焦炭并不是在自然界中存在的天然物質(zhì),而是由煤在高溫的情況下碳化(carbonize)而生成的;也可以說,真正用于鼓風(fēng)爐冶煉生鐵的原料是煤。不過因?yàn)槊菏且环N自然物質(zhì)含有大量不純物,不能直接使用,所以先經(jīng)過煉焦(coking)處理,變成焦炭再使用。現(xiàn)在我們來討論一下煤:
(1)煤的成因及貯藏:煤是上古時代的植物,由于地殼的變動被埋藏在地下,長年受地殼壓力和地心熱力的影響逐漸碳化而成的。由于碳化程度的不同而產(chǎn)生不同等級的煤。根據(jù)地質(zhì)學(xué)家大約的占計,世界上煤的貯藏量約有1650萬億噸左右,但是在這些貯藏的煤中能用于制造煉鋼用焦炭的煤并不很多。世界上主要產(chǎn)煤的國家有美國、蘇俄、加拿大、中國、澳洲、德國、英國、南非等。
(2)煤的等級:煤可按其碳化程度的不同而劃分不同的品位。碳化程度高的煤含碳量高,含有灰分及水份的量少。依照碳化程度的增高可將煤分成泥煤(peat)、褐煤(lignite)、亞煙煤(subbituminous)、煙煤(bituminous)無煙煤(anthracite)。煤的成份變化非常大,因此在商業(yè)上的價格也就有很大的不同。
為了商業(yè)上易于評定媒的價值,我們將煤按照其成份來劃分成許多等級(rank),這種等級是根據(jù)固定碳量(fixed carbon),揮發(fā)物量(volatilematter)及發(fā)熱量(calorific value)三項(xiàng)數(shù)值來評定的。
通常我們用實(shí)用分析(Proximate analysis)和元素分析(Ultimate analysis)來測定煤的化學(xué)成分。實(shí)用分析測定煤的揮發(fā)物量,固定碳量及灰分三項(xiàng)。元素分析就是測定其中碳(Carbon)、氫(Hydrogen)、氮(Nitrogen)、氧(Oxygen)及硫(Sulphur)五種元素的含量。根據(jù)上述兩種分析的結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)的等級分類, (3)能用于制造煉鋼用焦炭的煤,不但希望它固定碳含量高,灰分含量少及硫含量少之外,而且還有兩個重要條件那就是希望它的粘結(jié)力(cakingability)及焦結(jié)力(coking ability)要高。
基于上述這些的條件,能用于制造冶金焦(metallurgical coke)──煉鋼用焦炭──的煤僅煙煤最適合,主要的原因是因?yàn)闊熋翰庞凶銐虻恼辰Y(jié)力。