TWI472605B - 藉由壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法 - Google Patents

Description

藉由壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法

本發明係關於一種藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別煤焦磚的方法，其中藉由根據先前技術之壓縮方法來獲得壓縮煤餅且使用非機械供能媒介來達成壓縮煤餅之切割。本發明之程序用來製造夯實的煤磚，夯實的煤磚可在無任何額外的大規模切割裝置之情況下獲得，使得不再需要為了將壓縮煤餅切割成夯實的煤磚而將壓縮煤餅拿到一不同位置。

煉焦室焦爐可以許多不同方式裝載。存在經由頂裝載之一些類型之煉焦爐室，經由頂裝載對於推焦機之設計而言為有利的。藉由安裝於煉焦爐頂上之特殊裝載機經由煉焦爐頂中之裝載口來執行此等爐類型之裝載。然而，作用於爐頂上之裝載機之重量在爐壁上產生不相稱的機械負載。此將縮短該等爐之使用壽命。同時，以正常順序操作之機器妨礙爐頂中之主空氣計量口處之爐加熱相關工作程序，且可因此對在彼處工作之操作人員構成相當大的安全風險。另外，煉焦爐頂之清潔為不能忽視之問題。

因此，大多數最近類型之煉焦爐室經由前面打開之煉焦爐室門裝載，從而使裝載顯著更快、更安全且更清潔。出於此目的，門設置於煉焦爐室之兩個前側上之口前方，煉焦爐室可經由該等門來裝載且進行排放。

裝載機及推焦機典型地安裝於一側上，裝載機及推焦機可為達成裝載或卸載之目的而在煉焦室焦爐前方、橫靠著前壁移動，且在各別煉焦爐室之前方移動。在另一前側上，存在一熄焦機，該熄焦機亦可在煉焦室焦爐前方、橫靠著前壁移動，且在煉焦製程結束之後裝載有熱煤焦。此熄焦機將煤焦帶到熄焦塔處以進行熄焦。

DE 19545736 A1描述用於裝載水平煉焦爐室之得到確認之具體實例。此處，將煤傾倒至爐外部平坦水平面處之平面托板上且接著夯實煤；隨後將托板上之均質地夯實之煤餅推入爐室中，接著再次將托板拉出爐室，同時保持煤餅在前端處。此方法尤其用來裝載配備有底部加熱之水平煉焦爐室。

然而，在此程序中，高達1200 kg/m³ 之高煤夯實密實度妨礙所含有之在煉焦製程期間產生的荒煤氣(raw gas)之垂直逸出。因此，荒煤氣之較大部分最初保留在煤餅中歷時延長的時段且最初不可用於燃燒製程。因此，荒煤氣僅在延長的時段之後，經由歸因於煤之煉焦製程形成於煤餅之輪緣處、爐壁與煤餅之間的間隙逸出。

此抑制煉焦製程且降低經濟效益，此係因為在此種煉焦製程類型中，僅藉由煤中所含有之荒煤氣之燃燒來產生所需之製程能量。為了達成煤上方之燃燒室中之均勻表面加熱，有必要使荒煤氣在垂直方向上上升至燃燒室中且在表面區域上均勻地分散。此外，因為饋入至煉焦爐室之煤部分未必切割成一確切大小，因此藉由所提及之程序以準確方式分批處理煤為不可能的。此方法亦涉及在裝載期間，小片煤可掉落在煉焦爐室前方。

為此，存在根據先前技術之程序，其包括將煤夯實成可更易於饋入至煉焦爐之壓縮煤磚或夯實的煤磚。托板上此等磚之配置以製程優化形式實施，從而在夯實的磚之間提供幾厘米之間隙。此等夯實的煤磚如此緻密地裝填，以致在輸送煤部分時無或僅極少片煤可能會丟失。藉由使用一合適衝壓機壓縮煤來製造夯實的煤磚，從而首先產生一較大煤餅，使用合適切割工具將較大煤餅切割成具有所要求大小之夯實的煤磚。使用一推料機或另一合適裝置為進行煉焦來堆疊該等磚，且將其推入煉焦爐室中。

