【正文】 貫在 8%11%，最好控制在 9%10%。因此，在配煤之前，對(duì)煤料的水分要嚴(yán) 9 格控制。 4）煤料的搗固 煤料在煤箱內(nèi)用搗固錘搗成煤餅。煤餅的尺寸應(yīng)與焦?fàn)t炭化室尺寸相當(dāng)，其長(zhǎng)度應(yīng)較炭化室有效長(zhǎng)度小 250mm 左右，高度應(yīng)較炭化室高度低 200300mm，寬度應(yīng)較炭化室寬度窄 4060mm。 5）搗固設(shè)備 它包含料倉(cāng)、給料機(jī)、搗固機(jī)和搗固煤箱。炭化室高4m的機(jī)械約重 450t，炭化室高 6m的機(jī)械約 1350t。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的模式均為離式的，即料倉(cāng)、給料機(jī)和搗固機(jī)組合成一個(gè)固定的地面搗固站，搗固煤箱與推焦機(jī)組合成裝煤推焦機(jī)（成為移動(dòng)機(jī)械）。 6）搗 固煉焦效果 裝爐煤料搗固成煤餅后裝爐，其體積目睹可以提高到 9501150kg/m3，重量增加 27%。煉出的焦炭比頂裝焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭 M40提高 1%6%， M10 降低 2%4%，反應(yīng)后強(qiáng)度（ CSR）提高 1%6%。在相同焦炭質(zhì)量下，可多用 20%~25%的高揮發(fā)分弱粘結(jié)性煤，可使入爐煤料中高揮發(fā)分弱粘結(jié)性煤的配入量高達(dá) 70%80%。 第二節(jié)搗固煉焦機(jī)械 搗固機(jī) 搗固機(jī)是將煤槽中的煤粉搗實(shí)并最終形成煤餅的機(jī)械。有可移動(dòng)式的車(chē)式搗固機(jī)和固定位置連續(xù)成排搗固機(jī)兩種。可移動(dòng)式的搗固機(jī)上有總行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)搗 固機(jī)上有 24 個(gè)搗固錘，由工人操作，沿煤餅方向往復(fù)移動(dòng)，分層將煤餅搗實(shí)，煤塔給料器采用人工控制分層給料的方式。連續(xù)搗固機(jī)的搗固錘頭多，沿煤餅排開(kāi)。在加煤時(shí)，錘頭不必來(lái)回移動(dòng)或在小距離內(nèi)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)搗固，煤塔給料器采用自動(dòng)控制均勻薄層連續(xù)給料。 裝煤推焦機(jī) 搗固焦?fàn)t的裝煤推焦車(chē)完成的功能除了有頂裝焦?fàn)t推焦機(jī)的摘門(mén)、推焦外，增加了推送煤餅的操作，取消平煤操作。相應(yīng)的車(chē)輛上增加了搗煤餅用的煤槽及往爐內(nèi)送煤餅的托煤板等機(jī)構(gòu)，取消了平煤機(jī)構(gòu)。 通常裝煤箱的一側(cè)是固定壁，另一側(cè)是活動(dòng)壁，裝煤餅前活動(dòng)壁張開(kāi)，行程約 20mm。煤箱前部有一可張開(kāi)的前臂板，裝煤餅時(shí)打開(kāi)，煤餅由此推 10 出。煤餅箱后部有一頂板，裝煤時(shí)與托煤板一起運(yùn)動(dòng)，裝完煤抽托煤板時(shí)由煤箱側(cè)壁鎖緊機(jī)構(gòu)夾住，頂住煤餅，抽完托煤板后，夾緊機(jī)構(gòu)放開(kāi)，由卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)拉回。 煤餅箱下有托煤板，有一鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，在裝煤時(shí)托著煤餅一起進(jìn)入炭化室，裝完煤后抽出。 消煙車(chē) 消煙車(chē)的作用是將在推送煤餅過(guò)程中產(chǎn)生的大量荒煤氣抽出燃燒，廢氣經(jīng)洗滌處理后外排。