JL5550D型捣固焦炉设计及用耐火

1、概述

（1）JL5550D型捣固焦炉炭化室高5.5米，炭化室宽520mm，炭化室单孔装煤36.6t。焦炉的整体工艺技术、设备、机械装备水平大幅提高，相当于6米顶装焦炉的水平。

（2）采用大型宽炭化室焦炉，其焦炭的块度增大，裂纹减少，对提高焦炭的M40特别有利。就捣固工艺而言，宽炭化室捣固焦炉的一个显著特点就是提高了捣固煤饼的稳定性。降低了倒窑率，有利于焦炉装置长期稳定的运行。高宽比值越大，对煤饼的稳定性要求越高。国内6.25m捣固焦炉的煤饼高宽比是12.5:1；JL5550D型捣固焦炉炭化室全高为5.5m，煤饼高度为5.2m，炭化室平均宽为500mm，煤饼宽度为450mm时，捣固煤饼高宽比为11.6:1。经工业性试验，现捣固煤饼的稳定性达到了设计要求。影响煤饼稳定性的内因是捣固功、配合煤的细度和配合煤的水分。5.5m 捣固焦炉的捣固机械采用30锤固定捣固机，经计算单位捣固功达620J/kg,完全能保证5.2m高的煤饼所需的抗剪和抗压强度。另外配合煤的细度和配合煤的水分问题已在4.3m及6.25m捣固焦炉上得到较好的解决，完全能保证<3mm配合煤细度达到90%以上, 配合煤的水分控制在9～11%。因此5.5m捣固焦炉在工艺和焦炉机械是可行的。

（3）炉体设计时采取了加强焦炉稳定性和强度的措施，经过详细计算和多方案比较，经计算5.5m 捣固焦炉的焦炉炉墙的极限允许侧负荷为9.6kPa，符合炼焦工艺设计规范（GB50432-2007）中规定的捣固焦炉炉墙极限允许侧负荷不小于9.5 kPa要求，满足捣固焦炉所需的稳定性和强度。

（4）炉顶四个除尘孔和两个上升管孔砌体用带有沟舌的异型定形耐火材料砌筑，保证了整体性和严密性，炉顶稳固，严密，减少了荒煤气的窜漏，防止炉顶横拉条的烧损。

（5）为了减少荒煤气外逸的污染，提高炼焦生产环境质量,将煤顶上的空间通道高度增加到300mm，并且扩大除尘孔为Φ450mm，采用双集气管除尘，上升管孔孔径加大到Φ500mm，使荒煤气的逸出压力减小，以达到减少荒煤气外冒的目的。

（6）考虑雨季炉顶雨水积水后对焦炉炉体的损坏，炉顶面从焦炉中心至机、焦两侧，各设有50mm坡度，以利炉顶排水。

（7）在炉顶区和焦炉基础中采用强度大，隔热效率高的漂珠砖和高强隔热砖，代替传统焦炉采用的红砖和普通隔热砖，确保炉顶表面层平整、严密，降低了炉顶面和焦炉顶板温度，改善了操作环境。

（8）经过计算和总结经验将焦炉的加热水平定为805mm , 可使焦饼上下同时成熟，减少炉顶空间石墨生成。

（9）燃烧室采用废气循环和加高焦炉煤气灯头的结构，保证了用煤气加热时炭化室高向加热的均匀性。此外，因设计有废气循环，可以降低废气中的氮氧化合物含量，减少了对大气的污染；而当焦炉延长结焦时间操作时，由于用煤气加热采用了高灯头，因此也不会造成短路。

（10）机焦两侧炉头火道断面为中间火道断面的85％，解决了炉头火道温度较低的问题，使炭化室焦饼温度均匀。

（11）炭化室墙厚100mm，采用“宝塔”形砖，消除了炭化室与燃烧室之间的直通缝，使炉体严密，荒煤气不易窜漏，耐火材料保护有了很多改善和便于炉墙剔茬维修。并在立火道隔墙上采用了带有沟舌的异型耐火砖砌筑，大大增强了燃烧室的结构强度和炉墙的整体性。

（12）炭化室底下部第一层炉墙砖，因经常受送煤饼的托煤板的摩擦冲击，磨损严重，设计中将该层砖加厚到120mm。

（13）燃烧室盖顶大砖采取在一对火道内设拱顶的结构，使上面的负荷归集在立火道隔墙上。

（14）捣固焦炉炭化室锥度与顶装焦炉不同，为保证温度分布合理，在总结生产经验的基础上，对立火道底部的斜道口断面积进行了理论研究和计算，新设计的调节砖及其排列，可使燃烧室各火道的空气量和煤气量分配合理，从而使燃烧室的横墙温度分布均匀。

（15）蓄热室内封墙设计30mm厚硅酸钙隔热板新型高效保温材料；蓄热室外封墙设计50mm厚的隔热和密封效果好的复合硅酸盐整体板面外加海泡石抹面；减少了热损失，改善了焦炉操作环境。

（16）蓄热室主墙是用带有三条沟舌的异型砖相互咬合砌筑的，而且蓄热室主墙砖煤气道管砖与蓄热室无直通缝，保证了耐火砖煤气道的严密。蓄热室单墙厚230mm，也是用带沟舌的异形砖相互咬合砌筑的，保证了墙的整体性和严密性。

（17）蓄热室采用12孔格子砖，降低了废气的温度、提高了热效率。

（18）小烟道采用扩散型箅子砖，利用扩散型的特性使大小孔径的正反方向所造成的不同阻力，克服小烟道内变量气体所产生的内外压力差，这种箅子砖和方孔箅子砖相比，提高了格子砖的冲刷系数，可使废气温度降低20℃左右。在总结生产经验的基础上，对扩散型箅子砖断面积进行了理论研究和计算，新设计的箅子砖排列，使蓄热室各部位的空气量和煤气量分配均匀合理，提高了热效率。

（19）JL5550D型焦炉设计尽量采用新材质。炉端墙，炉底与炉顶内层采用漂珠砖；隔热部分用高强度的隔热砖；减少了热损失，增强了隔热效果、使用效果和结构强度。

2、焦炉结构尺寸:

      JL5550D型焦炉主要结构尺寸如下：

炭化室全长：        15980mm

炭化室有效长：      15100mm

炭化室全高：        5500mm

炭化室有效高：      5200mm

炭化室平均宽：      520mm

炭化室锥度：        20mm

炭化室中心距：      1350mm

立火道中心距：      480mm

立火道个数：        32个

炭化室有效容积：    35.1m³

3 、 炼焦工艺主要技术指标：

焦炉孔数：             2×75孔

炭化室一次装入干煤量： 36.6t

结焦率：               76.00%

焦炉周转时间：         23 hr

干煤气产率：           ~340Nm³/吨干煤

年消耗干煤量：         1990000 t

年产干全焦：           1520276 t

  出集气管荒煤气温度：   ～84℃

出集气管荒煤气压力：   80～120Pa

4 、 焦炉用耐火材料：

2×75孔JL5550D型焦炉用砖量见下表