一种铸造型焦的生产方法及其使用的设备系统
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1.一种铸造型焦的生产方法，该方法包括配料、粉碎、冷搅拌、热 搅拌、成型和炭化结焦，其特征在于：
A.该铸造焦的原料组份及重量份数为：
无烟煤：45-65份 焦粉：％20份 石油焦：8-20份
焦煤或肥煤：10-30份 煤焦油沥青：5-10份
B.其生产方法包括下列步骤：
①粉碎原料：将无烟煤、焦粉、石油焦、焦煤或肥煤和煤焦油沥青按 下列粒度要求粉碎：
无烟煤：≤3mm 焦粉：≤1mm 石油焦：≤1mm
焦煤或肥煤：≤2mm 煤焦油沥青：≤1mm
②配料：将粉碎好的各种原料放置在各储料斗中，并经给料器按所述 配比定量送到皮带输送机上；
③搅拌混合料：由皮带输送机送来的混合料在冷搅拌机搅拌2-4分钟， 接着由皮带输送机把混合料送到定量分料刮板机分料至各热搅拌机中搅拌 4-6分钟，搅拌中加入过热蒸汽；
④模压成型：将热搅拌后的料温达100-150℃的混合料送入成型机中 模压成型，得到型煤。
⑤炭化：将型煤经转载进入储料仓，由储料仓送入炉后自动卸车装入 特制炭化炉，温度由600℃连续升到1200℃，经8-12小时后降温；
⑥熄焦：将炭化炉烧结的焦送入熄焦池。
2.如权利要求1所述的铸造型焦的生产方法，其特征在于：
A.所述铸造焦的原料组份及重量份数为：
无烟煤：60份 焦粉：8份 石油焦：8份
焦煤或肥煤：17份 煤焦油沥青：7份
B.其生产方法中粉碎原料的粒度为：
无烟煤：3-2mm占15％，2-1mm占20％，1-0mm占65％；
焦粉：1-0.5mm占50％，0.5-0mm占50％；
石油焦：1-0.5mm占50，0.5-0mm占50％；
煤焦煤或肥煤：2-1mm占20％，1-0.5mm占20％，0.5-0mm占60％；
煤焦油沥青：1-0mm占100％。
3.一种如权利要求1所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，包 括配料仓、粉碎机，冷搅拌机、热搅拌机、成型机、炭化炉，其特征在于： 所述设备系统按加工顺序依次为：若干配料仓(1)，各有给料机(2)经 皮带输送机(3)将料送入粉碎机(4)，该粉碎机(4)的出料经皮带输送 机(25)送入缓储斗(6)，该各缓储斗(6)的料由给料机(7)经一皮带 输送机(8)集中送入一冷搅拌机(9)、冷搅拌后的料经皮带输送机(10) 送入一储料斗(11)，再经送料机(12)、皮带输送机(13)送至一定量分 料刮板机(14)，该刮板分料机设有多个出料口各将料送至若干并列设置 的计量斗(15)，该各计量斗送出的料各经定量给料机(16)送入各热搅 拌机(17)，经热搅拌的料各送入成型机(18)，成型后的料经皮带输送机 (19)集中并顺序经大倾角胶带机(20)提升送至皮带输送机(21)，将 料分别送入若干半成品缓储仓(22)，经给料机(23)将料装进入料自卸 车(24)，各入料自卸车将料分别送入炭化炉(5)，经烧结、熄灭后的成 品分别送入相应的成品提升斗(26)，各成品经皮带输送机(27)、大倾角 胶带机(28)提升送至皮带输送机(29)，分别进入成品仓(30)，经给料 机(31)送到统一的皮带输送机(32)，分别装入汽车(33)和/或火车(34)；
其中，炭化炉(5)的构造为：它包括单孔炉(51)、操作平台(52)、 熄焦池(53)及温控、烟气检测系统，该炭化炉组(5)由一至多个单孔 炉(51)组成；
每个单孔炉(51)由炉体(501)、炭化室(502)、燃烧室(503)，配 风装置及烟道组成；
