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1、焦炉炉体的结构简介现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱。燃烧室和炭化室 燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室的提供热量。装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。燃烧室墙面温度高达1300-1400，而炭化室墙面温度约1000-1150，装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈，且装煤中的盐类对炉墙有腐蚀性。现代焦炉均采用硅砖砌筑炭化室墙。硅砖具有荷重软化点高、导热性能好、抗酸性渣侵蚀能力强、高温热稳定性能好和无残余收缩等优
2、良性能。砌筑炭化室的硅砖采用沟舌结构，以减少荒煤气窜漏和增加砌体强度；所用的砖型有：丁字砖、酒瓶砖和宝塔砖。中国焦炉的炭化室墙多采用丁字砖，20世纪80年代以后则多采用宝塔砖。炭化室墙厚一般为90100mm，中国多为95105mm。为防止焦炉炉头砖产生裂缝，有的焦炉的炉头采用高铝砖或粘土砖砌筑，并设置直缝以消除应力，中国焦炉多采用这种结构。燃烧室分成许多立火道，立火道的形式因焦炉炉型不同而异。立火道由立火道本体和立火道顶部两部分组成。煤气在立火道本体内燃烧。立火道顶是立火道盖顶以上部分。从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表之间的距离，称加热水平高度，它是炉体结构中的一个重要尺寸。如果该尺寸
3、太小，炉顶空间温度就会过高，致使炉顶产生过多的沉积碳；反之，则炉顶空间温度过低，将出现焦饼上部受热不足，因而影响焦炭质量。另外，炉顶空间温度过高或过低，都会对炼焦化学产品质量产生不利影响。炭化室的主要尺寸有长、宽、高、锥度和中心距。焦炉的生产能力随炭化室长度和高度的增加而成比例的增加。捣固焦炉与顶装炉不同，其锥度较小，只有0200mm。蓄热室为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气，在焦炉炉体下部设置蓄热室。现代焦炉蓄热室均为横蓄热室（其中心线与燃烧室中心线平行），以便于单独调节。蓄热室有宽蓄热室和窄蓄热室两种。宽蓄热室是每个炭化室下设一个，窄蓄热墙一般用硅砖砌筑，有些国家用粘土砖或半硅
4、砖代替硅砖砌筑温度较低的蓄热室下部。在蓄热室中放置格子砖，以充分回收废气中的热量。格子砖要反复承受急冷急热的温度变化，故采用粘土质或半硅质材料制造。现代焦炉的格子砖一般采用异型薄壁结构，以增加蓄热面积和提高蓄热效率。蓄热室下部有小烟道，其作用是向蓄热室交替导入冷煤气和空气，或排出废气。小烟道中交替变换的上升气流（被预热的煤气或空气）和下降气流（燃烧室排出的高温废气）温度差别大，为了承受温度的急剧变化，并防止气体对小烟道的腐蚀，需在小烟道内衬以粘土砖。斜道区位于燃烧室和蓄热室之间的通道。不同类型焦炉的斜道区结构有很大差异。斜道区布置着数量众多的通道（斜道、水平砖煤气道貌岸然和垂直砖煤气道等），它
5、们彼此距离很近，并且上升气流和下降气流之间压差较大，容易漏气，所以斜道区设计要合理，以保证炉体严密。为了吸收炉组长向生产的膨胀，在斜道区各砖层均留膨胀缝。膨胀缝之间设置滑动缝，以利于膨胀之间的砖层受热自由滑动。斜道区承受焦炉上部的巨大重量，同时处于1100-1300的高温区，所以也用硅砖砌筑。炉顶位于焦炉炉体的最上部。设有看火孔、装煤孔和从炭化室导出荒煤气用的上升管孔等。炉顶最下层为炭化室盖顶层，一般用硅砖砌筑，以保证整个炭化室膨胀一致，也有用粘土砖砌筑的，这种砖不易断裂，但易产生表面裂纹。为减少炉顶散热，在炭化室顶盖层以上采用粘土砖、红砖和隔热砖砌筑。炉顶表面一般铺缸砖，以增加炉顶面的耐磨性
