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国外煤分类概况 摘要：介绍了英国、美国、波兰、法国、前苏联等国家的煤炭分类方案和国际煤分类以及对煤性质术语的解释。一、概述 煤炭是工业和民用的重要燃料和原料，它的开采与其它天然矿产相比就产量而言至今仍占首位。由于各工业部门对煤炭性能要求各不相同，所以从事煤炭的生产、勘探、使用和研究的部门都设法将煤炭进行分类以利应用，各国也都有自己的分类方法，有的还定为国家标准。这里列举的一些工业国家的煤炭分类方法，绝大多数是从煤的加热状态下工艺特征出发根据使用目的进行的分类，也可称为工业分类。至于表征煤炭生成机理或地质年代的分类（如地质分类，岩相分类，形态分类等）虽然有重要的科学意义，但由于这些分类并不直接与工业应用相关联，所以就不加以介绍了。 煤炭的工业分类是随着工业的发展而逐渐完善的。煤炭在工业上应用的范围大体上在20世纪初定型，在此以后人们为了合理有效地利用煤炭，着手煤炭的工业分类，所以这些分类大多起始于30年代到40年代，只是第二次世界大战后，有的进行了一些修订沿用至今。 将煤炭统一成一个公认的分类方法是有助于技术交流和国际商业往来的，这就是联合国欧洲经济委员会制定所谓“国际分类”的目的。但由于各国自然资源互不相同，“国际分类”并不能代替本国的分类，即使参加制定“国际分类”的国家也仍然在具体应用中保留本国的分类。但是由于这个分类很细，代表性比较广泛，所以也将它加以叙述。二、 英国国家煤炭局采用的煤炭分类 这个分类最早是由英国科学及工业研究部(DSIR)在1946年提出的，它是根据干燥无灰基挥发分和表征结焦性的葛金焦型指数来进行分类的。到1952年随着葛金焦型指数进一步标准化，同时又规定灰份7.5%的煤在分析前必须加以洗选，经过这两点修订后英国国家煤炭局（NCB）采用了这一分类法。通过一段时间的实践，1956年又进行了两点修正：一是分类的挥发分改为按干燥无矿物基计算；二是扩大中等挥发的主焦煤范围。此后使用相当长时间，直到1964年又进行一次较小的修改，即取消原分类206小类和对于热变质的煤附以H字尾如102H，201H；对于由风化而形成的氧化煤附以W字尾如果801W，以示区别于不变质不风化的煤。英国这一分类法虽然前后经过了三次修订，但基本分类原则没有大的变更。最后一次修订后的结果见表1和图1。 表1 英国国家煤炭局采用的煤分类法 *100和200煤只用挥发分分类，葛金焦型仅表示熔融程度。 分类规定的界限- - - - 实践中发现煤的一般界限，但在分类中没有规定图1 英国国家煤炭局的分类 英国是一个高挥发分煤贮量多的国家，挥发分大于28%的煤占全部贮量的80%，其特点是强粘结的高挥发分煤很多，这个分类的特点是：（1）在烟煤范围内，按挥发分划分成低、中、高三部分，低挥发分和中挥发分煤都只划一个大类，而高挥发分煤则划分成六个大类。可见对高挥发分煤划分很细是明显的特点。高挥发分煤的Vr界线是32%（测定Vr的温度是90010），对高挥发煤的划分，是按“等粘结性范围原则”，即不同类煤的粘结性不同，没有重叠。划分的界限大体上和国际分类中划亚组的界限一致，相当于奥亚膨胀度的140、50、0这几条线。（2）在每一大类内，基本上都是按挥发分的高低进一步划分成小类。但中挥发分煤基本上仍按“粘结性范围原则”划分小类，但其粘结性的范围宽。高挥发分煤各大类都一律按Vr=36%这一条界限再划成二个小类。三、美国材料试验协会按煤的等级分类法 煤的等级分类（classification by Rank）是以煤的变质程度为依据的分类，为了分类所需的分项目很简单，只有工业分析中的挥发分、湿份、水分、硫份和发热量。美国在1927年组织了本国和加拿大近六十名专门人员由美国标准协会和美国材料试验协会主办，经过将近十年的工作于1934年提出分类初稿，1937年采纳为标准，1938年做了少许修正就是现在的美国按等级的煤分类标准。直到1966年进行了一次的修订，基本上并没有较大修改。这个分类见表2。