焦炉耐材保护性拆除装置及拆除方法与流程

本发明涉及炉窑施工技术领域，具体涉及一种焦炉耐材保护性拆除装置及拆除方法。

背景技术：

焦化行业结构调整和产业升级，有些因区域产业布局需要保护性拆除异地重建。一座炉子耐火材料约两万余吨，近六百种砖型，需保护拆除、清除泥浆、标识分类打包、装车发往重建现场。在实际施工中存在以下缺点：

(1)焦炉炉顶区过顶砖是跨在燃烧室墙顶部的，单块砖重量在30公斤左右，高度为205mm，它承担着炉顶大部分的重量，必须保证过顶砖无质量疏松和横向裂纹的现象。在过顶砖拆除中，工人在炭化室的施工脚手平台上，采用木方作为杠杆，对过顶砖底部进行撬动，容易造成砖块缺楞掉角，甚至产生横向裂纹，无法再次使用。

(2)焦炉砌体结构复杂，砖型种类多样，以焦炉燃烧室为例，单层墙体砖型通常有几十种之多，其墙宽从推焦侧往出焦侧逐渐变小，墙体内部由多个隔墙分隔成若干个立火道，隔墙宽度为每三道隔墙减少几毫米的方式递减。拆除时，砖块标识大多被泥浆覆盖且序号均已打乱，形状相似但尺寸不一的砖型难以分辨，容易混码在砖板上，造成材料统计不准确。

(3)焦炉砖块结构基本带有沟舌，砖块之间通过耐火泥啮合在一起，拆除过程中，拆砖人员沿砖缝插入铁铲、铁钎将耐火砖撬起，耐火砖的工作面容易损坏，使得拆除成品率很低。

(4)拆除的耐火砖上附着的大量灰疤，剥离和清理工作量大。

鉴于此，亟需发明一种耐火砖砖块之间的拆分、附着灰疤的快速清理以及相似砖块的分类等一系列保护性拆除的方法，提高砖块拆除的成品率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种焦炉耐材保护性拆除装置及拆除方法，能够快速拆分砖块、清理附着灰疤、分类相似砖块。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种焦炉耐材保护性拆除装置，包括：用于拆除炉顶过顶砖的摇臂砖块拆分车、用于剥离较小砖块的砖块分离器、用于清理砖块上大面积灰疤的灰疤剥离锤、用于清洁砖块的棱角、沟槽和沟舌的灰疤清洁器、用于快速分辨相似砖块的砖块比尺；

所述摇臂砖块拆分车包括摇臂机构、支撑基座、夹具基座、夹具、车架和车轮，所述摇臂机构的前端与所述夹具基座铰接、中部与所述支撑基座铰接，所述支撑基座安装于所述车架上，所述夹具安装于所述夹具基座上，所述夹具的夹体前端设有用于过顶砖插入的开口；

所述砖块分离器包括两个对称布置的分离块和支撑于两个分离块之间的凸轮；所述分离块包括底板，底板的下表面设置垂直的锯齿片、上表面设置垂直的挡板；所述凸轮位于两块挡板之间，转动时可以调节两个分离块之间的距离，以分离砖块；

所述灰疤剥离锤包括锤把和锤头，锤头的一面为阵列的凸起结构，另一面为麻面；

所述灰疤清洁器包括握柄、直角刮头、沟槽刮头和沟舌刮头，三个刮头固定连接于所述握柄的前端，并呈圆周分布，每个刮头的前端坚硬，后端设有麻面或毛刷；

所述砖块比尺包括尺头和尺面，所述尺面的一端与尺头滑动连接、另一端根据单种相似砖型的各种长短规格设置成阶梯状。

上述方案中，所述摇臂机构包括主摇臂和副摇臂，所述主摇臂和副摇臂均为钢管制作而成的u形结构，开口端朝前，主摇臂位于副摇臂的上方，两者平行设置；所述支撑基座有两个，分别位于主摇臂和副摇臂的两侧中部；每个支撑基座包括两块平行设置的竖直钢板，所述主摇臂和副摇臂从两块钢板之间穿过，钢板与主摇臂或副摇臂之间通过带有旋钮的螺栓轴连，所述钢板固定安装于所述车架上；所述夹具基座有两个，分别位于主摇臂和副摇臂的两侧前端；每个夹具基座包括两块平行设置的竖直钢板，所述主摇臂和副摇臂的前端插设于两块钢板之间，钢板与主摇臂或副摇臂之间通过带有旋钮的螺栓轴连。

