CN103370395A - 将用于煤炼焦工艺的煤压实的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在不冲击煤颗粒的情况下增加所述煤颗粒的堆密度的相对高速的方法，以及一种将用于制备冶金焦炭的煤压实的装置。该方法包括将煤颗粒沉积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能移动的端壁，以便在所述装料板上提供具有上表面的干燥的未被压实的煤的长形床。通过使振动式圆柱形压实机沿所述未被压实的煤行进足以使煤床的厚度降至小于所述未被压实的煤的原始厚度的大约80％的程次而将所述未被压实的煤压实。所述振动式圆柱形压实机具有大约1.4∶1至大约2∶1范围内的长度直径比。

Description

将用于煤炼焦工艺的煤压实的方法和装置

技术领域

本公开涉及一种由煤制作焦炭的方法和装置，特别涉及一种将供给到无回收炼焦炉的煤压实的方法和装置。

背景技术

焦炭是在钢的生产中用于熔化并还原铁矿石的固体碳燃料和碳源。在炼铁过程中，铁矿石、焦炭、热空气和石灰石或其它助熔剂被供给到鼓风炉中。热空气促进焦炭的燃烧，焦炭提供用于将氧化铁还原成铁的热能和碳源。石灰石或其它助熔剂可被添加以与来自熔融的铁中的被称为炉渣的酸性杂质反应并将其移除。石灰石杂质浮至熔融的铁的顶部并被撇去。

在一种被称为“汤普逊炼焦工艺”的工艺中，如上所述，用于精炼金属矿石的焦炭通过将粉煤分批供给到炉而被生产出来，该炉被密封并在严密控制的气氛条件下在非常高的温度被加热24至48小时。用于将煤转化成冶金焦炭的炼焦炉已被使用许多年。在炼焦过程中，细碎的煤在受控气氛条件下被加热以液化煤并形成具有预定孔隙率和强度的熔体。因为焦炭的生产为批量过程，所以多个炼焦炉被同时操作，在下文中多个炼焦炉被称为“炼焦炉组”。

在炼焦周期结束时，制成的焦炭从炉中移除并用水使其骤冷。冷却的焦炭可被筛选并被装载到轨道车或卡车上进行运输或稍后使用，或者直接被移动到熔铁炉。

煤颗粒在加热过程中经受的熔化和熔合过程为炼焦过程中最重要的部分。煤颗粒变为熔融体的熔化的程度和同化的程度决定所生产的焦炭的特性。为了从特定的煤或煤混合物生产最强的焦炭，煤中的反应物质与惰性物质有一个最佳比例。焦炭的孔隙率和强度对于矿石精炼过程是重要的，并且其由煤源和/或炼焦的方法决定。

煤颗粒或煤颗粒混合物按预定的计划被装填到热炉中，并且在炉中加热煤预定时间段以便从得到的焦炭中移除挥发物。炼焦工艺特别取决于炉的设计、煤的类型和所使用的转化温度。炉在炼焦过程中被调节，以使每个煤料在近似相同的时间内被炼成焦炭。一旦煤被炼成焦炭，则从炉中移除焦炭并用水使其骤冷，以使其冷却到其着火温度之下。骤冷操作也必须被仔细控制，以使焦炭不吸收太多湿气。一旦其被骤冷，焦炭被筛选并被装载到轨道车或卡车中进行运输。

因为煤被供给到热炉中，所以许多煤供给过程是自动的。在槽型炉中，典型地通过炉顶部中的槽或开口装填煤。这种炉倾向于为高和窄的。更近来，水平无回收或热回收性型炼焦炉已经被用于生产焦炭。例如在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，输送带被用于将煤颗粒水平输送到炉中，以提供长形的煤床，该长形的煤床具有大约101厘米的高度、大约13.7米的长度和大约3.6米的宽度。

由于适用于形成冶金煤的煤源已减少，所以已尝试将弱焦化煤或非焦化煤与焦化煤混合，以便为炉提供适合的煤料。一种尝试是使用压实煤。将煤在其处于炉中之前或之后压实。而煤输送装置适于将颗粒煤装填到炉，颗粒煤随后在炉中被部分压实，这种输送装置通常不适于将预压实的煤装填到炉。理想地，煤应该被压实为大于800千克/立方米，从而增强低质量煤的有效性。众所周知，随着煤混合物中低质量煤的百分比增加，需要高达大约1040至1120千克/立方米的更高的煤压实水平。

