煉焦?fàn)t出爐操作與調(diào)火技術(shù)

焦?fàn)t機(jī)械出爐與操作焦?fàn)t機(jī)械包括裝煤車、推焦車、和錫焦車，他們被稱為四大車。搗固焦?fàn)t包括裝煤推焦車、消煙車、攔焦車和熄焦車。四大車相互配合以完成焦?fàn)t的裝煤、出焦操作。(一)焦?fàn)t機(jī)械四大車的工作程序、設(shè)備組成、鋼架結(jié)構(gòu)、走行裝置、配電系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)與司機(jī)室等有關(guān)細(xì)節(jié)。本文重點(diǎn)介紹出爐操作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的主要方向，其內(nèi)容包括：1、四大車的進(jìn)一步機(jī)械化，使用一點(diǎn)定位推焦車、攔焦車與裝煤車。我國6米大容積焦?fàn)t均以使用五爐距一點(diǎn)定位車。進(jìn)十年設(shè)計(jì)的4.3米焦?fàn)t也均采用五爐距一點(diǎn)定位推焦車。2、使用爐門、爐門框清掃機(jī)。目前有機(jī)械化清掃裝置清掃機(jī)，爐門采用彈簧門栓、敲打刀邊爐門，以提高密封性。3、上升管、橋管實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，均由裝煤車完成各項(xiàng)工作。4、出焦操作聯(lián)鎖有電聯(lián)鎖，γ射線聯(lián)鎖、磁感應(yīng)定位載波信號聯(lián)鎖、激光定位等。三大車爐號顯示聯(lián)鎖裝置在我國均有使用。5、尾焦處理裝置有斜槽式和鏈板式運(yùn)輸機(jī)等。6、焦臺放焦機(jī)械有刮板機(jī)式、小車壓下式和給料機(jī)式等。7、四大車的全自動(dòng)化操作。裝煤車、攔焦車、熄焦車三車全自動(dòng)，無人操作；對推焦車實(shí)行聯(lián)鎖式控制，有一個(gè)人操作。由控制中心輸入操作程序，使無人操作的三車自動(dòng)行走到預(yù)定碳化室出焦?fàn)t號，當(dāng)確認(rèn)與有人工操作的推焦車所達(dá)到的出焦?fàn)t號一致并處于動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，就可按所編制操作程序自動(dòng)進(jìn)行推焦。8、采用液壓裝置，可使操作更可靠、輕便、緊湊、動(dòng)作快、容易調(diào)節(jié)、操縱方便。9、采用變頻調(diào)速行走機(jī)構(gòu)。（二）裝煤與推焦對裝煤的要求是裝滿、裝平、裝實(shí)、裝勻。在裝煤過程中盡可能做到少冒煙、少冒火、少噴煤，減少環(huán)境污染?，F(xiàn)代室式焦?fàn)t，煤料煉成焦碳是在沿爐組方向與燃燒室相并列的碳化室內(nèi)進(jìn)行的。不同類型的焦?fàn)t有不同的爐孔數(shù)和容積，為使焦?fàn)t均衡生產(chǎn)，保證各碳化室結(jié)焦時(shí)間一致，整個(gè)爐組實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)出焦，要隨時(shí)保持機(jī)械設(shè)備的良好狀態(tài)，因此應(yīng)按一定的推焦順序指定推焦、裝煤和檢修計(jì)劃。1、推焦串序一座（或一組兩座）焦?fàn)t各個(gè)碳化室裝煤、出焦的次序，叫推焦串序。目前采用的有9-2，5-2，2-1推焦串序。