CN104089481B - 一种焙烧炉室内火道墙的构筑方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焙烧炉室内火道墙的构筑方法及装置，本发明是利用火道墙构筑装置在焙烧炉外把火道墙预先砌筑成预制件干燥备用，以提高火道墙质量；当焙烧炉室内火道墙损坏无法修理时，先将旧火道墙拆除并清理现场，然后用吊具将砌筑好的火道墙预制件夹持固定，利用厂房内的多功能天车将火道墙预制件整体吊至焙烧炉内原火道墙相应位置安装固定；以提高火道墙的更换效率，减少停炉维修的时间。本发明有利于提高施工质量、可缩短施工周期；砌筑施工时不需要搭设脚手架，施工平台可依据施工要求实时升降，可以大大提高砌筑效率和施工安全；砌筑施工时不需要厂房天车配合，可以减少天车占用时间及安全隐患。

Description

一种焙烧炉室内火道墙的构筑方法及装置

技术领域

本发明涉及一种焙烧炉室内火道墙的构筑方法及装置，属于电解铝阳极碳块生产技术领域。

背景技术

在现有电解铝阳极碳块生产工艺中，阳极焙烧是电解铝阳极生产的重要工序，目的在于使沥青焦化，提高阳极的机械性能、提高阳极良好的导电性和导热性、降低阳极的氧化反应率。其方法是将成型生阳极碳块放入焙烧炉升温至 1100OC ，将成型生阳极焙烧成熟块，改善其组织性能，提高电解铝阳极的通电效率，降低电解铝生产成本。

焙烧炉室内壁用耐火材料砌筑，每个炉室由并行排列的 N+1 条火道隔成 N 个料箱。亦即每个炉室有 N+1 条火道墙。在阳极焙烧过程中，火道墙由于经常处于高温状态、要不断的受到热气流的冲刷，或因温度的变化不均匀而热胀冷缩，会使火道墙产生结焦、裂缝、凸起、砖块松动、倾斜或塌落，虽然变形后的火道墙经过校直等修理后可继续使用一段时间，导致火道墙经常需要拆除重新砌筑。

在火道墙结构设计时，要考虑恰当地预留出足够的膨胀间隙使火道墙的热膨胀及焙烧炉的气密性得到充分保证，有利于提高产品合格率，对砌筑技术要求较高。新墙体砌成后，为保证砌体的内部水分向外扩散速度与砌体表面水分蒸发速度相协调，防止环境温度过高使墙体内部水分快速汽化产生一定压力从砌体的灰缝中冲出，使灰缝变得疏松，从而破坏砌体的严密性，降低使用寿命，这就要求新墙砌筑完成后要有一定的养护时间，养护完成后才能投入生产使用。

综上所述，如果在生产现场重新砌筑火道墙，在有限的空间内还要搭设脚手架、堆放维修材料，狭小的空间造成炉墙砌筑困难。另外工作现场环境较差（高温，高粉尘，同时周边还有物料吊运等其他生产作业），由此造成火道墙砌筑作业时间长，不安全因素高，砌筑质量不易保证。另外，由于火道墙砌筑完成后需要较长的养护的时间，这样就造成生产停炉时间长，从而降低了生产产能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种焙烧炉室内火道墙的构筑方法及装置，以解决电解铝阳极碳块生产中，焙烧炉室内火道墙现场重新砌筑对电解铝阳极碳块生产的不利影响，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种焙烧炉室内火道墙的构筑方法为，该方法是利用火道墙构筑装置在焙烧炉外把火道墙预先砌筑成预制件干燥备用，以提高火道墙质量，；当焙烧炉室内火道墙损坏无法修理时，先将旧火道墙拆除并清理现场，然后用吊具将砌筑好的火道墙预制件夹持固定，利用厂房内的多功能天车将火道墙预制件整体吊至焙烧炉内原火道墙相应位置安装固定；以提高火道墙的更换效率，减少停炉维修的时间。

前述方法中，所述火道墙构筑装置为长通道门型框架结构，门型框架两侧底部设有滚轮跨在两根轨道上，两根轨道之间设有筑台，火道墙预制件砌于筑台上；在砌筑火道墙预制件下部时，施工人员可站在地面施工，随着火道墙预制件的升高，施工人员可站在位于门型框架内的施工平台上施工，施工平台可沿门型框架的立柱垂直升降；完成一面火道墙预制件的砌筑后，门型框架沿轨道水平移动至下一工位进行下一面火道墙预制件砌筑；以此类推，在筑台上完成一列火道墙预制件；完成后的火道墙预制件坐落在筑台上经养护干燥后备用。

