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[摘要]主要介绍现代焦炉控温技术及设备在实际工作中的应用、成效、流程及相关参数。
[关键词]焦炉炉温控制 温度（红外测温仪） 压力（数字微压测量仪）
中图分类号：TE0 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0520072－02
一、序论
随着现代炼焦技术的发展，安阳钢铁集团股份有限公司焦化厂（以下简称安钢焦化厂）的各项工艺也在不断改进和完善，我厂针对3#---6#老焦炉的实际状况，积极引进先进技术、设备，加强了炉温控制工艺的改进，在提高焦碳产量、质量、减少环境污染、改善炉体状况，降低工人劳动强度等方面起到了显著效果。
二、理论
焦炉是一种结构独特的工业窑炉，结构复杂，需长期连续生产，在生产过程中要承受物理、化学、机械等复杂作用，无厂房，直接承受自然环境的外部作用。
安钢焦化厂3#---6#焦炉均为JN4380型焦炉，双联火道，废气循环，复热式焦炉煤气下喷，设计结焦时间18小时，加热水平700毫米，全高4.3米，炭化室平均宽450毫米，锥度50毫米。
（一）焦炉本体的基本结构
焦炉由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室等组成。
1. 炭化室是一个长方形的空间，燃料在其中进行加热炼焦。热源来自于两旁的燃烧室。炭化室两端;用砌有衬砖的炉门封闭，在炭化室顶有三个装煤孔。
2. 每个燃烧室由28个立火道组成，在炭化室的两旁，长度与炭化室相同，高度比炭化室略低。
3. 蓄热室位于炭化室和燃烧室的下部，通过斜道与燃烧室相连。
4. 斜道区全部用硅砖砌筑，位于燃烧室和蓄热室之间，以其中的斜道把燃烧室和炭化室联通。
（二）焦炉炼焦过程是一个复杂的物理、化学过程，其基本过程如下
炼焦煤在炭化室内隔绝空气受热，经过干燥、热解、软化熔融、半焦收缩和最终形成焦碳等阶段。在200摄示度以前，煤表面的水分、吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等析出。随着进入软化熔融阶段，在此阶段中，煤大分子侧链断裂和分解，产生热解产物，在半焦形成和开始缩聚之前，热解产生的蒸汽和煤气，主要含有甲烷、一氧化碳、化合水及焦油蒸汽等。温度继续升高，析出的气体中氢和苯蒸汽的含量增加。在半焦至焦碳阶段中，随着焦质致密、缩聚，氢大量的产生。在炭化室炼焦的特定条件下，上述初次分解的产物，通过赤热的半焦及焦碳层到达炉墙边，然后沿着高温的炉墙与焦碳之间的空隙到达炉顶空间。在此过程中，初次分解的产物经受高温作用又进一步分解。
因此，煤在炭化室内受热是不均匀的，各种生产物都有可能经受二次分解。此外，各炭化室装入煤的质量、结焦周期、加热制度等都是变化的，炼焦时可以产生数百种化合物。所以，在生产过程中测温控制系统成为操作中的关键步骤，这一工作主要由热调工段来完成。这是一项技术性极强的工作，只有做好这一工作才能使焦炉达到稳定、高产、优质、低耗、长寿的目的。因此如何控制炉温，制定和严格执行焦炉加热制度，就成为至关重要的一步。
焦炉加热制度包括压力制度和温度制度与煤气流量和空气量的供给，涉及直行温度、横排温度、边火道温度、蓄热室顶部温度、小烟道温度、炉顶空间温度、碳化室底部压力、蓄热室顶部吸力、分烟道吸力等各项指标。
下图是影响焦炉燃烧温度的主要因素：
三、近几年来安钢焦化厂针对焦炉控温的复杂工艺进行了以下三个方面的技术改进
（一）焦炉加热的微机控制系统
该系统是微机采样测温自动控制系统，将测得的各项信息、作业计划、装煤条件等输入微机综合处理，根据所得信息对炉温加以调节与控制。该系统的实现使加热制度更合理、炉温均匀稳定、降低了焦炉能耗、减少了人为误差、对控制炉温提供了准确可靠的信息，使焦化自动化水平上了一个新台阶。
该系统由三个部分组成：1.温度控制系统 2.吸力调节系统 3.定热值控制系统。以下是三部分的方框图：
1. 温度控制方框图：
对象一：混合煤气流量
对象二：燃烧温度
2. 吸力调节方框图：
对象---吸力
