一种小型单孔变压炼焦装置及变压炼焦的方法与流程

本发明涉及实验炼焦装置和方法，尤其涉及一种小型单孔变压炼焦装置及变压炼焦的方法。

背景技术：

焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，其在高炉炼铁中起到很大作用，高炉炼铁生产对焦炭质量的要求也越来越高。但是由于炼焦的同时造成了严重的资源浪费和环境污染，使得焦炭的资源日益紧张，焦炭行业压力倍增。因此优化炼焦工艺、改善焦炭质量、节省炼焦资源、降低原料成本已经成为各企业亟待解决的问题，尤其是在焦炭生产前先通过小型试验焦炉实验已被广大企业所认可。

传统实验焦炉装煤量从2kg克到200kg，有各种不同的规格，可实现常规炼焦或者捣固炼焦，如公告号为203754635u的中国专利公开了“一种自动底装式实验焦炉”，包括升降电机、升降丝杠、升降丝母、炉门托盘、炉门底座、焦炉炉膛、加热侧墙、焦炉炉衬、实验煤箱、煤箱托架、推进滑道、推进丝杠、升降摆架、推进电机、推进滑块、电动拉杆、熄焦水泵、熄焦喷头、旋转电机，所述的升降电机与升降丝杠连接，升降丝母设置在升降丝杠上，升降丝母通过炉门托臂与炉门托盘连接，炉门底座设置在炉门托盘上，炉门底座、炉门托盘、升降丝母通过升降电机正、反向旋转沿升降丝杠上下运动；从煤样推进入炉、炉门压紧密封、至炼焦结束的出焦、熄焦等系列过程由计算机控制各执行机构自动完成，自动将煤箱置入800℃高温的实验焦炉炉膛内，炼焦结束后自动将1000℃焦饼由炉膛内取出转送到熄焦柜内，在密封的熄焦柜内以气化冷却方式将高温焦饼迅速冷却到常温，行成能真实模拟实际焦炉生产的焦炭试样，把炼焦实验人员从繁重的高温作业工作中解脱出来。该焦炉炭化室容积固定，炼焦过程中膨胀压力不断变化，无法实时监测，也无法进行变压炼焦。

也有实验焦炉相关专利涉及到炼焦压力控制，如公告号为105861002a的中国专利“小型恒压炼焦装置及恒压炼焦方法”，其结构包括实验焦炉、温控器、恒压系统和控制系统；实验焦炉内设有炭化室，顶部设置位移传感器，炭化室内设有加热系统和温度传感器；恒压系统由液压泵、缓冲缸和移动压板组成，缓冲缸的推杆通过第一空心管连接移动压板带动其在炭化室内上下移动，第一空心管底端穿过移动压板后连通炭化室炼焦侧内部空间；液压泵与缓冲缸之间设有油压调节器。该发明可在恒压条件下炼焦，从而获得压力与焦炭质量的对应关系。但其缺点也很明显，其一是加热方式为底部加热，这与焦化企业生产焦炉的水平加热方式相悖；其二是只能进行恒压炼焦无法进行变压炼焦。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种小型单孔变压炼焦装置及变压炼焦的方法，采用更加符合工业生产实际情况的水平双侧加热方式，使所得出的试验数据更为准确；可在恒压和变压条件下进行炼焦，从而获得压力与焦炭质量的对应关系，同时可以研究不同煤种炼焦时所需的最佳压力,对于配煤炼焦和研究炼焦机理极具指导意义。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种小型单孔变压炼焦装置，包括焦炉、液压调节系统、直立挡板、油缸，所述油缸固定在直立挡板上，所述油缸对焦炉炉门施压，通过炉门挤压焦炉内煤样对煤样施加压力，所述焦炉内设加热装置，所述液压调节系统调节油缸压力。

所述焦炉包括炉体、炉门、硅碳棒，所述炉体内腔为单孔腔体，所述硅碳棒安装在炉体的两侧，所述炉门的尺寸与炉体内腔尺寸相适配，并能够沿炉体内腔滑动，所述炉门的外侧固定有套管，所述油缸活塞连接连杆，所述连杆插入套管中。

