大，中型焦炉储热室的上，中部砌体均由硅砖制成，整个焦炉可以均匀地膨胀从而减少焦炉热修。储热室中格子砖上下层的温差约为1000℃，上下气流的温差在300?400℃之间。这要求格栅砖材料具有大的堆积密度和对突然的温度变化的强抵抗力从而减少焦炉热修。当前的6m焦炉倾向于使用碱性氧化铝杂质较少的低氧化铝粘土砖从而减少焦炉热修。7.63m焦炉根据使用温度上下选择Al2O3≥40％。 SiO2≥70％的粘土砖和半硅砖。

　　装煤推焦车的主要功能为开启机侧焦炉炉门，将捣固机在捣固站捣好的煤饼送入焦炉炭化室内，关闭机侧焦炉炉门，以及推出焦炉炭化室内炼好的焦炭。装煤推焦车上也可以安装捣固机从而减少焦炉热修。装煤推焦车由开启炉门机构、推焦装置、运送煤饼装置、挡板机构、走行装置、液压系统、电气系统、操作室等组成。 　　(1)开门机构。装煤推焦车开门机构位于推焦装置的前端，与推焦装置处在同一中心线上。机构主要由提门机构、移门机构、移门架部分组成。提门机构安装在移门架的前端，由提门油缸驱动，平时启门仅开启下炉门，待要检修或清扫上炉门时，可通过提门机构开启上炉门。将开启的下炉门提升至一定高度，下部让出空间让推焦杆移出推出焦炭和装煤装置装入煤饼。移门机构由移门架和移门油缸组成，主要用于移进移出被开启的炉门。 　　(2)推焦装置。装煤推焦车推焦装置在装煤推焦车的一侧，传动机构为一组集中驱动。推焦电机为双轴伸电机，电机尾部轴伸装有手动传动装置，以备停电时将推焦杆从炭化室内摇出。推焦采用定子调压调速。推焦杆用钢板焊成箱形结构，分前后两段，中间用能够迅速拆卸的销轴连接。推焦杆下部齿条通过铆钉与推焦杆本体固定，推焦杆设置前、后位的电气和机械限位两道，确保安全可靠从而减少焦炉热修。推焦装置设有推焦电流自动显示设施并设有电流过载保护设施。 　　(3)运送煤饼装置。装煤推焦车运送煤饼装置是由主动链轮组、被动链轮组、传动装置、输送链条、万向联轴器及托煤板组成。运送煤饼装置为链式传动。传动装置与主动链轮组之间用万向联轴器连接，链条松紧利用主动链轮组下面的滑道调节。装煤机构设置前、后位的电气和机械限位两道。有装煤电流自动显示的设施，设置装煤电流过载保护设施。运送煤饼装置采用定子调压调速。 　　(4)侧板机构。侧板机构起到保护煤饼和对后挡板的导向作用。 　　(5)后挡板机构。后挡板机构是由底部和两侧装有滚轮的后挡板、卷扬机装置组成，后挡板在运送煤饼时不仅起到保护煤饼的作用，而且在装煤饼时起到将煤饼挡在炭化室内的作用从而减少焦炉热修。后挡板的后退及定位装置的动作均由卷扬机操纵。 　　(6)后挡板定位装置。后挡板定位机构在煤饼进入炉体后在托煤槽退出时对后挡板定位，阻挡后挡板随托煤板一起后退，达到将煤饼留在炉体内的目的。 　　(7)走行装置。走行装置是由两组主动轮装置及两组被动轮装置组成，每组主动轮组为单独传动，结构紧凑，没有开式传动。走行装置采用变频调速。 　　(8)钢结构。钢结构为装煤推焦车的主体，主要由各承重大梁栓焊连接拼装而成。各梁之间先用螺栓、连接板定位与固定。校正完成后，各梁的接合处用连续焊缝将连接板与机架焊牢以确保机架的整体性。钢结构的平面上铺设花纹钢板。 　　(9)液压系统。液压系统是装煤推焦车的主要机构之一，液压控制方式是手动，控制元件装在操作台上。液压系统的工作压力为10MPa。液压系统采用有安全可靠的、可调控的卸荷装置，液压泵无负荷启动。 　　(10)电气系统。装煤推焦车的电气控制分为：走行控制、推焦控制、托煤板输送控制、液压站控制。所有动力控制柜均安装在司机室旁的配电室内，操作台安装在司机室前部。 装煤推焦车的走行采用变频调速；推焦、托煤板输送机构的传动均采用定子调压调速，共分五挡。装煤推焦车走行装置与启闭炉门、推焦、装煤的设置联锁，当其他装置工作时，装煤推焦车不能行走。

　　焦炉采用水平接焦从而减少焦炉热修接熄焦车是焦炉关键的机械之一。接熄焦车的主要功能为开启焦侧焦炉炉门，接焦槽水平移动完成接受炭化室推出来的焦炭，关闭焦侧焦炉炉门．并将焦炭送去熄焦塔进行熄焦。接熄焦车主要由开门机构、接焦槽装置、定位装置、支撑辊装置、传动装置、走行机构、钢结构、液压系统、电气系统等组成。除走行机构为电动传动外，接熄焦车的移门、提门、接焦槽横向移动、倾翻均为液压驱动。 (1)开门机构。接熄焦车开门机构位于司机室的前端，机构主要由提门机构、移门机构两个部分组成，均由液压驱动。 (2)接焦槽装置。接焦槽是由侧板，接焦底架及铰链机构组合而成，侧板与接焦底架由型钢和钢板焊接而成。接焦槽的内表面盖以耐热铸铁板，耐热板是用埋头螺栓固定于接焦底架上的，这样便于更换损坏了的耐热板。安装耐热板时，各板之间留有缝隙5～10mm。当铸铁板受热膨胀时作为膨胀余量。此外熄焦时水也能从缝隙中排出。其中接焦底架与耐热板之间的隔水板是为了与下面的工作装置隔热及隔水，起到防护作用，保证各组件正常工作。 倾翻铰链机构装置是将接焦槽绕铰轴旋转28°～30°。倾翻装置采用两液压缸同时动作驱动，依靠两油缸活塞杆的伸出，达到倾翻卸焦的目的从而减少焦炉热修。 (3)定位装置。定位装置用于接焦槽接焦时，为防止焦炭的推力把接焦槽推移而采用的卡位装置。当接焦槽接焦时，定位装置通过油缸动作杆伸出，与接焦底架上的定位块卡位，从而达到止退的目的。 (4)支撑辊装置。支撑辊装置是为了分担其接焦槽重量的辊轮装置，减小铰链机构在动作过程中重力对它的影响。 (5)传动装置。传动装置通过液压马达进行驱动，通过轴上齿轮与接焦底架上的齿条进行传动，通过液压油的流向控制接焦槽的移动方向。 (6)走行机构。走行机构采用双边传动，电动机通过联轴器与减速机相连，减速机低速轴通过联轴器与车轮轴相连，从而驱动拦熄焦车行驶，本传动装置通过变频调速。走行时伴有声光报警装置。 (7)钢结构。钢结构由钢板及型钢焊制的底架、司机室组成。司机室是操作人员进行操作的地方，司机室前部设有操作面板，操作面板上设有操纵按钮和主令控制器。 (8)液压系统。液压系统是由液压站、操纵阀、油路等组成。液压系统的工作压力为16MPa。液压系统采用有安全可靠的、可调控的卸荷装置，液压泵无负荷启动从而减少焦炉热修。 (9)电气系统。本机由三相交流供电，电压为380V。电气系统是熄焦车的关键设备，为确保各个机构的安全运行，接焦熄焦车走行装置与接焦系统及开门机构设置联锁。

