CN113698946B - 一种焦炉过梁砖在线维修设备及维修方法 - Google Patents
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Abstract
一种焦炉过梁砖在线维修设备及维修方法，其特征是，所述设备包括制砖模具、模具支撑装置、模具提升装置及制砖挤压装置，所述模具支撑装置将所述制砖模具固定在焦炉门框内侧，所述模具提升装置将所述制砖模具提升至需要维修的过梁砖的位置下方，且所述制砖模具的上沿与需要维修的过梁砖的下沿齐平，所述制砖模具又包括开口朝上的维修材料储存槽，所述制砖挤压装置设置在所述维修材料储存槽的底板下部，所述维修材料储存槽的底板能够在所述制砖挤压装置的挤压下向上升起并将所述维修材料储存槽内部的维修材料挤压至需要维修的过梁砖的位置形成新的过梁砖。本发明能够降低过梁砖修补对生产造成的影响，并延长修补后过梁砖的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于焦炉维修技术领域，特别涉及一种焦炉过梁砖在线维修设备及维修方法。
背景技术
焦炭是炼铁、炼钢过程中必不可少的原料。焦炭是在焦炉中将焦煤焙烧、烘烤成坚硬且环保的焦炭，焦炭又是高炉制造铁水关键原料。一座焦炉是由若干个组炉孔组成；这些炉孔具有相同的宽度(～600毫米)和相同高度的碳化室和火道组成。一个钢厂或焦化厂往往建有几座或十几座焦炉。一座焦炉的寿命可以几年至几十年。
随着中国钢铁产量的飞速增长，中国钢铁生产商正在建造越来越大的炼焦炉。过去10年里，中国已经建造了许多座高度为7.63米的大型焦炉，这是迄今为止世界上最大的焦炉。但是，这些大焦炉乃至较小的焦炉存在一个共同的问题，即焦炉过梁砖会因热循环和推焦的机械磨损而损坏。损坏的焦炉过梁砖可能导致：(1)焦炉门框受损；(2)焦炉气体泄漏到环境中，引起冒烟并对周围居民和焦炉操作人员造成气味问题。随着中国政府最近强制执行更高的环境标准，焦炉操作人员迫切需要修复受损的焦炉过梁砖。
以前的维修方式包括陶瓷焊补、砌砖和喷补维修，但效果并不理想。
1.陶瓷焊补问题：它是一种在线维修，使用陶瓷焊补料将损坏的过梁砖焊接到一起。但是这种维修有问题，而且焊补好的过梁砖只能保持6到12个月的维修寿命，需要又一轮的维修，因此，这是一种频繁的维修；既不经济也不环保。
2.人工炉顶挖补修理过梁砖：这类似于一种冷修，需要焦炉降温并长时间不运行，影响焦炭产量，不切实际也不受欢迎。
3.喷补维修：在西方国家，这种维修通过喷补来完成，这种维修方式存在两种问题：(1)它会导致焦炉长时间不运行，因此生产会受到影响；(2)喷补机器很重，同时需要在热的焦炉门口放置水，电和其它设备，会是潜在的安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，降低过梁砖修补对生产造成的影响，并延长修补后过梁砖的使用寿命，本发明提供了一种焦炉过梁砖在线维修设备，其特征是，包括制砖模具、模具支撑装置、模具提升装置及制砖挤压装置，所述模具支撑装置将所述制砖模具固定在焦炉门框内侧，所述模具提升装置将所述制砖模具提升至需要维修的过梁砖的位置下方，且所述制砖模具的上沿与需要维修的过梁砖的下沿齐平，所述制砖模具又包括开口朝上的维修材料储存槽，所述制砖挤压装置设置在所述维修材料储存槽的底板下部，所述维修材料储存槽的底板能够在所述制砖挤压装置的挤压下向上升起并将所述维修材料储存槽内部的维修材料挤压至需要维修的过梁砖的位置形成新的过梁砖。
