JN型焦?fàn)t種類繁多,有兩分式、下噴式、側(cè)入式及搗固式等不同類型,具有代表性的有JN60型焦?fàn)t、JN55型焦?fàn)t和JN43型焦?fàn)t。
1.JN60型和JNX60型焦?fàn)t
JN60型焦?fàn)t為雙聯(lián)火道、焦?fàn)t煤氣下噴、廢氣循環(huán)、復(fù)熱式頂裝焦?fàn)t。爐體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:蓄熱室主墻寬度為290mm,采用三溝舌結(jié)構(gòu):單墻寬度為230mm,采用單溝舌結(jié)構(gòu)。斜道寬度為120mm。邊斜道出口寬度為120mm,中部斜道出口寬度為96mm。這樣,即可大量減少磚型,又可提高邊火道溫度。有些焦?fàn)t采用高低燈頭結(jié)構(gòu)。炭化室墻的厚度上下一致,均為100mm。炭化室墻面采用寶塔磚結(jié)構(gòu)。爐頭采用硅磚咬縫結(jié)構(gòu),爐頭磚與保護(hù)板咬合很少。燃燒室由16對雙聯(lián)火道組成。在裝煤孔和爐頭處的炭化室蓋頂用粘土磚砌筑,以防止急冷急熱而過早地?cái)嗔。其余部分均用硅磚,以保持爐頂?shù)恼w性及嚴(yán)密性。爐頂裝煤孔和上升管孔的座磚上加鐵箍。爐頭先砌并設(shè)灌漿孔,以使?fàn)t頂更為嚴(yán)密。爐頂由焦?fàn)t中心線至機(jī)、焦兩側(cè)爐頭,有50mm的坡度,以便排水。焦?fàn)t中心線處的爐頂厚度為1250mm,機(jī)焦側(cè)端部的爐頂厚度為1200mm。
JNX60-87型是1987年專為寶鋼二期焦?fàn)t而設(shè)計(jì)的下調(diào)式焦?fàn)t。它的外形和基本尺寸與JN60型焦?fàn)t相同,亦為雙聯(lián)火道,焦?fàn)t煤氣下噴,廢氣循環(huán)、復(fù)熱式頂裝焦?fàn)t。其不同之處是蓄熱室分格。其優(yōu)點(diǎn)是氣流分布均勻,熱工效率高;火道溫度調(diào)節(jié)是在地下室通過蓄熱室篦子磚上的可調(diào)節(jié)孔調(diào)節(jié),因此調(diào)節(jié)簡便、準(zhǔn)確、容易。其缺點(diǎn)是蓄熱室結(jié)構(gòu)復(fù)雜、砌筑困難;如格子磚堵塞,則不易更換,因此未推廣使用。在總結(jié)了寶鋼二期焦?fàn)t生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)現(xiàn)場結(jié)合,我院又新設(shè)計(jì)了JNX60-2型下調(diào)式焦?fàn)t在寶鋼三期焦?fàn)t上使用。其設(shè)計(jì)作了許多改進(jìn),選用了新材質(zhì),改善了爐頭加熱和操作環(huán)境。
2.JN55型焦?fàn)t
JN55型焦?fàn)t爐體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是,每個炭化室下面有兩個寬度相同的蓄熱室,在蓄熱室異向氣流之間的主墻內(nèi)設(shè)垂直磚煤氣道,單墻和主墻均用帶溝舌的異型磚砌筑,以保持其嚴(yán)密性。斜道區(qū)用硅磚砌筑。斜道寬度為130mm。邊斜道(第1、2、31、32火道)出口為110mm,中部斜道出口寬度為80mm。這既可提高爐頭火道溫度,又可減少斜道區(qū)的磚型數(shù)量。燃燒室由16對雙聯(lián)火道組成。