炼焦工艺学

1、影响炭化室结焦过程的因素有哪些？

答：1、加热速度 提高加热速度使煤料的胶质体温度范围加宽，流动性增加，

从而改善煤料的黏结性，使焦块致密。实验证明这是因为改变了煤的热解动态过

程，即快速加热使侧链断裂形成液相的速度和碳网增加，液相显出速度之差值增

加，从而加大了胶质体的温度停留范围，改善了胶质体的流动性，同时单位时间

内产生的气体增加，增大了膨胀压力，因而提高了煤的黏结性。利用快速加热，

可以提高弱黏结性的气煤、弱黏煤甚至长焰煤的黏结性，这就扩大了炼焦煤源，

热压型焦就属于这一基本原理。但快速加热对半焦收缩是不利的，因为提高加热

速度使收缩速度加快，相邻层的联接强度加大，从而收缩应力大，产生的裂纹多，

故合理的加热速度应是黏结阶段快，收缩阶段慢。现代焦炉炭化室内的结焦过程

无法调节各阶段的加热，且实际上湿煤、干煤、胶质体由于导热性能差，加热速

度慢，半焦和焦炭反而加热快，这是现代炭化室的根本缺点。

2．煤料细度 实验表明，煤料粉碎度和焦炭强度呈如下关系：同一种煤的粉碎度

增加，焦炭强度增加，当煤粉碎度达到某极限值后，继续增加时焦炭强度反而降

低。对不同的煤种，和其焦炭强度的极大值对应的粉碎度取决于煤的黏结性，黏

结性愈好的煤，与其焦炭强度极大值对应的煤粉碎度愈高。这是因为粉碎度提高

时，煤粉的分散表面积增加，由于固体颗粒对液体的吸附作用使胶质体黏度增大，

不利于气体的析出，使黏结阶段的膨胀压力增大，因而使煤的黏结性提高。煤料

越肥，对焦炭强度的影响趋向于收缩应力的降低，故细粉碎有利于得到裂纹少、

块度大、质量均一的焦炭。但对配合煤而言，应根据单种煤的特性，确定粉碎度。

一般情况为增加弱黏结煤的用量，则应对强黏结煤粗粉碎以保持其黏结性，弱黏

结煤细粉碎以利于分散。 因此对于不同的煤料，为得到强度最好的焦炭，应寻

找各自最适合的细度。

3、堆密度 增加装炉煤的堆密度，使煤粒间隙减小，膨胀压力增大，填充间隙所

需的液态物质减少，在胶质体数量和性质一定时，可以改善煤的黏结性。但堆密

度的增大，使相邻层的联接强度加强，且伴随着收缩应力的增加，使焦炭的裂纹

增加。因此，只有当黏结性差的气煤配用量较大时，采用增加堆密度的方法来提

高焦炭的强度。

4．填加物 煤料黏结性不好时，可以加入沥青等黏结剂，增加结焦过程中的液相

以改善黏结性。但这种黏结剂应要求在煤料胶质体阶段有较好的热稳定性，故最

好采用高沸点沥青。当煤料收缩性很大时，可在不使煤黏结性降低很多的情况下，

加入经细粉碎的无烟煤粉、焦粉等瘦化剂以减少收缩内应力，从而提高焦炭块度。

2、蓄热式焦炉的基本构成？

答：现代焦炉虽有多种炉型，但无非是因火道结构、加热煤气种类及其入炉方式、

蓄热室结构及装煤方式的不同而进行的有效排列组合。焦炉结构的变化与发展，

主要是为了更好的解决焦饼高向与长向的加热均匀性，节能降耗，降低投资及成

本，提高经济效益。为了保证焦炭、煤气的质量及产量，不仅需要有合适的煤配

比，而且要有良好的外部条件，合理的焦炉结构就是用来保证外部条件的手段。

为此，需从焦炉结构的各个部位加以分析，现代焦炉炉体最上部是炉顶，炉顶之

下为相间配置的燃烧室和炭化室，炉体下部有蓄热室和连接蓄热室与燃烧室的斜

道区，每个蓄热室下部的小烟道通过废气开闭器与烟道相联。烟道设在焦炉基础

内或基础两侧，烟道末端通向烟囱，故也称焦炉由三室两区组成，即炭化室、燃

烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区和基础部分。

1、炭化室 炭化室是接受煤料，并对其隔绝空气进行干馏的炉室。一般由硅质耐

火材料砌筑而成。炭化室位于两侧燃烧室之间，顶部有3～4个加煤孔，并有1～

