CN114543533A - 一种松、紧拉杆辅助装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种松、紧拉杆辅助装置，包括拉杆，所述拉杆的两端分别可调节的连接在阳极炉两侧的立柱上，所述拉杆顶部中心处设置有锤座，所述锤座顶部中心处竖向垂直设置有定位杆，所述定位杆上套设有可移动的冲击锤，所述拉杆中心处的底部设有测量杆；所述阳极炉的两侧对称的设有若干组所述立柱，每对所述立柱上分别连接有所述拉杆，在所述阳极炉使用过程中实时根据测量各个部位的所述测量杆的位移值来调节所述拉杆在每对所述立柱上的松紧程度，一种松、紧拉杆辅助装置的工作原理为：同等冲击荷载，拉杆处于不同的紧绷状态、松弛状态时，瞬间位移量不同，根据瞬间位移值比对反馈阳极炉热膨胀量或冷收缩量。

Description

一种松、紧拉杆辅助装置及其使用方法

技术领域

本发明属于再生铜生产技术领域，具体涉及一种松、紧拉杆辅助装置及使用方法。

背景技术

新砌筑或停产的固定阳极炉投入使用前，需进行烘炉，通过燃烧燃料释放热量，将炉膛温度从室温逐步升高到1200℃～1300℃，然后维持在该温度范围进行生产。烘炉期间，随着炉膛温度不断升高、拱顶耐火砖体积持续膨胀，炉墙立柱承受水平推力不断增加，反映在拉杆因受力不断增加而逐渐变得紧绷。拱顶的热膨胀量增加到膨胀临界点后，拱顶耐火砖会因没有膨胀空间而发生错位，甚至被“挤断”。固定阳极炉停炉时，随着炉膛温度不断降低，拱顶耐火砖体积持续收缩，拱顶耐火砖之间的间隙持续扩大，炉墙立柱承受水平推力不断减少，反映在拉杆因受力不断减少而逐渐变得松弛。拱顶的冷收缩量增加到收缩临界点后，拱顶耐火砖之间的间隙扩大到砖体间互锁能力丧失，砖体出现“下沉”，甚至发生拱顶塌落。

因此，在拱顶的热膨胀量增加到膨胀临界点前，应适时采取“松拉杆”操作，合理增加立柱的间距，补偿整个拱顶的热膨胀。在拱顶的冷收缩量增加到收缩临界点前，应适时采取“紧拉杆”操作，合理减少立柱的间距，补偿整个拱顶的冷收缩。理想的“紧拉杆”量和“松拉杆”量，是恰好补偿整个拱顶增加的热膨胀量和冷收缩量，表现为拉杆的松弛状态消除，又不至于紧绷的平衡状态。

判断拱顶的膨胀程度或收缩程度，尤其是是否接近膨胀临界点或收缩临界点，行业通行的方法是人工检验判断法：由操作工踩在拉杆上，根据拉杆的弹性来判断：烘炉后，拉杆越紧绷，距离平衡状态越远，说明拱顶需要补偿的热膨胀量越大，松拉杆量需更大；停炉后，拉杆越松弛、距离平衡状态越远，说明拱顶需要补偿的冷收缩量越大，紧拉杆量需更大。松拉杆/紧拉杆时也用该方法判断“松拉杆”量或“紧拉杆”量是否合适。

人工检验判断法的弊端是无法量化，且不直观，完全取决于操作工的个人判断，受操作工的技能水平、主观偏好等因素影响，极易出现“松拉杆”或“紧拉杆”不及时，没有及时补偿整个拱顶增加的热膨胀量或冷收缩量，影响拱顶的安全；又或“松拉杆”量或“紧拉杆”量过大，过度补偿整个拱顶增加的热膨胀量或冷收缩量，同样影响拱顶的安全。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种松、紧拉杆辅助装置及使用方法，不受工作人员的技能水平、主观偏好等因素影响，无需复杂的数学解算过程，能够直接测得拱顶的热膨胀量和冷收缩量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种松、紧拉杆辅助装置，包括拉杆，所述拉杆的两端分别可调节的连接在阳极炉两侧的立柱上，所述拉杆顶部中心处设置有锤座，所述锤座顶部中心处竖向垂直设置有定位杆，所述定位杆上套设有可移动的冲击锤，所述拉杆中心处的底部设有测量杆；

