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焦炉结构、尺寸


焦炉结构、 焦炉结构、尺寸

焦炉用耐火材料的性质
耐火材料:耐火度在1580度以上的物料。 焦炉用砖的要求: 1.焦炉是连续生产的大型工业窑炉,投产后要连续生产几十年, 因此要求耐火材料能长期在高温下操作而不改变其主要性 能。 2.耐高温,并能在正常生产条件下,适应焦炉温度周期性变 化。 3.炭化室部位的砖,应具有抵抗煤、焦灰份及荒煤气中各种 焦

化产品侵蚀的能力。

焦炉使用的主要耐火材料的性能
? 硅砖特点: 硅砖特点: ? 1.荷重软化温度与耐火度相比,只低80度左右。因此,硅 砖能在接近荷重软化温度的条件下,结构本身不发生变 化,可使用的温度较高。 ? 2.荷重软化温度较高,一般在1620~1640度以上。在焦 炉上使用时,燃烧室温度可以提高;同时,硅砖具有较 好的导热性能。因此使用硅砖能够提高焦炉的生产能力。 ? 3.随温度的升高,硅砖体积一直是膨胀的,没有残余收 缩。所以在烘炉和生产过程中,能够比较好地保持焦炉 砌体的严密性。

焦炉使用的主要耐火材料的性能
? 4.硅砖对盐类和焦化产品的侵蚀,具有较高的抵抗性能。 ? 5.硅砖在升温的过程中,体积的大量膨胀是集中在400 度以前,再升温时,膨胀增量减缓,900度以后,体积 变化更小;曲线趋向水平,达到适应在焦炉正常生产时, 炉体变化处于比较稳定的温度区间。 ? 6.硅砖缺点:是在900度以下的低温阶段,热稳定性差。 因此炭化室炉头部位如用硅砖,在长期生产过程中,砌 体很容易碎裂破损。 ? 由于硅砖有上述优点,所以在大、中型焦炉的炭化 室(炉头除外)、斜道、蓄热室单、主墙(在小烟道部 位必须有粘土衬砖的保护)等主要部位一般都用硅砖砌 筑。

硅砖质量标准
项 SiO2/% 耐火度/℃ 0.2MPa荷重软化开始温度
重烧线变化(1450 ℃,2h(3h))/ %


大于(或等于)

不低于 不低于 不大于

指标JG—94 94(≥94) 1690
1650(胶结硅石1620)

0.2(0.5)

显气孔率/% 炉底,炉壁砖 其他部位用砖及手工成型砖 常温耐压强度/Mpa 炉底,炉壁砖 其他部位用砖及手工成型砖 真密度 炉壁 其他部位用砖

22(炉壁砖23) 24(25) 不小于 29.4(25) 19.6(20) 2.34 (≤2.35) 2.36

不大于 不大于 不大于

硅砖的质量对焦炉炉体膨胀的影响: 硅砖的质量对焦炉炉体膨胀的影响: ? 上述指标中,硅砖真密度是评定硅砖质量的关键指标,真 密度的大小直接影响焦炉的年膨胀量与焦炉炉体的完好率。 真密度大必将造成焦炉的早衰,影响生产正常运行和热修 维护量的增加,对进一步提高焦炉技术装备水平增加了难 度。 ? 炉体伸长量是决定焦炉使用寿命的重要指标,而影响炉体 伸长的因素关键在硅石英晶型转化的深度,石英、鳞石英 在硅砖生产过程中转化好的可达65~80%,这样硅砖真密 度可达到2.30~2.32,残余膨胀量很小,炉体伸长量可以 稳定在烘炉结束时的膨胀量。若硅砖中鳞石英化能达到 50~70%,30~20%的方石英,则就能基本满足焦炉使用 寿命达到25~30年的要求。
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粘土砖
粘土砖是由软质粘土生料(作为结合剂)与热料按一定 配比混合成砖料,成型干燥后, 在能使结合粘土完整烧结 的温度下烧成。

