第二章  焦炉构造

第一节  现代焦炉的分类

    现代焦炉一般按加热火道的组合形式，使用煤气种类及引入方式等特点进行分类。在实践中一般焦炉是综合上述两个特点来区分的。58型焦炉称为双联、下喷、复热式焦炉；66型焦炉称为两分、侧入式焦炉。我厂主要是58型焦炉，一焦炉是JN60-82型大容积焦炉，炭化室高6米，结构特点与58型焦炉相同；二焦炉是双联火道、煤气侧入、复热式仿58型焦炉，三、四、五焦炉是标准58-II型焦炉。

    一、按加热火道组合特点分类：

    （1）两分式：即燃烧室的火道按机、焦侧分成两部分，一侧是上升气流，另一侧是下降气流。在火道顶有一水平烟道相连。（2）双联式：燃烧室中每相邻火道联成一对，一个是上升气流，另一个是下降气流。我厂焦炉都是双联式。（3）上跨式：炭化室两边燃烧室，一边燃烧室呈上升气流，另一边是下降气流。两燃烧室是以跨过炭化室顶部的跨越孔相连通的。此各形式焦炉在我国已经很少见了。

    二、按加热方法分类：

    从炉体结构上只能用一种煤气加热的称为单热式，，可分为焦炉煤气单热式和高炉煤气单热式。可用两种以上煤气加热的称为复热式。我厂一、二、三、四、五焦炉均可采用高炉、焦炉煤气及二者混合煤气加热，均为复热式焦炉。

    三、按焦炉煤气供给方法分类：

1、侧入式：焦炉加热煤气由焦炉两侧水平砖煤气道进入燃烧室立火道。

2、下喷式：焦炉加热煤气由炉下经垂直砖煤气道进入燃烧室立火道。下喷式焦炉都有地下室，安放加热煤气管道。我厂二焦炉是侧入式，一、三、四、五焦炉是下喷式焦炉。

 

第二节 现代焦炉的构成

    现代焦炉主要由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室及炉顶区、焦炉基础、烟道、烟囱等部分组成。

    一、炭化室：是装煤炼焦的地方，在炭化室两端用炉门密封。顶部有装煤孔，为了顺利推焦，炭化室水平截面呈梯形，焦侧宽度大于机侧，两侧宽度差称为锥度。焦炉锥度一般为50mm；一焦炉为大容积焦炉锥度为60 mm.

    我厂焦炉炭化室尺寸如下：

┌───────┬────┬────┬────┬─────┐

│              │1#焦炉  │2#焦炉  │3#焦炉  │4、5#焦炉 │

│              │（mm）  │(mm)    │(mm)    │(mm)      │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室全高    │    6000│  4000  │   4300 │    4300  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室有效高  │    5650│  3700  │   4000 │    4300  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室全长    │  15980 │  1200  │   14000│   14000  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室有效长  │  15140 │ 11300  │   13280│   13280  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室平均宽  │  450   │   400  │     450│     450  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室锥度    │   60   │    40  │      50│      50  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室有效容积│   38.5 │ 16.724 │   23.9 │   23.9   │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│炭化室中心距  │   1300 │    1050│    1143│    1143  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│单孔装煤量    │   28.5 │   12.6 │ 17-18  │   17-18  │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│设计周转时间  │     20 │  16    │ 17.5   │   17.5   │

├───────┼────┼────┼────┼─────┤

│加热水平      │     900│   600  │     800│     800  │

    二、燃烧室：是煤气燃烧，给炭化室加热的地方；位于炭化室两侧，是焦炉温度最高区域，在推焦时受机械撞击，在砌筑燃烧室时，要选用荷重软化点高，导热性好的硅砖砌筑。每座焦炉的燃烧室数比炭化室多一个，其长度相同，燃烧室顶面标高低于炭化室顶面，两者之差称为加热水平。其目的是为了在上部和下部焦炭同时成熟的条件下，保持适当的炭化室顶部空间温度。燃烧室由若干立火道组成，以便于控制从机方到焦方的温度分布。同时相邻立火道间的隔墙也起着增加焦炉结构强度的作用。我厂所有焦炉都是双联火道带废气循环的，每对火道的隔墙上部有跨越孔，下部有循环孔。循环孔是改善焦炉高向加热的措施之一。在每个火道内部煤气与空气斜道口都装有调节砖，下喷式焦炉有垂直砖煤气道入口，有煤气喷嘴。燃烧室砌体的炉头，由于温度变化剧烈，容易间生裂缝，剥落和变形。故炉头适宜用耐急冷急热性好，又耐磨的耐火材料砌筑。

