煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

第五章煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備第一節(jié)筑爐材料第二節(jié)

護(hù)爐設(shè)備第三節(jié)煤氣設(shè)備第四節(jié)焦?fàn)t機(jī)械煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備第一節(jié)筑爐材料一、耐火材料的性質(zhì)通常以以下指標(biāo)來衡量耐火材料的性能?！?〕氣孔率耐火材料中有許多大小不一形狀各異的氣孔，氣孔率即氣孔的總體積占耐火制品總體積的百分比，它表示耐火材料的致密程度。通常所說的氣孔率是指不計(jì)閉口氣孔〔不和大氣相通的氣孔〕的開口氣孔率，又叫顯氣孔率。因耐火制品的用途不同，對(duì)氣孔率的要求也各不相同。一般是氣孔率愈小，導(dǎo)熱性愈好，耐火磚的耐壓強(qiáng)度也愈高，但吸水性能差，且耐冷熱急變性能差?！?〕體積密度和真密度體積密度是指包括全部氣孔在內(nèi)的每m3耐火磚的質(zhì)量。真密度是指不包括氣孔在內(nèi)的單位體積耐火材料質(zhì)量與同體積水的比值，由于不同的石英晶型其真密度不同，因此測(cè)定硅磚的真密度可以了解其燒成情況。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備〔3〕熱膨脹性耐火制品受熱后，一般都會(huì)發(fā)生膨脹，這種性質(zhì)稱為熱膨脹性。它可用線膨脹率α或體積膨脹率β來表示。不同的溫度范圍內(nèi)，其膨脹率是不同的?！?00℅×100℅式中L0、V0——室溫下試樣的原始長(zhǎng)度和體積；Lt、Vt——溫度升高至t℃時(shí)試樣的長(zhǎng)度和體積。〔4〕導(dǎo)熱性耐火制品的導(dǎo)熱性，取決于其相組成和組織結(jié)構(gòu)，用導(dǎo)熱系數(shù)“〞來表示，其法定單位為kJ/(m·h·℃)，多數(shù)耐火制品的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大〔如硅磚、黏土磚等〕，也有些制品那么相反〔如鎂磚和碳化硅磚〕。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備〔5〕耐火度耐火材料在高溫下抵抗熔融性能的指標(biāo)，但不是熔融溫度。一般物質(zhì)有一定的熔點(diǎn)，耐火材料卻不同，它從局部開始熔融到全部熔化，其間溫差達(dá)幾百度，而且熔融現(xiàn)象還受升溫速度影響，因此目前均采用比較法測(cè)定耐火度。用高嶺土、氧化鋁和石英按不同配比制成規(guī)定尺寸的三角錐狀標(biāo)準(zhǔn)試樣稱示溫熔錐，它們的耐火度是的，將待測(cè)試樣按規(guī)定制成三角錐狀，和示溫熔錐同時(shí)置于高溫爐內(nèi)，以一定的速度升溫，當(dāng)待測(cè)試樣和某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣同時(shí)軟化彎倒，錐角與底盤接觸時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)試樣的耐火度即待測(cè)試樣的耐火度，因此耐火度是熔融現(xiàn)象開展到軟化彎倒時(shí)的溫度。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備〔6〕荷重軟化溫度耐火制品的常溫耐壓強(qiáng)度很高，但在高溫下由于耐火材料中低熔點(diǎn)化合物過早熔化并產(chǎn)生液相而使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度顯著降低，耐火制品在高溫下都要承受一定的負(fù)荷，所以測(cè)定它的高溫強(qiáng)度意義很大。一般用荷重軟化溫度作為耐火制品高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的指標(biāo)。測(cè)定方法是用規(guī)定尺寸的圓柱體在0.2МPa的壓力下，以一定的升溫速度加熱，隨著溫度的升高，試樣將產(chǎn)生一定數(shù)量的變形，當(dāng)試樣的最大高度降低0.6℅時(shí)的溫度，即為荷重軟化溫度(或稱荷重軟化點(diǎn))。黏土磚荷重變形曲線比較平坦，開始變形和終了變形的溫度差可達(dá)200～250℃，而硅磚到達(dá)變形溫度后立即破壞，開始到終了僅差10～15℃。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備〔7〕高溫體積穩(wěn)定性耐火材料在高溫下長(zhǎng)期使用時(shí)，其成分會(huì)繼續(xù)變化，產(chǎn)生再結(jié)晶和進(jìn)一步的燒結(jié)現(xiàn)象，因此耐火制品體積會(huì)有變化。由于各種制品的化學(xué)成分不同，有的收縮，有的膨脹，且這種變化是不可逆的，故稱為剩余收縮和剩余膨脹，其數(shù)值用制品加熱到1200～1500oC(因耐火制品種類不同而異)，保溫2h，冷卻到常溫的體積變化百分率〔%〕來表示。高溫體積穩(wěn)定性=×100℅式中V0——試樣加熱前的體積；V——試樣加熱并冷卻后的體積。正值表示剩余膨脹，負(fù)值表示剩余收縮。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備〔8〕溫度激變抵抗性是耐火制品抵抗溫度激變而不損壞的性能。將試樣加熱到85010℃后保溫40分鐘，放在流動(dòng)的涼水中冷卻，并反復(fù)進(jìn)行，直到試樣碎裂后脫落局部的質(zhì)量占原試樣質(zhì)量的20%時(shí)止，此時(shí)其經(jīng)受的急冷急熱次數(shù)，就作為該制品耐急冷急熱性能的指標(biāo)。耐火制品的熱穩(wěn)定性與熱膨脹性有很大的關(guān)系，假設(shè)制品的線膨脹系數(shù)大，那么由于制品內(nèi)部溫度不均勻而引起不同程度的膨脹，從而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，降低了制品的熱穩(wěn)定性。此外，制品的形狀越復(fù)雜，尺寸越大，其熱穩(wěn)定性也越差。經(jīng)上述測(cè)定不同的耐火制品差異很大，如硅磚抵抗性最差僅1～2次，普通黏土磚10～20次，而粗粒黏土磚可達(dá)25～100次。一些耐火制品的根本特性如表5-1所示。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備總之，砌筑焦?fàn)t用耐火材料應(yīng)滿足以下根本要求：①荷重軟化溫度高于所在部位的最高溫度；②所在部位的最高溫度變化范圍內(nèi)，具有抗溫度激變性能；③能抵抗所在部位可能遇到的各種介質(zhì)的侵蝕；④炭化室墻具有良好的導(dǎo)熱性能，格子磚具有良好的蓄熱能力。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備二、焦?fàn)t用耐火材料1.SiO2晶型轉(zhuǎn)變與硅磚特性硅磚是以石英巖為原料，經(jīng)粉碎，并參加黏結(jié)劑〔如石灰乳〕、礦化劑〔如鐵粉〕，再經(jīng)混合、成型、枯燥和按方案加熱升溫而燒成的。硅磚含SiO2大于93%，系酸性耐火材料，具有良好的抗酸性侵蝕能力，硅磚的導(dǎo)熱性能好，耐火度為1690～1710℃，荷重軟化點(diǎn)可高達(dá)1640℃，無(wú)剩余收縮，其缺點(diǎn)是耐急冷急熱性能差，熱膨脹性強(qiáng)。SiO2在不同的溫度下能以不同的晶型存在，在晶型轉(zhuǎn)化時(shí)會(huì)產(chǎn)生體積的變化，并產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故硅磚的制造性能和使用與SiO2的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

SiO2能以三種結(jié)晶型態(tài)存在，即石英、方石英和鱗石英，而每一種結(jié)晶形態(tài)又有幾種同質(zhì)異晶體。即：

-石英、

-石英；

-方石英、

-方石英；

-鱗石英、

-鱗石英、

-鱗石英。三種形態(tài)及其同質(zhì)異晶體，是以晶型的密度不同來彼此區(qū)分的。它們?cè)谝欢ǖ臏囟确秶鷥?nèi)是穩(wěn)定的，超過此溫度范圍，即發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備在制造硅磚的原料硅石中，Sio2以β-石英存在，在枯燥、燒成過程中，β-石英首先轉(zhuǎn)化為α-石英，然后再轉(zhuǎn)化為α-方石英和α-鱗石英；在>1670℃時(shí)，α-鱗石英將轉(zhuǎn)化為非晶型的石英玻璃，在>1710℃時(shí)，α-方石英也會(huì)轉(zhuǎn)化為石英玻璃。在燒成的硅磚內(nèi)，由于溫度不均及晶型轉(zhuǎn)變的時(shí)間和條件的差異，總是三種晶型共存的，甚至還有石英玻璃。燒成硅磚中的α-石英，α-鱗石英和α-方石英在冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的低溫型，即β-石英，γ-鱗石英和β-方石英，當(dāng)制成的硅磚用于砌筑焦?fàn)t后再次升溫時(shí)，這些低溫晶型會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷鼐?。以上轉(zhuǎn)變的溫度、條件以及相應(yīng)的膨脹量見圖5-1所示。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備從圖5-1中可以看出，這種轉(zhuǎn)變可分為兩種，一種是橫向的遲鈍型轉(zhuǎn)變，它是晶格重排過程，這是從一種結(jié)晶構(gòu)造過渡到另一種新的結(jié)晶構(gòu)造。這種轉(zhuǎn)變是從結(jié)晶的邊緣開始向結(jié)晶中心緩慢地進(jìn)行，需較長(zhǎng)時(shí)間，且在一定的溫度范圍內(nèi)才能完成，一般只向一個(gè)方向進(jìn)行。但在實(shí)際燒成過程中，SiO2并非是單一從

-石英—

-鱗石英—

-方石英—石英玻璃的轉(zhuǎn)變，而是因溫度范圍、升溫速度、礦化劑的存在與否而異，可以發(fā)生另外的遲鈍型轉(zhuǎn)變：煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備另外一種轉(zhuǎn)變?yōu)閳D5-1所示的上下轉(zhuǎn)化，即各類晶型內(nèi)高溫型〔α〕和低溫型〔β、γ〕間的轉(zhuǎn)變，稱為上下型轉(zhuǎn)變。此種轉(zhuǎn)變沒有晶格的重排，只有晶格的扭曲或伸長(zhǎng)，因此變化速度快且是可逆的。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備各種型態(tài)的SiO2轉(zhuǎn)化溫度和體積變化不同，如圖5-2所示。方石英在180～270℃轉(zhuǎn)化，體積變化最劇烈，而在570℃.時(shí)，石英轉(zhuǎn)化體積變化較小。鱗石英有兩個(gè)晶型轉(zhuǎn)化點(diǎn)：即117℃和163℃，此時(shí)體積變化最小。因此用于焦?fàn)t的硅磚，希望在制造過程中，盡量轉(zhuǎn)化為鱗石英。但實(shí)際生產(chǎn)的硅磚制品總是三種晶型同時(shí)存在。由于三種石英中鱗石英的密度最小，因此鱗石英含量愈高的硅磚，其密度愈小，如表5-2。圖5-2石英晶型膨脹曲線1—石英；2—鱗石英；3—方石英煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備由于燒成溫度、速度及原料礦化劑等的差異，制成的硅磚由于礦相組成的差異，硅磚的真密度就不同，從表5-2和圖5-2可以看出，真密度小的硅磚，石英轉(zhuǎn)化較完全，膨脹過程平穩(wěn)，剩余膨脹小，有利于保持爐體嚴(yán)密。此外，磷石英的荷重軟化溫度高，導(dǎo)熱性能好，故焦?fàn)t要盡量采用真密度小的硅磚，一般要求在2.38以下，優(yōu)質(zhì)硅磚的真密度應(yīng)在2.34~2.35之間。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備從圖5-1還可以看出，硅磚的熱膨脹變化大，600℃以前晶型轉(zhuǎn)變較多，故體積變化較大，而且在117℃、163℃、180~270℃和570℃等幾個(gè)晶型轉(zhuǎn)化點(diǎn)，體積變化尤為顯著，這時(shí)最容易引起砌體變形和開裂。因此這對(duì)焦?fàn)t各局部材質(zhì)的選用，對(duì)焦?fàn)t的砌筑、烘爐、生產(chǎn)維修及冷爐等都有重要意義。故硅磚的燒成和新焦?fàn)t的烘烤均需按方案升溫，以免碎裂。根據(jù)硅磚具有的特性，當(dāng)用于砌筑焦?fàn)t時(shí)，可以提高燃燒室的溫度，縮短結(jié)焦時(shí)間，增加焦?fàn)t生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)爐體的使用壽命，所以現(xiàn)代焦?fàn)t主要用硅磚砌筑〔其各項(xiàng)理化指標(biāo)見表5-3〕。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備600～700℃以下時(shí)，硅磚對(duì)溫度的急變抵抗性能差，這是由于上下型晶型轉(zhuǎn)變、體積突然膨脹或收縮所致，因此硅磚不宜用于溫度劇烈變化的部位。但在700℃以上時(shí)，由于硅磚的體積變化較平穩(wěn)，因此能較好地適應(yīng)溫度的急變。目前有一種用高密度硅磚砌筑焦?fàn)t的趨勢(shì)，高密度硅磚是指氣孔率在10%～13%范圍內(nèi)的硅磚，它的特點(diǎn)是密度高，氣孔率低，因此導(dǎo)熱性能及強(qiáng)度均比普通硅磚好。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備2.