所述制砖模具包括设置在顶部的维修材料储存槽及下部的与所述维修材料储存槽固定连接的顶升框架，所述制砖挤压装置固定在所述顶升框架的内部中央，所述顶升框架内部两侧固定设置有垂直方向的滑轨，所述滑轨上设置有能够上下滑动的滑块，所述滑块外侧又固定连接有滑板，所述滑板的上端与所述底板的底面固定连接，所述滑板的下端与所述滑块相连，所述制砖挤压装置向上顶起所述底板时，所述滑板带动所述滑块在所述滑轨上向上滑动，所述制砖挤压装置泄压时，所述滑块在所述滑轨上向下滑动，并带动所述滑板向下移动进而带动所述底板回落。
所述模具提升装置又包括提升链条及L形提升板，所述L形提升板的下底面前端固定在所述维修材料储存槽的后侧壁上，所述L形提升板的立面垂直向上，且所述立面的上部左端点上固定设置有垂直向上的左提升滑杆，右端点上固定设置有垂直向上的右提升滑杆，所述提升链条上端设置有吊钩，下端固定连接在所述维修材料储存槽的后侧壁中央。
所述模具支撑装置又包括左右水平支撑部件及前后水平支撑部件，所述左右水平支撑部件固定设置在所述左提升滑杆、右提升滑杆两侧，并与所述左提升滑杆、右提升滑杆左右水平垂直，所述前后水平支撑部件固定设置在所述制砖模具的前侧面，并于所述制砖模具的前侧面垂直，所述左右水平支撑部件及前后水平支撑部件的左右两端均能固定在焦炉门框的炉壁上。
所述左右水平支撑部件又包括左支撑杆和右支撑杆，所述左支撑杆和右支撑杆的末端分别设置有左滑孔和右滑孔，所述左滑孔和右滑孔分别嵌套在所述左提升滑杆和右提升滑杆外侧，所述左提升滑杆和右提升滑杆能够在所述左滑孔和右滑孔内上下滑动，所述左支撑杆和右支撑杆的前端固定在焦炉门框靠近炉门一侧的炉壁上。
所述前后水平支撑部件又包括H形框架及设置在所述H形框架前端的水平支撑杆，所述H形框架的两侧边末端水平固定在所述顶升框架的底边前侧面上，并于所述顶升框架的底边前侧面垂直，所述水平支撑杆的两端放置在焦炉门框远离炉门一侧的炉壁上。
所述制砖挤压装置为千斤顶。
所述H形框架的两侧边与所述水平支撑杆之间还设置有补强杆。
所述左支撑杆和右支撑杆的两端通过梯形螺母进行升降微调和紧固。
所述制砖模具、模具支撑装置、模具提升装置均为不锈钢材质。
本发明还提供了一种焦炉过梁砖在线维修方法，其特征是，包含如下步骤：
步骤1、推空焦炉；
步骤2、清理炭化室内残留焦炭，如炭化室炉墙，炉底需要维修清理，应及时清理；
步骤3、封堵焦炉门：使用由不锈钢网制成的陶瓷耐火棉、可扩展面板来阻止焦炉炭化室内热量向焦炉门口散发，把可收缩的陶瓷耐火棉、不锈钢丝网模块放从炭化室底部向上一直搁到顶部，使炉门口温度降低到300℃以下，屏障应放置在焦炉门框内至少1.5米的位置；
步骤4、过梁砖处降温、清理：隔断后，焦炉门过梁砖冷却到400℃(或颜色显示为深色)以下，清理损坏的过梁砖，使干净的过梁砖面露出——应使用气动液压清理锤或其他机械设备清理损坏的过梁砖，以清除其位置以及附近的其他损坏的过梁砖。所有损坏过梁砖碎片要彻底清除，并用高压气体把清除的过梁砖周围吹洗干净，干净的过梁砖面露出；
步骤5、在焦炉过梁砖在线维修设备内装填维修材料并安装所述设备：所述设备包括制砖模具、模具支撑装置、模具提升装置及制砖挤压装置，所述模具支撑装置将所述制砖模具固定在焦炉门框内侧，所述模具提升装置将所述制砖模具提升至需要维修的过梁砖的位置下方，且所述制砖模具的上沿与需要维修的过梁砖的下沿齐平，所述制砖模具又包括开口朝上的维修材料储存槽，维修材料装填在所述维修材料储存槽内，所述制砖挤压装置设置在所述维修材料储存槽的底板下部，所述底板能够在所述制砖挤压装置的挤压下向上升起并将所述维修材料储存槽内部的维修材料挤压至需要维修的过梁砖的位置形成新的过梁砖；
