CN101541922A - 将用于煤炼焦工艺的煤压紧的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的提供了用于增加煤颗粒的堆密度的相对高速的方法、用于增加煤颗粒的堆密度的设备和用于制造冶金焦炭的方法。一种这样的方法包括将煤颗粒沉积到处在炼焦炉外部的装料板上以便提供干燥的未被压紧的煤的细长煤床，所述煤床具有处在所述装料板上的上表面。所述装料板具有侧壁和至少一个活动端壁。在对煤进行脱气的同时将冲击压力施加到所述干燥的未被压紧的煤的煤床的所述上表面上以便提供具有处在约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压紧的煤床。

Description

将用于煤炼焦工艺的煤压紧的方法和设备

技术领域

本发明的披露内容涉及一种用于由煤制造焦炭的方法和设备且特别地涉及一种将用于供给至无回收炼焦炉的煤压紧的经过改进的方法和设备。

背景技术

焦炭是在钢的生产过程中用来使铁矿石熔融并还原所述铁矿石的固体碳燃料和碳源。在炼铁工艺中，铁矿石、焦炭、受热空气和石灰石或其它助熔剂被供给进入高炉内。受热空气导致焦炭燃烧，所述焦炭的燃烧提供了用于将铁的氧化物还原成铁的热量和碳源。可添加石灰石或其它助熔剂以便与来自熔融的铁的酸性杂质反应并从所述熔融的铁中去除所述酸性杂质，所述酸性杂质也被称作熔渣。石灰石杂质浮到熔融的铁的顶上并被撇去。

在一种被称为“汤普森炼焦工艺(Thompson Coking Process)”的工艺中，通过将粉煤批量供给至炉而生产出上述用于提炼金属矿石的煤，所述炉被密封且在严密受控的大气条件下在24至48小时的时间内被加热至极高温度。炼焦炉多年来一直被用来将煤转化成冶金焦炭。在炼焦工艺中，细碎的煤在受控温度条件下被加热以便去除煤中的挥发性物质并形成具有预定孔隙率和强度的熔融物质体。由于煤的生产工艺是批量生产工艺，因此有多个炼焦炉在同时运行，它们在下文中被称作“炼焦炉组”。

在炼焦周期结束时，从炉中去除成品焦炭并用水对其进行骤冷。可对冷却的焦炭进行筛选并将其装载到轨道车或卡车上以便进行运输或为了稍后好使用它们或可将所述冷却的焦炭直接移至熔铁炉。

煤颗粒在加热过程中所经历的熔融和熔合过程是炼焦工艺中最重要的部分。煤颗粒变成熔融物质体的过程中的熔融程度和同化程度决定了所生产的焦炭的特性。为了由特定的碳或碳混合物产生最强的焦炭，则反应剂与煤中的惰性存在物之间存在最佳比率。焦炭的孔隙率和强度对于矿石提炼工艺而言是重要的且取决于煤源和/或炼焦方法。

煤颗粒或煤颗粒的混合物按照预定程序被填入热炉内，且在炉中对煤进行持续达预定时期的加热以便从所产生的焦炭中去除挥发性物质。炼焦工艺在很大程度上取决于炉的设计、煤的类型以及所使用的转化温度。在炼焦工艺过程中对炉进行调节从而使得每次填入的煤料都在大约相同的时间量内被炼成焦炭。一旦煤被炼成焦炭，则从炉中去除该焦炭并用水对其进行骤冷以便将其冷却到其点火温度以下。骤冷操作也必须受到仔细控制从而使得焦炭不会吸收过多湿气。一旦焦炭被骤冷，则对焦炭进行筛选并将其装载进入轨道车或卡车内以便进行运输。

由于煤被供给进入热炉内，因此许多煤供给工艺都是自动化的。在狭槽型炉中，煤通常通过处在炉顶部中的狭槽或开口被填入。这种炉倾向于较高且较窄。更近来地，已经使用了水平的无回收或热回收型炼焦炉来生产焦炭。例如在授权给Thompson的美国专利Nos.3,784,034和4,067,462中描述了水平炉。在无回收或热回收型炼焦炉中，使用传输装置将煤颗粒水平地传输进入炉内以便提供细长的煤床，所述煤床具有约101厘米的高度、约13.7米的长度和约3.6米的宽度。

