大商所焦煤基础知识讲座之三

　　大商所焦煤质量指标体系包括工业分析指标、岩相分析指标和小焦炉实验指标，其中工业分析指标包括灰分、硫分、挥发分、胶质层最大厚度、粘结指数以及水分，岩相分析指标包括镜质体随机反射率的标准差，小焦炉实验指标包括焦煤小焦炉实验生成焦炭的反应后强度指标。

　　1．灰分

　　灰分不是焦煤的固有成分，全部来自矿物质。没有经过处理的焦煤原煤灰分含量高，须经过洗煤剔除杂质。在焦炭生产中，焦煤的灰分几乎全部转入焦炭，对焦炭产生不利影响，并影响炼铁生产。

　　在GB/T 397—2009 《炼焦用煤技术条件》中，灰分在5%—14%间被平均分为14个等级，绝大部分企业灰分不允许超过12%。根据检验数据，84.2%的样本数据位于11.5%以下，结合焦化厂生产的实际需求和焦炭替代品范围推算，将灰分在11.5%以下（含）的焦煤作为可供交割品，即灰分为13级以下的焦煤都可以用于交割，并且将[10.0%，11.5%]灰分的焦煤作为交割标准品，小于10.0%的焦煤作为替代交割品。并根据钢厂和焦化厂生产的习惯，将替代交割品的灰分分为两个档次：[9.0%，10.0%）灰分的焦煤为第一档，小于9.0%的焦煤为第二档。

　　根据焦煤与焦炭灰分的转换关系，以及焦炭灰分对炼铁过程的影响来计算灰分的升贴水。根据生产统计，一吨炼焦煤灰分每增加0.1%，消耗一吨炼焦煤增加成本7.2—8.28元/吨，取下限7.20元/吨，假设焦煤在配煤中的比例取较高30%的比例，约为2元/吨。因此，将灰分每减少0.1%，升水设为2元/吨。考虑到小焦炉试验指标暂不设置升贴水，为使质量指标体系贴近现货贸易实际，不宜针对灰分指标设置过多升水，因此将灰分升水区间最低设置在9.0%，低于9.0%时，视同为9.0%，不再增设升水。

　　2．硫分

　　硫是煤中的主要有害元素，焦炭中硫分70%—90%为炼焦原料煤中的硫分转化而来。硫分影响焦煤品质和炼焦化学产品的质量，腐蚀设备，使生铁具有热脆性，生铁允许的最高含硫量为0.074%。根据统计，焦炭硫分每增加0.1%，石灰石和焦比分别增加2.0%，生铁减产2%—2.5%。

　　在GB/T 397—2009 《炼焦用煤技术条件》中，硫分在0.31—1.75%间平均分为6个等级。焦煤期货标准品硫分设为[1.10%，1.40%]，替代交割品硫分小于1.10%，且分为两档，硫分在[0.80%，1.10%）的焦煤为第一档，硫分小于0.80%的焦煤为第二档。

　　硫分升贴水设置主要考虑硫分对生产造成的影响。根据统计，一吨炼焦煤硫分每增加0.01%，相当于每消耗1吨炼焦煤增加成本3.91—4.18元/吨，取下限3.91元/吨，按照焦煤在配煤中30%的比例，相当于焦煤成本变动大约1元/吨。因此，硫分每减少0.01%，升水设为1元/吨。考虑到小焦炉试验指标暂不设置升贴水，为使质量指标体系贴近现货贸易实际，不宜针对硫分指标设置过多升水，因此将硫分升水区间最低设置在0.80%，低于0.80%时，视同为0.80%，不再增设升水。

　　3．挥发分

　　挥发分是判断煤炭煤化程度的重要指标。炼焦过程中，除了生成焦炭，还形成煤焦油、粗苯、氨、焦炉煤气等化产品，化产品的产率影响焦化企业的整体收益，挥发分越高，化产品的产率也越高。焦炭挥发分是焦炭成熟度的判断指标，焦炭挥发分大于1.5%，则焦炭偏生，挥发分低于0.5%—0.7%，则焦炭过火，容易碎。

　　根据统计，挥发分的均值和中位数为21%。为与国标统一，焦煤标准品挥发分范围为16%—28%。挥发分对焦化生产的影响很难量化，挥发分高，影响焦炭质量，但增加了化产品产率，增加收益，因此不设替代品和升贴水。