所述阳极炉的两侧对称的设有若干组所述立柱，每对所述立柱上分别连接有所述拉杆，在所述阳极炉使用过程中实时根据测量各个部位的所述拉杆的位移值来调节所述拉杆在每对所述立柱上的松紧程度。

本辅助装置结构简单，易于安装和使用，利用同等冲击荷载作用下，拉杆处于不同的紧绷状态或松弛状态时，其瞬间位移量不同的特点，能够方便准确的测量出阳极炉使用过程中各个部位的热膨胀量或冷收缩量，测量过程中不受工作人员的技能水平、主观偏好等因素影响。

锤座设于拉杆顶部中心处、定位杆竖向垂直设于锤座顶部中心处和测量杆设于拉杆底部中心处，能够最优化的测量出拉杆的松紧程度，无需进行复杂的数学换算过程，这样的条件下进行的热膨胀量或冷收缩量测量，更能够反馈出真实的情况，测量准确性和有效性更好。

进一步的，所述拉杆的两端贯穿对应两根所述立柱，所述拉杆的端部配合定位螺母可调节的安装于所述立柱上。

拉杆贯穿立柱配合定位螺母调节安装，结构简单，便于调节拉杆的松紧程度，能够满足对热膨胀量或冷收缩量进行补偿的需求。

进一步的，所述锤座的直径大于所述拉杆的直径，所述锤座为直径为40-180mm的圆形板。

锤座的直径大于拉杆的直径，使冲击锤的冲击力完全传递给拉杆，拉杆的形变程度能够更准确的反馈出热膨胀量或冷收缩量。

进一步的，所述定位杆的直径小于所述锤座的直径，所述定位杆为长度为100-1500mm、直径为10-50mm的圆形杆。

进一步的，所述冲击锤为倒立的圆锥台，所述冲击锤的内圆直径大于所述定位杆的直径，所述冲击锤的底面外圆直径小于所述锤座的直径。

圆锥台相较于其它形状具有最合适的纵向支持力和横向承受力，具有更强的机械强度，且重心更低，稳度更好，冲击锤的底面小于锤座面积可使压力面积完整，使测量冲击锤的冲击力更准确。

进一步的，所述测量杆纵向伸出所述拉杆，所述测量杆为长度为20-160mm、直径为8-12mm的圆形杆。

锤座将冲击锤的冲击力以线传递的方式传递给拉杆，拉杆以线传递给能够精准的将力传递，力的损耗及分解极少，且测量杆纵向伸出拉杆便于测量工具进行测量，使得测量更精确。

进一步的，所述阳极炉包括炉墙和拱顶，所述拱顶设于所述炉墙顶部，所述拱顶的两侧对称依次设有拱脚砖、拱脚定位砖，所述立柱设于所述炉墙两侧。

新砌筑阳极炉的炉顶设置成拱形可释放炉内应力,大幅度提高阳极炉的寿命,且检修时间短，拱顶受到的荷载(自重和上方荷载)分解成向下的垂直分力和水平分力，垂直分力通过拱脚砖传递到炉墙上，水平分力则通过拱脚砖、拱脚定位砖传递到立柱上。

进一步的，所述拉杆数量为3-7根。

进一步的，所述阳极炉底部设有基座，两根对应所述立柱底部之间设有底拉杆位于所述基座下侧，所述底拉杆的两端通过固定螺母固定连接于所述立柱，所述底拉杆数量与所述拉杆对应。

阳极炉被固定在基座、立柱和拉杆形成的空间内，基座的设置上能够起到固定限位的作用，能够保证阳极炉和立柱安装的稳定性，拉杆的松紧度能更准确地反馈阳极炉的热膨胀量或冷收缩量，调整拉杆的松紧度能够更好的补偿阳极炉的热膨胀或冷收缩。

进一步的，一种松、紧拉杆辅助装置使用方法，包括如下步骤：

(1)准备工作，新砌筑所述阳极炉后，由工作人员将所述拉杆调校到平衡状态，将所述锤座安装在所述拉杆顶部中心处，所述定位杆竖向垂直安装于所述锤座顶部中心处，所述测量杆纵向伸出安装在所述拉杆底部中心处，将所述冲击锤套设于所述定位杆上；

