50KG小焦爐試驗

【摘 要】試驗焦爐是根據(jù)煉焦用煤的資源區(qū)別，根據(jù)焦炭質(zhì)量的要求，確定經(jīng)濟合理的用配煤方案等方面的研究和指導實際生產(chǎn)的試驗系統(tǒng)。試驗焦爐模擬工業(yè)焦爐的單孔炭化室，采用側(cè)開的前后爐門（或底開爐門），兩側(cè)獨立加熱，爐頂導出荒煤氣的結(jié)構(gòu)。炭化室的側(cè)爐墻選用炭化硅磚，用以降低能耗，提高傳熱效率，確保溫度調(diào)節(jié)的靈敏性。爐門采用自密封結(jié)構(gòu)，免除傳統(tǒng)手工泥密封的形式，試驗焦爐采用兩側(cè)獨立通道的電加熱方式，加熱體元件為硅碳棒。供配電系統(tǒng)采用雙路三相平衡供電線路，由計算機所執(zhí)行的控制程序通過硬件執(zhí)行實現(xiàn)對兩側(cè)爐墻單獨程序控溫，即減少了對電網(wǎng)的污染又提高了溫控精度。由熱電偶采集的焦餅中心溫度，兩側(cè)爐墻溫度通過計算機顯示和記錄。焦爐保溫層選用輕質(zhì)高鋁耐火材料。

【關(guān)鍵詞】試驗焦爐；硅碳棒；電加熱

一、側(cè)裝式小焦爐現(xiàn)狀

在近些年來開發(fā)出來的側(cè)裝式小焦爐以其結(jié)構(gòu)形式更具有工藝上的合理性而得到廣泛應用。兩側(cè)爐墻加熱，因其結(jié)構(gòu)上是兩側(cè)開爐門所以很具有大生成焦爐的相似特性，這種兩側(cè)爐門從爐膛內(nèi)部溫度分布上的特性與生產(chǎn)焦爐趨近，雷同于大焦爐的一個碳化室中截取一段的相似性。但側(cè)裝試驗焦爐因兩側(cè)是活動的可開關(guān)的爐門，所以密封是一個棘手問題，一直采用耐火泥料進行爐門密封，每次試驗將煤樣在800℃入爐后要由操作人員手工將和好的泥巴摔打到爐門口四周（因爐體的結(jié)構(gòu)性問題，不可能利用其他工具，只能手工），封堵現(xiàn)場一片狼藉，且每次實驗均要和泥手工操作這個過程。當焦爐成焦后出爐時要打開爐門又有一個問題出現(xiàn)，那就是耐火泥封堵的爐門經(jīng)過1000℃以上常時間高溫后已變成非常堅固的狀態(tài)，這時若強硬打開爐門會導致爐膛內(nèi)的爐門口耐火磚受到外力牽拉產(chǎn)生位移或耐火磚的局部損壞，為防止這種情況發(fā)生就需要人工進行清理封堵的耐火泥，操作人員要非常小心否則就會燙傷！在這種情況下經(jīng)過一定時間的使用后爐磚即便沒有損壞也會因爐門的牽引力發(fā)生裂紋，更嚴重的是這會導致爐門磚與碳化室的硅碳磚之間產(chǎn)生分離的縫隙，久而久之這個縫隙會越來越大導致碳化室內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞掉，縫隙產(chǎn)生后更嚴重的直接后果就是導致爐膛漏氣，使得成焦質(zhì)量嚴重受到影響！而且縫隙是由開始的小逐漸變大，即便同樣一個煤樣也會導致最終的實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差。泥封的爐門在高溫過程中耐火泥會產(chǎn)生龜裂，出現(xiàn)縫隙，導致密封效果變差。另外操作人員也無法保證每次和泥的質(zhì)量一致導致龜裂度也不同，也就是導致漏氣率每次也不同。那么經(jīng)過以上闡述我們不難知道，即便側(cè)裝試驗焦爐有眾多優(yōu)點但爐門的密封是一個讓用戶極為頭疼的問題！