上述火道墙预制件砌筑时，先将两块夹板托架对称的摆放在筑台上，两块夹板托架之间设有穿墙螺杆，砌于两块夹板托架之间，穿墙螺杆穿过火道墙预制件和两侧的夹板托架，从夹板托架露出，穿墙螺杆两端通过垫圈和螺母将夹板托架夹紧，夹具上的挂钩通过穿墙螺杆进行起吊。

上述方法中，所述吊具包括横梁，横梁顶部两端经连杆与吊臂顶端铰接，起吊钢丝绳与吊臂中部连接；起吊过程中由于火道墙预制件的自重作用，迫使两吊臂向内收缩，吊臂在收缩过程中通过连杆使横梁对火道墙预制件施加预压力以确保火道墙预制件的稳定性。

上述方法中，所述吊具的横梁两端设有张拉环，在火道墙预制件养护干燥过程中，通过张拉环用钢丝绳与地面固定，以消除火道墙预制件倒塌的隐患。

用于上述任一方法的本发明的一种焙烧炉室内火道墙的构筑装置为，该构筑装置包括用于砌筑火道墙预制件的火道墙构筑装置和吊运火道墙预制件的吊具；火道墙构筑装置包括门型框架，门型框架底部设有至少两对滚轮，滚轮与轨道滚动连接，其中一对滚轮为主动轮，主动轮与行走电机传动连接；两根轨道之间设有筑台；门型框架内设有施工平台，施工平台与门型框架的立柱滚动连接；门型框架顶部设有检修平台，检修平台上设有升降机，升降机经钢丝绳与施工平台连接。

前述装置中，所述门型框架的俯视形状为长方形，是用型钢焊接成的长通道门框架，门型框架的长度方向与轨道平行；门型框架四个角上的四根槽钢立柱兼做施工平台上下移动的滑轨，门型框架的一侧设有扶梯和爬梯；施工平台为回字形桁架结构，桁架的四个角设有垂直导向轮，垂直导向轮与门型框架的立柱滚动连接；桁架两端与升降机的钢丝绳连接，桁架上铺设有钢板。

前述装置中，所述施工平台和检修平台的俯视形状均为扁回字形，回字形的中空形状与火道墙预制件的横截面对应且略大于火道墙预制件的横截面；施工平台和检修平台的边缘均设有护栏。

前述装置中，所述吊具包括横梁和两块对称设置的夹板托架，横梁上方设有两对对称的凸耳，凸耳经连杆与吊臂顶端铰接，吊臂中部设有吊孔，吊孔与吊绳连接；吊臂底部设有挂钩；两块对称设置的夹板托架两端设有穿墙螺杆，穿墙螺杆两端设有挡片和螺母。

前述装置中，所述横梁的四个角上设有固定环，固定环经钢索与地面连接；钢索一端设有张紧环。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明的火道墙砌筑可在较大的平面场地施工，便于施工作业的展开并且有较好的施工环境，有利于施工质量的提高和安全作业；由于在修炉时先行安排砌筑工作，可以缩短焙烧炉的施工周期；因为不在焙烧炉内施工，因此砌筑完成后的火道墙有充分的保养时间，从而提高火道墙质量；砌筑施工时不需要搭设脚手架，施工平台可依据施工要求实时升降，可以大大提高砌筑效率；砌筑施工时不需要厂房天车配合，可以减少天车占用时间及安全隐患。

