專利名稱:在罐式爐內(nèi)通過(guò)電加熱生產(chǎn)型焦的方法以及生產(chǎn)這種焦的罐式爐的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于一種生產(chǎn)型焦的方法，以及生產(chǎn)這種焦的罐式爐，在這種爐內(nèi)的加熱和焦化的熱量由電能供給，並通過(guò)循環(huán)氣流傳遞。
在罐式爐內(nèi)生產(chǎn)型焦的方法已為人們所知，爐內(nèi)許多成型煤球相對(duì)于循環(huán)氣流以逆流方式向下循環(huán)，循環(huán)氣流來(lái)源于焦化產(chǎn)生的氣體餾分，它從爐頂部引出再進(jìn)入爐底部。
成型煤球依靠來(lái)自分餾的氣體，在爐中部焦化。
為了獲得這種熱源，已有人建議先借助燃燒爐，根據(jù)焦耳效應(yīng)通過(guò)消耗電能來(lái)產(chǎn)生熱，這就避免了爐頂部回收的焦化氣體由于燃燒產(chǎn)生煙而稀釋，燃燒爐體積大，尤其是供給空氣時(shí)，因此爐頂部回收的焦化氣體其熱值大大增加。
解決這個(gè)問(wèn)題的第一種方法是通過(guò)電阻爐外部電加熱提供熱能，然而由于堆積的焦炭受熱不均勻，該方法產(chǎn)率低、效率低。事實(shí)上，焦炭在墻壁處以超速經(jīng)受過(guò)熱，並且對(duì)煤球的機(jī)械性能(破裂)和冶金性能(活性)有不好的影響。
許多出版物，例如專利FR-A-628，128、US-A-2，127，542、DE-A-409，341和FR-A-2，529，220已提出了解決這些問(wèn)題的建議，通過(guò)在被待焦化的煤球堆分離的兩個(gè)相反電極之間產(chǎn)生電流，依靠在灼熱的煤球堆中電傳導(dǎo)向有關(guān)區(qū)域直接提供煉焦熱能。
在專利FR-A-2，529，220中，罐式爐呈塔型，其橫截面在循環(huán)過(guò)程中成型的煤球床整個(gè)內(nèi)床高度上是基本均勻的，並且，罐式爐一方面含有放置在爐子側(cè)墻中間的電極，另一方面含有可動(dòng)電極，其通過(guò)爐頂上部插入循環(huán)煤球床中，並且以可調(diào)方式放置在高于固定電極位置的爐平面上。
這種爐的一個(gè)主要缺點(diǎn)是難以保證循環(huán)成型煤球床有合適的電傳導(dǎo)，以便以單一和最佳方式調(diào)節(jié)供給焦化煤球所需的熱量。事實(shí)上，大部分煤球的電傳導(dǎo)性部分是與煤球彼此間接觸的情況和再現(xiàn)性有關(guān)，因此與成型得到的這些煤球的內(nèi)壓的分布有關(guān)。現(xiàn)在該床局部或整體超密實(shí)會(huì)阻礙物料的流動(dòng)，還阻礙床的正確循環(huán)，而這是不允許的。
另外，根據(jù)焦耳效應(yīng)局部電流通過(guò)會(huì)產(chǎn)生熱量局部加熱煤球，從而使電阻大大降低，引起已過(guò)熱的區(qū)域電流集中。
這種困難利用前面介紹的方法難以解決，並且不能保證調(diào)節(jié)循環(huán)煤球床的熱平衡，而對(duì)于控制煤球烘干性能(例如改良性、規(guī)則性、均勻性和精密性)這是必要的。
本發(fā)明的目的是通過(guò)提供在直立罐式爐中生產(chǎn)型焦的方法來(lái)克服這些缺點(diǎn)，直立罐式爐的結(jié)構(gòu)使提供的熱能合適地分布于整個(gè)爐斷面，同時(shí)確保大部分焦炭的正確循環(huán)，達(dá)到焦化成型煤球的最優(yōu)條件。
因此，本發(fā)明提供一種在直立罐式爐中生產(chǎn)型焦的方法，爐上部有加入成型煤球原料的密封設(shè)備及回收生成氣體的設(shè)備，爐下部包含排焦的密封設(shè)備和引進(jìn)氣流的設(shè)備，該方法包括循環(huán)與下降成型煤球成逆流的上升循環(huán)氣，下降的成型煤球構(gòu)成下降的移動(dòng)床;將成型煤球預(yù)熱，在相應(yīng)爐上部的第一段除揮發(fā)份，然后在相應(yīng)爐中間部位的第二段進(jìn)行碳化和焦化，在相應(yīng)爐底下部的第三段冷卻焦化的煤球;在爐頂部回收干餾和焦化煤球產(chǎn)生的頂部氣體，循環(huán)部分上述熱氣體使之形成循環(huán)氣流，其特征為在第三段底部引進(jìn)第一部分頂部循環(huán)氣體餾分以便達(dá)到焦炭初次冷卻，頂部氣體的其余餾分在以密封方式與第三段外部連接的第四段內(nèi)，與來(lái)自第三段的焦炭成逆流以第二次冷卻流循環(huán)形式循環(huán)，從而從第四段抽提出二次冷卻流，在爐頂再將其引入從而稀釋產(chǎn)生的氣體，維持回收上述氣體的設(shè)備在一足夠高的溫度以防止冷凝，通過(guò)密封鎖箱從第四段排出冷卻焦炭。
根據(jù)本發(fā)明的其它特征最終的焦化步驟是根據(jù)焦耳效應(yīng)在煤球床內(nèi)通過(guò)消耗電能進(jìn)行的，煤球床直到達(dá)到所需的最終溫度才導(dǎo)電。在最終煤球冷卻中通過(guò)熱交換二次加熱的循環(huán)氣體依靠電加熱過(guò)的煤球過(guò)熱，它們?cè)谔蓟?、干餾和爐上部預(yù)熱過(guò)程中傳遞並連續(xù)轉(zhuǎn)換這種熱。
電加熱是在焦化的成型煤球移動(dòng)床中通過(guò)電傳導(dǎo)進(jìn)行的，電流在至少兩個(gè)放置在第二段高度的罐壁中的相反電極之間產(chǎn)生。
通過(guò)在焦化煤球移動(dòng)床中引入電流達(dá)到電加熱，焦化煤球位于第二段下部。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供生產(chǎn)金屬化的型焦的方法，其特征在于包括如前述定義的方法焦化，通過(guò)模壓合適煤混合物的單一或混合粘合劑構(gòu)成的密實(shí)糊狀物制備成型煤球原料，以金屬元素為基礎(chǔ)的物質(zhì)細(xì)粒以金屬或氧化物形式結(jié)合入焦炭中。
以金屬元素為基礎(chǔ)的物料含有鐵氧化物、錳礦石和由生產(chǎn)鐵錳合金生成的粉塵、生產(chǎn)鐵鉻合金的鉻鐵精礦、石英屑和為了生產(chǎn)硅鋼而必須循環(huán)的氧化硅粉塵。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供生產(chǎn)型焦的罐式爐，相應(yīng)爐墻上部的第一預(yù)熱區(qū)、相應(yīng)爐墻中部的第二碳化和焦化區(qū)，以及相應(yīng)爐墻下部的第三焦炭冷卻區(qū)決定罐式爐的爐墻基本呈圓筒型，該爐包括頂部密封設(shè)備，用于加入原料成型煤球;回收生成氣的設(shè)備;以及在底部排焦的密封設(shè)備和進(jìn)循環(huán)氣流的設(shè)備，該進(jìn)氣設(shè)備在爐外部與回收循環(huán)設(shè)備產(chǎn)生的氣體的設(shè)備相連接;還有放置在第二碳化和焦化區(qū)爐墻的電加熱設(shè)備，其特征在于該爐包括密封的第四二次冷卻區(qū)，其上游與第三區(qū)排出設(shè)備連接，下游與密封排出鎖箱連接。在第四區(qū)的底部至少有一根供給二次冷卻氣體流的導(dǎo)管連到循環(huán)設(shè)備，在第四區(qū)上部，至少有一根二次冷卻氣返回管線在爐頂部回收由煤干餾和焦化產(chǎn)生的氣體的設(shè)備附近和爐上部連接。