6、。在多雨地区，炉顶面设有坡度，以便排水。炉顶厚度按保证炉体强度和降低炉顶温度的要求确定，现代焦炉炉顶一般为10001700mm，中国大型焦炉的炉顶厚度为1000-1250mm。第一节焦炉炉体结构及炉型一、焦炉炉型的分类根据火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧入式焦炉。二、现代焦炉的结构现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：焦饼长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。劳动生产率和设备利用率高。加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。
7、炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。1、炭化室增大炭化室的容积是提高焦炉生产能力的主要措施之一。(1)、炭化室的长度大型焦炉一般为1316米，随着长度的增加，焦炉的生产能力成比例地增加，长度增加的极限取决于技术装备的条件。炭化室的有效长度取决于炉门及衬砖的厚度，此厚度一般为365420mm。(2)、炭化室的高度大型焦炉一般为46米。增加高度可以增加焦炉的生产能力，且由于煤料堆密度的增加而有利于焦炭质量的提高，但受到高向加热均匀性的限制，而且炉门、炉门框生产时的清扫都将增加困难。（3）炭化室宽度炭化室的宽度对焦炉的生产能力与焦炭质量均有影响，增加宽度虽然焦炉的容
8、积增大，装煤量增多，但因煤料传热不良，随炭化室宽度的增加，结焦时间大为延长，结焦速度降低。2、燃烧室（1）结构形式与材质燃烧室火道一般分为二分式和双联火道式两种，国内个别老焦炉还有过顶式。二分式焦炉的最大优点是结构简单，异向气流接触面少，但由于有水平集合烟道，使气流沿燃烧室长向分配不易均匀，同时削弱了砌体的强度。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，但异向气流接触面多，焦炉老龄时易串漏，结构较复杂，砖型多，故我国小型焦炉均不采用。燃烧室材质一般均用硅砖砌筑。为进一步提高焦炉的生产能力和焦炉的强度，有发展为采用高密度硅砖的趋势。（2）高向加热高低灯头系双联火道中单数火道低灯头
9、、双数火道高灯头，使火焰在不同的高度燃烧。由于高灯头高出火道底面一段距离才送出煤气，自斜道来的空气常易将高灯头下面砖缝的石墨烧掉，造成串漏。废气循环是目前实现燃烧室高向加热均匀简单而有效的方法。此法的原理是利用循环废气降低可燃气体混合物中可燃成分的浓度，减慢燃烧速度，从而拉长了火焰，使高向加热均匀。（3）加热水平高度它影响炉顶空间结石墨的程度和化学产品的质量。加热水平高度由以下三个部分组成：一是煤线距炭化室顶部的距离，即为炉顶空间高度，一般大型焦炉为300mm，中小型焦炉为150-200mm；二是煤料结焦后的垂直收缩量，它取决于煤料的收缩性及炭化室的有效高度，一般为有效高度的5-7；三是考虑到
10、燃烧室顶对焦炭的传热，炭化室中成熟后的焦饼顶面高应比燃烧室顶面高出200-300mm（大焦炉）或100-150mm（小焦炉）。3、蓄热室对于蓄热室的基本要求是气流分配均匀，蓄热效率高，串漏少和防止局部高温。当蓄热室上升气流时，废气盘关闭，蓄热室下降气流时则空气盘关闭。上升气流由小烟道一侧的空气盘进入，经蓄热室上升，在燃烧室燃烧后废气从相邻蓄热室下降，并由小烟道另一侧的废气盘排出蓄热室隔墙的炉头部位，因受外界大气温度的影响，温度波动较大，硅砖砌成的炉头隔墙易产生一些裂纹，因此有些焦化厂的焦炉在蓄热室炉头部位也采用高铝砖直缝结构。蓄热室的封墙一定要注意隔热，要注意严密，封墙一般用粘土砖及隔热砖砌成
