烘炉是将冷态的焦炉进行烘烤，砌体经干燥，脱水和升温阶段，使炉温达到900~1000℃以上，为焦炉过渡到生产状态作准备。因此烘炉过程中冷、热态之间的热膨胀冷缩十分突出，烘炉质量的好坏，关键在于焦炉砌体从冷态转化为热态时，对砌体膨胀速度和膨胀量的处理，确保焦炉不致因膨胀而损坏。 焦炉烘炉是一个比较复杂的过程，它包括热工、铁件及膨胀量的管理，同时在烘炉期间还要进行许多热态工程，涉及到土建、设备安装，备煤及回收车间的开工准备。下面就几个主要问题进行讨论。
一、几种不同燃料的烘炉方法
1 烘炉的方法    根据烘炉燃料的不同，有三种烘炉方法，即气体燃料、液体燃料和固体燃料烘炉，它们各有特点：气体燃料烘炉，升温管理方便，调节灵活准确，节省人力，燃料消耗小，开工操作简便，因此有气体燃料供应时，应力争用气体燃料烘炉。 用固体燃料烘炉，工人劳动强度大，炉温不易控制，尤其到高温阶段，升温较困难，但烘炉设备简单，燃料较易解决，故在第一座焦炉烘炉时，无气体燃料供应时，仍被广泛采用。 液体燃料烘炉时克服了固体燃料烘炉的主要缺点：升温管理方便，节省人力，但烘炉费用较高。目前采用喷嘴上的针型阀调节油量，准确性较差，因此温度均匀性较气体燃料烘炉时为差。近年来不少厂在第一座焦炉烘炉时常被采用。
2 对烘炉燃料的要求 固体燃料：烘炉用煤最好是挥发分大于30%，灰分低于16%，且灰熔点高于1300℃的块煤。尤其在改为内部炉灶加热时，因为设炉篦，通风条件差，要求煤料的块度要大，后期应采用大于80mm的块煤，以保证煤能正常燃烧。灰熔点低可能将火床与炭化室墙烧结或炉墙接渣，对此必须重视。固体燃料烘炉时，干燥阶段最好用焦炭加热，因为焦炭燃烧后生成水分，火焰较稳定，燃烧时间长，这样有利于砌体干燥。 对液体燃料的主要要求是：油内没有固体杂质，80℃时的恩氏粘度小于2（以保证其流动性），加热至80~85℃时不起泡沫且无明显的气化。液体燃料可用赤油（仅提取出轻质馏分的石油原油）、重油、焦油和柴油等，前三种油因其凝固点低、贮油和运输系统均需加热保温。重油和焦油中含有大量的固体颗粒。焦油中含有较多的水分。因此烘炉初期（200℃以前）因用油量较少，炉膛温度低，使用前三种油困难较多。条件允许时，最好烘炉初期采用燃点低、粘度小、流动性好的且杂质较小的轻采油，中后期采用重柴油或重油。 气体燃料有焦炉煤气、高炉煤气和发生炉煤气，后两者为贫煤气，贫煤气的主要可燃成分是CO，燃烧后生成的化合水很少，有利于炉体的干燥。且由于发热值低，载热体体积大，故有利于温度均匀分布。但贫煤气毒性大，因此要防止灭火，保证完全燃烧，贫煤气烘炉，在低温阶段由于其燃烧点低，耗量少而容易灭火，故煤气小支管上最好配上填有粘土砖粒的网状烧嘴，烘炉后期（750℃以后）有可能出现升温困难，可混入部分焦炉煤气。焦炉煤气要求含焦油雾少，发生炉煤气要求含尘量低，以免堵塞小支管上的孔板。
