50KG小焦炉试验

【摘 要】试验焦炉是根据炼焦用煤的资源区别，根据焦炭质量的要求，确定经济合理的用配煤方案等方面的研究和指导实际生产的试验系统。试验焦炉模拟工业焦炉的单孔炭化室，采用侧开的前后炉门（或底开炉门），两侧独立加热，炉顶导出荒煤气的结构。炭化室的侧炉墙选用炭化硅砖，用以降低能耗，提高传热效率，确保温度调节的灵敏性。炉门采用自密封结构，免除传统手工泥密封的形式，试验焦炉采用两侧独立通道的电加热方式，加热体元件为硅碳棒。供配电系统采用双路三相平衡供电线路，由计算机所执行的控制程序通过硬件执行实现对两侧炉墙单独程序控温，即减少了对电网的污染又提高了温控精度。由热电偶采集的焦饼中心温度，两侧炉墙温度通过计算机显示和记录。焦炉保温层选用轻质高铝耐火材料。

【关键词】试验焦炉；硅碳棒；电加热

一、侧装式小焦炉现状

在近些年来开发出来的侧装式小焦炉以其结构形式更具有工艺上的合理性而得到广泛应用。两侧炉墙加热，因其结构上是两侧开炉门所以很具有大生成焦炉的相似特性，这种两侧炉门从炉膛内部温度分布上的特性与生产焦炉趋近，雷同于大焦炉的一个碳化室中截取一段的相似性。但侧装试验焦炉因两侧是活动的可开关的炉门，所以密封是一个棘手问题，一直采用耐火泥料进行炉门密封，每次试验将煤样在800℃入炉后要由操作人员手工将和好的泥巴摔打到炉门口四周（因炉体的结构性问题，不可能利用其他工具，只能手工），封堵现场一片狼藉，且每次实验均要和泥手工操作这个过程。当焦炉成焦后出炉时要打开炉门又有一个问题出现，那就是耐火泥封堵的炉门经过1000℃以上常时间高温后已变成非常坚固的状态，这时若强硬打开炉门会导致炉膛内的炉门口耐火砖受到外力牵拉产生位移或耐火砖的局部损坏，为防止这种情况发生就需要人工进行清理封堵的耐火泥，操作人员要非常小心否则就会烫伤！在这种情况下经过一定时间的使用后炉砖即便没有损坏也会因炉门的牵引力发生裂纹，更严重的是这会导致炉门砖与碳化室的硅碳砖之间产生分离的缝隙，久而久之这个缝隙会越来越大导致碳化室内部结构被破坏掉，缝隙产生后更严重的直接后果就是导致炉膛漏气，使得成焦质量严重受到影响！而且缝隙是由开始的小逐渐变大，即便同样一个煤样也会导致最终的实验结果出现偏差。泥封的炉门在高温過程中耐火泥会产生龟裂，出现缝隙，导致密封效果变差。另外操作人员也无法保证每次和泥的质量一致导致龟裂度也不同，也就是导致漏气率每次也不同。那么经过以上阐述我们不难知道，即便侧装试验焦炉有众多优点但炉门的密封是一个让用户极为头疼的问题！

（一）采用泥封方式有如下缺点：

1.炉体密封不严导致漏气，从而影响成焦质量，导致与大焦炉的数据平行性变差；

2.炉体易受损，炉砖使用寿命降低；

3.操作人员劳动强度大、和泥刺激皮肤、时常有被烫伤的可能、工作环境脏乱不堪；

经过长期的试验和反复设计优化，在不改变原有试验焦炉技术特性的基础上研制开发了新型的密封炉门，优化改进了炉门砖，在炉门与炉门砖之间采用成型式耐高温陶瓷纤维做为密封材料，这种材料耐高温1600℃（长期），在高温下不变形，无挥发性物质释放，不飞尘，高温特性极为稳定。这种新材料的应用使炉门采用的传统泥密封方式彻底得到变革。新型炉门每次试验均可轻松自由开启关闭炉门，一改以往的脏乱差的现场操作。其密封效果远非泥封方式所能相比。而新型的免泥封炉门与炉门口砖没有任何牵引力的存在，同时还能产生一定得预紧力（密封材料本身的缓冲特性）使得炉门密封效果大大改善。

二、技术指标：

供耗电特性：

供电电源电压：AC380V±10%，50Hz，三相五线；

AC110V±10%，60Hz（需定制）；

额定输出功率： 2*35kw（MAX）（配电控制系统）；

最大可工作电流：50A 单侧；

恒温维持电流：5～15A；

一般正常运行电流：40A（单侧MAX）；

额定耗用功率： 2*（0～25）kw；

集中控制柜待机功耗：30W.MAX（不含计算机）；

温控特性：

温控过程：室温～500℃， 升温速率4℃/min；

500～800℃， 升温速率3.3℃/min；

800℃恒温，保持30min；

800～1050℃， 升温速率根据工艺情况设置；

1050℃恒温，时间根据工艺情况设置；

温控精度： 1050℃恒温，精度：±1.5℃；

800～1050℃， 精度：±2℃；

两侧温度一致性误差： ±2℃，最优： ±1℃；

温控方式：闭环模糊PID，支持在线修改，PID数据芯片EEPROM保存

温度采集：两侧炉墙温度和煤胶饼中心温度

电炉特性：

工作温度： 1300℃（MAX）；

额定功率： 50kw（MAX）；

炭化室有效长（mm）：450

炭化室有效宽（mm）： 300

炭化室有效高（mm）：450

炭化室有效容积（m3）： 0.061

结焦时间（h）：12-20（根据实际应用设定）

装煤量（干煤）（kg）：40-50

装煤堆密度（g/cm3）：720-1050

炉墙温度（℃）：1100-1200

焦饼中心温度（℃）：900-1080

最高使用温度（℃）：1300

炼焦速度：（℃/min）1-3

密封特性：（装炉与出炉直接自由开关炉门）

密封形式：物理结构性密封；

密封材料：成型式耐高温型陶瓷纤维；

材料耐温：长期耐温1600℃（MAX）；

配套焦炭检测装置特性：

SYD-L01电动落下装置：

焦箱容量可装50kg焦炭，焦箱上升高度为1830mm。

安装形式： 水平安装

长期以来，我国一直将焦炭的冷态强度作为衡量焦炭质量的重要指标.但在高炉的实际生产中！与冷态强度相比，热态性能更能反映焦炭的质量.公司一直致力于提高焦炭质量！尤其是改善焦炭热性能指标作为一个重要项目， 公司于2015年增加了小焦炉试验设备。可以进行焦炭热性能指标的试验研究。从而在大高炉上进行生产，改善公司焦炭质量，为公司创造了更大的经济效益。

作者简介：郭忠良（1988.12-），男，汉族，籍贯：吉林省舒兰市，学历：本科，研究方向：优化焦炉工艺。