粘土砖具有下列特性: 粘土砖具有下列特性:
(1)热稳定性较好,即当受到温度急变冲击时,粘土砖具有 较好的抵抗破坏的性能。普通粘土砖可达25~100次 (2)耐火度虽然很高,但荷重软化温度较低。这主要是由于 砖体中大批无晶型物质存在的结果。它的软化始点温度,一 般比耐火度低300℃以上,荷重软化点一般在1250 ~1400 ℃的范围内。蠕变温度范围很宽,在达到荷重软化温度的情 况下,继续升温时,只发生形变,而不产生破坏其整个结构 的溃裂。

(3)线膨胀曲线近似一条直线,在1000 ℃时的线膨胀率约 为0.6 ~0.7%,约为硅砖的50%。在1200 ℃后,继续升 温时,其体积又将由膨胀所达到的最大值开始收缩。粘土砖 的残存收缩性能,将导致砌体灰缝的松裂,这对砌体是不利 的。 (4)导热率随温度的升高而增大。在1000 ℃时约为1.1千卡 /米·时·度,在1300 ℃时增大到1.38千卡/米·时·度。比硅 砖的导热率一般小15~25%。 粘土砖在大、中型焦炉上,一般用作炉顶砌砖、小烟 道衬砖、蓄热室花格子砖等;在中、小型焦炉上,也常用作 蓄热室砌砖(66型及70型)或全炉砌筑(红旗三号)。实 践证明:当炭化室使用粘土砖时,立火道的标准温度,最好 控制在1050或1100 ℃以下,否则将加速炉体的损坏。

? 高铝砖 ? 粘土砖中的三氧化二铝含量在48%以上时称高铝砖。普通 高铝砖按其中三氧化二铝含量的高低,又分为一、二、三 级。高铝砖的主要矿物组成为高铝矾土。高铝砖的烧成温 度较高,约为1500度左右。 ? 高铝砖的耐火度(1750~1790℃)及荷重软化温度 (1420~1500℃)均比粘土砖高,质密,抗渣性较好。 ? 现代大型焦炉采用直缝外炉头,采用高铝砖砌筑。 因炭化室炉头操作条件较差,高铝砖的抗渣、抗磨、冷热 急变的性能较好。

TJL4350D型焦炉砖量用量(1*63孔)
名 硅砖 粘土砖 高铝砖 缸砖 隔热砖 红砖 称 砖 号(个) 197 96 6 6 2 1 砖 量(吨) 5810.5 3521.66 84.8 164.92 186.75 646.49

耐火砖号共计305个,其中异型砖295个。一座焦炉耐火砖总量为9581.9吨。

现代焦炉分类
? 1.按加热火道组合特点分类 ? 两分式 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。在立火道顶有一水平焰道相联。如66 型焦炉。 ? 双联式 燃烧室中每相邻火道成一对,一个是上升气流,另 一个是下降气流。58型、80型及现代大容积焦炉。 ? 2.按加热方法分类 ? 从炉体结构上只能用一种煤气加热的称单热式。它又可分为焦 炉煤气单热式和高炉煤气单热式。可用两种煤气加热的称为复 热式。 ? 3.按焦炉煤气供给方式 ? 侧入式即焦炉煤气由焦炉两侧水平砖煤气道进入立火道。下喷 式是焦炉煤气由炉下经垂直砖煤气道进入立火道。

焦炉炉体各部位概述
? 现代焦炉主要由炭化室、燃烧室、斜道、蓄热室及炉顶等部位所 组成。

? 一、炭化室

? 炭化室是将煤炼成焦的部位。 ? 炭化室有效长度:炭化室全长减去两端炉门伸入炭化室的长度。 ? 炭化室的锥度:为了推焦顺利,一般焦侧宽度大于机侧,这种差 值就叫锥度。

? 燃烧室位于炭化室两侧,煤气和空气在这里混合燃烧加热炭化室。 燃烧室是焦炉温度最高区域,并在推焦时受机械撞击,故一般选 用荷重软化点高,导热性好的硅砖砌筑。 ? 加热水平:燃烧室与炭化室顶面标高差称为加热水平。 ? 其目的是为了在上部与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。 ? 燃烧室由若干火道组成,以便于控制从机侧到焦侧的温度分布。 同时,相邻火道隔墙也起着增加焦炉结构强度的作用。对于双联 火道带废气循环的焦炉,每对火道的隔墙上部有跨越孔,下部有 废气循环孔。废气循环是改善焦炉高向加热的主要措施之一。