焦炉荒煤气导出设备组成及作用 　　荒煤气导出设备包括：上升管、桥管、水封阀、集气管、吸气弯管、焦油盒、吸气管以及相应的喷洒氨水系统。其作用为：一是将出炉荒煤气顺利导出，不致因炉门刀边附近煤气压力过高而引起冒烟冒火，但又要保持和控制炭化室在整个结焦过程中为正压从而减少焦炉热修；二是将出炉荒煤气适度冷却，不致因温度过高而引起设备变形、阻力升高和鼓风、冷凝的负荷增大，但又要保持焦油和氨水良好的流动性。 1．上升管和桥管 上升管直接与炭化室相连，由钢板焊接或铸铁铸造而成，内衬耐火砖。桥管为铸铁弯管，桥管上设有氨水和蒸汽喷嘴。水封阀靠水封翻板及其上面桥管氨水喷嘴喷洒下来的氨水形成水封，以切断上升管与集气管的连接。翻板打开时，上升管与集气管联通。 由炭化室进入上升管的温度达700～750℃的荒煤气，经桥管上的氨水喷嘴连续不断地喷洒氨水（氨水温度约为75～80℃），由于部分(2.5%～3.0%)氨水蒸发大量吸热，煤气温度迅速下降至80～100℃，同时煤气中约60%～70%的焦油冷凝下来。若用冷氨水喷洒，氨水蒸发量降低，煤气冷却效果反而不好，并使焦油黏度增加，容易造成集气管堵塞。冷却后的煤气、循环热氨水和冷凝焦汕一起流向煤气净化工序经分离、澄清，并补充氨水后，由循环氨水泵打回焦炉。循环氨水用量对于单集气管约为5t/t（干燥煤），对于双集气管约为6t/t(干燥煤)，氨水压力应保持0.2MPa左右从而减少焦炉热修。 为保证氨水的正常喷洒，循环氨水必须不含焦油，且氨水压力应稳定。为减少上升管的热辐射，上升管靠炉顶的一侧设有隔热板。近年来一些焦化厂为了进一步改善炉顶的操作条件，采用了上升管加装水夹套或增设保温层（上升管外表加一层厚40mm的珍珠岩保温层）等措施，都取得了较好的效果，前者尚能回收荒煤气的部分热量，后者不仅改善了炉顶的操作条件，而且消除了石墨在上升管壁的沉积从而减少焦炉热修。 2．上升管内沉积物的形成及预防措施 上升管内壁形成沉积物（俗称结石墨）并迅速增厚堵塞荒煤气导出通道，是炉门冒烟冒火的重要原因之一。为清除沉积物，各国曾使用多种机械清扫装置或用压缩空气吹扫，但操作频繁，劳动条件恶劣，对炉体有不同程度的不利影响，故近年来致力于预防，并辅之以简易清扫。 (1)沉积物的特征及形成条件通过对一些厂的实地观察，上升管内壁沉积物层有上薄下厚的一致倾向，底部有向下的弯月面，沉积物层切面呈层状，有类似焦炭光泽但无气孔，且结构较松，类似中温沥青焦。当上升管内壁温度约为260～270℃时，沉积物增长较快，若铸铁上升管用水泥膨胀珍珠岩保温后，内壁温度升高到460～470℃，沉积物少且酥松。综合这些现象可以认为，沉积物形成的条件为：一是内壁温度低，致使荒煤气中某些高沸点焦油馏分在内壁面上冷凝；二是辐射或对流传热使冷凝的高沸点焦油馏分发生热解和热缩聚而固化，这个温度至少在550℃以上。因此，由于火道温度高、装煤不足、平煤不好等造成的炉顶空间温度升高和荒煤气停留时间延长，均会导致上升管内壁沉积物加速。 (2)预防或减少上升管内沉积物形成的措施 大体上有加速导出、保温和冷却三种方式。加速荒煤气导出，主要是缩短上升管和强化桥管上的氨水喷洒。上升管保温曾在国内一些小型焦炉上使用，用珍珠岩保温后经实测和计算表明，上升管内壁温度约460～470℃，可大大减少管内壁冷凝量，保温层外表温度约80℃，比未保温时降低20～30℃，有利于改善操作环境。 在上升管外安装水套，锅炉软水压经水套，吸收荒煤气显热，降低上升管温度，减少焦油组分热解和热聚，也能收到减少上升管内壁沉积物形成的作用。生产实践表明，当炉顶空间温度、上升管入口温度平均值分别为788℃和747℃时，上升管内壁沉积物少而疏松且易清扫。同时，上升管外壁温度为102℃，夹套空间温度47℃，使软水部分汽化，水和汽进入汽包，分离水滴后可产生300～400kPa的蒸汽量达50kg/（h·孔）。 3．集气管、吸气弯管和吸气管 集气管是用钢板焊接或铆接成的圆形或槽形的管子，沿整个炉组长向置于炉柱的托架上，以汇集各炭化室中由上升管来的荒煤气及由桥管喷洒下来的氨水和冷凝下来的焦油。集气管上部每隔一个炭化室均设有带盖的清扫孔，以清扫沉积于底部的焦油和焦油渣。通常上部还有氨水喷嘴，以进一步冷却煤气。 集气管中的氨水、焦油和焦油渣等靠坡度或液体的位差流走。故集气管可以水平安装（靠位差流动），也可以按0.006～0.010的坡度安装，倾斜方向与焦油、氨水的导出方向相同。 集气管端部装有清扫氨水喷嘴和事故用水的工业水管。每个集气管上设有放散管，当因故荒煤气不能导出或开工时放散用。集气管的一端或两端设有水封式焦油盒，用以定期捞出沉积的焦油渣。吸气弯管专供荒煤气排出，其上装有手动或自动的调节翻版，用以调节集气管的压力。吸气弯管下方的焦油盒供焦油、氨水通过，并定期由此捞出焦油渣。经吸气弯管和焦油盒后，煤气与焦油、氨水又汇合于吸气管，为使焦油、氨水顺利流至回收车间的气液分离器并保持一定的流速，吸气管应有0.010～0.015的坡度。 集气管分单、双两种形式。单集气管多布置在焦炉的机侧，其优点是投资省、钢材用量少，炉顶通风较好等，但装煤时炭化室内气流阻力大，容易造成冒烟冒火。双集气管（见图5-15）由于煤气由炭化室两侧析出而汇合于吸气管，从而降低集气管两侧的压力，使全炉炭化室压力分布较均匀；装煤时炭化室压力低，减轻了冒烟冒火，易于实现无烟装煤；生产时荒煤气在炉顶空间停留时间短，可以减轻荒煤气裂解，有利于提高化学产品的产率和质量；结焦末期由于机侧、焦侧集气管的压力差，使部分荒煤气经炉顶空间环流，降低了炉顶空间温度和石墨的形成。双集气管还有利于实现炉顶机械化清扫炉盖等操作。但双集气管消耗钢材多，基建投资大，炉顶通风较差，使操作条件变坏。此外，氨水、蒸汽消耗量也较多。

　　6m焦炉熄焦方式多样，有传统的湿法熄焦，有低水分熄焦和干熄焦等，这里主要就6m焦炉传统的湿法熄焦方式介绍熄焦操作。湿法熄焦要求接焦均匀，水分合格，熄焦时间根据结焦时间和实际情况而定，一般为90～160s/炉，风包压力要超过0.45MPa，才能接焦。严禁解除联锁操作，更不允许飞车接焦，要杜绝红焦落地现象的发生从而减少焦炉热修。 　　(1)在推焦过程中，如果突然停电，应迅速鸣事故笛，制止推焦从而减少焦炉热修。 　　(2)在推焦开始时，发现熄焦车身开门，应急速鸣事故笛，制止推焦并开“空压机启动”按钮，用风压住车身门子将红焦卸入大沟，打水熄焦，如在接焦末期发现车身开门子，补开“空压机启动”按钮，用风压住车身门子待推完焦后，将焦炭卸人大沟，打水熄灭红焦，严禁去熄焦塔熄焦从而减少焦炉热修。 　　(3)熄焦车进入水塔，如遇停电，应立即通知大沟停水，关闭窗户，切断总电源，走行开关回零位。

焦炉烘炉一旦点火以后，就要连续不间断地烘至具备开工条件。如遇特殊情况，也只能采取保温措施，而不能冷却至原始状态从而减少焦炉热修。为慎重起见，烘炉前焦炉的烟囱、烟道、炉体砌筑及土建工程、设备及各种设备的安装、计器仪表、全厂其他工程等都应达到相应的条件，才能点火烘炉从而减少焦炉热修。同时还必须重视外部配套工程的同步，如运输、输配电、给排水、炼焦煤源等。对焦炉的隐蔽工程，烘炉所用的预埋构件和各种原始标志，在筑炉施工检查过程中就应严格按照有关规定和设计要求进行施工和检查从而减少焦炉热修。