引進(jìn)原料的密封裝置包括供料和通過(guò)分布罩在爐下部與爐的第一區(qū)連通的密封鎖箱，鎖箱本身備有旋轉(zhuǎn)布料器。
排出第三區(qū)放出的焦炭的設(shè)備包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)爐底，它能垂直平移，並通過(guò)密封鎖箱與第四二次冷卻區(qū)相通。
根據(jù)本發(fā)明的第一具體方案，電加熱設(shè)備是傳導(dǎo)型，並且由至少一對(duì)放置在爐墻第二區(qū)底墻的電極形成，在這區(qū)，形成煤球床通道內(nèi)截面的收縮，此收縮通道由爐腹決定，固定電極靠著爐腹安裝。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，電極包括若干部分，其垂直切面呈L型沿爐腹的各個(gè)面伸延，因此L的一個(gè)分叉是水平的。
對(duì)于具有圓形截面的罐，電極部分是圓形，並且通過(guò)插入耐火墻和絕緣材料彼此分離，絕緣材料相應(yīng)電極L型切面確定的爐腹斜面呈斜面型。
最好選擇這種L型斷面，因?yàn)樗菇固慷逊e成形，並在它們保護(hù)的電極上煤球?qū)щ姾?，這種保護(hù)堆積不斷更新，它延長(zhǎng)了電極壽命同時(shí)防止下降的成型焦床磨損，並且它將后者與灼熱烘干區(qū)隔開(kāi)以及與該范圍內(nèi)非常熱的循環(huán)氣流隔離開(kāi)，因此熱損失減少，電極的機(jī)械阻力得到改善，所有這些都是當(dāng)后者是冷卻銅合金時(shí)。
根據(jù)傳導(dǎo)加熱的具體改進(jìn)方案，爐包括尖頂形的內(nèi)爐墻，其由備有中心電極的耐火材料構(gòu)成，中心電極與沿著爐墻內(nèi)壁環(huán)流的圓周電極相配，這兩個(gè)電極供給直流電或單相電流。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)具體方案，電加熱設(shè)備是電感型，並且由與罐共軸的感應(yīng)線圈形成，安置在爐的耐火襯中。
在改進(jìn)方案中，爐包括尖頂形且由耐火材料構(gòu)成的內(nèi)爐墻，里面放置一個(gè)層疊的磁芯。
通過(guò)在這個(gè)磁芯周圍纏繞內(nèi)感應(yīng)線圈來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)良好的熱能分布，其中的內(nèi)感應(yīng)線圈與外感應(yīng)線圈同軸，借助在中等頻率下的同一電流源而使供入的電流與后者同相。
根據(jù)另一個(gè)改進(jìn)方法，感應(yīng)加熱裝置通過(guò)成對(duì)感應(yīng)線圈的組配形成，感應(yīng)線圈徑向放置在爐的耐火墻中，並且確定外部感應(yīng)器穿過(guò)罐產(chǎn)生水平擴(kuò)展的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
根據(jù)最后提到的具體改進(jìn)方案，要適應(yīng)大尺寸的爐子，爐子包括由耐火材料構(gòu)成的尖頂形內(nèi)爐墻，其內(nèi)放置徑向線圈組配構(gòu)成的內(nèi)部感應(yīng)器，徑向線圈與外部感應(yīng)器線圈相對(duì)放置，測(cè)定配合的耦合線圈組配對(duì)，它在外部感應(yīng)器和內(nèi)部感應(yīng)器之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
根據(jù)進(jìn)一步的混合實(shí)施方案，電加熱設(shè)備通過(guò)至少一對(duì)電極結(jié)合形成，例如以前描述的通過(guò)傳導(dǎo)產(chǎn)生熱的電極，以及至少一個(gè)通過(guò)傳導(dǎo)產(chǎn)生熱的線圈。
這里結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明，附圖表示本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方案，在這些附圖中圖1是本發(fā)明的圓形煉焦?fàn)t的軸向截面圖;
圖2A是第一種改進(jìn)的圖1的2-2剖面圖，具有由兩相電源(斯科特變壓器)饋電的兩對(duì)電極;
圖2B是圖2A電極的饋電操作原理圖;
圖3A是第二種改進(jìn)方案的圖1的2-2剖面圖，它具有由三相電源饋電的三對(duì)電極;
圖3B是圖3A電極的饋電操作原理圖;
圖4是電極區(qū)內(nèi)的爐壁沿圖3A的4-4線剖開(kāi)的垂直徑向截面圖;
圖5是沿圖3A的5-5線剖開(kāi)的爐壁的徑向及垂直截面圖;
圖6是本發(fā)明改進(jìn)的三組煉焦?fàn)t裝置的透視圖，它具有矩形截面，帶有供給三相電流的三對(duì)相反電極;
圖7是圖1爐下部改進(jìn)的局部軸向截面圖，供給它單相電流或直流電;
圖8是沿圖7爐的8-8線剖面圖;
圖9是本發(fā)明第二實(shí)施方案爐的局部垂直軸向截面圖，該爐通過(guò)簡(jiǎn)單電感加熱;
圖10是圖9爐的第二實(shí)施方案的局部垂直軸向截面圖，通過(guò)外部和軸向電感加熱;
圖11是圖9爐的第三種改進(jìn)的局部垂直軸向截面圖，通過(guò)帶旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的外部電感加熱;
圖12是圖9爐的第四種改進(jìn)的局部垂直軸向截面圖，它通過(guò)帶旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的外部和內(nèi)部電感加熱;
圖13是沿圖12爐13-13線的剖面圖，說(shuō)明電感器的連接原理;
圖14是本發(fā)明混合方案的局部圖，通過(guò)單相傳導(dǎo)和外部電感加熱。
本發(fā)明的方法包括在罐式爐中以連續(xù)方式煉焦，罐式爐是用傳導(dǎo)和/或電感加熱，使通過(guò)粘合劑經(jīng)模壓結(jié)塊的煤球焦化。
煤球在爐中的熱解使得放出煤和粘合劑的干餾氣，其中大部分氣體經(jīng)粗凈化后循環(huán)到爐底部，這些循環(huán)氣體形式上升氣流冷卻爐下部的煤球，並以逆流方式逐漸加熱爐頂部下降的煤球。