(2)标准数据测量和收集，依次将每根拉杆上的所述冲击锤提升到测量高度，并使所述冲击锤底面平行于所述锤座，释放所述冲击锤，所述冲击锤在重力作用下自动落体，撞击到所述锤座的顶面上，同时用测量工具测量撞击时所述测量杆向下的瞬间位移值，此时的瞬间位移值为标准位移值，记录每根所述拉杆的所述标准位移值；

(3)热膨胀量或冷收缩量数据测量和收集，所述阳极炉使用过程中依次将每根所述拉杆上的所述冲击锤提升到测量高度，并使所述冲击锤底面平行于所述锤座，释放所述冲击锤，所述冲击锤在重力作用下自动落体，撞击到所述锤座的顶面上，同时用所述测量工具测量撞击时所述测量杆向下的瞬间位移值，此时的瞬间位移值为热膨胀量值或冷收缩量值，记录每根所述拉杆的所述热膨胀量值或冷收缩量值，间隔时间为0.5-4h；

(4)热膨胀或冷收缩补偿操作，产生热膨胀时将所述拉杆上的所述定位螺母向外侧拧出热膨胀量对应的长度，将所述拉杆调节到平衡状态，补偿整个所述拱顶的热膨胀，产生冷收缩时将所述拉杆上的所述定位螺母向内侧拧进冷收缩对应的长度，将所述拉杆调节到平衡状态，补偿整个所述拱顶的冷收缩；

(5)将(2)与(3)测量的数据进行比对并通过(4)中的操作对所述拱顶进行热膨胀或冷收缩补偿操作。

通过所述使用方法进行热膨胀量或冷收缩量测量对拱顶进行热膨胀或冷收缩补偿操作，能够直观准确的得到热膨胀量或冷收缩量，不用复杂繁琐的计算，只需获取测量的测量杆的实时瞬间位移值即可，将拱顶的膨胀程度或收缩程度进行量化，保证了拱顶的安全。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本辅助装置结构简单，易于安装和使用，利用同等冲击荷载作用下，拉杆处于不同的紧绷状态或松弛状态时，其瞬间位移量不同的特点，能够方便准确的测量出阳极炉使用过程中各个部位的热膨胀量或冷收缩量，测量过程中不受工作人员的技能水平、主观偏好等因素影响，避免人为误判；

2、通过所述使用方法进行热膨胀量或冷收缩量测量对拱顶进行热膨胀或冷收缩补偿操作，能够直观准确的得到热膨胀量或冷收缩量，不用复杂繁琐的计算，只需获取测量的测量杆的实时瞬间位移值即可，将拱顶的膨胀程度或收缩程度进行量化，保证了拱顶的安全。

附图说明

图1为本发明一种松、紧拉杆辅助装置的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为图1中A处的左视剖面图；

图4为阳极炉的俯视图；

图5为阳极炉的安装示意图；

图中：1、阳极炉；11、拱顶；12、炉墙；13、拱脚砖；14、拱脚定位砖；2、立柱； 3、拉杆；4、锤座；5、定位杆；6、冲击锤；7、测量杆；8、基座；9、底拉杆。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

结合图1至图5所示，一种松、紧拉杆辅助装置，包括拉杆3，拉杆3的两端贯穿连接在阳极炉1两侧的立柱2上，拉杆3的两端加工有螺纹配合定位螺母可调节的安装于两根对应立柱2上，结构简单，便于调节拉杆3的松紧程度。拉杆3顶部中心处安装一个直径为100mm的圆形板形状的Q235钢制锤座4，锤座4的直径大于拉杆3的直径，冲击锤6 的冲击力完全传递给拉杆3，拉杆3的形变程度能够更准确的反馈出热膨胀量或冷收缩量。锤座4顶部中心处竖向垂直安装一根长度为1500mm、直径为20mm的Q235钢制圆柱状定位杆5，定位杆5上套装一个中心开孔孔径为30mm、底面外圆直径为60mm、顶面外圆直径为 100mm的倒立圆锥台形状Q235钢制的冲击锤6，圆锥台相较于其它形状具有最合适的纵向支持力和横向承受力，具有更强的机械强度，且重心更低，稳度更好，冲击锤6的底面小于锤座4面积可使压力面积完整，使测量冲击锤6的冲击力更准确。拉杆3中心处的底部纵向伸出安装一根长度为80mm、直径为20mm的Q235钢制圆柱状测量杆7，锤座4将冲击锤6的冲击力以线传递的方式传递给拉杆3，拉杆3以线传递给能够精准的将力传递，力的损耗及分解极少，且纵向伸出安装便于测量工具进行测量，使得测量更精确。

