一种底部双路供水的立体水冷熄焦车及其工作方法与流程

本发明涉及一种熄焦车，尤其涉及一种底部双路供水的立体水冷熄焦车及其工作方法。

背景技术：

成熟的炽热红焦的温度约为950℃-1100℃，自推焦机把炽热红焦从焦炉炉孔中推出，至运输到熄焦设备的过程中，通常使用熄焦车来承载红焦。根据熄焦方式的不同，干法熄焦和湿法熄焦使用的熄焦车也不同。湿熄焦车辆通常上部为方形截面，下部为坡形易于焦炭排出。熄焦过程通常是从焦炭层上方喷洒冷却水。然而，由于焦炭层的厚度较厚，加之红焦间隙不够多，导致焦炭层底部的中间区域冷却效果较差。这种现象在大容积焦炉得到普遍推广的今天尤为明显。

目前，采用车体水冷是一种解决焦炭冷却均匀性的办法，现有类似解决方案如：

1、公开号为cn108329937a的中国专利公开了一种“熄焦车”，其主要特点是在熄焦车底部设置了水管路和出水口。冷却水从注水口通过水管路，经出水口流入熄焦车对底部焦炭进行浸泡降温。该技术方案的主要原理是对焦炭进行浸泡以实现焦炭层的底部降温，压缩熄焦时间。

然而，上述技术方案中，由于下部焦炭长时间浸泡在水中，将导致下部焦炭含水率高，而上部焦炭含水率低的不均匀情况。

2、公告号为cn204342721u的中国专利公开了“一种新型熄焦车”，其主要特点是熄焦车的车门由储水箱、进水管、水泵、箱体、出水管和回收槽等依次连接而成，箱体内的隔板上加工有导流孔。主要目的是冷却车门，提高车门的使用寿命，降低维护成本。

然而，上述技术方案并不能明显提升熄焦效率，只对冷却车门有所帮助。

3、公告号为cn102925171a的中国专利公开了“一种新型简易低水分熄焦车”，其主要结构是在车体正中央竖直放置一个水道，水道上分布着n层四个方向的喷水孔，喷水孔外边再设一层分水格栅，工作原理是通过简便的水道，对熄焦车内的高温焦炭洒水熄焦。

然而，上述技术方案因为设置在推焦拖车中，沉重的焦炭落下时，中央水道受力容易损坏。长期看，焦炭并不能很好的降温。

熄焦车中的红焦熄焦不足导致的直接后果是：由于仍有红焦存在、卸焦后容易烧坏晾焦台皮带外加焦炭质量不好，间接后果是：红焦炭在熄焦车厢内存放时间过长，烧烤熄焦车耐热板、车架等，熄焦时间也加长，熄焦车因受热时间长更容易变形，缩短其寿命。

技术实现要素：

本发明提供了一种底部双路供水的立体水冷熄焦车及其工作方法，熄焦车的前侧板、后侧板和底板均采用夹层结构，注水系统将冷却水注入各夹层结构中，冷却水由侧面和底部沿全面积分布的多个入水口进入熄焦车内，在不同部位对焦炭进行直接冷却，并可增大焦炭间隙；同时夹层结构中的冷却水对焦炭具有间接冷却作用，最终实现焦炭的全面积均匀冷却，并提高了焦炭的整体冷却效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种底部双路供水的立体水冷熄焦车，包括由车体及注水系统组成的熄焦车；所述车体由左侧板、右侧板、前侧板、后侧板及底板组成顶部开放、其余五面封闭的厢形结构，其中左侧板和右侧板分别设于车体的横向两侧，前侧板、后侧板分别设于车体的纵向两侧；前侧板的底面高于后侧板的底面，使底板沿对应方向倾斜；后侧板的下部设翻板，左侧板和右侧板在靠近翻板的位置分别设排水口；所述前侧板及后侧板中设侧板夹层结构，底板中设底板夹层结构；侧板夹层结构中设平筋和立筋，其中立筋作为分隔板，平筋的一侧设溢流口，从而在侧板夹层结构内部形成多条竖向水流通道；底板夹层结构中设横筋和纵筋，其中纵筋作为分隔板，横筋的顶部设溢流口，从而在底板夹层结构内部形成多条纵向水流通道；所述注水系统设于车体外部，包括上水管、第一主水管、第二主水管、多个侧板第一分水管、多个侧板第二分水管、多个底板第一分水管及多个底板第二分水管，上水管设于车体中部两侧，分别与第一主水管及第二主水管连通；第一主水管通过多个侧板第一分水管与前侧板中的各条竖向水流通道一一对应地连通，同时通过多个底板第一分水管及多个底板第二分水管与底板中的各条纵向水流通道连通，且底板第一分水管、底板第二分水管分别与各条纵向水流通道一一对应设置；第二主水管通过多个侧板第二分水管与后侧板中的各条竖向水流通道一一对应地连通；前侧板及后侧板中各条竖向水流通道分别通过侧板上入水口和侧板下入水口与车体内部空间连通；底板中各条纵向水流通道分别通过底板上入水口、底板中上入水口、底板中下入水口和底板下入水口与车体内部空间连通。

