燒提供，因此氣化焦也是氣化過程的熱源。氣化焦要求灰分低、灰熔點高、塊度適當和均勻。其一般要求如下：固定炭>80%；灰分1250℃；揮發(fā)分<3.0%；粒度15-35mm和35mm兩級。冶金焦雖可以用作氣化焦，但由于受煉焦煤資源和價格等的限制，一般不用冶金焦制氣。以高揮發(fā)分粘結煤為原料生產(chǎn)的氣煤焦，塊度小、強度低，不適用于高爐冶煉，但它的氣化反應性好，可取代氣化焦用于制氣。 [2]
電石焦
電石用焦是在生產(chǎn)電石的電弧爐中作導電體和發(fā)熱體用的焦碳。電石用焦加入電弧爐中，在電弧熱和電阻熱的高溫（1800-2200℃）作用下，和石灰發(fā)生復雜的反應，生成熔融狀態(tài)的炭化鈣（電石）。其生成過程可用下列反應式表示：
CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL
電石用焦應具有灰份低、反應性高、電阻率大和粒度適中等特性，還要盡量除去粉末和降低水分。其化學成分和粒度一般應符合如下要求：固定碳大于84%，灰份小于14%，揮發(fā)份小于2%，硫份小于1.5%，磷分小于0.04%，水分小于1.0%，粒度根據(jù)生產(chǎn)電石的電弧爐容量而定：
粒度合格率要求在90%以上。
鐵合金焦
鐵合金焦是用于礦熱爐冶煉鐵合金的焦碳。鐵合金焦在礦熱爐中作為固態(tài)還原劑參與還原反應，反應主要在爐子中下部的高溫區(qū)進行。以冶煉歸鐵合金為例，其反應式為SiO2（液）+2C（固）=Si（液）+2CO（氣），隨著反應的進行，焦碳中的固定碳不斷消耗，主要以CO形式從爐頂逸出。焦碳灰粉中的三氧化二鋁（Al2O3）、氧化鐵（Fe2O3)、氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)和五氧化二磷(P2O5)等，部分或大部分被還原出來，進入合金中；未參加反應的部分進入爐渣。焦碳中的硫和硅生成硫化硅和二硫化硅后揮發(fā)掉。冶煉不同品種的鐵合金，對焦碳質(zhì)量的要求不一，生產(chǎn)硅鐵合金時對焦碳質(zhì)量要求高，所以能滿足硅鐵合金生產(chǎn)的鐵合金焦，一般也能滿足其他鐵合金生產(chǎn)的要求。
硅鐵合金生產(chǎn)對焦碳的要求是：固定碳含量高，灰份低，灰中有害物質(zhì)三氧化二鋁和五氧化二磷等的含量要少，焦碳反應性好，焦碳電阻率特別是高溫電阻率要大，揮發(fā)份要低，有適當?shù)膹姸群褪臣Z的塊度，水分少而穩(wěn)定。
中國冶標（YB/T034-92）規(guī)定了鐵合金焦的技術要求，要求粒度為2-8mm，8-20mm，8-25mm。其他指標見表
型焦是由煤粉等原料加壓成型煤，再經(jīng)炭化等后處理制成的一種新型焦碳。型焦品種較多，按所用原料可分為褐煤型焦和無煙煤型焦等；按制備工藝可分為冷壓型焦和熱壓型焦兩類；按用途可分為高爐型焦和鑄造型焦等。

焦炭中的硫分
硫是生鐵冶煉的有害雜質(zhì)之一，它使生鐵質(zhì)量降低。在煉鋼生鐵中硫含量大于 0.07% 即為廢品。由高爐爐料帶入爐內(nèi)的硫有 11% 來自礦石； 3.5% 來自石灰石； 82.5% 來自焦炭，所以焦炭是爐料中硫的主要來源。焦炭硫分的高低直接影響到高爐煉鐵生產(chǎn)。當焦炭硫分大于 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%，礦石加入量增加 0.3%高爐產(chǎn)量降低 1.5 — 2.0%.冶金焦的含硫量規(guī)定不大于 1% ，大中型高爐使用的冶金焦含硫量小于 0.4 — 0.7% 。
焦炭中的磷分
煉鐵用的冶金焦含磷量應在 0.02 — 0.03% 以下。
焦炭中的灰分
焦炭的灰分對高爐冶煉的影響是十分顯著的。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。
焦炭中的揮發(fā)分
根據(jù)焦炭的揮發(fā)分含量可判斷焦炭成熟度。如揮發(fā)分大于 1.5% ，則表示生焦；揮發(fā)分小于 0.5 — 0.7%，則表示過火，一般成熟的冶金焦揮發(fā)分為 1% 左右。
焦炭中的水分
水分波動會使焦炭計量不準，從而引起爐況波動。此外，焦炭水分提高會使 M40 偏高， M10 偏低，給轉(zhuǎn)鼓指標帶來誤差。
焦炭的篩分組成
在高爐冶煉中焦炭的粒度也是很重要的。我國過去對焦炭粒度要求為：對大焦爐（ 1300 — 2000 平方米）焦炭粒度大于 40 毫米；中、小高爐焦炭粒度大于 25 毫米。大于 80 毫米的焦炭要整粒，使其粒度范圍變化不大。這樣焦炭塊度均一，空隙大，阻力小，爐況運行良好。

焦碳是高溫干餾的固體產(chǎn)物，主要成分是碳，是具有裂紋和不規(guī)則的孔孢結構體（或孔孢多孔體）。裂紋的多少直接影響到焦碳的力度和抗碎強度，其指標一般以裂紋度（指單位體積焦碳內(nèi)的裂紋長度的多少）來衡量。衡量孔孢結構的指標主要用氣孔率（只焦碳氣孔體積占總體積的百分數(shù)）來表示，它影響到焦碳的反應性和強度。不同用途的焦碳，對氣孔率指標要求不同，一般冶金焦氣孔率要求在 40～45%，鑄造焦要求在35～40%，出口焦要求在30%左右。焦碳裂紋度與氣孔率的高低，與煉焦所用煤種有直接關系，如以氣煤為主煉得的焦碳，裂紋多，氣孔率高，強度低；而以焦煤作為基礎煤煉得的焦碳裂紋少、氣孔率低、強度高。焦碳強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。焦碳的抗碎強度是指焦碳能抵抗受外來沖擊力而不沿結構的裂紋或缺陷處破碎的能力，用M40值表示；焦碳的耐磨強度是指焦碳能抵抗外來摩檫力而不產(chǎn)生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。焦碳的裂紋度影響其抗碎強度M40值，焦碳的孔孢結構影響耐磨強度M10值。M40和M10值的測定方法很多，我國多采用德國米貢轉(zhuǎn)鼓試驗的方法。

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