一种用于焦炉试验的装置及方法

摘要

本发明提供了一种用于焦炉试验的装置，包括：炭化室，所述炭化室设有活动挡墙，所述活动挡墙将炭化室分隔为相互独立的第一炭化室和第二炭化室；与所述第一炭化室相通的第一导煤槽；与所述第二炭化室相通的第二导煤槽；与所述第一导煤槽和第二导煤槽相通的装煤孔，所述装煤孔设有控制档板；设置在炭化室周围的燃烧室。与现有技术相比，本发明提供的用于焦炉试验的装置能够同时进行两个配比的焦炉试验，从而使基准期和试验期在完全相同的条件下进行试验，降低试验外因引起的误差，实现了在保证误差满足试验要求的基础上，能够提高焦炉试验的效率，且成本低。

权利要求

1.一种用于焦炉试验的装置，包括：

炭化室，所述炭化室设有活动挡墙，所述活动挡墙将炭化室分隔为相互独立的第一炭化室和第二炭化室；所述活动挡墙的材质耐高温性能大于等于1200℃；

与所述第一炭化室相通的第一导煤槽；

与所述第二炭化室相通的第二导煤槽；所述第一导煤槽和第二导煤槽的材质耐高温性能大于等于800℃；

与所述第一导煤槽和第二导煤槽相通的装煤孔，所述装煤孔设有控制档板；

设置在炭化室周围的燃烧室。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述炭化室的有效长度为750mm～850mm，有效宽度为450mm～550mm，有效高度为850mm～950mm。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一炭化室和第二炭化室的装煤量相等。

4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，还包括：设置在炭化室顶部的平煤装置，所述平煤装置设有平煤孔。

5.一种权利要求1～3任一项所述的装置用于焦炉试验的方法，包括以下步骤：a)将两组不同配比的煤料在控制档板的作用下由装煤孔分别经第一导煤槽和第二导煤槽，分别装满第一炭化室和第二炭化室；

b)在燃烧室的加热下，对炭化室中的煤料进行加热炼焦，得到焦炭。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述煤料的粒度为小于等于3mm，水分为8％～12％。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b)所述燃烧室采用煤气燃烧的方式进行加热。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b)所述加热炼焦的温度为1030℃～

1070℃，时间为18h～22h。

说明书

一种用于焦炉试验的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钢铁冶金行业中的焦化技术领域，更具体地说，是涉及一种用于焦炉试验的装置及方法。

背景技术

[0002] 我国的煤炭、焦炭产量均居世界首位，评价煤炭的炼焦性质、选择炼焦用煤以及预测焦炭质量的试验历来受到高度的重视。目前，各种型式的试验焦炉一直处在发展之中，国内外现有多种类型的试验焦炉；其中，按炭化室用砖分为粘土砖、高铝砖、镁铝砖和碳化硅砖；按加热方式分为煤气加热和电加热；按炭化室宽度分为固定炉宽(150～500mm)和可变幅炉宽；按装煤方式分为顶装、侧装及底装；按试验规模分为500kg、400kg、200kg、40kg、15kg等。

[0003] 随着炼焦事业的快速发展，经过统一化、标准化后，200kg试验焦炉成为我国试验焦炉的里程碑，为了制定出新的中国煤分类方案，从全国各煤矿采集了176个煤样，在200kg试验焦炉上进行炼焦试验，据此确定各煤种的炼焦特性。200kg试验焦炉的炼焦结果，对我国现行的煤炭分类(炼焦用煤)起到了举足轻重的作用。

[0004] 但是，在进行200kg焦炉试验时，为了降低误差，每个配比均需开展两炉试验，且每次配煤试验均需开展基准期试验，而一炉试验成本约为5000元/t，且上述焦炉试验方式时间周期长、时效性差，因此，现有技术中的焦炉试验方法效率低、成本高。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于焦炉试验的装置及方法，本发明提供的用于焦炉试验的装置及方法在保证误差满足试验要求的基础上，能够提高焦炉试验的效率，且成本低。

