专利名称：一种耐火炉衬快速施工系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业窑炉非金属耐火炉衬的快速施工系统，尤其是工业窑炉 垂直高度较高或炉衬安装量较大时的快速、连续的施工系统。
背景技术：
目前，工业生产的集中度越来越高，出于规模效益考虑，工业窑炉越来越趋向于大 型化，高度越来越高，要求炉衬安装时间越来越短。新建窑炉可以进行模块化生产，耐火炉 衬在工厂制作或在现场完成；在役窑炉的炉衬检修和改造只能在现场完成。工业窑炉的耐火炉衬材料一般可以分为定型制品和不定型材料。不定型材料由 于具有随意造型、节能环保、整体性强、性能优良、使用方便、维护简单等特点而得到广泛使 用，目前已经占到世界耐火材料总消耗量的70%以上，并得到不断发展。定型炉衬的施工方法均为手工砌筑，其施工质量取决于操作工人的熟练程度；炉 衬质量则由砖缝泥浆的质量、施工质量决定。不定型炉衬的施工方法一般可以分为手工捣打、支模浇注和机械喷涂等三种。手 工捣打炉衬的质量均勻性较差，其质量在很大程度上取决于操作工人的素质和操作方法。 机械喷涂属于无模化施工，是目前最先进的工艺，但是对设备、炉衬材料以及操作人员的要 求很高，目前还不很成熟。支模浇注是目前最广泛应用的不定型炉衬施工方法，具有炉衬均 勻性强、整体性好等特点。支模浇注方法的广泛应用，对炉衬寿命的提高起到了很大作用。其主要程序为炉 衬材料搅拌；搅拌好的材料运输；同时锚固件安装检查及模具安装检查；然后将搅拌好的 材料浇注到模具内；机械振捣；养护；烘干。但是，支模浇注也存在一些问题1、随着工业窑炉的大型化和高度化，水平和垂直运输是一个很大的难题。不定型 材料一般采用铝酸盐水泥做结合剂，使用时需要加入一定量的结合水进行搅拌，搅拌均勻 后随着水泥的水化进程逐渐硬化，初凝时间(从开始加水时计)一般在30min左右，有的更 短一些，在温度较高(大于25°C)时，材料的凝结硬化速度明显加快。已经凝结的材料严禁 加水二次搅拌使用，否则将严重劣化材料性能。这就要求炉衬材料搅拌之后要迅速地输送 到使用部位成型。一般窑炉的高度都在20m以上，由于通常采用在地面搅拌，然后使用卷扬 机输送的方法，施工速度很慢，而且需要大量的人员。运输过程中水分的散发会加快炉衬材 料的凝结硬化，使炉衬材料的可使用时间缩短。工业窑炉一般只有几个不大的人孔或装卸 孔，所有材料(包括炉衬材料、锚固件、模板及支撑加固材料等)和人员均从此进入炉内再 进行炉内的水平和垂直输送，若同时有内部构件的安装工作同时进行(这种情况在工程实 践中普遍存在)的话，则施工难度很大，不但需要大量的人员、机械，而且存在严重的不安 全因素。为保证炉衬材料在凝结之前进入使用部位，也有将炉衬材料吊运到窑炉外部高处 操作平台上进行搅拌的方法，但由于一般窑炉的操作平台本身不大，施工速度依然很慢且 安全风险更大。[0009]2、由于运输速度慢带来的炉衬材料质量不稳定。炉衬材料搅拌加水量越少，对炉 衬的质量越有好处，不但可以提高其力学性能，也能保证高温体积稳定性，确保炉衬质量可 控。由于运输时间长，加上运输过程中的水分蒸发损失，造成炉衬的凝结时间提前。为解决 这一问题，一般会采取搅拌时加大用水量的办法。而由于运输速度慢、运输速度不稳定，造 成到达使用部位时炉衬材料的含水率不均勻，对烘干过程的燃料消耗有不利影响。炉衬材 料的质量不稳定，决定了炉衬质量的不稳定。3、炉衬质量不稳定。由于炉衬材料含水率不均勻，造成局部炉衬振捣难度加大，振 捣密实度偏差大。而时常存在的二次加水违规现象，加剧了炉衬质量的劣化。由于炉衬材 料输送不及时，造成不得不留置施工缝，大量施工缝的存在，不利于炉衬长期稳定使用。 4、工人劳动强度大，存在安全隐患。大量的水平和垂直输送，尤其是炉内输送大都 采用人工操作，工人劳动强度很大。当炉衬材料安装一部分并开始硬化时，会放出大量的热 量，使炉内温度提高，湿度加大，炉体上很少的开孔使空气流通困难，使工人劳动条件进一 步劣化，存在重大的安全隐患。