然而，目前能利用的工艺不适于在较高的速率并且在压实期间不产生大量煤尘的情况下提供这样的被压实的煤料：该被压实的煤料在长形煤料床的整个深度上处处具有大体上均匀的堆密度。因此，需要一种改进的方法和装置，该改进的方法和装置用于在不产生煤尘的情况下将煤压实并且用于将预压实的煤装填到炼焦炉。也需要一种装置，该装置使提供用于制作冶金焦炭的大体上均匀的被压实煤床所需要的时间最小化。

发明内容

根据前述需要和其它需要，本公开提供一种在不冲击所述煤颗粒的情况下用于增加煤颗粒的堆密度的相对高速的方法，以及一种将制作冶金焦炭的煤压实的装置。该方法包括将煤颗粒沉积到炼焦炉外部的装料板上。所述装料板具有侧壁和至少一个能移动的端壁，以在所述装料板上提供具有上表面的干燥的未被压实的煤的长形床。所述未被压实的煤通过使振动式圆柱形压实机沿所述未被压实的煤的长度行进足以将所述煤床的厚度减小至小于所述未被压实的煤的原始厚度的大约80％的程数而被压实。所述振动式圆柱形压实机具有大约1.4∶1至大约2∶1范围内的长度直径比。另一方面，本公开的示例性实施例提供一种煤压实和炼焦炉装料装置。所述装置具有煤床传送板，该煤床传送板具有侧壁、至少一个能移动的端壁和用于将被压实的煤输送到所述炼焦炉中的传送板平移机构。真空源被用于在压实过程中为所述未被压实的煤床除气，以提供具有大约960至大约1200千克/立方米的范围内的堆密度的干燥的被压实的煤床。

在又一方面，本公开的示例性实施例提供一种煤压实和炼焦炉装料装置。该装置包括煤床装料车，该煤床装料车包括传送板，该传送板具有侧壁、至少一个能移动的端壁和用于将被压实的煤输送到所述炼焦炉中的传送板平移机构。煤压实设备被提供为在没有冲击能的情况下将煤压实。所述煤压实设备包括：振动辊机构，该振动辊机构用于压实所述传送板上的未被压实的煤床；煤床平移设备，该煤床平移机构被附接到所述振动辊机构，以沿所述未被压实的煤床的长度移动所述振动辊机构；提升机构，该提升机构位于所述煤床平移设备上用于在压实步骤中将所述振动辊降低至与所述未被压实的煤接触，并用于在炉装料步骤中将所述振动辊升高到与被压实的煤脱离接触；以及除气设备，该除气设备用于在所述压实步骤中为所述未被压实的煤床除气。

在此描述的方法和装置为炼焦操作提供独特的优点，该优点包括在相对短的时间段内为煤提供相对高的堆密度。该方法和装置的另一优点在于，相对简单的机械设备可被用于压实煤并将被压实的煤传送到炼焦炉中，而不使用打桩机型压实设备，打桩机设备在压实期间可导致煤尘的增加并可在压实过程中导致对结构和装备的损坏。进一步的优点在于，最终的煤床大体上在其深度上处处被压实为大约相同的均匀的堆密度。

附图说明

通过在考虑结合附图时参考示例性实施例的详细描述，所公开的实施例的进一步的优点可为清晰可见的，附图是不按比例的，其中相似的附图标记在如下的各附图中始终指代相似或类似的元件：