3   烘炉设施和气体流动途径 烘炉点火前，在各炭化室的机焦侧炉门处，都应砌好封墙、火床和烘炉临时小灶。燃料不同，火床和烘炉小灶也略有不同。图6为气体燃料烘炉时，加热设备配置和气体流动途径。 -烘炉小灶分为炉膛和混合室两部分，中间隔以挡火墙，燃料在炉膛内燃烧，废气越过挡火墙而进入混合室，在此可以混入二次空气以控制废气温度和增加废气量。固体燃料烘炉时，烘炉小灶炉膛容积比气体燃料烘炉小灶炉膛大，且设有炉箅子。 火床（即内部炉灶）系由炭化室封墙，炭化室内部及两侧衬转所组成，为了防止火床与炭化室烧结，火床底层与炭化室底之间铺有一层石英砂，火床底层及炉墙间均留有膨胀缝，以免烘炉过程中火床与炉墙间挤压得太紧，开工时扒出困难，而影响顺利开工。为了防止火墙倒塌，两侧衬墙间有若干支撑砖。 气体燃料烘炉时，为使燃烧稳定和砖均匀受热膨胀，火床内还设有格子砖，但火床高度和深度比固体燃料烘炉时要小。 用液体燃料烘炉时，低温阶段为减小炉膛容积，增大燃烧的节流量，以便燃烧正常，避免熄火，相邻两个炭化室设置一个小灶：中后期则转为直接在内部炉灶燃烧。 根据烘炉燃料的不同，炭化室封墙上留有必要的孔眼以供观查，测量温度及投入燃料用，所有封墙及小灶的各气流孔尺寸应一致，保证烘炉的均匀性。 气体或液体燃料烘炉时，在机、焦侧炉台上要安设临时管道，管道的布置要便于操作，安全可靠，并尽量避免影响其它工作。 我国6m大型焦炉在烘炉时以炉门代替封墙，不设外部烘炉小灶直接在炭化室内火床加热烘炉，取得完全成功，首钢焦化厂和石家庄焦化厂均曾用此法烘炉，焦炉现已顺利投产，节约了大量的人力、财力，并避免了投产时扒封墙紧张操作。 烘炉时燃料在烘炉小灶内燃料后，产生的废气由炭化室上升经烘炉孔至燃烧室各立火道下降，在经斜道、蓄热室、小烟道、废气盘、分烟道，总烟道最后由烟囱排入大气。
二、烘炉的准备
烘炉期间工程量大，时间短，充分作好烘炉前的准备工作，是保证烘炉顺利进行，提高烘炉质量的主要环节。
1 烘炉前必须完工的工程 （1）烟囱和烟道工程   烟囱全部合格验收，烟道勾缝完毕，膨胀缝清扫干净，测温、测压管理设好，砌好烘炉小灶及燃料管道。 （2）炉体砌砖清扫   作出炭化室冷态检查记录，炉体及炉墙30mm膨胀缝的清扫，炉体正面膨胀缝用石棉绳填塞，砌筑临时小炉头。 （3）各部位的密封工作   上升管孔可用备用装煤孔盖盖严，装煤孔盖周边用灰浆封严，密封小烟道口，废气开闭器底座及蓄热室封墙，保护板炉门框上部作好防雨覆盖层（垫上一层马粪纸，上面抹水泥沙浆）。 （4）安装工程   包括：护炉铁件（炉门框、保护板、炉柱、拉调和弹簧）、废气开闭器、机、焦侧作业合、测量线架及测量走台、抵抗墙中心卡钉埋设。 （5）烘炉点火前的准备工作   包括：1）炉室编号和测点作标记；蓄热室、燃烧室编号。炉长、炉高和弹簧等测点，炉端墙30mm膨胀缝测点，炉柱和保护板间隙测点等。2）测量各种原始记录：包括燃烧室、蓄热室、蓖子砖、小烟道等处的温度，总烟道分烟道的温度及吸力，抵抗墙温度，大气温度，炉柱曲度及大小弹簧的负荷，纵拉条提起高度及弹簧负荷，炉门框上移，炉柱和保护板间隙，机焦侧作业台及抵抗墙倾斜度，炉高与炉长等。 （6）烘炉人员配备 （7）烘炉燃料的准备   根据烘炉方式的不同，固体、液体和气体燃料的需要量和许多因素有关，如烘炉速度的快慢，保温时间的长短等。 （8）其它准备工作 1）烘炉所需的各种消耗材料及工具如：热电偶、各种温度计、各种压力（吸力）表、光学高温计等。 ２）备煤、筛焦系统和初冷、终冷系统的工程要全部完工并达到试运转条件或大部分完工。（特别是鼓风机安装情况要达到试运转条件）