附图说明

图 1 是本发明结构原理示意图；

图 2 是施工平台的结构示意图；

图 3 是吊具的结构示意图；

图 4 是火道墙预制件经钢索固定在地面的示意图。

图中的标记为： 1- 火道墙预制件， 2- 火道墙构筑装置， 3- 吊具， 4- 门型框架， 5- 滚轮， 6- 轨道， 7- 主动轮， 8- 行走电机， 9- 筑台， 10- 施工平台， 11- 检修平台， 12- 升降机， 13- 扶梯， 14- 爬梯， 15- 桁架， 16- 垂直导向轮， 17- 护栏， 18- 横梁， 19- 夹板托架， 20- 凸耳， 21- 连杆， 22- 吊臂， 23- 吊孔， 24- 吊绳， 25- 穿墙螺杆， 26- 挡片， 27- 螺母， 28- 固定环， 29- 钢索， 30- 地面， 31- 张紧环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种焙烧炉室内火道墙的构筑方法为，如图 1 所示，该方法是利用火道墙构筑装置在焙烧炉外把火道墙预先砌筑成预制件干燥备用，以提高火道墙质量，；当焙烧炉室内火道墙损坏无法修理时，先将旧火道墙拆除并清理现场，然后用吊具将砌筑好的火道墙预制件夹持固定，利用厂房内的多功能天车将火道墙预制件整体吊至焙烧炉内原火道墙相应位置安装固定；以提高火道墙的更换效率，减少停炉维修的时间。火道墙构筑装置为长通道门型框架结构，门型框架两侧底部设有滚轮跨在两根轨道上，两根轨道之间设有筑台，火道墙预制件砌于筑台上；在砌筑火道墙预制件下部时，施工人员可站在地面施工，随着火道墙预制件的升高，施工人员可站在位于门型框架内的施工平台上施工，施工平台可沿门型框架的立柱垂直升降；完成一面火道墙预制件的砌筑后，门型框架沿轨道水平移动至下一工位进行下一面火道墙预制件砌筑；以此类推，在筑台上完成一列火道墙预制件；完成后的火道墙预制件坐落在筑台上经养护干燥后备用。火道墙预制件砌筑时，先将两块夹板托架对称的摆放在筑台上，两块夹板托架之间设有穿墙螺杆，砌于两块夹板托架之间，穿墙螺杆穿过火道墙预制件和两侧的夹板托架，从夹板托架露出，穿墙螺杆两端通过垫圈和螺母将夹板托架夹紧，夹具上的挂钩通过穿墙螺杆进行起吊。吊具包括横梁，横梁顶部两端经连杆与吊臂顶端铰接，起吊钢丝绳与吊臂中部连接；起吊过程中由于火道墙预制件的自重作用，迫使两吊臂向内收缩，吊臂在收缩过程中通过连杆使横梁对火道墙预制件施加预压力以确保火道墙预制件的稳定性。吊具的横梁两端设有张拉环，在火道墙预制件养护干燥过程中，如图 4 所示，通过张拉环用钢丝绳与地面固定，以消除火道墙预制件倒塌的隐患。

用于上述方法的本发明的一种焙烧炉室内火道墙的构筑装置的结构示意图如图 1 所示，该构筑装置包括用于砌筑火道墙预制件 1 的火道墙构筑装置 2 和吊运火道墙预制件的吊具 3 ；火道墙构筑装置包括门型框架 4 ，门型框架 4 底部设有至少两对滚轮 5 ，滚轮 5 与轨道 6 滚动连接，其中一对滚轮为主动轮 7 ，主动轮 7 与行走电机 8 传动连接；两根轨道之间设有筑台 9 ；门型框架 4 内设有施工平台 10 ，施工平台 10 与门型框架 4 的立柱滚动连接；门型框架 4 顶部设有检修平台 11 ，检修平台 11 上设有升降机 12 ，升降机 12 经钢丝绳与施工平台 11 连接。门型框架 4 的俯视形状为长方形，是用型钢焊接成的长通道门框架，门型框架 4 的长度方向与轨道 6 平行；门型框架 4 四个角上的四根槽钢立柱兼做施工平台 10 上下移动的滑轨，门型框架 4 的一侧设有扶梯 13 和爬梯 14 ；施工平台 10 为回字形桁架结构，桁架 15 的四个角设有垂直导向轮 16 ，垂直导向轮 16 与门型框架 4 的立柱滚动连接；桁架 15 两端与升降机 12 的钢丝绳连接，桁架 15 上铺设有钢板。施工平台 10 （见图 2 ）和检修平台 11 的俯视形状均为扁回字形，回字形的中空形状与火道墙预制件 1 的横截面对应且略大于火道墙预制件 1 的横截面；施工平台 10 和检修平台 11 的边缘均设有护栏 17 。吊具 3 如图 3 所示，包括横梁 18 和两块对称设置的夹板托架 19 ，横梁 18 上方设有两对对称的凸耳 20 ，凸耳 20 经连杆 21 与吊臂 22 顶端铰接，吊臂 22 中部设有吊孔 23 ，吊孔 23 与吊绳 24 连接；吊臂 22 底部设有挂钩 32 ；两块对称设置的夹板托架 19 两端设有穿墙螺杆 25 ，穿墙螺杆 25 两端设有挡片 26 和螺母 27 。横梁 18 的四个角上设有固定环 28 ，固定环 28 经钢索 29 与地面 30 连接；钢索 29 一端设有张紧环 31 。