上述方案中，所述夹具的夹体横截面为u形，开口朝前，夹体长度小于炭化室宽度；所述夹体顶部设有槽口，槽口上设有圆柱套筒，所述圆柱套筒的上部为圆柱面，底面为水平面；所述夹具还包括凸轮扳手，所述凸轮扳手为圆柱直角折弯件，圆柱直角折弯件的一边设有水平切面，该边插入圆柱套筒内，并且两端与圆柱套筒轴连；圆柱直角折弯件旋转上扬时，其一边的水平切面与夹体槽口的内表面平齐，可以任意插入过顶砖；凸轮扳手旋转下压时，其一边的圆柱拱面压紧过顶砖，以便锁定。

上述方案中，所述摇臂砖块拆分车还包括旋转台和转台底座，所述转台底座固定安装于所述车架上，所述旋转台通过旋转轴与转台底座轴连，所述支撑基座的下端与旋转台固定连接。

上述方案中，两个分离块分别为左分离块和右分离块，左分离块锯齿片与右分离块锯齿片错开设置，保证所有锯齿片插入砖缝后在一条直线上重合。

上述方案中，所述左分离块的锯齿片设于两端，所述右分离块的锯齿片设于中部，右分离块的锯齿片的长度等于左分离块两端锯齿片的间距。

上述方案中，所述凸轮为椭圆形结构，所述凸轮上设有便于旋转操作的手柄。

本发明还提出一种焦炉耐材保护性拆除方法，该拆除方法采用上述拆除装置进行，包括以下步骤：

步骤1、在焦炉的推焦机侧和出焦侧搭设操作脚手架，在炭化室底部布设安全兜网，对炭化室底部砖进行防护；

步骤2、根据焦炉本体拆除范围、清理分类所必须的场地，结合焦炉建造图纸，合理安排日工作量；

步骤3、砖块拆除：施工流程包括，炉顶耐材保护性拆除——燃烧室耐材保护性拆除——蓄热室篦子砖保护——斜道耐材保护性拆除——蓄热室耐材保护性拆除——篦子砖及小烟道耐材保护性拆除——焦炉顶板耐火泥清理；

步骤4、标识、分类及打包：检查码垛后先对砖垛进行打捆，再经叉车运至缠绕机，用塑料薄膜进行包裹。

上述方法中，步骤2中，拆除范围从推焦侧往出焦侧或反之同一种宽度隔墙的立火道逐步拆除，避免同时处理更多的砖型，减少出错。

上述方法中，步骤3中，针对炉顶过顶砖，采用摇臂砖块拆分车；针对较小砖块剥离，采用砖块分离器；针对砖块上的大面积灰疤，采用灰疤剥离锤；针对砖块的棱角、沟槽和沟舌，采用灰疤清洁器；针对相似砖块的分类，采用砖块比尺。

本发明的有益效果在于：

1、针对焦炉燃烧室墙宽从推焦侧往出焦侧逐渐变小，墙体内部由多个隔墙分隔成若干个立火道，隔墙宽度为每三道隔墙减少几毫米的方式递减的特点，拆除范围从推焦侧往出焦侧或反之每三个立火道逐步拆除，避免同时处理更多的砖型，减少出错，提高拆除效率。

2、采用摇臂砖块拆分车拆除过顶砖，其摇臂结构包括平行设置的主摇臂和副摇臂，位于同一侧的支撑基座、夹具基座、主摇臂、副摇臂四者形成平行四边形，由于支撑基座的竖直钢板是固定的，可以保证摇臂机构旋转时，夹具基座与夹具始终处于竖直状态，从而保证过顶砖的撬起方向是竖直向上的，避免了常规拆除方式，过顶砖扭曲受力，造成缺楞掉角，甚至产生横向裂纹，无法再次使用的问题。

3、采用砖块分离器剥离较小砖块，左分离块和右分离块插入砖缝侧为锯齿片，通过两个分离块之间的凸轮水平施力撑开两块砖之间的黏结，避免了常规拆除方式沿砖缝插入铁铲、铁钎将耐火砖撬起，耐火砖的工作面容易损坏，使得拆除成品率很低的问题。两个分离块的锯齿片插入砖缝时在一条直线上重合，保证了锯齿片的厚度和强度。