    三、斜道区：斜道区位于炭化室及燃烧室下面，蓄热室上面，是焦炉加热系统的一个重要部位，结构复杂，温度也较高。斜 道区内燃烧室与蓄热室相联接的通道称为斜道 。进入燃烧室的高炉煤气，空气及排出的废气均通过斜道。二焦炉焦炉在斜道区设有水平砖煤气道，并在蓄热室中心隔墙处按机焦侧隔开。在水平砖煤气道上，相应于多个立火道处，各有一个垂直主管与立火道相通。四#五#一#焦炉的垂直砖煤气道，通过斜道区把加热用的焦炉煤气导入各立火道内进行燃烧。

    四、蓄热室：蓄热室位于斜道下部，通过斜道与燃烧室相通，是废气与空气（或煤气）进行热交换的部位。在蓄热室里装有格子砖。当由主火道下降的炽热废气经过蓄热室时，其热量大部分格子砖吸收，每隔一定时间（一、二、三、四、五炉每隔20分钟）换一次向，进入冷空气或高炉煤气，格子砖又将热量传递给空气或高炉煤气。在焦炉整个时间内，蓄热室就是这样不断地进行热交换。使废气由1200左右经过蓄热室降低到400以下，而经过蓄热室的上升气体（空气或高炉煤气）被预热到1000以上，这样就可以回收废热并提高煤气与空气在火道内燃烧温度，使焦炉热效率提高。蓄热室是由小烟道、篦子砖、格子砖、隔墙、封墙等组成。

    1、小烟道位于蓄热室的底部，是蓄热室联接废气盘的通道。

    2、篦子砖：其作用主要是通过篦子砖孔径的改变，使气流沿蓄热室长度方向，根据加热要求合理分配，篦子砖有圆孔型与方孔型篦子砖两种。

    3、格子砖：它是热交换的介质，由于气流冷热变化频繁而剧烈，因此均采用耐急冷急热性能较好的粘土耐火材料制作。

    4、隔墙：中心隔墙处于蓄热室长向中间位置，将蓄热室按机焦侧隔开。单墙是相邻蓄热室同向气流的隔墙；主墙是不同气流蓄热室的隔墙，下喷式焦炉的砖煤气道在主墙内通过。

    5、封墙：是封闭机焦侧两端蓄热室洞口的墙，因蓄热室内处于负压，封墙严密隔热，如果不严密，外部冷空气就会吸入蓄热室，使端部格子砖温度降低，当用高炉煤气加热时，又会使高炉煤气燃烧从而降低炉头温度。如果隔热不好，蓄热室的热量又会通过封墙向外散失，从而降低热工效率并恶化蓄热室走廊操作环境。

    五、炉顶：焦炉炭化室盖顶砖以上的部位称为炉顶区，在该区域有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及烘炉道、拉条沟等。一、二焦炉炉顶每孔炭化室有四个装煤孔，三、四、五焦炉每孔炭化室有三个装煤孔。

六、焦炉基础平台、烟道与烟囱：焦炉基础平台位于焦炉地基之上。在焦炉炉体方向的两端部设有钢筋混凝土的抵抗墙，抵抗墙上留有纵拉条孔，焦炉砌砖基础平台上，依靠抵抗墙及纵拉条紧固炉体。烟道与烟囱虽不属于焦炉砌体的组成部分，但炉内燃烧产生的废气通过烟道由烟囱排出。我厂现代焦炉在结构上的主要区别是二焦炉分别在64年11月建成投产的，无地下室，高炉煤气侧入结构。三、四、五焦炉都是58型焦炉煤气下喷结构，一焦炉基本结构与58型相似，只是各部位尺寸不同。

 

第三节  焦炉的机械与设备

 

焦炉机械包括：装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车等，用以完成焦炉的装煤、出焦等操作。焦炉机械的配置，应满足焦炉生产规模的要求，保证焦炉按计划、均衡的完成作业任务。

 