在DE 102009011927.2中描述經由機械工具切割已製備好之壓縮煤餅之實例。可以不同方式將煤部分壓縮成一夯實的煤餅，該塑形典型地藉由一衝壓機進行，該衝壓機首先形成一較大壓餅，自該較大壓餅經由合適切割工具可將夯實的煤磚切割成所要求大小。經由一推料機或另一裝置為進行煉焦來堆疊該等磚，且將其推入煉焦爐室中。合適切割工具(例如)為金屬刀片或鋸條。其他潛在切割工具為鋼絲(wire)或金屬棒。

將由諸如無殘渣紙之可燃材料製成之間隔件插入於因此製造之煤餅之夯實磚結構中，且確保爐中之個別夯實的磚之分離。此等間隔件防止在推料操作期間再次拉出托板時所製造之夯實的磚水平地擠壓在一起，且此等間隔件在裝載製程之後歸因於爐室中大於1000℃之高溫已立刻燒掉。以此方式，可能產生必要間隙，荒煤氣現可自該等間隙垂直地上升至煤餅上方之燃燒室中且燃燒。以此方式，甚至在夯實的進料煤之情況下，向成批提供自上之表面加熱為可能的，其將引起較高爐輸出。

因為將施加較大力來切割煤餅，所以根據所提及之教示之此等機械切割工具必須足夠堅固以達成煤餅之夯實。該等機械切割工具亦必須耐受隨著時間的推移切割工具所承受之磨耗。然而，此僅在有限程度上適用，尤其在鋼絲或棒之情況下如此。在使用切割工具時涉及之另一缺點為切割工具之不準確調整。該等切割工具常常製造以下一種夯實的磚，其未精確地夯實但歸因於機械切割工具之彎曲行為而可僅夯實成具有特定尺寸容限之大小。經由習知切割工具之夯實的煤磚之切割寬度可因此僅在不充分程度上調整。以此方式，對夯實的磚準確地定尺寸且使煉焦氣體使用表面加熱可靠地脫氣並非總是可能的。

為此，提供以準確、快速且有效方式製造夯實的煤磚之準確方法將為有利的。其目的在於使用具有極少磨耗之切割工具且另外避免煤粉之出現。其進一步目的在於在藉由切割獲得之夯實的磚的煤餅中達到儘可能準確且儘可能界定的通道寬度以便確保夯實的磚之確切大小，及在可靠程度上之脫氣。

因此，目的為提供一種用來在較短時段內自壓縮煤餅以最大限度之準確度及較高再生產性製造夯實的磚的方法，其無切割裝置之任何磨損且具有低排放發展。

藉由提供一種藉由壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，該方法達成此目標，詳言之，將此非機械方法理解為施加雷射束、高壓水噴注或噴砂的切割技術。

特別主張一種藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其中

‧經由一合適壓縮裝置壓縮該煤且將其夯實成一個或複數個煤餅部分，以獲得適於煤夯實之至少一個緻密地裝填且無結塊之煤餅，

其特徵為

‧藉由非機械、切割能提供媒介將所獲得之該煤餅切割成夯實的磚以獲得將被裝載入一煉焦爐室中之夯實的煤磚，該等夯實的煤磚分離地或在一起水平地排成列或堆疊於彼此之上，或在一起水平地排成列且堆疊於彼此之上，或在一起水平地排成列且堆疊於彼此之上來水平地裝載。

在本發明之一具體實例中，非機械、切割能提供媒介為一雷射束。在另一具體實例中，非機械、切割能提供媒介為一高壓水噴注。在又一具體實例中，非機械、切割能提供媒介為一高壓噴砂。

可藉由適於切割壓縮煤餅之所有雷射束類型來實施雷射切割。適於切割煤之雷射束類型之一實例為CO₂ 雷射。DE 19537467 C1描述雷射束切割之合適方法之一實例。

可藉由適於切割成壓縮煤磚之所有水噴注切割方法來實施經由水噴注之切割。合適水噴注切割方法之實例為磨料水噴注切割或純水噴注切割。在US 2008/0032610 A1中描述合適水噴注切割方法之實例。該方法適於切割成壓縮煤磚且允許將磨料添加至水噴注中。

經由固體磨料噴射來切割煤餅理論上可藉由適於切割煤餅之所有方法實施。合適固體磨料噴射方法之實例為乾式磨料噴射或噴漿方法。GB 190408559給出用於自多岩石煤礦移除煤之噴砂方法之實例。EP 2123402 A1給出乾式磨料噴射切割方法之實例。DE 4430133 A1給出使用噴漿之磨料噴射切割方法之實例。

