CN106687564A - 具有整料部件结构的焦炉 - Google Patents

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CN106687564A CN201580051361.1A CN201580051361A CN106687564A CN 106687564 A CN106687564 A CN 106687564A CN 201580051361 A CN201580051361 A CN 201580051361A CN 106687564 A CN106687564 A CN 106687564A
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Abstract

本技术总体上涉及具有整料部件的水平热回收和非热回收焦炉。在一些实施例中，水平热回收焦炉包括整料部件，所述整料部件跨越在相对的炉侧壁之间的所述炉的宽度。所述整料作为单个结构热胀冷缩。在进一步的实施例中，所述整料部件包含热体积稳定材料。所述整料部件可以是冠部、壁、底板、底部烟道或一些或全部所述炉部件的组合，以产生整料结构。在进一步的实施例中，所述部件形成为跨越支撑件(诸如炉侧壁)之间的若干整料段。所述整料部件和热体积稳定特征可以组合使用或单独使用。这些设计可以允许在维持所述炉的结构完整性的同时将所述炉下调到低于传统可行的温度。

Description

具有整料部件结构的焦炉
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年9月15日提交的美国临时专利申请号62/050,738的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本技术总体上涉及在水平热回收焦炉、非热回收焦炉和蜂窝焦炉中使用预制几何形状，例如使用整料部件来构造水平焦炉。
背景技术
焦炭是用于在钢生产中熔化和还原铁矿石的固体碳燃料和碳源。在被称为“汤普森(Thompson)焦化法”的一种方法中，通过将粉煤分批进料到被密封并在严格控制的大气条件下加热至非常高的温度持续24至48小时的炉中，来生产焦炭。焦炉已经使用多年以将煤转化成冶金焦。在焦化过程中，将精细粉碎的煤在受控温度条件下加热以使煤除去挥发成分，并形成具有预定孔隙率和强度的焦炭的熔融体。因为焦炭的生产是分批过程，同时操作多个焦炉。
在加热过程期间煤颗粒经历的熔化和熔融过程是焦化的重要部分。煤颗粒熔化的程度和同化到熔化物中的程度决定了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，在煤中具有反应性与惰性实体的最佳比率。焦炭的孔隙率和强度对于矿石精炼过程是重要的，并且由煤源和/或焦化方法所决定。
将煤颗粒或煤颗粒的混合物装入热炉中，并且在炉中加热煤以从所得焦炭中除去挥发性物质(“VM”)。焦化过程高度依赖于炉设计、煤的类型和使用的转化温度。通常，在焦化过程期间调节炉，使得每次装料的煤以大约相同的时间焦化。一旦煤“结焦出”或完全结焦，则将焦炭从炉中取出并用水熄火以将其冷却至低于其点火温度。或者，用惰性气体干燥焦炭。熄火操作也必须仔细控制，以使焦炭不会吸收太多水分。一旦熄火，焦炭被筛选并装载到轨道车或卡车中用于装运。
因为煤被供给到热炉中，所以大部分的煤供给过程是自动化的。在槽型或立式炉中，煤通常通过炉顶部中的槽或开口装料。这种炉倾向于高而窄。水平非回收或热回收型焦炉也用于生产焦炭。在非回收或热回收型焦炉中，使用输送机将煤颗粒水平地输送到炉中以提供细长的煤床。
由于适合于形成冶金煤(“焦煤”)的煤源已经减少，已经尝试将弱或低质量煤(“非焦煤”)与焦煤混合以提供合适的用于炉的煤装料。结合非焦煤和焦煤的一种方法是使用压实或捣固煤。煤可以在其位于炉中之前或之后被压实。在一些实施例中，将非焦煤和焦煤的混合物压实至大于每立方英尺50磅，以便在焦炭制备过程中使用非焦煤。随着煤混合物中非焦煤的百分比增加，需要更高水平的煤压实(例如，高达每立方英尺约65至75磅)。在商业上，煤通常被压实至约1.15至1.2比重(sg)或每立方英尺约70-75磅。
基于水平热回收(“HHR”)炉内的相对操作大气压力条件，水平热回收炉相对于化学副产物炉具有独特的环境优势。水平热回收炉在负压下操作，而化学副产品炉在稍微正的大气压下操作。两种类型的炉通常由耐火砖和其它材料构成，其中产生基本上气密的环境可能是一个挑战，因为在日常操作期间可能在这些结构中形成小裂纹。化学副产品炉保持在正压下，以避免氧化可回收产物和使加热炉过热。相反，水平热回收炉保持在负压下，从炉外抽取入空气以氧化煤的挥发性物质并释放炉内的燃烧热。重要的是使挥发性气体到环境的损失最小化，所以正大气条件和化学副产物炉的小开口或裂纹的组合使得生焦炉煤气(“COG”)和有害污染物泄漏到大气中。相反，水平热回收炉或焦炭厂别处的其它地方的负大气条件和小开口或裂缝仅允许额外的空气被抽取入炉中或焦炭厂的其它位置，使得负大气条件抵抗焦炉煤气到大气的损失。
水平热回收炉传统上不能显着低于其设计能力下调操作(例如它们的焦炭生产)，而不会潜在地损坏炉。这种约束与炉中的温度限制有关。更具体地，传统的水平热回收炉主要由硅砖制成。当建造二氧化硅炉时，将可燃隔离物放置在炉的冠部中的砖之间以允许砖膨胀。一旦炉被加热，间隔物就会消失，砖块会膨胀成相邻的。一旦水平热回收硅砖炉被加热，它们从不被允许降至硅砖热体积稳定温度以下，高于所述温度硅石通常是体积稳定的(即不膨胀或收缩)。如果砖块下降到此温度以下，砖块开始收缩。由于间隔物已经烧坏，传统的冠部在冷却时可以收缩高达几英寸。这是冠部砖很可能开始移动和可能塌陷的运动。因此，必须在炉中维持足够的热量以保持砖高于热体积稳定温度。这就是为什么声称水平热回收炉永远不能关闭的原因。因为在低钢和焦炭需求期间，炉不能被显着地下调，焦炭生产必须持续。此外，可能难以在加热的水平热回收炉上进行维护。焦炉系统的其它部分可能遭受类似的热和/或结构限制。例如，在炉底板下面运行的底部烟道的冠部可能塌陷或以其它方式遭受炉底板的隆起、地面沉降、热或结构循环或其它疲劳。这些应力可能导致底部烟道中的砖移动和脱落。
附图说明
图1A是根据本技术的实施例配置的水平热回收焦化厂的一部分的等距局部剖视图。
图1B是根据本技术的实施例配置的水平热回收焦炉的底部烟道部分的俯视图。
图1C是用于与图1B所示的底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的整料冠部的前视图。
图2A是根据本技术的实施例配置的具有整料冠部的焦炉的等距视图。
图2B是根据本技术的实施例的在收缩构造和膨胀构造之间移动的图2A的整料冠部的前视图。
图2C是根据本技术的另外的实施例配置的用于支撑整料冠部的炉侧壁的前视图。
图2D是根据本技术的另外的实施例配置的用于支撑整料冠部的炉侧壁的前视图。
图3是根据本技术的另外的实施例配置的具有整料冠部的焦炉的等距视图。
图4A是根据本技术的另外的实施例配置的具有整料冠部的焦炉的等距视图。
图4B是根据本技术的另外的实施例配置的图4A的整料冠部的前视图。
图5A是根据本技术的实施例配置的水平热回收焦炉的整料底部烟道部分的等距局部剖视图。
图5B是与图5A所示的整料底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的整料底部烟道壁的一部段的等距视图。
图5C是与图5A所示的整料底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的阻挡壁部段的等距视图。