炉体(501)的外壳内设有纵向呈前高后低的阶梯形、横向呈180度 半圆形的拱顶(505)，该拱顶为双层结构，由受热层(506)、受力层(507) 组成，其材质为耐火材料；
拱顶下为炭化室(502)，该炭化室呈前高后低的倾斜构造；
炭化室下为燃烧室(503)，该燃烧室有用耐火砖铺成的呈20-50度倾 斜的前高后低的斜平面炉底(508)与阶梯拱顶相应，燃烧室上端有装设 料门的进料炉门(509)连接进进料平台，下端有装设炉门的出料炉门(510) 连接熄焦池(3)；
炉体内设有2-6个垂直烟道(504)及支烟道(511)，该烟道上端连通 燃烧室(503)，下端连通分烟道(54)，该分烟道连通烟囱；
炭化室(502)前、后端各设有一个炭化室配风口(514)；
在炉体(501)前、后两端各设置两个烟道配风口(515)。
4.如权利要求3所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，其特征 在于：所述各配风孔(514)、(515)各单独设置一个执行器，该执行器由 计算机或PLC进行控制。
5.如权利要求3所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，其特征 在于：所述配风孔，炉内烟道内设有热电偶，该热电偶连接控制配风量的 计算机或PLC。
6.权利要求3所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，其特征在 于：在烟道上设有烟气自动检测系统。
7.如权利要求3所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，其特征 在于：所述由多个单孔炉组成的炭化炉组，其相邻两个单孔炉之间架设有 耐高温梁(516)，其材质为耐高温钢筋浇灌耐高温水泥。
8.如权利要求3所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，其特征 在于：所述炭化炉(5)的进料炉口(509)装设有伸入炭化室(502)内 的进料口炉门(517)，该炉门装在炉门架(518)上，该炉门架铰接于炉 体框架；所述出料炉口(510)装设有伸入炭化室内的出料口炉门(520)， 该炉门装在炉门架(521)上，该炉门架铰接于炉体框架。
9.如权利要求3所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，其特征 在于：所述定量分料刮板机(14)的构造为：该刮板机有一槽形箱体(141)， 箱内有机械传动回转的刮板，箱体一端上方设有入料口(142)，箱体底板 上设有若干分料口(143)，每一分料口下设有一可调闸门(144)，从该闸 门落下的料进入贮料斗(15)，该贮料斗的下方设有定量给料机(16)，该 定量给料机为(16)设有定量装置的皮带输送机，该定量装置由自控系统 控制。
技术领域
本发明涉及冶金行业使用的焦炭，具体地说是一种铸造型焦的生产方 法及其使用的设备系统。
背景技术
由于是以焦煤为主，原料的挥发份在30％左右，有15％的挥发份要进 行化产回收，因此所需回收设备多，投资大，而且在回收过程中，氰化物 等物质回收时，造成大量水污染，大气污染，不利于环保。这种焦炉入、 出料时需要装煤车，平炼(或捣固)装置、推焦车等庞大的机械设备，工 作环境差，很难实现操作机械化和自动化。
这种焦炉所用原料所含的灰份，硫份等有害杂质多，不易洗选，入炉 后原料堆积在一起，造成产品块度大小不一，气孔率高，成焦质量差。
发明内容
本发明的目的是这样实现的：
一种铸造型焦的生产方法，该方法包括配料、粉碎、冷搅拌、热搅拌、 成型和炭化结焦，
A.该铸造焦的原料组份及重量份数为：