一、            装煤车：

装煤车的作用是完成由煤塔取煤往炭化室装煤的操作。装煤车由钢结构、走行机构、闸板、导管机构、振煤机构、开关煤塔斗嘴机构以及气路系统、电路系统等组成。

（一）车体钢结构：

车体钢结构是由两根主梁和两根横梁构成的全车骨架，设有司机室和配电室，根据炭化室装煤孔的个数，装有相应的煤斗。

（二）走行机构：

走行机构由主动轮、被动轮、平衡轴及缓冲器组成，制动装置用于刹车。

（三）闸门及导套机构：

煤车斗嘴有闸门和伸缩套管，打开闸门即可向炭化室内装煤。为避免煤粉四散，装煤时，斗嘴下面的伸缩套落下，与装煤口紧紧连接。

（四）开煤塔斗嘴机构：

煤车自煤塔取煤时，应打开煤塔下部的斗嘴，使煤落入煤斗中。

（五）气路系统：

煤车设有空气压缩机系统，用于启动闸门，升降伸缩套，启闭煤塔斗嘴、风力振煤、走行气闸等。

装煤车的改进有：自动启闭炉盖、一次对位、自动扫炉盖和增设消烟除尘装置。

二、推焦车：

推焦车的作用是完成启闭机侧炉门、推焦、平煤的操作。

推焦车由钢结构、走行机构、平煤机构、摘门机构、气路系统、润滑系统等组成。

（一）车体钢结构：

推焦车是巨大的三层钢结构，最下层装置有推焦车的走行机构、空压机系统及配电室，第二层有推焦机构、摘门机构和平煤机构，第三层装置平煤杆、开小炉门机构及司机室。

（二）走行机构：

走行装置有四组平衡轮，每组2个走行轮，它有相同两套传动机同时驱动。

（三）推焦机构：

推焦机构是由电机通过一个渐开线减速机，驱动主动齿轮旋转，使下部带有齿条的推焦杆在支承辊上移动而进行推焦的，在减速机设有手摇装置，以备停电时将推焦杆从炭化室中退出，推焦杆设备有两个行程开关来控制推焦杆前后行程位置。

（四）摘门机构：

摘门机构作用是启闭机侧炉门。

摘门机构由拧丝机构、提门机构、移门机构组成，拧丝机构对入横铁螺丝后进行旋转便完成松紧螺丝工作。

提门机构完成吊起炉门工作，提门机构联动开小炉门装置，可同时打开或关闭小炉门。摘门机构设有顶钩及启闭横铁装置的顶炉门装置。

（五）平煤机构：

平煤机构的作用是扒平从炉顶装煤而形成的煤峰，使装煤量达到规定数量，并平通炭化室顶部空间，保证荒煤气顺利导出。

平煤机构由传动机构、平煤杆、双辊支架、钢绳拉紧机构、开小炉门机构和接煤槽及煤斗组成。

另外，平煤机构还包括活动接煤槽和煤斗。平煤过程中带出的煤，经接煤槽溜入下部的煤斗，煤斗设有气动或手动闸门，将小斗煤放到余煤提升机斗槽内。

（六）压缩空气系统：

推焦机的压缩空气，除用来消除炭化室顶部的石墨外，还用于开小炉门机构的汽缸，走行气动制动器、煤斗汽缸及清扫等。

（七）润滑系统：

推焦机所有润滑轴承都用中央油泵统一供油，分为推焦、平煤、启门三个油路系统，集中润滑采用手动干油泵压油。

三、拦焦车：

拦焦车的作用是启闭焦侧炉门，将炭化室推出的焦饼通过导焦槽导入熄焦车中，以完成出焦操作。拦焦车由摘门和导焦两大部分组成，拦焦车轨道设于焦侧操作台上。

拦焦车由钢结构车架、走行机构、导焦机构及电气系统组成。

（一）钢结构车架：

拦焦车的摘门部分和导焦部分，各装有两个单独的钢结构车架，这两个车架彼此连接在一起，摘门部分的车架上设有司机室、配电室和冷风机。导焦槽为槽钢焊成的栅架，设于单独的车架上。

（二）走行机构：

拦焦车走行机构有一对主动轮及三对从动轮，主动轮装在摘门车上，导焦车的移动由摘门车带动的，走行机构的制动装置为电磁制动器。

（三）摘门机构：

拦焦车的摘门机构包括拧丝机构、提门机构、移门机构及炉门旋转机构，用以在推焦时启闭焦侧炉门。

（四）导焦槽移动机构：

推焦前，导焦槽对正炭化室，通过移动使导焦槽与炭化室连接，即能正常导出焦饼。为防止导焦槽在推焦时后退，应设有锁闭装置。

四、熄焦车：

熄焦车的作用是接受由炭化室推出的红焦，送至熄焦塔下用水喷洒将其熄灭，然后把焦碳卸至焦台。熄焦车由钢结构车厢，开门机构、走行轮装置组成。

（一）钢结构车厢：

熄焦车的车厢由金属骨架构成，车厢底倾斜28º，以保证卸焦时焦碳顺利流下。

（二）开门机构：

熄焦车的开门机构由汽缸的曲柄连杆传动，带动放焦闸门启闭。闸门的关闭或打开由限位开关发出电气讯号，避免司机在黑夜或汽雾中误操作。

（三）熄焦车的走行机构：

熄焦车由电机车牵引，电机车和熄焦车两端都可以挂接。电机车设有压缩空气系统，作为走行气闸和开门机构的气源。电机车上设有司机室，整个熄焦车的操作、制动、信号与联锁装置都集中在司机室内。