图5D是与图5A所示的整料底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的整料底部烟道壁的另一部段的等距视图。
图5E是用于与图5A所示的整料底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的具有流体通道的整料外底部烟道壁部段的等距视图。
图5F是用于与图5A所示的整料底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的具有开放流体通道的另一整料外底部烟道壁部段的等距视图。
图5G是用于与图5A所示的整料底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的整料底部烟道拐角部段的等距视图。
图5H是用于与图5A所示的整料底部烟道一起使用并根据本技术的实施例配置的整料拱支撑件的等距视图。
图6是根据本技术的实施例配置的水平热回收焦炉的整料冠部底板和整料底部烟道部分的局部等距视图。
图7是示出关闭具有整料部件构造的水平热回收焦炉的方法的框图。
具体实施方式
本技术总体上涉及具有整料部件构造的水平热回收焦炉。在一些实施例中，水平热回收焦炉包括整料冠部、整料壁和/或整料底板，整料冠部跨越在相对的炉侧壁之间的炉的宽度，整料壁延伸焦炉的高度和长度，整料底板延伸焦炉的长度和宽度。整料部件作为单个结构在加热时膨胀并在冷却时收缩。在进一步的实施例中，整料部件包含热体积稳定的材料。在各个实施例中，整料部件和热体积稳定特征可以组合或单独使用。这些设计可以允许炉在传统上可行的温度下被下调，同时保持整料部件的结构完整性。
下面参照图1A至图7描述所述技术的若干实施例的具体细节。描述通常与焦炉相关联的公知结构和系统的其它细节在下面的公开中没有被阐述，以避免不必要地模糊本技术的各个实施例的描述。图中所示的许多细节、尺寸、角度和其它特征仅仅是本技术的特定实施例的说明。因此，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，其它实施例可具有其它细节、尺寸、角度和特征。因此，本领域普通技术人员将相应地理解，所述技术可以具有带有附加元件的其它实施例，或者所述技术可以具有并无以下参照图1A至图7示出和描述的几个特征的其它实施例。
图1A是根据本技术的实施例配置的水平热回收(“HHR”)焦化厂100的一部分的等距局部剖视图。焦化厂100包括多个焦炉105。每个炉105可以包括由底板160限定的开放腔、基本上形成炉的整个侧面的前门165、与前门165相对的基本上形成与前门相对的炉的整个侧面的后门(未示出)、从前门165和后门之间的炉底板160向上延伸的两个侧壁175、以及形成炉室185的开放腔的顶表面的冠部180。冠部180的第一端可搁置在第一侧壁175上，而冠部180的第二端可搁置在相对的侧壁175上，如图所示。相邻的炉105可以共享共有的侧壁175。
在操作中，从位于炉室185内部的煤发出的挥发性气体收集在冠部180中，并且在整个系统中被向下游抽取到形成于一个或两个侧壁175中的下降通道112中。下降通道112将炉室185与位于炉底板160下方的底部烟道116流体地连接。底部烟道116包括多个并排的通路117，其在炉底板160下方形成迂回路径。尽管图1A中的通路117示出为基本上平行于炉105的纵轴线(即，平行于侧壁175)，在进一步的实施例中，底部烟道116可被配置为使得通路117的至少一些段大致垂直于炉105的纵轴线(即，垂直于侧壁175)，在更进一步的实施例中，底部烟道116可以被配置为使得全部或一些通路117不垂直于纵轴线或者为大致蛇形的。这种布置在图1B中示出并且在下面进一步详细讨论。从煤排放的挥发性气体可以在底部烟道116中燃烧，从而产生热量以支持将煤还原成焦炭。下降流体通道112流体地连接到形成于一个或两个侧壁175中的烟囱或上升通道114。
有时，下降通道112可能需要检查或维修以确保炉室185保持与位于炉底板160下方的底部烟道116为开放流体连通。因此，在各个实施例中，下降盖118定位在各个下降通道112的上端部分中的开口上方。在一些实施例中，下降盖118可以设置为单个板结构。在其它实施例中，诸如图1A所示，下降盖118可以由彼此紧密相邻或彼此固定的多个分离的盖构件形成。下降盖118的某些实施例包括穿透下降盖118的中心部分的一个或多个检查开口120。虽然描绘为圆形，但可以设想，检查开口120可形成为几乎任何曲线形或多边形形状，这对于特定应用是期望的。插塞122被设置为具有接近检查开口120的形状。因此，插塞122可以被移除以用于视觉检查或修复下降通道112并且返回以便限制挥发性气体的无意逃逸。在另外的实施例中，衬里可以在通道的整个长度上延伸以与检查开口连接。在替代实施例中，衬里可以仅延伸通道长度的一部分。
在炉105中产生焦炭，首先将煤装载到炉室185中，在贫氧环境中加热煤，驱除煤的挥发性部分，然后在炉105内氧化挥发性物质以捕获和利用发出的热量。煤挥发物在炉105内在延长的焦化循环上被氧化并释放热量以再生地驱动煤的炭化以焦化。当前门165打开并且煤被装载到炉底板160上时，焦化循环开始。炉底160上的煤被称为煤床。来自炉的热量(由于先前的焦化循环)开始炭化循环。到煤床的总热传递的大约一半从煤床的发光火焰和辐射炉顶180向下辐射到煤床的顶表面上。剩余的一半热量通过以下方式传递到煤床：来自炉底160的传导，其从底部烟道116中的气体的挥发对流加热。以这种方式，煤颗粒的塑性流动和形成高强度粘结焦炭的炭化过程“波”从煤床的顶部和底部边界行进。
通常，每个炉105在负压下操作，因此在还原过程期间由于炉105和大气之间的压力差而将空气抽取入到炉中。用于燃烧的一次空气被添加到炉室185中以部分地氧化煤挥发物，但是控制所述一次空气的量，使得释放自煤的挥发物的仅一部分在炉室185中燃烧，从而仅释放其为在炉室185内的燃烧焓的一部分。将一次空气引入到在煤床上方的炉室185中。部分燃烧的气体从炉室185通过下降通道112进入底部烟道116中，其中二次空气被添加到部分燃烧的气体。当引入二次空气时，部分燃烧的气体在底部烟道116中更充分地燃烧，从而提取剩余的燃烧焓，燃烧焓通过炉底板160输送，以将热量加入到炉室185中。完全或几乎完全燃烧的废气通过上升通道114离开底部烟道116。在焦化循环结束时，煤焦化并且炭化以产生焦炭。焦炭可以使用机械提取系统通过后门从炉105移除。最后，焦炭在递送给使用者之前熄火(例如，湿式或干式熄火)和定尺寸。
如下面将参照图2A至图4B进一步详细讨论的，在一些实施例中，冠部180、底板160和/或侧壁175包含整料元件结构或预制形状。整料冠部160被配置为跨越整料侧壁175之间的全部或一部分距离和/或包括整料侧壁。在进一步的实施例中，整料冠部可以包括整料冠部的一侧或两侧上的整料侧壁175中的一些或全部。在更进一步的实施例中，整料底板160可以包括在整料冠部160的一侧或两侧上的整料侧壁175中的一些或全部。例如，整料冠部180可以包含跨越在侧壁175之间的单个段，或者可以包含在侧壁175之间会合并且在侧壁175之间结合的两个、三个、四个或更多个段，或者可以包含具有一体的整料侧壁175的整料冠部。类似地，例如，整料底板160可以包含跨越在侧壁175之间的单个段，或者可以包含在侧壁175之间会合并且在侧壁175之间结合的两个、三个、四个或更多个段，或者可以包含具有一体的整料侧壁175的整料底板。在更进一步的实施例中，整料冠部160、整料侧壁175和整料底板160可以形成一个整料结构，并且可以现场制造，或者可以预制，然后移动到位。整料结构使得冠部180能够在炉加热时膨胀并且在冷却时缩回，而不允许单独的砖收缩并落入炉室185中，导致整料冠部180塌陷。