无烟煤：45-65份 焦粉：7-20份 石油焦：8-20份
焦煤或肥煤：10-30份 煤焦油沥青：5-10份
B.其生产方法包括下列步骤：
①粉碎原料：将无烟煤、焦粉、石油焦、焦煤或肥煤和煤焦油沥青按 下列粒度要求粉碎：
无烟煤：≤3mm 焦粉：≤1mm 石油焦：≤1mm
焦煤或肥煤：≤2mm 煤焦油沥青：≤1mm
②配料：将粉碎好的各种原料放置在各储料斗中，并经给料器按所述 配比定量送到皮带输送机上；
③搅拌混合料；由皮带输送机送来的混合料在冷搅拌机搅拌2-4分钟， 接着由皮带输送机把混合料送到定量分料刮板机分料至各热搅拌机中搅拌 4-6分钟，搅拌中加入过热蒸汽；
④模压成型：将热搅拌后的料温达100-150℃的混合料送入成型机中 模压成型，得到型煤。
⑤炭化：将型煤经转载进入储料仓，由储料仓送入炉后自动卸车装入 特制炭化炉，温度由600℃连续升到1200℃，经8-12小时后降温；
⑥熄焦：将炭化炉烧结的焦送入熄焦池。
在一具体实施例中，所述铸造焦的原料组份及重量份数为：
无烟煤：60份 焦粉：8份 石油焦：8份
焦煤或肥煤：17份 煤焦油沥青：7份
该实施例生产方法中粉碎原料的粒度为：
无烟煤：3-2mm占15％，2-1mm占20％，1-0mm占65％；
焦粉：1-0.5mm占50％，0.5-0mm占50％；
石油焦：1-0.5mm占50，0.5-0mm占50％；
煤焦煤或肥煤：2-1mm占20％，1-0.5mm占20％，0.5-0mm占60％；
煤焦油沥青：1-0mm占100％。
一种如权利要求1所述的铸造型焦生产方法使用的设备系统，包括配 料仓、粉碎机，冷搅拌机、热搅拌机、成型机、炭化炉，所述设备系统按 加工顺序依次为：若干配料仓，各有给料机经皮带输送机将料送入粉碎机， 该粉碎机的出料经皮带输送机送入缓储斗，该各缓储斗的料由给料机经一 皮带输送机集中送入一冷搅拌机、冷搅拌后的料经皮带输送机送入一储料 斗，再经送料机、皮带输送机送至一定量分料刮板机，该刮板分料机设有 多个出料口各将料送至若干并列设置的计量斗，该各计量斗送出的料各经 定量给料机送入各热搅拌机，经热搅拌的料各送入成型机，成型后的料经 皮带输送机集中并顺序经大倾角胶带机提升送至皮带输送机，将料分别送 入若干半成品缓储仓，经给料机将料装进入料自卸车，各入料自卸车将料 分别送入炭化炉，经烧结、熄灭后的成品分别送入相应的成品提升斗，各 成品经皮带输送机、大倾角胶带机提升送至皮带输送机，分别进入成品仓， 经给料机送到统一的皮带输送机，分别装入汽车和/或火车；
其中，炭化炉的构造为：它包括单孔炉、操作平台、熄焦池及温控、 烟气检测系统，该炭化炉组由一至多个单孔炉组成；
每个单孔炉由炉体、炭化室、燃烧室，配风装置及烟道组成；
炉体的外壳内设有纵向呈前高后低的阶梯形、横向呈180度半圆形的 拱顶，该拱顶为双层结构，由受热层、受力层组成，其材质为耐火材料；
拱顶下为炭化室，该炭化室呈前高后低的倾斜构造；
炭化室下为燃烧室，该燃烧室有用耐火砖铺成的呈20-50度倾斜的前 高后低的斜平面炉底与阶梯拱顶相应，燃烧室上端有装设料门的进料炉门 连接进进料平台，下端有装设炉门的出料炉门连接熄焦池；
炉体内设有2-6个垂直烟道及支烟道，该烟道上端连通燃烧室，下端 连通分烟道，该分烟道连通烟囱；
炭化室前、后端各设有一个炭化室配风口；
在炉体前、后两端各设置两个烟道配风口。
所述各配风孔各单独设置一个执行器，该执行器由计算机或PLC进行 控制。
所述配风孔，炉内烟道内设有热电偶，该热电偶连接控制配风量的计 算机或PLC。
在烟道上设有烟气自动检测系统。
所述由多个单孔炉组成的炭化炉组，其相邻两个单孔炉之间架设有耐 高温梁，其材质为耐高温钢筋浇灌耐高温水泥。