表2 美国煤按变质程度的分类D38866 注： 对少量非带状结构的变异煤种，本分类不包括，它们具有反常的物理和化学性质，其固定或发热量处于高挥发沥青煤或亚沥青煤范围。这些煤中或者固定炭48%，或者发热量在15500。 湿份指煤有的天然的结合水，不包括煤表面可察见水分。 如粘结则归入低挥发分沥青煤类别。 固定炭69%的煤，分类以固定炭为准，不考虑发热量。 属于沥青煤的这些类别可能出现不粘结的变异，特别是高挥发分C组沥青有明显的例外。 美国这个分类虽然不是工业分类，但它已使用了30多年，到了1964年还定为美国国家标准，可见对美国有实用意义。它以挥发分作为中低挥发分煤（包括无烟煤）的划分指标，以发热量作为高挥发分煤划分指标，并辅助以粘结性，这既反映了变质程度也有工业应用的参考意义，这种简练之处是这个分类特点。至于炼焦用煤如何进一步区分问题，分类中只列出烟煤的高、中、低挥发分三个等级，并未做进一步区分，这是由于一方面美国这一部分煤的结焦性能都很好，而且适合美国按高、中、低挥发分配煤长期生产习惯的缘故，另一方面进一步区分炼焦煤必需采用加热状态下的煤的理化性质，这样做就超出了按变质程度分类的范畴。美国这一分类也可按图表示，最早是1938年的分类图示于美经济地质杂志1933年33卷。这里为了便于比较，我们按1966年新标准重新编排，以便参考，见图2。图2 美国煤分类图（按D38866绘制）四、波兰的煤分类 波兰也是高挥发分煤较多的国家，而且粘结性不好的高挥发分煤很多，所以在分类中比较注意合理地利用资源，以保证炼焦工业的需要。波兰煤分类标准在1968年进行了修订，以现行标准PN-68/G-97002代替原来的标准PN-54/G-97002。这2个标准见表3和表4。表3 过去的波兰煤分类（PN54/G97002） 表4 现行波兰煤分类标准（PN68/G97002）注：表中最末一栏“煤的一般工艺特性和它的用途”中的数字所代表的内容见以下说明。1 波兰新分类规定煤的一般工艺特性和用途（1）实际上缺少粘结性的高挥发分（35%44%）煤。适于所有类型的篦条炉灶及粉状炉灶的动力煤和气化炉用煤。（2）很弱的粘结性的高挥发分（33%40%）煤。适用于所有类型炉灶的动力煤，适用于低温干馏炉和气化炉用煤。（3）中等粘结性的高挥发分（33%40%）煤。适用于篦条炉灶、室式炉灶和所有类型的粉状炉灶的动力煤；适用于低温干馏炉和煤气工厂用煤。（4）良好粘结性的高挥发分煤。适用于篦炉灶和所有粉状用的动力煤，以及带有特殊要求的工业炉用的动力煤，煤气工厂以及生产焦炭用配煤。（5）强粘结性的高挥发分煤。用于生产焦炭和煤气工厂。（6）强粘结性、正膨胀的中等挥发分煤。用于生产焦炭。（7）良好粘结性、正膨胀的中等挥发分煤。用于生产焦炭。（8）弱粘结性的中等挥发分煤。用于配煤炼焦，能够用作专门炉灶的动力煤以及生产无烟燃料。（9）实际上缺少粘结性的中等挥发分煤。用于配煤炼焦，可作专门炉灶的动力煤以及生产无烟燃料。（10）缺少粘结性的低挥发分煤。用于配煤炼焦，可作专门炉灶的动力煤以及生产无烟燃料。（11）缺少粘结性、挥发分很低的煤。用于专门炉灶的动力煤。2 波兰新的煤分类有下列几点值得注意（1）趋近于国际分类。1968年的新标准不但取消了旧标准中采用的胶质层厚度和膨胀压力，而且新增加了奥亚膨胀度，从而使分类所使用的四个指标和国际分类一致。此外，在类别划分的指标界线上，也与国际分类趋向一致。如用罗加指数来划分时，采用了国际分上52045这本条线；按挥发分划分时，采用了国际分类上10142028这四条线。（2）对高挥发分煤，分类表中只指出其下限，主要按粘结性（LR）的不同来划类，只是对实际上没有粘结性的年轻焰煤才按发热量划类。其高挥发分的下限，表中列出是28,但结合一般工艺特性的说明和对中挥发分上限(31)的考虑,主要是指Vr30的煤,其挥发分测定原为87510,但在1966年的新标准(PN-66/G-04156)中是否进行了修改,有待查明。（3）1968年标准中,有对各类别煤的一般工艺特性的说明。说明中值得注意之点有: 1）对于高挥发分煤,LR45的不用于炼焦, LR4550的才用于生产焦炭的配煤。 