黏土磚黏土磚的主要原料是耐火黏土和高嶺土，其主要成分是高嶺石〔Al2O3·2SiO2·2H2O〕，其余局部為K2O、Na2O、CaO、MgO及Fe2O3等雜質(zhì)，它們約占6~7%左右。黏土磚是以經(jīng)煅燒的硬質(zhì)耐火黏土〔熟料〕與局部可塑性黏土經(jīng)粉碎、混合、成型、枯燥后燒成的。參加熟料是為了減少枯燥和燒成過程中的收縮，增大體積密度、降低氣孔率，提高耐急冷急熱性能。燒成過程中是高嶺石不斷失水，分解生成莫來石〔3Al2O3·2SiO2〕結(jié)晶的過程。其主要反響過程如下：溫度在常溫～150℃，磚坯水分蒸發(fā)；煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備溫度在150~650℃，高嶺石分解出結(jié)晶水：Al2O3·2SiO2·2H2OAl2O3·2SiO2+2H2O溫度在600~830℃，無(wú)水高嶺石分解：Al2O3·2SiO2-Al2O3+2SiO2溫度在830~950℃，-Al2O3晶型轉(zhuǎn)化為-Al2O3，并開始生成莫來石結(jié)晶：3Al2O3+2SiO23Al2O3·2SiO2溫度在950～1350℃，黏土中的雜質(zhì)在燒成過程中與氧化鋁、氧化硅形成共晶低熔點(diǎn)硅酸鹽，并進(jìn)而熔化包圍在莫來石周圍，促進(jìn)顆粒的熔解，重結(jié)晶和重排過程最終形成堅(jiān)硬制品。一般燒成后的黏土制品中含有30%～45%的莫來石結(jié)晶，在其周圍除上述非晶質(zhì)玻璃相外，還有局部方石英。黏土磚屬于酸性耐火材料，能很好地抵抗酸性渣的浸蝕，對(duì)堿性渣的抗蝕能力較差，其耐火度雖高，但荷重軟化開始溫度較低，而且軟化變形溫度間隔很大，可達(dá)200℃，實(shí)際上在遠(yuǎn)低于荷重軟化開始溫度之前即開始發(fā)生高溫蠕變。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備這是因?yàn)樵陴ね链u中除了高耐火度的莫來石結(jié)晶外，還含有幾乎達(dá)50%的玻璃相，后者的軟化開始溫度很低，但熔融物的黏度卻很大，故出現(xiàn)上述情況。黏土磚的熱穩(wěn)定性好，但導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度較硅磚差。與硅磚相比，黏土磚的總膨脹率僅為硅磚的1/2～1/3，且膨脹量根本上與溫度成比例地直線增長(zhǎng)，而硅磚膨脹變化量主要在600℃以前，600℃以后硅磚的體積變化較穩(wěn)定。因此，黏土磚焦?fàn)t在炭化室溫度變化范圍內(nèi)的體積變化量要比硅磚焦?fàn)t大。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備由于黏土磚焦?fàn)t加熱到1100℃的總膨脹量較小且均勻，抗溫度急變性強(qiáng)，故黏土磚焦?fàn)t的烘爐期短，但加熱到1200℃以上時(shí)，會(huì)出現(xiàn)剩余收縮，這是由于黏土制品中的礦物繼續(xù)產(chǎn)生再結(jié)晶，以及在高溫下制品中的低熔點(diǎn)化合物逐漸熔化，在外表張力的作用下使固體顆粒互相靠近所致。收縮的大小與配料組成及燒成溫度有關(guān)。因此黏土磚焦?fàn)t在高溫下長(zhǎng)期使用過程中，磚縫可能產(chǎn)生空隙，會(huì)破壞砌體的嚴(yán)密性。由于上述特點(diǎn)，對(duì)大型焦?fàn)t黏土磚不用于高溫部位，主要用于溫度較低且波動(dòng)較大的部位，如爐門、上升管襯磚、小煙道襯磚、蓄熱室封墻和爐頂?shù)?。黏土磚的各項(xiàng)理化指標(biāo)見表5-4。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備黏土磚原料來源廣，制作容易，本錢低，因而有些小焦?fàn)t可采用黏土磚砌筑，但一定要嚴(yán)格控制操作溫度，以免造成焦?fàn)t損壞。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備3．高鋁磚含Al2O3高于48％的鋁硅質(zhì)耐火磚叫高鋁磚，它是以高鋁礬土為原料，并用與黏土磚類同的制造方法制成。它的耐火度及荷重軟化開始溫度均高于黏土磚，抗渣性能也好，耐急冷急熱性雖不如黏土磚但優(yōu)于硅磚，可用于砌筑燃燒室爐頭或爐門襯磚。4．耐熱混凝土它是一種長(zhǎng)期承受高溫作用的特種混凝土，是由耐火骨料、適當(dāng)?shù)哪z凝材料〔有時(shí)還摻入礦物質(zhì)和有機(jī)摻合料〕和水按一定比例調(diào)制成泥料，經(jīng)搗制或振動(dòng)成型、繼而凝結(jié)、硬化、脫模、養(yǎng)護(hù)烘干而產(chǎn)生的具有一定強(qiáng)度的耐高溫制品。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備通常以礬土、廢耐火磚、高爐礦渣等作為骨料，以礬土水泥、硅酸鹽水泥、磷酸和水玻璃等作為膠凝材料，根據(jù)骨料和膠凝材料的不同，耐熱混凝土分為很多類型，其組成不同，性質(zhì)各異，因而其使用范圍也不同。這種耐火制品與耐火磚相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕使用前不必經(jīng)過燒結(jié)，減少了制造耐火磚復(fù)雜的工藝，制備工藝簡(jiǎn)單，可就地制成各種需要的形狀?！?〕常溫下迅速產(chǎn)生強(qiáng)度，而且維持到操作溫度下而不下降。耐熱混凝土在焦?fàn)t上已使用多年，主要用于爐門和上升管襯磚等部位。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

5.耐火泥

耐火泥是一種使砌體成為一個(gè)整體的黏結(jié)劑，它應(yīng)有與砌體用磚相一致的性能，使用中應(yīng)滿足以下要求：⑴有一定的黏結(jié)性和良好的填塞能力；⑵有較小的收縮性，以防磚縫干固時(shí)開裂；⑶有一定的耐火度和荷重軟化開始溫度；⑷有一定的保水性，便于施工，保證質(zhì)量；⑸在使用溫度下發(fā)生燒結(jié)，以增加砌體的機(jī)械強(qiáng)度。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備凡與金屬埋入件相接觸的砌體部位，需在耐火泥中參加精礦粉。用于砌筑焦?fàn)t頂面磚時(shí)，應(yīng)在耐火泥中參加能增加強(qiáng)度的水凝性膠結(jié)劑——硅酸鹽水泥和石英砂。砌筑焦?fàn)t用的耐火泥分為硅火泥和黏土火泥。硅火泥是用硅石、廢硅磚粉和耐火黏土〔生黏土〕配制而成的粉料。廢硅磚粉的參加能改善火泥與硅磚的高溫黏結(jié)性能，這是因?yàn)楣璐u粉具有與硅磚相一致的熱膨脹曲線，因此在石英晶型轉(zhuǎn)化而引起的體積變化時(shí)，火泥脫離硅磚的可能性較小，黏附于硅磚的能力良好。一般硅磚粉含量在20%～30%較適宜。硅火泥中參加生黏土可以增加可塑性，降低透氣性和失水率，但參加量不宜過大，否那么會(huì)使硅火泥的耐火度降低、收縮率增加，一般以不超過15%～20%為宜。根據(jù)SiO2的含量不同，可分為高溫〔>1500℃〕、中溫〔1350～1500℃〕和低溫〔1000～1350℃〕三種硅火泥。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備硅火泥對(duì)粒度的要求為：1mm以上的不大于3％，小于0.2mm的不小于80％，一般好用的灰漿應(yīng)能活動(dòng)15～20s，可用“時(shí)間〞表示使用性能，而使用性能與顆粒組成有關(guān)。實(shí)踐說明：粒度太細(xì)，吸水性強(qiáng)，太粗其失水速度快，均不宜使用。比較適宜的粒度組成如下：粒度/mm<0.077<0.1<0.2<0.44組成/%68～7084～8890～94>99黏土火泥是由煅燒過的塊狀熟料或粉碎黏土磚參加結(jié)合黏土〔生黏土〕制成。熟料是黏土火泥的主要成分，約占60%～80%。生黏土是結(jié)合劑，參加生黏土可增加可塑性，降低透氣性和失水率，但加大收縮性，配入生黏土過多容易產(chǎn)生裂紋，故配料比不宜過大，約占20%～40%。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

黏土火泥的使用溫度一般均低于1000℃。焦?fàn)t用黏土火泥一般為細(xì)粒級(jí)及中粒級(jí)，粒度分別為通過0.5mm和1mm的篩孔應(yīng)大于97%。

黏土火泥除用于砌筑黏土磚部位外，還大量用于修補(bǔ)焦?fàn)t。

6．其它筑爐材料⑴隔熱材料

通常導(dǎo)熱系數(shù)小于0.837kJ/(m·h·k)的建筑材料稱為隔熱材料。一般它具有氣孔率大而氣孔小，機(jī)械強(qiáng)度低，體積密度小等特點(diǎn)，常見的隔熱材料及其主要性能如表5-5。

