适应不同型式焦炉干熄焦系统装入装置的研制

侯建锋 赫占坤 王 涛

(济钢集团重工机械有限公司，山东 250101)

随着干熄焦技术的进一步推广，对原建老焦炉实现干熄焦的改造项目也日益增加。这种项目因为各种不确定因素的存在和各种客观条件的限制，使得改造技术难度比较大，项目投入成本比较高。为降低投入，目前市场上已经出现了两座甚至多座同规格、同型式焦炉共用一套干熄焦设备的模式。但是对于不同规格、不同型式的焦炉如何共用同一套干熄焦设备一直是一个技术难题。

1 设备工作原理

装入装置部分是该项技术的核心部分，它可以适应两种不同种类的焦罐装置，完成对从两种焦炉出来的红焦进入干熄塔的集中装入。装入装置总图见图1。

图1 装入装置总图Figure 1 General drawing of feeder

1.1 装入装置功能结构设计

装入装置位于干熄炉的顶部，与提升机、焦罐、除尘系统及中央控制室等连锁、共同配合完成红焦的装炉工作。

装入装置主要是由装入料斗、炉盖、移动式密封罩、移动台车、导轨及导轨基础、顶盖传动机构、除尘系统、润滑及电器控制等组成。

1.2 传统装入装置的工作原理

在不装焦时，炉盖覆盖在干熄炉炉口上，炉盖上的水封罩插入水封槽中，保持干熄炉内部的压力。接到装焦指令后，电动缸开始动作，通过摇杆与拉杆驱动装入装置，在导向模板的限制下先是提起炉盖，然后在炉盖提起的状态下，驱动整个台车走行，直到走行台车上的装入料斗对准干熄炉炉口为止。走行台车移动的最后阶段，安装在装入料斗下料口处的水封罩落入水封槽内，防止装料时干熄炉口的粉尘向外部泄漏。在装入装置开始动作打开炉盖时，装入料斗集尘管道上的阀门自动打开。

装入料斗对位结束后，向提升机发出可装入信号，提升机开始卷下焦罐，焦罐下降落在料斗的活动支座上，并与活动支座一起下降一段距离，落在固定支座上。此时，防尘门在焦罐重力下打开，焦罐底部的密封裙边与装入料斗上口接触，防止灰尘从装入料斗上口泄漏。

提升机继续卷下，焦罐底门开始打开排放焦炭，完成装料的动作。装料的时间和除尘的时间由PLC 决定。

PLC 发出装料、除尘结束指令，提升机开始卷上空焦罐。提升机卷上到位后，装入装置就开始与上述相反的动作，移开装入料斗，将炉盖覆盖在干熄炉口上，完成一次装入动作。装入装置关闭炉盖后，装入料斗集尘管道上的阀门自动关闭。

装入装置的主要功能是打开干熄炉炉盖，将料斗对准炉口使焦炭落入干熄炉。要简单完成上述功能很容易实现，但如何使装入装置既满足圆形和方形两种焦罐装焦时的除尘要求，又满足装焦识别要求就很困难。这也是本套设备研发的难点。

2 技术创新点或解决的主要难题

2.1 连接装置的设计

该新型不同焦炉炉型、不同型式焦罐共用一套干熄焦的装焦连接装置，可以在焦罐开门放焦过程中将不同形式的焦罐与同一套装入装置和同一套干熄焦连为一体。

这种装焦连接装置包括固定在干熄焦钢结构平台上位于装入装置轨道外侧且对称分布的平台支座。在平台支座上方设置焦罐开门支撑机构，焦罐开门支撑机构包括通过拉伸弹簧设置于料斗内部的一组滑动支座，滑动支座顶面低于料斗顶部密封板且与方焦罐支座和圆焦罐支座相适配，滑动支座底面与平台支座相对应。

本方案在料斗内两滑动支座的外侧设置焦罐装焦识别机构，它包括圆焦罐开门到位检测装置和方焦罐开门到位检测装置。焦罐识别机构包括安装于焦罐开门机构上的撞铁、安装在料斗内部的两端滑动支座外侧的检测导向装置和其下方的检测开关，三者在俯视示意图中的中心重合。两种焦罐的检测装置因为安装于不同的位置，并且其信号接入的端子箱也不同，所以当不同焦罐落下时，不同的触点位置只能使相应的检测装置作用，从而达到相互区分的目的。