2)对于挥发分较低的煤则不同,Vr1428 LR5仍用来配煤炼焦。（4）炼焦用煤划分了6个大类(7个小类)。 波兰新分类可以用图示的方法表达如图3。 ; 图3 波兰煤的新分类图五、 法国的煤分类 法国煤的全部贮量中主焦煤不太丰富，粘结性好的高及低挥发分煤合计约占40%。其余除无烟煤、褐煤外，多属弱粘结性高挥发分煤。为了解决炼焦煤不足的问题，一方面从西德进口中挥发分的主焦煤，另一方面在炼焦工艺上采取了一些措施。它的分类见表5和图4。 表5 法国的煤分类 图4 法国的煤分类图 法国为多用本国煤进行了很多试验，采用了不少工艺措施。法国比较有名的马利诺炼焦试验站做了不少工作，它将法国常用的炼焦用煤和其它煤另行做了分类，并与国际煤分类法做了对照，对于试验研究和提高生产技术起了一定作用，见表6。表6 马利诺试验站煤分类与国际煤分类对照表 六、 西德、意大利及荷兰的煤分类 西德过去采用商业分类及科学分类以适应不同的要求，1960年把国际分类列为国家标准。在西德全部煤贮量中，中挥发分煤特别是焦煤很多，商业分类见表7。表7 西德煤的商业分类 前苏联的煤分类与我国现行煤分类比较接近，有以下几点可以注意： 分类标准中，除分类表外，还有关于确定类别的说明。如说明了是按煤层煤样定牌号，并说明了定牌号煤样的采样原则，还说明了在什么情况下按生产煤样定牌号及此时煤样的采取和牌号、组别确定的方法。 (2) 从分类标准的说明中可知，前苏联在炼焦煤的生产使用中基本上都是按技术组（相当于我国的小类），只在某些情况下是按牌号（相当于我国的大类）。这样，对于炼焦用煤的生产，顿巴斯煤是按8个类别进行，库兹巴斯是按11类别进行，要比我国目前按4个类别（C）生产多得多。 (3) 分类标准是按煤田制订的，各煤田的划分标准不一样，这给同时使用几个煤田煤的消费者带来不少困难，所以从60年代初，就提出了制订全苏统一的烟煤和无烟煤分类的任务，但至今尚未见到结果。 （4）在炼焦煤范围内，基本上是按挥发分划分牌号（大类），在同一牌号内再按粘结性划分组（小类）（但对弱粘煤CC则另立牌号，不受按挥发分划分牌号的限制）。在按组别（小类）分配与使用时，这样的划分在实用上也是可以的，但若按牌号（大类）分配与使用时，这样的划分是有很大缺点的。八、 国际煤分类 第二次世界大战以后，煤炭贸易量大增，特别是西欧在贸易往来上常常由于产煤国和使用国各自采用本国分类法以致概念含混，这就急需有一个共同的分类标准，以避免往往对相似煤种都用好几个不同的术语去称呼它，而对不同的煤种却又没有共同的标准去评价它。 根据这一需要，1949年设在日内瓦的联合国欧洲经济委员会煤炭委员会成立了国际煤分类的工作组，奥地利、比利时、捷克斯洛伐克、丹麦、西德、法国、希腊、美国、南斯拉夫等国参加了分类的各阶段工作。工作组的基本工作是互换各国现行分类和取样分析方法，交换代表煤样。通过对各国煤样的了解及分析结果的比较，认为不少国家分类方法是相似的，并且只要有一致的分析方法，各国分析的精确度是可以满足国际煤分类要求的。 在1953年的工作组第八次会议上通过了分类草案，并由煤炭委员会发至各参与国家要求试用两年。1956年联合国欧洲经济委员会以E/ECE/247文件正式公布了“烟煤国际分类”，见表12。此后，这个分类再没有进行过修改。（2）关于划分统计组的原则。除很低挥发分、没有粘结性的、两组外，其他的煤以Vr=28为界分成两部分，对Vr28的高挥发煤，按粘结性的强弱划成5个统计组，Vr不再作为划分的指标。每一统计组内的粘结性（综合考虑快速加热和慢速加热时的粘结性）是比较接近，不同统计组的粘结性不同，没有重叠。也就是实行了按“等粘结性范围”的划分原则。对于Vr28的煤，对LR45的粘结性较差的，按“等粘结性范围”划成2个统计组，对LR45的粘结性较好的，则以Vr=20为界划成Vr20和Vr20两个统计组。 对于以焦煤的划分为重点的分类而言，按“等粘结性范围”划统计组（大类）是有益的，但对Vr基本上只考虑28这一条线是不足的，因为Vr也是反映炼焦性质的一个重要指标，在同一统计组内，Vr的范围过大，必然使其炼焦性质相差很大。