總之，各種隔熱材料可散料直接使用，也可加水調(diào)成膠泥狀涂抹使用。選用時(shí)應(yīng)考慮到它們的最高允許使用溫度，超過規(guī)定溫度，隔熱材料會(huì)喪失強(qiáng)度或破裂。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備〔2〕水玻璃是由磨細(xì)的石英砂或石英粉與碳酸鈉或硫酸鈉按一定比例配合后，經(jīng)1300～1400oC的熔融化合得到的塊狀固體硅酸鈉，假設(shè)再將其用蒸汽熔化，那么得到液狀的硅酸鈉。根本反響如下：Na2CO3+nSiO2Na2O·nSiO2+CO2↑

煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備Na2O·nSiO2即水玻璃的分子式，其中n為水玻璃的模數(shù)，表示SiO2/Na2O的分子比值，該值一般為1.5～3.5。筑爐和修爐用的水玻璃均系水玻璃的水溶液。水玻璃是一種礦物膠凝劑，具有黏結(jié)能力，其值大小與模數(shù)、濃度和溫度有關(guān)。它屬于氣凝性膠凝材料，由于空氣中CO2的作用，以及枯燥而析出的SiO2凝膠，混料中參加一定量的水玻璃后，因?yàn)镾iO2的膠凝作用，在常溫下硬化而使砌體具有早期強(qiáng)度。水玻璃的參加還可降低砌體和泥料的燒結(jié)溫度。除上述筑爐材料之外，還有普通水泥、紅磚和缸磚等，主要用于焦?fàn)t根底和抵抗墻、爐頂?shù)炔课?。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

第二節(jié)

護(hù)爐設(shè)備焦?fàn)t砌體的外部應(yīng)按裝護(hù)爐設(shè)備，如圖5-3。這些設(shè)備包括：爐拄、保護(hù)板、縱橫拉條、彈簧、爐門框、抵抗墻及機(jī)焦側(cè)操作臺(tái)等。圖5-3護(hù)爐設(shè)備裝配簡(jiǎn)圖1—拉條；2—彈簧；3—爐門框；4—爐柱；5—保護(hù)板；6—爐門掛鉤煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備一、護(hù)爐設(shè)備的作用護(hù)爐設(shè)備的主要作用是利用可調(diào)節(jié)的彈簧的勢(shì)能，連續(xù)不斷地向砌體施加足夠的、分布均勻合理的保護(hù)性壓力，使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整性和嚴(yán)密性，并有足夠的強(qiáng)度，從而保證焦?fàn)t的正常生產(chǎn)。護(hù)爐設(shè)備對(duì)爐體的保護(hù)分別沿爐組長(zhǎng)向(縱向)和燃燒室長(zhǎng)向(橫向)分布，縱向?yàn)椋簝啥说挚箟?，彈簧組，縱拉條；橫向?yàn)椋簝蓚?cè)爐柱、上下橫拉條、彈簧、保護(hù)板和爐門框等。1．爐體橫向膨脹及護(hù)爐設(shè)備的作用爐體橫向〔即燃燒室長(zhǎng)向〕不設(shè)膨脹縫，烘爐期間，隨爐溫升高爐體橫向逐漸伸長(zhǎng)。投產(chǎn)后的2~3年內(nèi)，由于二氧化硅繼續(xù)向鱗石英轉(zhuǎn)化，爐體繼續(xù)伸長(zhǎng)。此外，以后周期性的裝煤出焦，導(dǎo)致爐體周期性的膨脹、收縮。正常情況下，年伸長(zhǎng)量大約在5mm以下。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備橫向膨脹時(shí)，每個(gè)結(jié)構(gòu)單元沿蓄熱室底層磚與根底平面間滑動(dòng)層作整體移動(dòng)?？繖C(jī)焦兩側(cè)護(hù)爐設(shè)備所施加的保護(hù)性壓力保證砌體在膨脹過程中完整、嚴(yán)密。但是，無(wú)論烘爐還是生產(chǎn)期間，爐體上下各部位溫度不同，致使膨脹量不同，而硅磚又近乎剛體，故砌體升溫過程中出現(xiàn)磚縫拉裂是不可防止的。為此，要保持砌體的完整性和嚴(yán)密性，除在筑爐時(shí)，充分考慮耐火泥的燒結(jié)溫度和保證磚縫飽滿外，要求護(hù)爐設(shè)備在機(jī)焦兩側(cè)能夠提供給砌體橫向保護(hù)性壓力，應(yīng)同各部位的膨脹量相適應(yīng)。橫向護(hù)爐設(shè)備的組成，裝配如圖5-4。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備圖5-4爐柱、橫拉條和彈簧裝配示意圖1—上部橫拉條；2—上部大彈簧；3—下部橫拉條；4—下部小彈簧；5—蓄熱室保護(hù)板；6—上部小彈簧；7—爐柱；8—木墊；9—小橫梁；10—小爐柱煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備2．爐體縱向膨脹及護(hù)爐設(shè)備的作用爐體縱向膨脹靠設(shè)在斜道區(qū)和爐頂區(qū)以及兩側(cè)爐端墻處的膨脹縫吸收，正常情況下，抵抗墻只產(chǎn)生有限的向外傾斜，砌體在縱向膨脹時(shí)對(duì)兩端抵抗墻產(chǎn)生向外的推力。與此同時(shí)，抵抗墻和縱拉條的組合結(jié)構(gòu)通過彈簧組給砌體以保護(hù)性壓力。當(dāng)此力超過各層膨脹縫的滑動(dòng)面摩擦阻力時(shí)，砌體內(nèi)部發(fā)生相對(duì)位移使膨脹縫變窄。膨脹縫所在區(qū)域的上部負(fù)載越大，膨脹縫層數(shù)越多，滑動(dòng)面越大越粗糙，甚至在滑動(dòng)面上誤抹灰漿，那么摩擦阻力越大，抵抗墻所受推力就越大，那么縱拉條的斷面應(yīng)愈大，彈簧組提供的負(fù)荷噸位也應(yīng)愈高。縱拉條失效是抵抗墻向外傾斜的主要原因。這不僅有損于爐體的嚴(yán)密性，而且還會(huì)使炭化室墻呈扇型向外傾斜。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

3．護(hù)爐設(shè)備的其它作用在結(jié)焦過程中煤料膨脹以及推焦時(shí)焦餅壓縮所產(chǎn)生的側(cè)壓力，使燃燒室整體受彎曲應(yīng)力，在伸長(zhǎng)的一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力。爐墻內(nèi)從炭化室側(cè)到燃燒室側(cè)的溫差，也使炭化室墻產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此護(hù)爐設(shè)備的作用也在于用保護(hù)性壓力來抵消這些應(yīng)力。此外，開關(guān)爐門時(shí)爐體受到強(qiáng)大的沖擊力，推焦時(shí)焦餅產(chǎn)生的摩擦力等，都需要護(hù)爐設(shè)備將砌體箍緊，爐體才能具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，爐柱還是機(jī)焦側(cè)操作臺(tái)和集氣管等設(shè)備的支架。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備二、保護(hù)板、爐門框及爐柱

保護(hù)板、爐門框及爐柱的主要作用是將保護(hù)性壓力均勻合理地分布在砌體上，同時(shí)保證爐頭砌體、保護(hù)板、爐門框和爐門刀邊之間的密封。因此，要求其緊靠爐頭且彎曲度不能過大。目前，我國(guó)焦?fàn)t用的保護(hù)板分為大、中、小三種類型，如圖5-5、5-6和5-7，并以此配合相應(yīng)的爐門框。各類保護(hù)板的型式、材料、結(jié)構(gòu)方式分別見表5-6。圖5-5大保護(hù)板裝配圖

1—保護(hù)板；2—爐門框；3—固定爐門框螺栓；4—石棉繩煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

現(xiàn)在大型焦?fàn)t均采用大保護(hù)板，原使用小保護(hù)板的己陸續(xù)改用中保護(hù)板，小保護(hù)板僅用于小型焦?fàn)t。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備表5-6大、中、小型保護(hù)板性能的比較煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備大保護(hù)板〔或爐門框〕的彎曲度過大，那么爐門很難對(duì)嚴(yán)，當(dāng)彎曲度超過30mm時(shí)，應(yīng)當(dāng)更換。爐門框因高溫作用而彎曲，使其周圍成為焦?fàn)t的主要冒煙區(qū)，至今尚未有妥善解決的方法，隨炭化室高度增加，問題更顯突出。增大斷面系數(shù)雖能提高冷態(tài)剛度，但長(zhǎng)期高溫作用下仍不免變形。采用中空爐門框要周邊保持相同厚度，使加工困難，且長(zhǎng)期使用會(huì)造成內(nèi)外溫差加大，也有損強(qiáng)度。爐門框與爐頭或保護(hù)板間的密封，過去采用石棉繩，石棉最高工作溫度約為530℃，且沒有彈性。當(dāng)爐門框稍有變形就會(huì)出現(xiàn)縫隙，致使?fàn)t頭冒煙。冒出荒煤氣的的溫度超過530℃時(shí)，石棉繩損壞加快，冒煙量增大，從而造成惡性循環(huán)。國(guó)外有用陶瓷纖維氈代替石棉繩的介紹，因其工作溫度

高，強(qiáng)度大，有彈性，因而具備高溫密封材料的根本要求，據(jù)有關(guān)資料介紹，近幾年來陶瓷纖維用于200多個(gè)爐門框，尚無(wú)漏氣現(xiàn)象。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備爐門框是固定爐門的，為此要求爐門框有一定的強(qiáng)度和剛度，加工面應(yīng)光滑平直，以使與爐門刀邊嚴(yán)密接觸，密封爐門。另外，爐門框在安裝時(shí)上下要垂直對(duì)正。爐柱是用兩根工字鋼〔或槽鋼〕焊接而成的，也可由特制的方型的空心鋼制成，安裝在機(jī)、焦側(cè)爐頭保護(hù)板的外面，由上下橫拉條將機(jī)、焦兩側(cè)的爐柱拉緊。上部橫拉條的機(jī)側(cè)和下部橫拉條的機(jī)焦兩側(cè)均裝有大彈簧。焦側(cè)的上部橫拉條因受焦餅推出時(shí)的燒烤，故不設(shè)彈簧。爐柱內(nèi)沿高向裝有假設(shè)干小彈簧，分別壓緊燃燒室和蓄熱室保護(hù)板。爐柱通過保護(hù)板和爐門框承受爐體的膨脹壓力，即護(hù)爐鐵件主要靠爐柱本身應(yīng)力和彈簧的外加力給爐體以保護(hù)性壓力。因此，爐柱是護(hù)爐設(shè)備中最主要的部件。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備爐體的膨脹，一是磚本身的線膨脹，這個(gè)膨脹壓力很大，因此在爐體升溫時(shí)，必須控制升溫速度，防止急劇膨脹；二是由于砌體熱脹冷縮使磚和磚縫產(chǎn)生裂紋，被石墨填充，造成爐體不斷伸長(zhǎng)而產(chǎn)生的膨脹力，后者是可以控制的。爐柱的作用就是將彈簧的壓力通過保護(hù)板傳給爐體，使磚始終處于壓縮狀態(tài)，從而可以控制爐體伸長(zhǎng)，使?fàn)t體完整嚴(yán)密。爐柱還起著架設(shè)機(jī)、焦側(cè)操作臺(tái)、支撐集氣管的作用。大型焦?fàn)t的蓄熱室單墻上還裝有小爐柱，小爐柱經(jīng)橫梁與爐柱相連，借以壓緊單墻，起保護(hù)作用。

煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備如前所述，護(hù)爐設(shè)備的保護(hù)性壓力，是上下兩個(gè)大彈簧的彈力拉緊橫拉條而作用到爐柱上，然后由爐柱分配到沿爐體高向的各個(gè)區(qū)域。所以當(dāng)護(hù)爐設(shè)備正常時(shí)，爐柱應(yīng)處于彈性變形狀態(tài)；橫拉條受力應(yīng)低于其許可應(yīng)力與實(shí)際有效截面積的乘積；彈簧應(yīng)處于彈性變形狀態(tài)且工作負(fù)荷低于其許可負(fù)荷。

爐柱屬于靜不定梁，目前設(shè)計(jì)上按均勻載荷的兩端鉸鏈支座梁處理。根據(jù)砌體所需的

保護(hù)性壓力，爐柱載荷按1.5噸／米的平均值計(jì)算。爐柱選用雙工字鋼(或槽鋼)焊制，材質(zhì)一般用A3，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸所作的強(qiáng)度核算(方法見焦化設(shè)計(jì)參考資料)，其最大允許的正面拉應(yīng)力為112.78KPa，彎曲度應(yīng)不超過25mm。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)上測(cè)量爐柱彎曲度通常用三線法(圖5-8)。在兩端抵抗墻上，相應(yīng)于爐門上橫鐵、下橫鐵、篦子磚的標(biāo)高處，分別設(shè)置上、中、下三個(gè)測(cè)線架。將兩端抵抗墻上同一標(biāo)高的測(cè)線架分別用直徑1.0～1.5毫米鋼絲聯(lián)結(jié)起來，用松緊器或重物拉緊，并將此三條鋼絲調(diào)整到同一垂直平面如A、B、C三點(diǎn)，然后測(cè)出從爐柱到鋼絲的水平距離。圖5-8中A′B′C′表示爐柱，爐柱與三線的水平距離分別為a、b、c，h為上線到中線的距離，H為上線與下線的距離，那么爐柱曲度即可按△A′MB″與△A′C″C′相似的原理導(dǎo)出下式計(jì)算：y=(a–b)+(c–a)，mm (5-1)

y實(shí)=y–y0，mm (5-2)煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備式中y——爐柱曲度，即烘爐或生產(chǎn)中實(shí)測(cè)按式〔5-1〕計(jì)算值；y實(shí)——爐柱實(shí)際曲度；y0——爐柱自由狀態(tài)曲度，在安裝后、彈簧加壓前測(cè)定，mm。圖5-8三線法測(cè)量爐柱曲度計(jì)算圖煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備正常情況下，爐柱曲度逐年增加的主要原因是由于砌體上下部位的年膨脹量不同。焦?fàn)t投產(chǎn)兩年后，上下橫鐵處的年膨脹量不應(yīng)超過5mm，與此相對(duì)應(yīng)，爐柱曲度的年增加量一般在2mm以下。爐柱曲度的變化說明保護(hù)性壓力沿爐柱高向分布在變化，如果爐柱處于彈性變形范圍，爐柱曲度的變化也根本上反映了爐體曲度的變化。由于爐體各部位膨脹量不同，因此爐柱有曲度是理所當(dāng)然的，但爐柱實(shí)際曲度大于50mm時(shí)，說明已超過彈性極限而失效。爐柱曲度關(guān)系到剛性力的合理分布，故可用爐柱曲度作為監(jiān)督剛性力分布的一個(gè)標(biāo)志。生產(chǎn)實(shí)踐說明，限定爐柱曲度不大于25mm是保證剛性力合理分布的前提，下部大彈簧在生產(chǎn)中隨爐體膨脹需不斷放松。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備三、拉條及彈簧1．拉條焦?fàn)t用的拉條分為橫拉條和縱拉條兩種，橫拉條用園鋼制成，沿燃燒室長(zhǎng)向安裝在爐頂和爐底。上部橫拉條放在爐頂?shù)拇u槽溝內(nèi)，下部橫拉條埋設(shè)在機(jī)、焦側(cè)的爐基平臺(tái)里。拉條的材質(zhì)一般為低碳鋼。它在250~350oC時(shí)強(qiáng)度極限最大，延伸率最低，隨溫度的升高，強(qiáng)度顯著下降，延伸率增大。為了保證橫拉條在彈性范圍內(nèi)正常工作，其任一斷面的直徑不得小于原始直徑的75℅。否那么，將影響對(duì)爐體的保護(hù)作用?？v拉條是由扁鋼制成，一座焦?fàn)t有5~6根，設(shè)于爐頂。其作用是沿爐組長(zhǎng)向拉緊兩端抵抗墻，以控制焦?fàn)t的縱向膨脹?？v拉條兩端穿在抵抗墻內(nèi)，并設(shè)有彈簧組，保持一定的負(fù)荷。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

2．彈簧分大小彈簧兩種。由大小彈簧組成彈簧組，安裝在焦?fàn)t機(jī)側(cè)上下和焦側(cè)的下部橫拉條上。沿爐柱高向不同部位還裝有幾組小彈簧。彈簧既能反映出爐柱對(duì)爐體施加的壓力，使?fàn)t柱緊壓在保護(hù)板上，又能控制爐柱所受的壓力，以免爐柱負(fù)荷過大。彈簧組的負(fù)荷即為爐體所受的總負(fù)荷。

彈簧在最大負(fù)荷范圍內(nèi)，負(fù)荷與壓縮量成正比。烘爐和生產(chǎn)過程中，彈簧的負(fù)荷必須經(jīng)常檢查和調(diào)節(jié)，彈簧壓力超過規(guī)定值時(shí)，根據(jù)爐柱曲度、爐柱與保護(hù)板間隙的情況，綜合考慮調(diào)節(jié)。

彈簧在安裝前必須進(jìn)行測(cè)試壓縮量和負(fù)荷的關(guān)系，然后編組登記，作為原始資料保存，以備檢查對(duì)照。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備四、爐門炭化室的機(jī)焦側(cè)是用爐門封閉的，通過摘、掛爐門可進(jìn)行推焦和裝煤生產(chǎn)操作，爐門的嚴(yán)密與否對(duì)防止冒煙、冒火和爐門框、爐柱的變形、失效有密切關(guān)系。因此，不屬于護(hù)爐設(shè)備的爐門實(shí)際上是很重要的護(hù)爐設(shè)備。隨炭化室高度增大，改善爐門已成為重要課題。

1．爐門的總體結(jié)構(gòu)及根本要求現(xiàn)代焦?fàn)t采用自封式刀邊爐門(圖5-9)。其根本要求是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封嚴(yán)實(shí)，操作輕便，維修方便，清掃容易。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備為了提高密封性能，目前多從兩個(gè)方面實(shí)行改革，一是降低爐門刀邊內(nèi)側(cè)的荒煤氣壓力，如氣道式爐門襯磚；二是提高爐門刀邊的密封性和可調(diào)性，如雙刀邊和敲打刀邊。為了操作方便，如今主要在門栓機(jī)構(gòu)上下功夫，如彈簧門栓，氣包式門栓、自重爐門。到達(dá)清掃容易的有效方法是氣封爐門。由于爐門附近沉積的焦油渣大大減少，而且質(zhì)地松軟，故容易鏟除，此法還有效地提高了刀邊與爐門框間的密封程度。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備圖5-9自封式刀邊爐門1—

外殼；2—提鉤；3—刀邊；4—角鋼；5—刀邊支架；6—襯磚；7—磚槽；8—橫鐵；9—爐門框掛鉤；10—橫鐵螺栓；11—平煤孔；12—小爐門；13—小爐門壓桿；14—砌隔熱材料空隙；15—支架；16—橫鐵拉桿煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

2．敲打刀邊刀邊用扁鋼制成，靠螺栓固定(圖5-10)。調(diào)節(jié)時(shí)將螺帽放松，敲擊固定卡子，使刀邊緊貼爐門框。為了防止刀邊在外力撞擊下后退，有各種結(jié)構(gòu)的卡子，國(guó)外推薦一種帶凸輪卡子的刀邊，它是用一塊帶凸輪的卡子卡住刀邊，凸輪頂住刀邊，當(dāng)外力加于刀邊上時(shí)，同刀邊接觸的凸輪半徑將隨螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)而增大，從而防止刀邊后退。敲打刀邊制作、更換和調(diào)節(jié)方便，價(jià)格低廉，對(duì)輕度變形的爐門框也能適應(yīng)，因此為國(guó)內(nèi)外所廣泛采用。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備刀邊厚度一般不超過2mm，要求焊口平直，周邊尺寸符合要求。在刀邊支架周長(zhǎng)上，安裝調(diào)節(jié)頂絲，用以調(diào)節(jié)刀邊使其與爐門框封嚴(yán)。爐門刀邊是否完好，與能否保證爐門的嚴(yán)密性關(guān)系很大。為此，當(dāng)爐門摘下后，要立刻清掃刀邊、爐門框和爐門襯磚上的焦油渣及焦粉等殘留物質(zhì)。否那么剩余物越積越厚，爐門刀邊將逐漸失去自封作用，造成冒煙冒火。爐門由于摘掛頻繁，且與大氣接觸，溫度變化劇烈，所以爐門刀邊和襯磚易損壞。為此，焦?fàn)t都設(shè)有爐門修理站，按方案循環(huán)進(jìn)行爐門修理工作。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備一般爐門靠橫鐵螺栓將爐門頂緊，摘掛爐門時(shí)用推焦車和攔焦車上的擰螺栓機(jī)構(gòu)將橫鐵螺栓松緊，操作時(shí)間較長(zhǎng)，而且作用力難于控制。彈簧門栓利用彈簧壓力將爐門頂緊(圖5-11)，操作時(shí)間短，爐門受力穩(wěn)定，而且還可簡(jiǎn)化摘掛爐門機(jī)構(gòu)。彈簧負(fù)荷因炭化室高度不同而異，2m左右的為2噸，4米左右的需5噸。我國(guó)6m高的新建大型焦?fàn)t均采用彈簧爐門。彈簧門栓由于不能改變爐門刀邊對(duì)爐門框的壓力，所以常同敲打刀邊結(jié)合，以求對(duì)爐門框的輕度變形或局部積聚焦油渣有更好的適應(yīng)性。另外也可與氣封爐門相結(jié)合，在刀邊和爐門框清潔的條件下更好地發(fā)揮作用。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

4．氣封爐門經(jīng)過回收車間凈化的回爐煤氣用管道送入爐門處的氣室，然后慢慢從爐門鐵槽和爐門框密封面之間的空隙流走，這樣爐門刀邊與爐門框密封面之間，形成了一個(gè)自下而上的流動(dòng)氣封帶(圖5-12)，帶內(nèi)凈煤氣的壓力略高于附近的荒煤氣，以阻止含焦油的荒煤氣接近刀邊，大大減少了清掃工作量，并提高了密封效果。但氣封煤氣進(jìn)入炭化室后，與荒煤氣一道排出，使煤氣回收凈化系統(tǒng)負(fù)荷增大。目前，國(guó)內(nèi)外正在使用和試驗(yàn)的氣封爐門有各種構(gòu)造，但大體類同。作為氣封用的氣流，除焦?fàn)t煤氣外，有的將煤氣和空氣燃燒后的廢氣通入，有的從爐頭火道廢氣引入，既可起氣封作用，又可提高爐頭溫度。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備近年來爐門作為控制焦?fàn)t煙塵、實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的重要設(shè)備，除采用上述措施外，各國(guó)對(duì)爐門結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的研究都進(jìn)行了大量的工作，例如一些工廠正在開展一種用可撓性較大、對(duì)熱變形不靈敏的耐熱鎳鉻合金鋼制作彈簧密封環(huán)，用來代替固定刀邊；又如日本認(rèn)為爐門受熱彎曲是破壞密封的主要原因，因此采用在爐門襯磚和爐門體之間設(shè)有空氣絕熱層的爐門，減少了由炭化室傳給爐門體的熱量，減輕了爐門的熱變形。圖5-12氣封爐門斷面圖1—爐門框；2—爐門；3—擋煤板

煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備第三節(jié)煤氣設(shè)備焦?fàn)t煤氣設(shè)備包括：荒煤氣(粗煤氣)導(dǎo)出設(shè)備和加熱煤氣供入設(shè)備兩大系統(tǒng)。一、荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備荒煤氣導(dǎo)出設(shè)備包括：上升管、橋管、水封閥、集氣管、“〞型管、焦油盒、吸氣管以及相應(yīng)的噴灑氨水系統(tǒng)。其作用有二：一是將出爐荒煤氣順利導(dǎo)出，不致因爐門刀邊附近煤氣壓力過高而引起冒煙冒火，但又要保持和控制炭化室在整個(gè)結(jié)焦過程中為正壓；二是將出爐荒煤氣適度冷卻，不致因溫度過高而引起設(shè)備變形、阻力升高和鼓風(fēng)、冷凝的負(fù)荷增大，但又要保持焦油和氨水良好的流動(dòng)性。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備1.上升管和橋管上升管直接與炭化室相連，由鋼板焊接或鑄鐵鑄造而成，內(nèi)襯耐火磚。橋管為鑄鐵彎管，橋管上設(shè)有氨水和蒸汽噴嘴。水封閥靠水封翻板及其上面橋管氨水噴嘴噴灑下來的氨水形成水封，切斷上升管與集氣管的連接。翻板翻開時(shí)，上升管與集氣管聯(lián)通。如圖5-13、5-14。圖5-13荒煤氣導(dǎo)出糸統(tǒng)1—“〞型管；2—自動(dòng)調(diào)節(jié)翻板；3—氨水總管；4—吸氣管；5—焦油盒；6—集氣管；7—上升管；8—爐柱；9—隔熱板；10—彎頭與橋管；11—氨水管；12—手動(dòng)調(diào)節(jié)翻板圖5-14上升管、集氣管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備由炭化室進(jìn)入上升管的溫度達(dá)700～750℃左右的荒煤氣，經(jīng)橋管上的氨水噴嘴連續(xù)不斷地噴灑氨水〔氨水溫度約為75～80℃〕，由于局部〔2.5～3.0℅〕氨水蒸發(fā)大量吸熱，煤氣溫度迅速下降至80～100℃，同時(shí)煤氣中約60～70℅的焦油冷凝下來。假設(shè)用冷水噴灑，氨水蒸發(fā)量降低，煤氣冷卻效果反而不好，并使焦油黏度增加，容易造成集氣管堵塞。冷卻后的煤氣、循環(huán)熱氨水和冷凝焦油一起流向煤氣凈化工序經(jīng)別離、澄清，并補(bǔ)充氨水后，由循環(huán)氨水泵打回焦?fàn)t。循環(huán)氨水用量對(duì)于單集氣管約為5t/(t干煤)，對(duì)于雙集氣管約為6t/(t干煤)，氨水壓力應(yīng)保持0.2MPa左右。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備為保證氨水的正常噴灑，循環(huán)氨水必須不含焦油，且氨水壓力應(yīng)穩(wěn)定。為減少上升管的熱輻射，上升管靠爐頂?shù)囊粋?cè)設(shè)有隔熱板。近年來一些焦化廠為了進(jìn)一步改善爐頂?shù)牟僮鳁l件，采用了上升管加裝水夾套或增設(shè)保溫層(上升管外表加一層厚40mm的珍珠巖保溫層)等措施，都取得了較好的效果。前者尚能回收荒煤氣的局部熱量，后者不僅改善了爐頂?shù)牟僮鳁l件，而且消除了石墨在上升管壁的沉積。2．上升管內(nèi)沉積物的形成及預(yù)防措施上升管內(nèi)壁形成沉積物(俗稱結(jié)石墨)并迅速增厚堵塞荒煤氣導(dǎo)出通道，是爐門冒煙冒火的重要原因之一。為去除沉積物，各國(guó)曾使用多種機(jī)械清掃裝置或用壓縮空氣吹掃，但操作頻繁，勞動(dòng)條件惡劣，對(duì)爐體有不同程度的不利影響，故近年來致力于預(yù)防，并輔之以簡(jiǎn)易清掃。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備(1)沉積物的特征及形成條件通過對(duì)一些廠的實(shí)地觀察，上升管內(nèi)壁沉積物層有上薄下厚的一致傾向，底部有向下的彎月面，沉積物層切面呈層狀，有類似焦炭光澤但無(wú)氣孔，且結(jié)構(gòu)較松，類似中溫瀝青焦。當(dāng)上升管內(nèi)壁溫度為約260～270oC時(shí)，沉積物增長(zhǎng)較快，假設(shè)鑄鐵上升管用水泥膨脹珍珠巖保溫后，內(nèi)壁溫度升高到460～470oC，沉積物少且酥松。綜合這些現(xiàn)象，可以認(rèn)為，沉積物形成的條件為：一是內(nèi)壁溫度低，致使荒煤氣中某些高沸點(diǎn)焦油餾分在內(nèi)壁面上冷凝，二是輻射或?qū)α鱾鳠崾估淠母叻悬c(diǎn)焦油餾分發(fā)生熱解和熱縮聚而固化，這個(gè)溫度至少在550oC以上。因此，由于火道溫度高、裝煤缺乏、平煤不好等造成的爐頂空間溫度升高和荒煤氣停留時(shí)間延長(zhǎng)，均會(huì)導(dǎo)致上升管內(nèi)壁沉積物加速。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備(2)預(yù)防或減少上升管內(nèi)沉積物形成的措施大體上有加速導(dǎo)出，保溫及冷卻三種方式。加速荒煤氣導(dǎo)出，主要是縮短上升管和強(qiáng)化橋管上的氨水噴灑。上升管保溫曾在國(guó)內(nèi)一些小型焦?fàn)t上使用，用珍珠巖保溫后經(jīng)實(shí)測(cè)和計(jì)算說明，上升管內(nèi)壁溫度約460～470oC，可大大減少管內(nèi)壁冷凝量，保溫層外表溫度約80oC，比未保溫時(shí)降低20～30oC，有利于改善操作環(huán)境。在上升管外安裝水套，鍋爐軟水壓經(jīng)水套，吸收荒煤氣顯熱，降低上升管溫度，減少焦油餾分熱解和熱聚，也能收到減少上升管內(nèi)壁沉積物形成的作用。生產(chǎn)實(shí)踐說明，當(dāng)爐頂空間溫度、上升管入口溫度平均值分別為788oC和747oC時(shí)，上升管內(nèi)壁沉積物少而疏松且易清掃。同時(shí)，上升管外壁溫度為102oC，夾套空間溫度47oC，使軟水局部汽化，水和汽進(jìn)入汽包，別離水滴后可產(chǎn)生294.20～392.27Pa的蒸汽量達(dá)50kg／(h·孔)。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備3．集氣管、“〞型管和吸氣管集氣管是用鋼板焊接或鉚接成的圓型或槽型的管子，沿整個(gè)爐組長(zhǎng)向置于爐柱的托架上，以聚集各炭化室中由上升管來的荒煤氣及由橋管噴灑下來的氨水和冷凝下來的焦油。集氣管上部每隔一個(gè)炭化室均設(shè)有帶蓋的清掃孔，以清掃沉積于底部的焦油和焦油渣。通常上部還有氨水噴嘴，以進(jìn)一步冷卻煤氣。集氣管中的氨水、焦油和焦油渣等靠坡度或液體的位差流走。故集氣管可以水平安裝〔靠位差流動(dòng)〕，也可以按6~10℅的坡度安裝，傾斜方向與焦油、氨水的導(dǎo)出方向相同。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備集氣管端部裝有清掃氨水噴嘴和事故用水的工業(yè)水管。每個(gè)集氣管上設(shè)有放散管，當(dāng)因故荒煤氣不能導(dǎo)出或開工時(shí)放散用。集氣管的一端或兩端設(shè)有水封式焦油盒，用以定期撈出沉積的焦油渣。“〞型管專供荒煤氣排出，其上裝有手動(dòng)或自動(dòng)的調(diào)節(jié)翻版，用以調(diào)節(jié)集氣管的壓力?！皑曅凸芟路降慕褂秃泄┙褂?、氨水通過，并定期由此撈出焦油渣。經(jīng)“〞型管和焦油盒后，煤氣與焦油、氨水又集合于吸氣管，為使焦油、氨水順利流至回收車間的氣液別離器并保持一定的流速，吸氣管應(yīng)有1~1.5℅的坡度。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備集氣管分單、雙兩種型式。單集氣管多布置在焦?fàn)t的機(jī)側(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是投資省、鋼材用量少，爐頂通風(fēng)較好等，但裝煤時(shí)炭化室內(nèi)氣流阻力大，容易造成冒煙冒火。雙集氣管〔圖5-15〕由于煤氣由炭化室兩側(cè)析出而集合于吸氣管，從而降低集氣管兩側(cè)的壓力，使全爐炭化室壓力分布較均勻；裝煤時(shí)炭化室壓力低，減輕了冒煙冒火，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)煙裝煤；生產(chǎn)時(shí)荒煤氣在爐頂空間停留時(shí)間短，可以減輕荒煤氣裂解，有利于提高化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量；結(jié)焦末期由于機(jī)、焦側(cè)集氣管的壓力差，使局部荒煤氣經(jīng)爐頂空間環(huán)流，降低了爐頂空間溫度和石墨的形成。雙集氣管還有利于實(shí)現(xiàn)爐頂機(jī)械化清掃爐蓋等操作。但雙集氣管消耗鋼材多，基建投資大，爐頂通風(fēng)較差，使操作條件變壞。此外，氨水、蒸汽消耗量也較多。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備圖5-15雙集氣管布置圖1—爐頂橫貫煤氣管；2—焦側(cè)手動(dòng)調(diào)節(jié)翻板；3—機(jī)側(cè)手動(dòng)調(diào)節(jié)翻板；4—氨水噴嘴；5—自動(dòng)調(diào)節(jié)翻板煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備二、加熱煤氣供入設(shè)備加熱煤氣供入設(shè)備的作用是向焦?fàn)t輸送和調(diào)節(jié)加壓煤氣。大型焦?fàn)t一般為復(fù)熱式，可用兩種煤氣加熱〔貧煤氣和富煤氣〕，配備兩套加熱煤氣系統(tǒng)；中小型焦?fàn)t一般為單熱式，只配備一套焦?fàn)t煤氣加熱系統(tǒng)。單熱式焦?fàn)t及復(fù)熱式焦?fàn)t中的焦?fàn)t煤氣加熱管系根本相同，都有兩種不同的布置形式，即下噴式和側(cè)入式。JN43型等大型焦?fàn)t及兩分下噴復(fù)熱式焦?fàn)t的煤氣管系如圖5-16、5-17所示。圖5-16JN43型〔下噴式〕焦?fàn)t的煤氣管系1—高爐煤氣主管；2—焦?fàn)t煤氣主管；3—煤氣預(yù)熱器；4—混合用焦?fàn)t煤氣管；5—孔板；6—放散管；7—水封煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備圖5-1758型焦?fàn)t入爐煤氣管道配置圖1—煤氣下噴管；2—煤氣橫管；3—調(diào)節(jié)旋塞；4—交換旋塞；5-焦?fàn)t煤氣主管；6—煤氣支管；7—交換搬把；8—交換拉條；9—小橫管；10—高爐煤氣支管11—高爐煤氣主管煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備由焦?fàn)t煤氣總管來的煤氣，在地下室一端經(jīng)煤氣預(yù)熱器進(jìn)入地下室中部的焦?fàn)t煤氣主管。由此經(jīng)各煤氣支管〔其上設(shè)有調(diào)節(jié)旋塞和交換旋塞〕進(jìn)入煤氣橫管，再經(jīng)小橫管〔設(shè)有小孔板或噴嘴〕、下噴管進(jìn)入直立磚煤氣道，最后進(jìn)入立火道與斜道來的空氣混合燃燒。由于焦?fàn)t煤氣中含有萘和焦油，在低溫時(shí)容易析出而堵塞管道和管件，故設(shè)煤氣預(yù)熱器供氣溫低時(shí)預(yù)熱煤氣，以防冷凝物析出。氣溫高時(shí)，煤氣從旁通道通過。側(cè)入式焦?fàn)t如66型焦?fàn)t的煤氣管系，一般由煤氣總管經(jīng)預(yù)熱器在交換機(jī)端分為機(jī)、焦側(cè)兩根主管，煤氣再經(jīng)支管、交換旋塞、水平磚煤氣道進(jìn)入各個(gè)火道。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備各種爐型的高爐煤氣管系的布置根本相同，由總管來的煤氣經(jīng)煤氣混合器分配到機(jī)焦兩側(cè)的兩根高爐煤氣主管，再經(jīng)支管(設(shè)有交換旋塞，調(diào)節(jié)旋塞、孔板盒)、廢氣開閉器、小煙道進(jìn)入蓄熱室，預(yù)熱后經(jīng)斜道送入燃燒室的立火道。為提高高爐煤氣的熱值，需向高爐煤氣中參加一局部焦?fàn)t煤氣〔一般為5～8℅〕，故高爐煤氣主管的開始端設(shè)有煤氣混合器。一般設(shè)計(jì)規(guī)定總管煤氣流速應(yīng)小于15m/s，主管煤氣流速不大于12m/s。爐孔數(shù)較多的大型焦?fàn)t，加熱煤氣主管較長(zhǎng)，兩端壓差較大，為控制調(diào)節(jié)方便，使全長(zhǎng)靜壓力分布均勻，可將管道設(shè)計(jì)為變徑，即后半段煤氣管徑小于前半段，變徑處呈漸縮型，這樣還可節(jié)約原材料。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備為了穩(wěn)定回爐煤氣總管的壓力和緩沖焦?fàn)t換向，切斷煤氣時(shí)，管道中的煤氣壓力急劇增加，會(huì)對(duì)儀表等設(shè)備帶來危害，故通常還設(shè)有自動(dòng)放散水封槽(如圖5-18)。由于煤氣連接管直徑較大，插入深度可根據(jù)不同情況而定，當(dāng)煤氣壓力超過插入深度的液柱壓力時(shí)，煤氣沖出水面由放散管排出。煤氣管道安裝后，使用前應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行氣密性和打壓試驗(yàn)，以防煤氣外泄引起中毒或爆炸事故。在日常的生產(chǎn)中要經(jīng)常檢查和維護(hù)，保持煤氣管線嚴(yán)密。圖5-18自動(dòng)放散水封槽煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備三、廢氣導(dǎo)出及其設(shè)備焦?fàn)t廢氣導(dǎo)出系統(tǒng)有廢氣盤，機(jī)、焦側(cè)分煙道及總煙道翻板。廢氣盤(交換開閉器)是控制進(jìn)入焦?fàn)t的空氣、煤氣及排出廢氣的裝置。目前國(guó)內(nèi)外有多種型式的廢氣盤，大體上可分為兩種類型，一種是同交換旋塞相配合的提桿式雙砣盤型〔JN43型等大型焦?fàn)t采用〕；另一種為杠桿式交換砣型。1．提桿式雙砣盤型廢氣盤JN43型焦?fàn)t的廢氣盤構(gòu)造如圖5-19。