2个导出干馏煤气的上升管。它的两端为内衬耐火材料的铸铁炉门。整座焦炉靠

推焦车一侧称为机侧，另一侧称为焦侧。顶装煤的焦炉，为顺利推焦，炭化室的

水平呈梯形，焦侧宽度大于机侧，两侧宽度之差称锥度，一般焦侧比机侧宽20～

70mm，炭化室愈长，此值愈大，大多数情况下为50mm。捣固焦炉由于装入炉

的捣固煤饼机、焦侧宽度相同，故锥度为零或很小。炭化室宽度一般在400～

550mm之间，宽度减小，结焦时间能大大缩短，但是一般不小于350mm。因宽

度太窄会使推焦困难，操作次数频繁和耐火材料用量增加。炭化室长度为13～

16m，从推焦机械性能来看，该长度已接近最大限度。炭化室高度一般为4～6m

（国外可达8m或以上），增加高度可以增加生产能力，但受高度方向加热均匀

性的限制。增大炭化室的容积是提高焦炉生产能力的主要措施之一，一般大型焦

炉的炭化室有效容积为21～40m3，我国5.5m高的大型焦炉为35.4m3，6m高的

大型焦炉为38.5m3。国外近年来的大型焦炉的有效容积已达50～80m3。炭化室

尺寸的确定，通常受到多种因素的影响。下面分别叙述有关的影响因素。

（1）炭化室的宽度 炭化室的宽度对焦炉的生产能力与焦炭质量均有影响，增

加宽度虽然焦炉的容积增大，装煤量增多，但因煤料传热不良，随炭化室宽度的

增加，结焦速度降低，结焦时间大为延长。如表4-1所示（火道温度按1300～

1350℃）。因此宽度不宜过大，否则反而降低了生产能力。宽度减小，结焦时间

大为缩短，但不应太窄，否则推焦杆强度降低，推焦困难。且结焦时间缩短后，

操作次数增加，按生产每吨焦炭计，所需操作时间增多，增加污染，耐火砖用量

也相应增加，从而降低了生产能力。此外，炭化室宽度对煤料的炼焦速度、膨胀

压力及焦炭的平均块度等因素均有影响，具体表现为： ①干馏过程的传热，是

炭化室两侧的燃烧室通过炉墙，向炭化室中心的单向不稳定传热。由于煤料的导

热系数远低于硅砖，即干馏过程中传热的热阻主要来自煤料。当装炉煤水分、挥

发分、堆密度保持不变时，结焦时间与炭化室宽度之间的关系。②高温干馏过程

中煤料给予炭化室炉墙的膨胀压力，起因于胶质体层内的煤气压力，其值大小因

装炉煤料性质、颗粒组成、堆密度以及燃烧室温度不同而异，也与炭化室宽度有

关。由于炭化室越宽，干馏速度越慢，所以胶质体层内煤气压力就越低。因此，

同一煤料在不同炭化室内干馏时，炉墙实际承受的负荷是随着炭化室宽度增加而

略有减小。炭化室膨胀压力危险值约15kPa左右，故允许承受的极限负荷约7～

10kPa。因此当装炉煤的膨胀压力偏高时宜采用宽炭化室。③焦炭碎成小块，起

因于裂纹。焦块的统计平均尺寸大小取决于裂纹之间的距离。而裂纹的间距与裂

纹的深度取决于不均匀收缩所产生的内应力。在相同的结焦温度下，焦炭块度随

着炭化室宽度增加而加大。与此同时，当煤料和干馏条件相同时，炭化室越宽，

由于结焦速度减慢而使焦炭裂纹减少，故焦炭的抗碎强度也越高。

但是，从生产能力与技术经济指标来看，由于随着宽度增加结焦时间将延长，

每孔炭化室单位时间出焦率将随着宽度增加而降低。所以，在一定范围内，炭化

室宽度越窄，生产能力将越高。故应综合考虑确定炭化室宽度，对黏结性好的煤

料宜缓慢加热，否则在半焦收缩阶段，应力过大，焦炭裂纹较多，小块焦增加，

因此炭化室以较宽些为宜。对于黏结性较差的煤料，快速加热能改善其黏结性，

对提高焦炭质量有利，故以较窄的炭化室为好。58型焦炉炭化室的平均宽取

407mm和450mm两种规格，大容积焦炉的平均宽度仍为450mm，目前有些新

建焦炉宽度为500mm；小型焦炉炭化室的平均宽度为300mm左右。

（2）炭化室长度 焦炉的生产能力与炭化室长度成正比，而单位产品的设备造

