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基本信息
| 外文名 | coking coal |
| 作用 | 作為生產(chǎn)原料，用來生產(chǎn)焦炭 |
| 分類 | 焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣煤等 |
| 屬于 | 煙煤 |
| 領域 | 能源 |
簡介
現(xiàn)狀
《BP世界能源統(tǒng)計2007》數(shù)據(jù)顯示，2006年末全球探明的煤炭可采儲量總計9090.64億噸，可采年限為147年。根據(jù)煤炭變質(zhì)程度，煤炭探明儲量中焦煤不到資源量的1/10。世界焦煤資源中，肥煤、主焦煤、瘦煤約占1/2，其經(jīng)濟可采儲量約5000億噸，其中低灰、低硫的優(yōu)質(zhì)焦煤資源大約僅有600億噸。世界焦煤資源中，約有1/2 分布在亞洲地區(qū)，1/4 分布在北美洲地區(qū)，其余1/4 則分散在世界其它地區(qū)。從焦煤查明資源儲量情況看，中國焦煤資源占世界25%左右，具備比較優(yōu)勢。
我國的煉焦煤儲量低，優(yōu)質(zhì)資源稀缺。我國煉焦煤的儲量僅為2,758億噸，占全國查明煤炭資源儲量的27%。其中，氣煤占我國煤炭總資源量的13.75%、肥煤占3.53%，主焦煤占5.81%，瘦煤占4.01%。去除高灰、高硫、難洗選、不能用于煉焦的部分，優(yōu)質(zhì)的焦煤和肥煤的資源稀缺，占查明煤炭資源儲量的比例不足6%和3%。
與我國豐富的煤炭資源相比，中國煉焦煤資源相對稀缺，儲量僅占我國煤炭總量的25.4%，在找礦方面幾乎沒有新的發(fā)現(xiàn)。其中粘結(jié)性差、適合作配煤的氣煤儲量占到近一半，而強粘結(jié)性的主焦煤和肥煤僅占煤炭總儲量的3.53%和5.81%，也就是說，煉焦煤的主要配煤品種—主焦煤和肥煤合計僅占焦煤總儲量比重為36%左右。
在我國煉焦原煤產(chǎn)量中，以焦煤、氣煤、1/3焦煤和氣肥煤產(chǎn)量較高，肥煤、貧瘦煤和瘦煤的產(chǎn)量較低。我國焦煤的生產(chǎn)能力最大，其次為氣煤和1/3焦煤。優(yōu)質(zhì)的煉焦煤，例如肥煤的生產(chǎn)能力僅為8400萬噸左右。2010年全國煉焦原煤產(chǎn)量11.14億噸，煉焦煤精煤產(chǎn)量60792萬噸，其中焦煤原煤產(chǎn)量為21885萬噸，占煉焦原煤總產(chǎn)量的19.6%；焦煤精煤產(chǎn)量為10942萬噸，占煉焦煤精煤總產(chǎn)量的18.0%。
從歷年各地區(qū)煉焦煤產(chǎn)量來看，中國焦煤產(chǎn)量主要集中在華北地區(qū)，西南地區(qū)和東北地區(qū)次之。從具體省份看，我國煉焦煤產(chǎn)量主要集中在山西、河北、河南、安徽和山東等省，這幾個省的核定生產(chǎn)能力之和占全國的57.3%。山西省作為我國的產(chǎn)煤大省，其煉焦煤的核定生產(chǎn)能力接近全國核定生產(chǎn)能力的三分之一，其生產(chǎn)的煤種主要以焦煤為主，比例達到36.4%。
山東省是我國的煉焦煤產(chǎn)量大省，僅次于山西，但是山東省的焦煤產(chǎn)量非常少，僅占全省煉焦煤產(chǎn)量的0.1%，而氣煤比例最大，達全省煉焦煤的55.07%，其次為氣肥煤，達23.21%主要分布于新汶和肥城等礦區(qū)的統(tǒng)配、地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，因此山東省的煉焦煤主要以高揮發(fā)分煤為主。
2010年，全國煉焦精煤統(tǒng)計產(chǎn)量60792萬噸，其中山西統(tǒng)計產(chǎn)量最多，達13788萬噸，河北據(jù)第二位，達10915萬噸。3—6位分別是山東、黑龍江、安徽、河南。山西省的煉焦洗精煤中以焦煤和肥煤比例較大，而在山東省的煉焦精煤中則以低變質(zhì)、結(jié)焦性較弱的氣煤和1/3焦煤的比例較大。
2008年以來，我國煉焦煤生產(chǎn)能力增加幅度相對較小，小煤礦政策性停產(chǎn)，導致煉焦煤供給緊張，尤其是焦、肥煤生產(chǎn)能力增加較少。根據(jù)中國煤炭運銷協(xié)會數(shù)據(jù)，2008年主要煉焦煤企業(yè)新增煉焦煤原煤生產(chǎn)能力1245萬噸，2009年全國16家重點企業(yè)新增煉焦煤原煤生產(chǎn)能力1365萬噸，2009年之后，隨著我國晉中、兩淮、河南、冀中、云貴等煉焦煤大型基地建設進入新井投放期及我國煉焦煤資源整合重組、資產(chǎn)化管理的步伐加快，煉焦煤采選后勁和供給能力有所增加。
在鋼鐵、冶金、化工、有色金屬、機械制造等行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，強力拉動了焦炭市場需求。同時，我國焦炭行業(yè)呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)進步、市場需求旺盛、生產(chǎn)和消費快速發(fā)展的勢頭，盡管產(chǎn)能過剩，但供需基本保持平衡。2009—2020年，在國內(nèi)需求趨緩與焦炭行業(yè)限產(chǎn)、停產(chǎn)自律的作用下，預計我國焦炭行業(yè)的供求關(guān)系將保持平衡狀態(tài)。受鋼鐵行業(yè)和焦炭行業(yè)需求增長下滑影響，預計2010—2020年，中國煉焦精煤需求量將增長緩慢，強粘煉焦煤需求緊缺矛盾將得到緩解。
