專利名稱：：將用于煤煉焦工藝的煤壓緊的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的披露內(nèi)容涉及一種用于由煤制造焦炭的方法和設(shè)備且特別地涉及一種將用于供給至無回收煉焦?fàn)t的煤壓緊的經(jīng)過改進的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
：焦炭是在鋼的生產(chǎn)過程中用來使鐵礦石熔融并還原所述鐵礦石的固體碳燃料和碳源。在煉鐵工藝中，鐵礦石、焦炭、受熱空氣和石灰石或其它助熔劑被供給進入高爐內(nèi)。受熱空氣導(dǎo)致焦炭燃燒，所述焦炭的燃燒提供了用于將鐵的氧化物還原成鐵的熱量和碳源?？商砑邮蔫F)除所述酸性雜i，所述:性雜質(zhì)也被稱作熔渣。石灰石雜質(zhì)浮到熔融的鐵的頂上并被撇去。在一種被稱為"湯普森煉焦工藝(ThompsonCokingProcess)，，的工藝中，通過將粉煤批量供給至爐而生產(chǎn)出上述用于提煉金屬礦石的煤，所述爐被密封且在嚴密受控的大氣條件下在24至48小時的時間內(nèi)被加熱至極高溫度。煉焦?fàn)t多年來一直被用來將煤轉(zhuǎn)化成冶金焦炭。在煉焦工藝中，細碎的煤在受控溫度條件下被加熱以便去除煤中的揮發(fā)性物質(zhì)并形成具有預(yù)定孔隙率和強度的熔融物質(zhì)體。由于煤的生產(chǎn)工藝是批量生產(chǎn)工藝，因此有多個煉焦?fàn)t在同時運行，它們在下文中被稱作"煉焦?fàn)t組"。在煉焦周期結(jié)束時，從爐中去除成品焦炭并用水對其進行驟冷?；驗榱松院蠛檬褂盟鼈兓蚩蓪⑺隼鋮s的焦炭直接移至熔鐵爐。煤顆粒在加熱過程中所經(jīng)歷的熔融和熔合過程是煉焦工藝中最重要的部分。煤顆粒變成熔融物質(zhì)體的過程中的熔融程度和同化程度決定了所生產(chǎn)的焦炭的特性。為了由特定的碳或碳混合物產(chǎn)生最強的焦炭，則反應(yīng)劑與煤中的惰性存在物之間存在最佳比率。焦炭的孔隙率和強度對于礦石提煉工藝而言是重要的且取決于煤源和/或煉焦方法。煤顆?；蛎侯w粒的混合物按照預(yù)定程序被填入熱爐內(nèi)，且在爐中對煤進行持續(xù)達預(yù)定時期的加熱以便從所產(chǎn)生的焦炭中去除揮發(fā)性物質(zhì)。煉焦工藝在很大程度上取決于爐的設(shè)計、煤的類型以及所使用的轉(zhuǎn)化溫度。在煉焦工藝過程中對爐進行調(diào)節(jié)從而使得每次填入的煤料都在大約相同的時間量內(nèi)被煉成焦炭。一旦煤被煉成焦炭，則從爐中去除該焦炭并用水對其進行驟冷以便將其冷卻到其點火溫度以下。驟冷操作也必須受到仔細控制從而使得焦炭不會吸收過多濕氣。一旦焦炭被驟冷，則對焦炭進行篩選并將其裝載進入軌道車或卡車內(nèi)以便進行運輸。由于煤被供給進入熱爐內(nèi)，因此許多煤供給工藝都是自動化的。在狹槽型爐中，煤通常通過處在爐頂部中的狹槽或開口被填入。這種爐傾向于較高且較窄。更近來地，已經(jīng)使用了水平的無回收或熱回收型煉焦?fàn)t來生產(chǎn)焦炭。例如在授權(quán)給Thompson的美國專利Nos.3，784，034和4，067，462中描述了水平爐。在無回收或熱回收型煉焦?fàn)t中，使用傳輸裝置將煤顆粒水平地傳輸進入爐內(nèi)以便提供細長的煤床，所述煤床具有約101厘米的高度、約13.7米的長度和約3.6米的寬度。由于適用于形成冶金用煤的煤源正在日益減少，因此已經(jīng)嘗試將脆煤或非焦化煤與煉焦煤混合在一起以便為爐提供適當(dāng)?shù)拿毫?。一種嘗試是使用被壓緊的煤。煤可在處于爐中之前或之后被壓緊。盡管煤傳輸裝置適于將顆粒煤裝填在爐中，所述顆粒煤隨后在爐中被部分地壓緊，但這種傳輸裝置通常并不適于將經(jīng)過預(yù)壓緊的煤裝填在爐中。理想情況下，煤應(yīng)該被壓緊到大于50磅/立方英尺的程度以便增強品質(zhì)較低的煤的有效性。眾所周知地，隨著煤混合物中的品質(zhì)較低的煤所占百分比的增加，所需要的煤壓緊水平也越來越高，而達到了約65至70磅/立方英尺。然而，目前可用的工藝都不適于提供在細長的煤料床的整個深度范圍內(nèi)都能具有大體上均勻的堆密度的這種被壓緊的煤料。這種工藝還是復(fù)雜且耗時的。因而需要提供一種用于將煤壓緊并且將經(jīng)過預(yù)壓緊的煤裝填在煉焦?fàn)t中的方法和設(shè)備。