专利名称：300kg电加热自动控制升温试验焦炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业性试验装置，特别是涉及一种新型300kg活动墙、侧装煤、 悬挂炉门式电加热自动控制升温试验焦炉。
背景技术：
冶金焦是高炉炼铁的重要原燃料，冶金焦质量直接关系到高炉经济技术指标，冶金焦 的质量主要是由炼焦配煤的性质和炼焦工艺所决定的，炼焦配煤又是由多种组分的性质各 异的单种煤按一定比例配合而成。要想获得合理、经济的配煤比，在当前技术条件下，最 终还是要通过配煤炼焦试验而决定。随着炼焦技术的发展，炼焦膨胀压力的测定也越来越 为人们所重视。炼焦膨胀压力过大，轻者造成推焦车电流过大，引起二次推焦，影响焦炉 生产，重者会对炉墙造成一定程度的损坏，影响焦炉使用寿命。而炼焦膨胀压力根据目前 的技术水平尚不能通过煤质指标来预测，也只能通过炼焦试验来测定。
目前国内比较通用的半工业性炼焦试验装置为煤气加热200kg试验焦炉。在炼焦配煤 试验研究中，200kg试验焦炉发挥了重要作用。近年来，虽然炼焦膨胀压力测定技术有了 一定改进，但平行试验误差仍较大，尚不尽如人意。'
国外一些发达国家从上世纪八十年代起，就将煤气加热的半工业性试验焦炉改为电加 热试验焦炉。由煤气加热改为电加热，控制起来更加方便，其优越性是不言而喻的。国际 上有代表性的半工业性试验焦炉为法国CPM (马利诺热解中心)400kg电加热试验焦炉和 英国CARB0LITE公司的255kg电加热试验焦炉。此外澳大利亚、加拿大、美国和日本一些 公司也有类似试验焦炉。国外半工业性试验焦炉多为顶装煤电加热试验焦炉，可测定炼焦 膨胀压力，炭化室炉墙砖多为碳化硅砖，炉门多为折页式炉门。国外炼焦膨胀压力测定结 果误差也较大，约为30%左右。此外，国外一些焦化工作者在测定炉内煤气压力方面也做 了不少有意义的工作。经研究发现，炉内煤气压力和炼焦膨胀压力存在一定相关关系。
国内200kg煤气加热试验焦炉，炉墙砖为镁铝砖砌筑，炉门为折页式，常规炼焦为顶 装煤。随着科学技术的发展，200kg试验焦炉某些不足之处也日渐显现出来。其一，由于 炉墙砖耐材性质所决定，200kg试验焦炉烘炉时间较长(烘炉时间大约15天左右)，开停炉不方便。其二，由于采用煤气加热，炼焦炉温控制为人工手动调节，控制精度仍较低(温 度差士1(TC)，很难改变加热制度。其三，由于炉门结构(螺旋压紧装置限制了活动墙的 移动)和装炉煤堆密度不均匀，焦炉尺寸较小等原因，膨胀压力测定精度尚不够令人满意。 其四，随着焦炉大型化(主要是焦炉炭化室高度的增加)造成试验焦炉和生产焦炉炼焦结 果差值在不断加大，特别是焦炭热强度更是如此。根据某大型钢铁公司200kg试验焦炉和 生产焦炉炼焦结果的比对，焦炭强度M4。差值为6-8个百分点，Mw差值为1.5-2.0个百分 点，CRI和CSR差值更大。造成此种现象的主要原因为生产焦炉炭化室高度增加，装炉煤 堆密度也增加，而试验炉装炉受顶装煤方式的影响，装炉煤堆密度(0.72t/m3)仍保持不 变。为改变这种现象，必须打破试验焦炉常规炼焦顶装煤方式。
国外的一些半工业性试验焦炉，虽然是电加热，但由于也是采用折页式压紧炉门，顶 装煤，装炉煤堆密度较难控制，所以同样存在膨胀压力测定精度低的问题。试验焦炉和生 产焦炉炼焦结果差距也在不断扩大，给预测焦炭强度带来困难。如何使试验焦炉和生产焦 炉炼焦结果更加接近，更加精确测定炼焦膨胀压力，以便更好地指导炼焦配煤一直是困扰 焦化界的一道难题。