Po---烟道吸力设定值
Pp---蓄顶吸力
P---烟道吸力
O2---烟道废气残氧
O2o---烟道氧气设定
3. 定热值控制方框图：
对象一---焦炉煤气流量
对象二---混合煤气流量
（二）温度制度方面采用较先进的测温仪器---红外测温仪
红外测温仪具有使用方便、测温准确、速度快、量程大、可远距离测温等优点，安钢焦化厂采用专用于测定焦炉立火道温度的CITH焦炉红外线测温仪，与光学高温计相比，该测温仪对焦炉直行温度的反应较为客观真实，并可及时反映出增减煤气流量和煤气热值、压力对炉温的影响。
CIT焦炉红外线测温仪结合焦炉加热的微机控制系统，配套软件形成完整的炉温控制系统，使操作更直观、方便、快捷、有效提高工作效率，消除人为误差，提高了生产管理水平。
CITH焦炉红外线测温仪主要技术参数如下：
测温范围700－1600·C
工作波长1.06微米
测量精度-1%1%
重复精度-5%5%
距离系数250：1
测量距离0.6m——无穷大
响应时间80ms
输出信号RS232C（回放）
发射率调整 0.10~1.00 （调整步长0.01）
存储数据量 1000个
测温方式实时值
其他功能 日历时钟、电源低电压提示、背景光测量、有声键盘、抗烟雾及
水汽、无需调节聚焦
电源 2节AA（5号）电池
重量 1200克（含电池）
（三）压力制度方面采用数字微压测量仪
安钢焦化厂积极引进先进的数字微压测量仪取代斜型微压计用于测量各点吸、压力，该仪器较之于斜型微压计具有使用方便、快捷，测量准确，减少人为误差，可直接与上述管理系统相连接等优点。
其主要技术参数如下：
型 号E---1
量 程-250Pa~250Pa
检验最大误差 〈= 1Pa
四、结论
经过上述各方面的不断改进和完善，安钢焦化厂焦碳的产量、质量持续、稳步提高，为高炉冶炼提供了优质焦碳，延长了炉体使用寿命，减少环境污染，节能降耗，使焦炉生产自动化管理水平上了一个新的台阶。
参考文献：
[1]李哲浩，炼焦生产问答。北京：冶金工业出版社.
[2]于振东、蔡承佑等，焦炉生产技术。沈阳：辽宁科学技术出版社.
作者简介：
张琪，河南安阳钢铁集团股份有限公司焦化厂技术科煤化室，助理工程师。
[关键词]焦炉炉温控制 温度（红外测温仪） 压力（数字微压测量仪）
中图分类号：TE0 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0520072－02
一、序论
随着现代炼焦技术的发展，安阳钢铁集团股份有限公司焦化厂（以下简称安钢焦化厂）的各项工艺也在不断改进和完善，我厂针对3#---6#老焦炉的实际状况，积极引进先进技术、设备，加强了炉温控制工艺的改进，在提高焦碳产量、质量、减少环境污染、改善炉体状况，降低工人劳动强度等方面起到了显著效果。
二、理论
焦炉是一种结构独特的工业窑炉，结构复杂，需长期连续生产，在生产过程中要承受物理、化学、机械等复杂作用，无厂房，直接承受自然环境的外部作用。
安钢焦化厂3#---6#焦炉均为JN4380型焦炉，双联火道，废气循环，复热式焦炉煤气下喷，设计结焦时间18小时，加热水平700毫米，全高4.3米，炭化室平均宽450毫米，锥度50毫米。
（一）焦炉本体的基本结构
焦炉由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室等组成。
1. 炭化室是一个长方形的空间，燃料在其中进行加热炼焦。热源来自于两旁的燃烧室。炭化室两端;用砌有衬砖的炉门封闭，在炭化室顶有三个装煤孔。
2. 每个燃烧室由28个立火道组成，在炭化室的两旁，长度与炭化室相同，高度比炭化室略低。
3. 蓄热室位于炭化室和燃烧室的下部，通过斜道与燃烧室相连。
4. 斜道区全部用硅砖砌筑，位于燃烧室和蓄热室之间，以其中的斜道把燃烧室和炭化室联通。
（二）焦炉炼焦过程是一个复杂的物理、化学过程，其基本过程如下