阳极炉1采用拱顶11结构，炉长方向上，拱顶11由若干数量的楔形耐火砖砌筑成一定弧度的拱形砖环，炉宽方向上，拱顶11两侧依次为拱脚砖13、拱脚定位砖14和立柱2。拱顶11受到的荷载(自重和上方荷载)分解成向下的垂直分力和水平分力，垂直分力通过拱脚砖13传递到炉墙12上，水平分力则通过拱脚砖13、拱脚定位砖14传递到立柱2 上，立柱2成对使用，并与拉杆3组合在一起，共同抵消炉顶的水平推力。阳极炉1的底部设有基座8，基座8的能够起到固定限位的作用，能够保证阳极炉1和立柱2安装的稳定性，两根对应立柱2底部之间设有底拉杆9位于基座8下侧，底拉杆9配合固定螺母固定连接于立柱2，“立柱2+拉杆3+底拉杆9”三者组合在一起，方可成为一个完整的受力结构，拉杆3的松紧度能更准确地反馈阳极炉1的热膨胀量或冷收缩量，调整拉杆3的松紧度能够更好的补偿阳极炉1的热膨胀或冷收缩，所以立柱2沿炉长方向设置为七组，拉杆3与立柱2对应设置有七根，因阳极炉1各个部位的热膨胀或冷收缩补偿的需求不同，每根拉杆3的松紧度不同。

一种松、紧拉杆辅助装置的工作原理为：同等冲击荷载，拉杆3处于不同的紧绷状态、松弛状态时，瞬间位移量不同，根据瞬间位移值比对反馈阳极炉1热膨胀量、冷收缩量。

本辅助装置结构简单，易于安装和使用，利用同等冲击荷载作用下，拉杆3处于不同的紧绷状态或松弛状态时，其瞬间位移量不同的特点，能够方便准确的测量出阳极炉1使用过程中各个部位的热膨胀量或冷收缩量，测量过程中不受工作人员的技能水平、主观偏好等因素影响。锤座4设于拉杆3顶部中心处、定位杆5竖向垂直设于锤座4顶部中心处和测量杆7设于拉杆3底部中心处，能够最优化的测量出拉杆3的松紧程度，无需进行复杂的数学换算过程，这样的条件下进行的热膨胀量或冷收缩量测量，更能够反馈出真实的情况，测量准确性和有效性更好。

实施例二：

一种松、紧拉杆辅助装置使用方法，包括如下步骤：

(1)准备工作，新砌筑阳极炉1后，由工作人员将拉杆3调校到平衡状态，将锤座4安装在拉杆3顶部中心处，定位杆5竖向垂直安装于锤座4顶部中心处，测量杆7纵向伸出安装在拉杆3底部中心处，将冲击锤6套设于定位杆5上；

(2)标准数据测量和收集，依次将每根拉杆3上的冲击锤6提升到测量高度1m，并使冲击锤6底面平行于锤座4，释放冲击锤6，冲击锤6在重力作用下自动落体，撞击到锤座4的顶面上，同时用测量工具测量撞击时测量杆7向下的瞬间位移值，此时的瞬间位移值为标准位移值，记录每根拉杆3的标准位移值；

(3)热膨胀量或冷收缩量数据测量和收集，阳极炉1使用过程中依次将每根拉杆3上的冲击锤6提升到测量高度1m，并使冲击锤6底面平行于锤座4，释放冲击锤6，冲击锤6在重力作用下自动落体，撞击到锤座4的顶面上，同时用测量工具测量撞击时测量杆 7向下的瞬间位移值，此时的瞬间位移值为热膨胀量值或冷收缩量值，记录每根拉杆3的热膨胀量值或冷收缩量值，间隔时间为1h；

(4)热膨胀或冷收缩补偿操作，产生热膨胀时将拉杆3上定位螺母向外侧拧出热膨胀量对应的长度，将拉杆3调节到平衡状态，补偿整个拱顶11的热膨胀，产生冷收缩时将拉杆3上定位螺母向内侧拧进冷收缩对应的长度，将拉杆3调节到平衡状态，补偿整个拱顶11的冷收缩；