此外试验焦炉炉顶空间压力控制问题也是一个值得关注的问题。试验焦炉只有一个炭 化室，随炼焦过程的进行，炼焦煤挥发分析出是呈倒"V"字型。开始挥发分析出速率逐 渐增加，而结焦末期，挥发分析出速率又逐渐减小。炉顶空间压力过大，则有荒煤气从炉 内逸出，造成操作环境恶化，炉顶空间压力小，甚至造成负压，则可能吸入空气，弓l起焦 炭灰化，影响焦炭质量。目前只能通过人工调节上升管闸板开度来控制炉顶空间压力，费 时费工。随着科学技术的发展，人们的环保意识不断增强。为解决试验焦炉荒煤气外排， 造成环境污染的问题，就必须对荒煤气进行完全燃烧。所以开发一种既能自动保持炉顶空 间压力恒定( 5mmH20)不变，又能做到将荒煤气完全燃烧的装置也是很有意义的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种操作简便、测定精度高的一种活动墙、侧装煤、悬挂炉 门式的300kg电加热自动控制升温试验焦炉。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案
300kg电加热自动控制升温试验焦炉，由炉体、炭化室、护炉铁件、框架、炉门构成，
其特征在于炉体包括固定墙和活动墙两部分，活动墙砌筑在活动小车上，活动小车位于 轨道上；固定墙砌筑在固定墙底座上。在活动墙和炉体框架之间设有测定炼焦膨胀压力的测压装置。活动墙和固定墙底部设 有水封。
炉门为悬挂式，炉门上部设有炉门滑道，炉门滑道为井字型，分为水平滑道和垂直滑 道。炉门由炉门框、炉门砖、锚固钉组成，炉门砖为耐火材料浇注的中空结构，炉门砖通 过锚固钉与炉门框连接。
炉门四周设有异型绝热板。炉门框和护炉铁件之间缝隙用硅胶密封。在炉顶炭化室内 设有测压管。炭化室炉墙采用赛隆碳化硅砖砌筑。
采用装煤纸箱侧装煤，纸箱炉头两侧和炉顶、炉底部分夹装一定厚度废煤，中间部分 为正式试验煤样。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为
1、 本实用新型采用硅碳棒为加热元件，为电加热试验焦炉，采用自动化仪表控温。 和煤气加热试验焦炉相比，调节方便，控温精度高。
2、 由于采用侧装煤，煤的堆密度可精确控制，炉门为滑道式和炉门特殊结构，炉底 用水封，活动墙和固定墙之间缝隙用硅胶密封，减少了膨胀压力测定的阻力，使膨胀压力 测定更加精确。
3、 炉门为整体浇注，中空结构，用锚固钉和炉框连接，所以减轻了炉门重量的同时 减少了炉门散热，拆卸更换炉门砖方便。
4、 炉门为双滑道结构，可做二维方向运动，操作灵活方便，并可将炉门放在保温箱 内，减少炉门散热，防止炉门急冷急热，延长了炉门使用寿命。
5、 纸箱装煤，可以精确控制装炉煤堆密度，使其和生产焦炉堆密度相当，炉门两侧 和炉底、炉顶装一定厚度废煤，减少了炉门和炉顶泡焦量，使焦炉以两侧加热为主，更好 地模拟生产焦炉炼焦，炼焦结果更加接近生产焦炉。
6、 本实用新型设计的炉顶空间压力测定装置，可以精确自动控制炉顶空间压力为 5mmH20。
图1是300kg电加热自动控制升温试验焦炉的炉体结构主视图2是300kg电加热自动控制升温试验焦炉的炉体结构俯视图； 图3是300kg电加热自动控制升温试验焦炉的整体结构主视图； 图4是300kg电加热自动控制升温试验焦炉的整体结构侧视图；图5是炉门的安装结构图； 图6是炉门的结构主视图； 图7是炉门的结构俯视图； 图8是炉门的侧视图9是装煤箱的结构图。