因此，整料冠部180可以允许炉105关闭或下调到给定冠部材料的传统可行温度以下。如上所述，一些材料，如二氧化硅，在某些温度(即对于二氧化硅为约1200°F)以上通常变得热体积稳定。使用整料冠部180，二氧化硅砖炉可以下调到1200°F以下。其它材料，诸如氧化铝，没有热体积稳定的上限(即，保持体积不稳定或可膨胀)，整料冠部180允许使用这些材料而不会由于冷却收缩而塌陷。在其它实施例中，其它材料或材料的组合可用于整料冠部，其中不同的材料具有不同的相关的热体积稳定的温度。此外，整料冠部180可以快速安装，因为整个拱可以作为单个结构被提升并放置。此外，通过使用整料段而不是多个单独的砖，整料冠部180可以被配置为不同于传统拱的形状——诸如平坦或直边形状。这些设计中的一些在图3和图4A中示出。在各个实施例中，整料冠部180可以是预制的或预先形成的或在现场形成。在不同的实施例中，整料冠部180可以具有各种宽度(即，从侧壁到侧壁)，或者在替代实施例中可以包括侧壁。在一些实施例中，整料冠部180的宽度为约3英尺或更大，而在特定实施例中，宽度为12-15英尺。在其它实施例中，根据本发明的焦炉中使用的预制形状具有各种复杂的几何形状，包括明显排除简单砖形的所有三维形状。
在一些实施例中，整料冠部180至少部分地由热体积稳定材料制成，使得在加热或冷却炉室185时，整料冠部180不在原位调节。与整体整料炉设计一样，由热体积稳定材料制成的整料冠部180允许炉105关闭或下调，而冠部180中的单个砖不会收缩和塌陷到炉室185中。术语“热体积稳定材料”在本文中使用时，这个术语可以指在加热和/或冷却时零膨胀、零收缩、近乎零膨胀和/或近乎零收缩或这些特征的组合的材料。在一些实施例中，热体积稳定材料可以被预制或预制成设计形状，包括作为单独形状或整料段。此外，在一些实施例中，热体积稳定材料可以被重复加热和冷却而不影响材料的可膨胀性特征，而在其它实施例中，在经历影响后续可扩展性特性的相或材料变化之前，材料仅可以被加热和/或冷却一次。在特定实施例中，热体积稳定材料是熔融二氧化硅材料、氧化锆、耐火材料或陶瓷材料。在进一步的实施例中，炉105的其它部分另外地或替代地可以由热体积稳定材料形成。例如，在一些实施例中，用于门165的过梁包含这种材料。当使用热体积稳定材料时，传统尺寸的砖或整料结构可以用作冠部180。
在一些实施例中，整料或热体积稳定的设计可以在焦化厂100中的其它点使用，例如在底部烟道116上、作为炉底板160或侧壁175的一部分、或者炉105的其它部分。在任何这些位置中，整料或热体积稳定的实施例可以用作单独结构或作为部段的组合。例如，冠部180或炉底板160可以包含由热体积稳定材料制成的一个整料部件、多个整料段和/或多个段。在另一个实施例中，如图1A所示，在底部烟道116上方的整料段包含多个并排的拱，每个拱覆盖底部烟道116的通路117。由于拱包含单个结构，它们可以作为单个单元膨胀和收缩。在进一步的实施例中(如将在下面进一步详细讨论的)，底部烟道的冠部可以包含其它形状，诸如平顶，并且这样的其它形状可以是单个整料段或多个整料段。在进一步的实施例中，整料底部烟道冠部包含各自单独的整料段(例如，单独的拱或平坦部分)，其每个仅跨越底部烟道116的一个通路117。
图1B是根据本技术的实施例配置的水平热回收焦炉的整料底部烟道126的俯视图。整料底部烟道126具有大致类似于上述参照图1A的整料底部烟道116的一些特征。例如，整料底部烟道包括蛇形或迷宫图案的路径127，其被配置为用于经由下降通道112和上升通道114与焦炉(例如，图1A的焦炉105)连通。从位于焦炉室内部的煤发出的挥发性气体被向下游引入下降通道112并进入底部烟道126。从煤发出的挥发性气体可以在底部烟道126中燃烧，从而产生热量以支持将煤还原成焦炭。下降通道112流体地连接到烟囱或上升通道114，其从底部烟道126抽取完全或几乎完全燃烧的废气。
在图1B中，通路127的至少一些段大致垂直于炉105的纵轴线(即，垂直于图1A所示的侧壁175)。或者，底部烟道路径可以是蛇形的或可以包括定向流动挡板。在更进一步的实施例中，底部烟道126可以是单个整料段或邻近和/或互锁在一起的多个整料段。与图1A所示的整料底部烟道116一样，图1B的整料底部烟道126可以包括跨越单个通路127或多个通路127的整料冠部。整料底部烟道冠部可以包含平坦的整料段、单个整料拱、多个相邻的整料拱、这些整料形状的组合或其它整料形状。此外，整料底部烟道冠部可以跨越和/或跟随通路127的底部烟道蛇形路径的匝或曲线。
图1C是用于与图1B所示的整料底部烟道126一起使用并根据本技术的实施例配置的整料冠部181的前视图。在图示的实施例中，整料冠部181包含具有平坦顶部183的多个相邻的拱形部分181a、181b。每个部分181a、181b可以用作用于底部烟道126中的单独通路的整料冠部。此外，平坦整料顶部183可以包含用于上述参考图1A的炉室185的整料底板或底层底板。在一些实施例中，砖层可以放置在平坦整料顶部183的顶部上。
在各个实施例中，整料冠部181可以包含由虚线所示的可选接合处186分开的单个整料段或多个单独段(例如，单独的拱形部分181a、181b)。因此，单个整料冠部181可以覆盖整料底部烟道126中的一个通路或多个相邻通路。如上所述，在进一步的实施例中，整料冠部181可以具有除了具有平坦顶部的拱形下侧之外的形状。例如，冠部181可以是完全平坦的、完全拱形的或弯曲的、或这些特征的其它组合。尽管整料冠部181已经被描述为与图1B的整料底部烟道126一起使用，但是其可以类似地与图1A所示的底部烟道116或焦化室185一起使用。
图2A是根据本技术的实施例配置的具有整料冠部280、整料壁275和整料底板260的焦炉205的等距视图。炉205大致类似于上述参照图1的炉105。例如，炉205包括整料炉底板260和相对的整料侧壁275。整料冠部280包含整料结构，其中在整料侧壁275之间延伸的整料冠部280和/或整料冠部280和侧壁275是一个整料结构。在所示的实施例中，整料冠部280包含多个整料冠部段282，整料冠部段282大致彼此相邻并且在炉205的前部和后部之间沿着炉205的长度对齐。尽管示出了三个段282，在进一步的实施例中，可以有更多个或更少个段282。在更进一步的实施例中，冠部280包含从炉205的前部延伸到背部的单个整料结构。在一些实施例中，多个段282用于简化构造。各个单个段可以会和接合处284。在一些实施例中，接合处284填充有耐火材料，诸如耐火毯、砂浆或其它合适的材料，以防止空气进入泄漏和无意排出。在更进一步的实施例中，如将参考下面的图4讨论的，整料冠部280可以包含在侧壁275之间的多个侧向段，其在炉底板260上会合或接合以形成整料结构。
整料侧壁275包含整料结构。其中整料侧壁275从整料底板260延伸到整料顶280作为一个整料结构。在所示的实施例中，整料侧壁275包含多个整料壁段277，其大致彼此相邻并且沿着炉205的前部和后部之间的炉205的长度对齐。尽管示出了三个段277，但是在进一步的实施例中，壁275包含从炉205的前部延伸到背部的单个整料结构。在一些实施例中，多个段277用于简化构造。各个段可以会和接合处279。在一些实施例中，接合处279填充有耐火材料，诸如耐火毡、砂浆或其它合适的材料，以防止空气进入泄漏和无意排出。在更进一步的实施例中，如下面参照图4所讨论的，整料壁280可以包含位于整料冠部280和炉底板260之间的多个侧向段，以形成整料结构。
