下载文档原格式
捣固式焦炉设备的炉壁材料和导热性能研究引言：捣固式焦炉设备是冶金行业中一种重要的高温设备，用于煤炭的加热和焦化过程。
炉壁材料的选择和导热性能对设备的稳定运行和能源利用效率起着关键作用。
本文将就捣固式焦炉设备的炉壁材料和导热性能进行详细研究和探讨。
一、捣固式焦炉设备的炉壁材料研究1.1 火砖火砖是捣固式焦炉设备中常用的炉壁材料之一，其具有良好的耐高温性能和强度，可以有效地承受炉内高温环境的作用。
通过不同配比的矿石、粘土和煤泥等原材料经过破碎、混合、成型和烧结等工艺制成，能够满足焦炉工作的要求。
然而，火砖的导热性能相对较低，易受到热损失影响，影响能源的利用效率。
1.2 碳化硅砖碳化硅砖是一种新型的炉壁材料，其具有优异的耐高温性能和导热性能。
碳化硅（SiC）具有极高的热导率和抗热冲击性，在高温下依然保持稳定，因此被广泛应用于高温领域。
碳化硅砖的导热性能比传统的火砖要高出数倍甚至更多，可以有效地提高焦炉设备的能源利用效率。
1.3 耐火混凝土耐火混凝土是一种特殊的建筑材料，具有较高的抗热冲击性和耐火性能。
其主要由耐高温骨料、耐火粘土和耐火水泥等原料组成，通常通过加水调配、浇注成型和干燥硬化等工艺制成。
耐火混凝土具有较好的导热性能，可有效降低热损失，提高焦炉设备的热效率。
二、捣固式焦炉设备的导热性能研究2.1 热传导机制在焦炉设备中，热传导是热能传递的重要途径之一。
热传导的机制主要有导热传导、对流传导和辐射传导三种方式。
其中，导热传导是指材料内部的微观能量传递，对焦炉设备的导热性能有着直接的影响。
2.2 导热系数导热系数是评估材料导热性能的重要参数，它代表了单位时间内单位面积上的热量传递率。
导热系数与材料的热导率成正比，与材料的导热路径以及材料内部结构有关。
因此，选用导热系数较高的材料，可以提高焦炉设备的导热性能和能源利用效率。
2.3 热阻和热容捣固式焦炉设备中的热阻和热容也是影响导热性能的重要因素。
热阻是指阻碍热量传递的材料特性，其值越小，热量传递越快。
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。
2009年中国捣固炼焦技术及生产大会 2009年11月9日—13日186 捣固焦炉调温工作浅析许旭光(昆明焦化制气厂)【摘要】针对捣固焦炉与顶装焦炉生产工艺的对比，对捣固焦炉调温工作做出了简要分析。
对影响捣固焦炉调温工作的主要因素，如煤饼密度、煤饼成型、煤气加热设施等方面进行了论述。
【关键词】捣固焦炉炼焦调温我厂现有2×50孔4.3米捣固焦炉，分别以2007年7月和2008年7月建成投产。
捣固焦炉具有对煤质要求低，能够配入大量的弱黏结性、高挥发份煤生产出合格冶金焦从而降低成本的优点，但是同时也存在对机械设备要求高，对环境污染大，焦炉热工控制难度大等缺陷。
在捣固焦炉设计中，尽管采用可随意更换的焦炉煤气下喷管孔板结构，但是在平时的热工控制调节工作中，还是遇到了很大的困难。
经过长期的探索和反复的实践，我厂调火工作者摸索出了一套实用的操作方法。
下面，笔者将对影响热工控制的诸多原因和解决办法加以论述：1.煤饼密度梯度变化捣固焦炉与传统顶装焦炉生产上最大的不同莫过于装煤方式的不同，传统的顶装焦炉采用炉顶加煤孔加煤的方式，而捣固焦炉则依靠外部机械将配合煤捣成煤饼，从机侧炉门进行炭化室。
两种不同的加煤方式，造成如炉后的堆煤密度、炉内压力等不同。
顶装炉采用自由落体式的加煤方式，所以它入炉后的堆煤密度较为均匀，密度一般为0.7t/m3左右。
而捣固焦炉采用捣固站将配合煤捣成煤饼，其煤饼密度一般为1.0～1.25 t/m3之间，由于机械设备的不稳定性及操作人员的不稳定性，煤饼在炭化室中心线方向上的任何一点的密度都有所差别。