? 二、燃烧室

? 在每个火道内煤气与空气斜道口都装有调节砖。下喷式焦炉有 垂直砖煤气道口 ? 燃烧室砌体的炉头,由于温度变化剧烈,容易产生裂缝,剥落 和变形。故炉头适宜用耐急冷急热性好的高铝砖。 ? 加热水平:燃烧室与炭化室顶面标高差称为加热水平。 ? 其目的是为了在上部与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。 ? 燃烧室由若干火道组成,以便于控制从机侧到焦侧的温度分布。 同时,相邻火道隔墙也起着增加焦炉结构强度的作用。对于双 联火道带废气循环的焦炉,每对火道的隔墙上部有跨越孔,下 部有废气循环孔。废气循环是改善焦炉高向加热的主要措施之 一。 ? 在每个火道内煤气与空气斜道口都装有调节砖。下喷式焦炉有 垂直砖煤气道口 ? 燃烧室砌体的炉头,由于温度变化剧烈,容易产生裂缝,剥落 和变形。故炉头适宜用耐急冷急热性好的高铝砖。

? 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通的通道称为斜道。进入燃烧室的 空气及排出的废气均通过斜道。下喷式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,是废气与空气进 行热交换的部位。在蓄热室里装有格子砖,当由立火道下降的炽 热废气经过蓄热室时,其热量大部分被格子砖吸收,每隔一定时 间进行交换进入冷空气,格子砖又将热量传递给空气。在焦炉整 个生产周期内,蓄热室就是这样不断交替进行着蓄热和放热的热 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, 这样可以回收废热并提高煤气与空气在立火道内燃烧温度,使焦 炉热效率提高。一座没有蓄热室的废热室焦炉,大约要烧掉本身 所发生焦炉煤气的的80%左右;而带有蓄热室的焦炉一般只烧掉 自身所发生焦炉煤气的45%左右。

? 蓄热室主要由小烟道、箅子砖、格子砖、隔墙、封墙等组成。 ? 1、小烟道 小烟道位于蓄热室的底部,是蓄热室联接废气 盘的通道。小烟道内温度变化剧烈,波动幅度达300~400℃。 因此,在硅砖小烟道内衬以粘土砖,以保护硅砖砌体。 ? 2、箅子砖 其作用主要是通过箅子砖孔径的改变,使气流 沿蓄热室长度方向,根据加热要求合理分配,箅子砖有圆孔型 与方孔型两种,我国自行设计的58型、66型及大容积焦炉均采 用扩散式圆孔型箅子砖。 ? 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成。 ? 格子砖的砖型有条形和异型两种,异型砖具有阻力小,蓄 热面积大,热工效率高,清扫方便,更换容易等优点;缺点是 制造工艺复杂成本高。目前大中型焦炉基本上均采用异型砖。 ? 异型砖有厚壁六孔格子砖和薄壁九孔格子砖两种。厚壁六 孔格子砖壁厚21毫米,孔宽19毫米;薄壁九孔格子砖壁厚15 毫米,孔径15毫米,其蓄热面积比厚壁增加20%,当其他条件 相同时废气温度比厚壁将降低40~50℃,炼焦耗热量减少大约 12千卡/公斤。

? 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。主墙砖一般为异型砖砌筑,下喷式焦炉的砖 煤气道在主墙内通过。 ? 大中型焦炉的蓄热室墙,一般都用荷重软化点较高的硅砖 砌筑,以便发挥硅砖焦炉的最大生产能力。 ? 5、封墙 它是封闭机焦侧两端蓄热室的墙,因蓄热室内处于 负压,封墙应当严密而隔热,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,有 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 热量又会通过封墙往外散失,从而降低热工效率并恶化蓄热室 走廊操作环境。 ? 蓄热室封墙一般用粘土砖和绝热砖砌筑,封墙与蓄热室墙间 设有膨胀缝。在封墙外面抹一层石棉和粘土砖混合的灰层,以 减少散热损失。