整料底板260包含整料结构，其中整料底板260在整料侧壁275之间延伸和/或整料底板260和侧壁275是一个整料结构。在所示的实施例中，整料底板260包含多个整料底板段262，其大致彼此相邻并且在炉205的前部和后部之间沿着炉205的长度对齐。虽然示出了三个段262，在进一步的实施例中，可以有更多个或更少个段262。在更进一步的实施例中，整料底板260包含从炉205的前部延伸到后部的单个整料结构。在一些实施例中，多个段262用于简化构造。各个段可以会和接合处264。在一些实施例中，接合处264填充有耐火材料，诸如耐火毡、砂浆或其它合适的材料，以防止空气进入泄漏和无意排出。在更进一步的实施例中，如下面参照图4所讨论的，整料底板260可以包含位于侧壁275之间的多个侧向段，其在整料冠部280下方会合或接合以形成整料结构。
图2B是根据本技术的实施例的在收缩构造280a和膨胀构造280b之间移动的图2A的整料冠部280的前视图。如上所述，传统的冠部材料在炉加热时膨胀并且在冷却时收缩。这种缩回可以在单个的炉砖之间产生空间，并且使得冠部中的砖塌陷到炉室中。然而，使用整料段，例如整料冠，整料冠280作为单个结构膨胀和收缩，并且在冷却时不会塌陷。类似地，整料底板260、整料壁275或组合整料段将作为单个结构膨胀和收缩。
炉205的设计为加热和冷却时在整料形状或结构之间的这种膨胀和收缩提供结构支撑。更具体地，支撑整料冠部280的整料侧壁275可以具有足够大于整料冠部280的宽度的宽度W，以当整料冠部280在收缩280a和膨胀280b构造之间横向移动时完全支撑整料冠部280。例如，宽度W可以至少是整料冠280的宽度加上膨胀的距离D。因此，当整料冠部280在加热时膨胀或横向向外平移，并且在冷却时收缩并横向向内平移，整料侧壁275维持整料冠部280的支撑。整料冠部280同样可以在纵向上向外膨胀或平移加热，并且在冷却时收缩和纵向向内平移。因此，炉205的前壁和后壁(或门框)的尺寸可以适应这种移动。
在进一步的实施例中，除了直接在整料侧壁275上，整料冠部280可以搁置在冠部底脚上。这种底脚可以联接到侧壁275或者是侧壁275的独立结构。在更进一步的实施例中，整个炉可以由膨胀和收缩材料制成并且可以与冠部280一起膨胀和收缩，并且可以不需要具有如图2B所示的宽度W一样宽的宽度的侧壁，因为整料冠部280在加热和冷却时保持与膨胀整料侧壁大致对齐。类似地，如果整料冠部280和整料侧壁275由热体积稳定材料制成，则整料侧壁275可以在加热和冷却时保持与整料冠部280大致对齐，并且整料侧壁275不需要实质上比整料冠部280更宽(或甚至一样宽)。在一些实施例中，侧壁275(整料或砖块)、前门框或后门框、和/或冠部280可以通过压缩或张紧系统保持在适当位置，诸如弹簧负载系统。在特定实施例中，压缩系统可以包括在侧壁275的外部部分上的一个或多个支柱，并且被配置为抑制侧壁275向外移动。在进一步的实施例中，不存在这种压缩系统。
图2C是用于支撑根据本技术的其它实施例配置的整料冠部281的炉整料侧壁177的前视图。整料侧壁177和整料冠部281大致类似于图2B中所示的整料侧壁175和整料冠部280。然而，在图2C所示的实施例中，整料侧壁177和整料冠部281具有成角度或倾斜的相接处287。因此，当整料冠部281在加热时膨胀距离D(即，从位置281a转移到位置281b)，整料冠部281沿着整料侧壁177的顶部的倾斜表面沿着相接处287的图案平移。类似地，当整料侧壁177在加热时膨胀高度H时，跟随相接处287的图案并且适应差热膨胀，整料冠部281沿着整料侧壁177的倾斜表面平移。
在其它实施例中，整料冠部281和整料侧壁177可以以其它图案相接，诸如凹部、狭槽、重叠部分和/或互锁特征件。例如，图2D是用于支撑根据本技术的进一步的实施例配置的整料冠部283的炉整料侧壁179的前视图。整料侧壁179和整料冠部283大致类似于图2B所示的整料侧壁175和整料冠部280。然而，在图2D所示的实施例中，整料侧壁179和整料顶部283具有阶梯状或锯齿状相接处289。因此，当整料冠部283在加热时膨胀距离D(即，从位置283a平移到位置283b)，跟随相接处289的图案，整料冠部283沿着整料侧壁179的顶部的阶梯状表面平移。
类似地，在其它实施例中，整料底板和整料侧壁可以以类似的图案相接，诸如凹部、狭槽、重叠部分和/或互锁特征件。例如，整料侧壁可以由根据本技术的另外的实施例配置的整料底板支撑。整料侧壁和整料底板大致类似于图2B所示的整料侧壁175和整料底板260。然而，整料侧壁和整料底板可以具有类似于图2D所示实施例中所示的整料侧壁和整料冠部相接处的阶梯形或Z字形相接处。在更进一步的实施例中，整料部件可以包括各种凹痕/棘爪、榫舌和凹槽、成角度的或类似的相接处。其它相接处图案包括凹部、狭槽、重叠部分和/或互锁特征件。
图3是具有根据本技术的其它实施例构造的整料冠部380的焦炉305的等距视图。因为整料冠部380是预成型的，所以它可以采取除了传统拱以外的形状。在所示实施例中，例如，整料冠部380包含大致平坦的表面。这种设计可以提供最小的材料成本。在其它实施例中，可以采用其它整料冠部形状来改善炉305中的气体分布，以最小化材料成本或其它效率因素。此外，如图3所示，整料冠部380、整料底板360和整料壁375可以组合以形成整料结构或整料焦炉。
图4A是具有根据本技术的其它实施例配置的整料冠部480的焦炉405的等距视图。冠部405包含多个(例如两个)整料部分482，整料部分482在炉底板160上的接合处486会合。如果需要，接合处486可以用任何合适的耐火材料密封和/或绝缘。在各个实施例中，接合处486可以在冠部480上居中或者可以偏离中心。整料部分482可以是相同尺寸或各种尺寸。整料部分482可以相对于炉底板160大致水平或成角度(如图所示)。可以选择角度以优化炉室中的空气分布。在进一步的实施例中可以存在更多或更少的整料部分482。此外，整料冠部、整料底板和整料壁可以组合以形成整料结构或整料焦炉。
图4B是根据本技术的进一步的实施例构造的图4A的整料冠部480的前视图。如图4B所示，整料部分482可以包括在接合处486的相接特征件，以更好地将整料部分482彼此固定。例如，在所示的实施例中，接合处486包含在一个整料部分482上的销492，其被配置为滑动到相邻整料部分482上的狭槽490中并与之相接。在进一步的实施例中，接合处486可以包含其它凹部、狭槽、重叠特征件、互锁特征件或其它类型的相接处。在更进一步的实施例中，砂浆用于密封或填充接合处486。在更进一步的实施例中，整料冠部、整料底板和整料壁可以组合以形成整料结构或整料焦炉。
尽管所示的相接特征件沿着大致平行于侧壁175的接合处486，但是在进一步的实施例中，相接特征件可以在大致垂直于侧壁175的接合处使用。例如，上述任何相接特征件可用于图2A的冠部段282之间的接合处284。因此，相接特征件可以在冠部480中的任何接合处使用，而不管整料部分是否在炉底板上侧向地或前后地定向。根据本发明的方面，冠部或预制部段可以是炉冠部、上倾拱、下降拱、J形件、单个底部烟道拱或多个底部烟道拱、下降清洗孔、曲线拐角部、和/或任何上述部段的组合部分。在一些实施例中，整料冠部至少部分地由热体积稳定材料形成。在进一步的实施例中，整料冠部形成为整料或横跨在诸如炉侧壁的支撑件之间的若干整料段。在更进一步的实施例中，整料冠形成为跨越多个炉。在更进一步的实施例中，整料冠部包括一体的整料侧壁。
图5A描绘了根据本技术的实施例配置的水平热回收焦炉的整料底部烟道516部分的局部剖视图。下降通道112将炉室185与整料底部烟道516流体地连接。整料底部烟道516包括在炉底部下方的多个并排通路517。如关于炉105所讨论的，图5A中的通路517被示为基本上平行于炉的纵轴线。然而，在其它实施例中，整料底部烟道516可被配置为使得通路517的至少一些段大致垂直于炉的纵轴线。在更进一步的实施例中，整料底部烟道可以被配置为使得通路517的至少一些段是非垂直的或者是蛇形的。