還需要提供一種使得為了提供被壓緊的煤的大體上均勻的煤床以便制造冶金用煤所需的時間量最小化的設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)前述需要和其它需要，本發(fā)明的披露內(nèi)容提供了用于增加煤顆粒的堆密度的相對高速的方法、用于增加煤顆粒的堆密度的設(shè)備和用于制造冶金焦炭的方法。一種這樣的方法包括將煤顆粒沉積到處在煉焦?fàn)t外部的裝料板上以便提供干燥的未被壓緊的煤的細長煤床，所述煤床具有處在所述裝料板上的上表面。所述裝料板具有側(cè)壁和至少一個活動端壁。在對煤進行脫氣的同時將沖擊壓力施加到所述干燥的未被壓緊的煤的煤床的所述上表面上以便提供具有處在從約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度的干燥的被壓緊的煤床。在另一方面中，本發(fā)明的披露內(nèi)容的典型實施例提供了一種煤壓緊和煉焦?fàn)t裝料設(shè)備。所述設(shè)備具有煤床傳送板，所述煤床傳送板具有側(cè)壁、至少一個活動端壁和用于將被壓緊的煤輸送進入所述煉焦?fàn)t內(nèi)的傳送板平動機構(gòu)。提供了煤壓緊裝置以便將煤壓緊。所述煤壓緊裝置具有用于將壓力施加到被沉積在所述傳送板上的干燥的未被壓緊的煤床的上表面上的壓力板。在所述壓緊過程中用真空源對所述未被壓緊的煤床進行脫氣以便提供具有處在從約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度的干燥的被壓緊的煤床。在又一方面中，本發(fā)明的披露內(nèi)容的典型實施例提供了一種用于使用品質(zhì)相對較低的煤源而使水平的無回收煉焦?fàn)t運行的方法。所述方法包括將煤顆粒沉積在傳送板裝置上以便提供未被壓緊的煤床。所述傳送板裝置具有可進行平動的刮刀、側(cè)壁和至少一個活動端壁。在以便提供具有處在/I約960至約1200千克/立方i范圍內(nèi)的堆密度的干燥的被壓緊的煤床。包含被壓緊的煤的所述刮刀平動進入所述煉焦除所述刮刀。隨后在所述煉焦?fàn)t中在所i;i壓緊的煤上實施;東焦工藝。本文所述的方法和設(shè)備為煉焦運行提供了獨特的優(yōu)點，所述優(yōu)點包括在相對較短的時間內(nèi)為煤提供了相對較高的堆密度。所述方法和設(shè)備的另一優(yōu)點在于可使用相對簡單的機械裝置將煤壓緊并將被壓緊的煤傳送進入所述煉焦?fàn)t內(nèi)。進一步的優(yōu)點在于所產(chǎn)生的煤床在其整個深度范圍內(nèi)都被大體上壓緊而具有大約相同的均勻堆密度。通過參考對典型實施例做出的詳細描述并結(jié)合附圖將可易于理解所披露實施例的進一步的優(yōu)點，所述附圖并不是按比例進行繪制的，其中在如下的各圖中使用類似的附圖標記表示類似或相似的元件圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于煉焦?fàn)t組的裝料車、煤填充站和壓緊站的示意性平面圖，該圖并未按比例進行繪制；圖2是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的裝料車裝置的側(cè)部正視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖3是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的裝料車裝置的端部正視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖4是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)的放大側(cè)視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖5是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的裝料車裝置的剖面正視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖6-圖7是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的用于進行裝煤操作的裝料車裝置的一部分的側(cè)部正視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖8是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的托架(backstop)和沖頭(ram)裝置的透視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖9-圖IO是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的在進行了裝煤操作之后的裝料車裝置的一部分的側(cè)部正視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖11是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的用于裝料車裝置的可調(diào)節(jié)端壁的透視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖12是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的煤填充站的側(cè)部正視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖13是根據(jù)本發(fā)明的披露內(nèi)容的一個實施例的煤壓緊站的側(cè)部正視圖，該圖并未按比例進行繪制；圖14是用于圖11所示煤壓緊站的真空泵和粉塵收集系統(tǒng)的示意圖15是圖13所示煤壓緊站的一部分的端部正視圖，該圖并未按比例進行繪制；和圖16是對于用所披露實施例的方法和設(shè)備壓緊的煤而言，堆密度與沖擊能量的曲線關(guān)系圖。具體實施例方式正如下面更詳細地描述地那樣，圖l是用于將煤壓緊并將煤裝填到煉焦?fàn)t12中的高速系統(tǒng)10的示意性平面圖。該系統(tǒng)包括活動裝煤車裝置14、用于填充該裝煤車的煤填充設(shè)備16和用于將該裝煤車裝置14中的煤壓緊的固定式煤壓緊設(shè)備18。系統(tǒng)10特別適于提供這樣一種被壓緊的煤床而將其裝填在水平的無回收煉焦?fàn)t12中，這種煤床具有約75至約125厘米的深度、處在約10至約15米范圍內(nèi)的長度和處在約2至約5米范圍內(nèi)的寬度。典型的水平的無回收煉焦?fàn)t組包含多個并排的煉焦?fàn)t12。每個煉焦?fàn)t12具有裝煤端20和與該裝煤端20相對的焦炭出口端22。煤煉焦周期可在從24至48小時的范圍內(nèi)或更多地取決于裝填到煉焦?fàn)t12中的煤的尺寸。在煉焦周期結(jié)束時，使用被定位在與爐12的裝煤端20相鄰的位置處的卸料沖頭(dischargeram)將焦炭推出爐12之外而使其進入處在爐的焦炭出口端22上的熱車內(nèi)。卸料沖頭可被包括在裝料車裝置14上，所述裝料車裝置還可包括用于在將煤推出爐12之外之前去除裝煤端20的爐門的裝置。如圖1所示，裝料車裝置14可在與要進行裝料的爐12相鄰的軌道24上移動至用于將預(yù)定量的煤填充在裝料車裝置14中的填充站25，并且移動至包含該壓緊設(shè)備18的壓緊站27。煤填充設(shè)備16還可在與軌道24垂直的被升高的軌道26上獨立地移動，從而沿裝料車裝置14的長度進行移動且從而移動至與貯存?zhèn)}28相鄰的位置處以便將預(yù)定量的煤填充在煤填充設(shè)備16中?，F(xiàn)在參見圖2至圖12，圖中更詳細地示出和闡明了系統(tǒng)10的部件的各個方面。如圖2所示，圖中示出的裝料車裝置14包括主支承框架30、可平動的煤傳送板或刮刀32、傳送板支承框架33和高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34，所述高度調(diào)節(jié)機構(gòu)被附接到框架30上以便相對于為正在進行裝煤的爐12設(shè)置的爐底板而設(shè)置傳送板32的高度。高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34還可用來使傳送板32降落到固定支柱上以便吸收在煤壓緊步驟中的沖擊震動，下面會對所述固定支柱進行更詳細地描述。高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34包括用于升高和降低軸承軌道38的一個或多個致動器36，所述軸承軌道包含軸承輥40或滑動板以使傳送板32進行可平動的移動。致動器36可選自多種機構(gòu)，如齒輪、鏈條傳動裝置、液壓缸和類似機構(gòu)。液壓缸致動器36特別適用于本文所述的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34中。圖3和圖4示出了用于升高和降低傳送板32的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34的多個部分的細節(jié)。