? 五、炉顶 ? 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,烘炉孔及烘炉道, 拉条沟等。 ? 烘炉孔只是在烘炉时使用,在焦炉即将投产以前, 用涂有泥浆的塞子砖堵严。 ? 炼焦煤一般由装煤孔装入炭化室。捣固式焦炉是 将预先捣制成的煤饼由机侧炉门推进炭化室。 ? 双集气管焦炉每个炭化室有两个上升管孔,单集 气管只有一个上升管孔。 ? 焦炉炉顶一般都用粘土砖砌成。为了减少散热和 改善炉顶操作条件,在炉顶区没有孔洞或不承受压力 的部位,用绝热砖砌筑。炉顶表面应用耐磨性好的缸 砖砌筑。

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? 六、焦炉基础平台,烟道与烟囱 焦炉基础平台, ? 焦炉炉顶平台位于焦炉地基之上。在焦炉炉 幅方向的两端部都设有钢筋土的抵抗墙,抵抗墙 上留有纵拉条孔。焦炉砌在顶板基础平台之上, 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, 炉体燃烧产生的废气通过烟道由烟囱排出。

焦炉等级标准
? 特级、一级、二级焦炉为完好焦炉:炉体完整,无重大缺 陷隐患,各种护炉铁件能起可靠保护作用,主要计器、仪表齐 全并能正常运行,安全防护装置完整可靠,已有的环保设施正 常运行,各项指标符合下列要求。 ? 一、生产能力 (设计能力为100) 炉龄(年) <15 15~25 >25 特级 >98 >95 >90 一级 >95 >90 >85 二级 >90 >85 >80

? 说明:当焦炭需求减少或装煤量不足时,可不考核上述指标

? 二、炼焦耗热量 炉龄 (年) <15 加热 煤气类别 焦炉煤气 贫煤气 焦炉煤气 15~25 贫煤气 焦炉煤气 >25 贫煤气

KJ/Kg煤(含水7%) 特级 2135 2430 2180 2470 2220 2515 一级 2220 2515 2260 2555 2305 2595 二级 2305 2640 2345 2680 2385 2720

? 三、炉体状况 等级/1 一级/一等 ?
等级 等 或特级/2 等 <0.04

二级/1等或一 级/2等或特级 /3级 <0.05

二级/2等 或一级/3 等 <0.06

二级/3等

炉体年伸 长率,%

<0.03

<0.07

炉头火道

完整, 剥蚀,曾出 曾有倒塌,深度 曾有倒塌, 曾有倒塌, 无重大 现个别倒塌。 不超过1、2个 深度不超过 深度不超过1、 剥蚀。 火道。 2个火道。 2个火道。 能正常工作, 全炉不工作 能正常工作, 火道不超过 全炉不工作 0.7%,但 火道不超过 一个燃烧室 1%,但不能 不超过4个 联成片。 火道

燃烧室

正常工 作,全 炉无不 工作火 道。

正常工作, 正常工作,全炉 全炉不工作 不工作火道不超 火道不超过 过0.5%,但一 0.2%。 个燃烧室不超过 2个火道。





平整,有少量 平整,垂直裂 剥蚀,一处最 缝每条缝宽小 大面积不超过 2 于5mm,无 0.1m ,垂直 裂缝缝宽不超 横裂缝 过8mm,无 横裂缝。

有剥蚀,最大 处不超过 0.25m2,垂 直裂缝缝宽不 超过10mm, 无横裂缝,有 个别错台,个 别炭化室宽度 有变化,但不 影响正常推焦

剥蚀最大处不 超过0.5 m2, 垂直裂缝缝宽 不超过 15mm,一 个墙面裂缝不 超过2条,无 横裂缝,有错 台及炭化室宽 度有变化,但 不影响正常推 焦 炉柱平均曲度 小于50mm, 横拉条平均直 径不小于原件 的80%,个 别的不小于 80%,弹簧 仍起保护作用, 保护板、炉门 框无大裂缝。

剥蚀最大处不超 过1 m2,垂直裂 缝缝宽不超过 20mm,一个墙 面裂缝不超过2 条,有错台及炭 化室宽度有变化, 但不影响正常推 焦 炉柱平均曲度小 于50mm,横拉 条平均直径不小 于原件的80%, 个别的不小于 80%,弹簧仍起 保护作用,保护 板、炉门框无大 裂缝。