这就直接造成了如采用和顶装焦炉一样热工管理，将造成焦炭在沿炭化室方向上成熟度的不均匀性，有的焦过火、有的焦生、有的焦成熟度正好。
在2007年7月我厂3#焦炉建成以后，热工控制工作也走了不少弯路，由于K均、K安一直不能达到预期指标，参与热工控制的工人付出了更多的汗水与辛劳，笔者参与其中，深有体会。
5.5 m捣固焦炉设备的性能和结构特点作者：樊海莲，吴刚来源：《科技创新与生产力》 2012年第7期樊海莲，吴刚（太原重型机械集团有限公司技术中心，山西太原 030024）摘要：针对太原重工股份有限公司生产的5.5 m捣固焦炉设备的性能作了介绍，就设备的重要参数和设备所使用的技术进行了描述。
5.5 m捣固焦炉设备的开发在最初确定方案时，就以高技术含量、高自动化水平、高环保效果为目标，现已成为具有市场竞争力的高可靠性、高实用性的设备。
关键词：5.5 m捣固焦炉成套设备；出焦；熄焦；烟尘处理中图分类号：TQ520.5 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2012.07.107太原重型机械集团有限公司的上市公司——太原重工股份有限公司（以下简称太原重工）于2007年成功开发出5.5 m捣固焦炉成套设备，到2012年6月已成功生产近百套，分布于黑龙江、新疆、甘肃、内蒙、河北、山东等地，并成功进入印度市场。
5.5 m捣固焦炉设备能够在捣固式焦炉生产中完成捣固煤饼、装煤、出焦、熄焦、烟尘处理等功能，具有环保高效、自控水平高的特点。
结合原有4.3 m捣固焦炉设备、热回收捣固焦炉设备、6 m和7 m顶装焦炉设备运行的情况以及所取得的经验，针对捣固时车辆的稳定性，装入炭化室时煤饼的完整性，装煤、推焦、接焦时产生烟尘的收集和处理，减小操作工人的劳动强度以及车辆的自动化水平等五方面，在5.5 m捣固焦炉设备中做了大量改进。
目前，该设备每年的需求达数十套，具有很好的社会效益和经济效益。
1 5.5 m捣固焦炉设备完成的功能5.5 m捣固焦炉设备适用于年产量100万～ 150万t焦化项目，其主要功能包括捣固煤饼、装煤、出焦、熄焦、烟尘处理、炉门清扫、炉框清扫、头尾焦处理等，其每炉理论出焦量为27.2～31.3 t。
侧装煤车用来完成洗精煤从煤塔落入装煤机构煤槽、用捣固机将洗精煤捣固成煤饼、用托煤板将煤饼装入炭化室内；推焦车用来完成将成熟焦炭推出炭化室，并在推焦前和送煤饼后启闭焦炉机侧炉门，进行余煤、头尾焦回收；除尘拦焦车用来将推出的成熟焦炭导入熄焦车，并将推焦时产生的烟尘导入地面除尘站，导焦前后启闭焦侧炉门；熄焦车用于盛装1 000 ℃炙热焦炭，并将其运送到熄焦塔下熄焦，送至卸焦位卸焦；导烟车用来完成将装煤时产生的荒煤气及烟尘导入相邻炭化室，防止烟尘逸散。
大型焦炉生产技术管理实践论文大型焦炉生产技术管理实践论文焦炉大型化是炼焦技术开展的总趋势，大型焦炉在稳定焦炭质量、节能环保等方面具有不可取代的优势。
十多年来，我国在大型焦炉运用和改造过程中，解决了诸多技术管理难题，积累了丰富的实践经验。
大型焦炉的定义是随着炼焦技术的进步、焦炉炭化室容积的增加而变化的，上世纪70年代攀钢建成投产的炭化室高5．5m顶装焦炉，是中国大焦炉的雏形;1985年宝钢引进炭化室高6m的焦炉，促进了焦炉大型化开展的进度。
我国自行设计建立的炭化室高6mJN60型焦炉在北焦投产后，6m焦炉逐步成为我国焦炉的主力炉型。
xx年6月山东兖矿国际焦化公司引进德国7．63m顶装焦炉投产，拉开了中国焦炉大型化开展的序幕。
