自热焦炉焖炉特征是靠炉料自身产生的热量维持炉子的正常工作,除炉料的预热或预熔化外,炉内不需要或基本上不需要外加热量。例如:炼钢转炉,铜、镍吹炼转炉和铝热法冶炼炉。硫化矿的焙烧炉也往往是自热炉。
焦炉焖炉还有间歇式炉和连续式炉的区别。间歇式炉的特征是分批装料、出料,炉子温度在生产过程中呈周期性变化。连续式炉特征是物料或工件连续穿炉运行,按工艺要求控制炉内各部分的温度,并保持稳定。连续式炉在产量、质量、燃料消耗、机械化、自动化等方面都比间歇式炉优越。此外还有安装料和出料方法、装料和出料机械、炉体形状、附属设备如空气预热器的名称、温度高低等称呼炉子的。冶金工业各主要生产环节常用炉子的名称和简单说明见表冶金工业主要用炉所示。
满炉保压法,就是焦炭留在炭化室内,用焦炉煤气或惰性气体往炭化室炉顶空间充压或往集气管内充压。这种充压的目的是保证炭化室底部在焖炉期间内的任何情况下都为正压。采用这种办法的优点是,在焦炉焖炉操作的所有情况下,燃烧系统各处压力小于相邻部位炭化室的压力,与在正常生产条件下的操作是相同的。炭化室内的气体压力在充压焖炉时间内基本是稳定的。炭化室始终保持正压,就可以防止外部空气从炉门和炉头等不严密处进入炭化室。
空炉常压法就是将全炉所有炉室的焦炭在焖炉前全部推出,并将生产时的荒煤气导出系统与炭化室隔绝,使炭化室成为一个独立的系统,那么这时炭化室所处的状况与焦炉开工装煤前所处的状况基本一样。采用这种办法焖炉的主要特点是操作比较简单,只要能保证焦炉用加热煤气,不管在大、中、小型焦炉上都能使用。而且也适应在焦炉上进行设备大、中修及技术改造。采用这种方法的主要不足是炉墙石墨烧损严重。特别是当空气从炉门及炉头不严密之处漏人炭化室时,这种恶果随着焖炉时间的延长而加剧,所以应用空炉常压法焖炉时,在进行这项操作之前,应事先对炉门、炭化室炉头等部位进行严格的严密工作。
满炉常压法就是将焦炭留在炉内,在常压下进行焖炉操作。采用这一方法焖炉,对炉门、炉头等炉体部位的严密工作如同采用空炉常压法一样,要求严格。采用这个办法进行焖炉其主要优点是由于将焦炭留在炉内,整个焦炉的蓄热量比较大,当焖炉工作开始后,炉温易于控制且较为稳定;在对炉门及炉头等炉体的有关部位采取一定的严密措施后,炉墙石墨烧坏很少;只要温度控制得当,焖炉结束后,推焦操作无困难。
但是由于是将焦炭留在炉内,焖炉开始前对荒煤气导出系统要采取相应的措施,这些措施包括两个方面的内容,一是选择合理的开始焖炉时间,在这个时间操作,炭化室发生的荒煤气量最少,只有当炭化室处于结焦末期的时候才能满足这一要求;二是对荒煤气导出系统要采取与炭化室隔离的措施,使炭化室成为独立的系统。
焦炉焖炉生产设备一般由炉子热工工艺系统、装出料系统和热工检测控制系统等三部分组成。焦炉焖炉的热工工艺系统包括炉子的工作室(炉膛)、燃料的燃烧装置或电热转换装置、空气和(或)煤气的预热器,以及风机、管道、烟道、余热锅炉和烟囱等。工作室是炉子的核心。主要的热工和工艺过程都在工作室内完成。其他部分的任务是为工作室内的热工工艺过程提供有利条件。
焦炉焖炉装出料系统和热工检测控制系统现代化冶金炉不可缺少的两个工作系统。前者包括:炉前炉后的装料、出料机械和炉内的运料机械。后者包括:热工参数的测量仪表、显示仪表或记录仪表、过程控制仪表和执行机构等。配备这两个系统,可以实现炉子的自动化操作,从而提高炉子的生产指标。
对焦炉焖炉的基本要求对炉子的基本要求为:能满足产品的质量和产量要求;燃料和其他能源的消耗量低;建炉投资和运行费用低;耐用,劳动条件好,污染物的排放量符合环境保护要求。
一座好的炉子应同时满足上述要求。为了使产品质量好,应控制炉内温度和气氛,选择适宜的筑炉材料。炉子的生产能力必须与生产过程所要求的产量相适应。为了节约燃料,在炉子的设计和操作中,必须重视热量在炉膛内充分利用,并充分利用余热。为了降低建炉投资和运行费用,应提高炉子单位容积(或炉底面积)的生产能力,简化炉子结构。炉子的废气、废水、废渣中往往含有污染物质,必须采取措施,使各种污染物的排放量不超过国家或地区的规定值。
炉子大型化、连续化、机械化和自动化,是全面满足上述要求的重要途径。目前,高炉的最大容积超过5000米,氧气转炉的最大炉容量超过300吨。有些炉子已采用计算机控制,自动化程度很高。