　　在烘炉期间要按升温曲线进行控制，应使护炉铁件对炉体各部位合理施加负荷，应及时对炉体表面、烘炉小灶进行维护。 　　1．升温管理原则 　　烘炉期间，按照管理火道平均温度以及高向比例控制温度。不允许有温度突然下降的现象发生，也不应有剧烈升温现象，以免硅砖由于膨胀不均匀而产生裂纹。在硅砖进行晶型转化温度附近更应注意。 　　2．升温比例 　　按烘炉计划表执行，烘炉末期小烟道温度不得高于400℃。 　　3．燃烧状态 　　除更换孔板外燃烧器不得熄火。遇全面停火时，必须采取保温措施，并尽快恢复加热。 　　4．膨胀管理 　　在烘炉期间，由于升温和硅砖晶型转化，焦炉砌体会膨胀。砌体会沿长方向（炭化室长度方向）、炉高方向、炉组纵长方向膨胀。如果膨胀时严重不均匀，则将破坏砌体的严密性，给焦炉生产带来困难并将影响焦炉使用寿命，所以烘炉升温的稳定性和炉温分布的均匀性是非常重要的。另外，由于炉高方向的温度是按一定比例分布的，对护炉设备合理施压才能使各层界面正常滑动，防止产生裂纹从而减少焦炉热修， 　　5．空气系数的监测 　　空气系数是通过废气采样分析测定的。采样是用长2. 5m左右的不锈钢管由炉顶立火道取得，然后用奥氏分析仪分析成分。 　　6．压力监测项目 　　看火孔压力约在250℃时转正压。 　　7．炉体膨胀与护炉设备管理 　　(1)护炉设备及炉体膨胀管理。 　　(2)工作要点： 　　1)炉高膨胀测量：按标准号燃烧室的机、中、焦看火孔座砖打测点标记，点火前由测量队测定作为原始炉高值。 　　2)炉长膨胀测量：其一线在上横铁处；二线在下横铁处；三线在箅子砖处。 　　3)钢柱曲度：采用三线法进行测量。 　　4)操作平台支柱垂直度：在支柱上部、下部打上油漆标记，用托盘和线锤测定（上部为固定距离）。 　　5)操作平台、蓄热室走台及炉柱底部和废气开闭器两叉部的滑动的测定方法：在冷态时，先打好测定标记，测定预留距离的尺寸，烘炉中测定的距离与冷态时的差值，即是它们的滑动量。 　　6)抵抗墙垂直度。冷态做好测点标记，测定冷态原始数据，升温后按标记测量。 　　7)炉长的测量工具采用钢板尺。为防止钢板尺的弯曲而影响测量精度，可将钢板尺固定在木棒上。炉长测量时，读数统一规定在钢线的外侧。 　　8)膨胀测量：弹簧测量与调节作业的工作内容、测点、频度。 　　8．焦炉热修工作 　　由于炉体各部分温度和材质不同，烘炉过程中会产生不同程度的裂缝，这些裂缝吸入冷空气而影响炉温，应采用不同方法密封。炭化室封墙及烘炉小灶有无损坏、倒塌的迹象并及时修缮。 　　蓄热室及炉顶部位的裂缝应用石棉绳临时密封，在烘炉末期勾缝及灌浆前取出石棉绳。 　　装煤口盖周围用灰浆密封。单叉部用散石棉绳临时密封，在烘炉末期填充编织石棉绳。 　　严格的烘炉燃烧管理是稳定升温的可靠保证，因此必须制定严格的管理程序从而减少焦炉热修，这是达到烘炉预期目标的重要条件。

　　为了实现炼焦炉的无人操作，炼焦炉采用生产过程的控制模型，并由计算机进行监控，因此，炼焦炉的生产始终实现并保持在最佳的运行状态从而减少焦炉热修。 　　辅助计算机是一种过程计算机，它通过以太网将操作员站连接到主计算机（较低级）。 DCS和焦炉机械同步PLC等底层系统通过网关或直接通过TCP/IP和OPC连接到网络。操作员的操作控制台是一台通过标准I/F卡连接到以太网的个人计算机。 　　过程计算机上的操作系统和网络管理软件可以协同工作，以最好地管理硬件和外围设备以及应用程序的实时软件。焦炉生产控制系统主要包括以下部分： 　　（1）煤塔自动称重系统； 　　（2）自动车辆定位系统； 　　（3）四车联锁系统； 　　（4）自动车辆操作系统（包括装煤车的快速装煤系统）； 　　（5）焦炉自动加热系统，具有4个子系统：焦炉自动加热控制系统；焦炉手动测温系统；焦炉自动测温系统；自动编制推焦计划系统； 　　（6）单碳化室压力自动调节系统（经验证的系统）； 　　（7）废气出口和冷却系统； 　　（8）稳定熄焦系统； 　　（9）能量介质辅助系统； 　　（10）控制过程报警系统。 　　车辆自动定位系统、四车联锁系统和车辆自动操作系统（包括装煤的快装煤系统）构成了全自动无人驾驶操作的基础。将煤装入煤塔后，它将自动进入煤塔中的称量范围。在煤斗中，自动称量初始重量；煤车通过自动定位系统进入煤塔取煤。取煤时，关闭煤斗的上端，并打开下口。达到一定音量后，下嘴自动关闭。自动测量煤斗的重量，并自动测量前一个碳化室中的炉煤重量从而减少焦炉热修。推焦装载计划的自动焦化系统根据上一次装煤时间和计划的焦化时间自动准备下一个推挤计划（由于特殊原因可以手动修改），并将该计划提供给推车、汽车焦点车、焦车和装煤车，推车、焦车、熄焦车按计划通过车辆自动定位系统到达指定的碳化室，经四车联锁系统确认后，启动自动焦化程序，熄焦装载汽车完成红色调焦后，将汽车开到熄焦塔，启动稳定的熄焦系统并开始熄焦。熄焦完成后，打开冷焦点床并释放焦炭。在确认炉门已关闭后，手摇式车辆指示装卸车开始装煤。装载车到达指定的碳化室后，炉盖将自动取下，并安装炉盖以清洁煤孔座从而减少焦炉热修。然后，将下制动衬套伸入碳化室，并启动快速装煤系统以开始装煤，并将煤加载到指定的装煤量。之后，关闭炉盖并喷洒密封垫，同时命令手推车开始对煤进行整平。推焦车完成煤后，关闭小炉门，然后开始下一个循环操作。 　　焦炉自动加热系统是焦炉自动运行的核心。系统首先基于一些基本数据建立数学模型，计算焦炉加热所需的热量，并通过手动或自动温度测量系统停止加热时间来校正加热过程。加热量确保焦炭均匀成熟。 　　废气出口、冷却系统和单碳化室压力自动调节系统（经验证的系统）对于焦炉的自动控制是必需的。废气衍生和冷却系统首先将集热器压力调节至-300 Pa左右，然后通过碳化室压力自动调节系统根据整个焦化循环生成废气量，方法是调节水封高度，碳化室压力贯穿整个焦化循环。控制在轻微的正压力下。 　　此外，焦炉还具有控制过程警报系统，可以检测并及时发现生产过程中发生的任何异常情况，并在自动处理的同时发出警报信号，及时提醒操作人员采取措施。