价随炭化室长度增加而显著降低。因此，增加炭化室长度有利于提高产量，降低

基建投资和生产费用，但长度的增加受下列因素的限制： ① 受炭化室锥度与长

向加热均匀性的限制，因为炭化室锥度大小是取决于炭化室长度和装炉煤料的性

质。一般情况下，煤料挥发分不高，收缩性小时，要求锥度增加。而随着炭化室

长度的增加，锥度也增大。国内大容积焦炉炭化室的长度为15980mm，锥度为

70mm；卡尔斯蒂式焦炉炭化室长度为17090mm，锥度为76mm。随着炭化室长

度和锥度的增大，长向加热均匀性问题就比较突出，导致局部产生生焦，这不仅

使质量和产率降低，而且使粉焦量显著增加。② 受推焦阻力及推焦杆的热态强

度的限制。随着炭化室长度的增加，不仅由于长向加热不均匀使粉焦量增加而促

使推焦阻力增大，还由于焦饼重量增加，焦饼与炭化室墙面、底面之间的接触面

增加，从而使整个推焦阻力显著升高。随着炭化室长度的增加，推焦杆的温度在

推焦过程中逐渐上升，而一般钢结构的屈服点随着温度升高而降低，到400℃时，

约降低1/3。因此，炭化室长度增加也受此限制。此外，炭化室长度还受到技术

装备水平和炉墙砌砖的限制。

（3）炭化室高度 大型焦炉一般为4～6m，增加炭化室高度是提高焦炉生产能

力的重要措施，且由于煤料堆密度的增加而有利于焦炭质量的提高。但是随着高

度的增加，为使炉墙具有足够的强度，就必须相应增大炭化室的中心距及炭化室

与燃烧室的隔墙厚度。为了保证高向加热均匀性，势必在不同程度上引起燃烧室

结构的复杂化。为了防止炉体变形和炉门冒烟，应有坚固的护炉设备和有效的炉

门清扫机械。凡此种种，使每个炭化室的基建投资及材料消耗增加。因此，应以

单位产品的各项技术经济指标进行综合平衡，选定炭化室高度的适宜值。目前大

型焦炉的高度一般不超过8m。

综上所述，由炭化室的长、宽和高度所决定的炭化室的容积，必须与焦炉的

规模，煤质及所能提供的技术装备水平等情况相适应，因此不能脱离实际，片面

的追求焦炉炭化室的大型化。

2．燃烧室 燃烧室位于炭化室两侧，其中分成许多火道，煤气和空气在其中混合

燃烧，产生的热量传给炉墙，间接加热炭化室中煤料，对其进行高温干馏。燃烧

室数量比炭化室多一个，长度与炭化室相等，燃烧室的锥度与炭化室相等但方向

相反，以保证焦炉炭化室中心距相等。一般大型焦炉的燃烧室有26～32个立火

道，中小型焦炉仅为12～16个。燃烧室一般比炭化室稍宽，以利于辐射传热。

（1）结构形式与材质 燃烧室内用横墙分隔成若干个立火道，通过调节和控

制各火道的温度，以便使燃烧室沿长度方向能获得所要求的温度分布，而且又增

加了燃烧室砌体的结构强度，并由于增加了炉体的辐射传热面积，从而有利于辐

射传热。燃烧室的温度分布由机侧向焦侧递增，以适应炭化室焦侧宽、机侧窄的

情况。因此燃烧室内每个火道都能分别调节煤气量和空气量，以保证整个炭化室

内焦炭能同时成熟。用焦炉煤气加热时，根据煤气入炉方式不同，可以通过灯头

砖进行调节或更换加热煤气支管上的孔板进行调节。贫煤气和空气量的调节是利

用在斜道口设置人工阻力，大型焦炉采用更换和排列不同厚度的牛舌砖，可以达

到调节气量的目的。燃烧室材质关系到焦炉的生产能力和炉体寿命，一般均用硅

砖砌筑。为进一步提高焦炉的生产能力和炉体的结构强度，其炉墙有发展为采用

高密度硅砖的趋势。

（2）加热水平高度 燃烧室顶盖高度低于炭化室顶部，二者之差称加热水平高

度，这是为了保证使炭化室顶部空间温度不致过高，从而减少化学产品在炉顶空

间的热解损失和石墨生成的程度。加热水平高度由以下三个部分组成：一是煤线

距炭化室顶部的距离，即为炉顶空间高度，一般大型焦炉为300mm，中小型焦

