全面讲解6.25米捣固焦炉！

1、  中冶焦耐对6.25米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。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送系统。在4号焦炉端台的端部设捣固机检修更换站，底层设工具间。5号焦炉端台地层设工具间。在3号、4号焦炉和5、6号焦炉之间的间台设置掖压交换机室、配电室、卫生间等。每座焦炉加热煤气管道在预热站预热后单独引汝。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号焦炉端台外分别设有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。

3、6.25米捣固焦炉的平面布置及焦炉机械配置图：

3.1 炉体主要尺寸

注：表中数据均为焦炉冷态尺寸。

3. 2  炉体结构

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。

1）蓄热室主墙用带有三条沟舌的异型砖相互咬合砌筑，而且蓄热室主墙砖煤气道管砖与蓄热室无直通缝，保证砖煤气道的严密。蓄热室单墙为单沟舍结构，用异型砖相互咬合砌筑，保证炉墙的整体性和严密性。

2）炭化室越高蓄热室封墙的窜漏越严重，为了减少蓄热室封墙的窜漏，设计将斜道口阻力增加，减少蓄热室顶的吸力，相对改小外界与炉头蓄热室的压力差，从而减少蓄热室的漏气率，保证足够的煤气量供应炉头火道。

3）将蓄热室封墙分四层，由内而外分别为硅砖、无石棉硅酸钙板、隔热砖、新型保温涂料。内层硅砖膨胀系数大，烘炉结束后蓄热室就形成一个密封体；整块的无石棉硅酸钙板具有很好的密封和隔热效果好；最外层的新型保温涂料确保封墙的严密性和隔热效果，而且便于维修。

4）为保证炭化室高向加热均匀，设计采用了加大废气循环量和设置焦炉煤气高灯头等措施。

5）炭化室墙采用“宝塔”砖结构，它消除了炭化室与燃烧室之间的直通缝，增强了炉体的严密性，使荒煤气不易窜漏，并便于炉墙剔茬维修。

6）由于出焦时炉头炭化室墙面温度下降快、易剥蚀，因此燃烧室炉头采用双层结构，外层为高铝砖，抗热震性好；内层为硅砖，使炉头第一火道形成一个气密性好的箱体结构，减少炭化室荒煤气向立火道窜漏；炉头硅砖和高铝砖之间采用多部位咬合，克服了烘炉过程中高铝砖和铝砖高向膨胀量不一致，避免了开工初期炉头荒煤气泄露。

7）为了适应大型捣固焦炉的生产操作特点，6.25米捣固焦炉炉体做了如下主要改进：

a ）为了延长焦炉的使用寿命，将6.25米捣固焦炉炉墙的极限侧负荷增大到11000pa。

b ）为改善捣固焦炉装煤除尘效果，把装煤饼时产生的烟气导入相邻的炭化室，把焦炉的上升管移打扫焦炉的焦侧。

C ）增加焦炉炭化室铺底砖的厚度，提高铺底砖耐磨性。

d ）炭化室的锥度设计为40mm，减小推焦阻力，减少推焦对焦炉炉墙的损坏。

e ）将导烟车的轨道基础设计到燃烧室上，防止炭化室过顶砖被压断，同时便于炉顶排水。

4、6.25米捣固焦炉的焦炉机械：

技术含量最高也最复杂的捣固装煤推焦机采用德国科赫技术，由天津新港船厂制造安装。而其它焦炉机械从提高机械效率、降低劳动强度和改善操作环境为出发点，结合我国6m焦炉机械的技术优势并吸收7.63m焦炉机械的一些优点，以先进、安全、使用、可靠为原则进行设计和制造。焦炉机械的各个单元既可手动操作，又可单元程序控制；并采用了炉号识别，自动对为装置，实现了各车辆的安全连锁。焦炉机械还具有炉门、炉框、炉台的清扫和头尾焦以及余煤收集处理功能，司机室和配电时室内壁和顶棚镶有保温板，具有防热、防寒的作用，同时司机室、配电室设有工业空调，显著改善了司机室的操作环境。

各机械的主要性能及特点如下：

1) 捣固装煤推焦机（SCP机）

捣固装煤推焦机工作上焦炉机侧，由皮带输送机往SCP机煤斗给煤，当捣固操作时，煤料通过车上煤斗借助摇动给料器将煤输入捣固煤箱内，自动画操作的捣固系统安装在捣固箱上的上面，采用落锤机械装如捣固箱内的煤料，装煤装置捣固成形的煤饼从机策送入炭化室内。