由于适用于形成冶金用煤的煤源正在日益减少，因此已经尝试将脆煤或非焦化煤与炼焦煤混合在一起以便为炉提供适当的煤料。一种尝试是使用被压紧的煤。煤可在处于炉中之前或之后被压紧。尽管煤传输装置适于将颗粒煤装填在炉中，所述颗粒煤随后在炉中被部分地压紧，但这种传输装置通常并不适于将经过预压紧的煤装填在炉中。理想情况下，煤应该被压紧到大于50磅/立方英尺的程度以便增强品质较低的煤的有效性。众所周知地，随着煤混合物中的品质较低的煤所占百分比的增加，所需要的煤压紧水平也越来越高，而达到了约65至70磅/立方英尺。

然而，目前可用的工艺都不适于提供在细长的煤料床的整个深度范围内都能具有大体上均匀的堆密度的这种被压紧的煤料。这种工艺还是复杂且耗时的。因而需要提供一种用于将煤压紧并且将经过预压紧的煤装填在炼焦炉中的方法和设备。还需要提供一种使得为了提供被压紧的煤的大体上均匀的煤床以便制造冶金用煤所需的时间量最小化的设备。

发明内容

根据前述需要和其它需要，本发明的披露内容提供了用于增加煤颗粒的堆密度的相对高速的方法、用于增加煤颗粒的堆密度的设备和用于制造冶金焦炭的方法。一种这样的方法包括将煤颗粒沉积到处在炼焦炉外部的装料板上以便提供干燥的未被压紧的煤的细长煤床，所述煤床具有处在所述装料板上的上表面。所述装料板具有侧壁和至少一个活动端壁。在对煤进行脱气的同时将冲击压力施加到所述干燥的未被压紧的煤的煤床的所述上表面上以便提供具有处在从约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压紧的煤床。

在另一方面中，本发明的披露内容的典型实施例提供了一种煤压紧和炼焦炉装料设备。所述设备具有煤床传送板，所述煤床传送板具有侧壁、至少一个活动端壁和用于将被压紧的煤输送进入所述炼焦炉内的传送板平动机构。提供了煤压紧装置以便将煤压紧。所述煤压紧装置具有用于将压力施加到被沉积在所述传送板上的干燥的未被压紧的煤床的上表面上的压力板。在所述压紧过程中用真空源对所述未被压紧的煤床进行脱气以便提供具有处在从约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压紧的煤床。

在又一方面中，本发明的披露内容的典型实施例提供了一种用于使用品质相对较低的煤源而使水平的无回收炼焦炉运行的方法。所述方法包括将煤颗粒沉积在传送板装置上以便提供未被压紧的煤床。所述传送板装置具有可进行平动的刮刀、侧壁和至少一个活动端壁。在对煤床进行脱气的同时将压力施加到所述未被压紧的煤床的上表面上以便提供具有处在从约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压紧的煤床。包含被压紧的煤的所述刮刀平动进入所述炼焦炉内且在将所述被压紧的煤保持在所述炼焦炉中时从所述炼焦炉中去除所述刮刀。随后在所述炼焦炉中在所述被压紧的煤上实施炼焦工艺。

本文所述的方法和设备为炼焦运行提供了独特的优点，所述优点包括在相对较短的时间内为煤提供了相对较高的堆密度。所述方法和设备的另一优点在于：可使用相对简单的机械装置将煤压紧并将被压紧的煤传送进入所述炼焦炉内。进一步的优点在于：所产生的煤床在其整个深度范围内都被大体上压紧而具有大约相同的均匀堆密度。

附图说明

通过参考对典型实施例做出的详细描述并结合附图将可易于理解所披露实施例的进一步的优点，所述附图并不是按比例进行绘制的，其中在如下的各图中使用类似的附图标记表示类似或相似的元件：

