一种机器砌筑焦炉的工艺方法及系统与流程

文档序号:26012951发布日期:2021-07-23 21:33阅读:107来源:国知局
一种机器砌筑焦炉的工艺方法及系统与流程

本发明涉及焦炉砌筑技术领域,尤其涉及一种机器砌筑焦炉的工艺方法及系统。



背景技术:

焦炉作为最复杂的工业炉窑,主要由硅砖、粘土砖砌筑而成,涉及1000余种砖型,耐火材料总重约为3万吨,每块耐火砖的质量在1kg~30kg不等。焦炉的结构极其复杂,由蓄热室、斜道区、燃烧室、炭化室、炉顶区等多个区域组成,但是每一区域的结构无论设计或是施工,均以层为单位,总层数约为100层。

传统焦炉砌筑工艺完全依靠人工操作,即工人操控提升机将耐火材料及灰浆由地面送至砌体表面,砌筑人员需要在机侧、焦侧搭建脚手架,在墙体空隙间搭建木质跳板,并根据砌体高度逐步调整脚手架与跳板的高度,在此基础上进行人工砌筑,直至砌筑工作完成,焦炉砌体的总高度约为14m。

随着科技的发展,机器人替代人力施工已经成为一种趋势,机器砌筑具有效率高、误差小、安全性高等优势,因此陆续出现了一些砌筑机器或砌筑机器人,它们能够对墙体或建筑整体进行砌筑施工。但是,由于焦炉砌筑作业空间有限,机器走行与材料输送困难,使传统的焦炉砌筑方法不适用于机器砌筑,因此,亟需开发一种适用于机器砌筑焦炉的施工工艺方法。



技术实现要素:

本发明提供了一种机器砌筑焦炉的工艺方法及系统,从解决机器走行与原料输送问题入手,实现了焦炉的机器砌筑,能够极大程度地提高砌筑效率与砌筑质量,降低人力投入及焦炉建造成本。

为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:

一种机器砌筑焦炉的工艺方法,包括如下步骤:

1)前期准备;搭建砌筑平台,砌筑平台位于熄焦车轨道与推焦车轨道之间并能够沿熄焦车轨道及推焦车轨道移动;在熄焦车轨道或推焦车轨道的外侧、抵抗墙的外表面分别设置信标;砌筑平台能够竖直升降,砌筑平台的顶部安装走行轨道和环形传送带,砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道移动,环形传送带用于循环传送砌筑焦炉砌体用的耐材;

2)调整信标;在对焦炉不同区域进行砌筑前,调整信标,使砌筑平台移动到对应位置;

3)传送耐材;利用提升机将对应区域砌筑用的耐材运送到砌筑平台上,然后通过环形传送带循环传送耐材;

4)砌筑;砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道走行,同时捡取环形传送带传送的耐材,砌筑焦炉的对应区域。

所述砌筑机器/砌筑机器人包括臂型机器人、墙体砌筑机。

所述耐材为定型耐火材料,包括耐火砖、耐火砌块。

一种机器砌筑焦炉的系统,包括砌筑平台、提升机、环形传送带、走行轨道、砌筑机器/砌筑机器人、升降机构及走行机构;所述砌筑平台设于熄焦车轨道与推焦车轨道之间,为门型架结构,由主梁及两端的支撑柱组成;主梁的顶部沿砌筑平台纵向设置走行轨道,走行轨道的外围设置环形传送带,砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道移动;所述主梁的两端通过升降机构与支撑柱相连,在升降机构的带动下,主梁能够竖直升降移动;主梁的一端或两端设提升机;支撑柱的底部设走行机构;在走行机构的带动下,砌筑平台能够沿熄焦车轨道及推焦车轨道移动。

所述走行机构包括走行轮、走行轮驱动装置、走行轮锁止装置及走行对位装置。

一种机器砌筑焦炉的系统,还包括砌筑平台对应装置;所述砌筑平台对位装置由多组信标构成;包括设于熄焦车轨道或推焦车轨道外侧的可移动纵向信标,设于抵抗墙表面的可滑动横向信标;采用埋设或喷涂方式设置并且对应焦炉各区域标高、焦炉正面线、焦炉中心线的永久信标。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1)本发明改变了原有焦炉砌筑方式,砌筑平台与砌筑机器配合施工,节省大量人力,有效提高砌筑质量。施工阶段的划分与施工步骤的排序,更符合机器智能砌筑工序,在保证砌筑质量的条件下,极大程度缩短砌筑周期。