步骤6、制砖修补：利用步骤5所述的制砖挤压装置把所述维修材料储存槽内部的维修材料挤压到需要维修的位置；
步骤7、材料硬化：步骤5所述焦炉过梁砖在线维修设备在其位置保持30至40分钟，使维修材料硬化，形成新的过梁砖，必要时可进行一些陶瓷焊补加固；
步骤8、移除步骤5所述的焦炉过梁砖在线维修设备：将该设备从炉门框上移除，维修材料形成的新的过梁砖则硬化并保持在维修的位置；
步骤9、修补面清理：对维修好的过梁砖进行美化清理；
步骤10、拆除步骤3中焦炉门的封堵物：将隔热的陶瓷纤维不锈钢网面板卸下，焦炉恢复到工作状态；
步骤11、焦炉炉门过梁砖修复完毕，焦炉回到工作状态。
本发明能够达到以下几种效果：(1)最小的生产中断(在线维修)；(2)预制材料可以简单快速地安装；(3)高温焦炉门附近没有危险的设备或材料；(4)可以在2个小时内完成然后焦炉恢复生产；(5)替换的材料能够接近或比原始的安装材料更好。
本发明的维修方法具有如下优点：
1、这是一种快速维修任何损坏的焦炉过梁砖的方法。它是一种在线维修方法，不会引起焦炉生产的损失。
2、维修后的焦炉将停止气体窜漏，这种窜漏通常是焦炉操作人员的环境违法行为。
3、这种维修可以延长焦炉资产的使用寿命，减少昂贵的炉门钢构维修。
4、这种维修不是简单的维修，它是一种将过梁砖恢复到原始状态的修复，因此，维修后的过梁砖的使用寿命将与原始物料的寿命相当。
5、之前的其他维修只能在6到12个月内提供可能的环境保护，这种修复可以保证至少2年的使用寿命和环保达标。
6、这种方法安全又快速，没有任何潜在安全风险。
7、这种方法可以运用到从4米到7.63米的任何尺寸的焦炉维修。
8、这项修复将有助于焦炉运营商减少环境排放超标次数，并将大大减少对周围环境的污染。
9、这项维修将有助于焦炉操作人员提高他们焦炭的质量。
10、这项维修将大幅延长设备的使用寿命。
11、这种维修费用底，效果好，时效长，大大减少昂贵的焦炉炉门金属结构件的维修。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的制砖模具示意图；
图3为本发明的安装示意图。
主要附图标记说明如下：
1、制砖模具 2、模具支撑装置 3、模具提升装置 4、制砖挤压装置 1-1、维修材料储存槽 1-2、底板 1-3、顶升框架 1-4、滑轨 1-5、滑块 1-6、滑板 2-1、左右水平支撑部件2-2、前后水平支撑部件 2-3、左支撑杆 2-4、右支撑杆 2-5、左滑孔 2-6、右滑孔 2-7、H形框架 2-8、水平支撑杆 2-9、补强杆 3-1、提升链条 3-2、L形提升板 3-3、左提升滑杆 3-4、右提升滑杆 3-5、吊钩
具体实施方式
如图1、图2所示，为本发明的结构示意图：提供了一种焦炉过梁砖在线维修设备，其特征是，包括制砖模具1、模具支撑装置2、模具提升装置3及制砖挤压装置4，所述模具支撑装置2将所述制砖模具1固定在焦炉门框内侧，所述模具提升装置3将所述制砖模具1提升至需要维修的过梁砖的位置下方，且所述制砖模具1的上沿与需要维修的过梁砖的下沿齐平，所述制砖模具1又包括开口朝上的维修材料储存槽1-1，所述制砖挤压装置4设置在所述维修材料储存槽1-1的底板1-2下部，所述底板1-2能够在所述制砖挤压装置4的挤压下向上升起并将所述维修材料储存槽1-1内部的维修材料挤压至需要维修的过梁砖的位置形成新的过梁砖。