图1是根据本发明的一个实施例的用于炼焦炉组的装料车、煤填充站和压紧站的示意性平面图，该图并未按比例进行绘制；

图2是根据本发明的披露内容的一个实施例的装料车装置的侧部正视图，该图并未按比例进行绘制；

图3是根据本发明的披露内容的一个实施例的装料车装置的端部正视图，该图并未按比例进行绘制；

图4是根据本发明的披露内容的一个实施例的高度调节机构的放大侧视图，该图并未按比例进行绘制；

图5是根据本发明的披露内容的一个实施例的装料车装置的剖面正视图，该图并未按比例进行绘制；

图6-图7是根据本发明的披露内容的一个实施例的用于进行装煤操作的装料车装置的一部分的侧部正视图，该图并未按比例进行绘制；

图8是根据本发明的披露内容的一个实施例的托架(backstop)和冲头(ram)装置的透视图，该图并未按比例进行绘制；

图9-图10是根据本发明的披露内容的一个实施例的在进行了装煤操作之后的装料车装置的一部分的侧部正视图，该图并未按比例进行绘制；

图11是根据本发明的披露内容的用于装料车装置的可调节端壁的透视图，该图并未按比例进行绘制；

图12是根据本发明的披露内容的一个实施例的煤填充站的侧部正视图，该图并未按比例进行绘制；

图13是根据本发明的披露内容的一个实施例的煤压紧站的侧部正视图，该图并未按比例进行绘制；

图14是用于图11所示煤压紧站的真空泵和粉尘收集系统的示意图；

图15是图13所示煤压紧站的一部分的端部正视图，该图并未按比例进行绘制；和

图16是对于用所披露实施例的方法和设备压紧的煤而言，堆密度与冲击能量的曲线关系图。

具体实施方式

正如下面更详细地描述地那样，图1是用于将煤压紧并将煤装填到炼焦炉12中的高速系统10的示意性平面图。该系统包括活动装煤车装置14、用于填充该装煤车的煤填充设备16和用于将该装煤车装置14中的煤压紧的固定式煤压紧设备18。系统10特别适于提供这样一种被压紧的煤床而将其装填在水平的无回收炼焦炉12中，这种煤床具有约75至约125厘米的深度、处在约10至约15米范围内的长度和处在约2至约5米范围内的宽度。

典型的水平的无回收炼焦炉组包含多个并排的炼焦炉12。每个炼焦炉12具有装煤端20和与该装煤端20相对的焦炭出口端22。煤炼焦周期可在从24至48小时的范围内或更多地取决于装填到炼焦炉12中的煤的尺寸。在炼焦周期结束时，使用被定位在与炉12的装煤端20相邻的位置处的卸料冲头(discharge ram)将焦炭推出炉12之外而使其进入处在炉的焦炭出口端22上的热车内。卸料冲头可被包括在装料车装置14上，所述装料车装置还可包括用于在将煤推出炉12之外之前去除装煤端20的炉门的装置。

如图1所示，装料车装置14可在与要进行装料的炉12相邻的轨道24上移动至用于将预定量的煤填充在装料车装置14中的填充站25，并且移动至包含该压紧设备18的压紧站27。煤填充设备16还可在与轨道24垂直的被升高的轨道26上独立地移动，从而沿装料车装置14的长度进行移动且从而移动至与贮存仓28相邻的位置处以便将预定量的煤填充在煤填充设备16中。

现在参见图2至图12，图中更详细地示出和阐明了系统10的部件的各个方面。如图2所示，图中示出的装料车装置14包括主支承框架30、可平动的煤传送板或刮刀32、传送板支承框架33和高度调节机构34，所述高度调节机构被附接到框架30上以便相对于为正在进行装煤的炉12设置的炉底板而设置传送板32的高度。高度调节机构34还可用来使传送板32降落到固定支柱上以便吸收在煤压紧步骤中的冲击震动，下面会对所述固定支柱进行更详细地描述。