发明内容为了克服传统工业窑炉耐火炉衬水平和垂直运输存在的施工速度慢、劳动强度 大、炉衬质量不稳定的问题，本实用新型提供一种快速、连续的炉衬施工系统，使用该系统 不但安装速度快，而且施工质量稳定均勻，特别适合于大型工业窑炉及高度较大的窑炉的 不定型炉衬安装，包括新建窑炉或旧窑炉炉衬检修、改造。本实用新型的耐火炉衬快速施工系统包括至少一台搅拌机、高压泵和至少一个输 送管道，其中搅拌机具有下料口，高压泵包括动力系统、控制系统、润滑系统、储槽和高压泵 出口，输送管道具有输送管道出口，至少一个输送管道之间通过快速卡子连接，输送管道利 用管道固定支撑固定或利用固定吊杆通过丝绳进行固定。搅拌机优选为强制式搅拌机。高压泵2的输送能力优选1 50m3/h。其动力系统 为电动机或柴油机。下料斗优选为固定式或移动式。耐火炉衬快速施工系统还可以包括弯 头。弯头和输送管道通过快速卡子连接。弯头利用管道固定支撑进行固定或利用固定吊杆 通过丝绳进行固定。弯头具有多种管径，可以适应不同管径的输送管道。输送管道优选耐 高压管道。输送管道的单根长度的范围优选IOOmm到20m。
图1是本实用新型的耐火炉衬快速施工系统结构示意图。图中各附图标记表示1.搅拌机，2.高压泵，3.下料斗，4.储槽，5.高压泵出口， 6.快速卡子，7.弯头，8.输送管道，9.管道固定支撑，10.固定吊杆，11.丝绳，12.窑炉开 孔，13.窑炉炉壳，14.炉衬模具，15.输送管道出口，16.炉衬材料。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更清楚的理解本实用新型的高温炉窑炉衬的技术方案，下 面结合附图描述其具体实施方式
。如图1所示，耐火炉衬快速施工系统包括至少一台搅拌机1、高压泵2、至少一个输送管道8和输送管道出口 15，其中搅拌机1用于将炉衬材料混拌均勻，搅拌机1具有下料口 3，高压泵2包括动力系统、控制系统、润滑系统、储槽4和高压泵出口 5，其可以将搅拌好的 炉衬材料加压推出，输送管道8用于输送由高压泵推出的炉衬材料，输送管道8具有输送管 道出口 15，至少一个输送管道8之间通过快速卡子6连接，输送管道8通过管道固定支撑9 固定或利用固定吊杆10通过丝绳11进行固定。搅拌机1优选为强制式搅拌机，也可以是其他能够迅速将炉衬材料混拌均勻的搅 拌机。搅拌机1优选具有流量控制装置，以便当水或液态结合剂达到规定量时能够自动关 闭阀门，切断供应。高压泵2的输送能力优选1 50m3/h。其动力系统为电动机或柴油机。下料斗3优选为固定式或移动式，以使搅拌好的炉衬材料可以直接落入高压泵2 的储槽4中。耐火炉衬快速施工系统还可以包括弯头7。弯头7也可以为弯径。弯头7和输送 管道8通过快速卡子6连接。弯头7通过管道固定支撑9固定或利用固定吊杆10通过丝 绳11进行固定。弯头7具有多种管径，可以适应不同管径的输送管道8。输送管道8采用耐高压管道，可以是金属的，也可以是非金属的。输送管道8之间 采用快速卡子6连接，便于快速拆装。输送管道8的长度根据输送距离确定，其单根长度从 IOOmm 到 20m。弯头7的数量根据实际情况确定，尽量采用较少的弯头。