此后中冶焦耐公司开发推出的7m顶装、唐山佳华的6．25m捣固焦炉，以及目前已研发出炭化室高8m特大型焦炉，实现沿燃烧室高度方向的贫氧低温均匀供热，到达均匀加热和降低NOx生成的目的，标志着我国大型焦炉炼焦技术的成熟。
xx年重新修订的《焦化行业准入条件》规定，顶装焦炉准入的最低门槛是炭化室高6m，捣固焦炉炭化室高5．5m。
业内人士普遍认为，把炭化室高6m以上的7m及7．63m顶装焦炉以及5．5m以上的捣固焦炉界定为大型焦炉。
截至xx年底，我国正常运行的7m顶装焦炉有66座，7．63m顶装焦炉有17座，6．0m及以上捣固焦炉有22座，其焦炭的总产能占xx年全国焦炭总产量的15．8%。
以炭化室高7．63m焦炉为例，从目前生产技术管理、四大机车运行状况来看，均不同程度的存在需要改良完善的技术难点:炉顶空间温度过高、局部热工及操作指标偏低、PROven系统不稳定、四大机车控制系统故障多、化产品收率低等。
2．1炉顶空间温度偏高武钢、马钢、太钢的7．63m焦炉燃烧室加热水平均为1210mm，可调节跨越孔导致炭化室炉顶空间温度偏高。
焦炉技术操作规程规定，炉顶空间温度为(800±30)℃，而7．63m焦炉普遍高达900℃。
ZHJL6055D型捣固焦炉的技术特点及工艺分析冯强;杜景春【摘要】Through analyzing structure, craft parameter, mechanical equipment and energy conservation and environmental pro-tection of ZHJL6055D tamping coke oven, the authors expounded craft features and equipment level of the large-volume tamping coke oven.%通过对ZHJL6055D型捣固焦炉的炉体结构、工艺参数、机械装备和节能环保等方面进行分析,阐述了这种大容积捣固焦炉的工艺特点及装备水平。
【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】3页(P107-109)【关键词】焦化产业;捣固焦炉;机械装备【作者】冯强;杜景春【作者单位】北京众联盛化工工程有限公司,山西太原030006;北京众联盛化工工程有限公司,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】TQ522.15目前，我国焦化产业结构与国际先进水平相比，一是落后产能比重大，全国现存6000万t/a产能属国家明令要淘汰的炭化室高度低于4.3 m的焦炉，符合国家发展和改革委员会《焦化行业准入条件》的产能仅占总产能44%；二是产业集中度低，我国现有焦化生产企业约1100家，平均生产规模不到30万t/a；三是大型焦炉产能比重小，生产效率与环保水平低[1]。
捣固炼焦工艺因其可多配用高挥发分和弱黏结性煤从而节省焦煤资源，同时随着生产技术的不断提高，生产经验的积累，捣固炼焦完全可以为众多钢铁企业提供优质焦炭，这使得捣固炼焦工艺得到长足发展[2]。
自2006年我国第一座5.5 m捣固焦炉在云南云维集团建成投产后，我国掀起开发建设大容积捣固焦炉的热潮。
