葛金焦型標準焦型的分類

標準焦型分為A-C型。如圖1所示的G1~GX型則為強膨脹煤生成的焦型。強膨脹煤必須加入一定量的電極炭。其焦型才能與標準焦型G相一致。下標數(shù)字1~x即為得到G型焦時所配入電極炭的最少克數(shù) 。

中國在1987 年制訂了國家標準(GB1341)。用葛金焦型測定煤塑性的方法是將一定量煤樣裝入特定的干餾管中，于干餾爐內(nèi)以一定升溫速度加熱到600℃，并保持一定時間，將殘留在干餾管中焦炭的形狀與一組標準焦型相比較，以確定其型號。標準焦型分為A-G型，一般用室式焦爐生產(chǎn)焦炭時，要求配合煤葛金焦型為F-G型 。

它是1921年由英國葛雷(T.Gray)和金(J.G.King)提出的。在英國煤分類中作為分類指標之一，在硬煤的國際分類中作為確定亞組的指標之一 。

葛金焦型是指以標準焦型為參照物判斷煤的塑性的一種指標 。

各種葛金焦型的特征見附表2。一般用室式焦爐生產(chǎn)焦炭時，要求配合煤葛金焦型為F~G型 。

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冷壓型焦又有無粘結(jié)劑的冷壓型焦和有粘結(jié)劑的冷壓型焦之分。

無粘結(jié)劑的冷壓型焦主要以泥煤、褐煤等低變質(zhì)程度的煤為原料，靠料自身所含有的某種粘結(jié)成分，再借助機械壓力使之成型，成型后的塊料再經(jīng)炭化處理，便得冷壓型焦。此工藝不需要外加粘結(jié)劑，故省材料、省設備，操作簡單，成品率高且質(zhì)量容易穩(wěn)。但煤料的選擇性很強且要求提供很高的成型壓力（一般9.8~9.6×10Mpa），成型機械強度較大，國外多用沖壓機或環(huán)壓機代之。所以，如果改善成型方式，探索恰當?shù)某尚蛪毫Γ兄朴行У某尚驮O備并使之廣泛地用于其他煤種，是發(fā)展無粘結(jié)劑冷壓型焦工藝的方向。

有粘結(jié)劑的冷壓型焦工藝是以粉煤、半焦粉（干餾碳）等為原料，同一定數(shù)量的粘結(jié)劑混合，在常溫下以較低的壓力（1.47~4.9×10Mpa）壓制成型，型塊經(jīng)炭化處理即得型焦。

1969年，由日本京阪煉焦公司（Keihan Rentan）住友金屬公司（Sumitomo）和西德迪弟爾公司（Didier-Kellogg）聯(lián)合開發(fā)的DKS冷壓型焦工藝，其型焦質(zhì)量居世界領先地位。

該工藝用80%的非粘結(jié)煤、10%的碳素物料（如焦粉、石油焦）和10%的粘結(jié)煤?；旌厦毫戏鬯橹?毫米以下后，與煤焦油或硬瀝青混合，并在100~2000℃壓制成型，型塊借助大型料底爐在1300℃下炭化10h,即得冷壓型焦。用于大型高爐（1300~2800m³）煉鐵，可代替50%的冶金焦，并取得全料比約500kg/t、焦比低于450kg/t及高爐利用系數(shù)大于2t/m³d的良好效果。

我國50年代末就開展了冷壓型焦的研究，曾利用廣西老年褐煤半焦為原料，同少量焦油瀝青作粘結(jié)劑，混合加壓成型。型塊作表面氧化處理，但型塊強度較差，只能作無煙燃燒使用。龍北曾用無煙煤（85%）和瀝青（15%）配合，采用兩級粉碎（<3毫米粒級的占95%以上），再用蒸氣加熱混捏成型，型塊經(jīng)炭化處理后可在30立方米小高爐煉鐵使用，但型焦的耐磨性和抗碎性比較差，平均焦比達1480千克/t，高爐吹損為300kg/t左右。我國冷壓型焦質(zhì)量較好的是以鞍山焦化耐火材料設計研究院與鞍山熱能研究所為主研究的，在河南鶴壁鋼鐵廠生產(chǎn)的瘦煤冷壓型焦流程。

第一種方法是把煤（主要是褐煤）在高壓下成型，得到的型塊再進行炭化處理，以制取無煙燃料或型焦。此方法的原理是：在很高的成型壓力下，煤粒緊緊地貼在一起，互相摩擦、擠壓。由于壓力很高，煤粒本身發(fā)熱，變軟，煤粒之間便容易結(jié)合在一起，最終而形成型煤，型煤經(jīng)炭化處理后成為型焦。

第二種方法是把惰性組分煤與一定配比的粘結(jié)劑充分混勻后，加熱到比粘結(jié)劑的軟化點稍高-—點的溫度下壓型，最后把型煤通過直接炭化或氧化后炭化，制得無煙燃料或型焦。

