CN104342175B - 焦炉热修炭化室墙局部破损的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焦炉热修炭化室墙局部破损的方法。包括如下步骤：首先开启焦炉炉门，观察炭化室墙面，采用CAD软件制作枪头导轨；加工填补砖，确定摇臂活动支撑架的位置，并架设升降台；操作延伸杆，使枪头对填塞缝进行粘结喷补；松开填补砖砖夹，移动摇臂，将表面填补喷涂料输送管的喷补端对准填补砖处，进行找平喷补；观察修补效果，并存档。本方法降低了施工作业中的安全事故发生概率，有效的缓解了高温、煤气及有毒气体对人体的危害，节约了修补时间和因降温所造成的二次损伤的工作量，大大减轻了劳动强度，提高了工作效率。

Description

焦炉热修炭化室墙局部破损的方法

技术领域

本发明涉及冶金生产技术领域，尤其涉及到焦炉热修炭化室墙局部破损的方法。

背景技术

在焦炉的实际生产过程中，由于炭化室的墙面与煤块长期摩擦，日积月累，造成炭化室墙面局部磨损，甚至存在破孔。为了不影响生产，需要在热态环境下对炭化室墙面破孔进行维修或者更换。现有技术是采用停几道燃烧室墙的加热，将炭化室墙壁温度从1500度降到400度，施工人员穿着防热服进行人工挖补。炭化室即便是降温后也不适合人工操作，炭化室中煤气及有毒气体含量严重超标，不利于施工，而且炭化室降温后，可能造成墙体破孔部位的收缩沉降，导致墙体炸裂而扩大了挖补范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是正对上述存在的技术不足，提供一种焦炉热修炭化室墙局部破损的方法，该方法是利用具有炉外操作摇臂的炭化室墙面破孔修复装置，在操作人员在不进入炭化室，并且炭化室不降温的情况下直接对炭化室内部墙体破孔进行修补。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

炭化室墙面破孔修复装置，其特征在于，包括有摇臂、图像采集系统、喷涂装置、填补砖砖夹和摇臂活动支撑架，其中摇臂安装在摇臂活动支撑架上形成杠杆结构，摇臂一端设有手扶柄、配重横杆和监视器,其中配重横杆上设有配重，手扶柄上设有砖夹开合柄；摇臂另一端设有吊杆座，吊杆座通过吊杆连接头与吊杆轴连；吊杆两侧分别设有喷涂装置和填补砖砖夹。

所述喷涂装置包括有粘结喷涂料输送管、表面填补喷涂料输送管、枪头导轨、旋转轴、旋转杆、枪头和延伸杆，其中粘结喷涂料输送管、表面填补喷涂料输送管一端与喷涂设备连接，另一端从摇臂内穿入；粘结喷涂料输送管穿出后与枪头连接，表面填补喷涂料输送管在摇臂的端头根据炭化室喷补的部位（左侧或者右侧）折弯表面填补喷涂料输送管管头，并外伸出摇臂；枪头导轨一侧与吊杆固连，另一侧设有旋转轴，旋转轴上设有旋转杆；枪头设有轴套，与旋转杆轴连，轴套上与枪头平行还设有短轴与延伸杆轴连；枪头端头有一定角度，在20°至45°之间。

所述枪头导轨采用两层扁钢制作成的槽型结构，槽型宽度大于枪头外直径，两层扁钢之间由U型结构的扁钢连接；U型结构的长度大于枪头伸入的长度；槽型结构的内层封堵有钢板，以便与吊杆、旋转轴固连。

所述填补砖砖夹包括有砖夹座、固定夹销、活动夹销、连接件和限位杆，其中砖夹座为C型，砖夹座中部与吊杆固连，砖夹座一侧设有孔，以便穿入钢丝绳，砖夹座另一侧设有槽，以便安装活动夹销；固定夹销与砖夹座的C型端头连接，形成矩形，固定夹销的一端设有销杆，另一端设有轴孔；活动夹销为Z型，一端设有销杆，一端通过连接件与钢丝绳连接；活动夹销中部设有孔，与固定夹销的轴孔轴连。

所述摇臂活动支撑架包括有支撑架活动台、丝杆、套管、螺母、支架和滚轮组成，其中支撑架活动台为弧弯型与摇臂相符，弧弯型的活动台下与丝杆轴连，以便支撑架活动台根据摇臂起伏自适应角度；丝杆设有螺母，并套穿在套管内，通过调节螺母，使丝杆起升降落；支架采用钢管制作，并与套管固连，支架下部设有滚轮，以便移动摇臂活动支撑架。

