2X60孔炼焦炉毕业设计.docx

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1、1前言焦炭是一种固体燃料，质硬、多孔、发热量高；烟煤在隔绝空气下加热到950-1050oC,经干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制的焦炭，这一过程称为高温干储。在干储温度为500-700状况下制的焦炭称为半焦。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。炼焦炉是将一次能源（煤）转化为二次能源（焦炭、煤气、化工等产品）的一种困难的能源转换热工设备。近十年来，我国的焦化工业获得了飞速的发展，炼焦技术在理论、工艺及设备等诸多方面有了长足的进步。高温炼焦于1585年提出，1709年英国人达比首次将焦炭用于高炉炼铁。焦炉经验成堆干储、倒焰炉、废热式和蓄

2、热室焦炉四个发展阶段。现代焦炉是指以生产冶金焦、气化焦等为主要目的，可以回收炼焦化学产品的水平室焦炉，它由炉体和附属设备构成。焦炉炉体由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道、炉顶与基础、反抗墙等结构组成，并通过烟道与烟囱相连。炉体的附属设备主要包括：护炉铁件粗煤气导出设备、加热设备及炉门修理站。焦炉的发展趋势是焦炉的大型化和高效化。焦炉大型化就是扩大炭化室容积，增加焦炉的炼焦实力。这可通过增加炭化室的长度、高度和宽度来实现。焦炉高效化是指通过实行可行的技术措施，提高传热强度，缩短结焦时间，使生产实力提高。可通过提高火道温度，用高导热性能的炉墙砖和减薄炉墙厚度等方法来实现。焦化产业是为冶金产业服务的重要

3、基础能源原材料产业，在我国经济建设、社会发展、财政税收及稳定就业方面发挥着重要作用。中国经济持续发展，随着城市化进程的逐步推动，钢材需求持续增长，焦炭产量也呈渐渐递增之势。自2005年焦化行业准入条件实施以来，焦化行业不断加大淘汰落后产能和技术改造力度，努力实现焦炉建设和改造的大型化、自动化、清洁环保化，促进了焦化产业结构的优化升级。为我国焦化行业优化产业结构和节能减排、清洁生产、环保治理、扭亏增盈、提高经济效益发挥了重要作用，也使我国焦化行业高消耗、高排放状况进一步明显改观。本设计的主要内容为2X60孔炼焦炉的设计，分别进行了方案论证，对格子砖高度和烟囱高度工艺计算，最终进行了总结和致谢。2

4、文献综述2.1焦化工业的发展焦化工业与钢铁工业我国钢铁生产的持续高速增长推动了炼焦生产的高速度发展，焦炭产量连续多年快速增加。2010年产量达到38757万吨，同比增长9.13%,其中冶金焦炭36700万吨，占94.69%。焦炭产量的快速增长导致炼焦煤供应惊慌，特殊是优质炼焦煤供应更加惊慌，炼焦煤价格大幅度攀升。同时，高炉大型化、喷吹煤粉等强化冶炼技术的应用，使焦比大幅度下降，焦炭料柱骨架作用更加突出，对焦炭质量提出了更高的要求。增加炼焦配煤中优质炼焦煤的配入比例是提高焦炭质量的有效和通常做法，这进一步加大了炼焦行业对优质炼焦煤的需求，使炼焦行业对优质炼焦煤的需求与优质炼焦煤资源及供应之间的冲

5、突也更加突出。为弥补国内炼焦煤供应惊慌和调剂品种，近年来炼焦煤进口量逐年增加，2010年全国累计的进口炼焦煤4727万吨，同比增长37.05%c,1o如何合理利用煤炭资源，稳定焦炭质量，降低生产成本，提高企业经济效益，满足钢铁工业可持续发展的须要是摆在炼铁和焦化企业面前的紧迫任务，也是长期任务。炼铁和炼焦工作者应携手共同探讨炼铁对焦炭质量的要求，切实解决好我国炼焦煤资源合理利用和炼焦行业健康发展问题，为炼铁行业可持续发展供应质量稳定、牢靠的冶金焦炭。焦化行业的特点现阶段我国焦化行业的特点是：满足持续发展的钢铁工业对焦炭和焦炉煤气的需求；建设现代化大型焦炉替代落后产能，全面提高工艺装备水平；发展

6、捣固炼焦,节约优质炼焦煤；广泛普及节能减排的干熄焦技术；煤调湿技术的开发和起步；真空碳酸钾脱硫脱氧技术的开发和国产化；煤焦油加工装置的大型化；苯加氢技术的推广。中国焦化在世界的地位中国是世界焦炭生产大国，焦炭产量占世界焦炭总产量的36%左右，焦炭出口量占世界焦炭出口贸易总量的50%以上。中国是一个炼焦生产大国，而不是炼焦生产强国，在很多方面还有很大差距。中国是世界第一焦炭出口大国，但是，焦炭质量并不高，焦炭质量还有待进一步提高。中国有数量浩大的焦炉，但小型焦炉较多，装备水平不高。中国的焦化工业是一个较大的工业门类，肯定能为中国的发展和世界经济的发展做出应有的贡献。2.2焦炉发展我国焦化工业，从