煤球被相繼地預(yù)熱和干燥，然后除去煙氣，再碳化確保煤球的機(jī)械固結(jié)。
逐漸加熱煤球在850℃左右完全除去揮發(fā)物質(zhì)，然后煤球變得能導(dǎo)電，這種導(dǎo)電性用來(lái)在煤球床中通過(guò)電流，在煤球床中和煤球之間的接觸點(diǎn)根據(jù)焦耳效應(yīng)加熱煤球。
這種電加熱在所需溫度下烘干和焦化煤球。
煤球床加熱爐柵，爐柵以逆流的方式過(guò)熱從爐下部來(lái)的上升氣流，在爐中已焦化的煤球被冷卻。
氣體過(guò)熱還使仍留在氣體中的重?zé)N裂解，因而上升氣流主要是由氫氣(和甲烷)構(gòu)成，由于它的特殊熱性能和電性能，過(guò)熱氣體含有在氣體和煤球之間熱交換的極好的載體，避免煤球之間形成電弧和火花。
首先將預(yù)先混合、干燥、粉碎和預(yù)熱的煤與混合粘合劑(樹脂、焦油、瀝青…)混合制成糊狀，然后預(yù)熱的糊狀物在有切向圓柱環(huán)的壓制機(jī)中壓制成卵形或球形來(lái)制備原料成型煤球。
圖1所示的罐式爐包括一個(gè)金屬殼1，其有帶耐火襯2的內(nèi)表面，耐火襯2基本上為圓筒形爐墻3所確定，在爐上部爐墻稍呈截錐形，在里面裝有大量成型煤球構(gòu)成的移動(dòng)床1，在圖1所示的實(shí)施方案中，爐墻3的截面呈圓形，也可如圖6所示呈矩形截面。
罐式爐在頂端通過(guò)密封設(shè)備加入成型煤球原料，該密封設(shè)備包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)料斗5，通過(guò)放置在料斗中的料面探測(cè)器7來(lái)控制傳送帶供給的煤球量，料斗5的下部包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)罩8，在千斤頂9的控制下打開(kāi)罩的開(kāi)口，可將煤球引入密封鎖箱10中，密封鎖箱10包括導(dǎo)管11a、11b，其是為用中性氣體吹掃而設(shè)置的。密封鎖箱10密閉，打開(kāi)其下部開(kāi)口通過(guò)分布罩12進(jìn)入爐內(nèi)，其開(kāi)度由千斤頂13控制，它是隨罐頂部料面探測(cè)器14來(lái)的信號(hào)而控制。
分布罩12和8的開(kāi)啟根據(jù)探測(cè)器14的信號(hào)而進(jìn)行。
在爐的上部還有供給回收生成氣體的設(shè)備，這些氣體通過(guò)兩個(gè)大內(nèi)徑管線15a及15b，在旋轉(zhuǎn)分布罩12各邊上進(jìn)入爐中。
通過(guò)管線15a、15b回收的焦化氣體被送去16代表的一次凈化裝置，以便進(jìn)行如下處理，如冷卻、洗滌、除焦油、除冷凝水和萘。用這種方式處理的氣體，其60%～80%經(jīng)循環(huán)管線被循環(huán)到爐中，剩余部分氣體經(jīng)導(dǎo)管18並通過(guò)圖19中所示的一個(gè)普通二次氣體凈化裝置被送到氣體貯藏計(jì)量器中(圖中沒(méi)有標(biāo)出)。
焦化爐的爐墻3包括三個(gè)不同的操作區(qū)。爐墻的上部分表示第一烘干區(qū)20，其中通過(guò)干餾煤和粘合劑煤球被逐漸預(yù)熱並變成無(wú)煙的，並且通過(guò)以逆流方式上升的熱氣流來(lái)進(jìn)行第一個(gè)碳化步驟。
中間部分是碳化結(jié)束並進(jìn)行焦化的第二區(qū)21，在這區(qū)底部安裝電加熱器22，加熱器排列在耐火爐襯2的內(nèi)壁上。
第三區(qū)23是進(jìn)行生成焦炭的一次冷卻區(qū)，生成的焦炭充滿了爐墻的下部分，該區(qū)包括在其底部的從一次凈化裝置16來(lái)的循環(huán)氣流的入口設(shè)備，這些設(shè)備包括一組用于由圓環(huán)供氣環(huán)25來(lái)的一次循環(huán)流的入口導(dǎo)管24，圓形供氣環(huán)25通過(guò)管線26與循環(huán)管線17相連接，其中安裝的閥27用于調(diào)節(jié)流量並根據(jù)安裝在爐頂?shù)臏囟葯z測(cè)器28所傳送的讀數(shù)信號(hào)來(lái)控制。管線17中循環(huán)氣的循環(huán)作用由空氣壓縮機(jī)29保證，循環(huán)氣的第一部分的入口流相應(yīng)于一次氣流，其送到管線26並用將溫度維持在預(yù)定給定值上的方式調(diào)節(jié)(所說(shuō)溫度由檢測(cè)器28檢測(cè))，以便避免焦油在煤球進(jìn)料上及爐的內(nèi)壁上冷凝。
在爐子底部有排放從第三區(qū)23來(lái)的焦炭的設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)爐底30，該爐底由馬達(dá)減速器31驅(qū)動(dòng)，並在豎直方向上用千斤頂32平移以便調(diào)節(jié)爐底的高度。
旋轉(zhuǎn)爐底30安置于爐子的第三區(qū)23，與鎖箱33相連，該鎖箱通向用于進(jìn)行焦炭二次冷卻的第四區(qū)34。
二次冷卻的第四區(qū)34包括其底部入口導(dǎo)管34，該導(dǎo)管是供應(yīng)二次冷卻氣流即循環(huán)氣流的剩余部分，這些導(dǎo)管35伸到圓環(huán)36中，圓環(huán)36經(jīng)管線37和流量調(diào)節(jié)閥38與循環(huán)管線17相連。根據(jù)溫度檢測(cè)器39傳送的讀數(shù)信號(hào)控制閥38，溫度檢測(cè)器39用于測(cè)量第四區(qū)34內(nèi)焦炭的平均溫度，該區(qū)34是焦炭的二次冷卻區(qū)。用二次冷卻流的形式引入的循環(huán)氣體的剩余氣流並以維持焦炭溫度在預(yù)定的給定值上的方法控制，溫度是用檢測(cè)器39檢測(cè)，給定值要比通常處理焦炭的最高溫度低。
該二次冷卻的第四區(qū)34包括其上部的管線40，該管線40通向二次冷卻流的圓形集氣管41，該集氣管41經(jīng)管線42(其上安有一臺(tái)空氣壓縮機(jī)43)與圓形環(huán)44相連，圓形環(huán)44用于返回環(huán)繞爐子上部的二次冷卻氣流，此處回收產(chǎn)生的氣體並將此氣體經(jīng)過(guò)返回導(dǎo)管45進(jìn)入這個(gè)圓環(huán)44。
第四冷卻區(qū)34在出口的地方與裝有吹掃導(dǎo)管47、48的密封鎖箱46相連，並與卸料漏斗49相連，該漏斗向皮帶測(cè)量排出裝置50排出冷卻焦炭。
閥51、52、53按順序自動(dòng)開(kāi)啟，保證了鎖箱33、第四區(qū)34和密封鎖箱46之間的連通，上述閥門的開(kāi)啟分別由千斤頂54、55和56按照檢測(cè)器57傳送的讀數(shù)信號(hào)控制，檢測(cè)器57位于第四區(qū)頂部料面上。