2)采用轨道信标、横向信标、固定信标使砌筑平台与砌筑机器利用信号精准对位,从而提高砌体精确度,减少砌筑误差,替代原有拉线、放线、设置线杆标杆等手段。

3)本发明中砌筑平台具有吊运,传送,走行功能,替代了原有砌筑方法需要上砖摆砖的繁杂工作,无需搭建临时脚手架与支撑砌筑人员的施工跳板。为砌筑机器提供了操作平台,焦炉砌筑过程中无需搭建多余机器走行轨道。

4)砌筑平台结构方便组装与拆卸,可循环多次使用。砌筑平台走行轨道为后续生产车辆轨道,无需专门铺设平台走行轨道,节省了建造成本。

附图说明

图1是本发明所述一种机器砌筑焦炉的系统的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明所述砌筑平台的结构示意图。

图中:10.砌筑平台11.走行轨道12.环形传送带13.提升机14.升降机构15.走行机构20.焦炉砌体30.抵抗墙41.可移动纵向信标42.可移动横向信标43.永久信标50.熄焦车轨道60.推焦车轨道70.耐材

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:

本发明所述一种机器砌筑焦炉的工艺方法,包括如下步骤:

1)前期准备;如图1-图3所示,搭建砌筑平台10,砌筑平台10位于熄焦车轨道5与推焦车轨道6之间并能够沿熄焦车轨道50及推焦车轨道60移动;在熄焦车轨道5或推焦车轨道60的外侧、抵抗墙30的外表面分别设置信标;砌筑平台10能够竖直升降,砌筑平台10的顶部安装走行轨道11和环形传送带12,砌筑机器/砌筑机器人(图中未示出)沿走行轨道11移动,环形传送带12用于循环传送砌筑焦炉砌体20用的耐材70;

2)调整信标;在对焦炉不同区域进行砌筑前,调整信标,使砌筑平台10移动到对应位置;

3)传送耐材;利用提升机13将对应区域砌筑用的耐材70运送到砌筑平台10上,然后通过环形传送带12循环传送耐材70;

4)砌筑;砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道11走行,同时捡取环形传送带12传送的耐材70,砌筑焦炉的对应区域。

所述砌筑机器/砌筑机器人包括臂型机器人、墙体砌筑机。

所述耐材70为定型耐火材料,包括耐火砖、耐火砌块。

如图1-图3所示,本发明所述一种机器砌筑焦炉的系统,包括砌筑平台10、提升机13、环形传送带12、走行轨道11、砌筑机器/砌筑机器人、升降机构14及走行机构15;所述砌筑平台10设于熄焦车轨道50与推焦车轨道60之间,为门型架结构,由主梁及两端的支撑柱组成;主梁的顶部沿砌筑平台10纵向设置走行轨道11,走行轨道11的外围设置环形传送带12,砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道11移动;所述主梁的两端通过升降机构14与支撑柱相连,在升降机构14的带动下,主梁能够竖直升降移动;主梁的一端或两端设提升机13;支撑柱的底部设走行机构15;在走行机构15的带动下,砌筑平台10能够沿熄焦车轨道50及推焦车轨道60移动。

所述走行机构15包括走行轮、走行轮驱动装置、走行轮锁止装置及走行对位装置。

一种机器砌筑焦炉的系统,还包括砌筑平台对应装置;所述砌筑平台对位装置由多组信标构成;包括设于熄焦车轨道50或推焦车轨道60外侧的可移动纵向信标41,设于抵抗墙30表面的可移动横向信标42;采用埋设或喷涂方式设置并且对应焦炉各区域标高、焦炉正面线、焦炉中心线的永久信标43。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

本实施例中,采用本发明所述一种机器砌筑焦炉工艺方法进行焦炉砌筑,具体包括如下过程:

一、砌筑前准备工作:

砌筑前期的准备工作主要是利用现有的熄焦车轨道、推焦车轨道作为砌筑平台的移动走行轨道,在此基础上搭建砌筑平台。砌筑平台的顶部安装供砌筑机器/砌筑机器人走行的走行轨道,走行轨道的外围安装环形传送带。砌筑平台的主梁一端设置悬挑直梁用于安装提升机,主梁的两端通过升降机构与支撑柱连接,支撑柱的底部设走行机构,走行机构配备有走行轮锁止装置及走行对位装置。

位于焦炉砌体两端的抵抗墙表面设置多个永久信标,包括对应焦炉中心的信标、对应机焦侧正面线的信标、对应小烟道标高的信标、对应蓄热室顶面标高的信标、对应炭化室底标高的信标、对应炭化室过顶标高的信标。

在抵抗墙的正面上部安装一根标杆,标杆表面安装若干个可移动横向信标,干熄焦车轨道外侧安装若干可移动纵向信标。

二、砌筑工序;

砌筑当日,砌筑操作开始前,检查砌筑平台的走行、升降功能,提升机的提升功能,环形传送带的运转情况,砌筑机器的砌筑功能,保证各部分运转正常。

(一)蓄热室砌筑划分为三个施工阶段,分别为小烟道砌筑阶段、箅子砖砌筑阶段、格子砖砌筑阶段。其中:

1、小烟道砌筑阶段的砌筑顺序为:主墙-单墙-铺底砖(下调孔)-主单墙衬砖。具体步骤为:

1)可移动纵向信标调整至主墙中心线位置。调整砌筑平台高度时,利用对应小烟道顶部标高的永久信标进行对位,将砌筑平台的高度调整为与小烟道顶部标高一致。

2)利用提升机吊运砌筑主墙用的耐火砖,根据砖型分类放置在环形传送带上,开始循环传送。

3)砌筑机器自机侧砌筑主墙砌体,逐步向焦侧移动砌筑2层主墙耐火砖。一道主墙的2层主墙耐火砖砌筑完成后,砌筑平台走行至下一道主墙并完成对位,由砌筑机器对下一道主墙进行砌筑;如此循环,直到砌筑机器将剩余主墙全部砌筑完成。

4)主墙的2层主墙耐火砖砌筑完成后,将单墙耐火砖运送至砌筑平台上,依次砌筑2层单墙的耐火砖。

5)吊运铺底砖(下调孔),砌筑平台与砌筑机器配合砌筑全炉小烟道铺底砖。

6)全炉铺底砖砌筑完成后,依次砌筑小烟道剩余主单墙砖层和小烟道衬砖。

7)由人工或机器对砌体进行清扫,放置膨胀缝填充物。

2、箅子砖砌筑阶段的顺序为:蓄热室隔墙砖-箅子砖-支撑砖,具体步骤如下:

1)将可移动纵向信标调整至最外端的蓄热室中心线处,砌筑平台与1#蓄热室的中心线对位,将砌筑平台的高度提升至小烟道上标高上方400mm处。

2)将可移动横向信标调整至对应蓄热室隔墙中心线处,砌筑机器横向对位至焦炉中心线处。

3)提升机吊运隔墙砖,环形传送带开启,循环传送隔墙砖。

4)砌筑机器首先将焦炉中心线处的隔墙砖砌筑完成,然后向机侧或焦侧方向依次走行对位,砌筑其它部位的隔墙砖,防止隔墙砖超差影响砌筑质量。

5)吊运箅子砖,砌筑机器走行对位,进行箅子砖的砌筑。

6)通过砌筑平台走行对位,完成其它蓄热室的隔墙砖与箅子砖的砌筑。

7)由人工或机器对全炉砌体清扫,放置膨胀缝填充物。

8)吊运支撑砖,砌筑机器自机侧或焦侧砌筑支撑砖,单个蓄热室砌筑完成后,砌筑平台走行对位,砌筑下一蓄热室支撑砖。

3、格子砖阶段砌筑的顺序为:主墙-蓄热室隔墙-单墙-蓄热室封墙-格子砖,具体如下:

1)可移动横向信标依旧保持在蓄热室隔墙中心线处,可移动纵向信标保持在蓄热室中心线处,砌筑平台高度调整为当日最终砌筑面高度。

2)首先吊运主墙耐火砖,砌筑机器自机侧向焦侧砌筑。砌筑主墙时,先将煤气管砖定位砌筑,再砌筑主墙其它砖,从而减少灰缝误差。

3)砌筑平台保持不动,提升机吊运蓄热室隔墙砖,根据可移动横向信标,砌筑机器依次对位,完成蓄热室隔墙砖的砌筑。

4)砌筑平台保持不动,提升机吊运蓄热室单墙砖,砌筑机器先砌筑与蓄热室隔墙砖配合的单墙凹槽砖,以保证蓄热室隔墙与蓄热室单墙配合准确,然后砌筑蓄热室单墙的其它砖。

5)砌筑平台走行与下一纵向信标对位,重复步骤2)-步骤4),直至当日全炉主单墙与蓄热室隔墙砌筑完成。

6)将砌筑机器与焦炉机侧或焦侧的正面线对位,吊运蓄热室封墙砖,砌筑平台走行对位,砌筑机器将一侧蓄热室封墙砌筑完成,再将砌筑机器调整到焦炉另一侧,砌筑平台继续走行完成机另一侧封墙的砌筑。

7)由人工或机器清扫全炉砌体,摆放格子砖,做好保护;再重复以上步骤,直至蓄热室砌筑阶段完成。

(二)斜道区的砌筑阶段,每天工作量为一层。将整个斜道区分为两个砌筑阶段,其中:

1、第一砌筑阶段为蓄热室过顶以下区域,其砌筑步骤如下:

1)将砌筑平台的高度调整至高于蓄热室顶部标高500mm处,可移动纵向信标调整至蓄热室主墙中心线处,可移动横向信标调整至斜道口开口位置。

2)搅拌站更换火泥种类,吊运斜道口耐火砖。

3)优先砌筑斜道口两侧的耐火砖,以确定两斜道口之间的灰缝,防止砌体超差。

4)一道主墙与一道单墙为一组,每组砌筑完成后,砌筑平台继续走行对位。直至全炉砌筑完成。

5)吊运煤气管砖,砌筑平台与砌筑机器配合将全炉煤气管砖砌筑完成。

6)每层斜道砌筑完成后,由机器或人工进行全炉清扫,放置膨胀缝填充物后封闭膨胀缝,并在下一层施工前做好滑动层。

2、第二阶段为蓄热室过顶层至炭化室底面之间区域,此区域斜道口交错布置,且砖型较多。具体施工步骤如下:

1)将砌筑平台与对应炭化室底部标高的永久信标对位,可移动纵向信标调整至单墙中心线处,可移动横向信标调整至煤气管砖中心线处。

2)吊运煤气管砖与斜道周围耐火砖,砌筑机器优先砌筑煤气管砖与斜道周围耐火砖。

3)砌筑平台纵向走行对位,完成全炉斜道口与煤气管砖的砌筑。

4)由机器或人力对膨胀缝位置,放置胀缝板,并进行简易固定。

5)吊运此层剩余砖型,砌筑机器由机侧或焦侧的任意一层向另一侧砌筑。砌筑平台向反方向走行对位,直至全炉的同层砌体砌筑完成。

6)由机器或人力取出胀缝板,清扫膨胀缝,填充规定填充物。

(三)燃烧室的砌筑,由于炭化室壁面存在锥度,应按照炉头砖-差别砖-墙皮砖的砌筑顺序进行施工,单日工作量为3~4层,将燃烧室以跨越孔为界,分为上、下两个砌筑阶段。跨越孔以下区域的具体施工步骤如下:

1)将砌筑平台提升至当日最终砌筑面高度,可移动横向信标调整为立火道隔墙中心线处,可移动纵向信标调整至炭化室中心线处。

2)吊运立火道差别砖,将差别砖按机侧至焦侧排序,环形传送带依次传送。将砌筑机器移动至机侧,砌筑炉头砖,砌筑机器根据可移动横向信标对位,砌筑差别砖,直至砌筑至焦侧炉头。