图中1-固定墙2-护炉铁件3-隔热纤维4-测温孔5-立火道6-上升管孔 7-炉顶吊砖8-活动墙9-炭化室10-硅碳棒11-炉头高铝砖12-异型绝热板 13-框架14-锚固钉15-门闩16-炉门滑道17-上升管18-炉门19-测压装置 20-炉门保温箱21-轨道22-活动小车23-水封24-固定墙底座25-水平滑道 26-垂直滑道 27-炉门砖 28-炉门框 29-炉门托架30-调节螺栓31-滑轮
32-测压管 33-保温砖 34-绝热板 35-炉顶废煤部分 36_中间部分正式试验煤样
37-炉头废煤部分38-炉底废煤部分39-炉头废煤部分
具体实施方式
300kg电加热自动控制升温试验焦炉，由炉体、炭化室、护炉铁件、框架、炉门构成， 炉体包括固定墙和活动墙，砌体外设有隔热硅酸铝陶瓷纤维，隔热硅酸铝陶瓷纤维外设有 护炉铁件。隔热硅酸铝陶瓷纤维除起隔热作用外，还能够使焦炉有膨胀和回复的缝隙。见 图2，炭化室9两侧分别设有三个立火道5，每个立火道垂直安放两组U型硅碳棒IO。在 每侧炉墙上均设有九个测温孔4，炭化室9上部设有炉顶吊砖7，炉顶吊砖7上，设有上 升管孔6。炭化室炉墙采用赛隆碳化硅砖砌筑，炉头砖为高铝砖ll，炭化室四周为粘土保 温砖砌筑。赛隆碳化硅砖强度高、导热系数高、抗碱金属侵蚀能力好等优点，采用赛隆碳 化硅砖作为炭化室炉墙材料，对炼焦温度制度更加灵敏，可以进行不同加热制度炼焦试验， 抗急冷急热性能好，短时间内焦炉冷却到室温而炉墙不能受损，开停炉方便，延长焦炉的 使用寿命。
见图3、图4，活动墙8砌筑在活动小车22上，活动小车22位于轨道21上。活动小 车有六个车轮，中间两个大轮为承重轮，旁边两个小轮为导向轮。固定墙l砌筑在固定墙 底座24上，固定墙由安装在炉体框架13上的水平型钢限位。本实用新型的特征是在活动 墙8和炉体框架13之间设有测定炼焦膨胀压力的测压装置19，测压装置19上设有传感器和调节螺栓。活动墙和固定墙底部设有水封23，可减少膨胀压力测定的阻力。见图3，本实用新型的焦炉炉门18为悬挂式，炉门18上部设有炉门滑道16。见图4， 炉门滑道16为井字型，分为水平滑道26和垂直滑道25，可做两维移动。每个滑道上有 四组滑轮24，可限位和在滑道上滑动，保证炉门在滑道上平稳滑动。装煤完毕后，滑道 可将炉门关上，出炉时可将炉门从炭化室移至炉门保温箱20内。见图4、图5、图6、图7、图8，炉门由炉门框28、炉门砖27、锚固钉14组成，炉 门砖27由耐火材料浇注，为中空结构，使炉门抗急冷急热性能提高，延长了炉门的使用 寿命的同时，减少了炉门散热。炉门砖27通过锚固钉14与炉门框28连接，拆换方便。 见图4，炉门安装在炉门托架29上，炉门和炉门托架29之间设有调节螺栓30。见图5，在炉顶炭化室9内设有测压管32，炭化室四周为粘土保温砖33，炉体四周 设有绝热板34，绝热板外是护炉铁件2，炉门四周设有异型绝热板12，该结构保证炉门 框与护炉铁件平齐，而不和炉砖紧贴，炉门框28和护炉铁件2之间缝隙用硅胶密封。炉 门到位后，用门闩15固定，无需压紧螺栓固定，减少了膨胀压力测定的阻力，使膨胀压 力测定更加精确。本实用新型的焦炉为装煤纸箱侧装煤，装煤纸箱设在装煤铁箱内，装煤铁箱设在装煤 捣固推焦机上。见图9，装煤纸箱分五部分装煤空间，炉顶废煤部分35、中间部分正式试 验煤样36、炉底废煤部分38、炉头废煤部分37和炉头废煤部分39。以上五部分煤分几 次人工装入纸箱内，通过每次严格控制装煤高度，可以精确控制装炉煤堆密度(装炉煤堆 密度约0. 720-0. 825t/m3，干基)，并可分格装两种以上不同煤料，实现一炉多方案炼焦。 这样可以实现两侧加热为主，更好模拟生产焦炉炼焦，使炼焦结果和生产焦炉更具可比性。 炉内煤气压力和温度探针可以精确定位在煤层中，更好地测定炉内煤气压力和温度。