圖3是裝料車裝置14的端視圖，圖中示出了被附接到框架30上的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34，且圖4是高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34的放大側(cè)視圖。致動器36被附接到框架30上且被附接到保持著輪42的第一樞軸臂44上。該第一樞軸臂44被機械聯(lián)接，例如通過桿45或其它剛性聯(lián)接裝置，至遠端樞軸臂46(圖4)，所述遠端樞軸臂通過連接桿45的作用而與第一樞軸臂44共同移動。第一樞軸臂44和遠端樞軸臂46中的每個樞軸臂都被樞轉(zhuǎn)地附接到框架30上。在啟動致動器36時，樞軸臂44和46被升高或降低，由此升高或降低支承著傳送板32的軌道38。輪42使得軌道38和傳送板32能夠根據(jù)需要向著或遠離爐12進行移動以便相對于要進行裝料的爐12對裝料車裝置14進行適當(dāng)定位。由于爐的高度相對于軌道24的參比高度存在差異，因此可使用高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34將傳送板32設(shè)置在所需高度位置處以便可平動地移動進入要進行裝煤的爐12內(nèi)。爐高度的變化通常處在約1至約5英寸的范圍內(nèi)。因此，高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34應(yīng)該能夠在這樣的高度位置處移動并保持傳送板32,所述高度位置可相對于傳送板32的參比高度位置在1英寸至5英寸的范圍內(nèi)變化。應(yīng)該意識到特定的煉焦?fàn)t組可能需要的高度位置的范圍可超出約1至約5英寸這個范圍。除了傳送板32的高度調(diào)節(jié)以外，傳送板32、軸承軌道38和軸承輥40可向著爐12進行收縮以便在爐中裝料且可朝向遠離爐的方向進行伸展以使裝料車裝置沿軌道24進行移動同時清理其它爐結(jié)構(gòu)?？墒褂锚毩⒌闹聞悠鞫管壍?8和傳送板32向著和遠離該爐進行移動。裝料車裝置14的框架30包括輪50，所述輪用于沿軌道24將裝料車裝置14定位在與要裝填被壓緊的煤的爐12的裝煤端20相鄰的位置處。輪50還使得裝料車裝置14能夠被定位在裝煤站25和煤壓緊站18中，下面會對此做更詳細地描述。沿傳送板32的長度設(shè)置了可傾斜的側(cè)壁52。當(dāng)傳送板32和處在其上的被壓緊的煤被移動進入爐12內(nèi)時，該可傾斜的側(cè)壁52可旋轉(zhuǎn)遠離處在傳送板32上的被壓緊的煤。使該可傾斜的側(cè)壁52旋轉(zhuǎn)遠離被壓緊的煤使得減輕了側(cè)壁52與被壓緊的煤之間的摩擦。如圖5所示，可傾斜側(cè)壁52的第一端58與壁支承構(gòu)件54樞轉(zhuǎn)地相鄰，且可釋放該可傾斜側(cè)壁而不與被壓緊的煤接觸或可被鎖定而不進行移動，如圖所示和文中描述地那樣。鎖定機構(gòu)60A和60B可與可傾斜側(cè)壁52相結(jié)合地使用以便防止可傾斜側(cè)壁52在煤壓緊過程中進行移動。每個鎖定機構(gòu)60A和60B包括樞軸臂62，所述樞軸臂具有與其第一端66相鄰的滾柱64和與其第二端70相鄰的致動器機構(gòu)68。圖中所示的鎖定機構(gòu)60A處在第一未鎖定位置且圖5所示的鎖定機構(gòu)60B處在第二鎖定位置。裝料車裝置14的至少一端76包括活動端壁72和沖頭80，所述活動端壁和沖頭被附接到?jīng)_頭裝置78的相對側(cè)上，圖6更詳細地示出了這一點。包含活動端壁72和沖頭80的托架裝置78可旋轉(zhuǎn)至向下位置以便在傳送板32上裝載煤并壓緊煤。當(dāng)沖頭裝置78旋轉(zhuǎn)至如圖6所示的向上位置時，傳送板32和位于其上的被壓緊的煤74可平動進入爐12內(nèi)以便對爐進行裝料。在對爐進行裝料的步驟中，包含沖頭80的托架裝置78(圖7和圖8)可向上旋轉(zhuǎn)，正如通過致動器82所實現(xiàn)地那樣，從而使得被壓緊的煤74可移動進入爐12內(nèi)。一旦將被壓緊的煤74裝填在爐12中，則托架裝置78可向下旋轉(zhuǎn)，正如通過致動器82所實現(xiàn)地那樣，且可向著爐移動，正如通過輪車裝置83所實現(xiàn)地那樣，以便將沖頭80置于爐12內(nèi)部而與被壓緊的煤74相鄰從而在如圖9和圖10所示地那樣從爐12中抽回傳送板32時將被壓緊的煤74保持在爐12中。在已經(jīng)從爐中抽回了傳送板32之后，托架裝置78向上旋轉(zhuǎn)且隨后使用輪車機構(gòu)83使所述托架裝置移動至如圖6所示的位置。