3)砌筑平台走行与下一可移动纵向信标对位,砌筑下一燃烧室炉头与立火道差别砖。如此反复,直至全炉炉头与立火道差别砖砌筑完成。

4)提升机吊运墙皮砖,砌筑平台与砌筑机器配合将墙皮砖砌筑完成。

5)由人工或机器对砌体进行清扫,保护斜道口与焦炉煤气灯头砖。

(四)跨越孔以上区域的施工具体步骤如下:

1)机器或人力将燃烧室立火道内的杂物清理干净,下放斜道口调节砖。

2)优先吊运看火孔周围的耐火砖,将可移动横向信标定位至看火孔中心线处。

3)砌筑机器自机侧向焦侧依次砌筑看火孔周围的耐火砖。每一燃烧室砌筑完成后,砌筑平台走行至下一燃烧室,直至将所有燃烧室的看火孔砌筑完成。

4)吊运同层炉头砖与其它耐火砖,砌筑机器依次砌筑同层的其他耐火砖。

5)砌筑平台沿燃烧室方向依次走行,砌筑其它燃烧室的耐火砖。

(五)炉顶区砌筑时,以滑动层为界分为两个砌筑区域。

1、滑动层以下为硅砖区域,具体砌筑步骤如下:

1)调整砌筑平台至炉顶滑动层表面,调整可移动纵向信标至各燃烧室中心线处,调节可移动横向信标至上升管孔两侧及装煤孔两侧(本实施例砌筑的焦炉为顶装焦炉,如砌筑焦炉为捣固焦炉,则将可移动横向信标调节至导烟孔两侧与除碳孔两侧)。

2)优先吊运炭化室过顶砖,砌筑机器横向对位至焦侧上升管孔一侧,先砌筑上升管孔、装煤孔(捣固焦炉为导烟孔)两侧的过顶砖。再根据两孔洞间的间距,调整灰缝或倒砌其他过顶砖。砌筑平台走行对位,将所有炭化室的过顶砖砌筑完成。

3)砌筑机器对位至上升管孔两侧,将上升管孔周围的硅砖砌筑至滑动层表面。

4)砌筑机器保持不动,砌筑平台走行,将全炉所有炭化室上升管孔周围的硅砖砌筑完成。

5)按照与步骤3)和步骤4)类似的方法,将全炉装煤孔(捣固焦炉为导烟孔与除碳孔)周围的硅砖砌筑至滑动层表面。

6)调整可移动纵向信标至炭化室中心线处,砌筑平台与之对位,调节可移动横向信标至看火孔中心线处。

7)吊运看火孔周围硅砖,砌筑机器根据燃烧室的看火孔定位尺寸,自机侧炉头至焦侧炉头依次砌筑看火孔周围硅砖。看火孔周围硅砖可一次性砌筑至滑动层表面。

8)砌筑平台走行对位,直至全炉看火孔周围硅砖砌筑至同一平面。

9)吊运填芯硅砖,将全炉填芯硅砖逐层砌筑至滑动层表面。

10)由机器或人工清扫全炉,填充膨胀缝,并做好膨胀缝封闭工作。

2、滑动层以上区域为粘土砖与隔热砖区域,具体砌筑步骤如下:

1)砌筑平台移动至焦炉一侧端墙处,砌筑机器与对应焦炉正面线的可移动横向信标对位。

2)吊运炉头砖,砌筑机器位置不变,砌筑一侧炉头部分。砌筑平台连续走行,直至焦炉一侧炉头砌筑完成。再调整砌筑机器至焦炉另一侧,砌筑另一侧炉头部分。

3)可移动纵向信标保持在炭化室中心线处,可移动横向信标保持在看火孔中心线处,吊运看火孔周围粘土砖,砌筑机器横向走行对位,砌筑看火孔周围粘土砖;砌筑平台纵向走行对位,直至全炉看火孔周围粘土砖砌筑至炉顶表面。

4)依次吊运填芯砖,砌筑平台与砌筑机器配合逐层砌筑填芯部分。若填芯部分存在交错膨胀缝,每层砌筑完成后,由人工或机器清扫,放置膨胀缝填充物,并做好滑动层。

5)由机器或人力清扫全炉。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1