4、采用灰疤剥离锤清除砖块上的大面积灰疤，凸起结构敲击在大面积灰疤上，灰疤整体破裂掉落，再采用麻面对砖块表面的附着物进行锉磨，即可快速完成大面积灰疤的清理工作。

5、采用灰疤清洁器上的直角刮头、沟槽刮头和沟舌刮头分别清理砖块棱角、砖块沟槽、砖块沟舌上的灰疤，每个刮头的前端坚硬，后端设有麻面或毛刷，能随时转换工作状态，实现砖块细小部位的快速清理工作。

6、采用砖块比尺快速分辨相似砖块细小的砖长变化，避免了形状相似但尺寸不一的砖型难以分辨，容易混码在砖板上，造成材料统计不准确的问题。砖块比尺的尺头和尺面可活动调节，以便增加尺面测量的长度，适合多种砖型长度的比较。

7、本发明方法采用五个独立构件组成的一套保护性拆除装置进行焦炉拆除作业，能够实现耐火砖砖块之间的保护性拆分、附着灰疤的快速清理，以及相似砖块的快速分类，不仅提高了砖块拆除的成品率，还提高了作业效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明焦炉耐材保护性拆除装置的摇臂砖块拆分车的结构图；

图2是图1所示摇臂砖块拆分车增设旋转台示意图；

图3是图1所示摇臂砖块拆分车的夹具开启示意图；

图4是图1所示摇臂砖块拆分车的夹具开启示意图；

图5是本发明焦炉耐材保护性拆除装置的砖块分离器的结构图；

图6-7是图5所示砖块分离器的结构展开示意图；

图8是本发明焦炉耐材保护性拆除装置的灰疤剥离锤的结构图；

图9是本发明焦炉耐材保护性拆除装置的灰疤清洁器的结构图；

图10是本发明焦炉耐材保护性拆除装置的砖块比尺的结构图；

图11是焦炉的总体结构示意图；

图12是本发明焦炉耐材保护性拆除方法的施工示意图；

图13是图12的局部三维示意图；

图14是焦炉立火道示意图。

图中：100、摇臂砖块拆分车；110、主摇臂；111、延长杆；112、把手；120、副摇臂；130、支撑基座；140、夹具基座；150、夹具；151、夹体；152、圆柱套筒；153、凸轮扳手；1531、圆柱拱面；1532、水平切面；160、车架；170、车轮；180、旋转台；181、转台底座；182、旋转轴；183、销轴；200、砖块分离器；210、左分离块；211、底板；212、锯齿片；213、挡板；220、右分离块；230、凸轮；240、手柄；300、灰疤剥离锤；310、锤把；320、锤头；321、凸起结构；400、灰疤清洁器；410、握柄；420、直角刮头；430、沟槽刮头；440、沟舌刮头；450、连接板；460、毛刷；500、砖块比尺；510、尺头；520、尺面；530、滑杆；540、燕尾螺栓。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-10所示，为本发明一较佳实施例的焦炉耐材保护性拆除装置，包括：用于拆除炉顶过顶砖的摇臂砖块拆分车100、用于剥离较小砖块的砖块分离器200、用于清理砖块上大面积灰疤的灰疤剥离锤300、用于清洁砖块的棱角、沟槽和沟舌的灰疤清洁器400、用于快速分辨相似砖块的砖块比尺500。

如图1-4所示，摇臂砖块拆分车100包括摇臂机构、支撑基座130、夹具基座140、夹具150、车架160和车轮170，摇臂机构的前端与夹具基座140铰接、中部与支撑基座130铰接，支撑基座130安装于车架160上，夹具150安装于夹具基座140上，夹具150包括夹体151，夹体151安装于夹具基座140上，夹体151前端设有用于过顶砖插入的开口。

进一步优化，摇臂机构包括主摇臂110和副摇臂120，主摇臂110和副摇臂120均为钢管制作而成的u形结构，开口端朝前，主摇臂110位于副摇臂120的上方，两者平行设置，通过支撑基座130、夹具基座140连接。主摇臂110长于副摇臂120，主摇臂110的后端安装有延长杆111和把手112。