傳送板32的相對端包括端壁84，所述端壁可以是固定的或可垂直地移動。在一個實施例中，可向上或向下調(diào)節(jié)該端壁84以便清理煤填充設(shè)備16上的伸縮斜道96(圖12)。圖11示出了可調(diào)節(jié)端壁84的細節(jié)。該可調(diào)節(jié)端壁84具有被附接到框架33上的固定部段85和可借助于致動器機構(gòu)89而上升和下降的活動部段87?？赏ㄟ^將重型高速鏈與鏈輪系統(tǒng)86和被連接至傳送板32的遠端ii88的鏈條相結(jié)合地使用而使傳送板32沿被附接到軸承軌道38上的軸承輥40進行移動(圖2)從而使傳送板32平動進入爐12內(nèi)和平動出所述爐外。在裝煤運行過程中，鏈與鏈輪系統(tǒng)86使傳送板32的一部分移動進入爐12內(nèi)，從而使得當(dāng)從爐中抽回傳送板32時，被壓緊的煤可被沉積在爐的底板表面上。傳送板32具有通常處在從約1.5至約3英寸的范圍內(nèi)的厚度且優(yōu)選由鑄鋼制成。對于在授權(quán)給Barkdoll的美國專利No.6，290，494中所述的裝填被壓緊的煤的裝煤裝置而言，本文所述的裝料車裝置14可選地可包括貯存未被壓緊的煤的煤室，當(dāng)傳送板32移動進入爐12內(nèi)時，所述煤室用于在傳送板32與爐底板之間提供未被壓緊的煤的隔絕層，所述美國專利的披露內(nèi)容在此作為參考被引用。未被壓緊的煤層可使傳送板32與爐底板的輻射熱隔絕開來且可提供用于使傳送板32移動進入爐12內(nèi)和移出所述爐外的相對平滑的水平面。被壓緊的煤74和傳送板32的重量足以對未被壓緊的煤進行壓縮以便使其密度增加至高出該未被壓緊的煤的密度?，F(xiàn)在參見圖12，圖中示出了用于對裝料車裝置14進行填充的煤填充設(shè)備16。煤填充設(shè)備16包括用于軌道26的升高的軌道結(jié)構(gòu)90和稱量料倉92,所述稱量料倉可沿大體上垂直于軌道24的方向移動以便大體上均勻地將預(yù)定量的煤填充在裝料車裝置14中。軌道26還使得煤填充設(shè)備16能夠被定位在與煤貯存?zhèn)}28相鄰的位置處以便將預(yù)定量的煤重新填充在稱量料倉92中。相交的傳送裝置94提供了從貯存?zhèn)}28向稱量料倉92行進的煤流。稱量料倉92大到足以保持約50至60公噸的煤顆粒。伸縮性的斜道和調(diào)平裝置96被設(shè)置在稱量料倉92的卸料端98上以便將未被壓緊的煤大體上均勻地填充在裝料車裝置14中。當(dāng)稱量料倉92沿軌道26從裝料車裝置14的一端行進至裝料車裝置14的另一端時，煤被定量供應(yīng)進入裝料車裝置14內(nèi)且將煤弄平從而提供大體上呈平面的表面以便實施壓緊過程。伸縮性斜道所具有的輪廓使得在橫穿傳送板32寬度的范圍內(nèi)提供了煤的"蝙蝠翼狀的輪廓"。"蝙蝠翼狀的輪廓"指的是與側(cè)壁52相鄰的未被壓緊的煤的渾度大于在橫穿傳送板32寬度的相當(dāng)大部分的范圍內(nèi)的煤的深度。適于形成冶金焦炭的煤通常被磨碎從而使得至少約80%的煤具有小12于約3毫米的平均尺寸，所述平均尺寸取決于標準篩分析過程。未被壓禁的煤還具有重量百分比處在約6%至約10%的范圍內(nèi)的濕度值和處在從約640至約800千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度。當(dāng)沉積在傳送板32上時，未被壓緊的煤通常有體積百分比約50%至約60%為煤顆粒且體積百分比約40%至50%為空隙。在將預(yù)定量的煤填充在裝料車裝置14中之后，裝料車裝置14被輸送至壓緊站27以便將煤壓緊，所述預(yù)定量的煤通常為約45至約55公噸的煤。壓緊站27包括用于將裝料車14中的煤迅速壓緊的壓緊設(shè)備18(圖13至圖15)。壓緊設(shè)備18包括壓力板100,所述壓力板可以是單塊板，所述單塊板具有與處在傳送板上的未被壓緊的煤床的長度大體上相同的長度，或者可通過多塊板提供壓力板IOO，所述多塊板橫跨達到未被壓緊的煤床的長度。壓力板IOO被降低到壓緊站27中的未被壓緊的煤上。如圖15所示，壓緊板100具有與未被壓緊的煤相同的蝙蝠翼狀輪廓。多個脫氣探針102在間隔開來的情況下被設(shè)置在壓緊板100上，所深度的約80%，從而在壓緊過程中對未被壓緊的煤進行脫氣?？赏ㄟ^穿孔的篩濾管提供適當(dāng)?shù)奶结?02,所述穿孔的篩濾管具有約5厘米的公稱直徑和約60厘米的長度。在整個未被壓緊的煤床范圍內(nèi)，探針彼此隔開的中心距為約120厘米。