　　现代焦炉虽有多种炉型，但无非是因火道结构、加热煤气种类及其人炉方式、蓄热室结构及装煤方式的不同而进行的有效排列组合。焦炉结构的变化与发展，主要是为了更好的解决焦饼高向与长向的加热均匀性，节能降耗，降低投资及成本，提高经济效益。为了保证焦炭、煤气的质量及产量，不仅需要有合适的煤配比，而且要有良好的外部条件，合理的焦炉结构就是用来保证外部条件的手段从而减少焦炉热修。为此，需从焦炉结构的各个部位加以分析，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（也称废气盘）与烟道相连从而减少焦炉热修。烟道设在焦炉基础内或基础两侧，烟道末端通向烟囱，故也称焦炉由三室两区组成，即炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区和基础部分。 　　炭化室是接受煤料，并对装炉煤料隔绝空气进行干馏变成焦炭的炉室。一般由硅质耐火材料砌筑而成。炭化室位于两侧燃烧室之间，顶部有3～4个加煤孔，并有1～2个导出干馏煤气的上升管孔。它的两端为内衬耐火材料的铸门。整座焦炉靠推焦车一侧称为机侧，另一侧称为焦侧。 　　顶装煤的焦炉，为顺利推焦，炭化室的水平呈梯形，焦侧宽度大于机侧，两侧宽度之差称锥度，一般焦侧比机侧宽20～70mm.炭化室愈长，此值愈大，大多数情况下为50mm。捣固焦炉由于装入炉的捣固煤饼机侧、焦侧宽度相同，故锥度为零或很小。炭化室宽度一般在400～550mm之间，宽度减小．结焦时间能大大缩短，但是一般不小于350mm。因宽度太窄会使推焦困难，操作次数频繁和耐火材料用量增加。炭化室长度为13～16m，从推焦机械的性能来看，该长度已接近最大限度。炭化室高度一般为4～6m（国外可达8m或更高），增加高度可以增加生产能力．但受高度方向加热均匀性的限制。增大炭化室的容积是提高焦炉生产能力的主要措施之一，一般大型焦炉的炭化室有效容积为21～40m3，中国5.5m高的大型焦炉为35.4m3，6m高的大型焦炉为38.5m3。炭化室尺寸的确定，通常受到多种因素的影响。下面分别叙述有关的影响因素。 　　(1)炭化室的宽度。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．结焦速度降低，结焦时间大为延长，如表4-1所示（火道温度按1300～1350℃）。因此宽度不宜过大，否则会降低生产能力。宽度减小，结焦时间大为缩短，但不应太窄，否则推焦杆强度降低．推焦困难，而且，结焦时间缩短后，操作次数增加，按生产每吨焦炭计，所需操作时间增多，增加污染，耐火砖用量也相应增加，从而降低了生产能力从而需要焦炉热修。 　　①干馏过程的传热，是炭化室两侧的燃烧室通过炉墙向炭化室中心的单向不稳定传热。由于煤料的导热系数远低于硅砖，即干馏过程中传热的热阻主要来自煤料。 　　②高温干馏过程中煤料给予炭化室炉墙的膨胀压力，起因于胶质体层内的煤气压力，其值大小因装炉煤料性质、颗粒组成、堆密度以及燃烧室温度不同而异，也与炭化室宽度有关。 　　炭化室膨胀压力危险值约15kPa左右，故允许承受的极限负荷约7～10kPa。因此，当装炉煤的膨胀压力偏高时宜采用宽炭化室。 　　③焦炭碎成小块，起因于裂纹。焦块的统计平均尺寸大小取决于裂纹之间的距离。而裂纹的间距与裂纹的深度取决于不均匀收缩所产生的内应力。在相同的结焦温度下，焦炭块度随着炭化室宽度增加而加大。与此同时，当煤料和干馏条件相同时，炭化室越宽，由于结焦速度减慢而使焦炭裂纹减少，故焦炭的抗碎强度也越高。 　　但是，从生产能力与技术经济指标来看，由于随着宽度的增加结焦时间将延长，每孔炭化室单位时间出焦率将随着宽度的增加而降低，所以，在一定范围内，炭化室宽度越窄，生产能力将越高。故应综合考虑确定炭化室宽度，对黏结性好的煤料宜缓慢加热，否则在半焦收缩阶段，应力过大，焦炭裂纹较多，小块焦增加，因此炭化室以较宽些为宜。对于黏结性较差的煤料，快速加热能改善其黏结性，对提高焦炭质量有利，故以较窄的炭化室为好。JN43-58 (JN43-58-Ⅰ，JN43-58-Ⅱ)型焦炉炭化室的平均宽取407mm和450mm两种规格，大容积焦炉的平均宽度仍为450mm，目前有些新建焦炉宽度为500mm；小型焦炉炭化室的平均宽度为300mm左右。 　　(2)炭化室长度。焦炉的生产能力与炭化室长度成正比，而单位产品的设备造价随炭化室长度增加而显著降低。因此，增加炭化室长度有利于提高产量，降低基建投资和生产费用，但长度的增加受下列因素的限制。 　　①受炭化室锥度与长向加热均匀性的限制，因为炭化室锥度大小是取决于炭化室长度和装炉煤料的性质。一般情况下，煤料挥发分不高、收缩性小时，要求锥度增加。而随着炭化室长度的增加，锥度也增大。国内大容积焦炉炭化室的长度为15980mm，锥度为70mm；卡尔斯蒂式焦炉炭化室长度为17090mm，锥度为76mm。随着炭化室长度和锥度的增大，长向加热均匀性问题就比较突出，导致局部产生生焦，这不仅使质量和产率降低，而且使粉焦量显著增加。 　　②受推焦阻力及推焦杆的热态强度的限制。随着炭化室长度的增加，不仅由于长向加热不均匀使粉焦量增加而促使推焦阻力增大，还由于焦饼质量增加，焦饼与炭化室墙面、底面之间的接触面增加，从而使整个推焦阻力显著升高。 　　随着炭化室长度的增加，推焦杆的温度在推焦过程中逐渐上升，而一般钢结构的屈服点随着温度升高而降低，到400℃时，约降低1/3。因此，炭化室长度增加也受此限制。此外，炭化室长度还受到技术装备水平和炉墙砌砖的限制。 　　(3)炭化室高度。国内大型焦炉一般为4～6m，增加炭化室高度是提高焦炉生产能力的重要措施，且煤料堆密度的增加有利于焦炭质量的提高。随着高度的增加，为使炉墙具有足够的强度，必须相应增大炭化室的中心距及炭化室与燃烧室的隔墙厚度；为了保证高向加热均匀性，势必在不同程度上引起燃烧室结构的复杂化；为了防止炉体变形和炉门冒烟，应有坚固的护炉设备和有效的炉门清扫机械；由此，使每个炭化室的基建投资及材料消耗增加。因此，应以单位产品的各项技术经济指标进行综合平衡，选定炭化室高度的适宜值。目前大型焦炉的高度一般不超过8m。 　　综上所述，由炭化室的长度、宽度和高度昕决定的炭化室的容积，必须与焦炉的规模、煤质及所能提供的技术装备水平等情况相适应．不能脱离实际．片面的追求焦炉炭化室的大型化。

　　与大型焦炉相匹配的大型焦炉机械在尺寸、重量、电容量、方面已经变得更大，并且操作员的数量减少了。而且，国家法律、法规对环境保护的要求越来越高。因此，与传统的中小型焦炉相比，大型焦炉机械的基本功能要求也发生了变化。定性地，现代大型炼焦炉机械应具有以下基本功能。 　　（1）推焦车 　　一旦对准，完成取门和挂门、的推焦和运煤操作；实现尾焦收集运输的机械化处理；能有效地收集和处理采摘、平煤推焦时产生的烟尘；实现扁平煤条的集采运输机械化处理从而减少焦炉热修；机械清洗炉门、炉架、小炉门和炉台； PLC单元程序自动控制以上功能；炉体的大弹簧机械调节；清理炉顶空间和上升的根部石墨空气吹扫或刮板单元从而减少焦炉热修；四车联锁、推焦电流、电视监视器，汽车通讯等安全联锁，并显示、监视器、通讯功能。 　　（2）拦焦车 　　一次性对准，完成取门和挂门、的铅栅定位操作；实现尾部重点采集和运输的机械化处理；可以有效地收集和处理捡起门和推动焦点时产生的烟雾从而减少焦炉热修；机械清洁炉门、炉架和炉具单元；PLC单元程序的上述功能自动控制四车互锁、电视监视车辆通讯和其他安全互锁，并显示、监视、通讯功能。 　　（3）熄焦车 　　行驶速度控制；定点聚焦；自动打开和关闭对焦门；PLC单元程序自动控制；四车联锁、电视监控车辆通讯等安全联锁，并显示、监控、通讯功能。 　　（4）运煤车 　　一次性对准，充煤孔和立管密封件的机械开合，炉圈的机械清洁，炉盖密封件的喷涂；可控的耗煤量和装煤速度；机械开关高压氨喷雾器（用于高压氨喷雾器）烟气浓郁的煤；能有效收集和处理装煤过程中产生的烟尘；顶部清洁装置；PLC单元程序自动控制；四车联锁、电视监控车辆通讯等安全联锁，并显示、监控、通讯功能；PLC自动一键式手动控制。