图1为根据本公开实施例的用于炼焦炉组的装料车、煤填充站和压实装置的未按比例的俯视图；

图2为根据本公开实施例的煤填充站、压实装置和装料车设备的未按比例的正立面侧视图；

图3为根据本公开实施例的装料车设备和煤填充站的未按比例的侧立面端视图；

图4为根据本公开实施例的装料车设备的未按比例的示意性侧视图；

图5为根据本公开实施例的装料车设备的未按比例的端立视图；

图6为根据本公开实施例的装料车设备和侧壁锁定机构的未按比例的立视图；

图7为根据本公开实施例的用于为炼焦炉装料的装料车设备和能移动的端壁部分的未按比例的立视图；

图8为根据本公开的装料车设备的能调节的端壁的未按比例的透视图；

图9A-9B为根据本公开实施例的使用振动辊将煤压实的方法的未按比例的示意图；

图10为根据本公开的压实站和装料车的未按比例的侧立视图；

图11A-11D为根据本公开的包含振动辊的压实设备的未按比例的透视图和侧视图；

图12为根据本公开的煤压实设备和装料车的未按比例的俯视图；以及

图13为根据本公开的振动辊的压实试验中堆密度与压实能量的关系曲线图。

具体实施方式

在此使用的术语“打桩机型设备”被用于描述以往复的方式在每单位时间内使用相对高的能量冲击来将煤压实。由于压实机构的相对高的能量和相对高的速度，在使用打桩机型设备的压实过程中随着空气被赶出煤而产生煤尘。术语“振动辊机构”表示在不是如上所述的那样将冲击能从打桩机型设备传递到煤的情况下振动的辊机构。因此，此后振动辊机构每单位时间的能量大大低于打桩机型设备每单位时间的能量。

如下面详细描述的那样，在图1中以俯视图例示用于将煤压实并将煤装填到炼焦炉12的高速系统10。该系统包括能移动的装煤车设备14、用于填充装煤车的煤填充装置16和用于将装煤车设备14中的煤压实的煤压实装置18。系统10特别适于提供具有大约75厘米至大约125厘米的深度、大约10米至15米范围内的长度以及大约2米至大约5米范围内的宽度的被压实的煤床，以装填水平的无回收炼焦炉12。

参见图1至图3，典型的水平的无回收炼焦炉组包含多个并排的炼焦炉12。炼焦炉12中的每一个均具有装煤端20和与装煤端20相对的焦炭出口端22。煤炼焦周期可在24小时至48小时的范围内或更多，这取决于装填到炼焦炉12的煤的尺寸。在炼焦周期结束时，使用定位为与炉12的装料端20相邻的卸料冲头将焦炭推出炉12并使其进入炉的焦炭出口端22上的热车内。卸料冲头可被包括在装料车设备14上，装料车设备14还可包括用于在将焦炭推出炉12之前移除装料端炉门的设备。

如图1所示，装料车设备14能在与待装填的炉12相邻的轨道24上移动，并能移动至用于为装料车设备14填充预定量的煤的填充站26。在下面更详细描述的煤填充装置16包括煤仓，煤仓能在与轨道24垂直的高架轨道30上移动，从而沿装料车设备14的长度的移动借助输送机32(图3)为煤填充装置16填充预定量的煤。在图3中还示出离开填充站后的装料车14上被压实的煤34。

现在参见图4至图6，系统10的部件的各个方面被更详细地例示和描述。如图4所示，装料车设备14包括主支撑框架36、能平移的煤传送板或铲38、传送板支撑框架40和高度调节机构42，高度调节机构42被附接到框架40以便相对于正在填充煤的炉12的炉底板定位传送板38的高度。高度调节机构42还可被用于将传送板40降低到下面更详细描述的固定柱上，以在煤压实步骤期间吸收振动。

高度调节机构42包括用于升高和降低轴承轨道46的一个或多个致动器44，轴承轨道46包含轴承辊48或滑动板，从而使传送板38能平移运动。致动器44可从诸如涡轮、链传动装置、液压缸等的多种机构中选择。液压缸致动器44特别适用于在此描述的高度调节机构42。

图5提供用于升高和降低传送板38的高度调节机构42的各部分的细节。图5为装料车设备14的端视图，其示出附接到框架36的高度调节机构42。致动器44被附接到框架36，并被附接到托着轮52的第一枢转臂50。第一枢转臂50如通过杆或其它刚性联接设备54而被机械联接到远端枢转臂56和轮57，轮57通过联接设备54的作用而与第一枢转臂50一起移动。第一枢转臂50和远端枢转臂56中的每一个均被枢转地附接到框架36。

在启动致动器44时，枢转臂50和56被升高或降低，由此升高或降低支撑传送板38的轨道46。轮52能使轨道46和传送板38如需要的那样朝向或远离炉12移动，以相对于待装填的炉12适当定位装料车设备14。

由于炉的高度相对于轨道24的参考高度存在差异，高度调节机构42可被用于将传送板38提供在期望的高度处，以便平移移动到待装煤的炉12中。炉的高度的变化典型地在大约1英寸至大约5英寸的范围内。因此，高度调节机构42应该能够在这样的高度处移动并保持传送板38，该高度可在距传送板38的参考高度为2.5厘米至15厘米的范围内变化。将认识到，特定炉组可能需要的高度范围可超出大约2.5厘米至大约15厘米的范围。除传送板38的高度调节之外，传送板38、轴承轨道46和轴承辊48可朝向炉12嵌入以便对炉进行装填，并可远离炉以使装料车设备在清理其它的炉结构时沿轨道24移动。独立的致动器可被用于朝向和远离炉12移动轨道46和传送板38。