还包括底板，所述焦炉、直立挡板固定在同一块底板上。

一种利用小型单孔变压炼焦装置变压炼焦的方法，包括如下方法：

1)焦炉开始升温，在2-3小时内使焦炉炉体达到1000-1100℃；

2)将煤样送入焦炉炉体内，合上炉门，将连杆插入炉门上的套管内，连杆另一端与油缸活塞连接；

3)启动液压调节系统，调节油缸内液压到设定压力，保持不变；

4)实时检测焦炉内煤样温度和油缸内液压，在煤样温度到达750-850℃时，调节油缸内液压到设定压力；

5)实时检测焦炉内煤样温度和油缸内液压，在煤样温度1000-1100℃时，调节油缸内液压到设定压力；

6)2小时后，停止加热，取出焦炭，对焦炭质量进行检测，并进行抗碎强度、耐磨强度、热性能指标的检测。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过液压调节系统改变焦炉内压力，使炼焦过程中全程压力改变，通过多组实验数据更好的得出焦炭质量与膨胀压力之间的关系，进而预测最适合炼焦的最佳膨胀压力，增加数据的关联度和可信度；

2)采用更加符合工业生产实际情况的双侧加热方式，使受热均匀且提高焦炭质量，所测出的试验数据也更加准确。

附图说明

图1是本发明一种小型单孔变压炼焦装置的结构示意图。

图2是焦炉的结构示意图。

图中：1-控制系统；2-焦炉；3-液压调节系统；4-底板；5-直立挡板；6-油管；7-电缆；8-油缸；9-连杆；10-套管；11-烟囱；12-炉体；13-炉门；14-硅碳棒。

具体实施方式

下面对本发明做详细说明，但本发明的实施范围不仅仅限于下述的实施方式。

如图1所示，一种小型单孔变压炼焦装置，包括焦炉、液压调节系统、直立挡板、油缸，所述油缸固定在直立挡板上，所述油缸对焦炉炉门施压，通过炉门挤压焦炉内煤样对煤样施加压力，所述焦炉内设加热装置，所述液压调节系统调节油缸压力。

所述焦炉包括炉体、炉门、硅碳棒，所述炉体内腔为单孔腔体，所述硅碳棒安装在炉体的两侧，所述炉门的尺寸与炉体内腔尺寸相适配，并能够沿炉体内腔滑动，所述炉门的外侧固定有套管，所述油缸活塞连接连杆，所述连杆插入套管中。

还包括底板，所述焦炉、直立挡板固定在同一块底板上。

优选的，油缸8为柱塞式油缸。液压调节系统3通过油管6与油缸8连接，根据工艺要求控制油缸8内部压力；优选的，液压调节系统3为比例阀液压控制系统。控制系统1通过电缆7分别连接焦炉2和液压调节系统3，控制焦炉2温度，控制液压调节系统3，优选的，控制系统硬件部分为工控机，软件部分为自制的温控和压控软件。

一种利用小型单孔变压炼焦装置变压炼焦的方法，包括如下方法：

1)焦炉开始升温，在2-3小时内使焦炉炉体达到1000-1100℃；

2)将煤样送入焦炉炉体内，合上炉门，将连杆插入炉门上的套管内，连杆另一端与油缸活塞连接；

3)启动液压调节系统，调节油缸内液压到设定压力，保持不变；

4)实时检测焦炉内煤样温度和油缸内液压，在煤样温度到达750-850℃时，调节油缸内液压到设定压力；

5)实时检测焦炉内煤样温度和油缸内液压，在煤样温度到达1000-1100℃时，调节油缸内液压到设定压力；

6)2小时后，停止加热，取出焦炭，对焦炭质量进行检测，并进行抗碎强度、耐磨强度、热性能指标的检测。

实施例1：

一种利用小型单孔变压炼焦装置变压炼焦的方法，包括如下方法：

1)启动控制系统，焦炉开始升温，在2小时内使焦炉炉体达到1000℃；

2)称量2kg煤样，将煤样送入焦炉炉体内，合上炉门，将连杆插入炉门上的套管内，连杆另一端与油缸活塞连接；

3)启动液压调节系统，调节油缸内液压到设定压力：0.2mpa，保持不变；

4)实时检测焦炉内煤样温度和油缸内液压，在煤样温度到达800℃时，调节油缸内液压到设定压力：2.0mpa；

5)实时检测焦炉内煤样温度和油缸内液压，在煤样温度到达1050时℃，调节油缸内液压到设定压力：1.0mpa；

6)2小时后，停止加热，取出焦炭，根据需要对焦炭质量进行检测，并进行抗碎强度、耐磨强度、热性能指标的检测。

以上所诉，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。