1 焦爐爐體結構分析
現代煉焦爐一般是由炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區、爐頂、煙道等組成,并通過(guò)煙道和煙肉相連。一個(gè)炭化室又稱(chēng)為一個(gè)爐孔。炭化室由爐墻、爐底、爐頂和爐門(mén)組成,是煤料變成焦炭的場(chǎng)所,一座焦爐通常會(huì )擁有幾十個(gè)炭化室和燃燒室,這些炭化室和燃燒室以相間方式進(jìn)行配置。在隔絕空氣的條件下,煤料在此受熱變成焦炭。炭化室與燃燒室之間,常用耐火材料(硅磚)隔開(kāi);一個(gè)燃燒室擁有20-30個(gè)立火道。蓄熱室產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)預熱的煤氣(高熱值煤氣不預熱)在立火道底部,與空氣結合并燃燒,從闌面向炭化室提供熱屜。蓄熱室在焦爐的下方,通過(guò)高溫廢氣來(lái)對煤氣和空氣進(jìn)行加熱預熱。斜道區是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。爐頂包括炭化室、燃燒室以上的爐體部分,其厚度并非固定的,可以根據爐體強度和降低爐頂表面溫度的實(shí)際需求而確定。爐頂區有裝煤孔和上升管孔通向炭化室,主要用來(lái)裝入煤料和導出煤料干餾產(chǎn)生的荒煤氣。焦爐同時(shí)還設有看火孔,看火孔通向每個(gè)火道,以供測品、檢查火焰,焦爐管理人員可以根據檢測結果,來(lái)對焦爐的品度和壓力進(jìn)行合理的調整。整座焦爐砌筑在堅固平整的混凝土基礎上,煙逍設在基礎內或基礎兩闌,其中一端與煙肉連接,每個(gè)蓄熱室通過(guò)廢氣盤(pán)與煙道連接。
2 焦爐爐休耐火材料的使用分析
2.1炭化室用耐火材料分析
炭化室工作特點(diǎn)是具有周期性,一般都是在裝煤肘,爐墻表面溫度降至500-600℃,在結焦末期,爐墻表面品度重新又升至1000-1100℃。由干品差巨大,炭化室的砌體會(huì )產(chǎn)生很大的熱應力,很容易導致砌體出現裂紋、組織松散、強度降低等問(wèn)題,由干還受到煤料成焦肘的膨脹壓力、裝煤和推焦肘的強列機械磨損和撞擊,以及化學(xué)侵蝕和炭素沉積等,這些都會(huì )給炭化室的墻面帶來(lái)極大的損害。因此,炭化室墻、底必須要用致密硅磚砌筑。利用硅磚砌筑,能將顯氣孔率控制至16%-17%,從而有效提高爐墻導熱性,增加生產(chǎn)能力。為使密封性好,要采用異形磚砌筑。通常一座大型煉焦爐要使用400種以上的磚,甚至超過(guò)1000種。一座60孔、容積為44.3n亡高度為5.5m的煉焦爐需用耐火材料約17000噸?,F代化大型焦爐對硅磚的要求非常嚴格,首選,硅磚要平整光滑、棱角整齊、尺寸公差小。硅磚為鱗石英、方石英并與殘存石英及玻璃相共存的復合體,其中只有鱗石英形成結晶網(wǎng)絡(luò )而構成堅固的骨架,使磚具有良好的高品結構強度,因此,必須使石英達到充分轉化,促使磚中大屜鱗石英的形成。發(fā)達國家生產(chǎn)硅磚真密度一般為2.31-2.32g/cm3,殘余膨脹幾乎為零,能很好地滿(mǎn)足焦爐炭化室的要求。在炭化室兩端的爐頭,因為在爐門(mén)開(kāi)啟肘,品度會(huì )驟然由1000℃降到500℃以下,這已超過(guò)硅磚體積穩定的573℃的界限,因此,爐頭的耐火材料就不能再使用硅磚,而要選擇抗熱、抗震性好的粘土磚、高鋁磚、硅線(xiàn)石磚、紅柱石磚等進(jìn)行砌筑。朝向炭化室一(則的爐門(mén)因經(jīng)常開(kāi)閑,品度波動(dòng)較大,一般采用粘土磚砌筑,也可用堇青石磚和不定形耐火材料,耐火材料與外殼之間充填隔熱材料。
2.2燃燒室用耐火材料分析
燃燒室由爐墻、爐底和爐頂三部分組成。由干燃燒室與炭化室是相間設置的,因此,爐墻是與炭化室共用的,需要進(jìn)行嚴密的砌筑,以防止氣體竄漏。爐墻的闌面主要受到高品、煤中所含鹽類(lèi)和燃氣的作用,因此,燃燒室工作層要用硅磚砌筑,其技術(shù)要求與炭化室用磚相同。其他部位可以選用耐火材料。頂蓋層位干焦爐本體上部,采用粘土磚或硅磚砌筑,小型焦爐用粘土磚,大型焦爐蓋頂磚均用硅磚。煙肉和干熄焦裝置設在焦爐鄰近,裝煤孔周?chē)驕囟炔▌?dòng)較大,則用粘土磚砌筑。在爐頂上部填加填充層,并依次砌筑粘土磚、漂珠磚、硅澡土隔熱磚,最上層用缸磚鋪面,還必須采取密封和防水措施。斜道承受焦爐本體荷載,斜道區內有空氣和煤氣通道,將燃燒室與蓄熱室連通。
2.3蓄熱室用耐火材料分析
蓄熱室工作也存在周期性和品度波動(dòng)大的特點(diǎn)。過(guò)去的小型焦爐蓄熱室的單墻隔墻、 蓄熱室底和格子磚砌體,大多都是采用粘土磚砌筑;目前,如果沒(méi)有特殊要求,大部分焦爐蓄熱室的單墻、主墻、隔墻砌體全部采用硅磚砌筑,以確保焦爐整體膨脹均勻。
2.4小煙道用耐火材料分析
小煙道、煙道和煙肉全部用粘土磚砌筑內襯,小煙道位干蓄熱室底部與分煙逍連通,通過(guò)分煙道、總煙逍再到煙向將燃燒廢氣排出,分煙道外層用水泥膨脹珍珠巖磚做隔熱層。
3 結語(yǔ)
綜上所述,焦爐所用的耐火材料,主要是硅磚,其次是粘土磚、硅澡土隔熱磚、漂珠磚和缸磚等。硅磚屬干酸性耐火材料,具有良好的抗酸性侵蝕能力,它的導熱性能好,荷重軟化品度高,一般在1620℃以上,僅比其耐火度低70-80℃。硅磚的導熱性隨著(zhù)工作溫度的升高而增大,沒(méi)有殘余收縮,在烘爐過(guò)程中,硅磚體積隨著(zhù)品度的升高而增大。所以,硅磚是焦爐上較理想的耐火制品,現代大中型焦爐的重要部位(如燃燒室、斜道和蓄熱室)都用硅磚砌筑。
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