装料车设备14的框架36包括轮58，以便将装料车设备14定位为在沿轨道24与待装填被压实的煤的炉12的装煤端20相邻。轮58还能使装料车设备14被定位在装煤站26，如在下面更详细描述的那样。

沿传送板38的长度提供能倾斜的侧壁60。能倾斜的侧壁60可在传送板38及其上的被压实的煤被移动到炉12中时旋转远离传送板上的被压实的煤。旋转能倾斜的侧壁60远离被压实的煤可使侧壁60与被压实的煤之间的摩擦减少。

如图6所示，能倾斜的侧壁60使其第一端62与壁支撑构件64枢转地相邻，并可被解除与被压实的煤的接触或被锁定以抵抗运动，如所示和描述的那样。锁定机构66A和66B可与能倾斜的侧壁60一起使用，以防止能倾斜的侧壁60在煤压实过程中移动。每一个锁定机构66A和66B均包括枢转臂68，枢转臂68具有与其第一端72相邻的滚柱70和与其第二端76相邻的致动器机构74。在图6中，锁定机构66A被显示为处于第一未锁定位置，锁定机构66B被显示为处于第二锁定位置。

如在图7中更详细地显示的那样，装料车设备14的至少一端77(图7)包括能移动的端壁78和冲头80，冲头80被附接到止逆设备82的相对侧。包含能移动的端壁78和冲头80的止逆设备82可被旋转至向下的位置，以便在传送板38上装载煤并将煤压实。当止逆设备82如图7所示被旋转至向上的位置时，传送板38及其上被压实的煤34可平移进入炉12中以便对炉进行装填。

在对炉进行装填的步骤期间，包含冲头80的止逆设备82(图7)可如通过致动器84而向上旋转，以使被压实的煤34可移动进入炉12中。一旦炉12被装填有被压实的煤34，止逆设备82可如通过致动器84而向下旋转，并可如通过台车机构86而朝向炉移动，以将冲头80放置到在炉12的内部并与被压实的煤34相邻，从而在将传送板38从炉12抽回时使被压实的煤34保持在炉12中。在已将传送板38从炉12抽回后，止逆设备82被向上旋转，并随后使用台车机构86将止逆设备82移动至图7所示的位置。

传送板38的相反的端部包括端壁88，端壁88可为固定的或竖向能移动的。在一实施例中，端壁88可向上或向下调节以清理煤填充装置16上的伸缩式斜道104。在图8中例示能调节的端壁88的细节。能调节的端壁88具有附接到框架36的固定部分90和可通过致动器构件94而被升高和降低的能移动部分92。

可结合使用重型高速链和链轮系统96和被连接到传送板38的远端98的用于沿附接到轴承轨道46(图4)的轴承辊48移动传送板38的链而使传送板38平移进入和离开炉12。在装煤操作期间，链和链轮系统96使传送板38的一部分移动进入炉12中，从而被压实的煤34可在从炉12抽回传送板38时被沉积在炉的底板表面上。传送板38具有典型地在大约3.5厘米至大约8厘米的范围内的厚度，并优选由铸钢制成。

就Barkdoll的美国专利No.6,290,494和Barkdoll等的美国专利No.7,497,930中描述的装填被压实的煤的设备而言，其公开内容通过引用合并于此，在此描述的装料车设备14可选择性地包括未被压实的煤的室，该未被压实的煤的室用于在传送板38移动进入炉12中时在传送板38与炉底板之间提供未被压实的煤的绝缘层。未被压实的煤层可使传送板38与炉底板的辐射热隔离，并可提供相对光滑的水平面以使传送板38移动进入和离开炉12。被压实的煤34和传送板38的重量足以对未被压实的煤进行压缩以使其密度增加至高于未被压实的煤的密度。

再次参见图2至图3，更详细地例示和讨论用于填充装料车设备14的煤填充装置16。煤填充装置16包括用于轨道30的高架轨道结构100和称重仓102(a)，称重仓102(a)能沿与轨道24大体上垂直的方向移动，以便大体上均匀地为装料车设备14填充预定量的煤。轨道30还能使称重仓102(b)被定位为与贮煤仓相邻，以便为称重仓102(b)重新填充预定量的煤。横式输送机32将煤流从贮存仓提供到称重仓102。称重仓102足够大以保持大约50至60公吨的煤颗粒。