炉为150～200mm；二是煤料结焦后的垂直收缩量，它取决于煤料的收缩性及炭

化室的有效高度，一般为有效高度的5%～7%；三是考虑到燃烧室顶部对焦炭的

传热，炭化室中成熟后的焦饼顶面高应比燃烧室顶面高出200～300mm（大焦炉）

或100～150mm（小焦炉）。因此不同高度的焦炉加热水平是不同的。

3．蓄热室 从燃烧室排出的废气温度常高达1300℃左右，这部分热量必须予

以利用。蓄热室的作用就是利用蓄积废气的热量来预热燃烧所需的空气量和贫煤

气量。蓄热室通常位于炭化室的正下方，其上经斜道同燃烧室相连，其下经废气

盘分别同分烟道、贫煤气管道和大气相通。蓄热室构造包括顶部空间、格子砖、

蓖子砖和小烟道以及主墙、单墙和封墙。下喷式焦炉，主墙内还设有直立砖煤气

道，当下降废气通过蓄热室时，即将热量传递给格子砖，废气温度由1200～

1300℃左右降至300～400℃左右，然后，经小烟道、分烟道、总烟道至烟囱排

出。换向后，冷空气或贫煤气进入蓄热室，吸收格子砖蓄积的热量，并被预热至

1000～1100℃后进入燃烧室燃烧。由于蓄热室的作用，有效地利用了废气显热，

减少了煤气消耗量，提高了焦炉的热工效率。当用焦炉煤气加热时，由于其热值

高，不需要预热，故不通过蓄热室，直接由砖煤气道通入立火道燃烧。况且如焦

炉煤气进入蓄热室预热，则会因受热分解而生成石墨，造成蓄热室堵塞，而且预

热后会使燃烧速度增高，火焰变短，造成高向加热不均匀。蓄热室内堆砌的格子

砖有九孔、六孔、蜂窝式及百叶窗式几种，其中目前较常用的是九孔格子砖，如

图4-5。格子砖安装时上下砖孔要对准，高炉煤气含尘量应控制在15mg/m3以下，

操作中应定期用压缩空气吹扫。蓄热室内温度变化大，故格子砖采用黏土砖，小

烟道需设黏土衬砖，以保护硅砖砌筑的隔墙受温度变化的冲击。格子砖上部留有

顶部空间，主要使上升或下降气流在此得到混匀，然后以均匀的压力向上或向下

分布。为了改善气流分配以提高蓄热效率，多数焦炉采用扩散式蓖子砖，蓖子砖

位于格子砖的下方，一方面支撑格子砖，另一方面利用孔径大小的改变使气流沿

长向分布均匀。为使上升和下降气流时都能实现气流沿蓄热室长向均匀分布，蓖

子砖孔型和尺寸的分布需通过实验和实践才能确定，而且当蓄热室操作条件变化

时，仍会受影响。小烟道在上升气流时用于供入空气和贫煤气，并使气流沿蓄热

室长向加以均匀分配，在下降气流时则集合并导出废气。煤气和空气的供入以及

废气的导出通常由机、焦两侧进行。蓄热室隔墙包括中心隔墙、主墙（异向气流

隔墙）和单墙（同向气流隔墙）。中心隔墙将蓄热室分为机焦侧两部分，主墙两

边压差大，易漏气。当升煤气漏入下降蓄热室，不但损失煤气，而且会发生“下

火”现象，严重时可烧熔格子砖，使废气盘变形；当上升空气漏入下降蓄热室，

则会发生“空气短路”现象。故主墙必须坚固和严密，因此厚度较大，且用带舌槽

的异型砖砌筑。而单墙两边压差小，故厚度较薄。蓄热室端部封墙是为了防止吸

入冷空气使边火道温度骤降，故必须严密；同时为了减少热损失，绝热必须良好。

封墙一般用黏土砖及隔热砖砌成，总厚度约为400mm，为此在封墙中砌一层绝

热砖以及外部用硅酸铝纤维保温，并在墙外表安装金属外壳。有的焦炉采用蓄热

室分格，即将蓄热室分成若干小格，每对立火道与其对应的下方两格蓄热室形成

一个单独的加热系统，这样可以根据火道需要的温度，在地下室分别调节各格的

煤气量和空气量，但隔墙增加，主墙结构复杂，用砖量大，施工时必须在分隔墙

砌筑前安放格子砖，生产时又不能清扫和更换，故未能推广。对于蓄热室的基本

要求是气流分配均匀，蓄热效率高，串漏少和防止局部高温。蓄热室顶部温度经

常在1200℃左右，并且蓄热室隔墙几乎承受着炉体的全部重量，所以现代大型