输送管道8和弯头7应 该隔一段距离进行支撑和加固，可以使用单独的管道固定支撑9或固定吊杆10和铁丝或钢 丝绳11，也可以利用窑炉炉壳13外面的框架或钢结构。铁丝或钢丝绳11也可以是其他金 属或非金属材料，只要牢固即可。丝绳11为铁丝绳或钢丝绳。输送管道出口 15可以是金属或者非金属的，可以与输送管道8等直径，也可以通 过变径采用不同的管径。使用本实用新型的耐火炉衬快速施工系统进行炉衬安装的方法为将运到现场的炉衬材料干料倒入搅拌机1中，加入规定量的水或者其他结合剂， 进行搅拌。搅拌均勻的炉衬材料通过下料斗3进入高压泵2的储槽4中，通过高压泵2的 加压或推挤作用，炉衬材料16从高压泵出口 5离开高压泵的主体，进入弯头7中，然后进入 输送管道8，直到从输送管道出口 15离开输送管道8，炉衬材料16进入窑炉炉壳13和炉衬 模具14之间的成型空间，经过振捣之后成型为炉衬。输送管道8通过窑炉开孔12进入炉 内。炉衬材料16凝结硬化之后，拆除炉衬模具14，养护完成烘炉后即可使用。弯头7和输 送管道8之间以及多个输送管道8之间利用快速卡子6进行连接。间隔一段距离，输送管 道8利用管道固定支撑9或固定吊杆10通过铁丝或钢丝绳11进行固定，避免管道在炉衬 材料16输送过程中产生的晃动过大。炉衬材料可以是轻质的也可以是重质的，体积密度范围在100kg/m3到3500kg/m3 之间。炉衬材料干料的包装形式，为小袋((100kg)或大袋(> 100kg)定量包装。小袋 包装质量为搅拌机1一次搅拌量的整数倍数。大袋包装质量上限为搅拌机1一次搅拌量。 炉衬材料的干料宜预先在生产厂内混拌均勻，以提高湿混效率，节省时间。炉衬材料的干料也可以不混拌均勻而是按照比例放入各种原材料。搅拌机1优选为强制式搅拌机，也可以是其他能够迅速将炉衬材料混拌均勻的搅 拌机。搅拌机1的数量应该在一台以上，根据一次安装炉衬的质量确定。搅拌机1应该具 有流量控制装置，以便当水或液态结合剂达到规定量时能够自动关闭阀门，切断供应。当炉 衬安装量较小时，也可以不安装流量控制装置而采用人工加入水或液态结合剂。搅拌机1 应设置固定式或移动式的下料斗，使搅拌好的炉衬材料可以直接落入高压泵的储槽4中。高压泵2是一种能够将搅拌好的炉衬材料加压推出或挤出的系统，包括动力系 统、控制系统、润滑系统、储槽4和高压泵出口 5等。其输送能力为1 50m3/h，输送水平距 离在彡1000m，输送垂直距离在彡300m。高压泵可以采用电动机或柴油机做动力。其输送 速度可调或通过短暂中断输送等手段实现输送速度调节，满足炉衬安装要求。弯头7具有多种管径，可以适应不同管径的输送管道8。如果输送距离短或没有垂 直方向输送，可以不用。输送管道采用耐高压管道，可以是金属的，也可以是非金属的。输 送管道8之间采用快速卡子6连接，便于快速拆装。输送管道8的长度根据输送距离确定， 其单根长度从IOOmm到20m。输送管道出口 15可以是金属或者非金属的，可以与输送管道 8等直径，也可以通过变径采用不同的管径。弯头7的数量根据实际情况确定，尽量采用较 少的弯头。输送管道8和弯头7应该隔一段距离进行支撑和加固，可以使用单独的管道固 定支撑9或固定吊杆10和铁丝或钢丝绳11，也可以利用窑炉炉壳13外面的框架或钢结构。 铁丝或钢丝绳11也可以是其他金属或非金属材料，只要牢固即可。输送管道出口 15可以直接接近由窑炉炉壳13与炉衬模具14之间组成的空间，也 可以依靠溜槽、管道进行二次输送到位，还可以输送到一个容器内再从其中取用。到达炉衬模具14内的炉衬材料16，可以使用振捣棒振捣密实，也可以使用平板振 捣器进行外部振捣，还可以使用木棍等进行人工振捣，只要炉衬材料16能够密实、充满由 窑炉炉壳13和炉衬模具14组成的炉衬空间即可。