7、建国以来大体上经过三次里程碑式的飞跃。第一次飞跃是50年头末至60年头初，我国有了自行设计和自行制造装备的58型焦炉为代表的焦化厂。其次次飞跃是60年头中至70年头初，以攀枝花建设为重点以炭化室高5.5m焦炉为代表，并集中采纳了多项新技术和新装备的焦化厂。第三次飞跃是改革开放以来，以宝钢及部分应用国外技术进行改造扩建而建成的具有80年头水平的焦化厂1958年。鞍山焦化耐火材料设计探讨院成立后，才起先发展真正意义上的中国产的焦炉。1959年，我国首座自行设计的58型焦炉在北京焦化厂建成投产；1967年，我国自行设计的3孔6.Im试验焦炉在鞍钢试验胜利；1971年，我国首座5.5m焦炉在攀钢建成投

8、产；1984年，我国自行设计的单孔8m试验焦炉在鞍钢试验胜利。1985年。我国首座从日本引进的6m焦炉（M型焦炉）在宝钢建成投产；1987年，我国自行设计的首座6m焦炉（JN60型）在北京焦化厂建成投产；2006年，我国首座从德国引进的7.63m焦炉在山东兖矿建成投产；2008年，我国自行设计的首座6.98m焦炉在鞍钢鳏鱼圈建成投产。捣固焦炉炭化室高度从最初的2.8m、3.2m、3.8m到4.3m、5m、5.5m、6.25m的跳动式发展。2.3焦炭质量焦炭质量指标的变更焦炭冷强度是表征常温下焦炭的抗碎实力和耐磨实力。焦炭热强度是反映焦炭在运用环境温度和气氛下，反抗破裂和磨损的实力。焦炭冷强度用

9、M40和MlO表示。抗碎机械强度M40指焦炭在转鼓中转动肯定时间后，大于40mm的重量所占式样总量的百分数。抗耐磨械强度MIO指焦炭在转鼓中转动肯定时间后，小于IOmm的重量所占式样总量的百分数。焦炭的热态性质通常采纳焦炭的反应性指数CRI和反应后强度CSR来表示。CSR以转鼓后大于10mm粒级焦炭占反应后残余焦炭的质量百分数表示。CRI/CSR测试反应性地测量了高温时二氧化碳中的焦炭，以及翻滚后的强度。在测试中，焦炭在1100。C的容器中与CO2气体发生反应，历时2小时。反应后的重量损失等于CR1.焦炭质量指标M40、MlO在高炉块状带具有肯定得模拟性。经过块状带以后，焦炭要经验碳溶反应和高

10、温作业，按M40、MIO的检测过程，已不具有模拟性。日本提出的CRl和CSR,目前己被各国接受，我国已列为国标。但CRl和CSR对焦炭在高炉中的模拟性并不志向，它的不够完善之处不在于对反应温度和CO2缺乏模拟性，而是在于它是在碱金属条件下测定的。事实上高炉中有肯定的碱金属存在，碱金属的存在可使各种焦炭的反应性差别大大缩小。这明显对焦炭质量的正确评定和生产焦炭的原料成本产生干脆影响。提高焦炭质量的途径焦炭在高炉内的作用有：热源、还原剂、渗碳剂、料柱骨架等等。焦炭中除不足1%的碳随高炉煤气逸出，其余全部消耗在高炉中，其大致比例为：风口燃烧55%65%,料线与风口间碳溶反应25%35%,生铁渗碳7%

11、10%,其他元素还原反应及损失2%3%。随着高炉冶炼焦比的降低，风口协助燃料喷吹量的加大，焦炭在风口燃烧的比例相对削减，而消耗于碳溶反应比例增加。SushiKumarGupta博士”等人依据大量文献资料的探讨，总结出在高炉内焦炭自上而下的过程中产生粉化的主要因素：机械冲击和磨损、碳溶损反应、碱浸蚀、高温热力、风口高速鼓风破坏。高炉内焦粉消耗主要因素有三个：碳溶损反应、渗碳反应、焦炭与炉渣反应。当产生的焦粉与消耗的焦粉二者平衡没有焦粉聚集时，高炉即可顺行。焦炭的灰、硫对于炼铁生产是有害杂质。但焦炭灰、硫的降低受到煤资源自身条件限制。因此，依据炼铁生产的具体状况和企业的煤资源状况制定合理的焦炭灰、