高度调节机构34包括用于升高和降低轴承轨道38的一个或多个致动器36，所述轴承轨道包含轴承辊40或滑动板以使传送板32进行可平动的移动。致动器36可选自多种机构，如齿轮、链条传动装置、液压缸和类似机构。液压缸致动器36特别适用于本文所述的高度调节机构34中。

图3和图4示出了用于升高和降低传送板32的高度调节机构34的多个部分的细节。图3是装料车装置14的端视图，图中示出了被附接到框架30上的高度调节机构34，且图4是高度调节机构34的放大侧视图。致动器36被附接到框架30上且被附接到保持着轮42的第一枢轴臂44上。该第一枢轴臂44被机械联接，例如通过杆45或其它刚性联接装置，至远端枢轴臂46(图4)，所述远端枢轴臂通过连接杆45的作用而与第一枢轴臂44共同移动。第一枢轴臂44和远端枢轴臂46中的每个枢轴臂都被枢转地附接到框架30上。

在启动致动器36时，枢轴臂44和46被升高或降低，由此升高或降低支承着传送板32的轨道38。轮42使得轨道38和传送板32能够根据需要向着或远离炉12进行移动以便相对于要进行装料的炉12对装料车装置14进行适当定位。

由于炉的高度相对于轨道24的参比高度存在差异，因此可使用高度调节机构34将传送板32设置在所需高度位置处以便可平动地移动进入要进行装煤的炉12内。炉高度的变化通常处在约1至约5英寸的范围内。因此，高度调节机构34应该能够在这样的高度位置处移动并保持传送板32，所述高度位置可相对于传送板32的参比高度位置在1英寸至5英寸的范围内变化。应该意识到：特定的炼焦炉组可能需要的高度位置的范围可超出约1至约5英寸这个范围。除了传送板32的高度调节以外，传送板32、轴承轨道38和轴承辊40可向着炉12进行收缩以便在炉中装料且可朝向远离炉的方向进行伸展以使装料车装置沿轨道24进行移动同时清理其它炉结构。可使用独立的致动器而使轨道38和传送板32向着和远离该炉进行移动。

装料车装置14的框架30包括轮50，所述轮用于沿轨道24将装料车装置14定位在与要装填被压紧的煤的炉12的装煤端20相邻的位置处。轮50还使得装料车装置14能够被定位在装煤站25和煤压紧站18中，下面会对此做更详细地描述。

沿传送板32的长度设置了可倾斜的侧壁52。当传送板32和处在其上的被压紧的煤被移动进入炉12内时，该可倾斜的侧壁52可旋转远离处在传送板32上的被压紧的煤。使该可倾斜的侧壁52旋转远离被压紧的煤使得减轻了侧壁52与被压紧的煤之间的摩擦。

如图5所示，可倾斜侧壁52的第一端58与壁支承构件54枢转地相邻，且可释放该可倾斜侧壁而不与被压紧的煤接触或可被锁定而不进行移动，如图所示和文中描述地那样。锁定机构60A和60B可与可倾斜侧壁52相结合地使用以便防止可倾斜侧壁52在煤压紧过程中进行移动。每个锁定机构60A和60B包括枢轴臂62，所述枢轴臂具有与其第一端66相邻的滚柱64和与其第二端70相邻的致动器机构68。图中所示的锁定机构60A处在第一未锁定位置且图5所示的锁定机构60B处在第二锁定位置。

装料车装置14的至少一端76包括活动端壁72和冲头80，所述活动端壁和冲头被附接到冲头装置78的相对侧上，图6更详细地示出了这一点。包含活动端壁72和冲头80的托架装置78可旋转至向下位置以便在传送板32上装载煤并压紧煤。当冲头装置78旋转至如图6所示的向上位置时，传送板32和位于其上的被压紧的煤74可平动进入炉12内以便对炉进行装料。

