焦碳是怎樣形成的

【專家解說】：焦炭一種固體燃料，質(zhì)硬、多孔、發(fā)熱量高、用煤高溫干餾而成，多用于煉鐵。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。種類　　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(biāo)準(zhǔn)（GB/T1996-94）就是高爐質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。  相關(guān)理論　　氣化焦是專用于生產(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(yīng)有： 　　C+O2→CO2+408177KJ 　　CO2+C→2CO-162142KJ 　　C+H2O→CO+H2-118628KJ 　　C+2H2O→CO2+2H2-75115KJ 　　因?yàn)楫a(chǎn)生CO和H2的過程均是吸熱反應(yīng)，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(diǎn)高、塊度適當(dāng)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(jí)。冶金焦雖可以用作氣化焦，但由于受煉焦煤資源和價(jià)格等的限制，一般不用冶金焦制氣。以高揮發(fā)分粘結(jié)煤為原料生產(chǎn)的氣煤焦，塊度小、強(qiáng)度低，不適用于高爐冶煉，但它的氣化反應(yīng)性好，可取代氣化焦用于制氣。電石用焦是在生產(chǎn)電石的電弧爐中作導(dǎo)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(fù)雜的反應(yīng)，生成熔融狀態(tài)的炭化鈣（電石）。其生成過程可用下列反應(yīng)式表示： 　　CaO+3C→CaC2+CO-46.52KL  焦碳的質(zhì)量指標(biāo)　　[焦碳的質(zhì)量指標(biāo)] 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(jié)構(gòu)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(qiáng)度，其指標(biāo)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(jié)構(gòu)的指標(biāo)主要用氣孔率（只焦碳?xì)饪左w積占總體積的百分?jǐn)?shù)）來表示，它影響到焦碳的反應(yīng)性和強(qiáng)度。不同用途的焦碳，對(duì)氣孔率指標(biāo)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(guān)系，如以氣煤為主煉得的焦碳，裂紋多，氣孔率高，強(qiáng)度低；而以焦煤作為基礎(chǔ)煤煉得的焦碳裂紋少、氣孔率低、強(qiáng)度高。焦碳強(qiáng)度通常用抗碎強(qiáng)度和耐磨強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)來表示。焦碳的抗碎強(qiáng)度是指焦碳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；焦碳的耐磨強(qiáng)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(qiáng)度M40值，焦碳的孔孢結(jié)構(gòu)影響耐磨強(qiáng)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(yàn)的方法。如表31-1所示。具體的轉(zhuǎn)化值因?yàn)榻固康姆诸惡驮系牟煌瑹o法準(zhǔn)確量化，一般而言，3比1！