[0006] 本发明提供了一种用于焦炉试验的装置，包括：

[0007] 炭化室，所述炭化室设有活动挡墙，所述活动挡墙将炭化室分隔为相互独立的第一炭化室和第二炭化室；

[0008] 与所述第一炭化室相通的第一导煤槽；

[0009] 与所述第二炭化室相通的第二导煤槽；

[0010] 与所述第一导煤槽和第二导煤槽相通的装煤孔，所述装煤孔设有控制档板；

[0011] 设置在炭化室周围的燃烧室。

[0012] 优选的，所述炭化室的有效长度为750mm～850mm，有效宽度为450mm～550mm，有效高度为850mm～950mm。

[0013] 优选的，所述第一炭化室和第二炭化室的装煤量相等。

[0014] 优选的，所述活动挡墙的材质耐高温性能大于等于1200℃。

[0015] 优选的，所述第一导煤槽和第二导煤槽的材质耐高温性能大于等于800℃。

[0016] 优选的，还包括：

[0017] 设置在炭化室顶部的平煤装置，所述平煤装置设有平煤孔。

[0018] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的装置用于焦炉试验的方法，包括以下步骤：

[0019] a)将两组不同配比的煤料在控制档板的作用下由装煤孔分别经第一导煤槽和第二导煤槽，分别装满第一炭化室和第二炭化室；

[0020] b)在燃烧室的加热下，对炭化室中的煤料进行加热炼焦，得到焦炭。

[0021] 优选的，步骤a)中所述煤料的粒度为小于等于3mm，水分为8％～12％。

[0022] 优选的，步骤b)所述燃烧室采用煤气燃烧的方式进行加热。

[0023] 优选的，步骤b)所述加热炼焦的温度为1030℃～1070℃，时间为18h～22h。

[0024] 本发明提供了一种用于焦炉试验的装置，包括：炭化室，所述炭化室设有活动挡墙，所述活动挡墙将炭化室分隔为相互独立的第一炭化室和第二炭化室；与所述第一炭化室相通的第一导煤槽；与所述第二炭化室相通的第二导煤槽；与所述第一导煤槽和第二导煤槽相通的装煤孔，所述装煤孔设有控制档板；设置在炭化室周围的燃烧室。与现有技术相比，本发明提供的用于焦炉试验的装置能够同时进行两个配比的焦炉试验，从而使基准期和试验期在完全相同的条件下进行试验，降低试验外因引起的误差，实现了在保证误差满足试验要求的基础上，能够提高焦炉试验的效率，且成本低。

附图说明

[0025] 图1为本发明实施例提供的用于焦炉试验的装置的结构示意图。

具体实施方式

[0026] 下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 本发明提供了一种用于焦炉试验的装置，包括：

[0028] 炭化室，所述炭化室设有活动挡墙，所述活动挡墙将炭化室分隔为相互独立的第一炭化室和第二炭化室；

[0029] 与所述第一炭化室相通的第一导煤槽；

[0030] 与所述第二炭化室相通的第二导煤槽；

[0031] 与所述第一导煤槽和第二导煤槽相通的装煤孔，所述装煤孔设有控制档板；

[0032] 设置在炭化室周围的燃烧室。

[0033] 请参见图1，图1为本发明实施例提供的用于焦炉试验的装置的结构示意图，其中，1为炭化室，2为活动挡墙，3为第一炭化室，4为第二炭化室，5为第一导煤槽，6为第二导煤槽，7为装煤孔，8为控制档板，9为燃烧室。

[0034] 在本发明中，所述炭化室(1)用于进行加热炼焦，使煤料在隔绝空气条件下受热变成焦炭。在本发明中，所述炭化室(1)的有效长度优选为750mm～850mm，更优选为800mm；所述炭化室(1)的有效宽度优选为450mm～550mm，更优选为500mm，所述炭化室(1)的有效高度优选为850mm～950mm，更优选为900mm。在本发明一个优选的实施例中，所述炭化室(1)的有效长度为800mm，有效宽度为500mm，有效高度为900mm，经计算，其容积为0.36m3，常规装煤量为230kg(干基)。

[0035] 在本发明中，所述炭化室(1)设有活动挡墙(2)，所述活动挡墙(2)将炭化室(1)分隔为相互独立的第一炭化室(3)和第二炭化室(4)。在本发明中，所述活动挡墙(2)的材质耐高温性能优选大于等于1200℃；本发明对所述活动挡墙(2)的材质种类没有特殊限制，采用满足上述耐高温性能的耐火材料即可。另外，本发明对所述活动挡墙(2)的厚度没有特殊限制，能够实现将所述炭化室(1)进行分隔且不会因为煤料加入而产生移动、变形及破坏即可；同时，所述活动挡墙(2)具有便于安取。

[0036] 在本发明中，所述第一炭化室(3)和第二炭化室(4)的装煤量相等；即所述活动挡墙(2)将炭化室(1)平均分隔为相互独立的第一炭化室(3)和第二炭化室(4)。在本发明中，所述第一炭化室(3)和第二炭化室(4)相互独立，各自装满煤料在进行加热炼焦时相互不影响。

