焦炉结构、尺寸

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1、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： 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16201640度以上。在焦 炉上使用时，燃烧室温

2、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

3、。 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 目指标JG94 SiO2/%大于（或等于）94（94） 耐火度/不低于16900.2MPa荷重软化开始温度不低于1650（胶结硅石1620 ） 重烧线变化(1450 ,2h（3h）)/ 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不大于 22（炉壁砖23） 24（25） 常温耐压强度/Mpa 炉底，炉壁砖 其他部位用砖及手工成型砖不小于 29.4（25） 19.6（20） 真密度 炉壁 其他部位用砖不大

4、于 不大于 不大于2.34 （2.35） 2.36 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6580%，这样硅砖真密 度可达到2.302.32，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 5070%，3020%的方石英，

5、则就能基本满足焦炉使用 寿命达到2530年的要求。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： （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25100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

6、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1525%。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

7、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（17501790）及荷重软化温度 （14201500）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 称 砖 号（个） 砖 量（吨）硅砖1975810.5粘土砖963521.66高铝砖684.8缸砖6

8、164.92隔热砖2186.75红砖1646.49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

9、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。 二、燃烧室 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

10、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。 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

11、 。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

12、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

13、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300400 。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

14、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4050，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

15、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。aa 六、焦炉基础