目录一、技术方案综述 (2)二、燃烧导烟车 (16)三、皮带提升小车 (17)四、炉口罩技术性能及参数 (18)五、炉顶装煤烟尘集尘干管及支架技术性能及参数 (19)六、出焦烟尘集尘干管及总管道支架技术性能及参数 (20)七、蓄热式冷却器 (22)八、低压长袋脉冲除尘器技术性能及参数 (24)九、风机机组、烟囱技术性能及参数 (28)十、输送机及储灰斗 (32)十一、预喷涂装置 (34)十二、大炉门密封装置 (35)十三、电控系统操作说明 (36)十四、土建说明 (42)十五、供货设备界面划分及明细表 (44)十六、运行成本 (48)十七、施工组织设计 (49)一、技术方案综述1、焦化工业粉尘与废气的来源及危害1.1焦化工业粉尘与废气的来源焦化生产排放的有害物主要来自于备煤、炼焦、化工产品回收与精制车间，气体污染物的排放量由煤质、工艺装备水平和操作管理等因素决定。
（1）备煤车间。
产生的污染物主要为煤尘。
备煤过程向大气排放煤尘，其数量取决于煤的水分和细度。
（2）炼焦车间。
炼焦车间的烟尘来源于焦炉加热、装煤、出焦、熄焦、筛焦过程，主要污染物有固体悬浮物（TSP）、苯可溶物（BSO）、苯并芘（BaP）、SO2、NO X、H2S、CO和NH3等，其中BSO、BaP是严重的致癌物质，导致焦炉工人肺癌的发病率较高。
炼焦车间产生的污染主要由以下几方面引起：第一，装煤过程。
污染物排放约60%。
装煤操作中会排出很多CnHm 化合物，而CnHm化合物对人体健康影响严重，所以一定要控制好装煤烟尘的排出。
第二，推焦过程。
污染物排放约30%。
第三，熄焦过程。
熄焦水喷洒在炽热的焦炭上产生大量的水蒸气，水蒸气中所含的酚、硫化物、氰化物、一氧化碳和几十种有机化合物与熄焦塔两端敞口吸入的大量空气形成混合气流，夹带大量水滴和焦粉从塔顶逸出，形成对大气的污染。
第四，筛焦工段。
主要排放焦尘。
（3）化工产品回收车间。
排放的有害物主要来自化学反应和分离操作的尾气，燃烧装置的烟囱等。
5.5m捣固焦炉空炉保温技术探索与实践
摘要：焦炉受热胀冷缩影响大，一旦烘炉投产，连续第二次空炉降温炉体易受损，因此在特殊情况下如何较好的完成炉体的停产保温是保证焦炉炉体完好及下
次能够顺利复产的关键。
关键词：焦炉、焦炉空炉保温技术、焦炉保温
1.我厂焦炉炉型结构及工艺流程简介
设计年产焦炭120万吨，2座JNDK55-07F型捣固焦炉，荒煤气导出系统采用单U型集气管（设在焦侧）、双吸气管及集气槽压力自动调节系统，面对当时经济形势，对2#焦炉减产
保温进行了积极的探索和实践。
2.焦炉保温的方法
焦炉保温分为“带焦闷炉”与“空炉保温”，“带焦闷炉”的优点是消耗外部热量较小，对炉
体的损伤相对较小，缺点是炉温控制比较空难，易导致难推焦；“空炉保温”的优点是炉温控
制相对比较简单，经济成本比较低，缺点是推空炉前后炉体密封工作量较大、炉头温度难控制、炉墙石墨易烧损、护炉铁件的测量频次需提高、需要的外供热量大。
3.停炉前铁件管理准备工作
3.1停炉之前对炉体、护炉铁件原始状态进行测量及检查并做好记录；3.2检查热态炭化
室炉墙的原始状况并做好状态。
3.3护炉设备和炉体衔接处妨碍炉体收缩的有关部位应该断开，各滑动点均需画上标号。
3.4停炉之前测量炉体膨胀、大小弹簧负荷、炉柱曲度、抵抗墙垂直度、小烟道温度及
各种吸力、压力的原始数据并做好记录，作为冷炉前的原始数据。
3.5校正炉体膨胀测量的基准点，炉体膨胀、炉柱曲度的所有测点做好明显标记;
3.6测量推空炉前炉体膨胀、炉柱曲度，保留记录与后期空炉期间进行对比；
3.7测量上下部大弹簧吨位，调整上下部大弹簧吨位，上部大弹簧吨位控制在14吨-16吨，下部弹簧吨位控制在12吨-14吨；
4停炉前加热设备准备
为了控制煤气主管压力，将所有大孔板、小孔板进行更换，大孔板的尺寸更换为16mm，小孔板排布方法为炉头两个火道小孔板尺寸更换为10mm,其他的均更换为6mm，边燃烧室炉头两个火道小孔板尺寸更换为12mm,其他的均更换为8mm，保证横管压力在200pa左右，
由于标温比较低、煤气量比较小，因此空气过剩系数不得大于1.5。