焦炉的蓄热室隔墙都用硅砖砌筑，否则将对焦炉产生不良影响。当缺少硅砖时，

也可用黏土砖砌筑，但要考虑与上部硅砖砌体联结处的处理，否则上下膨胀不同，

易将黏土砖砌体拉裂。就蓄热室类型而言，有纵蓄热室和横蓄热室两大类。前者

由于阻力大，蓄热效率低，故现代焦炉很少采用。现代焦炉蓄热室均为横蓄热室，

即与炭化室的纵轴平行。横蓄热室有并列式和两分式之分。JN型焦炉等大型焦

炉属于并列式，两分式焦炉的蓄热室一般属于两分式。由于并列式蓄热室异向气

流接触面大于两分式蓄热室，故蓄热室串漏的可能性也大些。 横蓄热室的优点是：能使每个燃烧室成为独立系统，便于调节；当局部产生问题

时可以停几个炉室，不会影响整座焦炉；蓄热室的格子砖可以保证各燃烧室的煤

气和空气沿长向均匀分配；而且蓄热室的端部面积较小，因此辐射热损失较小；

同时炭化室和蓄热室构成一个整体，炉体较坚固。在大型黏土砖蓄热室焦炉上，

曾采用硅砖与黏土砖交界面设置滑动层和相互咬合砌筑两种方案。生产实践表

明，前一种方案由于整个上层砌体及其它设备很重，未能实现滑动，结果使蓄热

室墙头部拉成较宽的梯型裂纹；后一种方案，蓄热室隔墙虽然也出现了裂纹，但

因相互咬合，裂纹分散且较窄，对生产影响不大。蓄热室隔墙的炉头部位，因受

外界大气温度的影响，温度波动较大，硅砖砌成的炉头隔墙易产生一些裂纹，因

此有些焦化厂的焦炉在蓄热室炉头部位也采用高铝砖直缝结构。

4．斜道区 连通蓄热室和燃烧室的通道称为斜道。它位于蓄热室顶部和燃烧室

底部之间，用于导入空气和煤气，并将其分配到每个立火道中，同时排出废气。

斜道区结构复杂，砖型很多，不同类型焦炉的斜道区结构有很大差异。一般来说，

两分式火道焦炉的斜道区比双联火道焦炉的斜道区要简单；单热式焦炉的斜道区

比复热式焦炉的斜道区简单。斜道区的布置、形状及尺寸决定于燃烧室的构造和

蓄热室的型式。此外，还应考虑砌体的严密性，砌筑要简单，而且应保证煤气及空气在火道内沿着高度方向缓慢混合。燃烧室的每个立火道与相应的斜道相连，当用焦炉煤气加热时，由两个斜道送入空气和导出废气，而焦炉煤气由垂直砖煤气道进入。当用贫煤气加热时，一个斜道送入煤气，另一个斜道送入空气，换向后两个斜道均导出废气。斜道口布置有调节砖，以调节开口断面的大小，并有火焰调节砖以调节煤气和空气混合点的高度。斜道出口的位置、交角、断面的大小、高低均会影响火焰的燃烧。为了拉长火焰，应使煤气和空气由斜道出口时，速度相同，气流保持平行和稳定，为此两斜道出口之间设有固定尺寸的火焰调节砖（鼻梁砖）。在确定斜道断面尺寸时，一般应使斜道出口阻力占上升气流斜道总阻力的2/3～3/4为好。这样可以保持斜道出口处调节砖的调节灵敏性。斜道总阻力应合适，阻力过大时，烟囱所需吸力增加，并增加上升与下降气流蓄热室顶的压力差，易漏气，而且上升气流蓄热室顶的吸力减小，烧高炉煤气时，容易引起废气盘正压，影响安全操作；阻力太小，对调节火道流量的灵敏度差。由于炉头火道散热量大，为了保证炉头温度，应使炉头斜道出口断面（放调节砖后）比中部大50%～60％，以使通过炉头斜道的气体量比中部多25～46％。由于炉头部位的炭化室装煤易产生缺角，因此希望炉头的火焰短些，一般炉头部位的调节砖比中部火道的薄一些。斜道的倾斜角一般不应低于30°，否则坡度太小，容易积灰和存物，日久导致斜道堵塞。斜道断面逐渐缩小的夹角一般应小于7°，以减少阻力。对于侧入式焦炉，各烧嘴断面积之和约为水平砖煤气道断面的60%～70％为宜，太大则各烧嘴的调节灵敏性差，太小则增加砖煤气道内煤气压力，易漏气，且除碳空气不易进入，容易使砖煤气道堵塞。斜道区膨胀缝多，排砖时各膨胀缝应错开，膨胀缝不要设在异向气流、炭化室底和蓄热室封顶等处，以免漏气。