所述图像采集系统包括有监视器、高温摄像机容器、高温摄像机、转角镜和窥视孔，高温摄像机安装在高温摄像机容器的空腔中，高温摄像机与监视器之间采用高温电缆连接，高温摄像机容器的一端设有转角镜的安装座，使转角镜能左右转换，高温摄像机容器设有转角镜的安装座的一侧有窥视孔，窥视孔前端安装有隔热玻璃。

所述摇臂为中空结构，其截面为U型，上部设有盖板，采用螺栓固定；其内部周边分布有水冷管，以便采用循环水降温。

所述吊杆采用钢筋或者钢棒制作，其结构为十字型，吊杆上端与吊杆连接头轴连，吊杆下端设有丝杆，以便安装吊杆垂直配重，吊杆十字型结构的两侧分别与枪头导轨、砖夹座固连。

采用该装置对炭化室内部墙体破孔进行修补时，采用如下步骤：

第一步，首先开启焦炉炉门，观察炭化室墙面，破损洞口为高亮、区别较大的火红色，施工人员观察破孔的标高部位，确定破孔处在炭化室的高度和深度，操作摇臂，将窥视孔对准破孔处；此时，施工人员通过高温摄像机，获取破孔图像信息。

获取图像资料后，退出摇臂，关上焦炉炉门。

第二步，采用CAD软件参照图像信息的砖层比例制作枪头导轨的加工图、并制作枪头导轨。

第三步，参照获取破孔图像的信息，加工填补砖，并根据填补砖的重心加工小孔，以便将填补砖安装在填补砖砖夹上。

第四步，通过破孔处在炭化室的高度和深度，确定摇臂活动支撑架的位置，以及摇臂的操作角度，根据炭化室外的操作高度，架设升降台。

第五步，将填补砖安装在填补砖砖夹上，并接通喷涂装置的粘结喷涂料输送管、表面填补喷涂料输送管，然后将摇臂就位，微调摇臂的角度，使填补砖嵌入破孔中，开启粘结喷涂料的喷涂设备，操作人员在升降台上操作延伸杆，使枪头在延伸杆的驱动下，沿着枪头导轨的路径移动，枪头以旋转轴为圆心，活动半径在旋转杆上滑动，枪头沿枪头导轨旋转时，枪头端头的角度始终保持由内向外的方向对填塞缝进行粘结喷补。

粘结喷涂料喷补结束后，喷涂设备延时关闭，以便将粘结喷涂料，喷出粘结喷涂料输送管，不造成堵塞。

第六步，将填补砖固定在破孔处后，松开填补砖砖夹，移动摇臂，将表面填补喷涂料输送管的喷补端对准填补砖处，进行找平喷补。

第七步，找平喷补完成后，通过窥视孔获取修补后的图像信息，以便观察修补效果，并存档。最后退出炭化室墙面破孔修复装置，关闭焦炉炉门。破孔处修复完毕并达到强度后，即可使用（炭化室的使用即是装煤）。

本发明的主要有益效果是：

通过炭化室墙面破孔修复装置的高温摄像机获取破孔图像信息、操作喷涂枪头沿导轨运作，实现对炭化室内部墙体破孔处进行精确、快捷的修补，操作人员在不进入炭化室，并且炭化室不降温的情况下直接作业施工，大大的降低了施工作业中的安全事故发生概率，有效的保障了作业人员的人身安全，有效的缓解了高温、煤气及有毒气体对人体的危害，节约了修补时间和因降温所造成的二次损伤的工作量，大大减轻了劳动强度，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的摇臂活动支撑架在炭化室外的实例侧视示意图；