所述制砖模具1包括设置在顶部的维修材料储存槽1-1及下部的与所述维修材料储存槽1-1固定连接的顶升框架1-3，所述制砖挤压装置4固定在所述顶升框架1-3的内部中央，所述顶升框架1-3内部两侧固定设置有垂直方向的滑轨1-4，所述滑轨1-4上设置有能够上下滑动的滑块1-4，所述滑块1-5外侧又固定连接有滑板1-6，所述滑板1-6的上端与所述底板1-2的底面固定连接，所述滑板1-6的下端与所述滑块1-5相连，所述制砖挤压装置4向上顶起所述底板1-2时，所述滑板1-6带动所述滑块1-5在所述滑轨1-4上向上滑动，所述制砖挤压装置4泄压时，所述滑块1-5在所述滑轨1-4上向下滑动，并带动所述滑板1-6向下移动进而带动所述底板1-2回落。
所述模具提升装置3又包括提升链条3-1及L形提升板3-2，所述L形提升板3-2的下底面前端固定在所述维修材料储存槽1-1的后侧壁上，所述L形提升板3-2的立面垂直向上，且所述立面的上部左端点上固定设置有垂直向上的左提升滑杆3-3，右端点上固定设置有垂直向上的右提升滑杆3-4，所述提升链条3-1上端设置有吊钩3-5，下端固定连接在所述维修材料储存槽1-1的后侧壁中央。
所述模具支撑装置2又包括左右水平支撑部件2-1及前后水平支撑部件2-2，所述左右水平支撑部件2-1固定设置在所述左提升滑杆3-3、右提升滑杆3-4两侧，并与所述左提升滑杆3-3、右提升滑杆3-4左右水平垂直，所述前后水平支撑部件2-2固定设置在所述制砖模具1的前侧面，并于所述制砖模具1的前侧面垂直，所述左右水平支撑部件2-1及前后水平支撑部件2-2的左右两端均能固定在焦炉门框的炉壁上。
所述左右水平支撑部件2-1又包括左支撑杆2-3和右支撑杆2-4，所述左支撑杆2-3和右支撑杆2-4的末端分别设置有左滑孔2-5和右滑孔2-6，所述左滑孔2-5和右滑孔2-6分别嵌套在所述左提升滑杆3-3和右提升滑杆3-4外侧，所述左提升滑杆3-3和右提升滑杆3-4能够在所述左滑孔2-5和右滑孔2-6内上下滑动，所述左支撑杆2-3和右支撑杆2-4的前端固定在焦炉门框靠近炉门一侧的炉壁上。
所述前后水平支撑部件2-2又包括H形框架2-7及设置在所述H形框架2-7前端的水平支撑杆2-8，所述H形框架2-7的两侧边末端水平固定在所述顶升框架1-3的底边前侧面上，并于所述顶升框架1-3的底边前侧面垂直，所述水平支撑杆2-8的两端放置在焦炉门框远离炉门一侧的炉壁上。
所述制砖挤压装置4为千斤顶。
所述H形框架2-7的两侧边与所述水平支撑杆2-8之间还设置有补强杆2-9。
所述左支撑杆2-3和右支撑杆2-4的两端通过梯形螺母进行升降微调和紧固。
所述制砖模具1、模具支撑装置2、模具提升装置3均为不锈钢材质。
本发明还提供了一种焦炉过梁砖在线维修方法，其特征是，包含如下步骤：
步骤1、推空焦炉；
步骤2、清理炭化室内残留焦炭，如炭化室炉墙，炉底需要维修清理，应及时清理；
步骤3、封堵焦炉门：使用由不锈钢网制成的陶瓷耐火棉、可扩展面板来阻止焦炉炭化室内热量向焦炉门口散发，把可收缩的陶瓷耐火棉、不锈钢丝网模块放从炭化室底部向上一直搁到顶部，使炉门口温度降低到300℃以下，屏障应放置在焦炉门框内至少1.5米的位置；
