焦炉结构、尺寸

ZHJL6055D型捣固焦炉工艺及炉体介绍王永华杜景春崔国元（北京众联盛化工工程有限公司）摘要： ZHJL6055D型炭化室高度6.05米的大型捣固焦炉在山西立恒钢铁公司历经一年另四个月的施工安装已于2012年6月4日顺利装煤出焦。

山西潞宝集团300万吨/年焦化工程采用ZHJL6055D型大型捣固焦炉2#炉已在2012年9月15日投产。

这是继焦耐院6.25米捣固焦炉和武汉科大6米捣固焦炉之后又增加的一种6米以上捣固焦炉的炉型。

它的诞生给用户在资产投资，生产成本和操作技术方面提供了更多的选择余地，关键词 6.05米捣固焦炉特点炉体尺寸配套车辆1. 6.05m捣固焦炉开发背景北京众联盛化工工程有限公司2008年3月4日自主开发的国内第一座有鲜明特点的ZHJL5552D型捣固焦炉在山东邹平一次装煤试车成功，焦炉顺利投入运行，各项指标均达到设计要求。

它标志着一个宽炭化室薄炉墙新型捣固焦炉诞生了，特别是采用双集气管配置，解决了长期困扰炼焦行业的装煤消烟问题，为清洁生产和创造清洁环境做出巨大贡献。

2009年初，根据捣固焦炉的发展趋势和用户在投资，安全，操作等方面的要求，我公司在不断总结国内捣固焦炉尤其是4.3m捣固焦炉和5.5m捣固焦炉开发和生产经验，借鉴和吸收国外大型捣固焦炉的先进技术，并作了大量的资料收集和实践调研，同时进行了详细的6.05m捣固焦炉炉体设计计算，2010年完成了6.05M捣固焦炉炉体设计及模型制作，2011年完成山西立恒钢铁公司委托我们采用ZHJL6055D型大型捣固焦炉设计的150万吨/年焦化工程。

本大型捣固焦炉历经一年另四个月的施工安装已于2012年6月4日顺利装煤出焦。

目前我们设计中采用ZHJL6055D型大型捣固焦炉的山西潞宝集团300万吨/年焦化工程2#炉2012年6月14日上午点火烘炉，计划2012年9月出焦。

2．焦炉开发介绍2.1 炼焦行业现状及相关政策中华人民共和国工业和信息化部颁布的焦化行业准入条件规定“为促进焦化行业产业结构优化升级，规范市场竞争秩序，依据国家有关法律法规和产业政策要求，按照“总量控制、调整结构、节约能（资）源、保护环境、合理布局”的可持续发展原则，特制定本准入条件。

6.78米m捣固焦炉
化工设计院开发的6.78米m捣固焦炉
由化工设计院工程技术有限公司依据储备和XX煤焦公司公司的要求，决定为XX煤焦公司二期工程项目开发建设4座70孔，炭化室高6.78米m 的大型捣固焦炉及建设与其配套的生产设施、公用设施及辅助设施等。

年产焦碳在220万吨。

1.化工设计院对大型捣固焦炉进行了科学的总结，其特性如下：
1）煤饼从机侧装入炭化室；
2）煤饼上的荒煤气流通通道小；
3）炭化室锥度小；
4）装煤期间煤饼和炭化室墙面有空隙，装煤后很快消失；
5）煤饼和炭化室墙砖间有空隙；
6）机、焦侧煤饼头部有斜度；
7）焦侧煤饼头部倒塌，将被推到焦侧炉门处；
8）机侧炉头炭化室墙面温度波动大；
9）煤饼密度均匀，水分稳定；
10) 结焦时间达到2/3时，煤饼开始收缩；
11) 从结焦初期到相当长的结焦时间里，炭化室墙面承受很高的侧压。

2.炼焦车间布置
炼焦车间新建4×70孔炭化室高6.78米m超大型捣固焦炉，四座焦炉（3号、4号、5号、6号）布置在一条中心线上。

3号、4号焦炉组成一个炉组，5号、6号焦炉组成一个炉组，两个炉组之间设有独立的中控楼，除电力控制室和液压交换机室外，其余功能房间如中控室、休息室、办公室、洗手间、变送器室、自动放散点火装置控制室和集控室等各房间都布置在中控楼内。