借助循環(huán)分成一次流和二次流的氣體的裝置，前面所述爐子的結(jié)構(gòu)，一方面通過(guò)調(diào)節(jié)一次流使碳化區(qū)中爐子的熱量分布最佳化;另一方面，由于爐子頂部的溫度至少保持在150℃，并由于在從冷卻的第四區(qū)抽出的二次流中稀釋而夾帶焦油，故避免了在罐的上部這些焦油聚集冷凝。
離開(kāi)第一區(qū)的煤球的溫度達(dá)到850℃，超過(guò)這個(gè)溫度則其電導(dǎo)率變得相當(dāng)大，並且溫度很快會(huì)增加到約1，100℃這一極限值。
在第二區(qū)下方的溫度普遍高于900℃，從而導(dǎo)致電流過(guò)度加熱煤球直到最終的焦化溫度，即950℃～1250℃。焦化溫度取決于生產(chǎn)所希望的焦炭的反應(yīng)活性(冶金焦炭的溫度為1，100℃)。
焦化的煤球在爐子的下方，即在一次冷卻的第三區(qū)23下降，在該區(qū)底層吹入冷循環(huán)氣流，該冷氣流在爐子的各區(qū)用作熱傳遞介質(zhì)。
冷卻后，用旋轉(zhuǎn)爐底連續(xù)地從第三區(qū)排出焦化的煤球，並分兩步卸下。在進(jìn)行焦炭二次冷卻的第四區(qū)中，煤球被二次循環(huán)氣流徹底地冷卻，然后將此二次氣流送回爐子的頂部。最后將這些氣體經(jīng)過(guò)最終鎖箱用中性氣體吹掃從爐中除去，這樣排除了任何爆炸的危險(xiǎn)。排出呈冷卻狀態(tài)的型焦，並在考察之前過(guò)篩分類。
和在一套普通爐子中生產(chǎn)的焦炭比起來(lái)，導(dǎo)電的型焦的生產(chǎn)綜合了用氣體烘干焦炭和該電焦化工藝的優(yōu)點(diǎn)。
首先和普通焦炭比起來(lái)，型焦的生產(chǎn)具有如下優(yōu)點(diǎn)-煤品種的供應(yīng)可以多樣化並且降低了焦炭糊的成本價(jià)格。
該工藝可以使用大量的無(wú)煙煤、低級(jí)煤、巖粉、焦炭粉、石油焦，并可用粘合劑如樹脂、焦油和瀝青基殘油代替易熔煤。
-分散生產(chǎn)焦炭。
該工藝允許用較小的設(shè)備生產(chǎn)型焦，以適應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量(形狀、尺寸、烘干溫度和焦炭的反應(yīng)活性)的需要。
-對(duì)于給定生產(chǎn)能力的設(shè)備能降低投資費(fèi)20%或更多。
-具有很高的熱效率，因?yàn)轫敳颗懦鰵怏w溫度為約150℃，而從罐式爐中排放出的焦化煤球呈冷卻狀態(tài)。在普通煉焦裝置中，排出的氣體約為500℃，從爐中卸出的焦炭溫度大于1000℃，並且煙囪排出的煙的溫度超過(guò)400℃。
-提高了焦炭的產(chǎn)量，因?yàn)榻够呵蛟谥行詺怏w中干冷卻不氧化焦炭中的碳，而普通的濕法熄滅焦炭的蒸氣則氧化了焦炭中的碳。
此外，和氣體火焰烘干的型焦比起來(lái)，電焦化型焦具有如下優(yōu)點(diǎn)-因?yàn)楦绅s氣體沒(méi)有被已燃煙氣稀釋，並且由于循環(huán)導(dǎo)致了烴的裂解，因此能生產(chǎn)沒(méi)有重?zé)N的富干餾氣體。這種氣體可以以政府補(bǔ)助的形式維持價(jià)格作為爐子的燃料或從其中提取氫氣。
-極高的焦炭產(chǎn)量，這是由于不存在任何燃燒和(或)爐中不存在煤球的表面氧化作用。
-焦炭的物理和化學(xué)性質(zhì)的控制。
電加熱和循環(huán)氣逆流的結(jié)合導(dǎo)致了具有精確控制各區(qū)溫度的逐漸焦化過(guò)程，這些區(qū)有除煙區(qū)和預(yù)烘干區(qū)、碳化區(qū)和電焦化區(qū)、焦化煤球的冷卻區(qū)。
-烘干溫度的均一性保證了焦炭質(zhì)量的一致性。
烘干溫度的控制使得生產(chǎn)的焦炭的反應(yīng)活性得到控制用于電冶金的活性焦炭(在低溫烘干)，具有非常低活性的鑄造焦炭(在高溫烘干1，350℃)，具有可調(diào)節(jié)反應(yīng)活性的高爐焦炭。
-焦炭尺寸的選擇。
對(duì)于每個(gè)煤球來(lái)說(shuō)在焦化前供給電能使得在高溫區(qū)內(nèi)部逐漸烘干。生產(chǎn)大尺寸的焦炭是可能的，這種焦炭尺寸均一並且更適合于高爐或沖天爐，因?yàn)樗鼈冿@然比用氣體烘干的煤球具有更好的強(qiáng)度。
-爐子具有低慣性。
快速的電控加熱使得爐子適應(yīng)焦化速率的改變，可制止不正常工作(烘干)並便于起動(dòng)和停止。
-不存在污染並改善了工作條件。
焦化煤球的排出在干燥狀態(tài)下進(jìn)行，當(dāng)爐子裝料和卸料時(shí)密封爐子，因此限制了大氣污染，所以使工作條件得到了很大改善。
-能夠使用小型和中型設(shè)備。
小型設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)所希望的數(shù)量和質(zhì)量的焦炭，而且是經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)榭墒惯@些設(shè)備自動(dòng)化而不需很高的投資。
加熱設(shè)備22位于第二區(qū)21的下方。下面將敘述兩個(gè)最佳實(shí)施方案。
第一個(gè)實(shí)施方案系指?jìng)鲗?dǎo)性的電加熱，耐火材料襯里的內(nèi)壁確定了爐墻3，使?fàn)t墻3的第二區(qū)21的下方形成了狹窄的型焦床的內(nèi)部通道，沿爐墻3壁形式的爐腹58確定了這個(gè)狹窄通道。
特別是如圖4所示，電極59沿著爐腹58的每一邊延伸，在豎直截面上呈L型，因此L型的一個(gè)分叉是水平的。電極59是導(dǎo)電性材料制成的(例如銅)，用穿過(guò)耐火材料襯里2的棒60固定電極，棒的另一端在半外殼1的外面用常用的方式，例如螺母和防松螺母固定。通過(guò)插入圓片61形式的電絕緣材料，使棒60與外殼1電絕緣。殼外面棒60的一端形成了電極接線柱62，在其上固定輸電線63，用來(lái)將電極連到電源64，如圖1所示。
在直接靠近耐火襯里層2的電極59用有內(nèi)部循環(huán)的冷流體導(dǎo)管65來(lái)冷卻，冷流體導(dǎo)管作為線圈在耐火襯里的前面沿電極59的兩邊排列。該電極也可以直接用冷流體的內(nèi)循環(huán)來(lái)冷卻。在有環(huán)形橫截面形狀的罐式爐的情況中，如圖2A和3A所示，電極59呈正好相對(duì)的環(huán)形部分的形式，該環(huán)形部分用插入墻66使之相互分離，墻66可以更清楚地表示在圖5中。這個(gè)墻66呈斜面形狀，該斜面有一個(gè)與爐腹58相應(yīng)的斜度，電極59靠著爐腹58安裝。