　　为了延长焦炉的使用寿命并确保焦炉正常加热，必须建立正确的压力系统，以确保在整个焦化时间内气体只能从碳化室流到加热系统，碳化室不吸入外部空气。 　　（1）燃烧室的防火孔压力应保持在0?5Pa。 　　（2）单个蓄热器的顶部吸力为±2 Pa，而同一蓄热器顶部的平均吸力为±3 Pa（侧炉除外）为±3 Pa。 　　（3）燃气主管的压力不小于500Pa。 　　（4）集热器压力为100至120 Pa。 　　（5）收集管的温度为80至100°C。 　　1.确定压力系统的基本原理 　　焦炉中的碳化室仅通过一个壁与燃烧室隔开。由于碳化室壁的存在，当收集管的压力太小时，在焦化的前半段，气体只能从碳化室泄漏到燃烧系统中。并在焦化期结束时燃烧。系统废气将泄漏到碳化室中。当碳化室处于负压下时，空气可从外部吸入碳化室中。在这种情况下，当焦煤被热炉壁分解时，会生成石墨并逐渐沉积在砖缝中，从而堵塞砖缝和裂缝。当空气泄漏到碳化室中时，炉中的焦炭被燃烧，这不仅增加了焦炭灰，而且焦炭燃烧后的灰还会在高温下腐蚀炉壁砖，从而损坏炉体。 　　如果受控碳化室中的压力始终保持从碳化室到燃烧室的压力，则可以避免在、裂纹的裂纹中沉积的石墨，并且可以保持炉体的密封性，从而避免上述情况-提到了恶果，从而减少焦炉热修 　　6m焦炉的碳化室的压力不应太高。如果太高，废气将从炉门和其他未拧紧的地方泄漏，这将使操作环境恶化，并导致炉门冒烟并燃烧炉设备。因此，确定压力系统时必须遵循以下原则： 　　（1）在任何情况下（包括正常运行，改变焦化时间，延迟推动和停止加热等），碳化室底部的压力均应大于相邻燃烧系统的压力和大气压力。 　　（2）在相同的焦化时间内，应保持燃烧系统高度的压力分布稳定，以减少焦炉热修复。 　　2.各种压力的测定 　　1）集热压力 　　收集管各点的压力不同，端部较高，中间部分（吸入管）较低。即，在整个炉子的每个碳化室中，在吸入管正下方的碳化室（焦化阶段的终点）的压力最小。在焦化过程中，炭化室中的气压变化很大。因此，在焦化的最后阶段，根据焦炭的最后阶段在吸气管正下方的碳化室底部的压力来确定收集器压力。 　　2）看火孔压力在不同的周转时间下，防火孔压力应保持在0至5 Pa。如果打火孔的压力太大，不方便观察火焰和测量温度，并且炉顶的散热也增加，从而导致上横杆的温度升高。如果压力太小，即负压太大，则冷空气会被吸入燃烧系统，从而使火焰无法正常燃烧。 要确定防火孔的压力，应考虑以下因素： 　　（1）旁道温度。因为侧火的温度与压力系统有一定关系，尤其是在加热气体时，影响更大。如果侧火通道的温度较低，则当温度低于1100°C时，可以控制火孔的压力更高，并且这些蓄冷器的顶部吸力也降低，从而可以减少冷空气泄漏到墙壁中，并增加了侧隧道的温度。 　　（2）炉顶温度。保持防火孔的低压以降低横杆的温度。对于双火隧道的焦炉，在同一燃烧室中的相同孔的压力接近于火孔压力。只要控制下流以使火洞压力为零，就可以减少焦炉热修。 　　3）蓄热室顶部吸气蓄热器顶部的吸力与可见火的压力有关。蓄热器顶部和看到火的压力之间的距离越大，燃烧室和斜坡的阻力越小，蓄热器顶部的吸力越大。 　　（三）蓄热室顸部吸力 　　1．标准蓄热室顶部吸力的确定和选择 　　(1)顶部吸力的确定。确定合理的标准蓄热室顶部吸力，是稳定全炉吸力的关键问题。在用高炉煤气加热时，蓄热室顶部上升气流吸力波动，不仅影响α值，还影响到横排温度曲线和看火孔压力，所以在某一结焦时间内，保持稳定上升气流蓄热室顶部吸力是很重要的。 　　(2)顶部吸力的选择。蓄热室顶部吸力的选择应具备以下条件：1）与标准蓄热室相连通的蓄热室必须无堵塞现象，炉体状况良好；2）煤气加热设备良好，无卡砣现象，进风门开度，砣杆提起高度等要求基本一致；3）与两个标准蓄热室相对应的燃烧室系统的阻力要求一致；4）蓄热室应在炉组的1／3和2／3处选择，避免在吸气管下方，以免导致吸力不稳定。 　　2．影响蓄热室顶部吸力的主要因素 　　影响蓄热室顶部吸力的因素有：(1)大气温度及风向；(2)进风口开度、炉体窜漏及三班操作等。 　　(1)由于小烟道、蓄热室、蓄热室封墙、斜道、炭化室等处泥缝以及单叉部承接处不严，造成气体窜漏。这些都会影响正常的吸力制度。 　　(2)高炉煤气管道始末端的煤气静压和动压不同，容易使吸力产生假现象和分段。 　　(3)刮大风和下雨会使吸力波动较大，造成看火孔负压，尤其是在测温时，大量的冷空气抽入立火道内，使温度下降。因此，在刮大风和下雨时不宜测温。 　　(4)清扫空气小烟道时，下降气流因空气进入小烟道使蓄热室吸力变小，从燃烧室抽出的废气也就减少，这时应加大烟道吸力。相对提高蓄热室顶部吸力。