在两炉组之间机侧设一个双曲线斗槽的煤塔及两条带有卸料小车的输送皮带。

焦炉端部设炉端台，在3号和6号焦炉端台的端部分别设置10吨电动葫芦一台，炉端台顶层设炉顶工人休息室，二间层设推焦杆托煤板实验站、事故煤槽和炉门修理站，底层设工具间、灰浆搅拌站和事故煤槽内煤料的输。

7.63m焦炉炉体结构7.63m焦炉*内首次完全从德国Uhde公司引进，其先进的炼焦工艺技术，代表了当今世界炼焦技术发展的方向，集中了炼焦工艺、焦炉机械、焦炉自动控制等方面的先进技术，具有国际领先水平。

7.63m焦炉炭化室高7.63m（热态），双联火道、多段加热、同位燃烧、分格式蓄热室，混合煤气侧入、焦炉煤气下喷的复热式超大型焦炉。

太原钢铁集团公司焦化厂一期建设的一座1×70孔7.63m焦炉，包括焦炉炉体、煤塔、湿式熄焦塔、熄焦沉淀池、加煤、推焦、拦焦、除尘等设备。

焦炉上装有三个荒煤气集气管对炼焦过程中产生的荒煤气进行收集，并通过吸入管把收集来的荒煤气吸入到现有的煤气净化设置中。

本文拟从焦炉炉体各部位的结构特点和砖型特点进行加以介绍。

1.主要结构特点1.1每个炭化室下面对应一个空气蓄热室和一个煤气蓄热室，在机、焦侧方向分成十八格；1.2分段加热使斜道结构复杂，砖型多。

通道内无胀缝使斜道严密，防止斜道区上部高温事故的产生；1.3燃烧室由36个共18对双联火道组成，同位燃烧，三段加热结构。

在每对火道隔墙间下部设循环孔，将下降火道的废气吸入上升火道的可燃气体中，用此两种方式拉长火焰，达到高向加热均匀的目的；1.4蓄热室无中心隔墙，仅在焦侧设置烟道，由于3段燃烧加热和废气循环，煤气燃烧充分，炉体高向加热均匀，废气中氮氧化物含量低≤500mg/Nm3，达到国家环保标准控制要求；1.5炉体材质全按照德国DIN标准，多达19种，全炉共设置六次满铺滑动层。

蓄热室机、焦侧方向分成十八格，煤气蓄热室与空气蓄热室相间配置，其下部配备两个与其相同的水平烟道，每个水平烟道又通过格子砖支撑墙沿炭化室长度方向分成两格，作为供空气、混合煤气、排废气用，水平烟道不设置衬砖。

因而要求互相之间严密不串漏，因水平烟道存在着气体交换，温度变化，而蓄热室下部温度较低，整个蓄热室下部（1-21层）采用耐急冷急热的半硅砖（E65）砌筑，上部使用硅砖（SI-KN），接缝位置设置滑动层。

5.5米、6米、6.25米捣固焦炉使用情况6m捣固焦炉中鸿煤化有限公司年产260万吨焦炭项目一期工程建设的2*60孔炭化室高6m大型捣固焦炉，年产干全焦132万吨。

在国内属首座建成投产的6m捣固焦炉于2010年4月15日15时10分2#炭化室开始装煤；16日22时零9分推出第一炉焦炭。

该捣固焦炉炭化室长15980mm；高6000mm;平均宽500mm;锥度30mm;中心距1400mm;焦炉炉墙的极限侧负荷达10kpa ，加热水平高度805mm,采用12孔薄壁格子砖。

煤饼几何尺寸15140/14940*5800*450/430，煤饼体积38.882m3，煤饼高宽比13.18，单孔装干煤量42.22t,单孔产焦量31.67t,焦炉周转时间22.5h,每孔年产干焦炭12330t。

2*60孔捣固焦炉炉组配置60锤捣固机（其中4锤备用），捣固侧装煤车、推焦车2台（左右型各1台），炉顶导烟车2台（其中备用一台），拦焦车、熄焦车、电机车各2台（其中各备用1台），摇动给料机18台。