进一步优化，支撑基座130有两个，分别位于主摇臂110和副摇臂120的两侧中部；每个支撑基座130包括两块平行设置的竖直钢板，主摇臂110和副摇臂120从两块钢板之间穿过，钢板与主摇臂110或副摇臂120之间通过带有旋钮的螺栓轴连。竖直钢板固定安装于车架160上。夹具基座140有两个，分别位于主摇臂110和副摇臂120的两侧前端；每个夹具基座140包括两块平行设置的竖直钢板，主摇臂110和副摇臂120的前端插设于两块钢板之间，钢板与主摇臂110或副摇臂120之间通过带有旋钮的螺栓轴连。位于同一侧的支撑基座130、夹具基座140、主摇臂110、副摇臂120四者形成平行四边形，由于支撑基座130的竖直钢板是固定的，可以保证摇臂机构旋转时，夹具基座140与夹具150始终处于竖直状态。

夹具150的夹体151横截面为u形，开口朝前，开口略大于过顶砖高度，夹体151长度小于炭化室宽度。夹具150的夹体151横截面为u形，开口朝前，夹体151长度小于炭化室宽度；夹体151顶部设有槽口，槽口上设有用于插设凸轮扳手153的圆柱套筒152，圆柱套筒152的上部为圆柱面，底面为水平面。夹具150还包括凸轮扳手153，凸轮扳手153为圆柱直角折弯件，圆柱直角折弯件的一边设有水平切面1532，该边插入圆柱套筒152内，并且两端与圆柱套筒152轴连；圆柱直角折弯件旋转上扬时，其一边的水平切面1532与夹体151槽口的内表面平齐，可以任意插入过顶砖；凸轮扳手153旋转下压时，其一边的圆柱拱面1531压紧过顶砖，以便锁定。

进一步优化，摇臂砖块拆分车100还包括旋转台180和转台底座181，转台底座181固定安装于车架160上，旋转台180通过旋转轴182与转台底座181轴连，支撑基座130的下端与旋转台180固定连接。在车轮170不便于转角的情况下，通过旋转台180的旋转带动摇臂机构实现转角。旋转台180和转台底座181上设有销轴孔，以便不需要旋转台180旋转的时候，插入销轴183进行固定。

摇臂砖块拆分车100使用时，将夹具150夹体151的u形开口包住过顶砖，凸轮扳手153旋转下压时，其一边的圆柱拱面1531压紧过顶砖，直至锁紧，此时支撑基座130、夹具基座140与过顶砖的撬起方向均为垂直，下压把手112，夹具150一侧翘起且始终保持竖直状态，避免了常规拆除方式，过顶砖扭曲受力，造成缺楞掉角，甚至产生横向裂纹，无法再次使用的问题。

如图5-7所示，砖块分离器200包括两个对称布置的分离块(分别为左分离块210和右分离块220)和支撑于两个分离块之间的凸轮230。分离块包括底板211，底板211的下表面设置垂直的锯齿片212、上表面设置垂直的挡板213，使用时，底板211紧贴砖块的上表面放置，锯齿片212插入砖缝中，凸轮230的为椭圆形结构，放于两块挡板213之间，凸轮230上设有便于旋转操作的手柄240，转动手柄240时可以调节两个分离块之间的距离，以撑开两块砖块之间的黏结。

左分离块210的锯齿片212与右分离块220的锯齿片212错开设置，保证所有锯齿片212插入砖缝后在一条直线上重合，以保证锯齿片212的厚度和强度。本实施例中，左分离块210的锯齿片212有两个，分别设于底板211的两端，右分离块220的锯齿片212有一个，设于底板211的中部，右分离块220的锯齿片212的长度等于左分离块210两端锯齿片212的间距，插入砖缝后三个锯齿片212在一条直线上重合。

砖块分离器使用时，将左分离块210和右分离块220的锯齿片212同时插入砖缝，然后将凸轮230的小端放入两块挡板213之间，压下手柄240即可分离砖块200，避免了常规拆除方式沿砖缝插入铁铲、铁钎将耐火砖撬起，耐火砖的工作面容易损坏，使得拆除成品率很低的问题。

如图8所示，灰疤剥离锤300包括锤把310和锤头320，锤头320的一面为阵列的凸起结构321，另一面为麻面322。凸起结构321敲击在大面积灰疤上，灰疤整体破裂掉落，再采用麻面322对砖块表面的附着物进行锉磨，即可快速完成大面积灰疤的清理工作。