消煙車(chē)通常有燃燒室、洗滌器、脫水器、風(fēng)機(jī)、供水槽、排水槽及車(chē)體的鋼結(jié)構(gòu)與走行機(jī)構(gòu)等組成。 復(fù)習(xí)思考題 搗固煉焦的基本原理？ 答：一般采用高揮發(fā)分弱粘結(jié)性或中等粘結(jié)性煤作為煉焦的主要配煤組分。將煤粉碎至一定細(xì)度后，用機(jī)械搗固成煤餅，送進(jìn)焦?fàn)t 炭 化室內(nèi)煉焦。 搗固煉焦的技術(shù)要求？ 答： 1）煤質(zhì)要求搗固煉焦采用高揮發(fā)分弱粘結(jié)性煤或中等粘結(jié)性煤為配煤的主要組分，要求揮發(fā)分在 30%左右，粘結(jié)性指標(biāo) y值 1114mm。 如用 60%70%的高揮發(fā)分氣煤或 1/3 焦煤，配以適量的焦、瘦煤，則其搗固煉焦的效果更好。 2）煤料粉碎為了確保搗固煤餅的穩(wěn)定性，搗固煤料的粉碎度應(yīng)保持在粒度≤ 3mm 的占 90%~93%，其中粒度∠ 的應(yīng)在 40%50%之間。 3）煤料水分搗固煤料的水分是煤粒之間的粘結(jié)劑，水分少于 8%時(shí)，煤餅松散，不能粘結(jié)在一起；水分過(guò)大時(shí)，煤餅容易塌落，合適的水分應(yīng)在8%11%，最好控制在 9%10%。因此，在配煤之前，對(duì)煤料的水分要嚴(yán)格控制。 4）煤料的搗固煤料在煤箱內(nèi)用搗固錘搗成煤餅。煤餅的尺寸應(yīng)與焦?fàn)t炭化室尺寸相當(dāng)，其長(zhǎng)度應(yīng)較炭化室有效長(zhǎng)度小 250mm 左右，高度應(yīng)較炭化室高度低 200300mm，寬度應(yīng)較炭化室寬度窄 4060mm。 11 第 三 章焦?fàn)t概述 第一節(jié)焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)及爐型 一、焦?fàn)t爐型的分類 根據(jù)火道結(jié)構(gòu)形式的不 同，焦?fàn)t可分為二分式焦?fàn)t，雙聯(lián)火道焦?fàn)t及少數(shù)的過(guò)頂式焦?fàn)t。根據(jù)加熱煤氣種類的不同，焦?fàn)t可分為單熱式焦?fàn)t和復(fù)熱式焦?fàn)t。根據(jù)煤氣入爐的方式不同，焦?fàn)t可分為下噴式焦?fàn)t和側(cè)入式焦?fàn)t。 二、現(xiàn)代焦?fàn)t的結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代焦?fàn)t雖有多種爐型，但都有共同的基本要求： ① 焦并長(zhǎng)向和高向加熱均勻，加熱水平適當(dāng)，以減輕化學(xué)產(chǎn)品的裂解損失。 ② 勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率高。 ③ 加熱系統(tǒng)阻力小，熱工效率高，能耗低。 ④ 爐體堅(jiān)固、嚴(yán)密、衰老慢、爐齡長(zhǎng)。 ⑤ 勞動(dòng)條件好，調(diào)節(jié)控制方便，環(huán)境污染少。 炭化室 增大炭化室的容積是提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力的主要措施之一。 (1)、炭化室的長(zhǎng)度 大型焦?fàn)t一般為 13～ 16米，隨著長(zhǎng)度的增加，焦?fàn)t的生產(chǎn)能力成比例地增加，長(zhǎng)度增加的極限取決于技術(shù)裝備的條件。炭化室的有效長(zhǎng)度取決于爐門(mén)及襯磚的厚度，此厚度一般為 365～ 420mm。 (2)、炭化室的高度 大型焦?fàn)t一般為 4～ 6米。增加高度可以增加焦?fàn)t的生產(chǎn)能力，且由于煤料堆密度的增加而有利于焦炭質(zhì)量的提高，但受到高向加熱均勻性的限制，而且爐門(mén)、爐門(mén)框生產(chǎn)時(shí)的清掃都將增加困難。 （ 3）炭化室寬度 炭化室的寬度對(duì)焦?fàn)t的生產(chǎn)能力與焦炭質(zhì)量均有影響，增加寬度雖 然 焦?fàn)t的容積增大，裝煤量增多，但因煤 料傳熱不良，隨炭化室寬度的增加，結(jié)焦時(shí)間大為延長(zhǎng)，結(jié)焦速度降低。 12 燃燒室 （ 1）結(jié)構(gòu)形式與材質(zhì) 燃燒室火道一般分為二分式和雙聯(lián)火道式兩種，國(guó)內(nèi)個(gè)別老焦?fàn)t還有過(guò)頂式。二分式焦?fàn)t的最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，異向氣流接觸面少，但由于有水平集合煙道，使氣流沿燃燒室長(zhǎng)向分配不易均勻，同時(shí)削弱了砌體的強(qiáng)度。雙聯(lián)火道結(jié)構(gòu)，具有加熱均勻，氣流阻力小，砌體強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但異向氣流接觸面多，焦?fàn)t老齡時(shí)易串漏，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，磚型多，故我國(guó)小型焦?fàn)t均不采用。 燃燒室材質(zhì)一般均用硅磚砌筑。為進(jìn)一步提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力和焦?fàn)t的強(qiáng)度，有發(fā)展為 采用高密度硅磚的趨勢(shì)。 （ 2）高向加熱 高低燈頭系雙聯(lián)火道中單數(shù)火道低燈頭、雙數(shù)火道高燈頭，使火焰在不同的高度燃燒。由于高燈頭高出火道底面一段距離才送出煤氣，自斜道來(lái)的空氣常易將高燈頭下面磚縫的石墨燒掉，造成串漏。廢氣循環(huán)是目前實(shí)現(xiàn)燃燒室高向加熱均勻簡(jiǎn)單而有效的方法。此法的原理是利用循環(huán)廢氣降低可燃?xì)怏w混合物中可燃成分的濃度，減慢燃燒速度，從而拉長(zhǎng)了火焰，使高向加熱均勻。 （ 3）加熱水平高度 它影響爐頂空間結(jié)石墨的程度和化學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量。加熱水平高度由以下三個(gè)部分組成：一是煤線距炭化室頂部的距離，即為爐頂空間 高度，一般大型焦?fàn)t為 300mm，中小型焦?fàn)t為 150200mm；二是煤料結(jié)焦后的垂直收縮量，它取決于煤料的收縮性及炭化室的有效高度，一般為有效高度的 57﹪ ；三是考慮到燃燒室頂對(duì)焦炭的傳熱，炭化室中成熟后的焦餅頂面高應(yīng)比燃燒室頂面高出 200300mm（大焦?fàn)t）或 100150mm（小焦?fàn)t）。 蓄熱室 對(duì)于蓄熱室的基本要求是氣流分配均勻，蓄熱效率高，串漏少和防止局部高溫。 當(dāng)蓄熱室上升氣流時(shí)，廢氣盤(pán)關(guān)閉，蓄熱室下降氣流時(shí)則空氣盤(pán)關(guān)閉。 13 上升氣流由小煙道一側(cè)的空氣盤(pán)進(jìn)入，經(jīng)蓄熱室上升，在燃燒室燃燒后廢氣從相 鄰蓄熱室下降，并由小煙道另一側(cè)的廢氣盤(pán)排出 蓄熱室隔墻的爐頭部位，因受外界大氣溫度的影響，溫度波動(dòng)較大，硅磚砌成的爐頭隔墻易產(chǎn)生一些裂紋，因此有些焦化廠的焦?fàn)t在蓄熱室爐頭部位也采用高鋁磚直縫結(jié)構(gòu)。 蓄熱室的封墻一定要注意隔熱，要注意嚴(yán)密，封墻一般用粘土磚及隔熱磚砌成，總厚度約為 400mm。 斜道區(qū) 蓄熱室和燃燒室間借助于斜道相互連通，斜道所在的砌體稱為斜道區(qū)。由于斜道是斜的，而且上下口徑又不相等，不同氣流相互交叉，又有磚煤氣道和膨脹縫，所以斜道區(qū)的結(jié)構(gòu)是焦?fàn)t中磚型最多，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，砌筑要求最嚴(yán)格的部位。 