炼焦煤在炭化室内隔绝空气受热，经过干燥、热解、软化熔融、半焦收缩和最终形成焦碳等阶段。在200摄示度以前，煤表面的水分、吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等析出。随着进入软化熔融阶段，在此阶段中，煤大分子侧链断裂和分解，产生热解产物，在半焦形成和开始缩聚之前，热解产生的蒸汽和煤气，主要含有甲烷、一氧化碳、化合水及焦油蒸汽等。温度继续升高，析出的气体中氢和苯蒸汽的含量增加。在半焦至焦碳阶段中，随着焦质致密、缩聚，氢大量的产生。在炭化室炼焦的特定条件下，上述初次分解的产物，通过赤热的半焦及焦碳层到达炉墙边，然后沿着高温的炉墙与焦碳之间的空隙到达炉顶空间。在此过程中，初次分解的产物经受高温作用又进一步分解。
因此，煤在炭化室内受热是不均匀的，各种生产物都有可能经受二次分解。此外，各炭化室装入煤的质量、结焦周期、加热制度等都是变化的，炼焦时可以产生数百种化合物。所以，在生产过程中测温控制系统成为操作中的关键步骤，这一工作主要由热调工段来完成。这是一项技术性极强的工作，只有做好这一工作才能使焦炉达到稳定、高产、优质、低耗、长寿的目的。因此如何控制炉温，制定和严格执行焦炉加热制度，就成为至关重要的一步。
焦炉加热制度包括压力制度和温度制度与煤气流量和空气量的供给，涉及直行温度、横排温度、边火道温度、蓄热室顶部温度、小烟道温度、炉顶空间温度、碳化室底部压力、蓄热室顶部吸力、分烟道吸力等各项指标。
下图是影响焦炉燃烧温度的主要因素：
三、近几年来安钢焦化厂针对焦炉控温的复杂工艺进行了以下三个方面的技术改进
（一）焦炉加热的微机控制系统
该系统是微机采样测温自动控制系统，将测得的各项信息、作业计划、装煤条件等输入微机综合处理，根据所得信息对炉温加以调节与控制。该系统的实现使加热制度更合理、炉温均匀稳定、降低了焦炉能耗、减少了人为误差、对控制炉温提供了准确可靠的信息，使焦化自动化水平上了一个新台阶。
该系统由三个部分组成：1.温度控制系统 2.吸力调节系统 3.定热值控制系统。以下是三部分的方框图：
1. 温度控制方框图：
对象一：混合煤气流量
对象二：燃烧温度
2. 吸力调节方框图：
对象---吸力
Po---烟道吸力设定值
Pp---蓄顶吸力
P---烟道吸力
O2---烟道废气残氧
O2o---烟道氧气设定
3. 定热值控制方框图：
对象一---焦炉煤气流量
对象二---混合煤气流量
（二）温度制度方面采用较先进的测温仪器---红外测温仪
红外测温仪具有使用方便、测温准确、速度快、量程大、可远距离测温等优点，安钢焦化厂采用专用于测定焦炉立火道温度的CITH焦炉红外线测温仪，与光学高温计相比，该测温仪对焦炉直行温度的反应较为客观真实，并可及时反映出增减煤气流量和煤气热值、压力对炉温的影响。
CIT焦炉红外线测温仪结合焦炉加热的微机控制系统，配套软件形成完整的炉温控制系统，使操作更直观、方便、快捷、有效提高工作效率，消除人为误差，提高了生产管理水平。
CITH焦炉红外线测温仪主要技术参数如下：
测温范围700－1600·C
工作波长1.06微米
测量精度-1%1%
重复精度-5%5%
距离系数250：1
测量距离0.6m——无穷大
响应时间80ms
输出信号RS232C（回放）
发射率调整 0.10~1.00 （调整步长0.01）
存储数据量 1000个
测温方式实时值
其他功能 日历时钟、电源低电压提示、背景光测量、有声键盘、抗烟雾及
水汽、无需调节聚焦
电源 2节AA（5号）电池
重量 1200克（含电池）
（三）压力制度方面采用数字微压测量仪
安钢焦化厂积极引进先进的数字微压测量仪取代斜型微压计用于测量各点吸、压力，该仪器较之于斜型微压计具有使用方便、快捷，测量准确，减少人为误差，可直接与上述管理系统相连接等优点。
其主要技术参数如下：
型 号E---1
量 程-250Pa~250Pa
检验最大误差 〈= 1Pa
四、结论
经过上述各方面的不断改进和完善，安钢焦化厂焦碳的产量、质量持续、稳步提高，为高炉冶炼提供了优质焦碳，延长了炉体使用寿命，减少环境污染，节能降耗，使焦炉生产自动化管理水平上了一个新的台阶。
参考文献：
[1]李哲浩，炼焦生产问答。北京：冶金工业出版社.
[2]于振东、蔡承佑等，焦炉生产技术。沈阳：辽宁科学技术出版社.
作者简介：
张琪，河南安阳钢铁集团股份有限公司焦化厂技术科煤化室，助理工程师。