伸缩式斜道和调平装置104被提供在称重仓102的卸料端上，以便大体上均匀地为装料车设备14填充未被压实的煤。当称重仓102(a)沿着轨道30从装料车设备14的一端横向运动到装料车设备14的另一端时，煤被计量供给到装料车设备14中并被弄平滑而为压实过程提供大体上平坦的表面。伸缩式斜道具有这样的轮廓，该轮廓横穿传送板38的宽度提供煤的“蝙蝠翼状轮廓”。采取“蝙幅翼状轮廓”意指与侧壁60相邻的未被压实的煤的深度大于横穿传送板38的相当大部分宽度的煤的深度。

适于形成冶金焦炭的煤典型地被磨碎，从而至少大约80％具有小于大约3毫米的平均尺寸，通过标准筛分析规程确定。未被压实的煤还具有重量百分比在大约6％至大约10％范围内的湿度值和在每立方米大约640千克至大约800千克范围内的堆密度。当沉积在传送板38上时，未被压实的煤典型地为体积百分比大约50％至60％的煤颗粒和体积百分比大约40％至大约50％的空隙。

在为装料车设备14填充预定量的煤(典型为大约45至大约55公吨的煤)之后，称重仓102(a)被移动至102(b)的位置(图2)，以便实施用于将煤压实的压实步骤。用于将煤压实的压实设备18包括用于将装料车14中的煤快速压实的压实装置110，如在图9A至9B示意性例示的那样。压实设备18包括振动辊112，振动辊112滚压越过未被压实的煤114以提供被压实的煤34，使得煤的深度从原始深度D1变为压实深度(D2)。

压实装置110能在包括固定轨道118和能移动的轨道120(图2和图10)的支撑系统116上移动。一旦装料车14被装载有煤，那么能移动的轨道120以类开合桥的方式被降低至与装料车14的两侧相邻，从而使压实装置110能在伸缩式轨道120上横越装料车14的长度，如图10和图12所示。

如图11A至图11D所示，压实装置110包括能在固定轨道118和伸缩式轨道120上移动的支撑框架122。支撑框架122还包括辊框架124，滚压机框架124可借助致动器设备126而如图11A和图11C所示被升高，或者如图11B和图11D所示被降低。当压实装置110处于被升高的位置时，压实装置110可在装料车14中的未被压实的煤114上方移动。在压实过程中，压实装置110处于被降低的位置，以便振动滚压未被压实的煤114而将煤压实。

图12例示压实装置110相对于装料车14的俯视图。未被压实的煤被布置在装料车14中，并且压实装置110在压实过程中横向移动装料车14的长度。煤可被压实装置110压实大约2至大约6程次。在一实施例中，压实装置110可在振动辊112与未被压实的煤114接触时在振动或不振动的情况下沿箭头128的方向进行第一程次。随后压实装置110期望地在振动辊112振动时沿箭头130的方向进行第二程次，以将煤压实。典型地，需要总计大约四程次来将煤压实到用于炼焦炉12中的期望的堆密度，其中第一程次在不振动的情况下实施，接下来的三程次在振动的情况下实施。

如图9A所示，振动辊112的长度L可在待压实的未被压实煤床114的宽度W的大约90％至大约99％的范围内，并且长度与直径的比在大约1.4∶1至大约2∶1的范围内。振动辊112可具有大约25公吨至大约60公吨的总重量，并在压实过程中以大约0.5千米/小时至大约3.0千米/小时的速度横越未被压实的煤。振动辊112具有大约10Hz至大约50Hz的振动频率和大约1mm至大约5mm的振幅以及大约3000牛顿米至大约3600牛顿米的离心力。

在压实过程中，来自未被压实的煤114的空气可通过装料车(图4)的侧壁60中的排放口136而被排放。空气的排放或给煤除气能加快煤114的压实。排放口136可为30cm²的金属丝网或沿着装料车14的侧壁60的彼此间隔约60厘米的中心距的多孔板筛孔。排放口136在相邻的金属丝之间具有大约75微米至大约230微米的开口，以便使在压实过程中夹带在排放的空气中的煤量最小化。