总之，斜道区通道多，气体纵横交错，异型砖用量大，严密性、准确性要求高，是焦炉中结构最复杂的部位。

5．基础平台与烟道 基础位于炉体的底部，它支撑整个炉体、炉体设施和机械的重量，并把它传到地基上去。焦炉基础的结构型式随炉型和煤气供入方式的不同而异。焦炉基础有下喷式（图4-7）和侧喷式焦炉（图4-8）。下喷式焦炉基础是一个地下室，由底板、顶板和支柱组成。侧喷式焦炉基础是无地下室的整片基础。 整个焦炉砌筑在基础顶板平台上。浇灌顶板时，按焦炉膨胀后的尺寸埋设好下喷煤气管，烟道位于地下室的机、焦两侧，在炉端与总烟道相通。抵抗墙有平板和框架两种结构，考虑到节约材料和对支承负荷的合理性，现均采用框架式。抵抗墙与顶板间设有膨胀缝。下喷式焦炉地下室三面被烟道包围，一侧有墙挡住，使地下室温度在夏季高达 40～50℃，通风不良。焦炉基础顶部受小烟道热气流的作用，正常生产时，顶板上表面温度达85～100℃，顶板下表面温度约50～60℃。烘炉末期因受较高气流温度的作用，顶板温度要比上述高30～50℃，如烘炉期拖得太长，尤其是高温下烘炉期太长、对基础强度不利。

为了改善地下室的通风情况，降低地下室温度和基础顶板温度，近年来，一些焦化厂将焦炉机、焦侧烟道的标高降低，并在炉组两端敞开，烟道靠地下室侧镶砌一层隔热砖或涂抹一层隔热材料。有的厂将顶板减簿，增加其上的红砖厚度，小烟道不承重的通道部分，在黏土砖下设有隔热砖层，并在浇灌混凝土顶板的材料中配入部分隔热材料。由于基础顶板受温度的影响会发生一定程度的变形，支柱上下节点若采用固接形式，将使支柱产生很大的内应力，故近年设计的焦炉基础支柱中，靠两侧烟道的边支柱做成上下端铰接节点；在焦炉纵向两端的几排中间支柱做成下端节点铰接形式；其余的支柱为增强刚性，仍采取固接形式，这样可

以降低构件的内应力，既节省原料，又能适应温度的变化。

大型焦炉的基础均用钢筋混凝土浇灌而成，小型焦炉的基础一般不需配筋，只有当地基的土质不均匀时，才配少量钢筋。为减轻温度对基础的影响，焦炉砌体的下部与基础平台之间均砌有4～6层红砖。整个焦炉及其基础的质量全部加在其下的地层上，该地层即地基。焦炉的地基必需满足要求的耐压力，因此当天然的地基不能满足要求时，应采用人工地基。例如中、小型焦炉可采用砂垫层加强地基，提高耐压力；大型焦炉一般均采用钢筋混凝土柱打桩，即采用桩基提高耐压力。 为了保证地基土壤的天然结构不被破坏，要求地下水位在基础以下，并在施工中做好防雨排水。由于地基土质不同，因基础和砌体的承重，地基受压，焦炉基础会产生不同程度的沉降。为了防止产生不均匀沉降而拉裂基础，焦炉与分烟道、焦炉与贮煤塔等不同承重的基础处，一定要分开留缝——沉降缝。此外当采用人工基础时，焦炉纵横向的倾斜不应超过千分之一。对焦炉基础的沉降应在施工和投产以后的前几年中注意观察和测量，并及时处理异常现象。