如图9所示，灰疤清洁器400包括握柄410、直角刮头420、沟槽刮头430和沟舌刮头440，三个刮头固定连接于握柄410的前端，并呈圆周分布，三个刮头之间通过连接板450相连。每个刮头的前端坚硬，后端设有麻面或毛刷460。直角刮头420的横截面为直角，用于清理砖块棱角上的灰疤；沟槽刮头430的横截面为凸出的圆弧，用于清理砖块沟槽的灰疤；沟舌刮头440的横截面为凹陷的圆弧，用于清理砖块沟舌的灰疤。转动握柄410可以随时转换工作状态。

如图10所示，砖块比尺500包括尺头510和尺面520，尺面520的一端通过滑杆530与尺头510连接，滑杆530固定在尺头510上，尺面520的一端设有滑孔，滑杆530插设于滑孔中，尺面520可以沿滑杆530移动，调节到一定长度后通过燕尾螺栓540固定。尺面520的另一端根据单种相似砖型的各种长短规格设置成阶梯状，每个长度对应砖号进行标识。砖块比尺500在相似砖块分类时使用，能快速分辨细小的砖长变化。尺头510和尺面520可活动调节，以便增加尺面520测量的长度，适合多种砖型长度的比较。

本发明还提出利用上述拆除装置进行焦炉耐材保护性拆除方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、在焦炉的推焦机侧和出焦侧搭设操作脚手架，对炭化室底部砖进行防护。具体的，在脚手架之间、炭化室底部高1.5米处，拉两根钢丝绳，布设安全兜网，防止砖块坠落损坏炭化室底。

步骤2、首先根据焦炉本体拆除范围、清理分类所必须的场地，结合焦炉建造图纸，合理安排日工作量。接着在施工范围内的孔洞上铺设跳板，根据拆除日计划准备砖托板并放置在尽量减少人员搬运距离的合理位置，满足每个砖号都有对应砖托板以及规划搬运路线，确保自身安全，也减少砖块的磕碰。

以焦炉燃烧室为例，墙宽从推焦侧往出焦侧逐渐变小，墙体内部由多个隔墙分隔成若干个立火道，隔墙宽度为每三道隔墙减少几毫米的方式递减。拆除应从推焦侧往出焦侧或反之每三个立火道逐步拆除，避免同时处理更多的砖型，减少出错，提高拆除效率。

步骤3、砖块拆除。如图11所示，施工流程包括：炉顶耐材保护性拆除——燃烧室耐材保护性拆除——蓄热室篦子砖保护——斜道耐材保护性拆除——蓄热室耐材保护性拆除——篦子砖及小烟道耐材保护性拆除——焦炉顶板耐火泥清理。

在砖块拆除的过程中，针对炉顶过顶砖，首先将施工部位的通道清理平整，以便使用摇臂砖块拆分车100。使用时，将夹具150夹体151的u形开口包住过顶砖，转动凸轮扳手153，快速夹住过顶砖，此时支撑基座130、夹具基座140与过顶砖的撬起方向均为垂直，下压把手112，夹具150一侧翘起且始终保持垂直状态，避免了常规拆除方式，过顶砖扭曲受力，造成缺楞掉角，甚至产生横向裂纹，无法再次使用的问题。

针对较小砖块剥离采用砖块分离器200，使用时，将左分离块210和右分离块220的锯齿片212同时插入砖缝，在两个挡块213之间插入凸轮230，压下手柄240即可分离砖块，避免了常规拆除方式，沿砖缝插入铁铲、铁钎将耐火砖撬起，耐火砖的工作面容易损坏，使得拆除成品率很低的问题。

针对砖块上的大面积灰疤采用灰疤剥离锤300，凸起结构321敲击在大面积灰疤上，灰疤整体破裂掉落，再采用麻面对砖块表面的附着物进行锉磨，即可快速完成大面积灰疤的清理工作。

针对砖块的棱角、沟槽和沟舌采用灰疤清洁器400进行清除和清洁。

针对相似砖块的分类采用砖块比尺500快速分辨细小的砖长变化。

步骤4、标识、分类及打包：检查码垛后先对砖垛进行打捆，再经叉车运至缠绕机，用塑料薄膜进行包裹。垛顶铺盖塑料纸，同时将该垛的标志牌插入，应标明砖号，数量、使用部位，如：“炉顶硅砖、144块、k131”。货仓区域要划分明确，耐火砖有序堆放并且防雨防晒。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。