（一）采用泥封方式有如下缺點：

1.爐體密封不嚴導致漏氣，從而影響成焦質(zhì)量，導致與大焦爐的數(shù)據(jù)平行性變差；

2.爐體易受損，爐磚使用壽命降低；

3.操作人員勞動強度大、和泥刺激皮膚、時常有被燙傷的可能、工作環(huán)境臟亂不堪；

經(jīng)過長期的試驗和反復設計優(yōu)化，在不改變原有試驗焦爐技術(shù)特性的基礎上研制開發(fā)了新型的密封爐門，優(yōu)化改進了爐門磚，在爐門與爐門磚之間采用成型式耐高溫陶瓷纖維做為密封材料，這種材料耐高溫1600℃（長期），在高溫下不變形，無揮發(fā)性物質(zhì)釋放，不飛塵，高溫特性極為穩(wěn)定。這種新材料的應用使爐門采用的傳統(tǒng)泥密封方式徹底得到變革。新型爐門每次試驗均可輕松自由開啟關(guān)閉爐門，一改以往的臟亂差的現(xiàn)場操作。其密封效果遠非泥封方式所能相比。而新型的免泥封爐門與爐門口磚沒有任何牽引力的存在，同時還能產(chǎn)生一定得預緊力（密封材料本身的緩沖特性）使得爐門密封效果大大改善。

二、技術(shù)指標：

供耗電特性：

供電電源電壓：AC380V±10%，50Hz，三相五線；

AC110V±10%，60Hz（需定制）；

額定輸出功率： 2*35kw（MAX）（配電控制系統(tǒng)）；

最大可工作電流：50A 單側(cè)；

恒溫維持電流：5～15A；

一般正常運行電流：40A（單側(cè)MAX）；

額定耗用功率： 2*（0～25）kw；

集中控制柜待機功耗：30W.MAX（不含計算機）；

溫控特性：

溫控過程：室溫～500℃， 升溫速率4℃/min；

500～800℃， 升溫速率3.3℃/min；

800℃恒溫，保持30min；

800～1050℃， 升溫速率根據(jù)工藝情況設置；

1050℃恒溫，時間根據(jù)工藝情況設置；

溫控精度： 1050℃恒溫，精度：±1.5℃；

800～1050℃， 精度：±2℃；

兩側(cè)溫度一致性誤差： ±2℃，最優(yōu)： ±1℃；

溫控方式：閉環(huán)模糊PID，支持在線修改，PID數(shù)據(jù)芯片EEPROM保存

溫度采集：兩側(cè)爐墻溫度和煤膠餅中心溫度

電爐特性：

工作溫度： 1300℃（MAX）；

額定功率： 50kw（MAX）；

炭化室有效長（mm）：450

炭化室有效寬（mm）： 300

炭化室有效高（mm）：450

炭化室有效容積（m3）： 0.061

結(jié)焦時間（h）：12-20（根據(jù)實際應用設定）

裝煤量（干煤）（kg）：40-50

裝煤堆密度（g/cm3）：720-1050

爐墻溫度（℃）：1100-1200

焦餅中心溫度（℃）：900-1080

最高使用溫度（℃）：1300

煉焦速度：（℃/min）1-3

密封特性：（裝爐與出爐直接自由開關(guān)爐門）

密封形式：物理結(jié)構(gòu)性密封；

密封材料：成型式耐高溫型陶瓷纖維；

材料耐溫：長期耐溫1600℃（MAX）；

配套焦炭檢測裝置特性：

SYD-L01電動落下裝置：

焦箱容量可裝50kg焦炭，焦箱上升高度為1830mm。

安裝形式： 水平安裝

長期以來，我國一直將焦炭的冷態(tài)強度作為衡量焦炭質(zhì)量的重要指標.但在高爐的實際生產(chǎn)中！與冷態(tài)強度相比，熱態(tài)性能更能反映焦炭的質(zhì)量.公司一直致力于提高焦炭質(zhì)量！尤其是改善焦炭熱性能指標作為一個重要項目， 公司于2015年增加了小焦爐試驗設備?？梢赃M行焦炭熱性能指標的試驗研究。從而在大高爐上進行生產(chǎn)，改善公司焦炭質(zhì)量，為公司創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟效益。

作者簡介：郭忠良（1988.12-），男，漢族，籍貫：吉林省舒蘭市，學歷：本科，研究方向：優(yōu)化焦爐工藝。