　　JN66型焦炉是中国自行设计的年产10万吨冶金焦的焦化厂推荐炉型，目前已发展到JN66-5型，其结构如图4-14所示。其结构特点是两分式火道，横蓄热室，焦炉煤气侧喷，加热系统为单热式的焦炉。目前，为使更多的焦炉煤气供作城市煤气，加热系统已有改成复热式从而减少焦炉在线维护 。 　　(1)炭化室。炭化室的平均宽为350mm，锥度为20mm，炭化室全高为2520mm。装煤时上部留有150～200mm的空间，为荒煤气排出的通道，其装煤高度称为炭化室的有效高，高度为2320mm。炭化室全长7170mm，其装煤长度称为有效长度，为6470mm。炭化室的有效容积（炭化室的有效高度、有效长度和平均宽度三者的乘积）为5.25m3。 　　(2)燃烧室。燃烧室用横隔墙分隔成14个立火道，与其上部的通长水平集合烟道相连，在结构上使一侧7个火道为上升气流时，另一侧7个火道为下降气流。为避免干馏产物在炉顶空间因温度过高而热解损失，并生成大量石墨，造成推焦困难，JN66型焦炉的加热水平高度为524mm。水平集合烟道的断面形状为矩形，平均断面为289mm2×308 (298～318)mm2。立火道高为1600mm，平均断面为328mm2×340mm2，火道之间的横隔墙厚度为130mm从而减少焦炉在线维护 。 　　JN66型焦炉的炉体结构提供了使用高炉煤气或其他贫煤气加热的可能，因此，每个立火道底部有两个斜道口，分别与两个相邻的蓄热室相连，一个为空气斜道口，另一个为煤气斜道口，分别在燃烧室中心线的两侧。当使用焦炉煤气时，该两个斜道均为空气斜道。斜道口放有调节砖（牛舌砖），通过拨动其位置或更换不同厚度的调节砖，可以调节进入火道的气体量，火道底部还有烧嘴，位于燃烧室的中心线上，它与进焦炉煤气的水平砖煤气道相连，更换不同直径的烧嘴，可以调节进入火道的焦炉煤气量。燃烧室是焦炉结构的主要部分，又是温度最高的地方，故采用硅砖砌筑从而减少焦炉在线维护 。为使砌体严密，以防炭化室和燃烧室互相串通，又要使砌体稳固，并传热良好，故炭化室与燃烧室间的炉墙采用厚度为100mm带舌槽的异型砖砌筑。 　　(3)蓄热室。JN66型焦炉的蓄热室与炭化室平行布置，即为横蓄热室。每个炭化室下部有一个宽蓄热室(628mm)，顶部有左右两排斜道，分别与其上部炭化室两侧的燃烧室相连。炉组两端的边蓄热室是窄蓄热室，宽度只有302mm，顶部只有一排斜道与上面的边燃烧室相连。宽蓄热室内放有两排九孔薄壁式格子砖，窄蓄热室内仅放一排格子砖。 　　蓄热室隔墙厚250mm，因是同向气流，压差较小，用标准黏土砖砌筑。蓄热室的中心隔墙由于两侧气流方向相反，压差较大，故隔墙较厚，为350mm。封墙用黏土砖砌筑，中间砌一层隔热砖，墙外抹以石棉和白云石混合的灰层，以减少散热和漏气从而减少焦炉在线维护 。 　　(4)斜道区。斜道区高800mm，其中还设有水平砖煤气道，焦炉煤气经此水平道分配到各立火道。砖煤气道由黏土砖砌成，为防止炉头温度过低，将炉头两个火道处的水平砖煤气道的断面加大，以增加进入边火道的煤气量。 　　(5)燃烧系统气体流动途径。焦炉煤气由焦炉一侧的焦炉煤气主管4经水平砖煤气道5，通过各直立的煤气道和可更换的烧嘴，进入同侧所有立火道6。空气由该侧的所有交换开闭器经小烟道2进入蓄热室3，被预热到1000℃左右．然后经斜道送人立火道与焦炉煤气混合燃烧，燃烧产生的废气上升在燃烧室顶部的水平集合烟道7汇合，再从另一侧的所有立火道下降，由斜道进入蓄热室，在此废气将热量传给格子砖后，经小烟道、交换开闭器进入分烟道8、总烟道9，并由烟囱10排人大气。间隔30min换向一次，换向后气流方向与前相反。 　　JN66型焦炉由于采用两分式火道结构，燃烧气流同侧方向相同，因而具有异向气流接触面少（仅在蓄热室中心隔墙处，大大减少了串漏的机会），炉体结构简单，砖型少（全炉仅100多种），加热设备简单、容易加工，总投资省，易于兴建等优点。但由于采用两分式火道结构，有水平集合烟道，气体通过时阻力较大，各火道的压力差也较大，气流在各立火道及蓄热室分布不均匀。由于机侧、焦侧各有7个火道，焦侧炭化室较宽，供给的煤气量和空气量较多，则下降到机侧时，废气量也较多，再加上部分煤气和空气在机侧燃烧，均会提高机侧的温度，如调节不好，容易出现机侧、焦侧火道温度反差的现象。 　　JN66型焦炉目前已从1型发展到5型，其结构也在不断改进，具体表现为：炭化室及立火道的砖型与JN43-58-Ⅱ型焦炉通用，因而减少了砖型；水平集合烟道的断面由腰鼓形改为矩形，使隔墙由原来的150mm减薄为110mm，因而避免了在该处出现生焦，断面尺寸的减小，使进人中部火道的空气量增加，减少了石墨在中部火道烧嘴处沉积的可能，取消了立火道顶部的调节砖，因而减少了气流通过水平集合烟道时的阻力，加热水平由420mm增高到524mm，降低了炉顶空间温度，从而减少了石墨的生成。 　　JN66型焦炉属于小型焦炉，为中国焦化厂目前已经淘汰的炉型，根据国家政策，已禁止建炭化室高4. 3m以下的炉型。

　　上海宝山钢铁总厂从日本引进的新日铁M型焦炉是日铁式改良型大容积焦炉。炭化室高6m，长15.7m，平均宽450mm，锥度60mm，有效容积37.6m3。该焦炉为双联火道，蓄热室沿长向分格，为了改善高向加热均匀性，采用了三段加热，为调节准确方便，焦炉煤气和贫煤气（混合煤气）均为下喷式。在正常情况下空气用管道强制通风，再经空气下喷管进入分格蓄热室，强制通风有故障时，则由交换开闭器吸入（自然通风）。 　　蓄热室位于炭化室下方，每个蓄热室沿长向分成16个格，两端各一个小格，中间14个大格，煤气格与空气格相间排列。每个蓄热室下部平行设两个小烟道，一个与煤气蓄热室相连，另一个与空气蓄热室相连：小烟道在机侧、焦侧相通，无中心隔墙，小烟道顶部无箅子砖，当用自然通风供入空气时，无法调节沿机侧、焦侧长向的空气分配。沿炉组长向蓄热室的气流方向，相间异向排列：沿燃烧室长向的火道隔墙中有2个孔道与斜道相连，一个为煤气流，一个为空气流，每个孔道在距炭化室底1236～1361mm及2521～2646mm处各有一个开孔，与上升火道或下降火道相通．实行分段加热 从而减少焦炉热修。 　　炉顶每个炭化室设有5个装煤孔和1个上升管孔，装煤孔和上升管孔的各层砖（包括炭化室顶砖）均镶嵌在一起，结构严密。炉顶区的上升管孔和装煤孔砖四周均用肩钢箍住。在装煤孔两侧和炉头设有烘炉灌浆孔。炉顶从焦炉中心线至两侧炉头，留有50mm的排水坡度。炭化室盖顶砖以上除装煤孔、上升管孔和炉头处用黏土砖之外，其余部分均使用硅砖。盖顶砖上面用黏土砖和隔热砖砌筑，炉顶表面层用低气孔率的黏土砖砌筑。 　　新日铁M型焦炉加热时的气体流动途径如图4-21所示（第一种换向状态）。用贫煤气加热时，贫煤气经下喷管进入单数蓄热室的煤气小格，空气经空气下喷管进入单数蓄热室的空气小格，预热后进人与该蓄热室相连接的燃烧室的单数火道（从焦侧向机侧排列）燃烧 从而减少焦炉热修。 　　燃烧后的废气经跨越孔从与单数火道相连的双数立火道下降，经双数蓄热室各小格进入双数交换开闭器，再经分烟道、总烟道，最后从烟囱排人大气。换向后，贫煤气和空气分别经双数排的贫煤气下喷管和空气下喷管进入双数蓄热室的煤气小格和空气小格，预热后进入与该蓄热室相联结的燃烧室的双数火道，燃烧后，废气经跨越孔从与双数火道相连的单数立火道下降，经单数蓄热室各小格，进入单数交换开闭器，再经分烟道、总烟道和烟囱排出 从而减少焦炉热修。 　　用焦炉煤气加热时，对于第一种换向状态，焦炉煤气由焦炉煤气下喷管经垂直砖煤气道进入各燃烧室的单数火道，空气经单数交换开闭器上的风门进入单数蓄热室的各小格，预热后进入与该蓄热室相连接的燃烧室的单数立火道，与煤气相遇燃烧，燃烧产生的废气流动途径与用贫煤气加热时相同。换向后，焦炉煤气则进入各燃烧室的双数火道，空气则经双数蓄热室预热后进人上述立火道，燃烧后的废气流动途径与用贫煤气加热时相同。 　　该炉型加热均匀，调节准确、方便；但砖型复杂，多达1209余种；蓄热室分格，隔墙较薄，容易发生短路，且从外部很难检查内部情况；贫煤气和空气的下喷管穿过小烟道，容易被废气烧损、侵蚀。