非機械、切割能提供媒介亦可為空氣噴注或氮氣噴注。可加熱空氣或氣體噴注。且最後，亦可將超音波或其他媒介用作非機械、切割能提供媒介。可經由允許經由超音波進行切割之特殊工具來將超音波施加至煤。

前文提及之方法可個別地使用，但亦可組合地使用。在本發明之一具體實例中，將為可燃材料之間隙保持間隔件插在所製造之夯實的磚之間以在間隔件於高爐溫下燒掉之後獲得一間隙幾何形狀。在煉焦製程期間，間隔件燒掉且無殘渣。在藉由一非機械、切割能提供媒介之煤餅切割之後的間隔件之插入係典型地在裝載操作之前或期間來實施。

在一典型具體實例中，該等間隔件具有一高達200 mm之厚度。在煉焦製程期間，該等間隔件燒掉且無殘渣。該等間隔件係由(例如)紙、紙板、木材或塑膠製成。在成品焦餅中，因此產生之經界定間隙具有一至少5 mm之寬度。

在一典型具體實例中，用於製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的本發明之程序以使得將所獲得之該等夯實的煤磚裝載入一為「無回收」或「熱回收」類型之水平煉焦爐室中的方式來操作。此等利用在煉焦製程中出現的煉焦氣體來產生煉焦熱。然而，將所獲得之夯實的磚裝載入習知爐中之具體實例亦為可想像的。

本發明之程序涉及可以準確、快速且極精確方式自壓縮煤餅切割夯實的煤磚的優勢。使用非機械切割工具排除磨耗。在本發明之方法中煤粉之形成為極低的。所製造之夯實的煤磚之大小為極確切的，且切入通道深度之尺寸得以良好地界定。此實現煉焦氣體之經改良脫氣。

Claims (14)

1. 一種藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其中經由一合適壓縮裝置壓縮該煤且將其夯實成一個或複數個煤餅部分，以獲得適於煤夯實之至少一個緻密地裝填且無結塊之煤餅，該方法之特徵為藉由非機械、切割能提供媒介將所獲得之該煤餅切割成夯實的磚以獲得將被裝載入一煉焦爐室中之夯實的煤磚，該等夯實的煤磚分離地或在一起水平地排成列或堆疊於彼此之上，或在一起水平地排成列且堆疊於彼此之上，或在一起水平地排成列且堆疊於彼此之上來水平地裝載。
2. 如申請專利範圍第1項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為該非機械、切割能提供媒介為一雷射束。
3. 如申請專利範圍第1項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為該非機械、切割能提供媒介為一高壓水噴注。
4. 如申請專利範圍第1項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為該非機械、切割能提供媒介為一固體磨料噴射。
5. 如申請專利範圍第1項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為該非機械、切割能提供媒介為一壓縮空氣噴注。
6. 如申請專利範圍第1項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為該非機械、切割能提供媒介為一氮氣噴注。
7. 如申請專利範圍第1項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為該非機械、切割能提供媒介為超音波。
8. 如申請專利範圍第2項至第7項中任一項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為藉由該等特定非機械切割方法之一組合來執行該等夯實的煤磚之切割。
9. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為由可燃材料製成之水平或垂直間隙保持間隔件係置放於所製造之該等夯實的磚之間以在間隔件於高爐溫下燒掉之後獲得一間隙幾何形狀。
10. 如申請專利範圍第8項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為由可燃材料製成之水平或垂直間隙保持間隔件係置放於所製造之該等夯實的磚之間以在間隔件於高爐溫下燒掉之後獲得一間隙幾何形狀。
11. 如申請專利範圍第9項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為在藉由一非機械、切割能提供媒介之煤餅切割之後的間隔件之插入係典型地在裝載操作之前或期間來實施。
12. 如申請專利範圍第9項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為該等間隔件具有一高達200 mm之厚度。
13. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為在該成品焦餅中，因此產生之該等經界定間隙具有為至少5 mm之寬度。
14. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之藉由一壓縮煤餅的非機械切割來製造適於煉焦爐室之夯實的個別磚的方法，其特徵為所獲得之該等夯實的煤磚裝載入一為「無回收」或「熱回收」類型之水平煉焦爐室中。