立火道底部設(shè)有廢氣循環(huán)孔,可使焦餅上下加熱均勻。由于打開炭化室爐門時(shí)爐頭下部比上部散熱多,以及在爐頭一對火道內(nèi)設(shè)廢氣循環(huán)容易產(chǎn)生短路,故機(jī)、焦側(cè)爐頭第一對火道下部不設(shè)廢氣循環(huán)孔。機(jī)、焦側(cè)邊火道的寬度減小為280mm(中部各火道寬度為330mm),以減小邊火道的熱負(fù)荷,從而提高邊火道溫度。焦?fàn)t煤氣噴嘴均為低燈頭。沿炭化室高向爐墻厚度一致。爐頭采用直縫結(jié)構(gòu)。爐頂厚度為1174mm。每個炭化室設(shè)有四個裝煤孔和兩個上升管孔。炭化室蓋頂磚以上為粘土磚、紅磚和隔熱磚。爐頂表面層采用缸磚砌筑。
3.JN43型焦?fàn)t
JN43型焦?fàn)t已形成系列,包括JN43-58-1型焦?fàn)t(又稱58型焦?fàn)t)、JN43-58-2型焦?fàn)t(又稱58-2型焦?fàn)t)和JN43-80型焦?fàn)t。JN43型焦?fàn)t是中國早期設(shè)計(jì)和建設(shè)的,其后又經(jīng)多次改進(jìn)。爐體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在每個炭化室(或燃燒室)下面有兩個寬度相同的蓄熱室。在蓄熱室異向氣流之間的主墻內(nèi)設(shè)垂直磚煤氣道,焦?fàn)t煤氣道通過它供入爐內(nèi);在JN43-58-1型和JN43-80型焦?fàn)t上,同向氣流之間的單墻,采用雙溝舌“Z”型磚砌筑,而JN43-58-2型焦?fàn)t則采用標(biāo)準(zhǔn)磚砌筑。蓄熱室下部小煙道頂部采用圓孔擴(kuò)散式箅子磚,以使蓄熱室氣流分布均勻;小煙道兩側(cè)襯以粘土磚,以保護(hù)由硅磚砌筑的單主墻;小煙道底部和蓄熱室封墻均砌有隔熱磚,以減少散熱。斜道出口處設(shè)有可更換的不同厚度的調(diào)節(jié)磚,以調(diào)節(jié)各立火道的煤氣和空氣量。JN43-58-2型焦?fàn)t和JN43-80型焦?fàn)t的爐頭火道,其斜道口寬度較中部立火道的斜道口寬度為大,以提高爐頭溫度。JN43型焦?fàn)t爐體的斜道區(qū)全部用硅磚砌筑。燃燒室由28個立火道組成,每兩個火道為一組,組成雙聯(lián)火道。每對立火道隔墻上部設(shè)有跨越孔,底部設(shè)有廢氣循環(huán)孔。每個炭化室設(shè)有三個裝煤孔和一個或二個上升管孔。JN43-58-1型和JN43-58-2型焦?fàn)t炭化室的蓋頂磚為粘土磚,JN43-80型焦?fàn)t則為硅磚。在炭化室蓋頂磚之上用粘土磚、紅磚和隔熱磚砌筑,以減少爐頂散熱。爐頂表面層,用缸磚砌筑,以提高爐頂表面的耐磨性。JN43-58-1型焦?fàn)t在爐頂設(shè)有烘爐水平道,JN43-58-2型和JN43-80型焦?fàn)t則將烘爐水平道取消,以減少爐頂漏氣和降低爐頂溫度和爐頂空間表面溫度。
JNX43型下調(diào)式焦?fàn)t(僅湘潭鋼鐵公司使用)采用蓄熱室分格設(shè)計(jì),設(shè)有可調(diào)箅子磚孔。特別適用于用貧煤氣加熱的焦化廠。
JNK43-98D型焦?fàn)t是寬炭化室(500mm),雙聯(lián)火道,焦?fàn)t煤氣下噴,廢氣循環(huán)的頂裝焦?fàn)t,是適應(yīng)市場需要而設(shè)計(jì)的一種焦炭質(zhì)量高,爐體壽命長,環(huán)保好,經(jīng)濟(jì)適用,投資省的新型焦?fàn)t。有單熱式和復(fù)熱式兩種結(jié)構(gòu)。此型焦?fàn)t特別適用于山西優(yōu)質(zhì)煤的煉焦,可煉制成優(yōu)質(zhì)的冶金焦和鑄造焦。