通路517由整料底部烟道壁520分开。虽然可以设想整料底部烟道壁520可以形成为一体式构造，诸如单个铸造或现浇铸件单元。然而，在其它实施例中，多个整料底部烟道壁段522彼此联接以限定单独的整料底部烟道壁520。参考图5B和图5D，单个整料底部烟道壁段522可以设置有脊部524，其从一端以垂直方式向外延伸。类似地，整料底部烟道壁段522可以包括在相对端以垂直方式向内延伸的凹槽526。以这种方式，相对的整料底部烟道壁段522可彼此紧邻地定位，使得一个整料底部烟道壁段522的脊部524设置在相邻整料底部烟道壁段522的凹槽526内。除了配合的脊部524和凹槽526，或者代替配合的脊部524和凹槽526，整料底部烟道壁段522可以在一端设置有凹口528，并且从相对端延伸的突出部530。凹口528和突出部530被成形和定位成使得一个底部整料烟道壁段522可以通过凹口528和突出部530的互锁而与相邻的整料底部烟道壁段522联接。如本领域技术人员将理解的，替代的几何形状、往复运动或锁定系统也在本发明的范围内。
从炉中的煤发出的挥发性气体通过下降通道512被引导到底部通道516，通过底部通道516流体地连接到烟囱或上升通道514。挥发性气体被引导沿着沿底部烟道516的迂回路径。参考图5A，挥发性气体离开下降通道512，并且被引导沿着流体路径穿过通路517。特别地，阻挡壁部段532被定位成在底部烟道壁520和外底部烟道壁之间延伸。在至少一个实施例中，底部烟道壁段523包括从底部烟道壁段523以垂直方式向外延伸的脊部536。阻挡壁部段532的一个端部包括以竖直方式向内延伸的凹槽538。以这种方式，底部烟道壁段523可以被定位成紧邻阻挡壁部段532，使得脊部536设置在凹槽538内，以固定相对结构彼此的位置。以这种方式，基本上防止挥发性气体使得来自下降体通道512和上升通道514的流体通路短路。
当挥发性气体沿着流体路径行进通过底部烟道516时，它们被迫围绕底部烟道壁520的端部，这可能停止而不能与底部烟道端壁540会合。在各个实施例中，底部烟道壁520的端部和底部烟道端壁540之间的间隙设有拱部段542以跨越间隙。在一些实施例中，拱部段542可以是U形的，提供一对相对的腿以接合底部烟道底板543，并且提供上端部分与炉底板接合。在其它实施例中，拱部段542可以是与底部烟道壁520为一体并从其延伸出的拱形的或平坦悬空的部段。在其它实施例中，诸如图5A和图5H中所示的那些，拱部段542是J形的，具有上端部分544，上端部分544带有拱形下表面546和成形为接合炉底板的上表面548。单个腿部550从上端部分544的一端向下延伸以接合底部烟道底板543。腿部550的侧部被定位成紧邻底部烟道壁520的自由端部分。在一些实施例中，与腿部550相对的上端部分544的自由端部分552接合在底部烟道壁520上的锚固点554以支撑拱部段542的那一侧。在一些实施例中，锚固点554是形成在底部烟道壁520中的凹部或凹口。在其它实施例中，锚固点554被设置为相邻结构的凸缘部分，诸如底部烟道端壁540。当挥发性气体围绕底部烟道壁的端部分行进时，挥发性气体遇到拐角，在某些实施例中，底部烟道端壁540与外底烟道壁534和底烟道壁520在这些拐角处相遇。根据定义，这些拐角存在接合挥发性气体并引起湍流的相对表面挥发气体的平滑层流。因此，本技术的一些实施例包括拐角中的底部烟道拐角部段556，以减少挥发性气体流的破坏。参考图5G，底部烟道拐角部段556的实施例包括成角度的朝后面558，其被成形以接合底部烟道516的拐角区域。底部烟道拐角部段556的相对的朝前面560被成形为曲线或凹形。在其它实施例中，拐角部段是弯曲的袋。在操作中，曲线形状减少死区流动区域并使流动中的过渡平滑。以这种方式，当流体路径在底部烟道516的拐角区域中行进时，可以减少挥发性气体流中的湍流。底部烟道拐角部段556的顶表面可以成形为接合炉底板以用于另外的支撑。
在各种现有技术的焦炉中，外底烟道壁由砖形成。因此，延伸穿过外底烟道壁的下降通道和上升通道形成有在拐角处会合的平坦相对壁。因此，通过下降通道和上升通道的流体路径是湍流并且减少最佳流体流动。此外，砖的不规则表面以及下降通道和上升通道的角几何形状促进碎屑和颗粒随时间的积累，这进一步限制流体流动。参考图5A和图5E，本技术的实施例形成具有整料通道块562的外整料底部烟道壁534的至少一部分。在一些实施例中，通道块562包括一个或多个通道564，其具有开放端，所述开放端穿透整料通道块562的宽度，以及封闭的侧壁。在其它实施例中，整料通道块566包括一个或多个开放通道568，其具有穿透整料通道块566的宽度的开放端，以及向整料通道块566的一侧开放以限定通道开口570的侧壁。在各个实施例中，整料通道块566定位在底部烟道底板水平处。通道块562定位在整料通道块566的顶部上，使得通道564的端部和开放通道568的端部彼此开放地流体连通。在这个朝向中，用于一组整料通道块566的通道开口570可以用作下降通道512的出口。类似地，用于另一组通道块566的通道开口570可以用作上升通道514的入口。根据外底烟道壁534和底部烟道516的期望高度，多于一个的通道块562可以定位在每个通道块566的顶部上。
参考图6，底部烟道516的通路517可以被炉底板660覆盖，其可以包含由热体积稳定材料制成的多个整料段662。特别地，如图6所示，在底部烟道516上方的整料由多个并排的拱形成，每个拱覆盖底部烟道516的通路517。整料段662的下端部分664被定位在底部烟道壁520和外部底部烟道壁534的上表面上。根据进一步的方面，平面整料层或分段砖层可以覆盖整料段662的顶部。此外，如前面关于本技术的其它方面所描述的，整个炉可以由膨胀和收缩的整料部件或结构材料制成，使得炉的一些或全部结构部件可以彼此膨胀和收缩。因此，如果整料段662、底部烟道壁520和外底部烟道壁534由热体积稳定材料制成，则整料段662、底部烟道壁520和外底部烟道壁534可以在加热和冷却时保持大致彼此对齐。然而，可以预期，在某些应用中，整料段662、底部烟道壁520和外底部烟道壁534中的一个或多个可以由除了热体积稳定材料之外的材料制成。这种情况可以在具有预制结构部件的现有焦炉的修理或改进期间出现。在进一步的应用中，一个或多个整料段、底部烟道壁和外烟道壁可以由氧化铝或其它可热膨胀的材料制成。类似地预期，本文所述的一些或所有其它部件，诸如下降盖118、阻挡壁部段532、底部烟道端壁540，拱部段542，底部通道拐角部段556、通道块522和通道块523可以由热体积稳定材料形成和/或可以用热体积稳定材料衬里。
根据本发明的方面，炉可以由形成预制炉的整料预制互锁或相接形状构造。例如，具有整料侧壁的整料冠部可以坐落在具有整料底部烟道壁的预制底板上，因此整个炉可以由多个预制形状构造，如图1A所示。在替代实施例中，整个炉可以由一个预制件构造。在进一步的实施例中，炉可以由与单独的砖相接的一个或多个预制形状构造，以形成混合炉结构。如图中进一步所示，混合炉构造的方面在炉修复中可以是特别有效的。
图7是示出下调水平热回收焦炉的方法700的框图。所述方法可以包括使用预制整料部件来代替砖结构，或者可以包括由预制整料部件构成的水平焦炉。在框710，方法700包括形成在炉室上具有炉冠部的焦炉结构。冠部或预制部分可以是炉冠部、上升拱、下降拱、J形件、单个底部烟道拱或多个底部烟道拱、下降清洗孔、曲线拐角部段和/或任何上述部段的组合部分。在一些实施例中，冠部至少部分地由热体积稳定材料形成。在进一步的实施例中，冠部形成为跨越支撑件(诸如炉侧壁)之间的整料(或若干整料段)。在进一步的实施例中，方法700包括形成具有多个整料部段的焦炉结构。