圖5-19JN43型焦?fàn)t的廢氣盤煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

廢氣盤由筒體、砣盤及兩叉部組成。兩叉部?jī)?nèi)有兩條通道，一條連接高爐煤氣接口管和煤氣蓄熱室的小煙道；另一條連接進(jìn)風(fēng)口和空氣蓄熱室的小煙道。廢氣連接筒經(jīng)煙道彎管與分煙道接通。筒體內(nèi)設(shè)有兩層砣盤，上砣盤的套桿套在下砣盤的芯桿外面，芯桿經(jīng)小鏈與交換拉條連接。用高爐煤氣加熱時(shí)，空氣叉上部的空氣蓋板與交換鏈連接，煤氣叉上部的空氣蓋板關(guān)死。上升氣流時(shí)，筒體內(nèi)兩個(gè)砣盤落下，上砣盤將煤氣與空氣隔開，下砣盤將筒體與煙道彎管隔開；下降氣流時(shí)，煤氣交換旋塞靠單獨(dú)的拉條關(guān)死，空氣蓋板在廢氣交換鏈提起兩層砣盤的同時(shí)關(guān)閉，使兩叉部與煙道接通排出廢氣。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，兩叉部的兩個(gè)空氣蓋板均與交換鏈連接，上砣盤可用卡具支起使其一直處于開啟狀態(tài)，僅用下砣盤開閉廢氣。上升氣流時(shí)，下砣盤落下，空氣蓋板提起；下降氣流時(shí)那么相反。砣桿提起高度和砣盤落下后的嚴(yán)密程度均對(duì)氣流有影響，故要求全爐砣桿提起高度應(yīng)一致，砣盤嚴(yán)密無(wú)卡砣現(xiàn)象，還應(yīng)保證廢氣盤與小煙道及煙道彎管的聯(lián)接處嚴(yán)密。高爐煤氣流量主要取決于支管壓力和支管上調(diào)節(jié)流量的孔板直徑，與蓄熱室的吸力關(guān)系不大?？諝饬髁咳Q于風(fēng)門開度和蓄熱室的吸力；廢氣流量那么主要取決于煙囪吸力。提桿式雙砣盤型廢氣盤在采用高爐煤氣加熱時(shí)，不能精確調(diào)節(jié)煤氣蓄熱室和空氣蓄熱室的吸力，這是它的一個(gè)缺乏。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備2．杠桿式廢氣盤與提桿式雙砣型廢氣盤相比，杠桿式廢氣盤〔如圖5-20〕用煤氣砣代替貧煤氣交換旋塞，通過杠桿、卡軸和扇形輪等轉(zhuǎn)動(dòng)廢氣砣、煤氣砣和空氣蓋板，省去了貧煤氣交換拉條；每一個(gè)蓄熱室單獨(dú)設(shè)一個(gè)廢氣盤，分為煤氣廢氣盤和空氣廢氣盤，便于調(diào)節(jié)。圖5-20杠桿式廢氣盤煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備多年的生產(chǎn)實(shí)踐說明兩種廢氣盤各有優(yōu)缺點(diǎn)?！?〕環(huán)境保護(hù)方面提桿式不如杠桿式。一是地下室空氣中的CO含量較高，二是旋塞磨損嚴(yán)重〔高爐煤氣含塵量低于2mg/m3時(shí)，情況好些〕，清洗頻繁?！?〕吸力調(diào)節(jié)方面杠桿式優(yōu)于提桿式，因杠桿式是單叉，可分別調(diào)節(jié)煤氣、空氣蓄熱室的吸力?！?〕煤氣漏失方面提桿式優(yōu)于杠桿式，提桿式由于采用旋塞，漏失的高爐煤氣量約占加熱煤氣總量的0.3%～0.5%，而杠桿式由于交換砣開關(guān)不嚴(yán)，煤氣漏失量比提桿式高2～3倍?！?〕設(shè)備重量方面提桿式較輕，提桿式約1.0t/爐孔，杠桿式約1.3t/爐孔，且提桿式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少。煙道翻板的作用是調(diào)節(jié)和控制煙道吸力，翻板上軸頭有軸承，便于調(diào)節(jié)，用鑄鐵板制作。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備四、交換設(shè)備交換設(shè)備是改變焦?fàn)t加熱系統(tǒng)氣體流動(dòng)方向的動(dòng)力設(shè)備和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括交換機(jī)和傳動(dòng)拉條。1．焦?fàn)t加熱系統(tǒng)交換工藝焦?fàn)t無(wú)論用哪種煤氣加熱，交換都要經(jīng)歷三個(gè)根本過程：關(guān)煤氣→廢氣與空氣進(jìn)行交換→開煤氣，具體表現(xiàn)為：〔1〕煤氣必須先關(guān)，以防加熱系統(tǒng)中有剩余煤氣，易發(fā)生爆炸事故?！?〕煤氣關(guān)閉后，有一短暫的間隔時(shí)間再進(jìn)行空氣和廢氣的交換，可使剩余煤氣完全燒盡。交換廢氣和空氣時(shí)，廢氣砣和空氣蓋板均稍為翻開，以免吸力過大而受沖擊。〔3〕空氣和廢氣交換后，也應(yīng)有短暫的間隔時(shí)間翻開煤氣，這樣可以使燃燒室內(nèi)有足夠的空氣，煤氣進(jìn)去后能立即燃燒，從而可防止剩余煤氣引起的爆鳴和進(jìn)入煤氣的損失。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備兩次換向的時(shí)間間隔即換向周期，換向周期應(yīng)根據(jù)加熱制度、煤氣種類、蓄熱室換熱能力而定。換向周期過長(zhǎng)，格子磚吸熱或放熱效果差，使熱效率降低，過短那么增加交換操作次數(shù)，由于交換時(shí)有一段時(shí)間停止往爐內(nèi)供煤氣，這就會(huì)引起頻繁的爐溫波動(dòng)，而且每換向一次不可防止地要損失一些煤氣。一般中小型焦?fàn)t均按30分鐘換向一次。當(dāng)幾座焦?fàn)t同用一個(gè)加熱煤氣總管時(shí)，為防止換向時(shí)煤氣壓力變化幅度太大，故不能同時(shí)換向，一般相差5分鐘。各種焦?fàn)t因結(jié)構(gòu)、加熱煤氣設(shè)備、加熱制度不同，它們的交換過程和交換系統(tǒng)也不完全相同，但根本原理是一致的。如圖5-21為58型焦?fàn)t交換系統(tǒng)圖。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