(5)将(2)与(3)测量的数据进行比对并通过(4)中的操作对拱顶11进行热膨胀或冷收缩补偿操作。

通过所述使用方法进行热膨胀量或冷收缩量测量对拱顶11进行热膨胀或冷收缩补偿操作，能够直观准确的得到热膨胀量或冷收缩量，不用复杂繁琐的计算，只需获取测量的测量杆7的实时瞬间位移值即可，将拱顶11的膨胀程度或收缩程度进行量化，保证了拱顶11的安全。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，包括拉杆，所述拉杆的两端分别可调节的连接在阳极炉两侧的立柱上，所述拉杆顶部中心处设置有锤座，所述锤座顶部中心处竖向垂直设置有定位杆，所述定位杆上套设有可移动的冲击锤，所述拉杆中心处的底部设有测量杆；

所述阳极炉的两侧对称的设有若干组所述立柱，每对所述立柱上分别连接有所述拉杆，在所述阳极炉使用过程中实时根据测量各个部位的所述测量杆的位移值来调节所述拉杆在每对所述立柱上的松紧程度。

2.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述拉杆的两端贯穿对应两根所述立柱，所述拉杆的端部配合定位螺母可调节的安装于所述立柱上。

3.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述锤座的直径大于所述拉杆的直径，所述锤座为直径为40-180mm的圆形板。

4.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述定位杆的直径小于所述锤座的直径，所述定位杆为长度为100-1500mm、直径为10-50mm的圆形杆。

5.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述冲击锤为倒立的圆锥台，所述冲击锤的内圆直径大于所述定位杆的直径，所述冲击锤的底面外圆直径小于所述锤座的直径。

6.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述测量杆纵向伸出所述拉杆，所述测量杆为长度为20-160mm、直径为8-12mm的圆形杆。

7.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述阳极炉包括炉墙和拱顶，所述拱顶设于所述炉墙顶部，所述拱顶的两侧对称依次设有拱脚砖、拱脚定位砖，所述立柱设于所述炉墙两侧。

8.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述拉杆的数量为3-7根。

9.根据权利要求1所述的一种松、紧拉杆辅助装置，其特征在于，所述阳极炉底部设有基座，两根对应所述立柱底部之间设有底拉杆位于所述基座下侧，所述底拉杆的两端通过固定螺母固定连接于所述立柱，所述底拉杆数量与所述拉杆对应。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种松、紧拉杆辅助装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：

(1)准备工作，新砌筑所述阳极炉后，由工作人员将所述拉杆调校到平衡状态，将所述锤座安装在所述拉杆顶部中心处，所述定位杆竖向垂直安装于所述锤座顶部中心处，所述测量杆纵向伸出安装在所述拉杆底部中心处，将所述冲击锤套设于所述定位杆上；

(2)标准数据测量和收集，依次将每根拉杆上的所述冲击锤提升到测量高度，并使所述冲击锤底面平行于所述锤座，释放所述冲击锤，所述冲击锤在重力作用下自动落体，撞击到所述锤座的顶面上，同时用测量工具测量撞击时所述测量杆向下的瞬间位移值，此时的瞬间位移值为标准位移值，记录每根所述拉杆的所述标准位移值；

(3)热膨胀量或冷收缩量数据测量和收集，所述阳极炉使用过程中依次将每根所述拉杆上的所述冲击锤提升到测量高度，并使所述冲击锤底面平行于所述锤座，释放所述冲击锤，所述冲击锤在重力作用下自动落体，撞击到所述锤座的顶面上，同时用所述测量工具测量撞击时所述测量杆向下的瞬间位移值，此时的瞬间位移值为热膨胀量值或冷收缩量值，记录每根所述拉杆的所述热膨胀量值或冷收缩量值，间隔时间为0.5-4h；

(4)热膨胀或冷收缩补偿操作，产生热膨胀时将所述拉杆上的所述定位螺母向外侧拧出热膨胀量对应的长度，将所述拉杆调节到平衡状态，补偿整个所述拱顶的热膨胀，产生冷收缩时将所述拉杆上的所述定位螺母向内侧拧进冷收缩对应的长度，将所述拉杆调节到平衡状态，补偿整个所述拱顶的冷收缩；

(5)将(2)与(3)测量的数据进行比对并通过(4)中的操作对所述拱顶进行热膨胀或冷收缩补偿操作。

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