一种焦炉在线修补和/或涂覆节能涂料的喷涂装置及施工方法与流程

本发明涉及一种焦炉在线修补和/或涂覆节能涂料的喷涂装置及施工方法，属于焦炉节能喷涂和修补喷涂领域。

背景技术：

焦炉生产过程中，煤在隔绝空气的条件下加热到1000-1200℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭。焦炉一代炉龄在25-35年，随着使用年限的增加，经过长时间高温运作，由于受开关炉门、装煤、出焦时急冷急热温度剧变的冲击和推焦时推焦杆的碰撞、挤压、摩擦，一些有害物质的侵蚀等造成焦炉炉体正常衰老损坏。而产生煤气从炭化室向燃烧室泄漏的情况，加速焦炉的衰老和损坏。CN203498305U提供了一种焦炉炭化室热修绝热装置，能快速覆盖燃烧室墙体上整个待检修区域，满足需检修墙体的拆除并重新砌筑的作业环境。CN201210287982提供一种不降温修补炭化室墙面熔洞的方法，首先使用探测工具找准熔洞位置，再喷涂，喷涂完成后再用探测工具查看喷涂效果。还有采用陶瓷焊补的方法对焦炉炭化室进行修补的技术，施工难度大，操作复杂。

以上现有修补技术存在以下不足：①操作繁琐，施工难度大，要求操作技术高，需要配备机械设备投资大；②喷涂准确度不够，施工存在一定盲目性；③在焦炉炭化室进行修补，不便进行施工；④只能在焦炉损坏较严重时才进行修补操作，不能及时对焦炉损坏进行修补以防微杜渐。

另一方面，焦炉加热燃烧所用的煤气量约占焦炉总能耗的70％，提高焦炉热利用率有着非常重要的意义。CN101551213A提供一种提高焦炉燃烧室传热效率的方法，在燃烧室立火道内壁涂覆高发射率材料覆层(节能涂料)，所述高发射率材料的发射率高于立火道内壁基体耐火材料的发射率，可使焦炉节能达10％以上，提高焦炭产量及焦炉使用寿命。节能涂料用于焦炉立火道和蓄热室高辐射覆层技术虽然节能效果显著，达到10％以上，但也只在焦炉新建时应用。迄今为止尚未发现有在线对焦炉进行节能涂料喷涂和修补喷涂的报道。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题和不足，本发明提供一种焦炉在线修补和/或涂覆节能涂料的喷涂装置及施工方法。

本发明的技术方案如下：

一种焦炉在线修补和/或涂覆节能涂料的喷涂装置，该装置包括：底座，支撑架，喷枪 和喷枪杆，进料管，进气管，喷枪杆升降机构，所述支撑架固定于底座上，所述的喷枪与喷枪杆固定连接，底座上有通孔使喷枪伸入到底座的下方，所述的喷枪内至少设有一个喷头。

根据本发明，所述喷枪杆升降机构包括卷扬机、牵拉绳和定滑轮，卷扬机固定于支撑架或底座上，牵拉绳通过固定于支撑架上的定滑轮与喷枪杆相连，带动喷枪上下移动。使用时，将所述底座置于焦炉顶部，喷枪对准焦炉看火口，在卷扬机和牵拉绳带动下喷枪下移探入立火道内进行喷涂。所述喷枪杆升降机构还可以是液压机构。

根据本发明，所述的喷枪内设有2-4个喷头；所述喷头轴线与水平方向夹角不大于60°，进一步优选所述喷头轴线与水平方向夹角不大于30°；最优选所述喷头轴线与喷枪杆垂直，使喷头喷出方向与喷枪杆垂直，也即在使用状态时喷头出料方向与待喷涂的立火道内壁面大致是垂直的。优选的，所述喷枪喷料速度为0.5～20kg/min；通过进气管、进料管上阀门控制进气流量及进料流量来控制喷枪喷料速度。

根据本发明优选的，所述进料管和进气管连接到喷枪杆上，分别由喷枪杆内的气体通道和进料通道将气体和涂料送到喷枪内的喷头处；优选的，所述的进气管、进料管上分别装有阀门。所述气体的气源是压缩空气。

根据本发明优选的，所述定滑轮有两个，其中一个下定滑轮与卷扬机近邻，另一个上定滑轮固定在支撑架的上端。牵拉绳绕在卷扬机上，牵拉绳依次从下定滑轮、上定滑轮绕过，与喷枪杆相连。优选的，所述的卷扬机通过牵拉绳带动喷枪以0～1m/s的速度上下移动。

根据本发明所优选的，所述的喷枪还安装有耐高温相机；用以实时定位砖缝或熔洞，方便地确定喷枪高度进行定位喷涂。

根据本发明所优选的，所述的喷枪杆还设有冷却水系统；通过通入循环冷却水保证喷枪及喷枪杆温度不至过高，防止高温使喷出喷枪前的涂料的物理性能发生改变，防止喷枪及喷枪杆因高温变形。冷却水系统由冷却水进水管、出水管，并与外设水箱连通，水箱内设有泵。