其通式為m-n,其中m代表一座或一組兩座焦?fàn)t所有碳化室劃分的組數(shù)（箋號），即相臨兩次推焦相隔的爐孔數(shù)；n為兩趟箋間對應(yīng)碳化室號相隔的數(shù)。2、煉焦生產(chǎn)中的幾個(gè)時(shí)間概念推焦時(shí)間：推焦桿頭接觸焦餅表面開始的時(shí)間（指瞬間時(shí)間）。平煤時(shí)間：煤桿伸入小爐門開始進(jìn)行平煤操作的時(shí)間（指瞬間時(shí)間）。裝煤操作時(shí)間：裝煤車打開閘板下煤至推焦時(shí)間的間隔。結(jié)焦時(shí)間：煤料在碳化室內(nèi)的停留時(shí)間，即指由裝煤時(shí)間和分段時(shí)間至推焦時(shí)間的間隔。操作時(shí)間：分為三種，即單爐操作時(shí)間、全爐操作時(shí)間和分段檢修時(shí)的每一段操作時(shí)間。A單爐操作時(shí)間：相臨兩個(gè)碳化室從推焦（或裝煤）至推焦（或裝煤）的時(shí)間間隔，按目前機(jī)械化、自動(dòng)化的水平，因此時(shí)間為8分鐘到12分鐘。B每一段操作時(shí)間：檢修結(jié)束后第一爐的推焦至即將檢修前出完最后一爐的推焦時(shí)間間隔，即在兩次檢修之間的一段所出爐孔數(shù)，在乘以單爐操作時(shí)間的間隔。C全爐操作時(shí)間：在一個(gè)周轉(zhuǎn)期間內(nèi)各段操作時(shí)間之和。碳化室處理時(shí)間：碳化室從推焦至裝煤的一段時(shí)間間隔（空爐時(shí)間）。應(yīng)將起于單爐操作時(shí)間區(qū)別清楚。D周轉(zhuǎn)時(shí)間（又稱小循環(huán)時(shí)間）：某一碳化室從推焦（裝煤）至下一次推焦（裝煤）的時(shí)間間隔。3、循環(huán)檢修推焦計(jì)劃為均衡生產(chǎn)，必須定期檢修，通常采用循環(huán)檢修推焦計(jì)劃組織出爐操作。循環(huán)檢修推焦計(jì)劃按月編制，其中規(guī)定焦?fàn)t每天及每班的操作時(shí)間、出爐數(shù)和檢修時(shí)間。實(shí)際上，當(dāng)周轉(zhuǎn)時(shí)間和24小時(shí)可取最小公倍數(shù)時(shí)，只要安排一個(gè)大循環(huán)的計(jì)劃，就可以重復(fù)使用。大循環(huán)指不同日期在相同時(shí)間推同號碳化室的間隔時(shí)間，亦即小循環(huán)時(shí)間開始重復(fù)的時(shí)間間隔。一個(gè)大循環(huán)時(shí)間（h）=大循環(huán)所需天數(shù)*24（h）=大循環(huán)中包括的小循環(huán)數(shù)*周轉(zhuǎn)時(shí)間（h）因此，大循環(huán)所需時(shí)間可由24與周轉(zhuǎn)時(shí)間的最小公倍數(shù)求得當(dāng)周轉(zhuǎn)時(shí)間不為整數(shù)時(shí)，可將２４小時(shí)與周轉(zhuǎn)時(shí)間換算為分鐘數(shù)以后，再由分鐘數(shù)的最小公倍數(shù)求出）。（三）熄焦和篩焦熄焦方式目前有濕法與干法熄焦之分，濕法熄焦又有常壓和壓力熄焦的區(qū)別。近年來采用分段濕法熄焦，使焦碳中水分明顯下降，且很穩(wěn)定，對高爐正常運(yùn)行與節(jié)能十分明顯。濕法熄焦最近幾年的主要主要改進(jìn)有熄焦塔的結(jié)構(gòu)，在塔的上部增加除塵裝置和增加排氣筒的高度，塔的形式也出現(xiàn)多種，其目的是為了減輕大氣污染，回收焦粉。濕法熄焦操作的要點(diǎn)是再熄透焦碳的前提下降低和穩(wěn)定焦碳的水分。