图2为本发明实施例的摇臂活动支撑架在炭化室外的实例立体示意图；

图3为本发明实施例的摇臂活动支撑架在炭化室内的实例侧视示意图；

图4为本发明实施例的摇臂活动支撑架在炭化室内的实例立体示意图；

图5为本发明实施例的炭化室墙面破孔修复装置示意图；

图6为本发明实施例摇臂内部结构示意图；

图7为本发明实施例摇臂内部输送管以及高温摄像机分布示意图；

图8为本发明实施例枪头导轨以及砖夹示意图；

图9为本发明实施例方砖夹装配示意图；

图10为本发明实施例旋转杆一侧枪头导轨以及砖夹示意图；

图11为本发明实施例摇臂活动支撑架示意图。

图中：1.摇臂；2.手扶柄；3.配重横杆；4.配重；5.监视器；6.砖夹开合柄；7.钢丝绳；8.粘结喷涂料输送管；9.表面填补喷涂料输送管；10.吊杆座；11.吊杆连接头；12.吊杆；13.吊杆垂直配重；14.枪头导轨；15.旋转轴；16.旋转杆；17.枪头；18.延伸杆；19.砖夹座；20.固定夹销；21.活动夹销；22.连接件；23.限位杆；24.填补砖；25.水冷管；26.高温摄像机容器；27.高温摄像机；28.转角镜；29.窥视孔；30.支撑架活动台；31.丝杆；32.套管；33.螺母；34.支架；35.滚轮；36.卡槽钩；37.炭化室；38.焦炉操作平台；39.升降台。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明实施例作进一步的说明：

如图1至图11所示的炭化室墙面破孔修复装置，如图5至图11所示，主要由摇臂1、图像采集系统、喷涂装置、填补砖砖夹和摇臂活动支撑架组成，其中摇臂1一端设有手扶柄2、配重横杆3和监视器5,配重横杆上设有配重4，手扶柄2上设有砖夹开合柄6；摇臂1另一端设有吊杆座10，吊杆座通过吊杆连接头11与吊杆12轴连；吊杆两侧分别设有喷涂装置和填补砖砖夹；摇臂中部设有摇臂活动支撑架。

所述喷涂装置主要由粘结喷涂料输送管8、表面填补喷涂料输送管9、枪头导轨14、旋转轴15、旋转杆16、枪头17和延伸杆18组成，粘结喷涂料输送管8、表面填补喷涂料输送管9一端与喷涂设备连接，另一端从摇臂1内穿入，粘结喷涂料输送管8穿出后与枪头连接，表面填补喷涂料输送管9从摇臂1内穿入后，在摇臂的端头根据炭化室喷补的部位（左侧或者右侧）折弯表面填补喷涂料输送管管头，并外伸出摇臂；枪头导轨14采用槽型结构，其槽型路径根据炭化室墙破孔形状制作，枪头导轨一侧与吊杆12固连，另一侧设有旋转轴15，旋转轴15上设有旋转杆16；枪头17设有轴套，与旋转杆16轴连，轴套上与枪头平行还设有短轴与延伸杆轴连；枪头17端头有一定角度，在20°至45°之间。

喷涂装置操作工艺在于，当填补砖24填塞到破孔处，为了避免粘结喷涂料喷补时透过填补砖与破孔处的缝隙，枪头17的端头要呈一定角度；枪头在延伸杆的驱动下，沿着枪头导轨14的路径移动，枪头17以旋转轴15为圆心，活动半径在旋转杆16上滑动，枪头沿枪头导轨旋转时，枪头端头的角度始终保持由内向外的方向对填塞缝进行粘结喷补。

所述枪头导轨14采用两层扁钢制作成的槽型结构，槽型宽度大于枪头17外直径，两层扁钢之间由U型结构的扁钢连接；U型结构的长度大于枪头17伸入的长度；槽型结构的内层封堵有钢板，以便与吊杆12、旋转轴15固连。

所述填补砖砖夹主要由砖夹座19、固定夹销20、活动夹销21、连接件和限位杆22组成，其中砖夹座19为C型，砖夹座中部与吊杆12固连，砖夹座一侧设有孔，以便穿入钢丝绳7，砖夹座另一侧设有槽，以便安装活动夹销21；固定夹销20与砖夹座的C型端头连接，形成矩形，固定夹销的一端设有销杆，另一端设有轴孔；活动夹销21为Z型，一端设有销杆，一端通过连接件22与钢丝绳7连接；活动夹销中部设有孔，与固定夹销的轴孔轴连。

填补砖砖夹的活动夹销21在钢丝绳7的牵引下，活动夹销的销杆与固定夹销的销杆距离增大，使两个销杆撑紧填补砖24上的圆孔，夹住填补砖。

所述摇臂活动支撑架主要由支撑架活动台30、丝杆31、套管32、螺母33、支架34和滚轮35组成，其中支撑架活动台为弧弯型与摇臂相符，弧弯型的活动台下与丝杆31轴连，以便支撑架活动台根据摇臂起伏自适应角度；丝杆31设有螺母33，并套穿在套管32内，通过调节螺母，使丝杆起升降落；支架34采用钢管制作，并与套管32固连，支架34下部设有滚轮，以便移动摇臂活动支撑架。