根据本发明优选的，所述底座底部四角固定有轮，便于整个装置移动。进一步优选的，所述底座还包括至少一个定位支撑脚，用以固定喷涂装置，保证喷涂时喷涂装置不发生意外移动，保持喷枪在垂直路线上移动。

根据本发明所优选的，在所述支撑架上还设有喷枪杆定向装置，包括至少1对压轮，将喷枪杆压住，防止喷枪杆发生自旋转运动。进一步优选的，喷枪杆定向装置设置有2对压轮。所述喷杆定向装置固定连接于支撑架上。

为了更好地防止喷杆在上下移动过程中发生自转运动，优选的喷枪杆截面为正方形，使喷枪杆紧贴在对压轮的中间通过。喷杆定向装置上还设有控制对压轮夹紧或松开喷枪杆的卡扣结构。

一种焦炉在线节能修补喷涂方法，包括使用本发明所述的喷涂装置，将底座置于焦炉顶部，喷枪对准焦炉看火口，喷枪下移探入立火道内进行喷涂。

更为详细地，一种焦炉在线节能修补喷涂方法，包括使用本发明所述的喷涂装置，步骤如下：

(1)在焦炉顶部将喷涂装置装好，并使进气管、进料管阀门处于关闭状态；进料管与料浆罐相连，所述进气管与压缩空气相通；和/或者，如有冷却水的装置，则往水箱内注入水，并启动水泵；

(2)打开焦炉看火孔盖，将(1)中所述安装好的喷涂装置移动至通孔和喷枪正对看火孔的位置，用定位支撑脚使底座固定；

(3)开启进料管和进气管，启动卷扬机，使喷枪通过看火孔探入焦炉内或立火道中对内壁或立火道表面进行喷涂；和/或，同时开启冷却水；

(4)喷涂完成后，关闭进料管和进气管；或/和，松开喷枪杆定向装置的对压轮，旋转喷枪喷头的方向，对其余未喷涂的内面继续喷涂，直至该立火道全部喷涂完成；

(5)放开定位支撑脚，移动喷涂装置至下一看火孔继续喷涂；盖上刚喷涂完成的立火道看火孔盖；

重复以上步骤(2)～(5)，直至完成所有立火道喷涂。拆解喷涂装置，完成施工。

喷涂时，可用喷枪安装的耐高温相机实时定位砖缝或熔洞，固定喷枪高度进行定位喷涂。

根据喷头设置情况和焦炉内壁或立火道内面的情况，在上述步骤(3)-(4)的喷涂过程中，设有喷杆定向装置时，先将喷枪的喷头对准焦炉的某一个或几个内壁或立火道的内面后固定喷枪杆，进行喷涂，然后松开喷杆定向装置的对压轮，旋转喷枪杆，再对准其余未喷涂的内壁面固定喷枪杆，进行喷涂。例如，当喷枪有两个喷头、立火道有四个面时，固定喷枪杆一次只能喷两个面儿，然后松开喷枪杆压轮，旋转喷杆，再固定，继续喷涂另两个未喷到的面儿。

本发明所述的喷涂料为高辐射节能涂料和/或修补用涂料。

本发明的装置和施工方法特别适合在不影响焦炉正常生产的情况下对焦炉立火道进行节能涂料的喷涂，并可实现对立火道与炭化室隔墙、相邻立火道隔墙进行喷补，节能可达10％以上，并可减少焦炉漏气，提高焦炉硅砖物理性能，延长焦炉的使用寿命。

本发明的有益效果：

1.本发明装置设备投资小，操作简单，移动方便。

2.本发明装置既可对立火道内壁进行全面均匀喷涂，又可以定点对熔洞进行修补；既可以单独喷涂高辐射节能涂料，又可以喷涂修补涂料，或同时进行，实现节能喷涂及修补双重效果。

3.本发明装置可安装有耐高温相机，可通过连线微机实现实时观测，可准确的对火道内壁上的熔洞进行修补。

4.本发明装置施工时，通过焦炉立火道顶部看火孔进行，不影响焦炉正常工作，方便施工；施工操作简单，可及时发现焦炉损坏，及时修补，提前防止焦炉孔洞的出现或者进一步的发展。

