焦炉焦炭 炼焦煤经高温干馏后产生的固体可燃产物称为焦炭，焦炉炭焦指用于高炉炼铁、熔铁、有色金属冶炼、铁合金和炭素制品生产的优质焦炭。焦炉焦炭表面具有类金属光泽，一般略呈银灰色，坚硬而多孔，表面多裂纹。目前山西的焦化厂生产的焦炭按块度的大小分为以下几种规格120mm以上，40-80mm，30-60mm，20-40mm，筛下焦粒及焦粉。我国炭素厂内艾奇逊石墨化炉根据生产电极的规格不同分别选用30-60mm和20-40mm两种规格的焦炭作为电阻料。焦化厂在分级处理后的焦粉同时可作为石墨化炉使用的保温料，一般石墨化炉的保温料使用的是0-3mm焦粉。
煤的成焦机理 煤在高温下（隔绝空气）转变成焦炭的过程十分复杂，各国学者对成焦机理提出多种说法，比较有影响的是塑性成焦机理及粘结成焦机理。塑性成焦机理认为炼焦煤在加热时，煤粒软化，煤中的有机质热分解，经过塑性阶段逐渐形成半焦、半焦在高温下进一步热解缩聚、焦块收缩、表面出现裂纹，最终形成坚硬的焦炭。粘结成焦机理认为炼焦煤中存在着黏性成份（沥青质），当加热时黏性成份熔化，焦化过程是一种粘结过程，被沥青质粘结在一起的煤粒经过熔融，热解和缩聚先形成半焦，半焦进一步加热，不断释放出残余挥发份，同时体积收缩而形成焦炭。20世纪60年代又提出一种新的焦化理论，即中间相成焦机理，它是从光学物理的角度研究成焦机理，认为炼焦煤随着加热温度的升高，熔融后首先形成光学上各相同性的塑性体，然后在其中出现介乎液相与固相之间的中间相液晶。这种液晶在基体中核晶化，核晶长大、融并、重排、增黏而焦化，最终形成多种形态无序叠合的焦炭。
焦炭的物理化学性质 由于炼焦煤配比的不同和干馏温度的高低，不同产地的冶金焦的质量有所区别，也由于主焦煤的加入量的不同也会使焦炭的质量标准各有所异。山西由于是主焦煤的产地，所以在配煤比上焦煤的加入量能达到30～40%，所以焦炭的质量较全国其它省份为好。焦炭的质量指标主要体现在化学成份、化学性质、物理机械性能三个方面。
化学成份
（1）灰份：焦炭不论作为原料、燃料或还原剂都希望灰份越低越好。对生产炭素制品而言，原料的电阻率是一项重要的指标。焦炭中灰份在10%以下时，对电阻率影响不明显。大于10%时有一定的影响，灰份含量过高往往使焦炭的耐磨强度降低，优质焦炭的灰份应不大于12%。
（2）硫份：焦炭作为炭素生产石墨化炉中的电阻料，其中的硫份对制品不会产生影响，它不会由于焦炭的含硫量高而使电极焙烧坯在石墨化过程中开裂。所以石墨化炉可以使用高硫焦来作为炉用电阻料。
（3）挥发份：焦炭的挥发份表示焦炭的干馏温度和高温下的受热均匀程度。焦炉焦炭的挥发份一般在1.5%左右。如挥发份较高，则焦炭的强度会降低，会减少焦炭在石墨化炉中的循环使用的次数，同时也会增加石墨化炉运行的成本。
（4）水份： 焦炭的水份与熄焦操作及焦炭的块度大小有关，目前焦化厂出厂的焦炭水份大约在5%左右。
（5）固定炭 焦炭的固定炭在石墨化炉中使用时是一个比较重要的指标，因为焦炭的固定炭的高低将直接影响焦炭的电阻率，同时也影响焦炭的强度。一般情况下，石墨化炉用焦炭的固定炭不小于82%。
化学性质
主要是指焦炭的反应性和抗碱性，焦炭的反应性为焦炭与CO2、O2及水蒸气发生化学反应的能力。焦炭的反应性与焦炭的块度、孔隙结构、比表面积及灰份组成有关。灰份中的碱金属氧化物对焦炭与CO2的反应起催化作用，而SiO2及AL2O3起抑制作用。抗碱性为抵抗与碱金属及其盐类发生化学反应的能力。碱金属及其盐类在一定的条件下浸入焦炭中的空隙中，使焦炭疏松化，出现开裂或熔蚀。这对使用焦炭为原料的高炉炭块的使用寿命有明显的影响，因此20世纪80年代之后生产的高炉炭块的配方中已经减少或不再使用焦炭。
物理机械性能
（1）焦炭的密度：焦炭的真密度一般为1.70～1.85g/cm3，干燥焦炭的体积密度0.88～1.08 g/cm3，块焦的堆积密度取决于焦块的体积密度和焦块堆积后的空隙多少，25mm以上的中块焦其堆积密度一般在400～520 ㎏/m3之间。
（2）焦炭的石墨化度。焦炭与沥青焦、石油焦相比较，较难石墨化。但是加热到高温其石墨化度也在不断提高，这可以从石墨化炉中的电阻料（焦炭）的电阻率不断下降而得到证明。
（3）机械强度，焦炭的机械强度包括抗碎强度和耐磨强度两个指标，两者又密切相关，焦炭的机械强度又直接影响到高炉冶炼的正常进行，也会影响到以焦炭为原料的炭素制品的机械强度。目前鉴定焦炭机械强度的方法主要为转鼓试验法，可同时得出抗碎强度和耐磨强度两个指标。
（4）电阻率。煤的电阻率极大，而焦炭要小的多，焦炭的电阻率和焦化温度有直接关系，因此靠近炭化室壁的焦炭一般电阻率较小，面远离炭化室壁的焦炭，因焦化温度较低而电阻率较大。同一炉次炼出的焦炭其中的大块焦、中块焦及15mm以下的焦粒的电阻率均有一定的区别。一般是大块焦和小块焦的电阻率较大，而中块焦的电阻率要小一些，这是因为不同焦块的焦炭的形成过程不一样。中块焦主要来自焦化温度较高的部位，焦体有较发达的裂纹，强度较大，耐磨性较好，大块焦一般来自焦化温度较低的部位，焦体裂纹不发达，而且耐磨性差，受到碰击后容易碎裂成小块焦和焦粉。