在对炉进行装料的步骤中，包含冲头80的托架装置78(图7和图8)可向上旋转，正如通过致动器82所实现地那样，从而使得被压紧的煤74可移动进入炉12内。一旦将被压紧的煤74装填在炉12中，则托架装置78可向下旋转，正如通过致动器82所实现地那样，且可向着炉移动，正如通过轮车装置83所实现地那样，以便将冲头80置于炉12内部而与被压紧的煤74相邻从而在如图9和图10所示地那样从炉12中抽回传送板32时将被压紧的煤74保持在炉12中。在已经从炉中抽回了传送板32之后，托架装置78向上旋转且随后使用轮车机构83使所述托架装置移动至如图6所示的位置。

传送板32的相对端包括端壁84，所述端壁可以是固定的或可垂直地移动。在一个实施例中，可向上或向下调节该端壁84以便清理煤填充设备16上的伸缩斜道96(图12)。图11示出了可调节端壁84的细节。该可调节端壁84具有被附接到框架33上的固定部段85和可借助于致动器机构89而上升和下降的活动部段87。

可通过将重型高速链与链轮系统86和被连接至传送板32的远端88的链条相结合地使用而使传送板32沿被附接到轴承轨道38上的轴承辊40进行移动(图2)从而使传送板32平动进入炉12内和平动出所述炉外。在装煤运行过程中，链与链轮系统86使传送板32的一部分移动进入炉12内，从而使得当从炉中抽回传送板32时，被压紧的煤可被沉积在炉的底板表面上。传送板32具有通常处在从约1.5至约3英寸的范围内的厚度且优选由铸钢制成。

对于在授权给Barkdoll的美国专利No.6,290,494中所述的装填被压紧的煤的装煤装置而言，本文所述的装料车装置14可选地可包括贮存未被压紧的煤的煤室，当传送板32移动进入炉12内时，所述煤室用于在传送板32与炉底板之间提供未被压紧的煤的隔绝层，所述美国专利的披露内容在此作为参考被引用。未被压紧的煤层可使传送板32与炉底板的辐射热隔绝开来且可提供用于使传送板32移动进入炉12内和移出所述炉外的相对平滑的水平面。被压紧的煤74和传送板32的重量足以对未被压紧的煤进行压缩以便使其密度增加至高出该未被压紧的煤的密度。

现在参见图12，图中示出了用于对装料车装置14进行填充的煤填充设备16。煤填充设备16包括用于轨道26的升高的轨道结构90和称量料仓92，所述称量料仓可沿大体上垂直于轨道24的方向移动以便大体上均匀地将预定量的煤填充在装料车装置14中。轨道26还使得煤填充设备16能够被定位在与煤贮存仓28相邻的位置处以便将预定量的煤重新填充在称量料仓92中。相交的传送装置94提供了从贮存仓28向称量料仓92行进的煤流。称量料仓92大到足以保持约50至60公吨的煤颗粒。

伸缩性的斜道和调平装置96被设置在称量料仓92的卸料端98上以便将未被压紧的煤大体上均匀地填充在装料车装置14中。当称量料仓92沿轨道26从装料车装置14的一端行进至装料车装置14的另一端时，煤被定量供应进入装料车装置14内且将煤弄平从而提供大体上呈平面的表面以便实施压紧过程。伸缩性斜道所具有的轮廓使得在横穿传送板32宽度的范围内提供了煤的“蝙蝠翼状的轮廓”。“蝙蝠翼状的轮廓”指的是与侧壁52相邻的未被压紧的煤的深度大于在横穿传送板32宽度的相当大部分的范围内的煤的深度。

适于形成冶金焦炭的煤通常被磨碎从而使得至少约80％的煤具有小于约3毫米的平均尺寸，所述平均尺寸取决于标准筛分析过程。未被压禁的煤还具有重量百分比处在约6％至约10％的范围内的湿度值和处在从约640至约800千克/立方米范围内的堆密度。当沉积在传送板32上时，未被压紧的煤通常有体积百分比约50％至约60％为煤颗粒且体积百分比约40％至50％为空隙。