仅一套30锤固定式捣固机为德国制造进口，其余车辆等机械设备均为国内制造。

采用二轨式除尘拦焦车，设有装煤除尘地面站和推焦除尘地面站。

采用湿法熄焦，预留一套140t/h 干熄焦装置和牵车台位置。

捣固煤塔贮量为3000t.,在焦侧设置一座高125m烟囱，集气管布置在焦侧（焦炉与化产之间安全距离符合2008新版《焦化安全规程》之规定），采用双吸气管。

一组2痤60孔捣固焦炉用硅砖约23450吨6米捣固焦炉1、河南中鸿集团6米捣固焦炉（2号炉已完成炉体砌筑），计划明年1月份烘炉。

目前平煤集团已相对控股了该项目（占41%股权），建设过程已提速，1号炉建设也启动了，已完成炉体耐火砖订货。

武汉科技大学设计研究院设计的，拥有完全自主知识产权，并已得到专利授权。

炭化室中心距1400，炭化室平均宽500，锥度30，其余尺寸与6米顶装差不多，但加热水平做了调整。

5.5m捣固焦炉简介5.5m捣固焦炉是目前我国最大的捣固焦炉，鞍山焦耐院型号为JNDK55—05F，化二院型号为TJL5550D，其炉特征为双联火道、废气循环、下喷、复热式捣固焦炉。

目前国内仅云南云维集团的年产量100万吨（2X50孔）5.5米焦炉已投产。

二、工艺参数（以公称能力100万吨／年干全焦规模计算）焦炉组数：2×50孔精煤堆比重（干）：1.0t／m3煤饼尺寸（长×宽×高）：15000×450×5200mm煤饼重量：35.1t焦炉周转时间：23hr产量计算：Q=365×24×2×50×35.1×0.75×0.97／23=97.26万吨／年三、焦炉的砖用量（1×50孔）四、焦炉机械（2×50孔）装煤推焦机2台720t／台除尘拦焦机2台216t／台熄焦车1台92t／台电机车1台45t／台导烟车2台85t／台24锤捣固机2台90t／台（固定）液压交换机2套 5.5／套五、焦炉新技术的应用1、蓄热室封墙内设计30mm厚硅酸钙隔热板，蓄热室外封墙设计50mm厚的复合硅酸盐整体面外加海泡石抹面，既减少了封墙漏气，又减少了热损失，改善了炉头加热，改善了操作环境。

2、在炉顶区和焦炉基础中采用强度大、隔热效率高的漂珠砖和高强度隔热砖，代替了传统焦炉采用的红砖和普通隔热砖，确保炉项表面层平整、严密，降低了炉顶面和焦炉顶板温度，改善了操作环境。

3、焦炉装煤过程产生的大量烟尘，采用炉顶导烟车收焦烟尘，送至地面站焚烧洗涤后达标排放。

4、出焦采用出焦地面站除尘工艺，除尘效率高，减少污染环境。

5、熄焦塔采用折流板除尘，预留干熄焦位置。

6、炉门采用新型弹簧炉门，加强炉门严密性，与敲打刀边炉门相比，显著减少炉门无组织排放。

近年来，焦炉不断向大型化、高效化、自动化、环保化发展，焦炉发展的主要标志是大容积，致密硅砖，提高火道温度，提高热效率及操作控制的自动化。

中冶焦耐开发的6.25m捣固焦炉于振东戴成武张长青陈海文王明登杨俊锋马小波中冶焦耐工程技术有限公司中冶焦耐开发的6.25m捣固焦炉由中冶焦耐工程技术有限公司在2007年初依据储备和唐山佳华公司的要求，决定为唐山佳华二期工程项目开发建设4座46孔，炭化室高6.25m 的大型捣固焦炉及建设与其配套的生产设施、公用设施及辅助设施等。

年产焦碳在220万吨。

6月25日，中冶焦耐公司董事长于振东和唐山佳华董事长张希文在鞍山就6.25m捣固焦炉总承包合同正式签字，并确定佳华工程将于2008年7月18日投产，现在土建工程已开始建设，大型设备及耐火材料业已采购完毕。

此举标志着拥有自主知识产权，目前世界上炭化室高度最高，单孔炭化室容积最大，技术水平最先进，自动化程度最高，环保设施最完善的超大型捣固焦炉在中国唐山佳华开始建设。

是中冶焦耐继开发出7m顶装焦炉之后的又一壮举和里程碑。

1.中冶焦耐对大型捣固焦炉进行了科学的总结，其特性如下：1）煤饼从机侧装入炭化室；2）煤饼上的荒煤气流通通道小；3）炭化室锥度小；4）装煤期间煤饼和炭化室墙面有空隙，装煤后很快消失；5）煤饼和炭化室墙砖间有空隙；6）机、焦侧煤饼头部有斜度；7）焦侧煤饼头部倒塌，将被推到焦侧炉门处；8）机侧炉头炭化室墙面温度波动大；9）煤饼密度均匀，水分稳定；10) 结焦时间达到2/3时，煤饼开始收缩；11) 从结焦初期到相当长的结焦时间里，炭化室墙面承受很高的侧压。