本发明在砌墙过程中，墙体坐落在砌台上不移动，门型框架可沿轨道水平移动，施工平台可垂直升降，施工人员可站在地面或施工平台上完成火道墙预制件的砌筑作业。当砌好一面墙之后，砌好的火道墙预制件留在原地不动，门型框架行走至下一工位，然后锁紧地面行走装置，使门型框架固定不动，再对对下一面火道墙进行砌砖，门型框架通过行走机构控制水平移动，通过升降机控制施工平台上下移动。

单条火道墙砌筑结束后，由天车吊运于指定位置如堆放场地或炉室内，考虑到火道墙之特性，其吊运过程需设计有专用墙体吊装设备配套。本发明根据火道墙体特点、重心及提升点的确定、吊装预压力计算等设计因素，提出如下整体火道墙安装吊运装置方案。整体火道墙安装吊运装置由夹板式墙体托架、吊装横梁、起吊挂钩装置、预压式珩架机构、托架锁紧挂钩装置、斜拉张紧钢索等组成。其中预压式珩架机构用于起吊时靠墙体自重产生一定的预压力，使墙体与安装吊运装置成为一个整体，保证吊装的平稳性，吊运时墙体不变形。斜拉张紧钢索主要便于在墙体堆放时加固，避免产生安全隐患。

Claims (4)

1. 一种焙烧炉室内火道墙的构筑装置，其特征在于：包括用于砌筑火道墙预制件（1）的火道墙构筑装置（2）和吊运火道墙预制件的吊具（3）；火道墙构筑装置包括门型框架（4），门型框架（4）底部设有至少两对滚轮（5），滚轮（5）与轨道（6）滚动连接，其中一对滚轮为主动轮（7），主动轮（7）与行走电机（8）传动连接；两根轨道之间设有筑台（9）；门型框架（4）内设有施工平台（10），施工平台（10）与门型框架（4）的立柱滚动连接；门型框架（4）顶部设有检修平台（11），检修平台（11）上设有升降机（12），升降机（12）经钢丝绳与施工平台（11）连接；所述门型框架（4）的俯视形状为长方形，是用型钢焊接成的长通道门框架，门型框架（4）的长度方向与轨道（6）平行；门型框架（4）四个角上的四根槽钢立柱兼做施工平台（10）上下移动的滑轨，门型框架（4）的一侧设有扶梯（13）和爬梯（14）；施工平台（10）为回字形桁架结构，桁架（15）的四个角设有垂直导向轮（16），垂直导向轮（16）与门型框架（4）的立柱滚动连接；桁架（15）两端与升降机（12）的钢丝绳连接，桁架（15）上铺设有钢板。

2.根据权利要求1所述焙烧炉室内火道墙的构筑装置，其特征在于：所述施工平台（10）和检修平台（11）的俯视形状均为扁回字形，回字形的中空形状与火道墙预制件（1）的横截面对应且略大于火道墙预制件（1）的横截面；施工平台（10）和检修平台（11）的边缘均设有护栏（17）。

3.根据权利要求1所述焙烧炉室内火道墙的构筑装置，其特征在于：所述吊具（3）包括横梁（18）和两块对称设置的夹板托架（19），横梁（18）上方设有两对对称的凸耳（20），凸耳（20）经连杆（21）与吊臂（22）顶端铰接，吊臂（22）中部设有吊孔（23），吊孔（23）与吊绳（24）连接；吊臂（22）底部设有挂钩（32）；两块对称设置的夹板托架（19）两端设有穿墙螺杆（25），穿墙螺杆（25）两端设有挡片（26）和螺母（27）。

4.根据权利要求3所述焙烧炉室内火道墙的构筑装置，其特征在于：所述横梁（18）的四个角上设有固定环（28），固定环（28）经钢索（29）与地面（30）连接；钢索（29）一端设有张紧环（31）。