交換機(jī)按規(guī)定時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別帶動(dòng)高爐煤氣拉條、焦?fàn)t煤氣拉條及廢氣拉條往返移動(dòng)規(guī)定行程，各拉條通過搬桿、鏈條帶動(dòng)交換旋塞、廢氣砣桿及空氣蓋板進(jìn)行有規(guī)律的開關(guān)，以改變煤氣、空氣和廢氣的流動(dòng)方向。圖5-2158型焦?fàn)t交換系統(tǒng)圖1—交換機(jī)；2—焦?fàn)t煤氣拉條；3—高爐煤氣拉條；4—廢氣拉條Ⅰ、Ⅲ—煤氣拉條傳動(dòng)軸；Ⅱ—廢氣拉條傳動(dòng)軸煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備2．交換過程及交換機(jī)交換機(jī)分機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩類，機(jī)械傳動(dòng)又有臥式、立式和桃形三種。〔1〕JM-1型臥式交換機(jī)我國(guó)制造的臥式交換機(jī)JM-1型的交換時(shí)間、行程及氣流方向變化關(guān)系如圖5-22。根據(jù)交換工藝的要求，交換機(jī)應(yīng)行程準(zhǔn)確，動(dòng)作清楚，有足夠的拉力。JM-1型煤氣交換機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖5-23。圖5-22交換時(shí)間行程及氣流方向變化示意圖圖5-23JM-1型交換機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖1—大擺線輪；2—主軸及傳動(dòng)廢氣軸(在同一垂線上)；3—軸Ⅲ；4—軸Ⅰ；5、6、7—圓柱輪；8—焦?fàn)t煤氣卡輪；9—高爐煤氣鏈輪；10—電動(dòng)機(jī)；11—聯(lián)軸器；12—減速機(jī)；13—手柄；14—傳動(dòng)齒輪；15-廢氣鏈輪煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備JM-1型交換機(jī)的主要技術(shù)性能如下：交換過程時(shí)間46.6s電機(jī)功率6kW電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)970轉(zhuǎn)／min主軸轉(zhuǎn)數(shù)1.12轉(zhuǎn)／min它是星形輪傳動(dòng)的臥式交換機(jī)，有一個(gè)主動(dòng)軸及三個(gè)從動(dòng)軸，帶動(dòng)一系列的槽輪和鏈傳動(dòng)，為周期性地自動(dòng)交換，配置有時(shí)間繼電器，為防范停電，設(shè)有手動(dòng)交換裝置。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備⑵JM-4型液壓交換機(jī)液壓交換機(jī)是利用油泵將油加壓后，產(chǎn)生的壓力輸送到操作缸內(nèi)推動(dòng)活塞，由活塞帶動(dòng)鏈條到達(dá)煤氣、空氣和廢氣的換向任務(wù)。其傳動(dòng)裝置與上述電動(dòng)交換機(jī)一樣，焦?fàn)t煤氣和廢氣各用一個(gè)油缸帶動(dòng)，高爐煤氣用兩個(gè)油缸帶動(dòng)兩根鏈條。該交換機(jī)的油路系統(tǒng)如圖5-24。圖5-24JM-４型液壓交換機(jī)油路圖1—

油箱；2—葉片泵；3—單向閥；4—濾油器；5-壓力表閥門；6—壓力表；7—電液換向閥；8、9—高爐煤氣油缸；10—廢氣油缸；11—焦?fàn)t煤氣油缸；12—手搖泵；13—調(diào)節(jié)節(jié)流閥；14—電動(dòng)機(jī)；15—溢流平安閥煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)按要求的交換程序和時(shí)間來動(dòng)作。調(diào)節(jié)節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)液壓缸的活塞速度到達(dá)交換目的。其控制程序如下：電器控制電磁閥→電機(jī)→葉片油泵→單向閥→電液換向閥→活塞→鏈條→實(shí)現(xiàn)交換。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩臺(tái)油泵，其中一臺(tái)操作，一臺(tái)備用。停電時(shí)，可用手搖泵上油，用重物壓電液換向閥，由人工完成交換工作，輕便省力。JM-４型液壓交換機(jī)的技術(shù)性能如下：廢氣拉條拉力68650N焦?fàn)t煤氣與高爐煤氣系統(tǒng)的額定拉力29420N廢氣油缸的直徑×行程180×700mm高爐煤氣油缸直徑×行程125×715mm焦?fàn)t煤氣油缸直徑×行程125×460mm交換操作時(shí)間46.6s交換周期20min手動(dòng)操作時(shí)間10min液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力4.5～5.0MPa工作液體30號(hào)機(jī)油煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備液壓交換機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際使用情況說明，啟動(dòng)和運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)沖擊震動(dòng)，調(diào)整容易，檢修方便，行程準(zhǔn)確。目前還存在容易漏油，部件加工精度要求高及有出現(xiàn)誤動(dòng)作的可能等缺點(diǎn)，有待于進(jìn)一步改進(jìn)。(3)桃形交換機(jī)桃形交換機(jī)是由電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)被動(dòng)軸上的左右兩個(gè)桃形輪轉(zhuǎn)動(dòng)，分別撥動(dòng)煤氣拉條杠桿和廢氣拉條杠桿擺動(dòng)而牽引拉條，使之往復(fù)運(yùn)動(dòng)而完成換向任務(wù)。由于左、右兩個(gè)桃形輪的形狀各不相同，使煤氣拉條和廢氣拉條按各自規(guī)律動(dòng)作，桃形輪順時(shí)針轉(zhuǎn)或逆時(shí)針轉(zhuǎn)均可，交換動(dòng)作靠主令控制器進(jìn)行控制，即由起始位置每轉(zhuǎn)動(dòng)180o就完成一次交換。當(dāng)發(fā)生斷電或其它故障時(shí)，可由手動(dòng)裝置進(jìn)行交換。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

第四節(jié)焦?fàn)t機(jī)械

煉焦生產(chǎn)中焦?fàn)t機(jī)械包括：頂裝焦?fàn)t用裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車(焦?fàn)t四大車)，側(cè)裝焦?fàn)t用裝煤推焦車代替裝煤車和推焦車，增加了搗固機(jī)和消煙車，用以完成煉焦?fàn)t的裝煤出焦任務(wù)。這些機(jī)械除完成上述任務(wù)外，還要完成許多輔助性工作，主要有：⑴裝煤孔蓋和爐門的開關(guān)，平煤孔蓋的開閉；⑵炭化室裝煤時(shí)的平煤操作；⑶平煤時(shí)余煤的回收處理；⑷爐門、爐門框、上升管的清掃；⑸爐頂及機(jī)、焦側(cè)操作平臺(tái)的清掃；⑹裝備水平高的車輛還設(shè)有消煙除塵的環(huán)保設(shè)施。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備一、裝煤車裝煤車是在焦?fàn)t爐頂上由煤塔取煤并往炭化室裝煤的焦?fàn)t機(jī)械。裝煤車由鋼結(jié)構(gòu)架、走行機(jī)構(gòu)、裝煤機(jī)構(gòu)、閘板、導(dǎo)管機(jī)構(gòu)、振煤機(jī)構(gòu)、開關(guān)煤塔斗嘴機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)〔液壓〕系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和司機(jī)操作室組成。各類裝煤車的主要技術(shù)性能如表5-7所示。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備大型焦?fàn)t的裝煤車功能較多，機(jī)械化、自動(dòng)化水平較高，一般應(yīng)具有以下功能：一次對(duì)位，機(jī)械開啟和關(guān)閉裝煤孔蓋和上升管密封蓋；機(jī)械式開關(guān)高壓氨水噴灑；機(jī)械式螺旋給料加煤和爐頂面清掃；PLC自動(dòng)操作控制。由鞍山焦耐總院研制的具有國(guó)際先進(jìn)水平的干式除塵裝煤車，它將煙塵凈化系統(tǒng)直接設(shè)置在裝煤車上，其除塵采用非燃燒、干式除塵凈化和預(yù)噴涂技術(shù)，裝煤采用螺旋給料和球面密封導(dǎo)套等先進(jìn)技術(shù)。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備為改善環(huán)境，一些大型焦?fàn)t的裝煤車還設(shè)置了無(wú)煙裝煤設(shè)施，如圖5-25所示。

圖5-25裝煤車導(dǎo)煙流程1—

抽煙管；2—水噴嘴；3—燃燒筒；4—給水箱；5-水泵；6—水噴嘴；7—水洗器；8—?jiǎng)e離器；9—排水槽；10—外接管；11—地面系統(tǒng)；12—高壓氨水噴嘴；13—上升管煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備點(diǎn)火燃燒的目地是防止抽煙系統(tǒng)爆炸及沉積焦油堵塞管道，再那么將煙氣中含有的有毒物質(zhì)燒掉，對(duì)環(huán)境保護(hù)有利。對(duì)于五斗煤車的抽氣量約為1260m3/min。燃燒后的煙氣經(jīng)過百葉窗式水洗器除塵并降溫至70℃，噴水量為0.48t/min，水壓為(24～29)×104Pa，水洗后氣體進(jìn)入離心式煙霧別離器脫水，污水凈化后再循環(huán)使用。煙氣在抽煙筒吸入時(shí)含粉塵量約10g/m3，經(jīng)水洗后可降至2～3g/m3，因此改善了裝煤時(shí)的環(huán)境污染。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備二、推焦車推焦車的作用是完成啟閉機(jī)側(cè)爐門、推焦、平煤等操作。主要由鋼結(jié)構(gòu)架、走行機(jī)構(gòu)、開門裝置、推焦裝置、去除石墨裝置、平煤裝置、氣路系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)和司機(jī)操作室組成。大型焦?fàn)t推焦車應(yīng)具備以下功能：一次對(duì)位完成摘掛爐門、推焦和平煤操作；機(jī)械清掃爐門、爐門框和操作平臺(tái)；機(jī)械實(shí)現(xiàn)尾焦的采集和處理；用壓縮空氣清掃上升管根部的石墨；推焦電流的顯示及紀(jì)錄；PLC自動(dòng)操作控制。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備各種型號(hào)的推焦車主要技術(shù)性能如表5-8。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備推焦車在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，操作程序很多，但時(shí)間只有10min左右，工藝上要求每孔炭化室的實(shí)際推焦時(shí)間與方案推焦時(shí)間相差不得超過5min。為此，推焦車各機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作迅速，平安可靠。為減少操作過失，最好采用程序自動(dòng)控制或半自動(dòng)控制，為縮短操作循環(huán)時(shí)間，使車輛效勞于更多的爐孔數(shù)，今后車輛的開展盡可能采用一點(diǎn)停車，即車輛開到出爐號(hào)后不再需要來回移動(dòng)，就能完成此爐號(hào)的推焦和上一爐號(hào)的平煤任務(wù)，這樣不僅可以縮短操作時(shí)間，而且可以改善出爐操作。實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)停車，可以減少車輛的啟動(dòng)次數(shù)，減少行走距離，提高設(shè)備的利用率，目前一般大型焦?fàn)t的推焦車最多能為80孔焦?fàn)t工作，如改成一點(diǎn)停車那么可提高到130孔爐室。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備三、攔焦車它是由啟門、導(dǎo)焦及走行清掃等局部所組成。其作用是啟閉焦側(cè)爐門，將炭化室推出的焦餅通過導(dǎo)焦槽導(dǎo)入熄焦車中，以完成出焦操作。啟門機(jī)構(gòu)包括：摘門機(jī)構(gòu)和移門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。導(dǎo)焦局部設(shè)有導(dǎo)焦槽及其移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以引導(dǎo)焦餅到熄焦車上。為防止導(dǎo)焦槽在推焦時(shí)后移，還設(shè)有導(dǎo)焦槽閉鎖裝置。各種型號(hào)的攔焦車主要技術(shù)性能見表5-9。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備攔焦車工作場(chǎng)地狹窄，環(huán)境溫度高，煙塵大，故對(duì)其結(jié)構(gòu)的要求是穩(wěn)定性好，一次對(duì)位完成摘掛爐門和導(dǎo)焦槽定位，平安可靠，防塵降溫，定位次數(shù)少。攔焦車在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)焦槽的底部應(yīng)與炭化室的底部在同一平面上，以防焦炭推出時(shí)夾框或推焦桿頭撞擊槽底而損壞。摘門機(jī)構(gòu)除與推焦車相同外，爐門的提起高度和回轉(zhuǎn)角度應(yīng)完全符合要求。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，增設(shè)機(jī)械清掃爐門、爐門框和操作平臺(tái)的裝置以及尾焦采集裝置，并能實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)操作控制。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備四、熄焦車熄焦車由鋼架結(jié)構(gòu)、走行臺(tái)車、電機(jī)車牽引和制動(dòng)系統(tǒng)、耐熱鑄鐵車箱、開門機(jī)構(gòu)和電信號(hào)等部位組成。用以接受由炭化室推出的紅焦，并送到熄焦塔通過水噴灑而將其熄滅，然后再把焦炭卸至涼焦臺(tái)上。操作過程中，由于經(jīng)常在急冷急熱的條件下工作，故熄焦車是最容易損壞的焦?fàn)t機(jī)械。工藝上要求熄焦車材質(zhì)上能耐溫度劇變，耐腐蝕，故車箱內(nèi)應(yīng)襯有耐熱鑄鐵〔鋼〕板。一般熄焦車底傾斜度為28o，以保證開門后焦炭能靠自重下滑，但斜底熄焦車上焦炭堆積厚度相差很大，使熄焦不均勻。國(guó)內(nèi)有的焦化廠，調(diào)整熄焦塔水噴頭的配置數(shù)量，或設(shè)置傾翻機(jī)構(gòu)，防止車箱內(nèi)焦炭堆積不均的缺點(diǎn)。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備各類熄焦車和電機(jī)車的主要技術(shù)性能見表5-10。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備