所述第一主水管设于车体的中部、底板的下方、靠近前侧板一端，上水管的底端分别与第一主水管连通；各个侧板第一分水管的一端分别与第一主水管连通，另一端分别与前侧板中对应的竖向水流通道连通，且连通处分别与侧板上入水口、侧板下入水口相对应；底板第一分水管的底端与侧板第一分水管连通，顶端与底板中对应的纵向水流通道连通，且连通处分别与底板上入水口相对应；底板第二分水管为u形，其一端的顶部与第一主水管连通，另一端的顶部与底板中对应的纵向水流通道连通，且连通处分别与底板中下入水口相对应；第二主水管设于后侧板的外侧，通过一水平的支水管与上水管的中部连通，各个侧板第二分水管的一端分别与第二主水管连通，另一端分别与后侧板中对应的竖向水流通道连通，且连通处分别与侧板上入水口、侧板下入水口相对应。

所述横筋顶部与各条纵向水流通道一一对应地开设若干溢流口，溢流口的开口形状为矩形、半圆形或三角形，溢流口的高度不超过横筋高度的一半。

所述平筋的一侧与各条竖向水流通道一一对应地开设若干溢流口，溢流口的开口形状为矩形、半圆形或三角形，溢流口的宽度不超过平筋宽度的一半。

所述侧板上入水口、侧板下入水口、底板上入水口、底板中上入水口、底板中下入水口和底板下入水口均具有向车体内侧凸起的结构，且该凸起结构的截面形状为半椭圆形或三角形。

一种底部双路供水的立体水冷熄焦车的工作方法，装载炽热红焦的熄焦车走行到熄焦塔下的熄焦位，在熄焦车顶部通过喷淋熄焦，同时通过注水系统向熄焦车内注水；注水系统中的冷却水流入上水管，并分为以下四路：第一路冷却水经第一主水管、多个侧板第一分水管进入前侧板的侧板夹层结构中，第二路冷却水经第一主水管、多个侧板第一分水管、多个底板分水管进入底板夹层结构中，第三路冷却水经第一主水管、多个底板第二分水管进入底板夹层结构中，第四路冷却水经支水管、第二主水管、多个侧板第二分水管进入后侧板的侧板夹层结构中；

进入对应侧板夹层结构中的冷却水一部分自侧板上入水口进入焦炭层上部，另一部分沿各条竖向水流通道向下流动，与从侧板夹层结构下部进入的冷却水汇合后自侧板下入水口进入焦炭层的中下部；

进入底板夹层结构中的冷却水一部分自多个底板上入水口进入车体内，对车体前端焦炭层的底部进行直接冷却；另一部分冷却水沿各条纵向水流通道向下流动，在此过程中从底板中上入水口处进入车体内；然后与从底板夹层结构下部进入的冷却水汇合后自底板中下入水口、底板下入水口进入车体内，对车体中部及后端的焦炭层的底部进行直接冷却；

进入焦炭层的冷却水与炽热红焦直接接触，冷却焦炭的同时气化成为蒸汽，穿过焦炭层上升的过程中形成流通间隙，从而提高焦炭层整体的冷却效率和冷却的均匀性；

侧板夹层结构中的冷却水在前侧板、后侧板的全面积范围内间接冷却焦炭，底板夹层结构中的冷却水在底板的全面积范围内间接冷却焦炭，使焦炭收缩形成间隙，同时对前侧板、后侧板和底板分别起到保护作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)注水系统中的冷却水一部分自焦炭两侧流入熄焦车内，另一部分自焦炭底部流入熄焦车内，与炽热焦炭直接接触，焦炭的侧部和底部冷却效果好，有效弥补了顶部喷淋熄焦的不足；