　　由化学工业第二设计院设计的中国第一座4. 3m捣固焦炉（21锤固定连续捣固炼焦），使中国的捣固炼焦技术提高到了一个新的水平。该炉炭化室高4. 3m，宽500mm，为宽炭化室、双联火道、废气循环、下喷单热式、捣固侧装焦炉结构，是在总结多年焦炉设计及生产经验的基础上设计的。自2002年投产运行后，经过不断的调试，焦炉已经达到了设计产量，且焦炭质量符合国家一级冶金焦的指标。该焦炉的主要结构特点有以下几方面。 　　①焦炉炭化室平均宽度为500mm，属于宽炭化室焦炉，具有可改善焦炭质量和增大焦炭块度的优点。另外，产量相同时（与炭化室宽450mm相比较），还具有减少出焦次数、减少机械磨损、降低劳动强度、改善操作环境和降低无组织排放等优点。 　　②焦炉为单热式、宽蓄热室焦炉。经核算，在确保蓄热室蓄热体积有一定余量后，适当降低了蓄热室高度，从而减少了用砖量，降低工程投资。 　　③在炉底铺设硅酸铝耐火纤维砖，减少炉底散热，降低地下室温度，从而改善了操作条件 从而减少焦炉热修。 　　④小烟道采用扩散型箅子砖，使焦炉长向加热均匀。燃烧室采用废气循环和高低灯头结构，保证焦炉高向加热均匀 从而减少焦炉热修。 　　⑤蓄热室主墙用带有三条沟舌的异型砖相互咬合砌筑而成，蓄热室主墙上的砖煤气道与外墙面无直通缝，保证了焦炉的结构强度，提高了气密性。为了提高边火道温度，在蓄热室封墙及斜道炉头部位，采用隔热效果好且在高温下不易变形的保温隔热材料 从而减少焦炉热修。 　　⑥燃烧室炉头为高铝砖砌筑的直缝结构，可防止炉头火道倒塌。高铝砖与硅砖之间的接缝采用小咬合结构，砌炉时炉头不易被踩活，烘炉后也不必为两种材质的高向膨胀差做特殊的处理。 　　⑦炭化室墙采用宝塔形砖，消除了炭化室与燃烧室间的直通缝，炉体结构严密，荒煤气不易串漏，同时便于维修。

煤气入炉可分为侧入式、下喷式两种方式。 1．侧入式 侧入式含有干熄焦大砌块的焦炉加热用的富煤气由焦炉机焦两侧的水平砖煤气道引入炉内，空气和贫煤气则从交换开闭器和小烟道从含有干熄焦大砌块的焦炉侧面进入炉内。国内小型焦炉富煤气入炉多采用侧入式；国外一些大中型焦炉也采用煤气侧入式，如卡尔·斯蒂尔焦炉、IIBP焦炉等，此种煤气人炉方式由于无法调节进入每个立火道的煤气量，且沿砖煤气道长向气流压差大，从而使进入直立砖煤气道的煤气分配不均，因而不利于含有干熄焦大砌块的焦炉的长向加热，但因焦炉不需设地下室而简化了结构，节省了投资。 2．下喷式 下喷式焦炉加热用的富煤气由炉体下部通过下喷管垂直地进入炉内，空气和贫煤气则从交换开闭器和小烟道从焦炉侧面进入炉内，如JN43-58Ⅱ型、JN43-80型、JN60-82型等炉型均采用此法。采用下喷式可分别调节进入每个立火道的煤气量，故调节方便，且易调准确，有利于实现焦炉的加热均匀性，但需设地下室以布置煤气管系，因此投资相应加大。

　　回收化学产品的常规焦炉使用一百多年来，在其技术和经济方面已经较为成熟，但常规焦炉发展到今天，遇到了环境保护、资源利用等方面的困难。为了使焦化工业健康发展，焦化工业的清洁生产已成为国内外焦化界重点研究的课题。焦化工业的清洁生产要充分体现经济、资源、环境的协调发展，从生产工艺过程中减少或控制污染物的产生，是焦化工业清洁生产的重要技术措施，也是最有效的办法。这样，清洁型热回收焦炉应运而生。 　　我国的热回收焦炉的开发设计和应用是从20世纪90年代开始的，并于2000年由山西化工设计院研究设计出了QRD-2000清洁型热回收捣固焦炉。经过几年的生产实践和不断改进，形成了QRD系列型热回收焦炉。下面主要介绍QRD-2000清洁型热回收捣固焦炉。 　　QRD-2000清洁型热回收捣固焦炉主要由炭化室、四联拱燃烧室、主墙下降火道、主墙上升火道、炉底区、炉顶区、炉端墙等构成。 　　(1)炭化室。热回收焦炉根据炼焦发展的方向，采用了大容积炭化室结构，考虑到捣固装煤煤饼的稳定性，采用了炭化室宽而低的结构形式。炭化室用不同形式的异形硅砖砌筑，机焦侧炉门处为高铝砖，高铝砖的结构为灌浆槽的异形结构。炭化室墙采用不同材质异形结构的耐火砖，保证了炉体的强度和严密性，增加了炉体的使用寿命。炭化室全长13340mm，宽3596mm，全高2758mm，中心距为4292mm，炭化室一次装干煤量47~50t。 　　(2)四联拱燃烧室。四联拱燃烧室位于炭化室的底部，采用了相互关联的蛇形结构形式，用不同形式的异形硅砖砌筑。为了保证四联拱燃烧室的强度，其顶部采用异形砖砌筑的拱形结构。在四联拱燃烧室下部设有二次进风口从而减少焦炉热修。燃烧室机焦侧两端的耐火材质为高铝砖，高铝砖的结构为灌浆槽的异形结构从而减少焦炉热修。 　　炭化室内煤料干馏时产生的化学产品在炭化室内部不完全燃烧，通过炭化室主墙下降火道进入四联拱燃烧室，由设在四联拱燃烧室下部、沿四联拱燃烧室的长向规律地分布的二次进风口补充一定的空气，使炭化室燃烧不完全的化学产品和焦炉煤气充分燃烧。燃烧后的高温废气通过炭化室主墙上升火道进入焦炉的上升管、集气管，余热进行发电．最后废气经过脱除二氧化硫和除尘后从烟囱排放。 　　(3)主墙下降火道和上升火道。主墙的下降火道和上升火道均为方形结构-沿炭化室主墙有规律地均匀分布。其数量和断面积与炭化室内的负压分布情况和炼焦时产生的物质不完全燃烧的废气量有关，并采用不同形式的异形硅砖砌筑从而减少焦炉热修。 　　主墙下降火道的作用是合理地将炭化室内燃烧不完全的化学产品、焦炉煤气和其他物质送入四联拱燃烧室内，而上升火道则是将四联拱燃烧室内燃烧产生的废气送入焦炉上升管和集气管内，同时将介质均匀合理地分布，并尽量减少阻力。 　　(4)炉底区。炉底区位于四联拱燃烧室的底部，由二次进风通道、炉底隔热层、空气冷却通道等组成。炉底区的材质由黏土砖、隔热砖和红砖等组成。焦炉基础与炉底区之间设有空气夹层，避免基础板过热。 　　(5)炉顶区。炉顶区采用拱形结构，并均匀分布有可调节的一次空气进口。根据炭化室内负压的分布情况，有规律地一次进入空气，使炭化室炼焦煤干馏时产生的焦炉煤气和化学产品在炭化室煤饼上面还原气氛下不完全燃烧。通过调节炭化室内负压的高低，控制进入炭化室内的一次空气量，以使炭化室内煤饼表面产生的挥发分不和空气接触，形成一层废气保护层，达到炼焦煤隔绝空气干馏的目的。 　　炉顶区的耐火砖材质由里向外分别为硅砖、黏土砖、隔热砖、红砖等。在炉顶的表面考虑到排水，设计了一定的坡度。炉顶不同材质的耐火砖均采用了异形砖结构，保证了炉顶区的严密性和使用强度。 　　(6)炉端墙。在每组焦炉的两端和焦炉基础抵抗墙之间设置有炉端墙。炉端墙的主要作用是保证炉体的强度，并起到隔热作用以降低焦炉基础抵抗墙的温度。炉端墙的耐火砖材质从内侧向外侧依次为黏土砖、隔热砖和红砖。炉端墙内还设计有烘炉时排除水分的通道。