探針102可通往大氣，或可在與如圖14所示的真空泵104和粉塵收集系統(tǒng)106存在氣體流連通的情況下與該真空泵和粉塵收集系統(tǒng)相連。在壓緊過程中，真空泵104可將處在約185至約280毫米汞柱的范圍的真空施加在探針102上以便在壓緊過程中從未被壓緊的煤床中去除夾帶的空氣。壓緊過程中的氣體的體積流速可處在約50立方米/分鐘至約85立方米/分鐘的范圍內(nèi)。可使用真空貯存容器108以便提供持續(xù)時間短的真空源從而在壓緊過程中對煤進行脫氣。從煤床中收集到的氣體通過導(dǎo)管110流至粉塵收集系統(tǒng)106，如箭頭112所示。清潔的排出氣體從真空泵104流至大氣，如箭頭114所示。在壓緊過程中使用真空泵104和粉塵收集系統(tǒng)106的優(yōu)點在于在壓緊過程中可能形成的任何粉塵可被收集在粉塵收集系統(tǒng)106中而不是被排往大氣。在壓緊過程中使用真空泵104的另一優(yōu)點在于可降低煤的濕氣含量，由此使得對煤進行煉焦所需的能量更低。壓緊設(shè)備18的另一部件是一個或多個打樁機裝置116，所述一個或多個打樁機裝置有效地將沖擊壓力施加到壓力板100上從而更迅速地將煤壓緊。由于在壓緊過程中對煤床進行了脫氣處理，因此打樁機裝置116僅需要施加約2至約3.5千克力米/每公斤煤就能將煤壓緊至所需堆密度?，F(xiàn)有技術(shù)中的用于壓緊煤的裝置通常需要超過3.5千克力米/每公斤煤才能提供具有類似的高堆密度的煤。為了減輕被傳送穿過輪50和軌道24的沖擊波，可將支承支柱設(shè)置在壓緊區(qū)域27中以便支承裝料車裝置14。因此，可對高度調(diào)節(jié)機構(gòu)34進行致動以使裝料車裝置14降低約2至約6厘米，從而使得裝料車裝置14的框架33(圖3)主要由支柱118支承而并非由輪50和框架30支承。上述壓緊設(shè)備18可足以在小于約3分鐘的時間內(nèi)壓緊較深的煤床，且可足以在小于約30秒的時間內(nèi)，例如在約15秒的時間內(nèi)，壓緊較深的煤床。"較深的煤床"指的是具有處在從約135厘米至約145厘米深的范圍內(nèi)的深度的未被壓緊的煤床。本文所述的壓緊設(shè)備18可提供穿透煤床深度的大體上均勻的被壓緊的煤?，F(xiàn)有技術(shù)中的壓緊工藝通常在穿透煤床深度的范圍內(nèi)僅提供了不均勻壓緊的煤。下表提供了用于在裝料車14中填充約52公噸煤并將煤壓緊至約1040千克/立方米的目標堆密度所用的典型周期時間。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>應(yīng)該意識到對于該實例中提供的未被壓緊的煤的量和目標堆密度而言，可在小于約3分鐘的時間內(nèi)完成使用上述沖擊和脫氣系統(tǒng)來填充和壓緊煤的整個工藝。在下面的實例中，在13公噸的煤上實施了壓緊試驗以便確定在對未被壓緊的煤床進行多次沖擊同時使用上述探針102從煤床中排出空氣之后所導(dǎo)致產(chǎn)生的被壓緊的煤的深度和堆密度。未被壓緊的煤床被置于365平方厘米的箱中，且初始深度為129厘米。在每次沖擊中施加13，800千克米的多次沖擊。壓力板100和打樁才幾的總重量為23/>，，屯。結(jié)果如下表和圖16所示。表2狀態(tài)煤的深度(cm)堆密度(kg/m3)處在箱子中的煤(13公噸)129761被置于箱子上的壓力板(4公噸)126775打樁機和壓力板(23公噸)115853在第一次沖擊之后(13，800千克-米)102960在第二次沖擊之后(13，800千克-米)971013在第三次沖擊之后(13，800千克-米)941040在第四次沖擊之后(13，800千克-米)931056在第五次沖擊之后(13，800千克-米)911072在前面的描述中，除了傳送帶、電氣器件和類似部件以外的整個設(shè)備可由鑄鋼或鍛鋼制成。因此，可能獲得堅固的設(shè)備構(gòu)造并提供相對更為耐久的適用于煉焦?fàn)t環(huán)境中的設(shè)備。上述設(shè)備和方法使得能夠使用成本更低的煤來生產(chǎn)冶金焦炭，由此降低了焦炭的總成本。根據(jù)特定的煤源和所實現(xiàn)的壓緊水平，根據(jù)本發(fā)明制得的被壓緊的煤料可包括達約80wt.。/。的非焦化煤。該壓緊工藝還使得由本發(fā)明的設(shè)備生產(chǎn)出的焦炭量可從30至40公噸增加至約45至約55公噸。更一致的煤料物理參數(shù)如煤料高度、寬度和深度也是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法帶來的優(yōu)點。