2   烘炉升温计划的制定 整个烘炉过程可分为干燥和升温两个阶段，不同阶段制定升温计划的依据也不同。干燥期主要是保证砌体内部的水分向外扩散与砌体表面水分蒸发速度协调；升温阶段主要考虑使砌体各部位缓慢而均匀地膨胀，而相关设备仍处于冷态，但它们都跟砌体各区间的温度比例及耐火材料的膨胀性相关联。 因此整个烘炉升温计划要根据上述因素予以制定。 （1）干燥期的确定   一座刚砌成的58型焦炉（42孔），砌体总含水量约有300t左右，这些水分要在焦炉正常升温前排出，干燥期就是把炉温升到100℃所需的天书。实际上炉温达到100℃时，砌体水分并未全部排净，仅为习惯上的划分。 砌体干燥前，内部水分与表面含水基本上是均匀的，干燥开始后，表面水分首先被热气流带走，砌体内部与表面含水的平衡被破坏，水分由内内部扩散到表面，然后又被热气流带走，一直到砌体完全干燥。砌体内部水分向外的扩散速度与温度有关，温度愈高，扩散速度愈快，但当温度过高时，内部水分将直接被气化并产生相当大的压力而从砌体的灰缝中冲出，使灰缝变得疏松，从而破坏了砌体的严密性。此外，速度太快还会出现另一种不利情况，因热气流在通过炭化室、燃烧室、斜道、蓄热室、小烟道等部位时，温度逐渐将下来，如果加大干燥速度，将使各处的温度增加，在燃烧室达到饱和的热气流，在流至砌体下部时，由于温度降低，其中水汽就可能在小烟道冷却下来，这样不仅延长了下部砌体的干燥期，还会冲刷灰缝；破坏砌体的完整，影响砌体的坚固性和严密性。在烘炉中必须防止这种情况的发生。所以砌体的干燥速度不能太快。干燥期取决于砌体的水分含量，砌砖时的节气，烘炉用燃料及烘炉初期的空气过剩稀疏，一般以6－10天为宜。 （2）日膨胀率的选择   焦炉砌体大部分由硅砖砌成。由前已知硅砖受热膨胀是不均匀的，它在117、163、180~270℃等温度时，由于晶型转变，体积急剧变化，硅砖本身及砌体间将会产生很大的内应力，以致产生裂纹或把砌体拉开而破坏其严密性。 升温速度越快，各部位的温差就大，就越容易产生破坏性拉力。为了防止这种破坏性膨胀的发生，用日膨胀率这个指标来控制升温速度。根据多年的实践经验，认为在400℃以前按日最大膨胀率为0.035%计划升温，400℃以后按0.05%升温较好。选取多大的日膨胀率，即烘炉速度的快慢，除决定于耐火材料的性质外，还和烘炉方法、操作管理水平，热态工程进度和施工力量等多方面因素有关。因此应根据不同情况制定出先进、可靠的烘炉升温计划。 （3）砖样膨胀曲线的测定   砖样的膨胀特性是制定烘炉升温计划的主要依据，通常从燃烧室、斜道区、蓄热室三个区域中选取横向和高向膨胀有代表性的砖号，即用量最多，砖型尺寸较大，制作较困难的砖号，测定其膨胀曲线。 （4）上下部温度在各温度区间的比例   由于焦炉高向温度分布不同和硅砖的非线性膨胀性质，焦炉各部位的膨胀量和膨胀速度是不同的，为保持焦炉各部位尽量能相应地膨胀，使相对位移达到最小。不致把砌体拉开，以及产生不合理的相对位移，在干燥期又能有效地将砌体内的水分排出，因而在烘炉过程中焦炉各部位的温度要控制一定的比例。 