2.炼焦车间布置炼焦车间新建4×46孔炭化室高6.25m超大型捣固焦炉，四座焦炉（3号、4号、5号、6号）布置在一条中心线上。

3号、4号焦炉组成一个炉组，5号、6号焦炉组成一个炉组，两个炉组之间设有独立的中控楼，除电力控制室和液压交换机室外，其余功能房间如中控室、休息室、办公室、洗手间、变送器室、自动放散点火装置控制室和集控室等各房间都布置在中控楼内。

在两炉组之间机侧设一个双曲线斗槽的煤塔及两条带有卸料小车的输送皮带。

6.25m捣固焦炉简介一、简介6.25米捣固焦炉为双联火道,废气循环,焦炉煤气下喷，高炉煤气侧入的复热式捣固焦炉。

我们新建4×46孔6.25米捣固焦炉，年产干全焦220万t，日产煤气279.5万m3。

四座焦炉（3号、4号、5号、6号）布置在一条中心线上。

（3号、4号）组成一个炉组,( 5号、6号)组成一个炉组,两个炉组布置在一条中心线上,两个炉组之间设有独立的中控楼，除电力控制室和夜压交换机室外的所有房间如中控室、休息室、办公室、洗手间、变送器室、自动放散点火装置控制室和集控室等各房间都布置在中控楼内。

在两炉组之间机侧设一个双曲线斗槽的煤塔及两条带有卸料小车的输送皮带。

焦炉端部设炉端台，在3号和6号焦炉端台的端部分别设置10吨电动葫芦一台,炉端台顶层设炉顶工人休息室，二间层设推焦杆托煤板试验站、事故煤槽和炉门修理站，底层设工具间、灰浆搅拌站和事故煤槽内煤料的输送系统。

在4号焦炉端台的端部设捣固机检修更换站，二间层设推焦杆托煤板试验站，底层设工具间。

5号焦炉端台地层设工具间。

在3、4号焦炉和5、6号焦炉之间的间台设置液压交换机室、配电室、卫生间等，另外布置加热煤气管道引入管，每炉管道在预热站预热后单独引入。

焦炉两侧设机焦侧操作台，在机侧操作台上有运送余煤的胶带运输机。

每组焦炉各用一个高度约135m的烟囱，布置在焦炉的焦侧，在3、6号炉端台外分别设一套新型湿法熄焦系统和预留的迁车台。

此外在两炉组之间的焦侧预留两套与焦炉配套的干熄焦装置。

焦炉炉体的主要尺寸及技术指标二、焦炉炉体的主要尺寸及技术指标注：附表1中数据均为焦炉冷态尺寸。

四、焦炉机械1.焦炉机械配置如下表4×46孔焦炉机械配置表2.焦炉机械的主要性能及特点焦炉机械的设计在引进国际最先进技术的基础上，同时吸收我国6m 焦炉机械的技术优势，并在总结其设计经验的基础上进行了完善和提高。

从提高机械效率、降低劳动强度和改善操作环境为出发点又吸收7.63m焦炉机械的一些优点，以先进、安全、实用、可靠为原则进行设计、制造的。

中冶焦耐开发的6.25m捣固焦炉于振东戴成武长青海文王明登俊锋马小波中冶焦耐工程技术中冶焦耐开发的6.25m捣固焦炉由中冶焦耐工程技术在2007年初依据储备和佳华公司的要求，决定为佳华二期工程项目开发建设4座46孔，炭化室高6.25m的大型捣固焦炉及建设与其配套的生产设施、公用设施及辅助设施等。

年产焦碳在220万吨。

6月25日，中冶焦耐公司董事长于振东和佳华董事长希文在就6.25m捣固焦炉总承包合同正式签字，并确定佳华工程将于2008年7月18日投产，现在土建工程已开始建设，大型设备及耐火材料业已采购完毕。