步骤4、过梁砖处降温、清理：隔断后，焦炉门过梁砖冷却到400℃(或颜色显示为深色)以下，清理损坏的过梁砖，使干净的过梁砖面露出一一应使用气动液压清理锤或其他机械设备清理损坏的过梁砖，以清除其位置以及附近的其他损坏的过梁砖。所有损坏过梁砖碎片要彻底清除，并用高压气体把清除的过梁砖周围吹洗干净，干净的过梁砖面露出；
步骤5、在焦炉过梁砖在线维修设备内装填维修材料并安装所述设备：所述设备包括制砖模具1、模具支撑装置2、模具提升装置3及制砖挤压装置4，所述模具支撑装置2将所述制砖模具1固定在焦炉门框内侧，所述模具提升装置3将所述制砖模具1提升至需要维修的过梁砖的位置下方，且所述制砖模具1的上沿与需要维修的过梁砖的下沿齐平，所述制砖模具1又包括开口朝上的维修材料储存槽1-1，维修材料装填在所述维修材料储存槽1-1内，所述制砖挤压装置4设置在所述维修材料储存槽1-1的底板1-2下部，所述底板1-2能够在所述制砖挤压装置4的挤压下向上升起并将所述维修材料储存槽1-1内部的维修材料挤压至需要维修的过梁砖的位置形成新的过梁砖；
步骤6、制砖修补：利用步骤5所述的制砖挤压装置4把所述维修材料储存槽1-1内部的维修材料挤压到需要维修的位置；
步骤7、材料硬化：步骤5所述焦炉过梁砖在线维修设备在其位置保持30至40分钟，使维修材料硬化，形成新的过梁砖，必要时可进行一些陶瓷焊补加固；
步骤8、移除步骤5所述的焦炉过梁砖在线维修设备：将该设备从炉门框上移除，维修材料形成的新的过梁砖则硬化并保持在维修的位置；
步骤9、修补面清理：对维修好的过梁砖进行美化清理；
步骤10、拆除步骤3中焦炉门的封堵物：将隔热的陶瓷纤维不锈钢网面板卸下，焦炉恢复到工作状态；
步骤11、焦炉炉门过梁砖修复完毕，焦炉回到工作状态。
所述步骤5至步骤8的具体操作方法如下：
1、在所述维修材料储存槽1-1内装填材料。
2、在焦炉门框顶部安装一台提升机，所述提升机与所述吊钩3-5连接，然后使用所述提升机将本发明设备提升至焦炉门框顶部，将所述左支撑杆2-3和右支撑杆2-4的两端通过梯形螺母紧固至焦炉门框靠近炉门一侧的炉壁上，同时将所述水平支撑杆2-8的两端放在焦炉门框远离炉门一侧的炉壁上，此时所述制砖模具1被悬空在焦炉门框顶部过梁砖的垂直正下方。
3、使用提升机继续提升所述制砖模具1，此时左提升滑杆3-3和右提升滑杆3-4在所述左滑孔2-5和右滑孔2-6内向上滑动，将所述制砖模具1的上沿提升至与需要维修的过梁砖的下沿齐平。
4、启动所述制砖挤压装置4，向上顶起所述底板1-2，所述滑板1-6带动所述滑块1-5在所述滑轨1-4上向上滑动，所述底板1-2将材料挤压至需要修补的过梁砖处，保持30-40min，使材料硬化。
5、所述制砖挤压装置4泄压，所述滑块1-5在所述滑轨1-4上向下滑动，并带动所述滑板1-6向下移动进而带动所述底板1-2回落至原位。
6、将所述左支撑杆2-3、右支撑杆2-4、水平支撑杆2-8从焦炉门框上移除，使用提升机将本设备放回地面，完成修补。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种焦炉过梁砖在线维修设备，其特征是，包括制砖模具（1）、模具支撑装置（2）、模具提升装置（3）及制砖挤压装置（4），所述模具支撑装置（2）将所述制砖模具（1）固定在焦炉门框内侧，所述模具提升装置（3）将所述制砖模具（1）提升至需要维修的过梁砖的位置下方，且所述制砖模具（1）的上沿与需要维修的过梁砖的下沿齐平，所述制砖模具（1）包括开口朝上的维修材料储存槽（1-1），所述制砖挤压装置（4）设置在所述维修材料储存槽（1-1）的底板（1-2）下部，所述底板（1-2）能够在所述制砖挤压装置（4）的挤压下向上升起并将所述维修材料储存槽（1-1）内部的维修材料挤压至需要维修的过梁砖的位置形成新的过梁砖；