2)熄焦水在焦炭层底部气化，体积瞬间膨胀，其上升过程中从焦炭层中冲出间隙，使得上面的喷淋熄焦水可以沿着间隙直达焦炭层内部，从而强化了喷淋冷却效果，提高了冷却效率；

3)蒸汽上升时，在冲出焦炭间隙的同时，会扰动焦炭层，起到翻动焦炭块的作用，形成扰流，使得热量更容易被带走，提高了冷却效率；

4)前侧板、后侧板及底板均设置为夹层结构并且分为多条纵向或竖向的水流通道，冷却水可以充满夹层结构，起到全面积且均匀的间接冷却效果，加速焦炭的收缩，形成更加均匀的微观水路，进而强化了冷却水流动与焦炭均匀接触的效果，提高了冷却效率；

5)向前侧板、后侧板和底板内通入冷却水，在进行间接冷却的同时还起到了保护前、后侧板及底板，防止其受热变形的作用，提高了熄焦车的使用寿命。

6)前、后侧板及底板上的入水口均分多层设置，熄焦水可以更加均匀的渗透；

7)车体下部设置有排水口，使得焦炭不会被长时间浸泡，从而降低焦炭含水量；

8)本发明特别适合与单孔产焦量大的大型化焦炉配套使用；

9)应用本发明，熄焦时从焦炭的侧面、底部和顶部共同冷却，焦炭能在短时间内彻底熄透，提高焦炉周转率和焦炭质量；

10)入水口的凸起结构设计使得焦炭不易从入水口进入到水路中，而冷却水可以以较宽的范围流入；

11)注水系统中四路冷却水的水流通路均为u型，起到了满流及密封作用；

12)侧板第一分水管、侧板第二分水管与侧板夹层结构的连通处，底板第一分水管、底板第二分水管与底板夹层结构连通处与各入水口对应设置，保证在各处进入熄焦车内的水量充足且冷却水的分布更均匀，起到更好的冷却效果。

附图说明

图1是本发明所述一种底部双路供水的立体水冷熄焦车的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的右视图。

图4是图1的左视图。

图5a是本发明所述平筋/横筋的结构示意图一。

图5b是本发明所述平筋/横筋的结构示意图二。

图5c是本发明所述平筋/横筋的结构示意图三。

图6a是本发明所述入水口的立体结构示意图一。

图6b是本发明所述入水口的立体结构示意图二。

图中：1.左侧板2.右侧板3.前侧板4.后侧板5.底板6.翻板7.排水口8.上水管9.第一主水管10.侧板第一分水管11.底板第一分水管12.底板第二分水管13.第二主水管14.侧板第二分水管15.支水管16.侧板夹层结构17.平筋18.立筋19.横筋20.纵筋21.侧板上入水口22.侧板下入水口23.底板上入水口24.底板中上入水口25.底板中下入水口26.底板下入水口27.底板夹层结构

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图4所示，本发明所述一种底部双路供水的立体水冷熄焦车，包括由车体及注水系统组成的熄焦车；所述车体由左侧板1、右侧板2、前侧板3、后侧板4及底板5组成顶部开放、其余五面封闭的厢形结构，其中左侧板1和右侧板2分别设于车体的横向两侧，前侧板3、后侧板4分别设于车体的纵向两侧；前侧板3的底面高于后侧板4的底面，使底板5沿对应方向倾斜；后侧板4的下部设翻板6，左侧板1和右侧板2在靠近翻板6的位置分别设排水口7；所述前侧板3及后侧板4中设侧板夹层结构16，底板5中设底板夹层结构27；侧板夹层结构16中设平筋17和立筋18，其中立筋18作为分隔板，平筋17的一侧设溢流口，从而在侧板夹层结构16内部形成多条竖向水流通道；底板夹层结构27中设横筋19和纵筋20，其中纵筋20作为分隔板，横筋19的顶部设溢流口，从而在底板夹层结构27内部形成多条纵向水流通道；所述注水系统设于车体外部，包括上水管8、第一主水管9、第二主水管13、多个侧板第一分水管10、多个侧板第二分水管14、多个底板第一分水管11及多个底板第二分水管12，上水管8设于车体中部两侧，分别与第一主水管9及第二主水管13连通；第一主水管9通过多个侧板第一分水管10与前侧板3中的各条竖向水流通道一一对应地连通，同时通过多个底板第一分水管11及多个底板第二分水管12与底板5中的各条纵向水流通道连通，且底板第一分水管11、底板第二分水管12分别与各条纵向水流通道一一对应设置；第二主水管13通过多个侧板第二分水管14与后侧板4中的各条竖向水流通道一一对应地连通；前侧板3及后侧板4中各条竖向水流通道分别通过侧板上入水口21和侧板下入水口22与车体内部空间连通；底板5中各条纵向水流通道分别通过底板上入水口23、底板中上入水口24、底板中下入水口25和底板下入水口26与车体内部空间连通。