焦碳篩分主要按不同部門要求進(jìn)行分級，一般分為40毫米，40毫米～25毫米，25毫米～10毫米，小于10毫米等級，通常大于25毫米粒級稱為冶金焦，供高爐用；25毫米～10毫米粒級焦碳又稱焦丁，主要用做汽化焦和小高爐用焦；小于0毫米以下的稱為焦粉，通常用于燒結(jié)。焦?fàn)t加熱制度為了確保焦碳在規(guī)定的結(jié)焦時(shí)間內(nèi)沿高向、長向均勻成熟，必須制定和嚴(yán)格執(zhí)行焦?fàn)t的加熱制度，并結(jié)焦時(shí)間、裝煤量、裝煤水分、加熱煤氣、氣候等實(shí)際條件的變化，對焦?fàn)t加熱制度進(jìn)行及時(shí)的調(diào)節(jié)。焦?fàn)t加熱制度的主要內(nèi)容有溫度制度、壓力制度、與流量（煤氣、空氣、廢氣）的供給與調(diào)節(jié)制度。溫度制度有焦餅中心溫度、直行溫度、冷卻溫度、橫排溫度、爐頭溫度、蓄熱室頂部溫度、小煙道溫度、爐頂空間溫度及爐墻溫度。壓力制度有碳化室底部壓力、看火孔壓力、蓄熱室頂部吸力、小煙道吸力及蓄熱室阻力。以上各項(xiàng)俗稱九溫五壓。（一）溫度的確定與測定1、焦餅中心溫度：結(jié)焦末期焦?fàn)t碳化室中心斷面處焦碳的平均溫度。它是判斷全碳化室是否成熟的一種指標(biāo)，是焦?fàn)t的橫排溫度與高向加熱的綜合體現(xiàn)，也是確定燃燒室標(biāo)準(zhǔn)火道溫度的依據(jù)。焦餅中心溫度的測定和計(jì)算方法見熱平衡。通常規(guī)定推焦前30分鐘（與熱平衡略有區(qū)別）焦餅中心溫度為950℃~1050℃作為焦餅成熟的標(biāo)志，實(shí)際生產(chǎn)往往高于此值。因此在配煤條件不變的前提下，若焦餅中心溫度降低25℃~30℃,標(biāo)準(zhǔn)火道溫度需降低10℃左右。規(guī)定每年測定一次。但在結(jié)焦時(shí)間改變1小時(shí)以上、配煤比變動(dòng)、更換加熱煤氣以及需要調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)火道溫度時(shí)，需要測定此項(xiàng)溫度。2、冷卻溫度為了將換向不同時(shí)間測定出的立火道溫度均換算為換向后20s的溫度（這時(shí)溫度最高），以便比較全爐溫度的均勻性與穩(wěn)定性，并防止超過極限溫度（即1450℃）必須測出換向期間下降氣流測溫火道的下降量，即為冷卻溫度。冷卻溫度必須在焦?fàn)t正常生產(chǎn)和加熱制度穩(wěn)定的情況下測定。當(dāng)推焦串序?yàn)?~2或2~1時(shí)，應(yīng)選擇9個(gè)~10個(gè)相連的燃燒室，5~2串序，應(yīng)選擇5個(gè)~6個(gè)相連的燃燒室。分別在機(jī)側(cè)、焦側(cè)測溫火道內(nèi)進(jìn)行，測溫地點(diǎn)為兩個(gè)斜道口與焦?fàn)t煤氣燒嘴之間，測量人員為4人或6人。在正常條生產(chǎn)件下，規(guī)定每半年測定一次（以春季、秋季為宜）。在結(jié)焦時(shí)間改變1小時(shí)，換向時(shí)間改變，換用加熱煤氣及加熱制度等有較大變化時(shí)，需測定冷卻溫度。3、標(biāo)準(zhǔn)溫度與直行溫度標(biāo)準(zhǔn)溫度是機(jī)、焦兩側(cè)溫度溫火道平均溫度的控制值。它是在規(guī)定結(jié)焦時(shí)間內(nèi)保證焦餅成熟的主要溫度指標(biāo)。