5.停炉时具体操作方法
5.1在预定的计划时间内将结焦时间延长至60小时，边火道温度逐步降至950左右；
5.2按5—2串序进行推焦操作，每推一炉应检查炭化室炉墙状况并做好记录，制作清扫炭化室底部用工具对炭底进行彻底清扫，防止由于长时间结石墨或者结硫造成后期开工难推焦；
5.3每一炉室推完后不进行装煤操作，直至全部炉室推完为止，空炉温度保持在850-900℃；
5.4推完一炉焦后，对上机焦侧炉门，对炉门进行密封；
5.5推完焦后的炭化室在上升管与集气管的连接处加装5毫米石棉板和8mm铁板盲板，关闭上升管的氨水开关；
5.6当全炉有1/3的炉室处于未推完并处于2/3的结焦时间，关小氨水总管阀门，限制氨水进入量；
5.7加完盲板后，可打开集气管上的放散管进行放散；
5.8继续进行推焦操作，至全部炉室推空；
5.9全部炉室推空后从集气管通入蒸气至吸气管放散待放散管冒白气后停蒸汽；
5.10关闭氨水总管阀门，并打盲板；
5.11集气管和部分吸气管由于通入蒸气后温度较高，可逐步关小蒸气，让其逐渐冷却，以防止集气管变形；
5.12推空最后一炉焦炭后，将该炉室的装煤孔，上升管座进行密封；
5.13为了保证焦炉纵向收缩的安全性，纵拉条应加大弹簧的吨位（20-25T）；
5.14推空炉后使用外接煤气加热，依据降温曲线进行降温，温度降到900-850℃保持现有加热制度；
5.15彻底退出荒煤气导出系统：吸气管及旁通加盲板的前一天，停止出焦装煤，减少加盲板时的荒煤气量，为了保证安全，逐渐关小DN1200蝶阀，使气槽压力控制在100-120pa 之间，若荒煤气量较小导致集气槽压力不足100pa时，往集气槽内通入蒸汽进行保压；
6停炉期间加热管理
6.1直行温度：直行温度控制在850-900℃之间，因为炭化室为空炉，所以不用考虑机焦侧锥度问题。
测量频次为：每四小时测量一次，测量完后计算均匀系数和安定系数。
6.2横排温度：由于没有锥度差，所以横排曲线应该是平直的，测量频次为：每月测量两次，对于局部低温、高温炉号及时处理，需要的话更换小孔板尺寸，保证全部立火道温度不低于750℃。
6.3炉头温度与边炉火道温度：边炉火道温度，在保证看火孔压力在5-10pa左右时，尽可能调小风门，减小蓄热室顶部吸力，防止由于大量冷空气被吸入，加剧炉头保温的难度，冬天在机焦侧挂篷布，减少由于炉门密封不严大量冷空气进入炉体内部，造成耗热量加大，降低炉头部位温度；
7停炉期间的炉体维护
焦炉空炉保温期间主要的热修项目有以下内容：
7.1经常检查炉门刀边的严密行，每季度一次对炉门刀边部位进行喷浆密封；
7.2检查上升管根部、桥管承插口的严密性，每个月检查桥管盲板的完整性，防止桥管盲板由于高温腐蚀导致大量热气进入集气槽而形成爆炸性气体；
7.3由于热胀冷缩，炉顶、蓄热室封墙、砖煤气道、两叉步、小炉头部位会出现裂缝，每季度对以上项目进行检查并修补一次；
7.4对砖煤气道进行喷浆处理
8结论
在保温期间，主要保护焦炉砌体和铁件为原则，制定严格的温度制度和压力制度，通过各个环节技术要点的控制，及各项措施的严格落实，为南疆公司焦化厂2#焦炉的顺利复工打下了坚实基础。
复产后，2#焦炉炉体严密封性良好，各项控制参数很快步入了正常。
参考文献：
[1]焦炉烟气消白工艺及关键参数求解[J]. 陈康,朱灿朋. 燃料与化工. 2020(03)
[2]焦炉烟气消白技术研究及工程应用[J]. 侯奇虎,樊彩梅. 燃料与化工. 2020(04)
[3]顶装焦炉改捣固焦炉的技术应用[J]. 刘学燕,刘成雷,许明. 燃料与化工. 2019(04)
[4]捣固焦炉装煤车稳定运行的措施研究[J]. 徐廷万. 冶金设备. 2016(S2)。