所述第一主水管9设于车体的中部、底板5的下方，上水管8的底端分别与第一主水管9连通；各个侧板第一分水管10的一端分别与第一主水管9连通，另一端分别与前侧板3中对应的竖向水流通道连通，且连通处分别与侧板上入水口21、侧板下入水口22相对应；底板第一分水管11的底端与侧板第一分水管10连通，顶端与底板5中对应的纵向水流通道连通，且连通处分别与底板上入水口23相对应；底板第二分水管12为u形，其一端的顶部与第一主水管9连通，另一端的顶部与底板5中对应的纵向水流通道连通，且连通处分别与底板中下入水口25相对应；第二主水管13设于后侧板4的外侧，通过一水平的支水管15与上水管8的中部连通，各个侧板第二分水管14的一端分别与第二主水管13连通，另一端分别与后侧板4中对应的竖向水流通道连通，且连通处分别与侧板上入水口21、侧板下入水口22相对应。

所述横筋19顶部与各条纵向水流通道一一对应地开设若干溢流口，溢流口的开口形状为矩形(如图5a所示)、半圆形(如图5b所示)或三角形(如图5c所示)，溢流口的高度不超过横筋19高度的一半。

所述平筋17的一侧与各条竖向水流通道一一对应地开设若干溢流口，溢流口的开口形状为矩形(如图5a所示)、半圆形(如图5b所示)或三角形(如图5c所示)，溢流口的宽度不超过平筋17宽度的一半。

所述侧板上入水口21、侧板下入水口22、底板上入水口23、底板中上入水口24、底板中下入水口25和底板下入水口26均具有向车体内侧凸起的结构，且该凸起结构的截面形状为半椭圆形(如图6a所示)或三角形(如图6b所示)。

一种底部双路供水的立体水冷熄焦车的工作方法，装载炽热红焦的熄焦车走行到熄焦塔下的熄焦位，在熄焦车顶部通过喷淋熄焦，同时通过注水系统向熄焦车内注水；注水系统中的冷却水流入上水管8，并分为以下四路：第一路冷却水经第一主水管9、多个侧板第一分水管10进入前侧板3的侧板夹层结构16中，第二路冷却水经第一主水管9、多个侧板第一分水管10、多个底板分水管11进入底板夹层结构27中，第三路冷却水经第一主水管9、多个底板第二分水管12进入底板夹层结构27中，第四路冷却水经支水管15、第二主水管13、多个侧板第二分水管14进入后侧板5的侧板夹层结构16中；

进入对应侧板夹层结构16中的冷却水一部分自侧板上入水口21进入焦炭层上部，另一部分沿各条竖向水流通道向下流动，与从侧板夹层结构16下部进入的冷却水汇合后自侧板下入水口22进入焦炭层的中下部；

进入底板夹层结构27中的冷却水一部分自多个底板上入水口23进入车体内，对车体前端焦炭层的底部进行直接冷却；另一部分冷却水沿各条纵向水流通道向下流动，在此过程中从底板中上入水口24处进入车体内；然后与从底板夹层结构27下部进入的冷却水汇合后自底板中下入水口25、底板下入水口26进入车体内，对车体中部及后端的焦炭层的底部进行直接冷却；

进入焦炭层的冷却水与炽热红焦直接接触，冷却焦炭的同时气化成为蒸汽，穿过焦炭层上升的过程中形成流通间隙，从而提高焦炭层整体的冷却效率和冷却的均匀性；

侧板夹层结构16中的冷却水在前侧板3、后侧板4的全面积范围内间接冷却焦炭，底板夹层结构27中的冷却水在底板5的全面积范围内间接冷却焦炭，使焦炭收缩形成间隙，同时对前侧板3、后侧板4和底板5分别起到保护作用。