捣固装煤推焦机设置走行、机械化送煤、余煤回收、炉头挡烟、推焦装置、启闭炉门装置以及炉门清扫装置、炉框清扫装置、炉台清扫装置、头尾焦挥手处理装置，此外还有煤饼的切割功能。移动运煤加料装置将煤随时供给移动的捣固装煤推焦机，利用多锤固定式捣固机将煤料在捣固装煤推焦机的煤箱内上捣固成煤饼，在捣固成煤饼的工作过程中捣固装煤推焦机的任何操作不受捣固影响，其工作效率大大提高。

在捣固装煤推焦机上采用煤饼顶部表面处理装置，在装入煤饼的同时刮平煤饼的浮煤，使煤饼顶面平实。

 轨距                 14000mm

 轨型                   QU120

 走行速度             7.5-75m/min

 走行对位精度               ±5mm

 走行装置采用变频调速（VVVF）

供电电源：           10KV  50HZ     3ph  

供电方式：通过电缆和电缆卷筒（包括电源电缆和信号传输）

交接点在地上接线箱，接线箱有SCP机配带。

电气设备总容量约                1250KW

外形尺寸（长×宽×高）     约26000mm×35000mm×24000mm

整车重量                         1200t

捣固装煤推焦机中捣固机由安全挡装置、导向辊装置、提锤传动装置、停锤装置、捣固锤、机架、集中润滑系统、电控系统等组成。

2) 拦焦机

拦焦机设有除尘罩，一次对位，设有取、装炉门和导焦机构，机械清扫炉门、炉门框机构，头尾焦回收装置和炉台清扫装置，所有上述单元即可手动操作又可采用单元程序控制（PC）

轨道中心            9200mm

轨型                      QU100

走行速度：

移动速度                  60m/min

清扫炉台速度           10m/min

走行装置采用变频调速（VVVF）

电源                       3ph   380V  50HZ

供电方式                       滑触线导入

总功率                           250KW

外形尺寸（长×宽×高）  19500mm×12400mm×8700mm

整车重量                 300 t

3) 装煤烟尘转换车

装煤烟尘转换车在炉顶轨道上运行，由车体、启闭导烟孔盖装置、双U形管系统、上升管清扫装置、高低压氨水切换及上升管水封盖、阀体的启闭装置组成，在装煤烟尘转换车的车体上布置了位于车体机侧的U型导烟管，构成双U形管系统。U型管系统能最大限度减少炭化室机侧的冒烟冒火现象，并能将导烟后残留的微量有害气体放散掉，非常安全可靠。车体机侧的U 型导烟管连通正装煤的第n孔炭化室和第n+2孔炭化室。车体中部的U型导烟管，连通正装煤的第n孔炭化室和第n-1孔炭化室，启闭导烟孔盖装置位于车体机侧U型导烟管和车体中部的U型导烟管的上部，采用机械控制，实现导烟孔盖的自动启闭，操作过程中没有烟气外冒现象。上升管清扫装置布置在车体的焦侧，高低压氨水切换及上升管水封盖、阀体的启闭装置布置在车体的焦侧。

通过第n+2孔桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力，正装煤的第n孔炭化室装煤产生的大量烟气首先通过布置在车体机侧U型导烟管到第n+2孔炭化室进入集气管，避免炭化室机侧吸人大量空气，也避免炭化室机侧有大量烟气益处。随着煤饼的装入，开启第n-1孔桥管处高压氨水，通过第n -1孔桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力，第n孔炭化室内产生的大量烟气通过布置在车体中部的U型导烟管导入第n-1孔炭化室进入集气管，随着煤饼的继续装入，开启第n孔桥管处高压氨水，通过第n孔桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力，烟气直接导入集气管，全部操作作为程序控制。各孔高压氨水开闭的顺序和时间可调。