摇臂活动支撑架在炭化室内行走需采用一头设有U型卡槽的卡槽钩，卡住支架34上的管材，推拉完成远近的调节。摇臂活动支撑架螺母33的调节，也可采用转向齿轮组的结构，实现外部旋转操作。

所述图像采集系统主要由监视器5、高温摄像机容器26、高温摄像机27、转角镜28和窥视孔29组成，高温摄像机27安装在高温摄像机容器26的空腔中，高温摄像机27与监视器5之间采用高温电缆连接，高温摄像机容器26的一端设有转角镜28的安装座，使转角镜能左右转换，高温摄像机容器设有转角镜28的安装座的一侧有窥视孔29，窥视孔前端采用隔热玻璃。

所述高温摄像机可以在高温环境中使用，安装环境温度高达85-1280℃，由于工业应用非常复杂，除高温之外，此摄像机还防水、耐酸碱、抗干扰，图象清晰，其使用非常广泛：冶金、炼钢、锅炉、垃圾焚烧、化工、工业电炉、金属热处理、高低温试验箱、船舶机舱、高温设备的运行监控、烤漆房等。本实例中的，并处在具有水冷管的摇臂1中，高温摄像机的安装环境温度在200℃左右即可正常工作。

所述摇臂1为中空结构，其截面为U型，上部设有盖板，采用螺栓固定；其内部周边分布有水冷管25，以便采用循环水降温，使水冷管25形成腔体内的粘结喷涂料输送管8、表面填补喷涂料输送管9、钢丝绳7、高温摄像机容器26、高温摄像机27、转角镜28和窥视孔29处在100°以下；在水冷管25与摇臂1外壳之间增加耐热纤维毯，会使降温效果更好。

所述吊杆12采用钢筋或者钢棒制作，其结构为十字型，吊杆上端与吊杆连接头11轴连，吊杆下端设有丝杆，以便安装吊杆垂直配重13，吊杆十字型结构的两侧分别与枪头导轨14、砖夹座19固连。

上述部件的技术参数及材质也可以根据实际情况而变化。

焦炉热修炭化室墙局部破损的方法是利用具有炉外操作摇臂的炭化室墙面破孔修复装置，对炭化室内部墙体破孔进行修补，通过炭化室墙面破孔修复装置的高温摄像机获取破孔图像信息、操作喷涂枪头沿导轨运作，实现对炭化室内部墙体破孔处精确、快捷的方法，参见图1至图11，该方法的步骤包括：

第一步，首先开启焦炉炉门，观察炭化室墙面，破损洞口为高亮、区别较大的火红色，施工人员观察破孔的标高部位，确定破孔处在炭化室的高度和深度，操作摇臂1，将窥视孔29对准破孔处；此时，施工人员通过高温摄像机27，获取破孔图像信息。

获取图像资料后，退出摇臂，关上焦炉炉门。

第二步，采用CAD软件参照图像信息的砖层比例制作枪头导轨14的加工图、并制作枪头导轨。

第三步，参照获取破孔图像的信息，加工填补砖24，并根据填补砖的重心加工小孔，以便将填补砖安装在填补砖砖夹上。

第四步，通过破孔处在炭化室的高度和深度，确定摇臂活动支撑架的位置，以及摇臂1的操作角度，根据炭化室外的操作高度，架设升降台39。

第五步，将填补砖安装在填补砖砖夹上，并接通喷涂装置的粘结喷涂料输送管8、表面填补喷涂料输送管9，然后将摇臂1就位，微调摇臂1的角度，使填补砖嵌入破孔中，开启粘结喷涂料的喷涂设备，操作人员在升降台上操作延伸杆18，使枪头17在延伸杆18的驱动下，沿着枪头导轨14的路径移动，枪头17以旋转轴15为圆心，活动半径在旋转杆16上滑动，枪头沿枪头导轨旋转时，枪头端头的角度始终保持由内向外的方向对填塞缝进行粘结喷补。