根據(jù)第一實(shí)施方案的第一種改進(jìn)措施，使用在該設(shè)備頻率下的電源，每相一對(duì)電極59圍繞罐排列。給定相的電極在罐中徑向相對(duì)，如圖2A和3A所示，從而確保電流到爐子中心的通路。通過(guò)在電源變壓器副線圈上的作用，電源電壓是可調(diào)節(jié)的(逐相地調(diào)節(jié))。
根據(jù)焦化爐的尺寸，在爐子的周邊上有放置需要配置的2對(duì)或3對(duì)電極的地方。
對(duì)于直徑小的焦化爐，例如直徑小于或等于2米，可提供一個(gè)兩相電源，象在圖2A和2B中所描述的那樣，根據(jù)圖2A的連接圖使用斯各特變壓器送電的方法。在這里將初級(jí)三相電源變成可調(diào)電壓的次級(jí)兩相電源(這兩相電源一方面是1和1b，另一方面是2和2b)。
在焦化爐直徑較大的情況下，例如3到4米，如圖3A和3B所示，三對(duì)電極1，1b;2，2b;3，3b，根據(jù)圖3B的三相圖提供電力。
電極59由截面呈L形狀的環(huán)形部分構(gòu)成，這些電極支撐在爐子內(nèi)表面的冷卻的耐火壁架67上(圖4)。在每個(gè)電極上形成自然堆積的高石墨化煤球(這是由于煤球在高溫區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)局部過(guò)焦化所造成的)，這些煤球有很好的傳導(dǎo)性，保護(hù)了電極59並分配了上升物料中的電流密度。
每一個(gè)電極用絕緣耐火插入墻66與鄰近的電極分開(kāi)，該墻抗磨損(例如有氮化硅粘合劑的碳化硅磚)，墻的坡度導(dǎo)致在銅電極區(qū)域中物料逐步地稍微壓縮，從而在焦化過(guò)程中改善了煤球床的導(dǎo)電性並使其均勻化。
另一方面，在這壓縮的焦化段中，在一次冷卻區(qū)23的入口，爐子的直徑迅速增加從而降低了煤球床層的壓縮作用，增加了煤球間的接觸電阻，避免了在冷卻區(qū)的寄生電流，否則在剪切磨損時(shí)在冷卻區(qū)寄生電流將加熱已經(jīng)焦化的煤球。
選擇電極59環(huán)形部分的設(shè)計(jì)寬度應(yīng)近似地等于插入的耐火墻66的寬度以便避免電流在爐子圍墻上的相之間優(yōu)先通過(guò)或甚至從一相到另一相短路。
在上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的關(guān)于有圓形橫截面的罐式爐的情況，圖6表示了罐的橫截面呈矩形的一種改進(jìn)方案。
就采用的原料煤球的進(jìn)料設(shè)備和焦炭的回收設(shè)備而言，及就通過(guò)安裝在爐子頂部的兩個(gè)收集導(dǎo)管70和71回收並通過(guò)導(dǎo)管72和73返回到一次冷卻區(qū)底部的焦化氣的循環(huán)而言，這個(gè)爐子的結(jié)構(gòu)基本上與附圖1描述的爐子結(jié)構(gòu)相似。在這種情況下，焦炭的冷卻分兩步進(jìn)行，在這兩步之間部分循環(huán)氣體正如以前解釋的那樣被分開(kāi)。
一個(gè)本質(zhì)的區(qū)別在于傳導(dǎo)電流的電極74為直線形狀，該電極排列在矩形部分的兩個(gè)相對(duì)的邊上並放置在壁架75之上。這些電極也有一個(gè)L形狀的輪廓，在這些電極上堆積大量的高度石墨化煤球。
對(duì)于有三相電源的工業(yè)上的應(yīng)用，如圖6所示，將爐子分成三個(gè)部分。從變壓器76供給的電力的每一相電流通向一對(duì)銅電極，該給定相的電極沿著爐子的兩長(zhǎng)邊互相相對(duì)地放置，並且由絕緣的耐火墻77將其與相鄰的電極對(duì)分開(kāi)。
如圖7、圖8所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施方案的改進(jìn)方案中，圓形爐子包含尖頂形的內(nèi)爐墻80，此內(nèi)爐墻由耐火材料制成，而爐子爐墻3的結(jié)構(gòu)在所有圓周部分仍然不變。這個(gè)內(nèi)爐墻80帶有一個(gè)中心截頭圓錐體電極81，該電極使得在焦化過(guò)程中通過(guò)大量熱煤球和來(lái)自圓形圓周電極82的電流構(gòu)成回路，電極82有一L形截面而且沿著壁架67上方這個(gè)罐的內(nèi)周延伸。
這種安裝是用來(lái)避免由不同相提供的電極之間的寄生電流，而保證電流到爐子中心的通道。對(duì)于小容量的爐子，在作為陽(yáng)極連接的圓周電極82和形成陰極的中心電極81之間，通過(guò)直流電源，例如一個(gè)整流器83，或單相電流源來(lái)保證供電。
尖頂形爐墻80安裝在通過(guò)柱85的中心延伸的圓棒孔上，該柱85支承了環(huán)狀旋轉(zhuǎn)爐底孔並使之可動(dòng)。
為了調(diào)節(jié)電焦化區(qū)的高度，尖頂形爐墻80在安裝在圓棒84下的千斤頂87的作用下，可豎直地移動(dòng)。在圓棒84的上部，用絕緣體88覆蓋在其上，絕緣體88避免產(chǎn)生沿圓棒84的寄生回路電流的通道。
呈截頭圓錐體形狀的中心電極81由某種耐磨損的材料組成，例如高密度的碳化硅，其具有足夠高的導(dǎo)電性，從而限制陰極81的墻的局部加熱。陰極81支承在耐火絕緣材料的套管89上。通過(guò)陰極返回的電流向下輸送，經(jīng)過(guò)安裝在圓棒84的軸的鏜孔中的絕緣冷卻的導(dǎo)管90輸送到爐的底部。
可滑動(dòng)地安裝柱85，例如用一組齒槽(沒(méi)有標(biāo)出)，在傘齒輪91中，用與此相嚙合的小傘齒輪92驅(qū)動(dòng)柱85旋轉(zhuǎn)，該小傘齒輪92被安裝在馬達(dá)減速器93的輸出軸的這端。柱的豎直滑動(dòng)由千斤頂94來(lái)保證。焦炭排出的速度(在整個(gè)周邊上是均勻的)通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)量爐底旋轉(zhuǎn)的速度及爐底的高度來(lái)調(diào)整。
陰極91用從導(dǎo)管95來(lái)的冷氣流的循環(huán)來(lái)冷卻，該氣體通過(guò)由尖頂形爐墻與柱85(在該區(qū)域中爐墻80安置在該柱的外邊)之間提供的環(huán)形空隙排出。
根據(jù)第二實(shí)施方案，在圖9到13中有詳細(xì)的描繪，其電加熱由感應(yīng)電流完成。
正如圖9所示，安裝在焦化區(qū)21底部的加熱設(shè)備包含與爐墻3同軸的電感線圈100，其配置在爐子的耐火墻壁2中。垂直層疊的軟鋼磁芯101徑向地繞線圈100排列，並取電場(chǎng)的回路線方向。線圈100由一個(gè)提供在約50和100赫茲之間的適當(dāng)頻率的發(fā)電機(jī)102供給電流。
構(gòu)成線圈100的導(dǎo)電體是一個(gè)空心管，由103引入和104抽出的冷流體在此管中循環(huán)，且該管本身通過(guò)導(dǎo)線105和106連接到發(fā)電機(jī)102上。