烘炉过程中炉体上下部的温度比例，由硅砖的热膨胀性质而定。 以某厂生产的硅砖为例：加热至850℃时的总膨胀量为1.268%，而其中0~300℃的膨胀量0.762%，（0~100℃为0.08%）占总膨胀量的60%，则在100~300℃范围内每隔1℃的温差相对应的膨胀量为 =0.0034%，而在300~850℃范围内每隔1℃的膨胀量为 =0.001%，前者为后者的3.4倍。由此可见300℃以上下部位移较大。 为此要求300℃以前蓄热室的温度为燃烧室温度的95%，随着温度的上升此比例可以逐步递减，但到烘炉末期仍不应低于85%。 小烟道温度，初期为燃烧室温度的85%左右为好，末期应接近正常生产温度，不可过低，以免发生小烟道温度剧烈降低产生收缩而干裂。破坏砌体的严密性，小烟道温度过高会引起基础平台过热，并使其变形、开裂。 根据上述的四个条件，可以制定烘炉升温计划。首先根据砖样膨胀曲线、焦炉上下部位的温度比例及规定的日膨胀率，计算出每一温度区间的烘炉天数，然后再根据采用的天数计算出各温度区间的每日升温数及日最大膨胀量，并列表绘出升温和膨胀曲线。表11为某58-Ⅱ型焦炉的烘炉升温计划。
三、烘炉管理 _
1   点火 烘炉过程中热气流靠烟囱的吸力克服阻力而流经炉体各部位，为保证烟囱有足够的吸力，在炭化室小灶点火前，需先烧烤烟道和烟囱，一般提前3~8天，（因烘炉所用燃料不同而异）烘烤烟囱，提前1~2天烘烤烟道。为适应焦炉低温时的要求，开始时只降炭化室的烘炉小灶的半数点火（机、焦侧单双数错开），当燃烧室温度达70~80℃时，才将其余半数小灶点火，两天后再点燃抵抗墙的烘炉小灶。根据炉温情况，当烟囱具有足够的吸力后，可以先后停止烟囱和烟道的烘烤。
2 温度管理 （1）温度测量   温度测量是掌握烘炉过程中焦炉各部位升温情况的基本方法，也是热工调节的一个主要依据，随温度范围的不同，测温先后使用水银玻璃温度计、热电偶和光学高温计三种工具。各测温工具使用前要逐一校正，在由一种测温工具转为另一种测温工具时，要校对好两种测温工具间的误差。烘炉期间测温项目如表12所示。    （2）压力测量   测量压力的项目有：全炉看火孔的压力，中间燃烧室吸力和总、分烟道吸力等。 看火孔压力约在150~180℃后转为正压，当用固体燃料烘炉时，尽量创造条件使看火孔压力提前转为正压，防止冷空气吸入炉内，降低炉头温度和损坏炉墙。但用高炉煤气加热时，为了安全，尽量维持看火孔压力稍负一些。烘炉期间要经常保持分烟道吸力稳定和达到规定数值，以便正确控制炉体上下部温度分配的比例，整个烘炉期间烟道吸力变化不大。烘炉期间压力测量项目如表13所示。 （3）温度调节   为了确保炉体均匀膨胀，应使热气流均匀分布到每个燃烧室中，并使燃烧室和蓄热室温度接近。为使气体上下部温度均匀分布，主要靠调节燃料和空气量来实现。 烘炉初期为防止水汽在小烟凝结，应保持较大的空气过剩系数，以增大废气体积，减少废气出入的温度，故此时二次风门全打开。随着温度的升高和燃烧量的增加，空气过剩系数将逐步减少，因此要注意控制一定的烟道吸力和小灶进风门的开度。烟道吸力的大小直接影响进入炉内空气量的多少，从而影响温度的变化。 