焦炭(卷名：矿冶)
coke
炼焦煤料在高温作用下，经过热解、缩聚、固化、收缩等一系列复杂的物理化学过程而形成的固体燃料。焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。
灰分是焦炭燃烧后的残留物，主要是氧化硅和氧化铝。焦炭灰分每增加1％，高炉焦比上升1.7～2.2％，熔剂消耗增加2.5～3.5％，生铁产量降低2.2～3.0％，生铁成本提高0.7～1.0％。焦炭灰分全部来自炼焦用煤，因此，必须合理降低经过洗煤的精煤灰分。硫分是生铁的主要有害物质，高炉炉料中的硫，80％来自焦炭，因此焦炭的硫分要严加控制，不宜超过0.6～1.0％。水分波动会使入炉焦炭计量产生误差，影响高炉操作。一般要求控制在3～5％，并力求稳定。挥发分的高低，是鉴别焦炭成熟程度的主要标志。正常焦炭的挥发分在 1％左右。
力学强度（包括抗碎强度和耐磨强度）是高炉用焦极重要的物理性质。焦炭如无足够的力学强度，容易在高炉内碎裂并产生较多的粉焦，会使高炉料柱透气性变差，影响炉况顺行，耐磨强度尤为重要。检测焦炭的力学强度，普遍采用转鼓试验。将一定数量的焦炭样装入转鼓内，以固定的速度旋转一定次数后，取出焦样过筛，按规定粒级的重量百分率算出指标。通用的转鼓试验方法是冷态试验，不能完全反映焦炭在高炉内的性质。研究焦炭在高炉内的热性质和热反应性质，其中焦炭的热强度、高炉风口区焦炭的特性以及高温下焦炭与二氧化碳的反应性和反应后强度等指标尤为重要。热强度试验通常是将焦炭置于温度达1500℃的高温转鼓内进行。反应性以焦炭在高温下与CO2反应前后失重百分率表示。反应后强度用反应后的焦样经特制的转鼓作试验，以粒度大于10毫米级焦炭的重量百分率表示。用多配弱粘结性煤的煤料炼成的焦炭，通常反应性升高，反应后强度和热强度指标明显变差，所以应特别重视其热态性质。焦炭作为高炉内料柱骨架，除必须有足够的力学强度外，还要力求粒度均匀，以保证透气性。
焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。
由于高炉炼铁技术的进步，每吨生铁所耗的焦炭逐年有所下降。但因冶金工业和其他工业的迅速发展，世界焦炭产量仍稳步增长（见图）。