装煤烟尘转换车操作与SCP机的装煤装置连锁，并适用与5-2串序的焦炉操作。

电源               3ph ，  380v， 50Hz

供电方式                 滑触线导入

电机总功率               140kW

外形尺寸（长×宽×高）    约12000×11000×8000mm

重量                        50t

吸口数量为                两个

轨道中心距                约8750mm

轨型                           50kg/m

驱动方式                       电动机

走行速度                       0-92m/min

走行装置采用变频调速（VVVF）

1）   熄焦车（湿法熄焦固定底板式）

熄焦车为底板固定，侧开车门，主要由转向架、车底板、车箱及开门机构成。

熄焦车与电动车、拦焦机配合设计。

轨距与轨型：    轨距2800mm，轨型QU100

车箱有效容量：  －35t（焦）

车箱有效长度：  －8500m

车箱底板固定，底板面与水平面夹角28°

车箱门打开最大宽度：650mm   偏差±20mm

开门机构和制动装置为气动，工作压力600kpa，气源设在电动车上，又机电车司机操作，车门在关闭位置时能自锁。

熄焦车车箱内壁及底板均镶有耐热铁板，以适应聚热的工作环境。

熄焦车车箱通过最小曲率半径：100mm

熄焦车两端部设有缓冲器及车钩，并与电机车配合设计，使电机车可位于熄焦车的两端。

外型尺寸（长×宽×高） -18000×5890×6700mm

自重                     -130t

开门机构：开门汽缸1个，为单向作用套筒式，由机电车司机操作。

车门的开闭动作由限位开关通过电气控制，保证其动作准确。

车门开口度650mm，其偏差在±20mm之内。

2）                电机车（图11）

 电机车（预留干熄焦操作的改造空间和接口），用于牵引和操作湿熄焦车。电机车走行采用变频率调速，熄焦车车箱门采用气动开闭，车箱为固定斜底，结构简单，趟水快，使熄焦后的焦碳带水量少。

电机车上可通过走台梯子直接登上焦炉焦侧炉台，司机室置于车体偏外侧，视线广阔，空压机电气柜置于电器室内，机器室封闭隔热，内设有冷气机，电控装置置于其内。冷风机用压缩机置于司机室外，在靠炉侧设有风包1台及电源滑线支架，电机车两端设有缓冲器及牵引挂钩。

牵引重量            355t

走行速度          10-90m/min

对位精度               ±5mm

传动方式                双轴四轮传动

电气传动                  变频控制

制    动                     空气闸瓦+盘式+手动

轨    距                     2800mm

外行尺寸（长×宽×高）       -7550×6900×6630（mm）

自    重                       55t

5、集气系统（布置在焦炉的焦侧）：

集气系统包括上升管、桥管及阀体、集气管、高低压氨水喷洒装置、辅助水管、蒸汽管以及相应的操作台等。

1) 设计采用单集气管、双吸气管，有利于荒煤气的顺利导出，稳定集气管压力。吸气管上设自动调节板，调节集气管内煤气压力。使其保持规定的压力，防止炭化室出现负压操作现象。

2) 上升管内衬粘土砖和隔热材料，降低上升管外表温度，改善炉顶操作条件。下部用铸铁座与炉体连接，防止烧坏上升管下部结构。

3) 桥管顶部设有水封盖，防止荒煤气外逸,桥管与阀体的连接,采用水封承插结构,氨水可在内部形成水封,可避免荒煤气的泄露.桥管上装有高、低压氨水喷洒装置用来冷却荒煤气并使荒煤气顺利导出.使荒煤气温度于800℃左右冷85℃左右。

4)  集气管内设高压氨水分段清扫装置,免去了人工清扫气管的劳动。

6、护炉铁件系统：

护炉铁件：护炉铁件包括炉柱、纵横拉条、弹簧、保护板、炉门及炉门框等。

1) 设计采用加大H型钢的炉柱，为了保证炉墙稳定性和强度，使得炉体的保护压力增强，沿焦炉高向设置多线小弹簧。在纵横拉条的端部设有弹簧细，能均匀地对炉体施加一定保护压力，保证了焦炉整体结构的完整和严密。

2) 采用大保护板有效地保护炉头不受损坏。

3) 采用箱型断面的加厚炉门框，它与“L”形断面的炉门框相比，炉门框内外表面温差小。所以箱型断面炉门框抵抗机械应力和热应力性能好，不易断裂。

4) 炉门采用弹性刀边，弹簧刀边能始终保持一定压力，防止炉门冒烟冒火。

5) 炉门、炉框、保护板主要才质选用蠕墨铸铁（RuT340），它具有耐急冷急热性能好，抗拉、抗强度高，铸件寿命长的优点。

7、加热交换系统:

焦炉采用焦炉煤气下喷、高炉煤气策入的复热式加热系统。主管由外部管道架空引进到焦炉地下室，煤气主管道上设有温度、压力和流量的测量和调节装置。各项参数的测量、显示、记录、调节和低压报警都由自动控制仪表来完成。在焦炉煤气主管道上设有煤气预热器，以保证入炉煤气温度的稳定。

