50KG小焦爐試驗

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

【關鍵詞】試驗焦爐；硅碳棒；電加熱

一、側裝式小焦爐現狀

在近些年來開發出來的側裝式小焦爐以其結構形式更具有工藝上的合理性而得到廣泛應用。兩側爐墻加熱，因其結構上是兩側開爐門所以很具有大生成焦爐的相似特性，這種兩側爐門從爐膛內部溫度分布上的特性與生產焦爐趨近，雷同于大焦爐的一個碳化室中截取一段的相似性。但側裝試驗焦爐因兩側是活動的可開關的爐門，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（因爐體的結構性問題，不可能利用其他工具，只能手工），封堵現場一片狼藉，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，那就是耐火泥封堵的爐門經過1000℃以上常時間高溫后已變成非常堅固的狀態，這時若強硬打開爐門會導致爐膛內的爐門口耐火磚受到外力牽拉產生位移或耐火磚的局部損壞，為防止這種情況發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部結構被破壞掉，縫隙產生后更嚴重的直接后果就是導致爐膛漏氣，使得成焦質量嚴重受到影響！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果出現偏差。泥封的爐門在高溫過程中耐火泥會產生龜裂，出現縫隙，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。那么經過以上闡述我們不難知道，即便側裝試驗焦爐有眾多優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，從而影響成焦質量，導致與大焦爐的數據平行性變差；

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、工作環境臟亂不堪；

經過長期的試驗和反復設計優化，在不改變原有試驗焦爐技術特性的基礎上研制開發了新型的密封爐門，優化改進了爐門磚，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，無揮發性物質釋放，不飛塵，高溫特性極為穩定。這種新材料的應用使爐門采用的傳統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閉爐門，一改以往的臟亂差的現場操作。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）；

最大可工作電流：50A 單側；

恒溫維持電流：5～15A；

一般正常運行電流：40A（單側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℃， 升溫速率根據工藝情況設置；

1050℃恒溫，時間根據工藝情況設置；

溫控精度： 1050℃恒溫，精度：±1.5℃；

800～1050℃， 精度：±2℃；

兩側溫度一致性誤差： ±2℃，最優： ±1℃；

溫控方式：閉環模糊PID，支持在線修改，PID數據芯片EEPROM保存

溫度采集：兩側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

結焦時間（h）：12-20（根據實際應用設定）

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爐門）

密封形式：物理結構性密封；

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強度作為衡量焦炭質量的重要指標.但在高爐的實際生產中！與冷態強度相比，熱態性能更能反映焦炭的質量.公司一直致力于提高焦炭質量！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。可以進行焦炭熱性能指標的試驗研究。從而在大高爐上進行生產，改善公司焦炭質量，為公司創造了更大的經濟效益。

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：優化焦爐工藝。