層疊磁芯101構(gòu)成了一個(gè)磁軛，該磁軛由通過(guò)導(dǎo)管107引入和通過(guò)導(dǎo)管108抽出的冷流體的循環(huán)來(lái)冷卻。
對(duì)于圖9方案建立的體積功率表達(dá)式(所消耗的電功率乘焦炭的單位體積)，表明了罐式爐的半徑和煤球的導(dǎo)電率對(duì)該煤球床中局部產(chǎn)生的功率有一確定的影響。
特別由于在爐的中心感應(yīng)電場(chǎng)是很弱的，所以這個(gè)第一方案就有對(duì)靠爐子內(nèi)壁通過(guò)的煤球和靠爐子中心通過(guò)的煤球加熱不均勻的缺點(diǎn)，通過(guò)爐子中心處的煤球不能充分地被加熱。
在大容量爐子(直徑3米或更大)的情況下，就上升氣流而論，在加熱中降低橫向不均勻方面將有一個(gè)極限效率，處在鄰近外面的煤球床實(shí)際上將比中心處的煤球有更高的溫度和導(dǎo)電性，這樣將導(dǎo)致在焦化結(jié)束時(shí)出現(xiàn)不同的溫度，使得靠近爐壁和爐中心處的焦化煤球的質(zhì)量不一樣。
因此，在圖9中表示的這一簡(jiǎn)單的解決方案被限制在小的焦化裝置中，焦化裝置的排出裝置應(yīng)有利于煤球的圓周流動(dòng)(例如旋轉(zhuǎn)爐底)。
根據(jù)在圖10中表示的改進(jìn)的第二實(shí)施方案，爐子含有電感應(yīng)加熱設(shè)備，其進(jìn)一步包括與爐墻3同軸並排列在爐子耐火墻2中的電感線圈110，爐子含有內(nèi)爐墻111，其呈尖頂形且由耐火材料制成，內(nèi)爐墻包括用于加強(qiáng)爐子軸附近磁場(chǎng)的設(shè)備。構(gòu)成內(nèi)爐墻111的耐火材料可以是，例如帶粘合劑氮化硅的碳化硅，其絕緣性對(duì)于預(yù)計(jì)的應(yīng)用是足夠大的，而其抗磨損和抗熱沖擊性是優(yōu)良的。
這些設(shè)備可以由沿徑向排列並安裝在尖頂形爐墻111中的豎直的層疊軟鋼芯112組裝而成。
如圖10所示，這些完整的設(shè)備還將包括與線圈110共軸的內(nèi)感應(yīng)線圈113，線圈113供給與線圈110同相的電流，並安裝在尖頂形爐墻111中。徑向排列的豎直層疊軟鋼芯112插入線圈113中，並與之共軸。
如圖10所示的情況，電感線圈110由螺旋繞制的空心電導(dǎo)體構(gòu)成，在空心導(dǎo)體中循環(huán)由114導(dǎo)入並由115排出的冷卻流體。內(nèi)感應(yīng)線圈113以同樣的形式構(gòu)成，其由在進(jìn)口116和出口117之間循環(huán)的冷卻流體冷卻。該冷卻循環(huán)流體經(jīng)在柱118中循環(huán)后引向爐子的外部，柱118的直徑小于尖頂形爐墻111的直徑，該柱用于支撐尖頂形爐墻。柱118延伸通過(guò)爐子的旋轉(zhuǎn)爐底，正象關(guān)于在附圖7中表示的電感加熱的第一實(shí)施方案的更詳細(xì)說(shuō)明那樣。
層疊鐵芯113的組裝件構(gòu)成內(nèi)感應(yīng)磁軛，其也由循環(huán)冷卻流體而冷卻，冷卻流體由沿柱軸排列的中心管119供入，引到鐵芯上部，然后流體通過(guò)與管子119共軸並在管子119外面的管道返回。
豎直層疊鐵芯120沿徑向排列在線圈110的外側(cè)，形成外部感應(yīng)磁軛，其由通過(guò)管道121供入並由管道122排出的循環(huán)冷卻流體冷卻。
中頻發(fā)電機(jī)123通過(guò)導(dǎo)線124向串聯(lián)的線圈110和線圈113供電，導(dǎo)線124連接線圈110的輸入端，而導(dǎo)線125將線圈110的輸出端連到線圈113的輸入端，導(dǎo)線126將線圈113的輸出端連到發(fā)電機(jī)123。
線圈110和113相互相對(duì)地放置在爐子中，使它們各自的感應(yīng)磁場(chǎng)相結(jié)合，以均勻的方式沿著爐墻3的圓周壁和內(nèi)爐墻111的圓周壁同時(shí)加熱煤球。
在另一個(gè)改進(jìn)的第二實(shí)施方案中，電感加熱設(shè)備由徑向排列在爐子耐火墻中的一組成對(duì)的電感線圈組成，于是其確定一個(gè)產(chǎn)生水平方向穿過(guò)罐的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的外部感應(yīng)器。
在附圖11中，共軸的沿徑向排列的正好相對(duì)的兩個(gè)線圈130、131水平地繞在層疊磁鐵芯上，形成感應(yīng)器132、133。線圈130和131供入同相的多相電流(參考圖中號(hào)數(shù)1)，因此徑向穿過(guò)罐的磁場(chǎng)，即線圈130、131的相對(duì)端面，具有相反極性。
在通常的三相電流情況下，使用三對(duì)徑向相對(duì)的線圈。
分別代表一個(gè)相的每對(duì)線圈130、131在感應(yīng)器中均勻地偏置，因此，產(chǎn)生的磁場(chǎng)以供入的電流的頻率旋轉(zhuǎn)，在焦化的煤球中產(chǎn)生渦流。
感應(yīng)器132、133由循環(huán)冷卻流體冷卻，冷卻流體通過(guò)管道135進(jìn)入，通過(guò)管道136排出而循環(huán)供入。
中等頻率三相發(fā)電機(jī)137提供圖11中所示的在軸向截平面中兩個(gè)線圈的電流。
附圖13所示的水平截面圖表示供電的排列情況，附圖13僅僅關(guān)于爐墻外部的感應(yīng)器。
根據(jù)在先前的附圖和示于附圖12和13得到的另一個(gè)改進(jìn)裝置，爐子還包括尖頂形的、由耐火材料構(gòu)成的內(nèi)爐墻140，其中安裝著內(nèi)感應(yīng)器，內(nèi)感應(yīng)器由相對(duì)著外感應(yīng)器的線圈排列的一組徑向線圈組成，內(nèi)爐墻140確定一組共同操作的耦合成對(duì)線圈，這樣，在外感應(yīng)器和內(nèi)感應(yīng)器之間產(chǎn)生徑向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
連接外感應(yīng)器線圈130的是線圈130a，其以這樣的方式通入電流，以使線圈的相對(duì)端面具有相反的極性。同樣，線圈131a和線圈131連接。
線圈130a和131a水平地繞制在層疊磁鐵芯上，通過(guò)線圈的是一個(gè)冷卻回路，其由中心供入管141和圓周回流管142構(gòu)成(附圖13)。
在附圖14所示的混合改進(jìn)裝置中，爐子的電加熱設(shè)備包括在焦化區(qū)有正如附圖7所描述的帶有L型圓周電極150和中心電極151的傳導(dǎo)加熱設(shè)備，其由整流器152供電;和如附圖9所描述的包含軸向線圈153的感應(yīng)加熱設(shè)備，其由中等頻率的電源154供電;和任意的一組徑向排列的、並安裝在電極151的支撐柱157中的豎直層疊的軟鋼芯156，正象附圖10中所描述的那樣。