從第二種方法可以看到，制取冷壓焦要經(jīng)過混合、熱融壓型和型塊處理等三個過程。在粘結(jié)組分與惰性組分混合過程巾，粘結(jié)組分均勻地分布于惰性組分之間?；旌衔锏臏囟忍幱谡辰Y(jié)組分的軟化溫度時，粘結(jié)組分便會軟化熔融呈流動性，并吸附在惰性組分的表面，形成一層粘結(jié)組分膜，使整個混合物呈塑性狀態(tài)。這個膜的結(jié)合強度取決于粘結(jié)組分的附著力和內(nèi)聚力。粘結(jié)組分被惰性組分充分吸附時，結(jié)合強度大。如果吸附不足，則結(jié)合強度差。當混合物在具有比粘結(jié)組分軟化點稍高一點的溫度下進行壓型時，惰性組分之間被壓緊，粘結(jié)組分更加均勻地幾乎以同樣的厚度覆蓋在惰性組分的表面。型塊脫模后，粘結(jié)組分迅速凝聚，使得型塊具有冷態(tài)的強度。生型塊的冷強度取決于粘結(jié)組分的內(nèi)聚力、惰性組分的結(jié)構強度和粘結(jié)組分與惰性組分分界面的結(jié)合強度。為了制取冶金用的冷壓型焦，生型塊必須進行最終炭化處理，特別要進行高溫炭化。因為在高溫炭化時，一方面惰性組分進行熱分解和縮聚反應，表面結(jié)構不斷改變，溫度愈高，碳核排列愈緊密，結(jié)構強度增加；另一方面，粘結(jié)組分也進行裂解和縮聚，芳構化程度增大，在高溫下參與碳核的重新排列，最后形成焦炭結(jié)構，即形成冷壓型焦。

冷壓型焦無粘結(jié)劑冷壓型焦

將無粘結(jié)劑冷壓型煤進一步焦化，即得無粘結(jié)劑冷壓型焦。這種工藝主要用于褐煤生產(chǎn)型焦。如：德國將豐富的軟褐煤資源煉制型焦，作為民用或工業(yè)燃料。其主要工藝流程見下圖。

將破碎后小于1mm、揮發(fā)分46%左右、灰分小于6%、水分50%~55%的年輕褐煤，用半封閉式膠帶輸送機送入旋轉(zhuǎn)干燥機進行干燥，至水分10%左右、溫度90℃，再用半封閉式刮板輸送機送至型煤廠用沖壓機成型。成型后的型煤送至高溫煉焦爐進行焦化。該焦結(jié)爐是一種集干燥、焦化和干法熄焦為一體的3段連續(xù)操作豎爐，結(jié)焦溫度為1050~1100℃，結(jié)焦時間為11~15h。

這種褐煤高溫煉焦爐，由于炭化室是外熱式和干法熄焦，生產(chǎn)的褐煤型焦及煤氣質(zhì)量都比一般內(nèi)熱式焦爐好；焦爐的干燥段效率高并采用連續(xù)程序控制，因此耗熱量也比一般室式焦爐低，焦結(jié)爐自用煤氣僅占自產(chǎn)煤氣的22%~27%。

冷壓型焦粘結(jié)劑冷壓型焦

將粘結(jié)劑冷壓型煤進一步焦化即得粘結(jié)劑冷壓型焦。根據(jù)所用原料煤不同，粘結(jié)劑冷壓型焦工藝又可分為兩段法流程和一段法流程。其中兩段法流程為：以高揮發(fā)分、低變質(zhì)程度煤（如年老褐煤、長焰煤、氣煤）為原料進行低溫干餾（第一段），生產(chǎn)固體焙燒物（半焦）和焦油。再將兩者混合壓制成型，型煤經(jīng)高溫焦化制成型焦（第二段）。美國的FMC法和羅馬尼亞的ICEM法均屬此種流程。一段法流程為：以低揮發(fā)分、高變質(zhì)程度的瘦煤、貧煤、無煙煤為主要原料煤，配加少量粘結(jié)煤，直接加粘結(jié)劑壓制成型，再經(jīng)高溫焦化制成型焦。日本的DKS法和法國的HBNPC法均屬此種流程。

世界各國粘結(jié)劑冷壓型焦工藝，如上表所示。其中DKS型焦工藝是由德國迪地爾煉焦工程公司（Didier Kel．1099）、日本京阪煉炭公司（Keihan Rentan）和住友金屬工業(yè)公司（Sumitomo）于1969年聯(lián)合研制開發(fā)的。冷壓型焦質(zhì)量居世界領先地位。1971年在大阪建立了一座4.8萬t/a半工業(yè)試驗裝置，次年用生產(chǎn)的型焦在1350m³高爐試驗取得滿意的結(jié)果。1977年建成工業(yè)化的型焦廠。該工藝使用的原料煤主要是非粘結(jié)煤。其中粘結(jié)煤為5%~10%，不粘結(jié)煤為70%~80%，焦粉或石油焦10%。原料煤混合后粉碎至<3mm，配入10%的煤焦油瀝青作粘結(jié)劑，用蒸汽加熱至200℃壓制成型煤。其水分5%~7%，揮發(fā)分小于30%，裝入斜底外熱式焦爐，在1200~1300℃的條件下焦化10h，所得型焦沿斜底靠自重排出。工藝流程下圖所示。

用DKS型焦在大型高爐（1300~2800m³）內(nèi)代替50%的冶金焦，曾進行過6次煉鐵試驗，取得全燃料比約每噸鐵500kg，高爐利用系數(shù)大于2t/m³·d，焦比<450kg/t的良好效果。結(jié)果表明：技術經(jīng)濟指標可同常規(guī)室式焦爐相媲美，而基建費用比室式焦爐低5%~10%，該工藝最大優(yōu)點是能大量利用不粘結(jié)煤，型焦質(zhì)量不亞于高質(zhì)量冶金焦。 2100433B