50KG小焦?fàn)t試驗(yàn)

【摘 要】試驗(yàn)焦?fàn)t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(jì)合理的用配煤方案等方面的研究和指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)的試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)焦?fàn)t模擬工業(yè)焦?fàn)t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(dú)立加熱，爐頂導(dǎo)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(yàn)焦?fàn)t采用兩側(cè)獨(dú)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(jì)算機(jī)所執(zhí)行的控制程序通過(guò)硬件執(zhí)行實(shí)現(xiàn)對(duì)兩側(cè)爐墻單獨(dú)程序控溫，即減少了對(duì)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(guò)計(jì)算機(jī)顯示和記錄。焦?fàn)t保溫層選用輕質(zhì)高鋁耐火材料。

【關(guān)鍵詞】試驗(yàn)焦?fàn)t；硅碳棒；電加熱

一、側(cè)裝式小焦?fàn)t現(xiàn)狀

在近些年來(lái)開發(fā)出來(lái)的側(cè)裝式小焦?fàn)t以其結(jié)構(gòu)形式更具有工藝上的合理性而得到廣泛應(yīng)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?fàn)t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?fàn)t趨近，雷同于大焦?fàn)t的一個(gè)碳化室中截取一段的相似性。但側(cè)裝試驗(yàn)焦?fàn)t因兩側(cè)是活動(dòng)的可開關(guān)的爐門，所以密封是一個(gè)棘手問(wèn)題，一直采用耐火泥料進(jìn)行爐門密封，每次試驗(yàn)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(wèn)題，不可能利用其他工具，只能手工），封堵現(xiàn)場(chǎng)一片狼藉，且每次實(shí)驗(yàn)均要和泥手工操作這個(gè)過(guò)程。當(dāng)焦?fàn)t成焦后出爐時(shí)要打開爐門又有一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)，那就是耐火泥封堵的爐門經(jīng)過(guò)1000℃以上常時(shí)間高溫后已變成非常堅(jiān)固的狀態(tài)，這時(shí)若強(qiáng)硬打開爐門會(huì)導(dǎo)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(jìn)行清理封堵的耐火泥，操作人員要非常小心否則就會(huì)燙傷！在這種情況下經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用后爐磚即便沒(méi)有損壞也會(huì)因爐門的牽引力發(fā)生裂紋，更嚴(yán)重的是這會(huì)導(dǎo)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(gè)縫隙會(huì)越來(lái)越大導(dǎo)致碳化室內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞掉，縫隙產(chǎn)生后更嚴(yán)重的直接后果就是導(dǎo)致爐膛漏氣，使得成焦質(zhì)量嚴(yán)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(gè)煤樣也會(huì)導(dǎo)致最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。泥封的爐門在高溫過(guò)程中耐火泥會(huì)產(chǎn)生龜裂，出現(xiàn)縫隙，導(dǎo)致密封效果變差。另外操作人員也無(wú)法保證每次和泥的質(zhì)量一致導(dǎo)致龜裂度也不同，也就是導(dǎo)致漏氣率每次也不同。那么經(jīng)過(guò)以上闡述我們不難知道，即便側(cè)裝試驗(yàn)焦?fàn)t有眾多優(yōu)點(diǎn)但爐門的密封是一個(gè)讓用戶極為頭疼的問(wèn)題！

（一）采用泥封方式有如下缺點(diǎn)：

1.爐體密封不嚴(yán)導(dǎo)致漏氣，從而影響成焦質(zhì)量，導(dǎo)致與大焦?fàn)t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(dòng)強(qiáng)度大、和泥刺激皮膚、時(shí)常有被燙傷的可能、工作環(huán)境臟亂不堪；

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)和反復(fù)設(shè)計(jì)優(yōu)化，在不改變?cè)性囼?yàn)焦?fàn)t技術(shù)特性的基礎(chǔ)上研制開發(fā)了新型的密封爐門，優(yōu)化改進(jìn)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(zhǎng)期），在高溫下不變形，無(wú)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(yīng)用使?fàn)t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(yàn)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(chǎng)操作。其密封效果遠(yuǎn)非泥封方式所能相比。而新型的免泥封爐門與爐門口磚沒(méi)有任何牽引力的存在，同時(shí)還能產(chǎn)生一定得預(yù)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(biāo)：

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(yùn)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(jī)功耗：30W.MAX（不含計(jì)算機(jī)）；

溫控特性：

溫控過(guò)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(shè)置；

1050℃恒溫，時(shí)間根據(jù)工藝情況設(shè)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(zhǎng)（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(shí)間（h）：12-20（根據(jù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)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(zhǎng)期耐溫1600℃（MAX）；

配套焦炭檢測(cè)裝置特性：

SYD-L01電動(dòng)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(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)一直將焦炭的冷態(tài)強(qiáng)度作為衡量焦炭質(zhì)量的重要指標(biāo).但在高爐的實(shí)際生產(chǎn)中！與冷態(tài)強(qiáng)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(biāo)作為一個(gè)重要項(xiàng)目， 公司于2015年增加了小焦?fàn)t試驗(yàn)設(shè)備?？梢赃M(jìn)行焦炭熱性能指標(biāo)的試驗(yàn)研究。從而在大高爐上進(jìn)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(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：郭忠良（1988.12-），男，漢族，籍貫：吉林省舒蘭市，學(xué)歷：本科，研究方向：優(yōu)化焦?fàn)t工藝。