在将预定量的煤填充在装料车装置14中之后，装料车装置14被输送至压紧站27以便将煤压紧，所述预定量的煤通常为约45至约55公吨的煤。压紧站27包括用于将装料车14中的煤迅速压紧的压紧设备18(图13至图15)。压紧设备18包括压力板100，所述压力板可以是单块板，所述单块板具有与处在传送板上的未被压紧的煤床的长度大体上相同的长度，或者可通过多块板提供压力板100，所述多块板横跨达到未被压紧的煤床的长度。压力板100被降低到压紧站27中的未被压紧的煤上。如图15所示，压紧板100具有与未被压紧的煤相同的蝙蝠翼状轮廓。

多个脱气探针102在间隔开来的情况下被设置在压紧板100上，所述多个脱气探针延伸进入未被压紧的煤床内达到该未被压紧的煤床的深度的约80％，从而在压紧过程中对未被压紧的煤进行脱气。可通过穿孔的筛滤管提供适当的探针102，所述穿孔的筛滤管具有约5厘米的公称直径和约60厘米的长度。在整个未被压紧的煤床范围内，探针彼此隔开的中心距为约120厘米。

探针102可通往大气，或可在与如图14所示的真空泵104和粉尘收集系统106存在气体流连通的情况下与该真空泵和粉尘收集系统相连。在压紧过程中，真空泵104可将处在约185至约280毫米汞柱的范围的真空施加在探针102上以便在压紧过程中从未被压紧的煤床中去除夹带的空气。压紧过程中的气体的体积流速可处在约50立方米/分钟至约85立方米/分钟的范围内。可使用真空贮存容器108以便提供持续时间短的真空源从而在压紧过程中对煤进行脱气。

从煤床中收集到的气体通过导管110流至粉尘收集系统106，如箭头112所示。清洁的排出气体从真空泵104流至大气，如箭头114所示。

在压紧过程中使用真空泵104和粉尘收集系统106的优点在于：在压紧过程中可能形成的任何粉尘可被收集在粉尘收集系统106中而不是被排往大气。在压紧过程中使用真空泵104的另一优点在于：可降低煤的湿气含量，由此使得对煤进行炼焦所需的能量更低。

压紧设备18的另一部件是一个或多个打桩机装置116，所述一个或多个打桩机装置有效地将冲击压力施加到压力板100上从而更迅速地将煤压紧。由于在压紧过程中对煤床进行了脱气处理，因此打桩机装置116仅需要施加约2至约3.5千克力米/每公斤煤就能将煤压紧至所需堆密度。现有技术中的用于压紧煤的装置通常需要超过3.5千克力米/每公斤煤才能提供具有类似的高堆密度的煤。

为了减轻被传送穿过轮50和轨道24的冲击波，可将支承支柱设置在压紧区域27中以便支承装料车装置14。因此，可对高度调节机构34进行致动以使装料车装置14降低约2至约6厘米，从而使得装料车装置14的框架33(图3)主要由支柱118支承而并非由轮50和框架30支承。

上述压紧设备18可足以在小于约3分钟的时间内压紧较深的煤床，且可足以在小于约30秒的时间内，例如在约15秒的时间内，压紧较深的煤床。“较深的煤床”指的是具有处在从约135厘米至约145厘米深的范围内的深度的未被压紧的煤床。本文所述的压紧设备18可提供穿透煤床深度的大体上均匀的被压紧的煤。现有技术中的压紧工艺通常在穿透煤床深度的范围内仅提供了不均匀压紧的煤。

下表提供了用于在装料车14中填充约52公吨煤并将煤压紧至约1040千克/立方米的目标堆密度所用的典型周期时间。

表1

步骤序号	步骤说明	时间(秒)
			1	伸缩性煤填充斜道被降低进入车内	10
2	在装料车中填充煤(长14米)	45
			3	缩回伸缩性煤填充斜道	10
4	在压紧站中移动车并对车进行精确定位	25
			5	将压力板降低到未被压紧的煤上	10
6	打开真空并使打桩机进行循环(5×)	30
			7	从被压紧的煤上缩回压力板	15
	总时间	2分25秒