6．炉顶区 炭化室盖顶砖以上部位即为炉顶区，如图4-9。炉顶区砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔及拉条沟等。为减少炉顶区散热，改善炉顶区的操作条件，其不受压部位砌有隔热砖。JN型焦炉看火孔盖下方设有挡火砖。为节省耐火砖，炉顶的实心部位可用筑炉过程中的废耐火砖砌筑，炭化室和燃烧室的盖顶砖用硅砖，其它部位大都用黏土砖，炉顶表面用耐磨性好，能抵抗雨水侵蚀的缸砖砌筑。烘炉孔是设在装煤孔、上升管孔等处连接炭化室与燃烧室的通道。烘炉时，燃料在炭化室两封墙外的烘炉炉灶内燃烧后，废气经炭化室，烘炉孔进入燃烧室。烘炉结束后，用塞子砖堵死烘炉孔。为了使废气沿燃烧室长向贯通，从而使热气流能进入各个立火道，以前设计的焦炉，在燃烧室上部设有与各烘炉孔

连接的烘炉水平道。它的存在使焦炉在正常生产时，炉顶表面温度较高，而且荒煤气还容易经此串漏至燃烧室，破坏正常燃烧，加速炉体损坏，因此新近设计的焦炉都取消了烘炉水平道。取消水平道后，每个燃烧室有4对立火道不通热气流，但由于依靠砌体传递热量，并不影响烘炉质量。为了提高砌体强度，炭化室的封顶大砖应厚些，一般为170～210mm。炉顶层厚度也和砌体的静力强度有关，增加炉顶厚度，可以提高炉墙所能承受的极限负荷。炉顶厚度一般为900～1200mm。为了装煤顺利，装煤孔呈喇叭状。炉顶还有纵横拉条沟和装煤车轨道，它们的位置应考虑热态膨胀尺寸，以便投产后不压看火孔，炉顶的实体部位也设有膨胀缝。此外，在多雨地区，炉顶最好有一定的坡度以供排水。

7．炭化室中心距 焦炉砌体除受到自重及炉顶的垂直负荷外，燃烧室的砌体还受到炭化室内煤料在结焦过程中产生的膨胀压力及炉柱对砌体的加压，这些都属于水平负荷。砌体的强度必须足以承受所受到的负荷。焦炉砌体中最薄弱的部位是炭化室墙。要保证炉体有足够长的寿命，必须注意使炭化室墙所受负荷处于能承受的范围之内。其措施主要包括：一是降低所受负荷，主要是控制所用煤料的膨胀压力；二是提高炭化室墙的负荷能力即炉墙的极限负荷，它与焦炉的尺寸（包括炭化室高度、炉顶厚度、煤车负荷、立火道中心距、炭化室中心距、炭化室墙厚度和火道隔墙厚度等）有关。煤料在炼焦时的膨胀压力随煤的黏结性、装炉煤的堆密度、结焦速度、煤料水分、炭化室宽度等因素不同而改变，一般不应大于

1.47N/cm2～1.96N/cm2。但膨胀压力沿炭化室高向和长向并不相同。炭化室底部煤气外排的阻力最大，故膨胀压力也最大，而到炉顶则接近为零。此外，由于炉墙两侧均受侧压力，因此对炉墙产生弯曲的负荷应为两侧负荷之差。增加炭化室的高度，砌体的荷重增大，而且由于炭化室容积加大后，装煤车负荷也加大，从

而使砌体所受垂直应力增大。此外，炭化室高度和立火道中心距增加时，还使砌体的弯曲应力加大。为使砌体的应力在许可的范围内，当炭化室增高时，可通过增大炉墙厚度、火道隔墙和燃烧室高度等措施来实现。但加厚炉墙会影响焦炉传热，而火道隔墙加厚则有限，因此主要办法是加大燃烧室宽度，在炭化室宽度一定的条件下，也即增大炭化室的中心距。炭化室中心距随炭化室高度的增加而增大。从强度上说，炭化室中心距对中、小型焦炉来说是足够的，而对大焦炉当提高炭化室高度时，应进行强度核算。

3、控制出焦烟尘逸散的方法有哪些，举例说明。