所述炭化炉的进料炉口装设有伸入炭化室内的进料口炉门，该炉门装 在炉门架上，该炉门架铰接于炉体框架；所述出料炉口装设有伸入炭化室 内的出料口炉门，该炉门装在炉门架上，该炉门架铰接于炉体框架。
所述定量分料刮板机的构造为：该刮板机有一槽形箱体，箱内有机械 传动回转的刮板，箱体一端上方设有入料口，箱体底板上设有若干分料口， 每一分料口下设有一可调闸门，从该闸门落下的料进入贮料斗，该贮料斗 的下方设有定量给料机，该定量给料机为设有定量装置的皮带输送机，该 定量装置由自控系统控制。
本发明有以下积极有益的效果：
1.本发明的生产方法，使用以大烟煤为主要原料制成的成型焦坯， 总挥发份为12-15％，克服了焦煤含量少，扩大了炼煤资源，同时由于原 料挥发份全部烧炼，无需化产回收设施，有利于环境保护，由于炭化炉为 斜底结构，不须推焦车等设备，可实现出入料自动化，减少劳动强度。所 出产品为密度一致(1.2-1.39/cm3)，大小一致的焦坯，故产品外形一致，气 孔牢固适中，又因无烟煤含硫、灰分等杂质少易于洗选，故型焦质量高。
2.本发明生产方法使用的设备系统中使用了定量分料刮板机及特殊 设计的炭化炉，该定量分料刮板机与储料斗合理组合，设置于冷搅拌机与 热搅拌机之间。这样可以使用一台大型冷搅拌机供应多台热搅拌机，冷搅 拌机只用一台，简化了系统结构，而分料至多台小型的热搅拌机可以提高 热效率，加热速度快，温度可高达100-120，保证了下工序煤焦质量。
本发明的使用的特殊设计的炭化炉，具有以下优点：
1.拱顶采用纵向呈前高后低阶梯形、横向呈180度半圆形的拱顶双 层结构，该拱顶内层为受热层，外层为受力层。半圆形拱顶受力结构合理， 有利于热辐射，高效利用热能，减少炭化结焦时间；双层拱顶结构使炉子 的使用寿命增长，并利于检修。
2.炉底由耐火砖铺成20-50度的倾斜平面，入料，出料依靠自滑，不 需外加设备和动力。
3.炉内设有2-4个垂直风道，将炭化室内的挥发份及炉外空气引向炉 底燃烧室。燃烧室内挥发气体汇聚到炉子底部中央，在此过程中不断燃烧、 放热。此种设置使可燃气体在炉内燃烧充分，供热全面、均匀。
4.炭化室内设有两个配风口，可配入微量空气，在拱顶下部燃烧， 这样就形成炭化室和燃烧室对半成品上下双向同时加热，降低了结焦的时 间，提高了生产效率。
5.在单孔炉的前后两端各设置两个烟道配风孔和一个炉内配风孔， 配风量根据单孔炉要求进行自动控制，每个配风孔单独设置一个执行器， 由计算机或PLC进行控制，保证配入的冷空气能与炉内挥发份完全混合， 并进行充分燃烧。
6.多个单孔炉组合时相邻两个单孔炉之间架设有耐火梁，以抵消相 互的热应力。
7.每座炉子只需一个入料装置，降低了生产成本。
8.护炉结构主体为工字钢，炉体横向辅助以工字钢及部分槽钢；一 方面加固炉体，保证生产，使用时炉体不会产生前后错位和变形，另一方 面，用以承受部分炉体、附属的管道、炉门开启系统等的重力和生球的冲 击力。各主体工字钢之间用工字钢进行相互固定，保证整个炉组形成一个 统一而稳定的整体。
9.本炭化炉配风靠自动控制
根据炭化规律事先调协好升温曲线，并输入计算机，每个配风孔设置 一个执行器，计算机根据升温曲线，去自动控制执行器，可任意调节配风 量，使炭化过程完全按升温曲线完成。
本炭化炉设有温度自动检测和控制系统。温度是用热电偶进行检测出 各配风孔、炉内、烟道内的烟气温度，由计算机或PLC输出信号控制执行 器，再由执行器进行调节配风量，从而控制炉内温度。
本炭化炉设有烟气自动检测系统。该烟气自动检测系统设置在主烟道 上，用于检测烟气中CO含量，SO2、CO2，灰份及有害气体，以便控制。 该炉的入料量可设计为2-8吨，结焦时间为6-15小时，可生产各种规格的 铸造型焦，成品率在95％以上。