12、硫指标是充分、合理利用煤炭资源、降低生产成本的重要措施。“十一五”期间，我国焦化行业对炼焦煤资源优化、合理利用和稳定/提高焦炭质量主要是通过以下技术及管理措施实现的：（1）焦炉大型化技术。截至2010年底，我国炭化室高5.5米捣固焦炉和6米顶装大焦炉的产能已达到1.4亿吨以上。焦炉的大型化对节约优质炼焦煤资源、改善焦炭质量贡献巨大。（2）捣固炼焦工艺技术。截至2010年底，我国捣固焦炉产能已突破1亿吨,对节约资源惊慌的焦煤和肥煤资源贡献突出。依据中焦协焦炭煤资源委员会的调查和统计，实行捣固炼焦工艺技术，焦煤和肥煤配比可分别下降8.9和5.2个百分点，气煤、1/3焦煤和瘦煤配比分别提高4.6、3

13、.5和6.5个百分点。（3）干熄焦技术。在钢铁联合企业焦化厂该技术已得到推广和普及，干熄焦产能已达到约1亿吨。采纳干熄焦技术能明显改善焦炭质量，为改善我国钢铁联合企业焦化厂焦炭质量做出了贡献，间接节约了紧缺的焦煤和肥煤资源。（4）精细优化配煤技术。以煤岩配煤技术为代表的精细优化配煤技术得到推广和应用，使我国焦化行业配煤技术水平上了一个新台阶。进场炼焦煤应用分类及合理堆放、煤场优化管理、焦炭质量指标数值化预料及配煤专家系统的开发及应用，不同规格、形式的试验焦炉的开发、应用都促进了配煤技术向精细化、优化方向发展。“十一五”期间焦炭质量的稳步提高，一方面得益于焦煤和肥煤配入比例的提高，另一方面也得益

14、于上述精细优化配煤技术的推广和应用。（5）焦炭质量探讨。高炉炼铁技术的进步对焦炭质量提出了新的要求。焦炭质量探讨的新进展为炼焦生产及优化配煤，实现炼焦煤资源优化、合理利用指明方向。例如，独立焦化企业，尤其是捣固炼焦企业由片面限制焦炭冷态机械强度到兼顾热态性能，配煤比也从尽可能少配焦煤和肥煤以降低配煤成本过渡到目前适当增加焦煤和肥煤配入比例以生产满足高炉冶炼要求的冶金焦炭。2.4焦炉管理自动化焦炉机械及其发展近年来，由于焦炭市场的火爆，山西境内的各大型焦化厂层出不穷，焦炉机械及配套机械的需求量特别大。目前已形成了适合我国状况的与大、中、小型焦炉配套的全部焦炉机械系列。就整个焦炉机械的发展而言，有

15、3种影响因素：（1）对环境问题越来越重视，公布了一些环境污染限制法，这就影响了全部焦炉机械的设计。（2）为了增加生产实力而运用大容积的焦炉，并缩短结焦时间，就须要生产更坚实和功率更大的机器，也须要对一些费时过程使之机械化。（3）由于职业危害的限制，避开因为工作造成对人身的损害，还需考虑改善操作人员的工作条件。装煤车运行在焦炉炉顶面的装煤车轨道上，其作用是把从煤塔取出并经计量后的煤按作业支配装入炭化室内，并将装煤过程中从装煤孔溢出的烟气导入固定的集尘干管中。上海宝钢焦化厂从日本引进的焦炉机械功能及自动化程度较高，其装煤车具有：（1）转盘给煤装置；（2）电磁开闭炉盖及炉盖的隔热；（3）装煤孔盖泥浆

16、密封的机械化；（4）装煤车上设有点火水洗方式的无烟装煤设施；（5）上升管机械化操作；（6）炉顶面吸尘清扫等功能o推焦车的功能，工作于焦炉机侧，用来推出炭化室内成熟的焦炭，推焦前与推焦后启闭机侧炉门，对机侧炉门、炉框进行清扫和头尾焦处理。推焦时，清扫炭化室顶的石墨。装煤时进行平煤，平煤杆进出炭化室前后启闭小炉门，并设置小炉门清扫和炉台清扫装置等。为了削减操作差错，现今大型焦炉的推焦车一般采纳程序自动限制或半自动限制。为了缩短操作循环时间，使车辆服务于更多的炉孔数，今后车辆的发展尽可能采纳一点停车。实现一点停车，可以削减车辆的启动次数，削减行走距离，提高设备的利用率。拦焦车的功能，拦焦机运行在焦炉焦侧操作台的拦焦机轨道上，其作用是开闭焦侧炉门、对焦侧炉门进行清扫和头尾焦处理。出焦时通过导焦栅将焦炭导入焦罐车或熄焦车内，并将出焦过程产生的烟尘收集起来，导入集尘干管内。拦焦机采纳一次对位，设有集尘罩、机械化导焦