应该意识到：对于该实例中提供的未被压紧的煤的量和目标堆密度而言，可在小于约3分钟的时间内完成使用上述冲击和脱气系统来填充和压紧煤的整个工艺。

在下面的实例中，在13公吨的煤上实施了压紧试验以便确定在对未被压紧的煤床进行多次冲击同时使用上述探针102从煤床中排出空气之后所导致产生的被压紧的煤的深度和堆密度。未被压紧的煤床被置于365平方厘米的箱中，且初始深度为129厘米。在每次冲击中施加13,800千克米的多次冲击。压力板100和打桩机的总重量为23公吨。结果如下表和图16所示。

表2

状态	煤的深度(cm)	堆密度(kg/m3)
			处在箱子中的煤(13公吨)	129	761
被置于箱子上的压力板(4公吨)	126	775
			打桩机和压力板(23公吨)	115	853
在第一次冲击之后(13,800千克-米)	102	960
			在第二次冲击之后(13,800千克-米)	97	1013
在第三次冲击之后(13,800千克-米)	94	1040
			在第四次冲击之后(13,800千克-米)	93	1056
在第五次冲击之后(13,800千克-米)	91	1072

在前面的描述中，除了传送带、电气器件和类似部件以外的整个设备可由铸钢或锻钢制成。因此，可能获得坚固的设备构造并提供相对更为耐久的适用于炼焦炉环境中的设备。

上述设备和方法使得能够使用成本更低的煤来生产冶金焦炭，由此降低了焦炭的总成本。根据特定的煤源和所实现的压紧水平，根据本发明制得的被压紧的煤料可包括达约80wt.％的非焦化煤。该压紧工艺还使得由本发明的设备生产出的焦炭量可从30至40公吨增加至约45至约55公吨。更一致的煤料物理参数如煤料高度、宽度和深度也是根据本发明的设备和方法带来的优点。

所属领域技术人员通过前面的描述和附图应该预想到且易于理解：可对本发明的披露内容的实施例做出多种变型和/或变化。因此，前面的描述和附图显然旨在对典型实施例做出说明，而并不限于所属典型实施例，且本发明的披露内容的真实精神和范围由所附权利要求书确定。

Claims (24)

1、一种用于增加煤颗粒的堆密度以便提供用于装填在炼焦炉中的干燥的被压紧的煤的细长煤床的相对高速的方法，所述方法包括以下步骤：

将煤颗粒沉积到处在炼焦炉外部的装料板上，所述装料板具有侧壁和至少一个活动端壁以便提供干燥的未被压紧的煤的细长煤床，所述煤床具有处在所述装料板上的上表面；和

在对煤进行脱气的同时将冲击压力施加到所述干燥的未被压紧的煤的煤床的所述上表面上以便提供具有处在约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压紧的煤床。

2、根据权利要求1所述的方法，其中对所述煤床进行脱气的步骤包括将真空源施加到被插入所述未被压紧的煤床中的一个或多个探针上。

3、根据权利要求2所述的方法，其中所述真空源在所述脱气步骤过程中为所述未被压紧的煤床提供了处在从约185至约280毫米汞柱范围内的真空。

4、根据权利要求1所述的方法，其中对所述煤床进行脱气的步骤包括通过被插入所述未被压紧的煤床内的一个或多个探针排出空气。

5、根据权利要求1所述的方法，其中在小于约3分钟的时间内将所述煤颗粒从具有约640至约800千克/立方米范围内的初始堆密度压紧为具有处在约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度。

6、根据权利要求1所述的方法，其中所述冲击压力在约2至约3.5千克力米/每公斤煤的范围内。

7、根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述煤床的所述上表面上施加约1至约5次冲击。

8、一种由煤制造冶金焦炭的方法，所述方法包括将通过根据权利要求1所述的方法制造的所述干燥的被压紧的煤床填充在炼焦炉中并且在还原气氛下在一定的温度且持续一定时间的情况下对所述煤进行加热，以便提供冶金焦炭。