4.JND系列搗固焦?fàn)t
JND搗固焦?fàn)t我國設(shè)計(jì)的搗固焦?fàn)t有炭化室高3.2m、3.8m和4.3m三種。這三種焦?fàn)t均為雙聯(lián)火道、廢氣循環(huán)、下噴式焦?fàn)t。JND38型、JND32型焦?fàn)t前兩者炭化室寬460mm,JNDK43型焦?fàn)t炭化室寬為500mm,炭化室錐度均為10mm。搗固焦?fàn)t炭化室墻面第一層磚厚到120mm,爐頂設(shè)上升管孔供排出荒煤氣用,爐頂還設(shè)有排氣孔供與消煙車對接以排出裝煤煙氣或供補(bǔ)充加煤用。
JNDK43-99D型焦?fàn)t是最新設(shè)計(jì)的,國內(nèi)最大的搗固焦?fàn)t,是JNK43-98D型焦?fàn)t的搗固型,因此它具有其一切優(yōu)點(diǎn)。只是為了適合搗固焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)需要更加牢固的特點(diǎn),加大了炭化室中心距。
目前正在開發(fā)設(shè)計(jì)炭化室高5.5m的搗固焦?fàn)t。
5.JN28-97型,JND28-97型焦?fàn)t
JN28-97型,JND28-97型焦?fàn)t是鞍山焦化耐火材料設(shè)計(jì)研究總院結(jié)合我國土焦改造的目標(biāo),特別是針對山西省土焦及改良型焦?fàn)t而設(shè)計(jì)的20萬噸規(guī)模焦化廠使用的頂裝式焦?fàn)t和搗固焦?fàn)t。該兩種型號的焦?fàn)t在設(shè)計(jì)上遵循工藝簡單,適用,技術(shù)裝備水平適中,環(huán)保條件有所改善,投資數(shù)額為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)能夠接受的原則,選用了寬炭化室,粘土磚,寬蓄熱室,雙聯(lián)火道,焦?fàn)t煤氣側(cè)噴,單熱式焦?fàn)t。
由于小型焦?fàn)t采用寬炭化室,雙聯(lián)火道,因此焦碳質(zhì)量高;針對山西缺水,煤氣凈化短流程的特點(diǎn),采用了焦?fàn)t煤氣側(cè)噴加熱;又由于采用粘土磚寬蓄熱室,因此節(jié)省了大量投資。
6.66-5F型,66-5D型焦?fàn)t
66-5F型,66-5D型焦?fàn)t是在原66型焦?fàn)t多年實(shí)踐的基礎(chǔ)上,進(jìn)行多次改進(jìn)而新設(shè)計(jì)的復(fù)熱式66-5F及單熱式66-5D型焦?fàn)t作為10萬噸規(guī)模小型焦化廠的通用爐型,適用于原66型焦?fàn)t大修改造。這兩種爐型為兩分火道,焦?fàn)t煤氣側(cè)噴式焦?fàn)t,結(jié)構(gòu)簡單,嚴(yán)密,投資省。
根據(jù)國家經(jīng)貿(mào)委文件的指示精神,從1999年開始我國已不再批準(zhǔn)建設(shè)炭化室高4m以下的焦?fàn)t。
二、新日鐵M型焦?fàn)t(僅寶山鋼鐵總廠使用)