[0037] 在本发明中，所述第一炭化室(3)与第一导煤槽(5)相通；煤料能够通过第一导煤槽(5)装入第一炭化室(3)。在本发明中，所述第二炭化室(4)与第二导煤槽(6)相通；煤料能够通过第二导煤槽(6)装入第二炭化室(4)。在本发明中，所述第一导煤槽(5)和第二导煤槽(6)的材质耐高温性能优选大于等于800℃；本发明对所述第一导煤槽(5)和第二导煤槽(6)的材质种类没有特殊限制，采用满足上述耐高温性能的耐火材料即可。

[0038] 在本发明中，所述第一导煤槽(5)和第二导煤槽(6)均与装煤孔(7)相通。在本发明，所述装煤孔(7)用于将煤料送入炭化室(1)；所述煤料采用本领域技术人员熟知的装煤斗槽在起重机械的作用下送入装煤孔(7)，本发明对此没有特殊限制。在本发明中，所述装煤孔(7)设有控制档板(8)；所述控制档板(8)能够实现将不同配比的煤料分别经第一导煤槽(5)和第二导煤槽(6)，分别装入第一炭化室(3)和第二炭化室(4)。

[0039] 在本发明中，所述炭化室(1)周围设置有燃烧室(9)；所述燃烧室(9)能够通过燃烧煤气产生热量，从而对炭化室进行加热。

[0040] 在本发明中，所述用于焦炉试验的装置优选还包括：

[0041] 设置在炭化室(1)顶部的平煤装置，所述平煤装置设有平煤孔。本发明通过设置在平煤装置上的平煤孔对炭化室(1)中的煤料进行平煤操作，使装入炭化室(1)中的煤料料面平整。

[0042] 本发明还提供了一种上述技术方案所述的装置用于焦炉试验的方法，包括以下步骤：

[0043] a)将两组不同配比的煤料在控制档板的作用下由装煤孔分别经第一导煤槽和第二导煤槽，分别装满第一炭化室和第二炭化室；

[0044] b)在燃烧室的加热下，对炭化室中的煤料进行加热炼焦，得到焦炭。

[0045] 本发明首先将两组不同配比的煤料在控制档板的作用下由装煤孔分别经第一导煤槽和第二导煤槽，分别装满第一炭化室和第二炭化室。在本发明中，所述两组不同配比的煤料分别为基准期配煤方案的煤料和试验期配煤方案的煤料，本发明能够使基准期和试验期在完全相同的条件下进行试验，从而降低试验外因引起的误差。在本发明中，所述煤料的粒度优选为小于等于3mm；本发明通过破碎将所述煤料的粒度控制在上述粒度要求以内，本发明对所述破碎的方式没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的煤料破碎的技术方案即可。在本发明中，所述煤料的水分优选为8％～12％，更优选为10％。

[0046] 在本发明中，不同配比的煤料放置在本领域技术人员熟知的装煤斗槽中；本发明优选在起重机械的作用下将装煤斗槽中的煤料送入装煤孔。本发明通过控制设置在装煤孔上的控制档板，将第一组配比的煤料经第一导煤槽装满第一炭化，之后，调整所述控制档板，将第二组配比的煤料(与第一组配比不同)经第二导煤槽装满第二炭化。

[0047] 将两组不同配比的煤料分别装满第一炭化室和第二炭化室后，本发明优选还包括：

[0048] 对装满第一炭化室的煤料和装满第二炭化室的煤料进行平煤操作。在本发明中，所述平煤操作的目的是使装满第一炭化室的煤料和装满第二炭化室的煤料料面平整。

[0049] 完成在炭化室的装煤过程后，本发明在燃烧室的加热下，对炭化室中的煤料进行加热炼焦，得到焦炭。在本发明中，所述燃烧室优选采用煤气燃烧的方式进行加热；本发明通过燃烧煤气产生热量，从而对炭化室进行加热。

[0050] 在本发明中，所述加热炼焦的过程需要在隔绝空气的条件下进行；本发明通过关闭装煤孔及平煤孔等操作对炭化室进行封闭。在本发明中，所述加热炼焦的温度优选为1030℃～1070℃，更优选为1050℃；所述加热炼焦的时间优选为18h～22h，更优选为20h。在本发明中，经过加热炼焦，得到成熟焦炭，推出焦炭完成一次焦炉试验。

[0051] 本发明提供了一种用于焦炉试验的装置，包括：炭化室，所述炭化室设有活动挡墙，所述活动挡墙将炭化室分隔为相互独立的第一炭化室和第二炭化室；与所述第一炭化室相通的第一导煤槽；与所述第二炭化室相通的第二导煤槽；与所述第一导煤槽和第二导煤槽相通的装煤孔，所述装煤孔设有控制档板；设置在炭化室周围的燃烧室。与现有技术相比，本发明提供的用于焦炉试验的装置能够同时进行两个配比的焦炉试验，从而使基准期和试验期在完全相同的条件下进行试验，降低试验外因引起的误差，实现了在保证误差满足试验要求的基础上，能够提高焦炉试验的效率，且成本低。

