在现代铸铁件生产中，仍大多数采用冲天炉熔炼（单独或与电炉双联），这是由于冲天炉具有综合能耗低、能满足大批量连续生产的要求、结构简单、操作方便等优点。随着环保技术、控制技术及精密铸造焦技术等的发展与进步，冲天炉熔炼有进一步扩大的趋势。

精密铸造型焦作为冲天炉熔炼的专用燃料，在研制工作中首先必须认识它在冲天炉熔炼过程中的作用，明确对它的要求。研究结果表明，在冲天炉熔炼过程中，焦炭的作用不仅是热量的主要提供者（占95%以上）而且是铁水过热区中的主要传热介质，过热的热量绝大部分是由焦炭直接传递给铁水滴（占85%以上）；同时焦炭也是铁水增碳和增硫的来源；除此之外，焦炭在熔炼过程中，处于燃烧高温状态下承受上部料柱的压力，以保持整个熔炼过程的正常、稳定、连续的进行。根据冲天炉熔炼过程中焦炭的作用，同时考虑到冲天炉结构及操作特点，提出对焦炭如下要求：

1. 含硫量较低

焦炭中的硫，在燃烧时一部分以SO2的形式随烟气排出，而大部的硫（主要是矿物硫和硫化铁硫）都转移到铁水和炉渣中，大量生产统计结果是，焦炭中的硫有60～70%转移到铁水中。对于铸铁件生产而言硫是有害元素，尤其是球铁、蠕铁件生产危害更大。冲天炉内不可能脱硫（高炉冶炼时炉内脱硫），因此，精密铸造焦要求硫尽可能低，考虑到我国实际条件，国家标准中要求硫含量低于0.8%（特级焦小于0.6%）。为了降低焦炭中硫含量，只有选用优质原煤及其它原料（如石油焦等），这在资源配置和生产成本均带来不利影响。

2. 反应性能低

冲天炉熔炼过程是将金属料块熔炼成一定温度和成份的铁水，因此通常炉内气氛呈弱氧化性。高炉冶炼是将铁矿石还原成铁，故炉内气氛必须是强还原性的。为此要求精密铸造焦的反应性能要低于冶金焦。炼焦工艺上采取延长结焦时间等措施是降低气孔率。铸造焦反应性能的降低，一方面能提高了高温区的范围，同时也提高了焦炭表面燃烧温度，这些都是对铁水过热十分有利的。气孔率的降低，在降低焦反应性能（即焦炭与CO2的反应）的同时，也降低了焦炭的燃烧速度（即焦炭与O2的反应）。过分降低气孔率会使炉内焦炭燃烧不能形成相对集中的高温区和获得最高的温度值，这对于铁水的过热十分不利。同时氧化区过于分散，事必造成炉内氧化性增强，元素烧损率升高，这在技术上和经济上都是不合理的。

3. 固定炭含量较高

为了获得高温铁水，要求炉内高温区的最高温度达到1800℃左右。要求焦炭中固定碳含量较高（即相应焦炭中灰份含量较低）。研究结果表明，焦炭中灰份降低1%，铁水温度提高10℃左右。国外甚至有固定碳含量达95%的铸造焦。在提高固定碳含量的同时，炉内铁水增碳率随之升高，炉料中的废钢用量也激剧增加，对于工业欠发达、废钢供应紧张的发展中国家，必须注意这一问题。我国精密铸造焦标准中，主要按焦炭中灰份含量的多少，分为三个级别，以适应不同生产的需要。即便是二级铸造焦的固定碳含量也在86%以上（灰份少于12%），远高于原来使用的地方焦和冶金焦固定碳含量。值得指出的是，为了提高固定碳含量，要求炼焦原煤的灰份含量降低，生产成本也相应提高。

4. 块度较大，强度较高

为保证冲天炉内焦炭燃烧区内的形成一定的高温区，断面温度分布均匀，以利于铁水滴充分得以过热，获得高温铁水，要求精密铸造焦的块度较冶金焦大。工艺上要求焦炭块度为冲天炉炉径的～。在投炉后，焦炭承受铁料块度的冲击而破碎，炉内焦炭实际块度还会降低一些，因此要求焦炭强度较高。冲天炉焦炭的破碎主要是由于金属料块冲击所致，故铸造焦采用落下强度，与此对应的是冶金焦主要承受磨擦作用而破碎，故采用转鼓强度。为提高块度和强度，在常规精密铸造焦生产中主要措施是采用结焦性能好的主焦煤，同时延长结焦时间，减少炼焦过程中产生的焦炭裂纹。炼焦时间的延长，焦炉产率下降，生产成本则相应升高，结焦性能好的主焦煤资源有限，价格较高，从而进一步提高生产成本。

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