確定溫度指標(biāo)的依據(jù)是焦餅中心溫度，即在規(guī)定的結(jié)焦時(shí)間下，根據(jù)實(shí)測的焦餅中心溫度來確定標(biāo)準(zhǔn)火道溫度。標(biāo)準(zhǔn)溫度與爐型、配煤水分、加熱煤氣種類有關(guān)。直行溫度是指全爐機(jī)側(cè)、焦側(cè)測溫火道溫度，代表全爐的溫度，是直接影響焦碳成熟的主要參數(shù)。其測定方法為：在換向后5分鐘（或10分鐘）開始測量。測量順序應(yīng)固定不便，一般從焦側(cè)交換機(jī)側(cè)端開始測量，由機(jī)側(cè)返回交換機(jī)端。每隔4小時(shí)測一次，一天三班共6次。測定速度要均勻，1分鐘測10個(gè)~11個(gè)為宜。每次將實(shí)測數(shù)值按各側(cè)不同時(shí)間測量的溫度分段加冷卻溫度校正值，將各側(cè)溫火道溫度均勻校正到換向后20s時(shí)的溫度。4、橫排溫度%是指焦?fàn)t同一燃燒室各火道的溫度，是檢驗(yàn)沿燃燒室長向溫度分布的合理性，保證焦餅均勻成熟的測調(diào)項(xiàng)目。測定方法；因?yàn)橥蝗紵蚁噜徎鸬罆r(shí)間及短，且只需了解同一燃燒室各火道溫度相對的均勻性，所以測出的溫度不需要加冷卻溫度校正值。為避免交換后溫度下降對測溫的影響，故每次均按一定的順序進(jìn)行。單號燃燒室從機(jī)側(cè)到焦惻，雙號燃燒室從焦側(cè)到機(jī)側(cè)。同時(shí)交換后5分鐘（或10分鐘）開始測量。5、邊火道溫度（爐頭溫度）邊火道溫度是指焦?fàn)t燃燒室兩側(cè)的端火道溫度。測定方法：在交換后5分鐘開始測量，每次測量順序應(yīng)一致，通常由焦側(cè)交換到機(jī)端開始，從機(jī)側(cè)返回，兩個(gè)換向測完。測定值不需換算為冷卻溫度值。增加爐頭供熱的方法，用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，需疏通并嚴(yán)密封堵爐頭火道的磚煤氣道，用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，可采取措施用焦?fàn)t煤氣對邊火道進(jìn)行補(bǔ)充供熱，改進(jìn)蓄熱室封墻和廢氣盤兩叉部的保溫措施，以提高嚴(yán)密性，對提高邊火道溫度有明顯的效果。6、蓄熱室頂部溫度測定蓄熱室頂部空間溫度，是為了檢查蓄熱室溫度是否正常，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄熱室有無局部高溫漏火、下火等情況。對硅磚蓄熱室，頂部溫度不得超過1320℃，黏土磚蓄熱室頂部溫度不得超過1250℃。測定方法：蓄熱室溫度的測點(diǎn)一般選在最高溫度處。當(dāng)用焦?fàn)t煤加熱時(shí)，測量上升氣流蓄熱室，交換后（通常是交換后5分鐘）立即開始測量，因?yàn)闇y量不得少于1次。測量后分別計(jì)算機(jī)側(cè)、焦側(cè)的(平均溫度除端部蓄熱室外)并指出蓄熱室的最高和最低溫度。7、小煙道溫度小煙道溫度即廢氣排除溫度。測量該溫度主要是為了檢查蓄熱室的交換情況是否良好，并發(fā)現(xiàn)爐體不嚴(yán)密而造成漏火、下火等情況。測定方法：將500℃水銀溫度計(jì)插入上升氣流的廢氣盤測溫孔中，查入深度為小煙道全高度的3/5處。在下降氣流換向前5分鐘~10分鐘時(shí)讀數(shù)（要注意先讀數(shù)，后抽出體溫計(jì)），并求出平均數(shù)，指出最高、最低溫度。燒高爐煤氣時(shí)，插撥溫度計(jì)應(yīng)在下降氣流時(shí)進(jìn)行，每月測一次。