　　炭化室的工作是周期性的，在正常生产时，燃烧室立火道的温度可高达1300℃以上，燃烧室墙是传递炼焦所需热量的载体，这就要求筑炉材料应该具有良好的高温导热性能，燃烧室隔墙还承受上部砌体的结构负荷和炉顶装煤车的重力，这就要求筑炉材料应该具有高温荷重不变形的性能，燃烧室墙的炭化室面又受到灰分、熔渣、水分和酸性气体的侵蚀、甲烷还渗入砖体空隙处产生炭沉积、立火道底部受到煤尘、污物的渣化侵蚀，这就要求筑炉材料应该具有高温抗蚀性能从而减少焦炉热修；在装煤时燃烧室墙的炭化室面温度从1000℃以上急剧下降到600～700℃，所以要求筑炉材料在600℃以上应该具有抵抗高温剧变的性能从而减少焦炉热修；由于受推焦的影响，还要求炭化室底面砖有较高的耐磨性能，因此燃烧室墙、炭化室底用硅砖砌筑。 　　炭化室两端的炉头，由于炉门开启时温度骤然变化，从1000℃以上降至500℃以下，超过硅砖体积稳定的温度界限(573℃)，因此炉头应选用抗热震性好的材料从而减少焦炉热修，现在的6m焦炉使用了部分红柱石砖，而在7. 63m焦炉中使用的是硅线石砖砌筑。

　　QRD-2000清洁型热回收捣固式机焦炉的烘炉有自己的特点。烘炉的目标是将常温焦炉加热到符合装煤炼焦所需的温度从而减少焦炉热修，既要保证焦炉炉体的安全，同时也要考虑合理的时间、较低的成本和综合效果。 　　1．烘炉前必须完成的工程项目 　　(1)烟囱全部验收合格。 　　(2)集气管全部验收合格。 　　(3)各烟道闸板安装完毕，转动灵活，打好开关标记。 　　(4)炉体膨胀缝检查完毕，炉体内清扫干净，并有记录。 　　(5)焦炉铁件全部安装完毕，验收合格。 　　(6)机焦侧操作平台施工完毕。 　　(7)测线架安装完毕。 　　(8)装煤推焦车、接熄焦车轨道已安装好。 　　(9)备煤、筛焦、熄焦、电气、自控、给水等安装工程满足烘炉进度安排的要求，不得延误焦炉装煤和出焦时间从而减少焦炉热修。 　　(10)有关工程冷态验收合格，并要做好记录。 　　(11)烘炉燃料到现场。 　　(12)烘炉工具、器具、烘炉用仪表全部准备齐全。 　　2．烘炉临时工程 　　(1)机焦侧烘炉小灶、火床、封墙施工完毕。固体烘炉时，在机焦侧操作平台下做好临时支撑。 　　(2)气体烘炉时烘炉管道试压合格，测压管、取样管、蒸汽吹扫管、冷凝液排放管、放气管等安装齐全。 　　(3)机焦侧防风雨棚在焦炉大棚拆除前已搭设完毕。 　　(4)焦炉端墙临时小烟囱(高约1.8m)施工完毕。 　　(5)劳动安全、防火防燃、供电照明等设施条件具备。 　　3．烘炉点火前的工作 　　(1)对炭化室、上升管进行编号。 　　(2)进行炉长、炉高、弹簧以及膨胀缝测点标记。 　　(3)进行抵抗墙倾斜测点标记。 　　(4)进行炉柱和保护板间隙测点标记。 　　(5)将纵横拉条弹簧负荷调至预定数值。 　　(6)测线架挂线标记全部画好。 　　(7)将炉柱地脚螺栓放松至用手可拧紧的状态。 　　(8)与炉柱膨胀有关的金属构件、管道等均应断开（烘炉膨胀结束后再连接好）。 　　(9)核准纵横拉条提升高度（按设计），将纵横拉条负荷调整到规定值。 　　(10)核准纵横拉条可调丝扣长度。 　　(11)进行各滑动点标记。 　　(12)测温、测压仪表安装完毕，并调试完毕。 　　(13)编制弹簧负荷与高度对照表。 　　(14)编制烘炉方案，制定出烘炉升温曲线。 　　(15)烘炉人员全部到位，烘炉培训和安全教育合格。 　　(16)烘炉人员熟练掌握烘炉工具、器具、仪表正确使用方法，以及其必要的检修维护方法。 　　4．烘炉人员的组成 　　烘炉人员主要包括烘炉负责人、烘炉组、铁件组、热修组、仪表组、综合组等。烘炉负责人包括行政及技术负责人。烘炉组主要负责烘炉燃料等物质运输、烘炉小灶的管理，保证升温计划的实现。铁件组负责焦炉铁件的管理等工作。热修组负责膨胀热态管理及维护工作。仪表组负责烘炉温度、吸力的测量、计算和调节工作。综合组主要负责烘炉人员的后勤安全保障工作，以及小型烘炉工具、器具等维护工作。 　　5．烘炉用工具器具 　　烘炉用工具器具主要包括烘炉燃料运输和加入烘炉小灶内的工具。以及出灰的工具；铁件管理的管钳子、活扳手、各种钢尺、手锤等；热修使用的筑炉工具等。测量焦炉烘炉温度和吸力的各种温度计、压力计，以及热电偶、补偿导线等从而减少焦炉热修；烘炉使用的汁算器以及各种记录用表格等；烘炉必需的劳保用品和生活用品。此外，还要准备必要的通讯工具。

　　QRD-2000型焦炉主要是由硅砖砌成的，在局部部位采用一些高铝砖、黏土砖、隔热砖、红砖及其他耐火材料砌筑。由于烘炉期间硅砖的膨胀量比其他耐火材料大，所以升温曲线制定的依据是所采用的硅砖的热膨胀性质。 　　1．选取硅砖砖样测定其膨胀曲线 　　烘炉升温曲线是依据焦炉用硅砖代表砖样的热膨胀数据制定的。砖样选自炭化室和四联拱燃烧室两个部位。选择对焦炉高向和横向膨胀影响较大的砖，每个部位选3～4个砖号，每个砖号选两块组成两套砖，一套用于制定热膨胀曲线，另一套保留备查。炭化室选择墙面砖中用量多的砖，四联拱燃烧室选择每层中用量最多的砖以及拱角砖。 　　2．确定各部位温度比例 　　烘炉初期，四联拱燃烧室温度要控制在炭化室温度的85%以上。烘炉末期，四联拱燃烧室温度要控制在炭化室温度的80%以上从而减少焦炉在线维护。 　　3．确定干燥期和最大膨胀量 　　根据当地气候潮湿状况，干燥期确定为10～15天。升温期300℃以前，最大膨胀率0. 035%。300℃以后最大膨胀率0.045%。 　　4．烘炉升温曲线的确定 　　烘炉天数除与砖样化验数值有关外，还与烘炉方式、热态工程量等有关从而减少焦炉在线维护。有特殊情况，可以适当地延长烘炉天数。根据砖样的膨胀率和推荐的最大日膨胀率进行计算，结合干燥期得出烘炉天数。由此可编制烘炉升温计划表，绘制出升温曲线从而减少焦炉在线维护。

　　1．开工方案的确定 　　(1)装煤顺序的确定。QRD-2000清洁型热回收捣固式机焦炉每组焦炉孔数较少，装煤顺序采用“5-2”串序。其优点是操作紧凑，车辆运行距离短，节省动力等。 　　(2)扒封墙和拆除烘炉小灶方案。扒封墙和拆除小灶要求时间要短、操作速度要快、不要损坏焦炉炉体，从而减少焦炉热修同时要注意安全。做到稳妥可靠。一般情况下，扒封墙和拆除小灶均用人工操作，拆除下来的耐火砖和杂物用机械运走。 　　2．开工的组织和管理 　　(1)开工的组织机构。开工组织机构的设置一般情况下设有总指挥组，负责整个开工的行政和技术总指挥。一般下设有扒封墙和拆除小灶组、焦炉机械车辆组、废气系统组、后勤服务组。所有的开工人员都要认真学习焦炉有关开工规定和开工规程，熟悉本岗位的操作规程和安全注意事项从而减少焦炉热修。开工的全体人员必须听从开工总指挥组和总指挥的统一管理和协调，严格遵守劳动纪律，严格按开工规定和规程操作从而减少焦炉热修。所有的开工人员和在开工现场的其他人员必须穿戴规定的劳保用品和防护用品。 　　(2)开工的人员配置。开工的人员配置，以及各小组的人员配备根据工程的具体情况和开工焦炉的孔数确定。特别要说明的是做好开工的安全、保卫、消防、医务、生活、福利等工作。 　　3．其他工作 　　焦炉土建、机械安装、电气安装、自控安装，以及备煤系统、出焦系统、全厂供水、全厂供电等全部合格，具备焦炉开工条件。