在整个烘炉过程中，烟道吸力的数值大致稳定在一定的范围内，烘炉初期，为有利于炉体干燥，空气量较大，但因燃烧量少且二次风门全打开，故烟道吸力稍大，干燥期结束后，二次风门全关闭，空气量逐渐减少，但因燃料量逐步增加，故烟道吸力降低不多。当火道温度达150~180℃左右时，为使看火孔压力转为正压，烟道吸力降到最低。以后随燃料量的增加，烟道吸力又逐步增大。 此外烟道吸力还影响炉体上下的温度分布，一般吸力加大，有利于下部温度的提高，减少吸力则对上部温度提高有利。由于烟道吸力的变动对温度影响较明显，且烟道吸力还和燃料量、燃料的种类、风门开度等有关，故整个烘炉期间，应注意稳定烟道吸力，并使炉温及其分布作少量调解，以便控制炉温及上下部温度分配比例。 大气温度的变化（特别是烘炉初期，空气量最大时）对炉温影响很大，风向的改变也会影响炉温，因此应注意及时调解，炉体的严密也是保证炉温均匀上升的一个重要措施，特别是在负压阶段，如不及时对炉体各部位进行严密，就会使冷空气吸入而加大炉体各部位的温度，并容易导致炉体表面产生裂纹，所以应加强封墙、小炉灶及炉体各部位的密封工作。在炉温管理中，还应注意横排温度的调解。由于炉头的散热，以及火焰长度和烘炉孔的位置等因素的影响，一般燃烧室的横排温度是不均匀的，炉头稍低，各侧的中部稍高，烘炉过程中，横排温度一般不易调节，但应通过严密封墙和控制一次风门，防止炉头火道温度过低，这在炉温度较高时尤为重要。 烘炉期间不允许温度下降，但也不能超计划升温，如果上班已达到甚致超过本班的升温计划时，则应保温，不应再继续升温。 烘炉燃料的不同，调温的方法也有所差异。固体燃料烘炉时，均匀升温的主要手段是靠燃料的合理使用和对小灶燃烧情况的管理来实现的。低温阶段，小灶的燃烧情况对炉头温度的影响更为显著。 烧火方法应注意定时定量薄层勤添，定时排渣，调节二次风门开度来控制燃烧强度；保温时，压实煤层，关闭二次风门，控制排渣；烘炉后期，为加快升温应勤加煤勤排渣。 用气体燃料烘炉时，炉温是通过调节煤气支管压力和更换不同直径孔板来控制的，需备有几套不同直径的孔板：如58型焦炉设有5种孔板，材质是厚0.5mm的钢板，内径分别为4、6、9、13及18mm，每种数量为80个(42孔)，边炭化室的小孔板直径按中部的1.3~1.5倍，每种按8个准备，小孔板要加工光滑（精度为±0.1mm）。实践表明：使用任一直径的孔板时，当煤气压力达1961Pa时，再增加煤气压力，煤气流量增加就不明显，炉温难于继续上升，此时应更换孔板。操作应迅速进行，防止炉温下降或波动，并要特别注意防火、防爆及防毒，更换孔板后为稳定煤气流量，应将煤气压力调整好。煤气压力值可按下式计算：  = 式中 P1、P2——分别为更换孔板前后的煤气压力；Pa      d1、d2——为更换前后小孔板直径， mm 用液体燃烧烘炉时，炉温的控制是通过调节油量和风量来实现的。通常是用支管开闭器及喷嘴上的针型阀来加减油量。雾化燃油的空气量和压力应保证燃料油不滴油且连续燃烧。 烘炉过程中，燃料燃烧的空气过剩系数应定期测量计算。用固体和液体燃料烘炉时，空气过剩系数可按下式计算：    a= 式中 a——为空气过剩系数。 O2、CO、N2——为废气中各该成分的体积%含量。 气体燃料烘炉时，空气过剩系数按第十一章中式计算。