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通過前面的描述和附圖應(yīng)該預(yù)想到且易于理解可對本發(fā)明的披露內(nèi)容的實施例做出多種變型和/或變化。因此，前面的描述和附圖顯然旨在對典型實施例做出說明，而并不限于所屬典型實施例，且本發(fā)明的披露內(nèi)容的真實精神和范圍由所附權(quán)利要求書確定。1權(quán)利要求1、一種用于增加煤顆粒的堆密度以便提供用于裝填在煉焦?fàn)t中的干燥的被壓緊的煤的細長煤床的相對高速的方法，所述方法包括以下步驟將煤顆粒沉積到處在煉焦?fàn)t外部的裝料板上，所述裝料板具有側(cè)壁和至少一個活動端壁以便提供干燥的未被壓緊的煤的細長煤床，所述煤床具有處在所述裝料板上的上表面；和在對煤進行脫氣的同時將沖擊壓力施加到所述干燥的未被壓緊的煤的煤床的所述上表面上以便提供具有處在約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度的干燥的被壓緊的煤床。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對所述煤床進行脫氣的步驟包括將真空源施加到被插入所述未被壓緊的煤床中的一個或多個探針上。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述真空源在所述脫氣步驟過程中為所述未被壓緊的煤床提供了處在從約185至約280毫米汞柱范圍內(nèi)的真空。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對所述煤床進行脫氣的步驟包括通過被插入所述未被壓緊的煤床內(nèi)的一個或多個探針排出空氣。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在小于約3分鐘的時間內(nèi)將所述煤顆粒從具有約640至約800千克/立方米范圍內(nèi)的初始堆密度壓緊為具有處在約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沖擊壓力在約2至約3.5千克力米/每公斤煤的范圍內(nèi)。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述煤床的所述上表面上施加約1至約5次沖擊。8、一種由煤制造冶金焦炭的方法，所述方法包括將通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制造的所述干燥的被壓緊的煤床填充在煉焦?fàn)t中并且在還原氣氛下在一定的溫度且持續(xù)一定時間的情況下對所述煤進行加熱，以便提供冶金焦炭。9、通過根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法制造的冶金焦炭。10、一種煤壓緊和煉焦?fàn)t裝料設(shè)備，所述設(shè)備包括煤床裝料車，所述煤床裝料車包括傳送板，所述傳送板具有側(cè)壁、至少一個活動端壁和用于將被壓緊的煤輸送進入所述煉焦?fàn)t內(nèi)的傳送板平動機構(gòu)；和煤壓緊裝置，所述煤壓緊裝置包括用于將壓力施加到被沉積在所述傳送板上的干燥的未被壓緊的煤床的上表面上的壓力板；和用于對所述未被壓緊的煤床進行脫氣以便提供具有處在約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度的干燥的被壓緊的煤床的真空源。11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的煤壓緊和煉焦?fàn)t裝煤設(shè)備，其中所述煤壓緊裝置進一步包括用于將間歇性的沖擊力施加到所述壓力板上的沖頭。12、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的煤壓緊和煉焦?fàn)t裝煤設(shè)備，進一步包括穿孔的探針，所述穿孔的探針被附接到所述壓力板上以便在壓緊過程中對所述未被壓緊的煤床進行脫氣。13、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的煤壓緊和煉焦?fàn)t裝煤設(shè)備，進一步包括用于在壓緊過程中支承所述裝料車的支柱。14、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的煤壓緊和煉焦?fàn)t裝煤設(shè)備，進一步包括被附接在與所述至少一個活動端壁相鄰的位置處的托架裝置以便在從所述爐中撤回所述傳送板時將被壓緊的煤保持在所述煉焦?fàn)t中。