在废气系统中，焦炉的分烟道设自动调节翻板，使加热系统的吸力得到适当调节和稳定，保证焦炉在正确的温度压力下工作。焦炉加热系统采用自动加热控制。

焦炉加热用的煤气、空气和燃烧后的废气在加热系统内的流向由液压交换机驱动交换传动装置来控制，每隔20-30分钟换向一次。

8、湿熄焦系统：

湿熄焦系统：设计采用新型湿法熄焦技术，其优点在于：

(1)    熄焦时间短，熄焦时间可控制在70-80s；

(2)    熄焦后的焦炭水分可控制在2-4%而且水分稳定；

(3)    熄焦塔上设有水雾捕集装置并设折流式木结构的捕集装置，除尘效果好。

湿法熄焦系统包括熄焦泵房、熄焦塔、熄焦喷洒管、水雾捕集装置、折流板式除尘装置、粉焦沉淀池、清水池、粉焦脱水台和双梁抓斗起重机、一点定位熄焦车、高位槽及自动控制系统。

新型湿法熄焦工艺在整个熄焦过程中下水量是分段进行的。熄焦过程初期，先用小水量熄灭熄焦车厢顶层红焦及稳定了焦炭表面，持续一段时间后再喷射大水量，水与炽热焦炭接触后产生的蒸气“由上至下”地熄灭熄焦车内底部、中部及中上部的焦炭。这种熄焦方式用大水流喷射代替了喷洒，改善了熄焦车厢内沿焦炭深度方向上的水份分布，达到了缩短熄焦时间、降低焦炭水份的目的。

湿熄焦系统包含主要内容：

1）工艺管道及设备

a）熄焦水泵：设置三台熄焦水泵（2开1备），每台都可向高位槽供水，其能力可以满足熄焦操作要求。

b）高位槽：使用高位槽可在每次熄焦操作中以恒定压力提供可靠的供水。

c）工艺管道：管道设计可满足在熄焦开始时迅速供水。

2) 一点定位熄焦车

一点定位熄焦车可在不移动车的情况下接受从炭化室推出的焦炭，使焦炭表面的轮廓及其在熄焦车厢内的分布对每炉焦炭均一样，这样就可以允许熄焦塔内水流可以调节，以提供合适的熄焦水量，可获得含水量更低的焦炭。 

3) 控制系统

熄焦系统的控制方式为自动调节阀（可调）开度控制，其控制过程通过PLC程序控制完成。水雾捕集水泵与高位槽的快速开闭阀同开同关。

湿熄焦塔高55米，熄焦塔的下部设有熄焦水喷洒管、中部设有水雾捕集装置、顶部设有折流式木结构的捕集装置，可捕集熄焦时产生的大量焦粉和水滴，其除尘效率可达约85%以上。粉焦沉淀池的长度、宽度和深度使含焦粉的循环水有充分的沉淀时间和沉淀速度。可保证熄焦水循环使用。为了定时清理粉焦沉淀池内粉焦，设计选用了容积1.5m³的电动葫芦双梁抓斗起重机，定时将沉淀池底的粉焦抓到粉焦脱水台上，经脱水后外运。

9、焦炉除尘设施：

 本工程对焦炉生产过程中阵发性排放烟尘和连续性排放烟尘治理采取以下措施：考虑捣固焦炉装煤除尘的特殊性，将6.25米捣固焦炉的煤顶上的空间通道高度增加，并且导烟孔和上升管孔孔径扩大，使荒煤气的逸出压力减小，以达到减少荒煤气外冒的目的。

1) 阵发性排放烟尘治理：

捣固炼焦在装煤时由于机侧炉门敞开，烟尘和荒煤气大量外逸，工人的操作条件和对环境造成的污染比顶装焦炉更为严重的恶劣。这也是捣固炼焦长期得不到重视和发展的主要原因之一。

a) 装煤除尘：在装煤推焦机上安装有活动的炉门密封框，在装煤过程中，依靠这些可变形的密封设备，保证将煤饼和炉门框之间充分密封。由于高压氨水喷射产生负压作用，炭化室产生的荒煤气大部分直接导入集气管，其余的荒煤气通过导烟车进入相邻处在结焦末期的炭化室中，最终也进入集气管。

 b）推焦除尘：在拦焦机上带有大型集尘罩，该集尘罩与地面站除尘设备之间用一条固定于焦侧的水平干管连接，通过干管将抽吸的烟气送到除尘设备处理净化后排放。推焦机、拦焦机上分别设有机、焦侧炉头挡烟装置，更有利于出焦时烟尘治理。