附图说明

图1为焦炉在线节能修补喷涂装置示意图。

图2为所述喷枪内部结构示意图。

图3为喷头内部结构示意图。

图4为喷杆定位装置示意图，左图为正视图，右图为俯视图。

图5为带有冷却水系统的喷涂装置示意图。

图6是管道在喷枪杆、喷枪内的布设示意图。

其中：1、底座；2、卷扬机；3、牵拉绳；4、支撑架；5、喷枪杆；6、冷却水进水管，7、冷却水出水管；8、水箱；9、进气管，10、进料管；11、喷杆定位装置；12、喷枪；13、轮；14、通孔；15、定位支撑脚；16、喷头；17、定滑轮；18、压缩空气管路；19、冷却水进水管道；20、进料管道。21、通气内喷头；22、进气通道；23、浆料进口；24、料气喷出孔；25、外喷头。26、外架；27、压轮。

图7为实施例3焦炉立火道喷涂表面效果普通光学照片。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中所用的耐高温相机为上海邦安检测工程有限公司Canty Camera相机。

实施例1:一种焦炉在线修补和/或涂覆节能涂料的喷涂装置，结构如图1所示。

该装置包括底座1、卷扬机2、牵拉绳3、支撑架4、喷枪杆5、进料管10和进气管9、喷杆定向装置11、喷枪12、轮13。所述的喷枪12与喷枪杆5固定一起；所述的喷枪杆5与进料管10和进气管9相连，所述的轮13固定于底座1底部，所述喷杆定向装置11和卷扬机2固定于支撑架4上，支撑架4垂直固定于底座1上；所述的喷枪杆5通过牵拉绳3和两个定滑轮17与卷扬机2相连。所述喷枪12内有两个喷头16，所述底座安装有四只轮13并有四个定位支撑脚15。所述进气和进料分别由喷枪杆内的气体通道和进料通道将气体和涂料送到喷枪内的喷头处；所述气体的气源是压缩空气。所述的进气管、进料管上分别装有阀门。

所述喷杆定向装置11有两对压轮27固定在外框26上，对压轮27之间留有喷枪杆的空间，使喷枪杆从所述的两对压轮中间穿过，避免喷枪杆在上下移动过程中发生自旋运动。为了更好地防止喷杆在上下移动过程中发生自转运动，优选的喷枪杆截面为正方形，使喷 枪杆紧贴在压轮的中间通过。喷杆定向装置11上还设有控制一对压轮27夹紧或松开喷枪杆的机构。例如卡扣装置等。

实施例2、带有冷却水的喷涂装置

如实施例1所述的一种焦炉在线修补和/或涂覆节能涂料的喷涂装置，所不同的是：喷枪杆上还设有冷却水系统，包括进水管6、出水管7和水箱8，进水管6和出水管7连接到喷枪杆5上部的进、出水口，进水管6接通在喷枪杆5内的冷却水进水管道，将冷的水送到喷杆底部，冷水在喷杆内热交换后从喷杆上部的出水口出来，通过出水管7回到水箱8中，水箱8内设有水泵，水箱8与进水管6、出水管7连通，使得冷却水进入喷枪杆及喷枪内的冷却水管道，起到冷却作用。结构如图5所示。喷枪杆的内腔是密封空间，冷却水从进水管道进入其中，从出水口流出。所述支撑架上还有固支架的筋(图5支撑架上菱形线所示部分)。

实施例3、对焦炉立火道进行节能涂料及修补喷涂施工方法

对焦炉进行节能涂料及修补喷涂，喷涂装置如实施例1和2所述。在焦炉顶部按装好本发明所述的装置，并使进气管、进料管阀门处于关闭状态；进料管与料罐相连，所述进气管与高压气(如压缩空气)相通；和/或所述水箱内注入水，并启动水泵。

打开焦炉看火孔盖，将装好的喷涂装置移动至喷枪正对看火孔的位置，用定位支撑脚使底座水平并固定；开启进料管和进气管，和/或同时开启进出水管；启动卷扬机，卷扬机通过牵拉绳带动喷枪以0～1m/s的速度上下移动。喷枪通过看火孔探入立火道对立火道一个或多个内壁面进行喷涂；所述喷枪喷料速度为0.5～20kg/min；通过进气管、进料管上阀门控制进气流量及进料流量来控制喷枪喷料速度。

所述喷涂作业时，用喷杆定向装置的对压轮固定喷枪杆先将喷枪的喷头对准立火道的二个面，进行喷涂，喷涂完成后，立即关闭进料管和进气管；然后松开喷杆定向装置的对压轮，旋转喷枪杆，再将喷头对准其余二个未喷涂的面固定喷枪杆，继续进行喷涂。

一个立火道喷涂完成后，立即关闭进料管和进气管；放开底座的定位支撑脚，移动喷涂装置至下一看火孔；盖上刚喷涂完成的立火道看火孔盖；继续喷涂下一个立火道，如此重复以上操作，直至完成所有立火道喷涂。

完成施工，拆解喷涂装置。喷涂时，可用耐高温相机实时定位砖缝或熔洞，固定喷枪高度进行定位喷涂。喷涂的立火道表面效果如图5所示。