中国明代时采用土窑炼焦，并用于冶铁。炼焦机械是应炼铁的需要而产生，随着冶金工业的发展而不断变革。18世纪初，英国开始将焦炭用于高炉炼铁。18世纪末，英国的炼焦技术传播到欧洲大陆和北美洲，其主要设备是依山坡而建的拱形土焦炉。19世纪中叶出现了倒焰式炼焦炉，其炭化室和燃烧室用砖墙分开，上部相通，这种炉型不回收化学产品。20世纪初，又出现了圆窑和长窑两种形式的土窑。

美国和澳大利亚在20世纪80年代后期相继推出了无回收焦炉，将废热用于生产蒸汽和发电。随着新技术的产生，之后出现了顶装机焦、捣固机焦、捣固干熄焦等工艺配套的炼焦机械。由于人类环保意识的日益增强，烟气净化设备、污染控制设备以及改进后的中间装置被应用到炼焦过程，并且实现了自动化操作。

炼焦机械的工作过程（图1）为：

①炼焦煤料的制备。简称备煤，是将煤矿运来的各种精煤（或低灰分原煤）制备成配比准确、粒度适当、质量均一和符合炼焦要求的煤料。一般包括：卸煤、贮存、混匀、配合、粉碎和混合，并将制备好的煤料送到焦炉贮煤塔。

②已经制备好的煤料从煤塔放入装煤车，分别送至各个炭化室装炉。干馏产生的煤气经集气系统，送往化学产品回收车间加工处理。经过一个结焦周期，用推焦机将炼制成熟的焦炭经拦焦机推入熄焦车；熄焦后，将焦炭卸入凉焦台；然后筛分、贮藏。

③炼焦车间还装备有必要的管道和换热设备，用于流体的运输。

图1 炼焦工艺和设备配置

炼焦炉是炼焦机械的核心设备，可以按照装煤方式、所用煤气种类、煤气的供入方式、气流调节方式和燃烧室火道结构等分类方式分为许多类型。例如，按照装煤方式可以分为顶装焦炉和捣固焦炉；按照加热煤气方式分为复热式焦炉和单热式焦炉；按照火道形式分为水平火道式焦炉和直立火道式焦炉；按照加热均匀性方式可以分为高低灯头式、分段燃烧式、废气循环式等；按照煤气入炉方式又可以分为侧入式和下喷式。

炼焦机械的组成如下。

包括卸煤机械、倒运机械、运煤机械、粉碎机和配煤机械等，其作用是保证焦炭的连续生产，为炼焦过程提供充足的煤料。

包括炼焦炉、护炉设备、煤气设备、焦炉机械、捣固焦炉机械、熄焦和筛焦设备等。炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区和基础部分组成（图2）。炭化室接收来煤，对煤料进行蒸馏以获得焦炭；燃烧室位于炭化室两侧，内部细分成若干火道，煤气和空气在其中燃烧，将热量间接地传递给炭化室；蓄热室的作用是利用蓄热废气的热量来预热燃烧所需的煤气和空气；斜道区位于蓄热室和燃烧室之间，用于导入空气和煤气，并分配到每个火道中；炉顶区砌有装煤孔、上升管孔、看火孔、烘炉孔以及拉条沟等，其表面由缸砖砌筑。护炉设备的作用是利用可调节的弹簧势能，连续不断地向砌体施加足够的、分布均匀的保护压力，使砌体在自身膨胀和外力作用下仍然能够保持完整性和严密性。煤气设备包括粗煤气导出设备和加热煤气供入设备两大系统。粗煤气导出设备包括上升管、桥管、水封阀、集气管、吸气弯管、焦油盒、吸气管以及相应的喷洒氨水系统，其作用是将煤气顺利导出，不因煤气压力过高而引起冒烟冒火，保持和控制炭化室在结焦过程中为正压，同时将煤气冷却，不因温度过高而引起设备变形、阻力升高和鼓风、冷凝的负荷增大。焦炉机械包括顶装焦炉用装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车，侧装焦炉用装煤推焦车代替装煤车和推焦车，增加了捣固机和消烟车，用以完成炼焦炉的装煤出焦任务。从炭化室出来的红热焦炭必须经过熄焦，然后送往筛焦设备进行筛分分级。湿法熄焦的设备包括熄焦塔、喷洒装置、水泵、粉焦沉淀池和粉焦抓斗等。干法熄焦的主要设备包括电动机车、焦罐车及其运载车、提升机、装料装置、排焦装置、干熄炉、鼓风装置、循环风机、干熄焦锅炉、一次除尘器和二次除尘器等。筛焦设备分为共振筛式和辊轴筛式两种。

图2 炼焦炉炉体结构

用于炼焦过程的气体和液体的输送，包括流体输送管路、泵、风机等。

为焦炉煤气和其他液体的输送提供能量的机械设备。常用的换热设备有管式换热器、沉浸式换热器、喷淋式换热器、螺旋板式换热器和板式换热器。管式加热炉按照结构型式分为箱式炉、立式炉和圆筒炉。

用于焦炉气中有用成分的回收和有害成分的去除，按照单元操作不同，分为吸收塔、解吸塔和精馏塔。

主要包括：①炼焦机械向大型化、高效化发展。主要表现在通过增大炭化室容积，减薄炭化室炉墙来提高单位焦炉的生产能力。②炼焦机械自动化水平进一步提高。③炼焦机械向资源节约和环境友好型配套炼焦机械设备的趋势发展，主要体现在除尘、水处理等方面配套设备的技术进步。