側(cè)入式焦?fàn)t，各燒嘴斷面積之和約為水平磚煤氣道斷面的 60~70％ 為宜，太大則各燒嘴的調(diào)節(jié)靈敏性差；太小則增加磚煤氣道內(nèi)煤氣壓力，易漏氣，且除碳空氣不易進(jìn)入，容易使磚煤氣道堵塞。 基礎(chǔ)平臺(tái)與煙道 基礎(chǔ)位于爐體的底部，它支撐整個(gè)爐體，爐體設(shè)施和機(jī)械的重量，并把它傳到地基上去。大型焦?fàn)t的基礎(chǔ)均用鋼筋混凝土澆灌而成，小型焦?fàn)t的基礎(chǔ)一般不需配筋，只有當(dāng)?shù)鼗耐临|(zhì)不均勻時(shí)，才配少量鋼筋。 爐頂 炭化室封頂磚以上部位為爐頂。砌有裝煤孔、上升管孔、看火孔、烘爐孔及拉條溝等。為減少爐頂散熱，改善爐頂?shù)牟僮鳁l件，爐頂不 受壓部位砌有隔熱磚。爐頂厚度一般為 9001200mm。在多雨地區(qū)，爐頂最好有一定的坡度以供排水。 第二節(jié)護(hù)爐設(shè)備 一、護(hù)爐設(shè)備的作用 14 護(hù)爐設(shè)備的主要作用是利用可調(diào)節(jié)的彈簧的勢(shì)能，連續(xù)地向砌體施加足夠的、分布均勻合理的保護(hù)性壓力，使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整、嚴(yán)密，從而保證焦?fàn)t的正常生產(chǎn)。 爐體縱向膨脹及護(hù)爐設(shè)備的作用 爐體縱向膨脹靠設(shè)在斜道區(qū)和爐頂區(qū)的膨脹縫吸收，正常情況下，抵抗墻只產(chǎn)生有限的向外傾斜，砌體在縱向膨脹時(shí)對(duì)兩端抵抗墻產(chǎn)生向外的推力。與此同時(shí)，抵抗墻和縱拉條的合結(jié)構(gòu)給砌體 以保護(hù)性壓力。 縱拉條失效是抵抗墻向外傾斜的主要原因，這不僅不利于爐體的嚴(yán)密性，而且使炭化室墻呈扇形向外傾斜。 爐體橫向膨脹及護(hù)爐設(shè)備的作用 爐體橫向（即燃燒室長(zhǎng)向）膨脹不設(shè)膨脹縫，烘爐期間，隨爐溫升高爐體橫向逐漸伸長(zhǎng)。投產(chǎn)后 4 .2 年內(nèi)，由于二氧化硅繼續(xù)向鱗石英轉(zhuǎn)化，爐體繼續(xù)伸長(zhǎng)，以后逐漸穩(wěn)定。正常情況下，年伸長(zhǎng)量在 5mm以下。要求護(hù)爐設(shè)備加給砌體的高向保護(hù)性壓力，應(yīng)同各部位的膨脹量相適應(yīng)。 護(hù)爐設(shè)備的其它作用 在結(jié)焦過(guò)程中煤料膨脹以及推焦時(shí)焦餅壓縮所產(chǎn)生的側(cè)壓力，使燃燒室整體受彎曲應(yīng)力，在伸長(zhǎng) 的一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力。爐墻內(nèi)從炭化室側(cè)到燃燒室側(cè)的溫差，也使炭化室墻產(chǎn)生拉應(yīng)力。因此護(hù)爐設(shè)備的作用也在于用保護(hù)性壓力來(lái)抵消這些拉應(yīng)力。此外，開(kāi)關(guān)爐門(mén)時(shí)爐體受到強(qiáng)大的沖力。摧焦時(shí)焦餅被壓縮后產(chǎn)生的靜彎摩擦力等，都需要護(hù)爐設(shè)備將砌體箍緊，才能具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，爐柱還是機(jī)焦側(cè)操作臺(tái)和集氣管等設(shè)備的支架。 二、保護(hù)板和爐門(mén)框 保護(hù)板與爐門(mén)框的主要作用是將保護(hù)性壓力均勻合理地分布在砌體上，同時(shí)保證爐頭砌體、保護(hù)板、爐門(mén)框和爐門(mén)刀邊之間的密封。因此，要求其緊靠爐頭且彎曲度不能過(guò)大。 爐門(mén)框是固定爐門(mén)的，為此要求爐門(mén) 框有一定的強(qiáng)度和剛度，加工面應(yīng)光滑平直，以使與爐門(mén)刀邊嚴(yán)密接觸，密封爐門(mén)。