炉衬材料16成型之后，需要等待其凝结硬化，硬化时间由炉衬材料16的性质决 定，从10分钟到72小时不等。炉衬材料16硬化之后即可拆除炉衬模具14，并进行炉衬表 面修补达到质量标准。养护根据炉衬材料16的性质进行。炉衬模具14可以是标准的建筑钢模板，也可以是木模板或特制的金属模板。炉衬 模具14可以一次安装一模，也可以是多模。炉衬模具14安装要快速、配合紧密、支撑牢固、 位置精确。炉衬材料16搅拌时严格控制加水(或液体结合剂)量，炉衬材料16的输送从高 压泵2开始，经过一系列的管道到达炉衬材料16使用部位，节省了水平和垂直输送人工，炉 衬材料16的搅拌速度与输送速度、振捣速度、模具安装速度等要配合好，使炉衬安装连续、 快速、省工省时、质量可靠。利用本实用新型的耐火炉衬快速施工系统安装炉衬，是采用了至少一台搅拌机对 炉衬材料进行搅拌，采用高压泵将搅拌好的耐火炉衬材料通过高压泵的加压，利用一端直 接开口在炉衬使用部位附近的管道运输，然后进行浇注、振捣成型。炉衬材料在地面用搅拌机进行搅拌，加水量严格控制，保证其符合技术要求。同 时，搅拌好的炉衬材料通过管道输送，属于密封运输，不存在水分蒸发损失造成材料凝结硬 化时间缩短问题。多台搅拌机供料，保证输送连续，避免安装间隔时间超过炉衬材料的凝结时间，无施工缝，保证炉衬整体性。由于采用管道输送，占用空间小，即使在炉体开孔较小时 也可使用，不影响其他作业。减少用工量和劳动强度。输送速度快，可快速、连续完成安装。
权利要求1.一种耐火炉衬快速施工系统，包括至少一台搅拌机、高压泵和至少一个输送管道，其 特征在于，所述搅拌机具有下料口 ；所述高压泵包括动力系统、控制系统、润滑系统、储槽和 高压泵出口；所述至少一个输送管道具有输送管道出口，所述至少一个输送管道之间通过 快速卡子连接，并通过管道固定支撑固定或利用固定吊杆通过丝绳进行固定。
2.如权利要求1所述的耐火炉衬快速施工系统，其特征在于，所述搅拌机为强制式搅 拌机，所述下料斗为固定式或移动式。
3.如权利要求1所述的耐火炉衬快速施工系统，其特征在于，所述高压泵的输送能力 为 1 50m3A ο
4.如权利要求1所述的耐火炉衬快速施工系统，其特征在于，所述高压泵的动力系统 为电动机或柴油机。
5.如权利要求1所述的耐火炉衬快速施工系统，其特征在于，所述耐火炉衬快速施工 系统还包括弯头。
6.如权利要求5所述的耐火炉衬快速施工系统，其特征在于，所述弯头和所述输送管 道通过快速卡子连接。
7.如权利要求5所述的耐火炉衬快速施工系统，其特征在于，所述弯头利用管道固定 支撑进行固定或利用固定吊杆通过丝绳进行固定。
8.如权利要求1所述的耐火炉衬快速施工系统，其特征在于，所述输送管道的单根长 度的范围为IOOmm到20m。
专利摘要本实用新型公开了一种耐火炉衬快速施工系统，其包括至少一台搅拌机、高压泵和至少一个输送管道，其中搅拌机具有下料口，高压泵包括动力系统、控制系统、润滑系统、储槽和高压泵出口，输送管道具有输送管道出口，至少一个输送管道之间通过快速卡子连接，输送管道利用管道固定支撑进行固定或利用固定吊杆通过丝绳进行固定。使用该设备安装炉衬不但安装速度快，而且施工质量稳定均匀，特别适合于大型工业窑炉及高度较大的窑炉的不定型炉衬安装，包括新建窑炉或旧窑炉炉衬检修、改造。
文档编号F27D1/16GK201876138SQ20102063909
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者郭成强 申请人:天津振普技术有限公司