此举标志着拥有自主知识产权，目前世界上炭化室高度最高，单孔炭化室容积最大，技术水平最先进，自动化程度最高，环保设施最完善的超大型捣固焦炉在中国佳华开始建设。

是中冶焦耐继开发出7m顶装焦炉之后的又一壮举和里程碑。

1.中冶焦耐对大型捣固焦炉进行了科学的总结，其特性如下：1）煤饼从机侧装入炭化室；2）煤饼上的荒煤气流通通道小；3）炭化室锥度小；4）装煤期间煤饼和炭化室墙面有空隙，装煤后很快消失；5）煤饼和炭化室墙砖间有空隙；6）机、焦侧煤饼头部有斜度；7）焦侧煤饼头部倒塌，将被推到焦侧炉门处；8）机侧炉头炭化室墙面温度波动大；9）煤饼密度均匀，水分稳定；10) 结焦时间达到2/3时，煤饼开始收缩；11) 从结焦初期到相当长的结焦时间里，炭化室墙面承受很高的侧压。

2.炼焦车间布置炼焦车间新建4×46孔炭化室高6.25m超大型捣固焦炉，四座焦炉（3号、4号、5号、6号）布置在一条中心线上。

3号、4号焦炉组成一个炉组，5号、6号焦炉组成一个炉组，两个炉组之间设有独立的中控楼，除电力控制室和液压交换机室外，其余功能房间如中控室、休息室、办公室、洗手间、变送器室、自动放散点火装置控制室和集控室等各房间都布置在中控楼。

在两炉组之间机侧设一个双曲线斗槽的煤塔及两条带有卸料小车的输送皮带。

焦炉端部设炉端台，在3号和6号焦炉端台的端部分别设置10吨电动葫芦一台，炉端台顶层设炉顶工人休息室，二间层设推焦杆托煤板实验站、事故煤槽和炉门修理站，底层设工具间、灰浆搅拌站和事故煤槽煤料的输送系统。

焦炉的组成部分焦炉主要包括以下几个部分：炉顶区炭化室、燃烧室、斜道、蓄热室、小烟道基础平台及烟囱。

1炉顶区；炼焦炉炭化室盖顶砖以上的部位称为炉顶区，在该区有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔、拉条沟等。

烘炉孔是设在装煤孔，上升管座等处连接炭化室与燃烧室的通道。

烘炉时，燃料在炭化室两封墙外的烘炉炉灶内燃烧后，废气经炭化室，烘炉孔进入燃烧室。

烘炉结束后，用塞子砖堵死烘炉孔。

2 炭化室；是把煤料隔绝空气干馏的地方，是由两侧炉墙、炉顶、炉底和两侧炉门合围起来的。

炭化室的有效容积是装煤炼焦的有效空间部分;它等于炭化室有效长度、平均宽度及有效高度的乘积。

炭化室的容积、宽度与孔数对焦炉生产能力、单位产品的投资及机械设备的利用率等均有重大影响。

炭化室顶部还设有1个或2个上升管口，通过上升管、桥管与集气管相连。

炭化室锥度：为了推焦顺利，焦侧宽度大于机侧宽度，两侧宽度之差叫做炭化室锥度。

炭化室锥度随炭化室的长度不同而变化，炭化室越长，锥度越大。

在长度不变的情况下，其锥度越大越有利于推焦。

生产几十年的炉室，由于其墙面产生不同程度的变形，此时锥度大就比锥度小利于推焦，从而可以延长炉体寿命。

3燃烧室、是煤气与空气混合并燃烧的空间。

双联式燃烧室每相邻火道连成一对，一个是上升气流，另一个是下降气流。

双联火道结构具有加热均匀、气流阻力小、砌体强度高等优点，但异向气流接触面较多，结构较复杂，砖形多，我国大型焦炉均采用这种结构。

每个燃烧室有28个或32个立火道。

相邻两个为一对，组成双联火道结构。

每对火道隔墙上部有跨越孔，下部除炉头一对火道外都有废气循环孔。

砖煤气道顶部灯头砖稍高于废气循环孔的位置，使焦炉煤气火焰拉长，以改善焦炉高向加热均匀性和减少废气氮氧化物含量，还可防止产生短路。

4斜道、燃烧室与蓄热室相连接的通道称为斜道。

蓄热室位子斜道下部，通过斜道与燃烧室相通，是废气与空气进行热交换的部位。

蓄热室预热煤气与空气时的气流称为上升气流，废气称为下降气流。