附图说明
图1示本发明的工艺流程及其设备系统的前部分结构示意图；
图2示连接图1所示工艺流程及设备系统的后部分结构示意图；
图3是图2中一炭化炉组实施例的结构示意图；
图4是图3中一单孔炉的结构示意图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是图4的B-B视图；
图7是图4中倾斜炉底的正视图；
图8是图7的D-D视图；
图9是图4的C-C视图；
图10是图8的E-E局部视图；
图11是图4中进、出料炉门的结构示意图，示炉门关闭状态；
图12是图11的侧视图；
图13同图11，示炉门开启状态；
图14是本发明的由多个单孔炉组合成的一炭化炉组实施例的结构示 意图；
图15是图1中定量刮板机的结构示意图；
图16是图15的F-F剖视图；
图17是图16的G-G剖视图。
附图编号
1.配料盒 2.给料机 3.皮带输送机
4.粉碎机
5.炭化炉
51.炭化炉组 52.操作平台 53.熄焦池
54.分烟道 55.单孔炉
501.炉体 502.炭化室 503.燃烧室
504.垂直烟道 505.拱顶 506.受热层
507.受力层 508.炉底斜平面 509.进料炉门(进料口)
510.出料炉门(出料口) 511.支烟道 512.支烟道壁
513.燃烧室曲折烟道 514.炭化室配风口 515.烟道配风口
516.耐高温梁 517.进料口炉门 518.炉门架
519.铰接处 520.出料口炉门 521.炉门架
522.铰接处
6.缓储斗 7.给料机 8.皮带输送机
9.冷搅拌机 10.皮带输送机 11.储料斗
12.给料机 13.皮带输送机
14.定量分料刮板机
141.箱体 142.入料口 143.分料口
144.可调闸门 145.箱体底板 146.刮板传动装置
15.贮料斗 16.定量给料机 17.热搅拌机
18.成型机 19.皮带输送机 20.大倾角胶带机
21.皮带输送机 22.半成品缓储仓 23.给料机
24.入料自卸车 25.皮带输送机 26.成品提升斗
27.皮带输送机 28.大倾角胶带机 29.皮带输送机
30.成品仓 31.给料机 32.皮带输送机
33.汽车 34.火车
具体实施方式
A.该铸造焦的原料组份及重量份数为：
无烟煤：45-65份 焦粉：7-20份 石油焦：8-20份
焦煤或肥煤：10-30份 煤焦油沥青：5-10份
B.其生产方法包括下列步骤：
①粉碎原料：将无烟煤、焦粉、石油焦、焦煤或肥煤和煤焦油沥青按 下列粒度要求粉碎：
无烟煤：≤3mm 焦粉：1mm 石油焦：≤1mm
焦煤或肥煤：≤2mm 煤焦油沥青：1mm
②配料：将粉碎好的各种原料放置在各储料斗中，并经给料器按所述 配比定量送到皮带输送机上；
③搅拌混合料：由皮带输送机送来的混合料在冷搅拌机搅拌2-4分钟， 接着由皮带输送机把混合料送到定量分料刮板机分料至各热搅拌机中搅拌 4-6分钟，搅拌中加入过热蒸汽；
④模压成型：将热搅拌后的料温达100-150℃的混合料送入成型机中 模压成型，得到型煤。
⑤炭化：将型煤经转载进入储料仓，由储料仓送入炉后自动卸车装入 特制炭化炉，温度由600℃连续升到1200℃，经8-12小时后降温；
⑥熄焦：将炭化炉烧结的焦送入熄焦池。
在一具体实施例中，所述铸造焦的原料组份及重量份数为：
无烟煤：60份 焦粉：8份 石油焦：8份
焦煤或肥煤：17份 煤焦油沥青：7份
该实施例生产方法中粉碎原料的粒度为：
无烟煤：3-2mm占15％，2-1mm占20％，1-0mm占65％；
焦粉：1-0.5mm占50％，0.5-0mm占50％；
石油焦：1-0.5mm占50，0.5-0mm占50％；