于是，軸向線圈153排列在壁架155上，壁架支承電極150並處于電極之下。
在爐子圓周部分的電感加熱和在爐子中心的傳導(dǎo)加熱相結(jié)合的混合裝置打算用作中等和大容量的爐子。其包括排列在爐子的耐火襯中與罐同軸的簡(jiǎn)單線圈的感應(yīng)加熱，該線圈與用于附圖9的感應(yīng)加熱的基本裝置完全相同，確保外層的加熱;
如附圖7所描述的在中心電極和圓形電極之間的煤球床層的傳導(dǎo)加熱(通過(guò)單相電源或直流電源);該裝置與向著電極傳導(dǎo)的電流的磁通量有關(guān)，在電極周圍，通過(guò)減小其截面積，在該區(qū)域產(chǎn)生較大的電流強(qiáng)度和較大的容積功率，因而加熱了煤球。
感應(yīng)線圈與中心電極和圓周電極之間的傳導(dǎo)加熱相結(jié)合還使得在外部線圈產(chǎn)生的磁力線作用下傳導(dǎo)電流迅速旋轉(zhuǎn)。
同樣，在兩個(gè)電極之間的電流線路不斷地更新，避免沿著煤球界線的電流的優(yōu)先通路，優(yōu)先通路極易導(dǎo)電，會(huì)產(chǎn)生局部的過(guò)熱。
感應(yīng)加熱應(yīng)用完全在焦化的煤球外面的感應(yīng)線圈產(chǎn)生的可變磁通量，在很大程度上避免煤球之間的接觸電阻和煤球與電極之間的接觸電阻變化的問(wèn)題。
線圈的極化效應(yīng)可以以一定的方式結(jié)合以控制在電焦化區(qū)的感應(yīng)磁力線，這些可使加熱電流在橫截面上均勻分布，以避免靠近線圈的煤球局部過(guò)熱和避免在烘干段外面的寄生加熱電流。
由于這些特殊的優(yōu)點(diǎn)，在煤球床層中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)使容積功率在很寬的范圍內(nèi)變化，對(duì)于每米75至100伏的電力梯度，發(fā)出功率將達(dá)到每立方米熱的和焦化的煤球5至10兆瓦特，而這對(duì)于傳導(dǎo)系數(shù)來(lái)說(shuō)是相當(dāng)?shù)偷摹?br>在大量的煤球中產(chǎn)生的電功率高于電焦化本身的熱量需要，這些電功率可用來(lái)還原可混合在復(fù)合煤球中的細(xì)礦石或氧化性粉塵，其被焦炭的碳和粘合劑的揮發(fā)性物質(zhì)還原。
與電焦化同時(shí)發(fā)生的這些還原反應(yīng)調(diào)節(jié)煤球的電焦化溫度，產(chǎn)生很堅(jiān)固的金屬化焦。
本發(fā)明包括生產(chǎn)型焦的方法，其中，可以把下列物料加入要壓制成煤球的煤的混合物中鐵的氧化物細(xì)粒和粉塵(富礦粉塵、鋼鐵加工粉塵和高爐氣、用來(lái)從礦塊中除去粉塵的裝置中得到的粉塵等等)。
錳礦石細(xì)粒和錳鐵生產(chǎn)的粉塵。
生產(chǎn)鐵鉻合金的鐵鉻精礦。
在硅鐵合金生產(chǎn)中循環(huán)的氧化硅和石英細(xì)粒。
對(duì)于這些不同的應(yīng)用，混入焦炭糊中的礦物細(xì)粒的量由煤球床層的電導(dǎo)率來(lái)限制，該電導(dǎo)率在熱的時(shí)候低于100姆(均相介質(zhì)電導(dǎo)率等于電焦化起始溫度(即850℃至900℃)時(shí)煤球床層的電導(dǎo)率)。
權(quán)利要求
1.在直立罐式爐中生產(chǎn)型焦的方法，其包括在爐子上部的用于輸入經(jīng)壓制預(yù)先成型的原料煤球的密封設(shè)備和回收所產(chǎn)生的氣體的設(shè)備，和在爐子下部的用于排出冷卻的焦炭的密封設(shè)備和輸入氣流的設(shè)備；上述方法包括以上升的方法循環(huán)再循環(huán)氣流，與構(gòu)成下降移動(dòng)床的成型煤球的下降原料逆流；使成型煤球在相當(dāng)于爐子上部的第一區(qū)進(jìn)行預(yù)熱和脫揮發(fā)分步驟，然后在相當(dāng)于爐子中部的第二區(qū)進(jìn)行碳化和焦化步驟，在相當(dāng)于爐子下部的第三區(qū)進(jìn)行冷卻步驟以冷卻焦化的煤球；在爐子的頂部回收由于煤的干餾和焦化產(chǎn)生的頂部氣體；然后循環(huán)一部分上述爐頂氣體以構(gòu)成循環(huán)氣流，其特征在于其包括將第一部分的部分循環(huán)爐頂氣體輸送到第三區(qū)的底部以確保焦炭的一次冷卻；將其余部分的循環(huán)爐頂氣體以二次冷卻氣流的形式在第四區(qū)中與第三區(qū)排出的焦炭逆流，第四區(qū)以一密封的方式與第三區(qū)出口相連；然后從第四區(qū)中排出二次冷卻氣流，再輸送到爐子的頂部以稀釋所產(chǎn)生的氣體，并將上述氣體的回收設(shè)備保持在一定溫度，該溫度足夠高以避免任何冷凝；從第四區(qū)通過(guò)密封的鎖箱排出冷卻的焦炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中向上述預(yù)焦化煤球的移動(dòng)床提供電能以進(jìn)行碳化和焦化，并通過(guò)循環(huán)氣流傳遞上述能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的方法，其中通過(guò)安置在第二區(qū)的爐壁中的至少兩個(gè)電極之間產(chǎn)生的電流在煤球的移動(dòng)床中電傳導(dǎo)達(dá)到電能的供應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2的方法，其中通過(guò)第二區(qū)的煤球移動(dòng)床中的電流的感應(yīng)達(dá)到電能的供應(yīng)。
5.生產(chǎn)金屬化型焦的方法，其包括按照上述權(quán)利要求
之一的方法的焦化，通過(guò)壓制糊狀物制備成煤球原料，糊狀物包括單一的或混合的粘合劑和適當(dāng)?shù)拿汉突谝越饘倩蜓趸锏男问交爝M(jìn)焦炭中的金屬元素的物質(zhì)的細(xì)顆粒的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的方法，其中基于金屬元素的物質(zhì)包括鐵的氧化物，錳礦石和來(lái)自鐵錳生產(chǎn)的粉塵，鐵鉻合金生產(chǎn)中的鐵鉻精礦，在硅鐵合金生產(chǎn)中循環(huán)的氧化硅和石英細(xì)粒。