粘结喷涂料喷补结束后，喷涂设备延时关闭，以便将粘结喷涂料，喷出粘结喷涂料输送管8，不造成堵塞。

第六步，将填补砖固定在破孔处后，松开填补砖砖夹，移动摇臂1，将表面填补喷涂料输送管9的喷补端对准填补砖处，进行找平喷补。

第七步，找平喷补完成后，通过窥视孔获取修补后的图像信息，以便观察修补效果，并存档。最后退出炭化室墙面破孔修复装置，关闭焦炉炉门。破孔处修复完毕并达到强度后，即可使用（炭化室的使用即是装煤）。

焦炉热修时候，炭化室墙面成暗红色，破损洞口为高亮、区别较大的火红色，施工人员从敞开的炉门口观察破孔的标高部位，同时也可以判断破孔处在炭化室的高度和深度，进一步确定热修方案。方案内容包括炭化室墙面破孔修复装置的炉外操作摇臂和摇臂活动支撑架的选用，使热修过程在一个较小的工作范围（半径）尽快的完成热修。本实施例只公开了一种形式，其含义是利用一个天平秤的原理，使支点的两端重量相似，操作人员可以很轻便的将填补砖块运送到指定位置。这个支点就是摇臂活动支撑架，当支点设在焦炉外平台时，摇臂活动支撑架可设置液压装置，或者直接设置在升降平台上，实现更便捷的升降操作。

焦炉炭化室墙的破损部位可能出现在较低的部位，需去除配重。

摇臂角度较小时也可采用带有辊筒的支架，直接推入摇臂进行操作。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (1)

1.焦炉热修炭化室墙局部破损的方法，其特征在于，包括有如下步骤：

准备工作：首先进行炭化室墙面破孔修复装置的制作，炭化室墙面破孔修复装置包括有摇臂、图像采集系统、喷涂装置、填补砖砖夹和摇臂活动支撑架，其中摇臂安装在摇臂活动支撑架上形成杠杆结构，摇臂一端设有手扶柄、配重横杆和监视器,其中配重横杆上设有配重，手扶柄上设有砖夹开合柄；摇臂另一端设有吊杆座，吊杆座通过吊杆连接头与吊杆轴连；吊杆两侧分别设有喷涂装置和填补砖砖夹；喷涂装置包括有粘结喷涂料输送管、表面填补喷涂料输送管、枪头导轨、旋转轴、旋转杆、枪头和延伸杆，枪头导轨采用两层扁钢制作成的槽型结构，两层扁钢之间由U型结构的扁钢连接；图像采集系统包括有监视器、高温摄像机容器、高温摄像机、转角镜和窥视孔；

第一步，首先开启焦炉炉门，观察炭化室墙面，破损洞口为高亮、区别较大的火红色，施工人员观察破孔的标高部位，确定破孔处在炭化室的高度和深度，操作摇臂，将窥视孔对准破孔处；此时，施工人员通过高温摄像机，获取破孔图像信息；

获取图像资料后，退出摇臂，关上焦炉炉门；

第二步，采用CAD软件参照图像信息的砖层比例制作枪头导轨的加工图、并制作枪头导轨；

第三步，参照获取破孔图像的信息，加工填补砖，并根据填补砖的重心加工小孔，以便将填补砖安装在填补砖砖夹上；

第四步，通过破孔处在炭化室的高度和深度，确定摇臂活动支撑架的位置，以及摇臂的操作角度，根据炭化室外的操作高度，架设升降台；

第五步，将填补砖安装在填补砖砖夹上，并接通喷涂装置的粘结喷涂料输送管、表面填补喷涂料输送管，然后将摇臂就位，微调摇臂的角度，使填补砖嵌入破孔中，开启粘结喷涂料的喷涂设备，操作人员在升降台上操作延伸杆，使枪头在延伸杆的驱动下，沿着枪头导轨的路径移动，枪头以旋转轴为圆心，活动半径在旋转杆上滑动，枪头沿枪头导轨旋转时，枪头端头的角度始终保持由内向外的方向对填塞缝进行粘结喷补；

粘结喷涂料喷补结束后，喷涂设备延时关闭，以便将粘结喷涂料，喷出粘结喷涂料输送管，不造成堵塞；

第六步，将填补砖固定在破孔处后，松开填补砖砖夹，移动摇臂，将表面填补喷涂料输送管的喷补端对准填补砖处，进行找平喷补；

第七步，找平喷补完成后，通过窥视孔获取修补后的图像信息，以便观察修补效果，并存档，最后退出炭化室墙面破孔修复装置，关闭焦炉炉门，破孔处修复完毕并达到强度后，即可使用。