8、爐頂空間溫度爐頂空間溫度是指焦?fàn)t碳化室爐頂空間粗煤氣溫度。測定方法：在碳化室內(nèi)結(jié)焦過程達(dá)2/3時(shí)，用電熱偶測定機(jī)側(cè)第一個(gè)裝煤口的爐頂空間中心處的溫度，雙集氣管焦側(cè)用同樣的方法測定。熱電偶插入后15分鐘才可讀數(shù)。爐頂空間溫度控制在800℃±30℃，不應(yīng)超過850℃。每季一次，結(jié)焦時(shí)間改變1小時(shí)或配煤比變動(dòng)很大時(shí)也側(cè)一次。通常與焦餅中心溫度的測定同步進(jìn)行。9、碳化室墻面溫度該溫度一般與焦餅中心溫度同時(shí)測量，間接觀察燃燒室上下溫度分布情況。推焦后關(guān)好兩側(cè)爐門，打開上升管蓋。用紅外測溫儀測量與焦餅中心溫度高度相同的兩側(cè)墻面溫度。測量時(shí)除測溫的裝煤空蓋打開外，其他爐蓋應(yīng)關(guān)好。也可以從機(jī)側(cè)、焦側(cè)爐門處用紅外測溫儀測定。采用這種方法，克服了以往只能測定爐墻若干個(gè)點(diǎn)的局限性，而能得到整個(gè)爐墻的熱量分布圖，由計(jì)算機(jī)處理，將碳化室墻細(xì)分成不同溫度的格點(diǎn)，即可鑒別和繪制出確切的溫度值以及高向、長向的熱量分布，并可在一個(gè)周轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)測完全爐碳化室墻面溫度。（二）壓力制度的確定和測定確定壓力制度時(shí)，必須遵循下列原則：1、整個(gè)結(jié)焦時(shí)間內(nèi)碳化室底部壓力應(yīng)為正壓；2、碳化室底部壓力在任何情況下（正常生產(chǎn)、改變結(jié)焦時(shí)間、停止加熱等），均應(yīng)大于相鄰?fù)瑯?biāo)的燃燒系統(tǒng)壓力和大氣壓力；3、在同一結(jié)焦時(shí)間內(nèi)，沿燃燒系統(tǒng)高度方向壓力的分布應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定。（三）碳化室壓力碳化室壓力指焦?fàn)t碳化室粗煤氣析出時(shí)形成的壓力。煉焦?fàn)t與燃燒室僅一磚之閣，并且雖爐型大型化與高效化，爐墻厚度越來越薄，因而碳化室墻上磚縫及裂縫的存在是不可避免的，即兩者總是不嚴(yán)密的。在煉焦過程中，粗煤氣的析出量也是不均勻的，因而當(dāng)集氣管壓力過小時(shí)，碳化室內(nèi)氣體的壓力只能再結(jié)焦前半周期高于同標(biāo)懂得燃燒室和外部大氣壓；在結(jié)焦末期，則要小于燃燒室和外界大氣壓力。測量方法：測定碳化室底部壓力，是為了確定和檢查集氣管壓力是否合理，碳化室內(nèi)壓力是否符合壓力制度所確定的原則。測定的代表爐號應(yīng)該是機(jī)側(cè)吸氣管下的碳化室。裝煤后由爐門下部的測壓孔（特別加工的爐門）將長1.2米的12.5毫米鋼管平插入碳化室。裝煤初期用U型壓力表測量，在碳化室壓力減少到一定程度后，改用斜行微壓計(jì)測量。每隔1小時(shí)測1次，直到推焦前關(guān)閉橋管水封為止。測定過程中應(yīng)保持所規(guī)定的集氣管壓力。但在最后幾次測定中，若發(fā)現(xiàn)碳化室壓力低于5Pa時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高集氣管壓力。每年測定兩次（夏季和冬季）圖片用貧煤氣加熱的特點(diǎn)（一）高爐煤氣加熱的特點(diǎn)1、高爐煤氣需要預(yù)熱高爐煤氣熱值低，一般為3200kj/m3～4000kj/m3，因其熱值低，故不用燃燒。為了使它燃燒時(shí)能得到與焦?fàn)t煤氣相近的熱效應(yīng)，鋤空氣需預(yù)熱外，高爐煤氣也必須預(yù)熱。因此，使用高爐煤氣加熱時(shí)，燃燒系統(tǒng)上升氣流的蓄熱室中，有1/2的預(yù)熱空氣和1/2預(yù)熱煤氣，煤氣與空氣一樣，經(jīng)過斜道進(jìn)入燃燒室進(jìn)火道進(jìn)行燃燒。2、燃燒系統(tǒng)的阻力大高爐煤氣因熱值低，耗熱量高，煤氣用量多，產(chǎn)生的廢氣量也多且密度大，因而阻力也較大。用高爐煤氣加熱，雖所需的空氣量少些，但煤氣和空氣是分別通過一個(gè)蓄熱室的，而用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，兩個(gè)蓄熱室均通過空氣。因此，上升氣流時(shí)，燒高爐煤氣的阻力也大。3、燃燒火焰長高爐煤氣中因惰性組分多，約占70％，因而燃燒火焰拉長，使焦餅上下加熱的均勻性能好。因此，在相同的結(jié)焦時(shí)間下，標(biāo)準(zhǔn)火道溫度比用焦?fàn)t煤氣加熱要低?；鸬赖撞繙囟纫话阋驳陀?0℃～30℃。由于通過蓄熱室預(yù)熱的氣體量多，因此蓄熱室、小煙道、分煙道以至到煙囪根部廢氣溫度均要低一些。一般小煙道溫度低40℃～60℃。4、高爐煤氣毒性大高爐煤氣中CO的含量為25％～30％，所以毒性大，必須作好防漏工作。為防止高爐煤氣漏失，首先必須保持煤氣設(shè)備嚴(yán)密，高爐煤氣在安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格的按照規(guī)定達(dá)到試壓標(biāo)準(zhǔn)。在日常操作中旋塞要定期進(jìn)行清洗和加油，保持其嚴(yán)密，水封要經(jīng)常檢查，保持滿流。蓄熱室封墻、廢氣盤和小煙道連接處要經(jīng)常勾縫。煤氣設(shè)備要定期作火把實(shí)驗(yàn)或肥皂水實(shí)驗(yàn)，檢查是否有漏煤氣的地方，以便及時(shí)處理。同時(shí)，高爐煤氣進(jìn)入廢氣盤后應(yīng)處于負(fù)壓狀態(tài)。5、嚴(yán)格控制含塵量要求高爐煤氣含塵量不超過0.075g/m3煤氣中含塵量增高，會(huì)使蓄熱室阻力增加，必須采取清掃措施加以解決。（二）氣量與空氣量的調(diào)節(jié)1、煤氣量的供給用高爐煤氣加熱時(shí)，由子廢氣量增加，廢氣帶走的熱量占總耗熱量的比例增大，焦側(cè)的熱效率相對比機(jī)側(cè)降低的多，另外。焦側(cè)上升和下降氣流的吸力差比機(jī)側(cè)大，漏氣的機(jī)會(huì)更多，因此焦側(cè)和機(jī)側(cè)耗熱量的比值比用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)大1％～2％。由于高向加熱均勻性提高，因此根據(jù)爐型和結(jié)焦時(shí)間的不同，標(biāo)準(zhǔn)火道溫度可降低10℃～30℃。標(biāo)準(zhǔn)火道溫度的降低，又可使需供給的煤氣量降低。尤其是大容積焦?fàn)t，用高爐煤氣加熱，耗熱量不一定用焦?fàn)t煤氣加熱高很多或可持平。2、空氣的供給設(shè)高爐煤氣加熱的廢氣密度為1.37，焦?fàn)t煤氣加熱的廢氣密度為1.21，則再同一結(jié)焦時(shí)間，用高爐煤氣加熱時(shí)的廢氣阻力約為使用焦?fàn)t煤氣的2.25倍。因此，所需要的煙囪吸力也相應(yīng)