湿法熄焦过程中，制约熄焦效率的关键因素是焦炭层厚度大，以及熔融状态的焦炭间隙较小，导致自上而下的喷淋熄焦水与焦炭接触面积小，尤其是焦炭层内部和底部更是冷却的盲区。因此，如果在冷却过程中能够增加焦炭间隙，将增加熄焦水与焦炭的接触，进而加速焦炭的冷却。

本发明所述一种底部双路供水的立体水冷熄焦车采用两种方法来增加焦炭间隙，进而加速冷却：1)采用大面积的直接冷却和间接冷却导致焦炭收缩而形成间隙。2)冷却水变成蒸汽导致体积膨胀、上升，从而形成由内而外，由里及表的间隙。

为了解决现有技术中焦炭冷却效率低或浸泡时间长而带来的焦炭含水问题，本发明所述一种底部单路供水的立体水冷熄焦车的车体采用了夹层结构，在前侧板3、后侧板4及底板5中分别设置夹层结构16、27，外部设置注水系统，冷却水经注水系统进入熄焦车内部，同时进入夹层结构16、27中，通过间接冷却+直接冷却的方式来增加焦炭间隙，实现高效率熄焦。

本发明所述一种底部双路供水的立体水冷熄焦车，包括车体和注水系统，注水系统设置于车体外部并与车体内部相通；车体由底板5、左侧板1、右侧板2、前侧板3、后侧板4组成顶部开放其余各面封闭的厢形结构。其中前侧板3、后侧板4设侧板夹层结构16，底板夹层结构16内交错分布有平筋17和立筋18，其中立筋18与形成侧板夹层结构16的2块面板无缝隙固定连接，平筋17与侧板夹层结构16的2块面板固定连接但一侧设有多个溢流口，形成横向多道分隔、竖向通过多条竖向水流通道连通的结构。底板5设底板夹层结构27，底板夹层结构27内交错分布有横筋19和纵筋20，其中纵筋20与形成底板夹层结构27的2块面板无缝隙固定连接，横筋19与底板夹层结构27的2块面板固定连接但顶部设有多个溢流口，形成横向多道分隔、纵向通过多条纵向水流通道连通的结构。

注水系统包括上水管8、第一主水管9、第二主水管13、侧板第一分水管10、底板第一分水管11、底板第二分水管12和侧板第二分水管14，上水管8垂直设于车体中部两侧，上水管8的底端与第一主水管9连通，第一主水管9位于上水管的正下方；第一主水管9的一侧并排有多个侧板第一分水管10，另一侧设有多个底板第二分水管12，底部与底板第一分水管11连通；侧板第一分水管10分别与前侧板3中的各条竖向水流通道相连；底板第一分水管11、底板第二分水管12分别与底板5中的各条纵向水流通道相连。第二主水管13位于后侧板4的外侧，通过支水管15与上水管8相连，第二主水管13上并排设有多个侧板第二分水管14，侧板第二分水管14分别与后侧板4中的各条竖向水流通道相连。

前侧板3、后侧板4中的侧板夹层结构16分别设有侧板上入水口21(对应焦炭层的上部位置)、侧板下入水口22(对应焦炭层的中下部位置)，两种入水口21、22在各竖向水流通道上分别设置，形成沿前侧板3、后侧板4横向和高向分布的多个冷却水通路；冷却水通过各个侧板上入水口21、侧板下入水口22进入车体内，直接与焦炭层的上部和中下部接触进行熄焦降温，从而改善现有熄焦车无法对焦炭侧部尤其是中心位置的焦炭侧部有效冷却的问题。

底板夹层结构27的顶部分别设有底板上入水口23(对应焦炭层的上部高点位置)、底板中上入水口24(对应焦炭层的中上部位置)、底板中下入水口25(对应焦炭层的中下部位置)、底板下入水口26(对应焦炭层的下部低点位置)，每种入水口23、24、25、26对应各条纵向水流通道设有多个，形成沿底板5纵向、横向的多个冷却水通路；熄焦水通过各个入水口23、24、25、26进入车体内，直接与焦炭层的底部接触进行熄焦降温，从而改善现有熄焦车无法对焦炭底部尤其是中心位置的焦炭底部有效冷却的问题，实现焦炭底部的均匀冷却。

熄焦水在焦炭层的侧部和底部气化为蒸汽后，体积瞬间膨胀增大，向内、向上穿透焦炭层并在焦炭层中冲出间隙，使得上面的喷淋熄焦水可以沿着间隙直达焦炭内部，从而强化了喷淋冷却效果，提高了冷却效率及整体的冷却均匀性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。