在框720处，方法700包括加热焦炉室。在一些实施例中，加热炉室被加热到给定材料的热体积稳定温度以上(例如，在二氧化硅炉的情况下，在1200°F以上)。方法700然后包括在方框730将焦炉下调到热体积稳定温度以下。对于具有热体积稳定温度的材料，如二氧化硅，这包括将炉温降低到所述温度以下(例如，在二氧化硅炉的情况下为低于1,200°F)。对于热体积稳定的材料，如熔融二氧化硅，或不具有热体积稳定温度的材料，如氧化铝，将焦炉下调到热体积稳定温度以下的步骤包含将炉温下调到任何较低的温度。在特定实施例中，下调焦炉包含完全关闭焦炉。在进一步的实施例中，下调焦炉包含将焦炉降低到约1200°F或更低的温度。在一些实施例中，焦炉被下调到最大操作能力的50％或更小。在框740，方法700还包括维持焦炉结构，包括炉冠部的完整性。因此，炉被下调，而没有如传统炉中经历的塌陷。在一些实施例中，炉被下调而不引起明显的冠部收缩。上述方法可以应用于焦化室、底部烟道、下降、上升、壁、底板或炉的其它部分。
实例
以下实例用于说明本技术的若干实施例。
1.一种焦炉室，其包含：
整料底部烟道部段，其中具有蛇形路径；
前壁，其从所述整料底部烟道部段竖直向上延伸，以及与所述前壁相对的后壁；
第一侧壁，其在所述前壁和所述后壁之间从所述底板竖直向上延伸，以及与所述第一侧壁相对的第二侧壁；以及
整料冠部，其定位在所述整料底部烟道部段上方并且从所述第一侧壁跨越到所述第二侧壁。
2.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含多个从所述第一侧壁跨越到所述第二侧壁的整料部分，其中所述多个整料部分被定位成在所述前壁和所述后壁之间大致彼此相邻。
3.根据权利要求1所述的焦炉室，其中：
所述整料冠部中的至少一个被配置为在加热或冷却所述焦炉室时以调节量平移、收缩或膨胀；以及
所述整料冠部包含搁置在所述第一侧壁上的第一端部、以及与所述第一端部相对并搁置在所述第二侧壁上的第二端部；并且
所述第一侧壁和所述第二侧壁具有大于所述调节量的相接区域。
4.根据权利要求3所述的焦炉室，其中，所述整料冠部包含多个相邻的拱。
5.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含非拱形状。
6.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含大致平坦的形状。
7.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含热体积稳定材料。
8.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含熔融二氧化硅、氧化锆或耐火材料中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述室包含水平热回收焦炉室。
10.根据权利要求1所述的焦炉室，其中，所述整料冠部通过重叠或互锁接合处与所述第一侧壁或所述第二侧壁中的至少一个会合。
11.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁为整料部段。
12.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述底部烟道部段、所述第一侧壁和所述第二侧壁和所述冠部是整料部件。
13.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述炉基本上不包括砖。
14.一种焦炉室，其包含：
室底板；
多个侧壁，其大致垂直于所述室底板；以及
整料部件，其位于所述室底板上方并且至少部分地跨越至少两个侧壁之间的区域，其中所述整料部件包含热体积稳定材料。
15.根据权利要求14所述的焦炉室，其中所述热体积稳定材料包含熔融二氧化硅或氧化锆。
16.根据权利要求14所述的焦炉室，其中所述整料部件包含相对于所述底板平行、拱形或成角度的表面。
17.根据权利要求14所述的焦炉室，其中所述室包含焦化室或者底部烟道。
18.根据权利要求17所述的焦炉室，其中所述室包含多个整料部件。
19.一种下调水平热回收焦炉的方法，所述方法包含：
形成焦炉结构，所述焦炉结构具有底板、第一侧壁以及与所述第一侧壁相对的第二侧壁、以及在至少部分地位于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的空间中的所述底板上方的炉冠部，其中所述底板、所述第一侧壁、所述第二侧壁或所述炉冠部是整料部件；
加热所述焦炉；
将所述焦炉下调到热体积稳定温度以下；以及
维持所述焦炉结构。
20.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述焦炉结构包含至少部分地由热体积稳定材料形成炉。
21.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述焦炉结构包含形成跨越所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的距离的至少一部分的整料。
22.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述焦炉结构包含至少部分地由硅砖形成焦炉结构，并且其中将所述焦炉下调到热体积稳定温度以下包含将所述焦炉下调到低于1200°F的温度。
23.根据权利要求19所述的方法，其中下调所述焦炉包含将炉操作下调到操作能力的50％或更少。
24.根据权利要求19所述的方法，其中下调所述焦炉包含关闭所述炉。
25.一种焦炉室，其包含：
炉底板；
前端部分，以及与所述前端部分相对的后端部分；
第一侧壁，其在所述前壁和所述后壁之间从所述底板竖直向上延伸，以及与所述第一侧壁相对的第二侧壁；
冠部，其定位在所述底板上方并且从所述第一侧壁跨越到所述第二侧壁；以及
底部烟道，其包含热体积稳定材料并且在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间具有多个相邻通路。
26.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述热体积稳定材料包含熔融二氧化硅或氧化锆。
27.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个底部烟道壁，其由多个底部烟道壁段组成。
28.根据权利要求27所述的焦炉室，其中所述底部烟道壁段由热体积稳定材料组成。
29.根据权利要求27所述的焦炉室，其中所述底部烟道壁段通过与所述底部烟道壁段的端部相关联的协作脊部和凹槽特征件而彼此联接。
30.根据权利要求27所述的焦炉室，其中所述底部烟道壁段通过与所述底部烟道壁段的端部相关联的协作凹口和突出部特征件而彼此联接。
31.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个阻挡壁部段，其与至少一个底部烟道壁联接并由其大致横向延伸；所述至少一个阻挡壁部段由热体积稳定材料组成。
32.根据权利要求31所述的焦炉室，其中所述至少一个阻挡壁部段和至少一个底部烟道壁通过与所述至少一个阻挡壁部段的端部以及所述至少一个底部烟道壁的侧部相关联的协作脊部和凹槽特征件而彼此联接。
33.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个大致J形的拱部段，其跨越至少一个底部烟道壁的端部和底部烟道端壁之间的间隙。
34.根据权利要求33所述的焦炉室，其中所述拱部段包括拱形上端部分以及从所述上端部分的一端悬垂的腿部；所述拱形上端部分的相对自由端与在底部烟道底板和所述炉底板之间的所述底部烟道端壁可操作地联接。