c）熄焦除尘：在熄焦塔中部设有水雾捕集装置和折流式木结构的捕集装置，捕集熄焦时产生的大量焦粉和水滴。

d）自动放散点火装置：在集气管上设自动放散点火装置，可将集气管放散的荒煤气焚烧掉，再排入大气中以避免污染环境。

2) 连续性排放烟尘治理：

a）导烟孔盖采水封结构，大大地增加了导烟孔盖的严密性。

b）炉门采用弹性刀边，炉门刀边密封靠弹簧顶压，使刀边受力均匀，密封效果好。

c）炉顶上升管盖及桥管与阀体承插均采用水封结构，可以杜绝上升管盖和桥管承插处的冒烟现象。

d）与装煤烟气转换车U型管相连的除尘孔盖也采用水封结构。

e）上升管根部采用铸铁座，杜绝了上升管根部的冒烟冒火现象。

10、焦炉主要生产操作指标

   当焦炉周转时间为24.5小时，焦炉正常操作的主要生产指标见表

焦炉主要生产操作指标：

11、总结：

  1）6.25m型捣固焦炉是中冶焦耐结合我国近年来捣固焦炉生产的技术成果、吸收国内外大型焦炉特别是大型捣固焦炉的成功经验，开发出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、自动化程度最高及环保设施最完善的超大型捣固焦炉。它具有对煤的适应性广，炉体寿命长，占地面积小，劳动定员少，劳动生产效率高，焦炭质量好，操作成本低，环保水平高等优点。

  2）采用捣固炼焦，可以多配入高挥发份弱粘结性煤。在相同交谈质量时，可以节约优质炼焦煤，降低炼焦成本；在相同配煤情况下，可以提高焦炭质量。

  3）通过加大炭化室中心距，使得6.25m型捣固焦炉具有炉体强度高、稳定性好、抗风险能力强等特点。炉墙的极限侧负荷增大到11KPa以上。

  4）6.25m型捣固焦炉采用了引进过外技术合资建筑的当今世界上功能最全、技术水平最先进的集捣固、装煤、推焦一体化的SCP机，极大提高了捣固焦炉炉机械的操作效率。

  5）6.25捣固焦炉控制捣固煤料水份、煤料粒度组成，根据煤料性质确定合适的捣固功，采用自动连续给料，薄层自动捣固新技术，增加煤饼宽度、降低煤饼高宽比等综合技术措施，大大增加了煤饼的稳定性。同时，6.25m型捣固焦炉还配备了完善的事故处理措施：在万一出现煤饼倒塌事故时，可用SCP机上的切煤装置切掉部分煤饼，再用机侧操作台外的胶带输送机送至煤槽；或者使用紧急事故煤槽处理不装例的剩余煤饼。

 6）6.25m型捣固焦炉配置了增大轨距的两条走行轨道的拦焦机：内侧轨道位于焦侧操作台柱子上方，外侧轨道位于焦侧除尘干管的支撑钢结构上。这种新型结构的拦焦机具有车体长度短、稳定性好、焦侧操作台负荷小、不受炉体膨胀的影响等优点。

 7）6.25m型捣固焦炉具有极为完善的环保措施：

a）焦炉炭化室容积的扩大从宏观上减少了污染物排放量

焦炉污染物排放分为两类，一类如装煤、出焦、熄焦等阵发性烟尘的排放，这类排放中粉尘含量大，且与操作的频繁程度有关；另一类为连续性烟尘的排放，这类排放中有害气体的含量较大，由于捣固焦炉的单孔装煤量大幅增加，在达到相同焦炭产量时所需的炉孔数少，从而减少了出炉次数，减少了阵发性污染物的排放总量。

b) 装煤除尘

6.25m型捣固焦炉借鉴国外捣固焦炉装煤烟尘治理成功经验，将焦炉的集气管从常规设计的机侧移到焦炉焦侧，同时在机侧炉门外设置密封框，在炉顶设置烟气转换车，将装煤时产生的大量烟尘导致相近的第n+2孔和第n-1孔炭化室，借助高压氨水在这三孔炭化室的抽吸，将装煤时产生的大量烟尘抽吸至相近炭化室和集气管，从而避免装煤烟外逸污染环境。

C）出焦除尘

6.25m捣固焦炉采用成熟可靠、捕集效率高、除尘效率高的干式除尘地面站技术，实现了对焦炉出焦烟尘的有效治理。

d）熄焦除尘

6.25m捣固焦炉的湿法熄焦是一种新近开发的环保水平较高的新型湿法熄焦工艺。利用水雾捕集系统以及设置在熄焦塔顶部的双层特殊结构的除尘装置，可使湿法熄焦排放的粉尘量大幅度降低，达到了国际先进水平。

综上所述，6.25m捣固焦炉在焦炉炉体、焦炉机械、焦炉工艺装备和焦炉环保等诸方面均达到了国外先进、大型捣固焦炉的水平。