爐門(mén)框安裝時(shí)，應(yīng)垂直 15 對(duì)正，四周均勻填好密封材料，并使其壓緊。爐門(mén)框周邊的筋可以減少爐門(mén)冒出的煙火直接接觸爐柱，起保護(hù)爐柱的作用，故不能過(guò)矮。生產(chǎn)中，爐門(mén)框的刀封面應(yīng)保持清潔，爐門(mén)刀邊才能與其嚴(yán)密接觸，避免冒煙冒火。 三、爐柱、拉條和彈簧 爐柱的作用 爐柱是用工字鋼（或槽鋼）焊接而成的，也可由特制的方型的空心鋼制成，安裝在機(jī)、焦側(cè)爐頭保護(hù)板的外面，由上下橫拉條將機(jī)、焦兩側(cè)的爐柱拉緊。上部橫拉條的機(jī)側(cè)和下部橫拉條的機(jī)焦兩側(cè)均裝有大彈簧 。焦側(cè)的上部橫拉條因受焦并推出時(shí)燒烤，故不設(shè)彈簧。爐柱內(nèi)沿高向裝有若干小彈簧。爐柱是護(hù)爐設(shè)備的最主要的部件。 爐柱的作用就是將彈簧的壓力傳給爐體，只要這個(gè)壓力使磚的裂縫和磚縫始終處于壓縮狀態(tài)，就可以控制爐體伸長(zhǎng)，使?fàn)t體完整嚴(yán)密。爐柱還起著架設(shè)機(jī)、焦側(cè)操作臺(tái)、支撐集氣管的作用。 生產(chǎn)上一般采用三線法測(cè)量爐柱的曲度。三線法是在焦?fàn)t兩端抵抗墻，分別在爐門(mén)上下橫鐵和篦子磚的標(biāo)高處，設(shè)置上中下三個(gè)測(cè)線架沿焦?fàn)t爐組方向安裝三條直徑為 1～ ，三條線應(yīng)在同一垂直平面上，不使碰觸任何物體，然后測(cè)出 從爐柱到鋼絲的水平距離，其計(jì)算公式為： W＝ (ab)+(cd)h/ H W爐柱曲度 a上線到爐柱的距離 b中線到爐柱的距離 c下線到爐柱的距離 h上線到中線的距離 H上線到下線的距離 爐柱曲度的測(cè)量周期規(guī)定：每月測(cè)量一次，爐柱每年刷油保養(yǎng)一次。在測(cè)量時(shí)，注意視線垂直于鋼板尺，鋼板尺應(yīng)水平放置，尺上的刻度線應(yīng)平行于鋼絲線，讀出鋼絲到各測(cè)定點(diǎn)的距離，并作好記錄。測(cè)量數(shù)據(jù)必須與 16 上次的測(cè)量數(shù)據(jù)相比較，超過(guò)允許公差時(shí)，應(yīng)及時(shí)找出原因，并加以處理。爐柱曲度正常不超過(guò) 25mm，調(diào)節(jié) 時(shí)應(yīng)結(jié)合彈簧壓力，爐柱與保護(hù)板間隙的情況綜合考慮。曲度最大不能超過(guò) 50mm。在確定爐柱曲度時(shí)，應(yīng)注意到由公式法或圖表法得出的曲度應(yīng)減去爐柱自由狀態(tài)下的曲度，才是由于爐體膨脹使?fàn)t柱產(chǎn)生的實(shí)際曲度。 拉條 焦?fàn)t用的拉條分為橫拉條和縱拉條兩種。橫拉條系 用∮ 50mm的圓鋼制成，沿燃燒室長(zhǎng)向安裝在爐頂和爐底。上部拉條放在爐頂?shù)拇u槽溝內(nèi)，下部拉條埋設(shè)在機(jī)、焦側(cè)的爐基平臺(tái)里。拉條的材質(zhì)一般為低碳鋼。它在250~350℃ 時(shí)強(qiáng)度極限最大，延伸率最低，隨溫度的升高，強(qiáng)度顯著下降，延伸率增大。上升管孔，裝煤孔等溫度較高處拉條 直徑往往變細(xì)，上升管附近除溫度較高外，還有氨水的腐蝕，故拉條變細(xì)更快。拉條變細(xì)可由大彈簧的負(fù)荷經(jīng)常變小來(lái)發(fā)現(xiàn)。 縱拉條是由扁鋼制成，設(shè)于爐頂。其作用是沿爐組長(zhǎng)向拉緊兩端抵抗墻，以控制焦?fàn)t的縱向膨脹?？v拉條兩端穿在抵抗墻內(nèi)，并設(shè)有彈簧組，保持一定的負(fù)荷?？v拉條對(duì)爐組，特別是對(duì)保持端部燃燒室的完好十分重要。 彈簧 分大小彈簧兩種。由大小彈簧組成彈簧組，安裝在焦?fàn)t機(jī)、焦側(cè)爐柱的上下橫拉條上。爐柱的高向不同部位還裝有幾組小彈簧。彈簧