9、通过根据权利要求8所述的方法制造的冶金焦炭。

10、一种煤压紧和炼焦炉装料设备，所述设备包括：

煤床装料车，所述煤床装料车包括传送板，所述传送板具有侧壁、至少一个活动端壁和用于将被压紧的煤输送进入所述炼焦炉内的传送板平动机构；和

煤压紧装置，所述煤压紧装置包括：

用于将压力施加到被沉积在所述传送板上的干燥的未被压紧的煤床的上表面上的压力板；和

用于对所述未被压紧的煤床进行脱气以便提供具有处在约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压紧的煤床的真空源。

11、根据权利要求10所述的煤压紧和炼焦炉装煤设备，其中所述煤压紧装置进一步包括用于将间歇性的冲击力施加到所述压力板上的冲头。

12、根据权利要求10所述的煤压紧和炼焦炉装煤设备，进一步包括穿孔的探针，所述穿孔的探针被附接到所述压力板上以便在压紧过程中对所述未被压紧的煤床进行脱气。

13、根据权利要求10所述的煤压紧和炼焦炉装煤设备，进一步包括用于在压紧过程中支承所述装料车的支柱。

14、根据权利要求10所述的煤压紧和炼焦炉装煤设备，进一步包括被附接在与所述至少一个活动端壁相邻的位置处的托架装置以便在从所述炉中撤回所述传送板时将被压紧的煤保持在所述炼焦炉中。

15、根据权利要求10所述的煤压紧和炼焦炉装煤设备，其中所述装料车进一步包括用于在将被压紧的煤装填在炼焦炉中的过程中对所述传送板的高度进行调节的高度调节机构。

16、根据权利要求10所述的煤压紧和炼焦炉装煤设备，进一步包括用于将未被压紧的煤沉积进入所述装料车内的煤沉积和调平装置，所述煤沉积和调平装置包括伸缩性斜道和与所述斜道流动连通的煤称量料仓以便将预定量的煤沉积进入所述装料车内且以便对处在所述传送板上的未被压紧的煤进行调平。

17、一种用于使用品质相对较低的煤源而使水平的无回收炼焦炉运行的方法，所述方法包括以下步骤：

将煤颗粒沉积在传送板装置上以便提供未被压紧的煤床，所述传送板装置具有可进行平动的刮刀、侧壁和至少一个活动端壁；

在对所述煤床进行脱气的同时将压力施加到所述未被压紧的煤床的上表面上以便提供具有处在约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压紧的煤床；

使包含被压紧的煤的所述刮刀平动进入所述炼焦炉内；

在将所述被压紧的煤保持在所述炼焦炉中时从所述炼焦炉中去除所述刮刀；以及

在所述炼焦炉中在所述被压紧的煤上实施炼焦工艺。

18、根据权利要求17所述的方法，其中所述脱气过程包括将真空施加到所述煤床上。

19、根据权利要求18所述的方法，其中通过真空源施加所述被施加到所述煤床上的真空，所述真空源产生了处在约185至约280毫米汞柱范围内的真空。

20、根据权利要求17所述的方法，其中利用处在约2至约3.5千克力米/每公斤煤的范围内的冲击能量而将压力施加到所述未被压紧的煤床的所述上表面上。

21、根据权利要求17所述的方法，其中所述脱气过程包括将真空源施加到被插入所述未被压紧的煤床中的一个或多个探针上。

22、根据权利要求17所述的方法，其中所述脱气过程包括通过被插入所述未被压紧的煤床内的一个或多个探针排出空气。

23、根据权利要求17所述的方法，其中在小于约3分钟的时间内将所述煤颗粒从具有约640至约800千克/立方米范围内的初始堆密度压紧为具有处在约960至约1200千克/立方米范围内的堆密度。

24、根据权利要求17所述的方法，所述将压力施加到所述未被压紧的煤床的所述上表面上的步骤包括在所述未被压紧的煤床上施加1至约5次冲击，所述冲击被施加到与所述未被压紧的煤床的所述上表面相接触的压力板上。

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