如在VC组内，包含有2和2这两种炼焦性质相差甚大的煤，在VD组内，包含有2和2这两种炼焦性质相差甚大的煤。即使对于“等粘结性范围”，有的范围也过大，如在VB、VC中，粘结性的范围就很大。这会使相同统计组内煤的炼焦性质相差很远。 国际煤分类经过一个阶段试用后，不少国家做了对比，由于采用了共同指标，就可以清楚地看到各国煤炭资源的判别和各国煤炭所处的类别。图5是美、英、西德、法、波等国家煤炭资源所处的类别。按美（M）英（E）德（D）法（F）波（P）5个符号注于每个分类号的方法中来表示。 700、911、912。（2）有些煤种是某一国家所独有的，其他各国也是少见的；例如英国的422、421、412、411、621、612、611、532；波兰的812、822、832、823；美国的734、823、822。（3）除德国外，其他几个国家的高挥发分煤都比较丰富，但美国煤集中在结焦性较好的区域，波兰和英国有很多煤是结焦性很差的。法国还有一些低挥发分结焦性较差的煤。九、 总结1 关于高、低挥发分煤的定义 把煤初步划分成高或低挥发分煤是有利于开发和使用的。这种划分方法既根据了煤的工艺性质和使用范围，又结合了本国的资源情况。例如英、美的高挥发分煤多，在煤的分类上特别注明“高挥发分煤”类别。有些国家虽不定名为高挥发分煤，但用气煤、焰煤等名词可更确切地反映它的性质，有意识地和主要炼焦煤相区别。与此相似，对于比主要炼焦煤的结焦性能差和挥发分较低的煤，只宜作为配入煤种来炼焦的，则称为低挥发分煤，英美则在分类上有此注明，其它国家则定名为半焦煤，瘦煤或半肥煤等等。至于划分标准，则根据本国资源的具体情况，美国烟煤中大多是高挥发分煤，所以将挥发分（指无灰干基，下同）31%的定名为高挥发分煤。在英国全部的煤贮量中，有80%相当于气煤、长焰煤、8%相当于肥煤、焦煤，9%相当于贫煤、瘦煤，3%为无烟煤，所以把挥发分32%的定名为高挥发分煤。西德全部贮量中的49%相当于肥煤、焦煤，29%相当于气煤，22%相当于贫煤、瘦煤，中等挥发分的主要炼焦用煤很丰富，所以将挥发分28%的定名为气煤。一些国家高、低挥发分煤划分界限列于表14。除了美国，它的粘结性一般较好，把粘结、不粘结大致区分，再以第二个指标用发热量将高挥发分煤进一步划分外，其它国家都是以粘结性或结焦性作为第二个指标。英国煤的粘结性较差，所以它将高中低挥发分的煤再按其结焦性区分为强粘、中粘、弱粘、微粘等级别，以便炼焦和煤气工业的利用。有些国家虽然在分类上并不指出其粘结性高低程度，但是把强粘结性煤名命为焦煤、肥煤，把弱粘结性煤名命为瘦煤、1/4肥煤、气煤等等。这种名词既不统一也不完全确切，只不过反映了各国的习惯用语而已。有的国家为使分类更好地服务于不同的工艺用途，还采用了辅助指标，例如采用发热量指标进一步区分燃料用煤以及低变质程度煤的较为普遍。在炼焦用煤方面。波兰以奥亚膨胀度为辅助指标来进一步区分炼焦用煤。 在具体采用分类指标方面，以表征粘结性和坩埚序数最为普遍（如法、德、意、日本），这一指标较为粗略，测试方法简单，对于本国煤的性质变化不太大时较为可行。英国煤粘结性差，且挥发分接近的煤往往粘结性有很大差别，所以采用了葛金指数。葛金指数的结焦性指标区分能力很广，但是测试方法较繁，且人为主观因素较大。波兰采用罗加指数，是个粘结性指标，但比坩埚膨胀序数划分较精确，也较适合粘结性较差煤的分类，缺点是它还不足以反映煤的结焦特性，所以波兰新的分类中再次采用奥亚膨胀度为辅助指标，将用于炼焦的煤种进一步区分。奥亚膨胀度是一个结焦性指标，从测试原理上概括了煤的加热后塑性范围、气体析出速度、煤软化后的流动度和膨胀收缩的程度，所以它的指标与葛金指数、胶质层厚度（Y值）有较好的相关。测试结果的重复性好，对结焦性能好的煤的区分能力强是其优点；但设备加工比较困难，对结焦性能差的煤的区分能力弱是其不足。上述4个指标各国均较通用，所以国际煤分类中这4个指标是共用的。 本节中所述“粘结性”和“结焦性”的概念系按国际分类中的叙述，即在快速加热条件下测得的为粘结性，在慢速加热（3/min）条