3   铁件与膨胀管理 为使炉体严密性在烘炉膨胀过程中不致破坏，通过护炉铁件给炉体以保护性压力。焦炉的纵向通过混凝土抵抗墙和纵拉条拉紧，因此炉体纵向的膨胀，被膨胀缝吸收。 焦炉横向通过炉柱上下横拉条拉紧。烘炉期间如炉体产生不均匀膨胀时，护炉铁件可保护炉体的完整性和严密性，生产期间它还能抵抗推焦和装煤时产生的损害炉体的机械力。 在烘炉过程中，应随炉体温度的升高和炉体的膨胀相应地弹簧负荷和炉柱曲度。如调节不及时，会产生炉柱变形和拉条拉断的后果。炉体的加压应保持在规定的范围内，压力不足或压力过大时，对炉体都会造成损害。 焦炉寿命，很大程度上取决于基建时护炉铁件的质量情况。所以安装、烘炉和生产状态中，都必须特别重视护炉铁件的安装质量和热态调整。 （2）炉门框的管理   由于炉体温度向膨胀的影响，使炉门框（或保护板）也上移。在这样的条件下，磨板面不断地接近炭化室底，如果控制不当，磨板面就会高于炭化室底。所以整个烘炉期间要经常检查炉门框的上移情况，保持炭化室底高于磨板面。当炉门框上移，其底部与炉体凸台间隙增加8~10mm时，将炉柱上部顶丝压住炉门框，待炉体继续膨胀时，炉门框被压到原来的位置。烘炉期间每隔25℃检查一次，一直到浇灌炉门框时为止。 这种检查方法比较费力，所以在烘炉期间将顶丝调至距炉门框上缘10~15mm的范围，当这个范围缩小，说明炉体高向在膨胀，炉体凸台与炉门框间的间隙是增大的趋势，此时应检查底部间隙的上移数量，以便进行及时控制。如果上部的距离无变化，说明底部的间隙亦无变化，可不必检查底部的间隙。应注意：上部缩小的数值不代表下部增大的数值，仅作检查时参考，所以不能用上部间隙缩小的数值决定压炉门框的时间，压炉门框的时间决定于底部间隙的数值。 （3）纵拉条的管理   纵拉条大弹簧负荷在整个烘炉期间保持在176×103N左右。在烘炉期间纵拉条的松紧程度是通过纵拉条调整器来调节的，焦炉改为正常加热后，拆除调整器，并拧紧螺帽。 （4）抵抗墙膨胀量的测定   烘炉过程中抵抗墙吸热也要膨胀，因此所测得的炉长膨胀值应加入抵抗墙横向膨胀的校正值，才是炉长的实际膨胀值，这种膨胀校正应在炉温300℃、600℃及装煤后分别进行。 （5）炉长与炉高的膨胀管理   为了保证烘炉的质量，应掌握温度上升的幅度，上下部温度比例及焦炉每日平均膨胀值。因此烘炉期间要测量炉体的实际膨胀值。由于载热体的导入条件，炉体上下加热是不均匀的，因而膨胀亦不一致。例如当燃烧室的膨胀基本结束时，而蓄热室区域正在膨胀中。所以烘炉过程中应对炉体膨胀进行经常性检查，以便及时发现最大膨胀的部位，根据此最大值对烘炉图表进行校正。 炉长的膨胀测量，选在上横铁、下横铁、斜道及篦子砖等处，沿机焦两侧拉钢丝线。这些钢丝线固定在抵抗墙的线架上，如图7。 每侧四条钢丝线应保持在同一垂直水平面内，并与焦炉中心点的距离始终保持不变。 随着炉体的膨胀，钢丝线道炉体间的距离也随之缩短，缩短的数值即为炉体膨胀值。炉高膨胀测量，焦炉高向膨胀用水平仪检查，测点选在标准燃烧室的标准立火道处，即1、3、7、11、18、22、28立火道的看火孔座处上部。