排放口136可被排放到大气中，或者可被连接为与真空泵和粉尘收集系统108(图2)气流连通，如在Barkdoll等的美国专利No.7,497,930中更详细描述的那样，其公开内容通过引用合并于此。在压实过程中，真空泵可在探针上施加大约185mmHg至大约280mmHg的真空，以便在压实过程中将夹带的空气从未被压实的煤床中移除。压实过程中的气体体积流率可在大约50立方米/分钟至大约85立方米/分钟的范围内。

与使用冲击能将煤压实不同，振动辊112在压实过程中不会产生显著量的灰尘，因为每单位时间使用的振动能量显著小于使用打桩机型设备实现类似的煤的堆密度时每单位时间需要的冲击能。例如，美国专利No.7,497,930中描述的冲击打桩机可将221，208千克力米/秒的能量施加到煤，以提供大约1040千克/立方米至1120千克/立方米范围内的堆密度。根据本公开实施例，可通过具有大约2千克力米/秒至大约5千克力米/秒的能量的振动辊112来实现相同的堆密度。因此，振动辊112未必需要粉尘收集系统，而将粉尘收集系统与使用冲击能将煤压实的压实系统一起使用则是可取的。然而，在压实过程中使用真空泵可能为可取的，以便减少煤的含湿量，从而焦化煤可需要较少的能量。

为了减少冲击波通过轮58和轨道24传递，支柱134(图4)可被提供为在压实过程中在填充站26支撑装料车14。因此，高度调剂机构42可被致动以使装料车14降低大约2厘米至大约6厘米，从而装料车14的传送板支撑框架40(图4)主要由柱134支撑，而非由轮58和框架36支撑。

上述压实装置18可足以在少于大约6分钟内，典型地在少于大约4分钟内将具有大约135厘米至大约145厘米范围内的原始深度的煤床压实至大于大约800千克/立方米的堆密度。在此描述的压实装置18可在煤床的整个深度上提供大体上均匀的被压实的煤。现有技术的压实工艺典型地在煤床的整个深度上提供非均匀压实的煤。

在下表中提供了将大约52公吨煤填充到装料车14并将煤压实到大约1040千克/立方米的目标堆密度的典型周期时间。

表1

步骤序号

步骤描述

时间(秒)

1	伸缩式煤填充斜道被降低至车中	10
			2	为装料车(14米长)填充煤	45
3	收回伸缩式煤填充斜道	10
			4	将压实装置移动到装料车上方	25
5	将振动辊降低到煤床上	15
			6	在煤床上移动振动辊	190
7	从煤床收回振动辊	15
				总时间	310

将认识到，对于本示例中提供的未被压实的煤的量和目标堆密度而言，可使用上述的振动辊和除气系统在少于6分钟内实现填充和将煤压实的整个过程。

在下面的示例中，在28公吨煤上实施压实试验以确定在多程次压紧未被压实的煤床同时使用如上所述的壁排放口从煤床排气以在压实过程中为煤除气之后，被压实的煤的最终深度和堆密度。未被压实的煤床被放置在路基上的混凝土隔板之间。在每公吨煤上施加2200千克力米的振动辊被多程次使用。结果在下表中和图13中被显示。

表2

状态	煤的深度(cm)	堆密度(公斤/立方米)
			混凝土隔板之间的煤	123	825
第一次滚压程次后	102	995
			第二次滚压程次后	99	1021
第三次和第四次滚压程次后	94	1076
			第五次和第六次滚压程次后	94	1076

在前述描述中，除了输送带、电子部件等之外，整个装置可由铸钢或锻钢制成。因此，装置的坚固的结构是可能的，并且提供适于炼焦炉环境的相对持久耐用的装置。

上述装置和方法使得将更低成本的煤用于冶金焦炭成为可能，从而减少焦炭的总成本。根据特定的煤源以及实现的压实水平，根据本发明制得的被压实的煤料可包括大约30％至大约60％重量百分比的非焦化煤。由于压实过程，通过本发明的装置生产的焦炭的量还可从30至40公吨增加到大约45至大约55公吨。更一致的煤料物理参数(诸如，煤料高度、宽度和深度)也是根据本发明的装置和方法的优点。

本领域的技术人员将从前面的描述和附图中预期到并将明白，可在本公开的实施例中做出变更和/或变化。因此，其显然旨在，将前述描述和附图仅作为示例性实施例例示，而非被限制于此，并且本公开的真正的精神和范围通过参考所附权利要求书而被确定。

Claims (21)