[0052] 为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。

[0053] 实施例1

[0054] 本发明实施例1提供的用于焦炉试验的装置采用图1的结构示意图，其中，1为炭化室，2为活动挡墙，3为第一炭化室，4为第二炭化室，5为第一导煤槽，6为第二导煤槽，7为装煤孔，8为控制档板，9为燃烧室。

[0055] 所述炭化室(1)的有效长度为800mm，有效宽度为500mm，有效高度为900mm，经计算，其容积为0.36m3，常规装煤量为230kg(干基)。

[0056] 所述活动挡墙(2)的耐高温性能大于等于1200℃；

[0057] 所述第一导煤槽(5)和第二导煤槽(6)的耐高温性能大于等于800℃。

[0058] 采用上述装置用于焦炉试验的方法：

[0059] (1)两组不同配比的煤料按表1的配煤方案设置基准期和试验期，并且进行平行试验，每个配煤方案进行两炉次试验。

[0060] 表1两组不同配比的煤料进行平行试验的配煤方案

[0061]方案号 气煤 肥煤 1/3焦煤 焦煤 瘦煤
基准期1 10 15 20 30 15
试验期1 10 20 15 35 10
基准期2 10 15 20 30 15
试验期2 10 20 15 35 10

[0062] 按照上述配煤方案取试验用单种煤样，并进行破碎，要求粒度≤3mm，然后按照试验配煤方案进行混合，充分混合均匀，要求混合均匀后的煤料水分为10％，之后将不同配比的煤料分别装入到装煤斗槽中。

[0063] (2)在起重机械的作用下将装煤斗槽中的基准期1的煤料送入装煤孔，通过控制设置在装煤孔上的控制档板，将其经第一导煤槽装满第一炭化；之后，调整所述控制档板，将试验期1的煤料采用相同的方式经第二导煤槽装满第二炭化；装煤完成后，通过设置在平煤装置上的平煤孔对装满第一炭化室的煤料和装满第二炭化室的煤料进行平煤操作，使装满第一炭化室的煤料和装满第二炭化室的煤料料面平整。

[0064] (3)关闭装煤孔及平煤孔，使炭化室隔绝空气，在燃烧室采用煤气燃烧的方式产生热量，对炭化室进行加热炼焦，温度为1050℃，时间为20h，得到成熟焦炭，推出焦炭完成一次焦炉试验；

[0065] (4)重复步骤(2)～(3)对基准期2和试验期2的煤料进行一次焦炉试验。

[0066] 本发明实施例1提供的焦炉试验的试验结果参见表2所示。

[0067] 表2本发明实施例1提供的焦炉试验的试验结果

[0068]方案号 M25 M10 CRI CSR
基准期1 86.4 6.8 31.5 60.6
试验期1 88.7 6.2 29.4 62.8
基准期2 86.6 6.7 31.2 60.8
试验期2 88.6 6.1 29.2 63.2

[0069] 其中，M25为焦炭抗碎强度，M10为焦炭耐磨强度，CRI为焦炭反应性，CSR为焦炭反应后强度。

[0070] 将该试验结果与现有技术中的200kg试验焦炉进行相同煤料、相同加热炼焦条件的焦炉试验(四次焦炉试验)的数据进行比较，其中，现有技术中的200kg试验焦炉的炭化室的有效长度为800mm，有效宽度为500mm，有效高度为900mm，容积为0.36m3，常规装煤量为230kg。

[0071] 现有技术中的200kg试验焦炉进行焦炉试验的试验结果参见表3所示。

[0072] 表3现有技术中的200kg试验焦炉进行焦炉试验的试验结果

[0073]方案号 M25 M10 CRI CSR
基准期1 86.3 6.7 31.7 60.2
试验期1 88.5 6.4 29.5 63.0
基准期2 86.2 6.6 31.4 60.4
试验期2 88.8 6.2 29.0 62.9

[0074] 通过比较可知，本发明提供的用于焦炉试验的装置及方法在保证误差满足试验要求的基础上，能够提高焦炉试验的效率，每次试验可减少一半的试验量；并且，一次焦炉试验成本节约2500元/t，以目前焦炉试验的实际情况计算，每年进行80～160炉次的焦炉试验，节约成本20～40万元。

[0075] 所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。