分布
中國埋藏深度在1000米以內(nèi)的煉焦煤資源80%分布在山西省和貴州省。山西省焦煤查明資源儲量1694.6億噸，占全國焦煤查明儲量61.4%；山西省焦煤可采儲量331.6 億噸，占全國可采儲量51.3%，山西省焦煤可采儲量和查明資源儲量均位居全國首位。焦煤查明資源儲量占全國第二、三、四、五位的分別是安徽省236.2 億噸、山東省172.7 億噸、貴州省98.6 億噸、黑龍江省98.2 億噸。
種類
根據(jù)煤炭的煤化程度由低到高，可以將煤炭分為褐煤、煙煤到無煙煤。習慣上，將具有一定的粘結(jié)性，在室式焦爐煉焦條件下可以結(jié)焦，用于生產(chǎn)一定質(zhì)量焦炭的原料煤統(tǒng)稱為煉焦煤。根據(jù)我國的煤炭分類標準，煙煤中的氣煤、肥煤、氣肥煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤和貧瘦煤都屬于煉焦煤，而褐煤、無煙煤以及煙煤中的長焰煤、不黏煤和貧煤都屬于非煉焦煤。我國煉焦煤各煤種的儲量不均勻，以氣煤（包括1/3焦煤）最多，其次為焦煤。此外，尚有未分類的占1.96%。
煉焦煤各煤種介紹
焦煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點：是一種結(jié)焦性最好的煉焦用煤，它的碳化程度高、粘結(jié)性好，加熱時能產(chǎn)生熱穩(wěn)定性很高的膠質(zhì)體。如用焦煤單獨煉焦，能獲得塊度大、裂紋少、強度高、耐磨性好的優(yōu)質(zhì)焦炭。單獨煉焦時，由于膨脹壓力大，易造成推焦困難。
肥煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點：是粘結(jié)性最強、中等煤化程度的煤，加熱時能產(chǎn)生大量膠質(zhì)體。用肥煤單獨煉焦能產(chǎn)生熔融性好、強度高的焦炭，但焦炭的橫裂紋多，氣孔率高，易碎，因此多與粘結(jié)性較弱的氣煤、瘦煤或弱粘煤等配合煉焦。
1/3焦煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點：是介于焦煤、肥煤和氣煤之間的過渡煤。具有中高揮發(fā)分的強粘結(jié)性煤。用這種煤單獨煉焦時，能生成熔融性良好、強度較高的焦炭。煉焦時，1/3焦煤的配入量可在較寬范圍內(nèi)波動，都能獲得強度較高的焦炭，這種煤也是良好的煉焦配煤中的基礎煤。
瘦煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點：是煤化程度最高的煉焦煤，它的揮發(fā)分低，受熱后產(chǎn)生的膠質(zhì)體數(shù)量比焦煤少，且軟化程度高。用瘦煤單獨煉焦時，能得到塊度大、裂紋少、抗碎強度較好的焦炭，但這種焦炭的耐磨強度較差，瘦煤作煉焦配煤用效果較好。
氣肥煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點：是一種揮發(fā)分膠質(zhì)體厚度都很高的強粘性肥煤類。氣肥煤結(jié)焦性介于肥煤和氣煤之間，單獨煉焦對能產(chǎn)生大量氣體和液體化學產(chǎn)品。
氣煤 用途：基礎煉、焦配煤
特點：是一種碳化程度較低的煉焦煤，加熱時能產(chǎn)生較多的揮發(fā)分和較多的焦油，膠質(zhì)體的熱穩(wěn)定性低于肥煤。氣煤也能單獨煉焦，但焦炭的抗碎強度和耐磨強度較差，焦炭多呈細長條且易碎，并有較多的縱裂紋。配煤煉焦肘多配入氣煤，可增加產(chǎn)氣率和化學產(chǎn)品回收率。
1/2中黏煤 用途：基礎煉、焦配煤
煉焦煤質(zhì)量指標
國產(chǎn)煉焦煤 按照中國煤炭分類
煉焦煤質(zhì)量評價指標
。
工業(yè)分析指標 灰分（A），硫分(S)、揮發(fā)分(V)等。
粘結(jié)性指標 粘結(jié)指數(shù)（G）、膠質(zhì)層厚度（Y/mm）等。
單種煤煉焦反應后強度 CSR
單種煤成焦顯微結(jié)構(gòu) 粗粒結(jié)構(gòu)、細粒結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)、惰性結(jié)構(gòu)、各向同性、各向異性等。
流變性和膨脹性指標 奧亞膨脹度、基氏流動度等。
煉焦煤下游產(chǎn)品
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。
氣化焦
C+O2→CO2+408177KJ
CO2+C→2CO-162142KJ
C+H2O→CO+H2-118628KJ
C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ
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)熱體用的焦炭。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：