煤焦煤或肥煤：2-1mm占20％，1-0.5mm占20％，0.5-0mm占60％；
煤焦油沥青：1-0mm占100％。
本发明还包括一种实施上述铸造型焦生产方法使用的设备系统，该系 统包括配料仓、粉碎机，冷搅拌机、热搅拌机、成型机、炭化炉，所述设 备系统按加工顺序依次为：若干配料仓1，各有给料机2经皮带输送机3 将料送入粉碎机4，该粉碎机4的出料经皮带输送机25送入缓储斗6，该 各缓储斗6的料由给料机7经一皮带输送机8集中送入一冷搅拌机9、冷 搅拌后的料经皮带输送机10送入一储料斗11，再经送料机12、皮带输送 机13送至一定量分料刮板机14，该刮板分料机设有多个出料口各将料送 至若干并列设置的计量斗15，该各计量斗送出的料各经定量给料机16送 入各热搅拌机17，经热搅拌的料各送入成型机18，成型后的料经皮带输 送机19集中并顺序经大倾角胶带机20提升送至皮带输送机21，将料分别 送入若干半成品缓储仓22，经给料机23将料装进入料自卸车24，各入料 自卸车将料分别送入炭化炉5，经烧结、熄灭后的成品分别送入相应的成 品提升斗26，各成品经皮带输送机27、大倾角胶带机28提升送至皮带输 送机29，分别进入成品仓30，经给料机31送到统一的皮带输送机32，分 别装入汽车33和/或火车34；
其中，炭化炉5的构造请参照图3，它包括单孔炉51、操作平台52、 熄焦池53及温控、烟气检测系统，该炭化炉组5由一至多个单孔炉51组 成；
请参照图4、图5，每个单孔炉51由炉体501、炭化室502、燃烧室503， 配风装置及烟道组成，该配风装置有可调式鼓风机及风管组成，可使用已 有技术；
炉体501的外壳内设有纵向呈前高后低的阶梯形、横向呈180度半圆 形的拱顶505，该拱顶为双层结构，由受热层506、受力层507组成，其 材质为耐火材料；
拱顶下为炭化室502，该炭化室呈前高后低的倾斜构造；
炭化室下为燃烧室503，该燃烧室有用耐火砖铺成的呈20-50度倾斜 的前高后低的斜平面炉底508与阶梯拱顶相应，燃烧室上端有装设料门的 进料炉门509连接进进料平台，下端有装设炉门的出料炉门510连接熄焦 池3；
请参照图3、图6、图9、图10，炉体内设有2-6个垂直烟道504及支 烟道511，该烟道上端连通燃烧室503，下端连通分烟道504，该分烟道连 通烟囱；
炭化室502前、后端各设有一个炭化室配风口514；
在炉体501前、后两端各设置两个烟道配风口515。
所述各配风孔514、515各单独设置一个执行器，该执行器由计算机 或PLC进行控制。
所述配风孔，炉内烟道内设有热电偶，该热电偶连接控制配风量的计 算机或PLC。
在烟道上设有烟气自动检测系统。
请参照图14，所述由多个单孔炉组成的炭化炉组，其相邻两个单孔炉 之间架设有耐高温梁516，其材质为耐高温钢筋浇灌耐高温水泥。
请参照图11、图12、图13，所述炭化炉5的进料炉口509装设有伸 入炭化室502内的进料口炉门517，该炉门装在炉门架518上，该炉门架 铰接于炉体框架；所述出料炉口510装设有伸入炭化室内的出料口炉门 520，该炉门装在炉门架521上，该炉门架铰接于炉体框架。
请参照图15、图16、图17、所述定量分料刮板机14的构造为：该刮 板机有一槽形箱体141，箱内有机械传动回转的刮板箱体一端上方设有入 料口142，箱体底板上设有若干分料口143，每一分料口下设有一可调闸 门144，从该闸门落下的料进入贮料斗15，该贮料斗的下方设有定量给料 机16，该定量给料机为16设有定量装置的皮带输送机，该定量装置由自 控系统控制。
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