35.根据权利要求33所述的焦炉室，其中所述至少一个拱部段由热体积稳定材料组成。
36.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个底部烟道拐角部段，所述底部烟道拐角部段具有朝后面以及相对的曲线或凹形的朝前面，所述朝后面成形为接合所述多个相邻通路中的至少一个的拐角区域；所述底部烟道拐角部段被定位成引导流体流过所述拐角区域。
37.根据权利要求36所述的焦炉室，其中所述至少一个底部烟道拐角部段由热体积稳定材料组成。
38.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个底部烟道拐角部段，所述底部烟道拐角部段具有朝后面以及相对的曲线或凹形的朝前面，所述朝后面成形为接合所述多个相邻通路中的至少一个的拐角区域；所述底部烟道拐角部段被定位成引导流体流过所述拐角区域。
39.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述炉室进一步包含下降通道，其延伸穿过所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个；所述下降通道与所述炉室和所述底部烟道为开放流体连通。
40.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道具有弯曲的侧壁。
41.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道具有各种几何形状的横截面。
42.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道使用热体积稳定材料铸造。
43.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道由多个通道块形成，所述多个通道块具有穿过所述通道块的通道；所述多个通道块被竖直堆叠，使得来自相邻通道块的通道彼此对齐以限定下降通道的部段。
44.根据权利要求43所述的焦炉室，其中至少一个通道块包括穿透所述通道块的上端部和下端部以及所述通道块的侧面的通道，以提供用于所述下降通道的出口。
45.根据权利要求39所述的焦炉室，其进一步包含下降盖，所述下降盖与至少一个下降通道的开口可操作地联接；所述下降盖包括插塞，所述插塞被成形为接收在穿透所述下降盖的进入开口内。
46.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述炉室进一步包含上升通道，所述上升通道延伸穿过所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个；所述上升通道与所述底部烟道和所述焦炉室的流体出口为开放流体连通。
47.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道具有各种几何形状的侧壁。
48.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道具有各种几何形状横截面。
49.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道使用热体积稳定材料铸造。
50.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道由多个通道块形成，所述多个通道块具有穿过所述通道块的通道；所述多个通道块被竖直堆叠，使得来自相邻通道块的通道彼此对齐以限定上升通道的部段。
51.根据权利要求50所述的焦炉室，其中至少一个通道块包括穿透所述通道块的上端部和下端部以及所述通道块的侧面的通道，以提供用于所述上升通道的入口。
从上述内容可以理解，虽然为了说明的目的在此描述了本技术的具体实施例，但是在不脱离本技术的精神和范围的情况下可以进行各种修改。例如，虽然已经在水平热回收炉的上下文中描述了几个实施例，但是在进一步的实施例中，整料或热体积稳定设计可以用于非水平热回收炉，诸如副产品炉。此外，在特定实施例的上下文中描述的新技术的某些方面可以在其它实施例中组合或消除。例如，尽管已经在用于焦化室的冠部的上下文中讨论了某些实施例，但是上述平坦冠部、整料冠部、热体积稳定材料和其它特征件可以用于焦炉系统的其它部分，诸如用于底部烟道的冠部。此外，虽然已经在这些实施例的上下文中描述了与本技术的某些实施例相关联的优点，但是其它实施例也可以表现出这样的优点，并且并非所有实施例都需要展示这样的优点以落入本技术的范围内。因此，本发明和相关技术可以涵盖本文未明确示出或描述的其它实施例。因此，除了所附权利要求书以外，本发明不受限制。

Claims (51)

1.一种焦炉室，其包含：
整料底部烟道部段，其中具有蛇形路径；
前壁，其从所述整料底部烟道部段竖直向上延伸，以及与所述前壁相对的后壁；
第一侧壁，其在所述前壁和所述后壁之间从所述底板竖直向上延伸，以及与所述第一侧壁相对的第二侧壁；以及
整料冠部，其定位在所述整料底部烟道部段上方并且从所述第一侧壁跨越到所述第二侧壁。
2.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含多个从所述第一侧壁跨越到所述第二侧壁的整料部分，其中所述多个整料部分被定位成在所述前壁和所述后壁之间大致彼此相邻。
3.根据权利要求1所述的焦炉室，其中：
所述整料冠部或所述侧壁中的至少一个被配置为在加热或冷却所述焦炉室时以调节量平移、收缩或膨胀；
所述整料冠部包含搁置在所述第一侧壁上的第一端部、以及与所述第一端部相对并搁置在所述第二侧壁上的第二端部；并且
所述第一侧壁和所述第二侧壁具有大于所述调节量的相接区域。
4.根据权利要求3所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含多个相邻的拱。
5.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含非拱形状。
6.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含大致平坦的形状。
7.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含热体积稳定材料。
8.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部包含熔融二氧化硅、氧化锆或耐火材料中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述室包含水平热回收焦炉室。
10.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述整料冠部通过重叠或互锁接合处与所述第一侧壁或所述第二侧壁中的至少一个会合。
11.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁为整料部段。
12.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述底部烟道部段、所述第一侧壁和所述第二侧壁以及所述冠部是整料部件。
13.根据权利要求1所述的焦炉室，其中所述炉基本上不包括砖。
14.一种焦炉室，其包含：
室底板；
多个侧壁，其大致正交于所述室底板；以及
整料部件，其位于所述室底板上方并且至少部分地跨越至少两个侧壁之间的区域，其中所述整料部件包含热体积稳定材料。