　　4．胶质层最大厚度

　　煤在热解过程能形成胶质体是作为焦炭生产原料的基础条件。胶质层最大厚度可以反映粘结性的好坏，胶质层最大厚度越大，煤的粘结性越好，但胶质层最大厚度难以保证焦煤的结焦性。

　　在GB/T 5751—2009 《中国煤炭分类》中，规定焦煤的最大角质层厚度的上限为25mm，无下限规定。从检验数据看，焦煤胶质层最大厚度分布范围较广，有些优质山西焦煤仅为10mm，12mm以下的占比达14.3%。考虑到胶质层最大厚度仅是表征粘结性的指标，且该数值变化范围广。因此遵照国标，不设置下限。胶质层最大厚度大于25mm可作为替代品，不设置升贴水。

　　5．粘结指数

　　煤的粘结性是指煤在工业条件下隔绝空气受热后能否炼成优质焦炭的性质。粘结性好的煤，结焦性不一定好，但是结焦性好的煤，粘结性一定好。罗加指数和粘结指数是测定煤的粘结性最常用指标。我国在分析了罗加指数的优缺点后，提出了表征烟煤粘结性的粘结指数指标，记为G，该指标是我国新的煤炭分类国家标准中确定烟煤工艺类别（简称牌号）的主要指标之一。根据调研，大型钢厂的自有焦化厂一般对焦炭的反应后强度指标要求较高，而提高主焦煤的粘结性是焦炭反应后强度质量指标的重要保证。

　　在我国煤炭分类国标GB/T 5751—2009 中，焦煤粘结指数的最低下限为50。根据调研，焦化厂使用的主焦煤粘结指数都在65以上，从检验数据看，粘结指数检验数据的平均值为78.2，达到入库标准的焦煤占68.9%，达到出库标准的占89.2%。

　　大商所焦煤期货仓单有效期大致为1个月，大部分焦煤粘结指数在仓单有效期内可能发生2—3个点的变化，因此对出库和入库指标实行差异化设置，基准品入库指标不低于75，出库指标不低于65，可覆盖粘结指数指标变化的范围。由于粘结指数难以通过量化方法计算对焦化收益的影响，因此不设置替代品和升贴水。

　　6．小焦炉实验生成焦炭反应后强度（CSR）

　　结焦性是衡量焦煤性质的重要指标，目前我国煤炭质量评价体系中没有指标可以直接对结焦性进行判断。实际生产中，焦化企业进行小焦炉实验检测结焦性，在我国焦化产业得到广泛认可，已成为检测结焦性的习惯做法。

　　根据国内企业对结焦性的判断方法以及国外煤炭分类习惯，将小焦炉实验反应后强度检测值50作为标准。检验数据平均值为64，满足交割标准品要求的焦煤占96.2%。从满足消费企业最低炼焦需求和简化质量指标体系的角度考虑，将焦煤标准品的小焦炉实验CSR设置为高于50%，不设置升贴水。

　　7．镜质体随机反射率标准差（S）

　　煤岩分析可以确切地评价煤炭的炼焦特性，预测焦炭强度，指导配煤。根据GB/T6948—2008，焦煤镜质体随机反射率的描述指标包括均值、标准差以及频率直方图的凹口数。焦煤基准品的质量指标设置基本参考了国标规定的数值范围，镜质体随机反射率标准差确定为小于等于0.13，但不包含凹口数的规定。焦煤镜质体随机反射率标准差是认定混煤程度的依据，不设置替代品和升贴水。

　　8．全水分

　　焦煤中水分按存在形态的不同分为游离水和化合水，焦煤中的全水分是指游离水。水分对炼焦过程产生重要影响，水分过大，汽化吸收的热量就越大，从而延长结焦时间，使焦炭产量降低。

　　根据检验数据，水分检验数据的平均值为8.78%，97.1%的检验数据处于区间[7，10]上。按照GB/T 397—2009 《炼焦用煤技术条件》要求在8%以下（包括8%），可满足焦化企业生产需要，因此选用国标的数值设定，不直接设置升贴水，超出部分按实际水分四舍五入至小数点后一位扣重。