一种双通道侧板水冷熄焦车及其工作方法与流程

本发明涉及一种熄焦车，尤其涉及一种双通道侧板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：

本发明提供了一种双通道侧板水冷熄焦车及其工作方法，熄焦车的前、后侧板分别设置夹层结构，注水系统中的冷却水分别由第一上水管和第二上水管注入，通过在前、后侧板全面积上分布的多个入水口进入熄焦车内部，同时在夹层结构中流动，通过直接冷却与间接冷却相结合的方式增加焦炭间隙，实现高效率熄焦。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种双通道侧板水冷熄焦车，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；所述前侧板和后侧板分别设夹层结构，夹层结构中设横筋和立筋，其中立筋作为分隔板，横筋的顶部设溢流口，从而在夹层结构内部形成多条竖向水流通道；注水系统设于车体外部，包括第一上水管、第二上水管、第一主水管、第二主水管、多个第一分水管及多个第二分水管，第一上水管及第二上水管分别设于车体两侧，第一上水管通过第一主水管及多个第一分水管与前侧板夹层结构中的各条竖向水流通道一一对应地连通，第二上水管通过第二主水管及多个第二分水管与后侧板夹层结构中的各条竖向水流通道一一对应地连通；各条竖向水流通道分别通过上入水口、下入水口与车体内部空间连通。

所述第一上水管靠近前侧板设置，第一上水管的底端与第一主水管连通，各个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，且连通处分别与上入水口、下入水口对应设置；所述第二上水管靠近后侧板设置，第二上水管的底端与第二主水管连通，各个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，且连通处分别与上入水口、下入水口对应设置。

所述横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横筋宽度的一半。

所述上入水口、下入水口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。

一种双通道侧板水冷熄焦车的工作方法，所述注水系统的冷却水注入车体的前侧板及后侧板中，并自前侧板、后侧板内侧沿高向和横向开设的多个上入水口、下入水口进入车体内；具体过程如下：

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分别流入第一上水管和第二上水管，其中第一上水管中的冷却水经第一主水管、多个第一分水管进入前侧板的夹层结构中，第二上水管中的冷却水经第二主水管、多个第二分水管进入后侧板的夹层结构中；进入对应夹层结构中的冷却水一部分自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，与从夹层结构下部进入的冷却水汇合后自下入水口进入焦炭层的中下部；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；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，使焦炭收缩形成间隙，同时对前侧板、后侧板起到保护作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)注水系统分两路注入冷却水，其中一部分冷却水自焦炭两侧流入熄焦车内，与炽热焦炭直接接触，对侧部焦炭的冷却效果好；

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)前侧板和后侧板设置为夹层结构并且分为多条竖向水流通道，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)向前侧板和后侧板内通入冷却水，在进行间接冷却的同时还起到了保护前、后侧板，防止受热变形的作用，提高了熄焦车的使用寿命。

6)入水口分上、下两层设置，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)自第一上水管注入的第一路冷却水和自第二上水管注入的第二路冷却水的水流通路均为u型，起到满流及密封作用；

12)第一分水管/第二分水管与前侧板/后侧板的夹层结构在下入水口处均设置对应的连通处，冷却水直接从主水管引入此处，进入熄焦车的冷却水分布更均匀，起到更好的冷却效果。

附图说明

图1是本发明所述一种侧板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是本发明所述横筋的结构示意图一。

图5b是本发明所述横筋的结构示意图二。

图5c是本发明所述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.第一上水管9.第一主水管10.第一分水管11.第二上水管12.第二主水管13.第二分水管14.夹层结构15.横筋16.立筋17.上入水口18.下入水口

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，本发明所述一种双通道侧板水冷熄焦车，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和后侧板4分别设夹层结构14，夹层结构14中设横筋15和立筋16，其中立筋16作为分隔板，横筋15的顶部设溢流口，从而在夹层结构14内部形成多条竖向水流通道；注水系统设于车体外部，包括第一上水管8、第二上水管11、第一主水管9、第二主水管12、多个第一分水管10及多个第二分水管13，第一上水管8及第二上水管11分别设于车体两侧，第一上水管8通过第一主水管9及多个第一分水管10与前侧板3夹层结构14中的各条竖向水流通道一一对应地连通，第二上水管11通过第二主水管12及多个第二分水管13与后侧板4夹层结构14中的各条竖向水流通道一一对应地连通；各条竖向水流通道分别通过上入水口17、下入水口18与车体内部空间连通。

所述第一上水管8靠近前侧板3设置，第一上水管8的底端与第一主水管9连通，各个第一分水管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，且连通处分别与上入水口17、下入水口18对应设置；所述第二上水管11靠近后侧板4设置，第二上水管11的底端与第二主水管12连通，各个第二分水管13的一端分别与第二主水管12连通，另一端分别与后侧板4中对应的竖向水流通道连通，且连通处分别与上入水口17、下入水口18对应设置。

所述横筋15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横筋15宽度的一半。

所述上入水口17、下入水口18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)。

一种双通道侧板水冷熄焦车的工作方法，所述注水系统的冷却水注入车体的前侧板3及后侧板4中，并自前侧板3、后侧板4内侧沿高向和横向开设的多个上入水口17、下入水口18进入车体内；具体过程如下：

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分别流入第一上水管8和第二上水管11，其中第一上水管8中的冷却水经第一主水管9、多个第一分水管10进入前侧板3的夹层结构14中，第二上水管11中的冷却水经第二主水管12、多个第二分水管13进入后侧板4的夹层结构14中；进入对应夹层结构14中的冷却水一部分自上入水口17进入焦炭层上部，另一部分沿各条竖向水流通道向下流动，与从夹层结构14下部进入的冷却水汇合后自下入水口18进入焦炭层的中下部；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；夹层结构14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，使焦炭收缩形成间隙，同时对前侧板3、后侧板4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。

本发明所述一种侧板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，本发明所述一种侧板水冷熄焦车采用了夹层结构，特别是在前侧板3和后侧板4中设置夹层结构14，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14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。

本发明所述一种侧板水冷熄焦车，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和后侧板4组成顶部开放其余各面封闭的厢形结构。其中前侧板3和后侧板4中分别设夹层结构14，夹层结构14内交错分布有横筋15和立筋16，其中立筋16与夹层结构14的2块面板无缝隙固定连接，横筋15与夹层结构14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、竖向通过多个水流通道连通的结构。

前侧板3、后侧板4中的夹层结构14分别设有上入水口17(对应焦炭层的上部位置)、下入水口18(对应焦炭层的中下部位置)，两种入水口17、18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；冷却水通过各个上入水口17、下入水口18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。

自熄焦车侧面进入的冷却水熄焦后向下流动，在焦炭层底部汇集，在此过程中始终有冷却水被气化为蒸汽，冷却水汽化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，提高了冷却效率及熄焦车内焦炭整体的冷却均匀性。

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。