1.一种用于在不冲击煤颗粒的情况下增加所述煤颗粒的堆密度以提供用于装填炼焦炉的干燥的被压实的煤的长形床的相对高速的方法，该方法包括以下步骤：

将煤颗粒沉积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能移动的端壁，以便在所述装料板上提供具有上表面的干燥的未被压实的煤的长形床；以及

通过使振动式圆柱形压实机沿所述未被压实的煤行进足以使煤床的厚度降至小于所述未被压实的煤的原始厚度的大约80％的程数，而将所述未被压实的煤压实，其中所述振动式圆柱形压实机的长度与直径之比为大约1.4∶1至大约2∶1。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在所述压实步骤中为所述未被压实的煤除气，以提供具有大约960至大约1200千克/立方米范围内的堆密度的干燥的被压实的煤床。

3.如权利要求2所述的方法，其中为所述煤床除气包括将真空源应用到被插入所述未被压实的煤床中的一个或多个探针。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述真空源在所述除气步骤中为所述未被压实的煤床提供大约185至大约280mmHg范围内的真空。

5.如权利要求2所述的方法，其中为所述煤床除气包括在所述压实步骤中在所述装料板的侧壁处排放空气。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述煤颗粒在所述振动式圆柱形压实机行进少于5程次的情况下从大约640至大约800千克/立方米范围内的原始堆密度被压实到大约960至大约1200千克/立方米范围内的堆密度。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述振动式圆柱形压实机的长度范围为所述煤床的宽度的大约90％至大约99％。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述振动式圆柱形压实机在大约0.5至大约3.0千米/小时的速度范围内被操作。

9.如权利要求1所述的方法，所述振动式圆柱形压实机沿所述未被压实的煤的长度行进1至4次，以将所述煤压实。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述振动式圆柱形压实机具有大约2至大约5千克力米/秒范围内的压实能量输出。

11.一种用于由煤制备冶金焦炭的方法，包括：为炼焦炉装填通过根据权利要求1的方法制备的所述干燥的被压实的煤床；以及在还原性气氛中在一定温度下加热所述煤一段时间，以提供冶金焦炭。

12.通过根据权利要求11的方法制备的冶金焦炭。

13.一种煤压实和炼焦炉装料装置，包括：

煤床装料车，该煤床装料车包括传送板，该传送板具有侧壁、至少一个能移动的端壁和用于将被压实的煤输送到所述炼焦炉中的传送板平移机构；以及

煤压实设备，该煤压实设备包括：振动辊机构，该振动辊机构用于将所述传送板上的未被压实的煤床压实；煤床平移设备，该煤床平移设备被附接到所述振动辊机构以沿所述未被压实的煤床的长度移动所述振动辊机构；提升机构，该提升机构位于所述煤床平移设备上用于在压实步骤中将所述振动辊降低至与所述未被压实的煤接触，并在炉装料步骤中将所述振动辊升高以与被压实的煤脱离接触；以及除气设备，该除气设备用于在所述压实步骤中为所述未被压实的煤床除气，其中所述煤压实设备在没有冲击能的情况下有效地将所述煤压实。

14.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，其中所述除气设备是从由所述传送板的排放式侧壁和附接到被插入所述未被压实的煤床中的真空探针的真空泵组成的组中选择的。

15.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，进一步包括止逆设备，该止逆设备被附接为与所述至少一个能移动的端壁相邻，以将被压实的煤保持在所述炼焦炉中，同时从所述炉中抽回所述传送板。

16.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，其中所述装料车进一步包括高度调节机构，该高度调节机构用于在将被压实的煤装填到炼焦炉的过程中调节所述传送板的高度。

17.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，进一步包括用于将未被压实的煤沉积到所述装料车中的煤沉积和调平设备，该煤沉积和调平设备包括伸缩式斜道和与所述斜道流动连通的煤称重仓，以便将预定量的煤沉积到所述装料车中并将所述传送板上的所述未被压实的煤调平。

18.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，其中所述振动辊的长度和直径之比为大约1.4∶1至大约2∶1的范围。

19.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，其中所述振动辊机构具有的长度在所述未被压实的煤床的宽度的大约90％至大约99％的范围内。

20.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，其中压实机平移设备以大约0.5至大约3.0千米/小时的范围内的速度移动所述振动辊。

21.如权利要求13所述的煤压实和炼焦炉装料装置，其中所述振动辊机构具有大约2至大约5千克力米/秒范围内的压实能量输出。

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