装焦连接装置将不同形式的焦罐都能与同一装焦料斗和同一套干熄焦在装焦时形成一个有机的整体。焦罐在提升机的作用下向干熄炉下降，当下降到一定高度时，焦罐支座和装入装置料斗内的滑动支座一起落在炉口平台支座上，不再继续下降。此时，方焦罐密封罩或圆焦罐密封罩与装入装置顶部密封板贴合，防止装焦时烟尘向外排放;而方焦罐底门或圆焦罐底门在其自重、焦碳重以及相对独立的方焦罐开门机构或圆焦罐开门机构的作用下继续下降，直至方焦罐底门或圆焦罐底门完全打开，并向控制系统发出底门打开信号;控制系统接到此信号后向提升机发出停止下降信号，此时提升机停止卷下，控制系统从底门完全打开开始记时，延续一个装焦过程后，提升机将卸完焦碳的焦罐送回焦罐台车，从提升机落下焦罐到焦罐离开装入装置期间，除尘风机处于高速运转状态。因此，通过该装焦连接装置，实现了不同焦炉炉型、不同形式的焦罐经过同一套单斗装入装置向同一套干熄炉装焦的目的。

2.2 装焦密封机构的设计

干熄炉炉盖开闭时和装焦过程中大量粉尘和有害气体的放散，会严重污染周围的环境，危害职工和周围人群的健康。为了改善环境，设计了装焦密封机构。

在圆焦罐密封罩的处理上采用圆焦罐密封罩的圆与方焦罐密封罩的长方形两种图形相叠加的方式，在矩形密封罩内部的弧线取消，在长方形长度方向向两侧延伸到方焦罐底门的排焦位，从而得到顶部密封板的形状;同时，圆焦罐密封罩再以圆弧线向料斗长度方向中心线靠拢，以增强密封效果。

根据上述两种焦罐密封罩尺寸形状结合两种焦罐底门的最大外形尺寸，把料斗顶部密封板内部做成多条线段组成的不规则多边形，外部为中部带圆弧两端为矩形的形状，原则是:首先，顶部密封板的内部多条线段组成的不规则多边形空腔要确保两种形式焦罐的底门装焦过程中自由开闭;其次，确保两种形式焦罐密封罩的横断面形状都能包容在顶部密封板的实体范围内，即实现装焦时焦罐密封罩与顶部密封板的对合，达到密封效果。

该结构的具体工作过程如下:当装焦时，圆焦罐密封罩和方焦罐密封罩的下口与装入料斗顶部密封板贴合，使焦罐和装入装置结合的内部形成密闭空间，再加上除尘风机的作用使内部形成负压，烟尘则在风机的作用下沿除尘管道到达地面除尘站，起到很好的防尘和除尘效果。

3 结论

适应不同型式焦炉共用式干熄焦装入装置的成功研制，为我国干熄焦工程建设提供了一个很好的解决方案。使得各种复杂布局的老焦炉可以利用该技术，用最少的投资用上干法熄焦。该技术具有广阔的推广应用价值。

适应不同型式焦炉共用式干熄焦装入装置的成功研制和使用，不但使焦化厂实现了对原有焦炉的干熄焦技术改造，达到了焦炭干熄和余热发电的多重经济效益，提高了装备水平和自动化水平，提高了焦炭质量、改善了大气环境，并且因为该系统是专门为满足不同型式焦炉共同使用同一套干熄焦设备而研发的，相对于传统的不同型式焦炉只能一对一的使用干熄焦系统而言，减少了一套干熄炉、装入装置、鼓风装置等核心设备的投资，大大减少了用户的工程建设成本和设备的运行成本。该系统的应用为潍焦集团的节能减排、循环经济发展起到了举足轻重的作用。

［1］成大先，主编.机械设计手册.北京:化学工业出版社，2003.

［2］潘立慧，魏松波，等.干熄焦技术.北京:冶金工业出版社，2005.

［3］邱宣怀，主编.机械设计.北京:高等教育出版社，1997.