15、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的煤壓緊和煉焦?fàn)t裝煤設(shè)備，其中所述裝料車進一步包括用于在將被壓緊的煤裝填在煉焦?fàn)t中的過程中對所述傳送板的高度進行調(diào)節(jié)的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)。16、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的煤壓緊和煉焦?fàn)t裝煤設(shè)備，進一步包括用于將未被壓緊的煤沉積進入所述裝料車內(nèi)的煤沉積和調(diào)平裝置，所述煤沉積和調(diào)平裝置包括伸縮性斜道和與所述斜道流動連通的煤稱量料倉以便將預(yù)定量的煤沉積進入所述裝料車內(nèi)且以便對處在所述傳送板上的未被壓緊的煤進行調(diào)平。17、一種用于使用品質(zhì)相對較低的煤源而使水平的無回收煉焦?fàn)t運行的方法，所述方法包括以下步驟將煤顆粒沉積在傳送板裝置上以便提供未被壓緊的煤床，所述傳送板裝置具有可進行平動的刮刀、側(cè)壁和至少一個活動端壁；在對所述煤床進行脫氣的同時將壓力施加到所述未被壓緊的煤床的上表面上以便提供具有處在約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度的干燥的被壓緊的煤床；使包含被壓緊的煤的所述刮刀平動進入所述煉焦?fàn)t內(nèi)；在將所述被壓緊的煤保持在所述煉焦?fàn)t中時從所述煉焦?fàn)t中去除所述刮刀；以及在所述煉焦?fàn)t中在所述被壓緊的煤上實施煉焦工藝。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所迷脫氣過程包括將真空施加到所述煤床上。19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中通過真空源施加所述被施加到所述煤床上的真空，所述真空源產(chǎn)生了處在約185至約280毫米汞柱范圍內(nèi)的真空。20、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中利用處在約2至約3.5千克力米/每公斤煤的范圍內(nèi)的沖擊能量而將壓力施加到所述未被壓緊的煤床的所述上表面上。21、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述脫氣過程包括將真空源施加到被插入所述未被壓緊的煤床中的一個或多個探針上。22、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述脫氣過程包括通過被插入所述未被壓緊的煤床內(nèi)的一個或多個探針排出空氣。23、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在小于約3分鐘的時間內(nèi)將所述煤顆粒從具有約640至約800千克/立方米范圍內(nèi)的初始堆密度壓緊為具有處在約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度。24、根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述將壓力施加到所述未被壓緊的煤床的所述上表面上的步驟包括在所述未被壓緊的煤床上施加1至約5次沖擊，所述沖擊被施加到與所述未被壓緊的煤床的所述上表面相接觸的壓力板上。全文摘要本發(fā)明的提供了用于增加煤顆粒的堆密度的相對高速的方法、用于增加煤顆粒的堆密度的設(shè)備和用于制造冶金焦炭的方法。一種這樣的方法包括將煤顆粒沉積到處在煉焦?fàn)t外部的裝料板上以便提供干燥的未被壓緊的煤的細長煤床，所述煤床具有處在所述裝料板上的上表面。所述裝料板具有側(cè)壁和至少一個活動端壁。在對煤進行脫氣的同時將沖擊壓力施加到所述干燥的未被壓緊的煤的煤床的所述上表面上以便提供具有處在約960至約1200千克/立方米范圍內(nèi)的堆密度的干燥的被壓緊的煤床。文檔編號C10B47/10GK101541922SQ200780022308公開日2009年9月23日申請日期2007年5月4日優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日發(fā)明者D·J·科雷特,D·M·瓦特金斯,M·A·巴利,M·P·巴克多利,R·C·雷托特申請人:太陽焦炭能源公司