所述制砖模具（1）包括设置在顶部的维修材料储存槽（1-1）及下部的与所述维修材料储存槽（1-1）固定连接的顶升框架（1-3），所述制砖挤压装置（4）固定在所述顶升框架（1-3）的内部中央，所述顶升框架（1-3）内部两侧固定设置有垂直方向的滑轨（1-4），所述滑轨（1-4）上设置有能够上下滑动的滑块（1-5），所述滑块（1-5）外侧固定连接有滑板（1-6），所述滑板（1-6）的上端与所述底板（1-2）的底面固定连接，所述滑板（1-6）的下端与所述滑块（1-5）相连，所述制砖挤压装置（4）向上顶起所述底板（1-2）时，所述滑板（1-6）带动所述滑块（1-5）在所述滑轨（1-4）上向上滑动，所述制砖挤压装置（4）泄压时，所述滑块（1-5）在所述滑轨（1-4）上向下滑动，并带动所述滑板（1-6）向下移动进而带动所述底板（1-2）回落；
所述模具提升装置（3）包括提升链条（3-1）及L形提升板（3-2），所述L形提升板（3-2）的下底面前端固定在所述维修材料储存槽（1-1）的后侧壁上，所述L形提升板（3-2）的立面垂直向上，且所述立面的上部左端点上固定设置有垂直向上的左提升滑杆（3-3），右端点上固定设置有垂直向上的右提升滑杆（3-4），所述提升链条（3-1）上端设置有吊钩（3-5），下端固定连接在所述维修材料储存槽（1-1）的后侧壁中央；
所述模具支撑装置（2）包括左右水平支撑部件（2-1）及前后水平支撑部件（2-2），所述左右水平支撑部件（2-1）设置在所述左提升滑杆（3-3）、右提升滑杆（3-4）两侧，并与所述左提升滑杆（3-3）、右提升滑杆（3-4）左右水平垂直，所述前后水平支撑部件（2-2）固定设置在所述制砖模具（1）的前侧面，并与所述制砖模具（1）的前侧面垂直；
所述左右水平支撑部件（2-1）包括左支撑杆（2-3）和右支撑杆（2-4），所述左支撑杆（2-3）和右支撑杆（2-4）的末端分别设置有左滑孔（2-5）和右滑孔（2-6），所述左滑孔（2-5）和右滑孔（2-6）分别嵌套在所述左提升滑杆（3-3）和右提升滑杆（3-4）外侧，所述左提升滑杆（3-3）和右提升滑杆（3-4）能够在所述左滑孔（2-5）和右滑孔（2-6）内上下滑动，所述左支撑杆（2-3）和右支撑杆（2-4）的前端固定在焦炉门框靠近炉门一侧的炉壁上；
所述前后水平支撑部件（2-2）包括H形框架（2-7）及设置在所述H形框架（2-7）前端的水平支撑杆（2-8），所述H形框架（2-7）的两侧边末端水平固定在所述顶升框架（1-3）的底边前侧面上，并与所述顶升框架（1-3）的底边前侧面垂直，所述水平支撑杆（2-8）的两端放置在焦炉门框远离炉门一侧的炉壁上。
2.根据权利要求1所述的焦炉过梁砖在线维修设备，其特征是，所述制砖挤压装置（4）为千斤顶。
3.根据权利要求1所述的焦炉过梁砖在线维修设备，其特征是，所述H形框架（2-7）的两侧边与所述水平支撑杆（2-8）之间还设置有补强杆（2-9）。
4.根据权利要求1所述的焦炉过梁砖在线维修设备，其特征是，所述左支撑杆（2-3）和右支撑杆（2-4）的两端通过梯形螺母进行升降微调和紧固。
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