新日鐵M型焦?fàn)t炭化室高有5.5m、6m、6.5m等不同型號。我國寶鋼所建新日鐵M型焦?fàn)t炭化室高6m、平均寬450mm、長15700mm。其爐體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沿高向分段加熱,蓄熱室分格,空氣和貧煤氣全下噴式供入。蓄熱室沿機(jī)焦側(cè)長向分為16格,其中兩端各1個小格,中部14個大格,每格對應(yīng)兩個立火道,貧煤氣和空氣相間配置。在正常情況下,空氣由管道強(qiáng)制送入分格蓄熱室(送風(fēng)機(jī)出故障時(shí)則由交換開閉器的風(fēng)門吸入)。富煤氣下噴供入爐內(nèi)。每個蓄熱室下有兩個小煙道,一個與煤氣蓄熱室相連,另一個與空氣蓄熱室相連。小煙道在機(jī)、焦側(cè)相通無中心隔墻。小煙道頂無箅子磚,當(dāng)用自然風(fēng)供給空氣時(shí),無法調(diào)節(jié)沿焦?fàn)t機(jī)、焦側(cè)長向的空氣分配。M型焦?fàn)t蓄熱室與兩個燃燒室連通的斜道長度相等,阻力相同,便于爐內(nèi)溫度和壓力制度的管理。燃燒室除邊火道設(shè)置焦?fàn)t煤氣低燈頭外,其余各火道從機(jī)側(cè)起高低燈頭相間排列。高低燈頭均豎立在立火道中央,四面不靠立火道墻。沿燃燒室長向的每個立火道隔墻中都有兩個孔道,一個處于上升氣流,另一個處于下降氣流,每個孔道在不同高度上各開兩個孔,與上升或下降氣流立火道相通。用貧煤氣加熱時(shí),貧煤氣和空氣由立火道底斜道口和立火道隔墻孔道的兩個孔噴出,構(gòu)成三段加熱。用富煤氣加熱時(shí),富煤氣由高低燈頭噴出,空氣由斜道口和立火道隔墻孔道的兩個孔噴出而構(gòu)成三段加熱。三段加熱可拉長火焰,但爐體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,僅燃燒室部分用的異型磚就多達(dá)529種。炭化室下部墻厚120mm,上部爐墻厚100mm。爐頭為咬縫結(jié)構(gòu),爐頭肩部用粘土磚砌筑。
新日鐵M型焦?fàn)t用貧煤氣加熱時(shí),貧煤氣經(jīng)下噴管進(jìn)入單數(shù)蓄熱室的煤氣小格,空氣經(jīng)空氣下噴管進(jìn)入單數(shù)蓄熱室的空氣小格,預(yù)熱后進(jìn)入與該蓄熱室相聯(lián)接的燃燒室的單數(shù)火道(從焦側(cè)向機(jī)側(cè)排列)燃燒。燃燒后的廢氣經(jīng)跨越孔從與單數(shù)火道相聯(lián)的雙數(shù)立火道下降,經(jīng)雙數(shù)蓄熱室各小格進(jìn)入雙數(shù)交換開閉器,再經(jīng)分煙道、總煙道,最后從煙囪進(jìn)入大氣。換向后,氣流方向相反。用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí),對于第一種換向狀態(tài),焦?fàn)t煤氣由焦?fàn)t煤氣下噴管經(jīng)垂直磚煤氣道進(jìn)入各燃燒室的單數(shù)火道,空氣經(jīng)單數(shù)交換開閉器上的風(fēng)門進(jìn)入單數(shù)蓄熱室的各小格,預(yù)熱后進(jìn)入與該蓄熱室相聯(lián)接的燃燒室的單數(shù)立火道,與煤氣相遇燃燒,燃燒產(chǎn)生的廢氣流動途徑與貧煤氣加熱時(shí)相同。新日鐵M型焦?fàn)t與我國JN43型焦?fàn)t不同,它是采用同位燃燒方式,而JN43型焦?fàn)t是相間燃燒方式。
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