护炉铁件

炉柱平均曲度 小于30mm, 横拉条平均直 径不小于原件 的90%,个 别的不小于 85%,弹簧 负荷符合规定, 保护板、炉门 框无大裂缝。

炉柱平均曲度 小于40mm, 横拉条平均直 径不小于原件 的85%,个 别的不小于 80%,无失 效弹簧,保护 板、炉门框无 大裂缝。

炉柱平均曲度 小于50mm, 横拉条平均直 径不小于原件 的80%,无 失效弹簧,保 护板、炉门框 无大裂缝。





炉龄<15年为1等;15年至25年为2等;>25年为3等

TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸 TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸
? ? ? ? ? ? ? ? ? 设计生产能力(万吨/年) 炉组孔数(座*孔) 炭化室全长(mm) 炭化室有效长(mm) 炭化室宽(机侧,mm) 炭化室宽(焦侧,mm) 炭化室平均宽(mm) 炭化室锥度 (mm) 炭化室全高(mm) 85 2*63 14080 13280 495 505 500 10 4300

TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸 TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸
? ? ? ? ? ? ? ? 炭化室有效高(mm) 炭化室有效容积(m3) 炭化室一次装干煤量(吨) 炭化室中心距(mm) 立火道中心距(mm) 加热水平高度(mm) 炉顶厚度(mm) 炭化室墙厚(mm) 4000 26.6 24.4 1200 480 700 1318 100

TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸 TJL4350D型焦炉炉型特点及主要尺寸
? ? ? ? 蓄热室宽(mm) 燃烧室形式及立火道数 加热方式 设计结焦时间(小时) 830 双联28 单热下喷 22.5

TJL4350D型焦炉加热装置简介 TJL4350D型焦炉加热装置简介
? 该焦炉共用耐火砖号共计305个,其中异型砖 295个。蓄热室墙厚度为370mm,墙中有砖煤气 道,孔径为50mm。小烟道内衬粘土砖,其底部 砌有绝热砖,以降低地下室温度。 ? 该焦炉为以焦炉煤气为燃料的单热式下喷焦炉。 蓄热室宽830mm,为大容积空气蓄热室。燃烧 室比炭化室多一个,蓄热室又比燃烧室多一个。 ? 斜道出口放有可更换的调节砖,以改变气流断面, 达到调节空气流量的目的。

TJL4350D型焦炉加热装置简介 TJL4350D型焦炉加热装置简介
? 每个燃烧室有28个立火道。相邻两个为一对,组 成双联火道结构。每对火道上部有跨越孔。其下 部除炉头一对火道外都有废气循环孔。砖煤气道 顶部灯头稍高于废气循环孔的位置,使焦炉煤气 拉长火焰,改善焦炉高向加热均匀性,还防止产 生短路的可能。 ? 气体流动途径:焦炉煤气加热时,在第一交换间 隔时间内,煤气进入单号燃烧室的双数火道及双 号燃烧室的单数火道。空气经单号空气蓄热室预 热后,进入上述对应立火道中与煤气混合燃烧。

TJL4350D型焦炉加热装置简介 TJL4350D型焦炉加热装置简介
燃烧后的废气以经跨越孔,分别到单号燃烧室 的单数火道,双数燃烧室的双数火道,其中一部 分废气经循环孔进入上升气流火道中,而其余废 气通过斜道到下降气流蓄热室中,后经小烟道汇 集于分烟道和总烟道由烟囱排出。在下一个交换 时间内将上升与下降气流进行交换。 概括说, TJL4350D型焦炉蓄热室与燃烧室及 立火道的相联关系是:面对焦炉的机侧,蓄热室 与燃烧室的编号自左向右,蓄热室的首号为1号, 立火道的编号由机侧向焦侧时,则每个蓄热室与 同号燃烧室的双数立火道,前号燃烧室的单数火 道相联,简称“同双前单”。即:同一个燃烧室的 相邻

TJL4350D型焦炉加热装置简介 TJL4350D型焦炉加热装置简介
立火道是交错燃烧的;相邻燃烧室的同号立火道 亦是交错燃烧。


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