7.以爐墻形式的生產(chǎn)型焦的罐式爐，爐墻基本上呈圓筒形，並確定相當(dāng)于爐墻上部的第一預(yù)熱區(qū)，相當(dāng)于爐墻中間區(qū)域的第二碳化和焦化區(qū)和相當(dāng)于爐墻下部的第三焦炭冷卻區(qū)，爐子包括在爐子頂部用于輸入原料成型煤球的密封設(shè)備和回收所產(chǎn)生的氣體的設(shè)備，和在爐子底部的密封的焦炭排出設(shè)備和輸入循環(huán)氣流的設(shè)備，上述輸入設(shè)備在爐子的外面經(jīng)循環(huán)設(shè)備連接到回收所產(chǎn)生的氣體的設(shè)備，以及排列在第二碳化和焦化區(qū)底部的電加熱設(shè)備，上述爐子還包括第四密封的二次冷卻區(qū)，其上游連接到第三區(qū)的排放設(shè)備，其下游連接密封的排放鎖箱，第四區(qū)包括在其底部至少有一根連到循環(huán)設(shè)備的二次冷卻氣流供入管，在其頂部，至少有一根氣體回流管，其連接到回收煤干餾和焦化所產(chǎn)生的氣體的設(shè)備附近的爐子的上部。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的爐子，其中輸入原料的密封設(shè)備包括一個(gè)密封的原料供應(yīng)鎖箱，在其下部通過(guò)一個(gè)分布罩連接爐子的第一區(qū)，原料鎖箱由旋轉(zhuǎn)料斗供料。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7的爐子，其中從第三區(qū)排出焦炭的排出設(shè)備包括可垂直移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)爐底，開(kāi)口通過(guò)一個(gè)密封鎖箱進(jìn)入第四二次冷卻區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7至9的任何一個(gè)的爐子，其中電加熱設(shè)備是傳導(dǎo)型的，其包括至少一對(duì)插在爐墻第二區(qū)的壁中的徑向相對(duì)的電極，上述爐壁在上述區(qū)域形成內(nèi)截面變窄的成型煤球床層通道，該通道由電極靠著其安裝的爐腹確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的爐子，其中電極包括其垂直截面呈L形狀的若干部分，其沿爐腹各個(gè)面延伸，以致L的一個(gè)分叉是水平的。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的爐子，其中的罐有一個(gè)圓形截面，和若干圓形電極部分，電極由插入的耐火爐墻使之相互隔開(kāi)，耐火爐墻相應(yīng)于由電極的L形輪廓確定的爐腹斜面呈斜平面。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10至12任何之一的爐子，其包括一個(gè)由耐火材料制成的尖頂形內(nèi)爐墻，內(nèi)爐墻配備中心電極，其與沿著爐墻內(nèi)壁環(huán)行的圓周電極共同操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13的爐子，其中借助通過(guò)旋轉(zhuǎn)爐底延伸的設(shè)備而使尖頂形內(nèi)爐墻安裝成高度可調(diào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求
10或11的爐子，其中罐有一矩形截面，電極部分是直線形的，并且，電極支撐在配置在矩形截面的兩對(duì)邊上的壁架上。
16.根據(jù)權(quán)利要求
7至9任何之一的爐子，其中電加熱設(shè)備是電感型的，其包括排列在爐子耐火襯內(nèi)的與罐共軸的外部電感線圈。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16的爐子，包括一個(gè)由耐火材料制成的尖頂形內(nèi)爐墻，其中排列著層疊內(nèi)磁芯。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17的爐子，其中與外電感線圈共軸的內(nèi)電感線圈繞制在內(nèi)磁芯周圍，提供與外線圈同相的電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求
7至9任何之一的爐子，其中電感加熱設(shè)備包括徑向排列在爐子耐火墻中的一組成對(duì)的電感線圈，這些電感線圈確定產(chǎn)生穿過(guò)罐水平地?cái)U(kuò)展的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的外電感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19的爐子，其包括一個(gè)由耐火材料制成的尖頂形內(nèi)爐墻，內(nèi)爐墻中安裝一個(gè)內(nèi)感應(yīng)器，內(nèi)感應(yīng)器包括一組相對(duì)著外感應(yīng)器線圈排列的徑向線圈，并確定一組與之共同操作的成對(duì)的耦合線圈，因此在外電感器和內(nèi)電感器之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求
7至9任何之一的爐子，其中電加熱設(shè)備包括結(jié)合至少一對(duì)如權(quán)利要求
13定義的通過(guò)傳導(dǎo)進(jìn)行加熱的電極和至少一個(gè)如權(quán)利要求
16定義的通過(guò)電感進(jìn)行加熱的線圈。
22.根據(jù)權(quán)利要求
21的爐子，其中電感加熱設(shè)備除了如權(quán)利要求
13定義的線圈之外，還包括一個(gè)如權(quán)利要求
17定義的層疊的磁芯。
23.生產(chǎn)型焦的方法，其基本上如同附圖上所表示的和有關(guān)描述的方法。
24.生產(chǎn)型焦的罐式爐，其基本上如同附圖所表示的和有關(guān)描述的爐子。
專利摘要
該方法包括將第一部分的部分循環(huán)爐頂氣體輸送到爐子下部(23)的底部，以確保焦炭的一次冷卻；將其余部分的循環(huán)的爐頂氣體輸送到區(qū)域(34)中，以二次冷卻氣流的形式與爐子下部(23)排出的大量焦炭逆流循環(huán)，然后，從區(qū)域(34)中(40)處排出二次冷卻氣流，再輸送到爐子的頂部以稀釋所產(chǎn)生的氣體，并保持這些氣體回收設(shè)備(15a和15b)足夠高的溫度以避免任何冷凝；從區(qū)域(34)中通過(guò)密封鎖箱(46)排出冷卻的焦炭。
文檔編號(hào)C10B19/00GK86106940SQ86106940
公開(kāi)日1987年7月1日 申請(qǐng)日期1986年9月25日
發(fā)明者簡(jiǎn)·阿曼德·格希斯蘭·科迪爾, 伯納德·埃米爾·安里·杜薩特, 彼里·亨里·羅洛特 申請(qǐng)人:于西諾爾鋼鐵公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan