焦炉炉体的结构简介

焦炉炉体的结构简介

现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜道区，每个蓄热室下部的小烟道通过交换开闭器与烟道相连。烟道设在焦炉基础内或基础两侧，

烟道末端通向烟囱。燃烧室和炭化室

燃烧室是煤气燃烧的地方，通过与两侧炭化室的隔墙向炭化室的提供热量。装炉煤在炭化室内经高温干馏变成焦炭。燃烧室墙面温度高达1300--1400℃，而炭化室墙面温度约1000--1150℃，装煤和出焦时炭化室墙面温度变化剧烈，且装煤中的盐类对炉墙有腐蚀性。现代焦炉均采用硅砖砌筑炭化室墙。硅砖具有荷重软化点高、导热性能好、抗酸性渣侵蚀能力强、高温热稳定性能好和无残余收缩等优良性能。砌筑炭化室的硅砖采用沟舌结构，以减少荒煤气窜漏和增加砌体强度；所用的砖型有：丁字砖、酒瓶砖和宝塔砖。中国焦炉的炭化室墙多采用丁字砖，20世纪80年代以后则多采用宝塔砖。炭化室墙厚一般为90—100mm，中国多为95—105mm。为防止焦炉炉头砖产生裂缝，有的焦炉的炉头采用高铝砖或粘土砖砌筑，并设置直缝以消除应力，中国焦炉多采用这种结构。

燃烧室分成许多立火道，立火道的形式因焦炉炉型不同而异。立火道由立火道本体和立火道顶部两部分组成。煤气在立火道本体内燃烧。立火道顶是立火道盖顶以上部分。从立火道盖顶砖的下表面到炭化室盖顶砖下表之间的距离，称加热水平高度，它是炉体结构中的一个重要尺寸。如果该尺寸太小，炉顶空间温度就会过高，致使炉顶产生过多的沉积碳；反之，则炉顶空间温度过低，将出现焦饼上部受热不足，因而影响焦炭质量。另外，炉顶空间温度过高或过低，都会对炼焦化学产品质量产生不利影响。炭化室的主要尺寸有长、宽、高、锥度和中心距。焦炉的生产能力随炭化室长度和高度的增加而成比例的增加。捣固焦炉

与顶装炉不同，其锥度较小，只有0—200mm。

蓄热室

为了回收利用焦炉燃烧废气的热量预热贫煤气和空气，在焦炉炉体下部设置蓄热室。现代焦炉蓄热室均为横蓄热室（其中心线与燃烧室中心线平行），以便于单独调节。蓄热室有宽蓄热室和窄蓄热室两种。宽蓄热室是每个炭化室下设一个，窄蓄热墙一般用硅砖砌筑，有些国家用粘土砖或半硅砖代替硅砖砌筑温度较低的蓄热室下部。在蓄热室中放置格子砖，以充分回收废气中的热量。格子砖要反复承受急冷急热的温度变化，故采用粘土质或半硅质材料制造。现代焦炉的格子砖一般采用异型薄壁结构，以增加蓄热面积和提高蓄热效率。蓄热室下部有小烟道，其作用是向蓄热室交替导入冷煤气和空气，或排出废气。小烟道中交替变换的上升气流（被预热的煤气或空气）和下降气流（燃烧室排出的高温废气）温度差别大，为了承受温度的急剧变化，并防止气体对小烟道的腐蚀，需在小烟道内衬以粘土砖。

斜道区

位于燃烧室和蓄热室之间的通道。不同类型焦炉的斜道区结构有很大差异。斜道区布置着数量众多的通道（斜道、水平砖煤气道貌岸然和垂直砖煤气道等），它们彼此距离很近，并且上升气流和下降气流之间压差较大，容易漏气，所以斜道区设计要合理，以保证炉体严密。为了吸收炉组长向生产的膨胀，在斜道区各砖层均留膨胀缝。膨胀缝之间设置滑动缝，以利于膨胀之间的砖层受热自由滑动。斜道区承受焦炉上部的巨大重量，同时处于1100-1300℃的高温区，所以也用硅砖砌筑。

炉顶

位于焦炉炉体的最上部。设有看火孔、装煤孔和从炭化室导出荒煤气用的上升管孔等。炉顶最下层为炭化室盖顶层，一般用硅砖砌筑，以保证整个炭化室膨胀一致，也有用粘土砖砌筑的，这种砖不易断裂，但易

产生表面裂纹。为减少炉顶散热，在炭化室顶盖层以上采用粘土砖、红砖和隔热砖砌筑。炉顶表面一般铺缸砖，以增加炉顶面的耐磨性。在多雨地区，炉顶面设有坡度，以便排水。炉顶厚度按保证炉体强度和降低炉顶温度的要求确定，现代焦炉炉顶一般为1000—1700mm，中国大型焦炉的炉顶厚度为

1000-1250mm。

第一节焦炉炉体结构及炉型

一、焦炉炉型的分类

根据火道结构形式的不同，焦炉可分为二分式焦炉，双联火道焦炉及少数的过顶式焦炉。根据加热煤气种类的不同，焦炉可分为单热式焦炉和复热式焦炉。根据煤气入炉的方式不同，焦炉可分为下喷式焦炉和侧

入式焦炉。

二、现代焦炉的结构

现代焦炉虽有多种炉型，但都有共同的基本要求：①焦并长向和高向加热均匀，加热水平适当，以减轻化学产品的裂解损失。②劳动生产率和设备利用率高。③加热系统阻力小，热工效率高，能耗低。④炉体坚固、严密、衰老慢、炉龄长。⑤劳动条件好，调节控制方便，环境污染少。

1、炭化室

增大炭化室的容积是提高焦炉生产能力的主要措施之一。

(1)、炭化室的长度

大型焦炉一般为13～16米，随着长度的增加，焦炉的生产能力成比例地增加，长度增加的极限取决于技术装备的条件。炭化室的有效长度取决于炉门及衬砖的厚度，此厚度一般为365～420mm。

(2)、炭化室的高度

大型焦炉一般为4～6米。增加高度可以增加焦炉的生产能力，且由于煤料堆密度的增加而有利于焦炭质量的提高，但受到高向加热均匀性的限制，而且炉门、炉门框生产时的清扫都将增加困难。

（3）炭化室宽度

炭化室的宽度对焦炉的生产能力与焦炭质量均有影响，增加宽度虽然焦炉的容积增大，装煤量增多，但因煤料传热不良，随炭化室宽度的增加，结焦时间大为延长，结焦速度降低。

2、燃烧室

（1）结构形式与材质

燃烧室火道一般分为二分式和双联火道式两种，国内个别老焦炉还有过顶式。二分式焦炉的最大优点是结构简单，异向气流接触面少，但由于有水平集合烟道，使气流沿燃烧室长向分配不易均匀，同时削弱了砌体的强度。双联火道结构，具有加热均匀，气流阻力小，砌体强度高等优点，但异向气流接触面多，焦炉老龄时易串漏，结构较复杂，砖型多，故我国小型焦炉均不采用。

燃烧室材质一般均用硅砖砌筑。为进一步提高焦炉的生产能力和焦炉的强度，有发展为采用高密度硅砖的

趋势。

（2）高向加热

高低灯头系双联火道中单数火道低灯头、双数火道高灯头，使火焰在不同的高度燃烧。由于高灯头高出火道底面一段距离才送出煤气，自斜道来的空气常易将高灯头下面砖缝的石墨烧掉，造成串漏。废气循环是目前实现燃烧室高向加热均匀简单而有效的方法。此法的原理是利用循环废气降低可燃气体混合物中可燃成分的浓度，减慢燃烧速度，从而拉长了火焰，使高向加热均匀。

（3）加热水平高度

它影响炉顶空间结石墨的程度和化学产品的质量。加热水平高度由以下三个部分组成：一是煤线距炭化室顶部的距离，即为炉顶空间高度，一般大型焦炉为300mm，中小型焦炉为150-200mm；二是煤料结焦后的垂直收缩量，它取决于煤料的收缩性及炭化室的有效高度，一般为有效高度的5-7﹪；三是考虑到燃烧室顶对焦炭的传热，炭化室中成熟后的焦饼顶面高应比燃烧室顶面高出200-300mm（大焦炉）或