五、搗固站搗固站是將儲(chǔ)煤槽中的煤粉搗實(shí)并最終形成煤餅的機(jī)械。有可移動(dòng)式的車式搗固機(jī)和固定位置連續(xù)成排搗固站兩種?？梢苿?dòng)式的搗固機(jī)上有走行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)搗固機(jī)上有2～4個(gè)搗固錘，由人工操作，沿煤餅方向往復(fù)移動(dòng)，分層將煤餅搗實(shí)，煤塔給料器采用人工控制分層給料的方式。連續(xù)搗固站的搗固錘頭多，沿煤餅排開，在加煤時(shí)，錘頭不必來回移動(dòng)或在小距離內(nèi)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)搗固，煤塔給料器采用自動(dòng)控制均勻薄層連續(xù)給料。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備六、裝煤推焦車搗固焦?fàn)t的裝煤推焦車完成的任務(wù)除了有頂裝焦?fàn)t推焦車的摘門、推焦外，還增加了推送煤餅的任務(wù)，同時(shí)取消了平煤操作。相應(yīng)地車輛上增加了搗固煤餅用的煤槽以及往爐內(nèi)送煤餅的托煤板等機(jī)構(gòu)，取消了平煤機(jī)構(gòu)。通常裝煤箱的一側(cè)是固定壁，另一側(cè)是活動(dòng)壁，煤箱前部有一可張開的前臂板，裝煤餅時(shí)翻開，煤餅由此推出。煤餅箱后部有一頂板，裝煤時(shí)與托煤板一起運(yùn)動(dòng)，裝完煤抽托煤板時(shí)由煤箱側(cè)壁鎖緊機(jī)構(gòu)夾住，頂住煤餅，抽完托煤板后，夾緊機(jī)構(gòu)放開，由卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)拉回。煤餅箱下有托煤板，由一鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，在裝煤時(shí)托著煤餅一起進(jìn)入炭化室，裝完煤后抽出。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備七、四大車聯(lián)鎖焦?fàn)t的生產(chǎn)操作是在各機(jī)械相互配合下完成的。在焦?fàn)t機(jī)械水平逐步提高的情況下，裝煤車、推焦車、攔焦車和熄焦車之間的工作要求操作協(xié)調(diào)、聯(lián)系準(zhǔn)確，方能使四大車的操作協(xié)調(diào)一致，為保證焦?fàn)t平安正常生產(chǎn)，四大車應(yīng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，具體要求如下：①裝煤車司機(jī)能根據(jù)裝煤情況，發(fā)出平煤信號(hào)，推焦車司機(jī)在平煤時(shí)可發(fā)出停止平煤的信號(hào)，平煤過程中裝煤車司機(jī)也可發(fā)出訊號(hào)仃止平煤。②推焦車、攔焦車和熄焦車之間，在未對(duì)準(zhǔn)同一爐號(hào)的情況下不能推焦，即在攔焦車未取下爐門和導(dǎo)焦槽未對(duì)準(zhǔn)爐門框以及熄焦車未運(yùn)行至接焦位置時(shí)不能推焦。推焦過程中，如某一機(jī)械出事故，任何一個(gè)司機(jī)均可發(fā)出指令使推焦桿退回。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備為到達(dá)上述要求，目前我國(guó)四大車的聯(lián)鎖控制主要有以下幾種方式：〔1〕有線聯(lián)鎖控制在焦?fàn)t四大車上均設(shè)一條聯(lián)鎖滑線，每車司機(jī)室都設(shè)有操作信號(hào)和事故信號(hào)，出焦時(shí)每車操作前都用信號(hào)聯(lián)系。各車之間還有聯(lián)鎖裝置，推焦前只有當(dāng)攔焦車翻開爐門，導(dǎo)焦槽對(duì)準(zhǔn)推焦?fàn)t號(hào)，熄焦車對(duì)位，并待熄焦車司機(jī)接通推焦車上的繼電器時(shí)，推焦車方能推焦。當(dāng)焦側(cè)出現(xiàn)問題不允許繼續(xù)推焦時(shí)，熄焦車司機(jī)可切斷電源，推焦桿即停止前進(jìn)。這種有線聯(lián)鎖裝置，可由熄焦車控制推焦桿前進(jìn)，缺點(diǎn)是線路復(fù)雜，操作麻煩，不能保證推焦桿與導(dǎo)焦槽對(duì)準(zhǔn)同一炭化室，即配合不能到達(dá)完全可靠。煉焦?fàn)t的機(jī)械設(shè)備〔2〕載波通迅在每輛車上安裝載波，直接利用電力線傳遞載波，進(jìn)行通話聯(lián)絡(luò)和控制操作，這種方式雖然可靠但通話和操作頻繁，在緊張的操作中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)人為的誤操作。(3)r射線聯(lián)鎖信號(hào)在裝煤車、攔焦車和推焦車上設(shè)有r射線的發(fā)射和接收裝置，一般推焦車上發(fā)出的r射線，從炭化室頂部空間通到焦側(cè)的攔焦車上，同時(shí)裝煤車發(fā)出的r射線也可通到推焦車上，以實(shí)現(xiàn)相互之間的對(duì)準(zhǔn)和聯(lián)鎖。這種聯(lián)鎖裝置可以不用附設(shè)聯(lián)鎖滑線，而且也減少了設(shè)備。r射線是用鈷60同位素作射源的，使用期間維修工作量極少。因此是一種比較理想的聯(lián)鎖裝置，但應(yīng)嚴(yán)防泄漏。除此外，焦?fàn)t機(jī)械還設(shè)有各種信號(hào)裝置，有氣笛、電鈴或打點(diǎn)器、信號(hào)燈等，以用來聯(lián)系、指示行車平安?？傊?，焦?fàn)t機(jī)械的開展趨勢(shì)是逐步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t機(jī)械遠(yuǎn)距離或無(wú)人操縱的自動(dòng)化，從而徹底改善焦?fàn)t的勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。我勸一個(gè)草率結(jié)婚的朋友離婚。她平靜的告訴我，如果說當(dāng)初魯莽結(jié)婚是個(gè)錯(cuò)誤。那么，現(xiàn)在草率離婚是一錯(cuò)再錯(cuò)。這位朋友后來還是離婚了，大家一致認(rèn)為她的行為很理性。

同樣的故事正在互聯(lián)網(wǎng)搜索巨頭谷歌身上發(fā)生，但是谷歌選擇了草率“離婚〞。

飲鴆止渴

由于急于抑制蘋果iphone翻天覆地的產(chǎn)業(yè)沖擊，谷歌采取急功近利的粗糙型開放策略。飲鴆止渴的策略一時(shí)取得了成果。市場(chǎng)研究公司尼爾森最近公布的數(shù)據(jù)顯示，在通過VerizonWireless、AT&T和SprintNextel三大運(yùn)營(yíng)商經(jīng)銷后，谷歌Android在美國(guó)市場(chǎng)上的銷售量已經(jīng)超過iPhone。另一家市場(chǎng)研究公司iSuppli甚至認(rèn)為，全球范圍內(nèi)使用Android操作系統(tǒng)的數(shù)量將在2021年超過蘋果iPhone。

外表繁華的背后，是Android生態(tài)系統(tǒng)的一團(tuán)糟，谷歌正在為自己的粗放型開放策略買單。

用戶對(duì)谷歌的態(tài)度從開始的好奇、后來的猶豫，變成強(qiáng)烈的批評(píng)?！按蠖郃ndroid程序都是垃圾，亂七八糟的〞，一位發(fā)燒友迅速投奔了iphone的陣營(yíng)：“同樣的植物人大戰(zhàn)僵尸游戲，在谷歌和iphone上的體驗(yàn)簡(jiǎn)直沒法比〞

混亂，還是混亂。一切一切的亂象，折射出谷歌已經(jīng)失去對(duì)Android生態(tài)系統(tǒng)的控制。這一切的根源，我的判斷是開放策略初期過于寬松，導(dǎo)致失去控制權(quán)。混亂的生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)在用戶上，就是應(yīng)用程序的混亂和粗燥。

一錯(cuò)再錯(cuò)

為此，谷歌開始采取對(duì)策。最近，有國(guó)內(nèi)廠商稱新的Android3.0開始關(guān)閉應(yīng)用程序的API(應(yīng)用程序編程接口)，統(tǒng)一Android界面。這意味著，谷歌將放棄其初始開放策略，開始封閉管理。

粗看之下，谷歌認(rèn)識(shí)到自己的錯(cuò)誤。既然是過度開放導(dǎo)致的錯(cuò)誤，那么收緊開放尺度是很自然的邏輯，無(wú)懈可擊。但我認(rèn)為，谷歌倉(cāng)促收緊開放策略仍然是個(gè)錯(cuò)誤。打個(gè)比喻。如果過度開放的政策是草率結(jié)婚，那么草率的封閉就是草率離婚。這么判斷的原因很簡(jiǎn)單，谷歌把Android開放出去的那一天，Android已經(jīng)不屬于谷歌。谷歌沒有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，還以為Android只是自己的。

合作伙伴對(duì)谷歌封閉政策的反響加強(qiáng)了我的判斷結(jié)論。經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)報(bào)道，國(guó)內(nèi)第一家生產(chǎn)基于Android平臺(tái)的設(shè)計(jì)公司創(chuàng)楊通信，近日已經(jīng)被迫出售。創(chuàng)楊通信負(fù)責(zé)人給出的出售理由是，“因?yàn)椴辉敢飧十?dāng)炮灰而選擇放棄。〞

按照目前Android3.0將統(tǒng)一界面的想法，未來的市場(chǎng)將出現(xiàn)毫無(wú)差異化的產(chǎn)品。這對(duì)于企業(yè)來說，幾乎意味著不可防止的價(jià)格戰(zhàn)。利潤(rùn)空間的微薄，導(dǎo)致合作伙伴生存環(huán)境惡劣。于是大量退出幾乎是一種必然。

除了為合作伙