权利要求1、300kg电加热自动控制升温试验焦炉，由炉体、炭化室、护炉铁件、框架、炉门构成，其特征在于炉体包括固定墙(1)和活动墙(8)两部分，活动墙(8)砌筑在活动小车(22)上，活动小车(22)位于轨道(21)上；固定墙(1)砌筑在固定墙底座(24)上。
2、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于在活 动墙(8)和炉体框架(13)之间设有测定炼焦膨胀压力的测压装置(19)。
3、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于活动 墙和固定墙底部设有水封(23)。
4、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于炉门 (18)为悬挂式，炉门(18)上部设有炉门滑道(16)，炉门滑道(16)为井字型，分为水平滑道(26)和垂直滑道(25)。
5、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于炉门 由炉门框(28)、炉门砖(27)、锚固钉(14)组成，炉门砖(27)为耐火材料浇注的中空 结构，炉门砖(27)通过锚固钉(14)与炉门框(28)连接。
6、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于炉门 四周设有异型绝热板(12)。
7、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于炉门 框(28)和护炉铁件(2)之间缝隙用硅胶密封。
8、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于在炉 顶炭化室(9)内设有测压管(32)。
9、 根据权利要求1所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于炭化 室炉墙采用赛隆碳化硅砖砌筑。
10、 根据权利要求l所述的300kg电加热自动控制升温试验焦炉，其特征在于采用 装煤纸箱侧装煤，纸箱炉头两侧和炉顶、炉底部分夹装一定厚度废煤，中间部分为正式试 验煤样。
专利摘要本实用新型涉及一种300kg电加热自动控制升温试验焦炉。由炉体、炭化室、护炉铁件、框架、炉门构成，其特征在于炉体包括固定墙和活动墙两部分，活动墙砌筑在活动小车上，活动小车位于轨道上；固定墙砌筑在固定墙底座上。在活动墙和炉体框架之间设有测定炼焦膨胀压力的测压装置。活动墙和固定墙底部设有水封。优点是操作简便、测定精度高的一种活动墙、侧装煤、纸箱装煤，可以精确控制装炉煤堆密度，使其和生产焦炉堆密度相当，炉门两侧和炉底、炉顶装一定厚度废煤，减少了炉门和炉顶泡焦量，使焦炉以两侧加热为主，更好地模拟生产焦炉炼焦，炼焦结果更加接近生产焦炉。
文档编号C10B41/00GK201089751SQ20072001462
公开日2008年7月23日 申请日期2007年9月20日 优先权日2007年9月20日
发明者卫 杨, 杨立国, 胡德生 申请人:中钢集团鞍山热能研究院;宝山钢铁股份有限公司