11、，总厚度约为400mm。4、斜道区蓄热室和燃烧室间借助于斜道相互连通，斜道所在的砌体称为斜道区。由于斜道是斜的，而且上下口径又不相等，不同气流相互交叉，又有砖煤气道和膨胀缝，所以斜道区的结构是焦炉中砖型最多，结构最复杂，砌筑要求最严格的部位。侧入式焦炉，各烧嘴断面积之和约为水平砖煤气道断面的6070为宜，太大则各烧嘴的调节灵敏性差；太小则增加砖煤气道内煤气压力，易漏气，且除碳空气不易进入，容易使砖煤气道堵塞。5、基础平台与烟道基础位于炉体的底部，它支撑整个炉体，炉体设施和机械的重量，并把它传到地基上去。大型焦炉的基础均用钢筋混凝土浇灌而成，小型焦炉的基础一般不需配筋，只有当地基的土质不均匀时，
12、才配少量钢筋。5、炉顶炭化室封顶砖以上部位为炉顶。砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及拉条沟等。为减少炉顶散热，改善炉顶的操作条件，炉顶不受压部位砌有隔热砖。炉顶厚度一般为900-1200mm。在多雨地区，炉顶最好有一定的坡度以供排水。第二节护炉设备一、护炉设备的作用护炉设备的主要作用是利用可调节的弹簧的势能，连续地向砌体施加足够的、分布均匀合理的保护性压力，使砌体在自身膨胀和外力作用下仍能保持完整、严密，从而保证焦炉的正常生产。1、炉体纵向膨胀及护炉设备的作用炉体纵向膨胀靠设在斜道区和炉顶区的膨胀缝吸收，正常情况下，抵抗墙只产生有限的向外倾斜，砌体在纵向膨胀时对两端抵抗墙产生向外的推力。与
13、此同时，抵抗墙和纵拉条的合结构给砌体以保护性压力。 纵拉条失效是抵抗墙向外倾斜的主要原因，这不仅不利于炉体的严密性，而且使炭化室墙呈扇形向外倾斜。2、炉体横向膨胀及护炉设备的作用炉体横向（即燃烧室长向）膨胀不设膨胀缝，烘炉期间，随炉温升高炉体横向逐渐伸长。投产后4 .2 年内，由于二氧化硅继续向鳞石英转化，炉体继续伸长，以后逐渐稳定。正常情况下，年伸长量在5mm以下。要求护炉设备加给砌体的高向保护性压力，应同各部位的膨胀量相适应。3、护炉设备的其它作用在结焦过程中煤料膨胀以及推焦时焦饼压缩所产生的侧压力，使燃烧室整体受弯曲应力，在伸长的一侧产生拉应力。炉墙内从炭化室侧到燃烧室侧的温差，也使炭化
14、室墙产生拉应力。因此护炉设备的作用也在于用保护性压力来抵消这些拉应力。此外，开关炉门时炉体受到强大的冲力。摧焦时焦饼被压缩后产生的静弯摩擦力等，都需要护炉设备将砌体箍紧，才能具有足够的结构强度。另外，炉柱还是机焦侧操作台和集气管等设备的支架。二、保护板和炉门框保护板与炉门框的主要作用是将保护性压力均匀合理地分布在砌体上，同时保证炉头砌体、保护板、炉门框和炉门刀边之间的密封。因此，要求其紧靠炉头且弯曲度不能过大。炉门框是固定炉门的，为此要求炉门框有一定的强度和刚度，加工面应光滑平直，以使与炉门刀边严密接触，密封炉门。炉门框安装时，应垂直对正，四周均匀填好密封材料，并使其压紧。炉门框周边的筋可以减
15、少炉门冒出的烟火直接接触炉柱，起保护炉柱的作用，故不能过矮。生产中，炉门框的刀封面应保持清洁，炉门刀边才能与其严密接触，避免冒烟冒火。三、炉柱、拉条和弹簧1、炉柱的作用炉柱是用工字钢（或槽钢）焊接而成的，也可由特制的方型的空心钢制成，安装在机、焦侧炉头保护板的外面，由上下横拉条将机、焦两侧的炉柱拉紧。上部横拉条的机侧和下部横拉条的机焦两侧均装有大弹簧。焦侧的上部横拉条因受焦并推出时烧烤，故不设弹簧。炉柱内沿高向装有若干小弹簧。炉柱是护炉设备的最主要的部件。炉柱的作用就是将弹簧的压力传给炉体，只要这个压力使砖的裂缝和砖缝始终处于压缩状态，就可以控制炉体伸长，使炉体完整严密。炉柱还起着架设机、焦侧操作台、支撑集气管的作用。生产上一般采用三线法测量炉柱的曲度。三线法是在焦炉两端抵抗墙，分别在炉门上下横铁和篦子砖的标高处，设置上中下三个测线架沿焦炉炉组方向安装三条直径为11.5mm的用松紧器拉紧的细丝，三条线应在同一垂直平面上，不使碰触任何物体，然后测出从炉柱到钢丝的水平距离，其计算公式为：W(a-b)+(c-d)h/ HW-炉柱曲度a