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：
電爐容量/KV | A粒度/mm |
<5000 | 3-12 |
5000-10000 | 3-15 |
10000-20000 | 3-18 |
>20000 | 3-20 |
粒度合格率要求在90%以上。
鐵合金焦
SiO2（液）+2C（固）=Si（液）+2CO（氣）
隨著反應的進行，焦炭中的固定碳不斷消耗，主要以CO形式從爐頂逸出。焦炭灰份中的三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂和五氧化二磷等，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。焦炭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，對焦炭質(zhì)量的要求不一，生產(chǎn)硅鐵合金時對焦炭質(zhì)量要求最高，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。
焦炭質(zhì)量要求。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，焦炭反應性好，焦炭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(shù)要求，要求粒度為2-8mm，8-20mm，8-25mm。其他指標見表
焦炭質(zhì)量指標
焦炭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(jié)構(gòu)體（或孔孢多孔體）。裂紋的多少直接影響到焦炭的力度和抗碎強度，其指標一般以裂紋度（指單位體積焦炭內(nèi)的裂紋長度的多少）來衡量。衡量孔孢結(jié)構(gòu)的指標主要用氣孔率（只焦炭氣孔體積占總體積的百分數(shù)）來表示，它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭，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。焦炭裂紋度與氣孔率的高低，與煉焦所用煤種有直接關(guān)系，如以氣煤為主煉得的焦炭，裂紋多，氣孔率高，強度低；而以焦煤作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。焦炭強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結(jié)構(gòu)的裂紋或缺陷處破碎的能力，用M40 值表示；焦炭的耐磨強度是指焦炭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。焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M40值，焦炭的孔孢結(jié)構(gòu)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。如表31-1所示。
轉(zhuǎn)故試驗完成后，用孔徑為40mm和10mm的篩子篩分，大于40mm粒級的百分數(shù)為M40值，小于10mm粒級的百分數(shù)為M10值。我國冶金焦規(guī)定的強度指標見表31-2。
轉(zhuǎn)鼓方法
轉(zhuǎn)鼓特性 焦炭試樣篩分強度指標
直徑/長度（mm）轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)）重量（kg）粒度（mm）孔形篩孔(mm) 耐磨強度（粒極mm/指標）抗碎強度（粒極mm/指標）
1000/1000 25 100 50 〉60 圓形 40，10 40/M40
表31-2 我國冶金焦強度指標（%）
強度指標 Ⅰ級冶金焦 Ⅱ級冶金焦 Ⅲ級冶金焦
M40 >80.0 >76.0 >72.0
M10 <8.0 <9.0 <10.0
表31-3 幾個國家冶金用焦炭與精煤灰分國標（Ad）
國別 中 國 美國 原蘇聯(lián)德國法國日本
Ⅰ級 Ⅱ級 Ⅲ級
焦炭灰分（%） ≤12.0 ≤13.5 ≤15.0 <7.0 <10.0 <8.0 <9.0 <10.0
精煤灰分（%） <12.5 5.5～6.5 8.0～8.5 6.0～7.0 <7.0 6.6～8.0
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煤炭根據(jù)用途的分類
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動力煤
用于作為動力原料的煤炭
煉焦煤
用于生產(chǎn)一定質(zhì)量焦炭的原料煤
液化用煤
詞目：液化用煤 英文：liquefacation 釋文：適于通過化學加工獲取液體燃料和化工原料的煤。
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