15.根据权利要求14所述的焦炉室，其中所述热体积稳定材料包含熔融二氧化硅或氧化锆。
16.根据权利要求14所述的焦炉室，其中所述整料部件包含相对于所述底板平行、拱形或成角度的表面。
17.根据权利要求14所述的焦炉室，其中所述室包含焦化室或者底部烟道。
18.根据权利要求17所述的焦炉室，其中所述室包含多个整料部件。
19.一种下调水平热回收焦炉的方法，所述方法包含：
形成焦炉结构，所述焦炉结构具有底板、第一侧壁和与所述第一侧壁相对的第二侧壁、以及在至少部分地位于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的空间中的所述底板上方的炉冠部，其中所述底板、所述第一侧壁、所述第二侧壁或所述炉冠部是整料部件；
加热所述焦炉；
将所述焦炉下调到热体积稳定温度以下；以及
维持所述焦炉结构。
20.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述焦炉结构包含至少部分地由热体积稳定材料形成炉。
21.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述焦炉结构包含形成跨越所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的距离的至少一部分的整料。
22.根据权利要求19所述的方法，其中形成所述焦炉结构包含至少部分地由硅砖形成焦炉结构，并且其中将所述焦炉下调到热体积稳定温度以下包含将所述焦炉下调到低于1200°F的温度。
23.根据权利要求19所述的方法，其中下调所述焦炉包含将炉操作下调到操作能力的50％或更少。
24.根据权利要求19所述的方法，其中下调所述焦炉包含关闭所述炉。
25.一种焦炉室，其包含：
炉底板：
前端部分，以及与所述前端部分相对的后端部分；
第一侧壁，其在所述前壁和所述后壁之间从所述底板竖直向上延伸，以及与所述第一侧壁相对的第二侧壁；
冠部，其定位在所述底板上方并且从所述第一侧壁跨越到所述第二侧壁；以及
底部烟道，其包含热体积稳定材料并且在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间具有多个相邻通路。
26.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述热体积稳定材料包含熔融二氧化硅或氧化锆。
27.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个底部烟道壁，所述至少一个底部烟道壁由多个底部烟道壁段组成。
28.根据权利要求27所述的焦炉室，其中所述底部烟道壁段由热体积稳定材料组成。
29.根据权利要求27所述的焦炉室，其中所述底部烟道壁段通过与所述底部烟道壁段的端部相关联的协作脊部和凹槽特征件而彼此联接。
30.根据权利要求27所述的焦炉室，其中所述底部烟道壁段通过与所述底部烟道壁段的端部相关联的协作凹口和突出部特征件而彼此联接。
31.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个阻挡壁部段，所述至少一个阻挡壁部段与至少一个底部烟道壁联接并由其大致横向延伸出；所述至少一个阻挡壁部段由热体积稳定材料组成。
32.根据权利要求31所述的焦炉室，其中所述至少一个阻挡壁部段和所述至少一个底部烟道壁通过与所述至少一个阻挡壁部段的端部以及所述至少一个底部烟道壁的侧部相关联的协作脊部和凹槽特征件而彼此联接。
33.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个大致J形的拱部段，所述拱部段跨越至少一个底部烟道壁的端部和底部烟道端壁之间的间隙。
34.根据权利要求33所述的焦炉室，其中所述拱部段包括拱形上端部分以及从所述上端部分的一端悬垂的腿部；所述拱形上端部分的相对自由端与在底部烟道底板和所述炉底板之间的所述底部烟道端壁可操作地联接。
35.根据权利要求33所述的焦炉室，其中所述至少一个拱部段由热体积稳定材料组成。
36.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个底部烟道拐角部段，所述底部烟道拐角部段具有朝后面以及相对的曲线或凹形的朝前面，所述朝后面成形为接合所述多个相邻通路中的至少一个的拐角区域；所述底部烟道拐角部段被定位成引导流体流过所述拐角区域。
37.根据权利要求36所述的焦炉室，其中所述至少一个底部烟道拐角部段由热体积稳定材料组成。
38.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述底部烟道包括至少一个底部烟道拐角部段，所述底部烟道拐角部段具有朝后面以及相对的曲线或凹形的朝前面，所述朝后面成形为接合所述多个相邻通路中的至少一个的拐角区域；所述底部烟道拐角部段被定位成引导流体流过所述拐角区域。
39.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述炉室进一步包含下降通道，所述下降通道延伸穿过所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个；所述下降通道与所述炉室和所述底部烟道为开放流体连通。
40.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道具有弯曲的侧壁。
41.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道具有各种几何形状的横截面。
42.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道使用热体积稳定材料铸造。
43.根据权利要求39所述的焦炉室，其中所述下降通道由多个通道块形成，所述多个通道块具有穿过所述通道块的通道；所述多个通道块被竖直堆叠，使得来自相邻通道块的通道彼此对齐以限定下降通道的部段。
44.根据权利要求43所述的焦炉室，其中至少一个通道块包括穿透所述通道块的上端部和下端部以及所述通道块的侧面的通道，以提供用于所述下降通道的出口。
45.根据权利要求39所述的焦炉室，其进一步包含下降盖，所述下降盖与至少一个下降通道的开口可操作地联接；所述下降盖包括插塞，所述插塞被成形为接收在穿透所述下降盖的进入开口内。
46.根据权利要求25所述的焦炉室，其中所述炉室进一步包含上升通道，所述上升通道延伸穿过所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一个；所述上升通道与所述底部烟道和所述焦炉室的流体出口为开放流体连通。
47.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道具有各种几何形状的侧壁。
48.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道具有各种几何形状横截面。
49.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道使用热体积稳定材料铸造。
50.根据权利要求46所述的焦炉室，其中所述上升通道由多个通道块形成，所述多个通道块具有穿过所述通道块的通道；所述多个通道块被竖直堆叠，使得来自相邻通道块的通道彼此对齐以限定上升通道的部段。
51.根据权利要求50所述的焦炉室，其中至少一个通道块包括穿透所述通道块的上端部和下端部以及所述通道块的侧面的通道，以提供用于所述上升通道的入口。
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