一种热回收焦炉用的炉墙膨胀防护装置的制作方法

本发明属于热回收焦炉砌筑施工技术领域，尤其涉及一种热回收焦炉用的炉墙膨胀防护装置。

背景技术：

焦炉在炼焦生产过程中，因温度高而产生膨胀力，作用在炉墙上，使焦炉产生横向应力、纵向应力和垂直应力。由于炉墙都是用耐火砖砌筑，承受应力能力低，所以炉墙被损坏。为了抵消这些应力，焦炉安装炉柱和拉条等护炉设备，给焦炉施加大的护炉作用力，保护焦炉不被损坏。

目前，传统的热回收焦炉拉条布置由纵拉条和横拉条组成：纵拉条主要由圆钢、弹簧、支撑架等组成，焦炉根据情况可由4-10根纵拉条组成。纵拉条中间大部分安装在炉顶，暴露在炉顶表面，不加盖板，两端与炉顶面有一定角度穿过抵抗墙，两端设有弹簧组，弹簧组预留压缩量应大于因温度升高而导致的拉条伸长量。纵拉条的作用是拉住抵抗墙，克服焦炉纵向膨胀力，使焦炉在预留的膨胀缝内压缩，保护抵抗墙不倾斜；横拉条分为上部横拉条、下部横拉条两部分。下部横拉条由4根拉条组成，其中机焦侧各2根。采用圆钢，在其一端（外部）加工螺纹制成，穿过固定在炉柱上弹簧套筒，套筒内放置大弹簧，通过螺母紧固。另一端（焦炉内部侧）弯曲成直角，穿过焦炉底部埋管固定；上部横拉条一般由2根整根圆钢组成，安装在焦炉炉顶机焦侧拉条沟内。在其两端均加工螺纹，穿过固定在炉柱上弹簧套筒，套筒内放置大弹簧，通过螺母紧固。

上述结构存在的问题有：纵拉条拉力不足甚至断裂，造成抵抗墙倾斜，炭化室也跟着倾斜，严重时造成推焦和启闭炉门困难、炉体局部损坏等；上部横拉条腐蚀均极为严重，其中机焦侧炉头处及上升管根部处更明显；机焦侧大弹簧受损严重，处于疲劳状态，无法起到保护炉体的作用；下部横拉条机焦侧两段结构，起不到保护焦炉的作用。

纵拉条损坏的主要原因：纵拉条长期暴露在大气中，受炉温变化、气候变化、雨雪冰雹、寒冷和其他原因导致拉条伸长或收缩甚至断裂；

横拉条腐蚀的主要原因：由于上部横拉条安装在靠近上升管处和炉头，易受高温烘烤和从炭化室逸出的高温荒煤气作用而发生高温蠕变而破损。另外在雨季炉顶拉条沟易积水，残余污水不能及时清理，加速拉条腐蚀；

横拉条大弹簧破坏主要原因：炉顶炉头处弹簧长期处在高温作用下，易产生高温疲劳而破坏。另外在焦炉横向方向上长期高温作用产生膨胀，致使弹簧受力超过极限。炉头处长期装煤、推焦产生大量粉尘，吸附到弹簧上，对其造成腐蚀。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热回收焦炉用的炉墙膨胀防护装置，克服现有技术的不足，利用炉顶钢结构平台消化焦炉生产中产生的纵向膨胀应力，使抵抗墙不向外倾斜，保护抵抗墙，起到纵拉条的作用，避免纵拉条因拉力不足或断裂带来的不利影响；焦炉机侧和焦侧采用新型横拉条布置，改善炉墙膨胀防护的效果。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种热回收焦炉用的炉墙膨胀防护装置，其特征在于，包括抵抗炉墙纵向变形的炉顶钢结构平台和抵抗炉墙横向变形的组合式横拉条装置，炉顶钢结构平台包括沿焦炉中心线左右对称设置的一号平台、三号平台以及四号平台，一号平台和三号平台之间通过若干个二号平台相连接，一号平台和三号平台的两端各通过一个四号平台相连接，两个对称的三号平台之间通过支撑座相连接，两个四号平台之间居中通过支撑梁相连接，一号平台、二号平台、三号平台和四号平台通过支架、支撑座、支撑梁构成一个空间平台框架结构，该空间平台框架结构与焦炉顶部通过炉顶基础墩相连接；所述组合式横拉条装置包括上部横拉条和下部横拉条，所述上部横拉条为长拉条与短拉条的组合结构，一组所述上部横拉条包括居中的长拉条和设于长拉条两端的短拉条组成，长拉条和短拉条通过支撑架相连接；短拉条一端通过上部弹簧装配组件与柱顶槽盒相连接；所述下部横拉条为通长单拉条结构，下部横拉条两端分别位于机焦侧通过下部弹簧装配组件与炉柱底部相连接，下部横拉条为整条杆件结构。

所述上部横拉条中一组配套两根长拉条和四根短拉条，长拉条和短拉条的两端均加工成螺纹。

所述上部弹簧装配组件包括上簧座、上拉簧、上托盘和上拉螺母，柱顶槽盒内上拉螺母与依次穿过柱顶槽盒前拉板、上簧座、上拉簧和上托盘的上拉杆端部相连接。

所述柱顶槽盒是一个由前拉板、后拉板、上拉板和下拉板组成的开放式框架，前拉板上中间开孔，后拉板与炉柱相连接。

所述下部弹簧装配组件包括下簧座、组合弹簧、下托盘和下拉螺母，下簧座与炉柱相连接，下簧座与下托盘之间设有组合弹簧，安装时，下拉螺母与依次穿过下托盘、组合弹簧和下簧座的下部横拉条端部相连接，所述弹簧为内外组合式压缩弹簧组。

所述支撑架为皿形结构，中间对称设有短拉条过孔，周边对称设有长拉条过孔。

所述下部横拉条为续接杆体，两段拉条通过连接件接成一体，贯穿于机焦两侧。

所述连接件为45号钢制双螺纹套筒，其每段螺纹的有效长度不少于60mm。

所述连接件两端配套设置防松螺母。

所述二号平台在焦炉中心线两侧呈交互设置或对称设置。

与传统技术相比，本发明的有益效果在于：1）通过生产实践证明，炉顶钢结构平台能永久消除热膨胀带来的纵向应力，保护抵抗墙，起到纵拉条的作用，从而不设置纵拉条，即节省了材料，又使焦炉炉顶布置合理，又避免纵拉条因拉力不足或断裂带来的不利影响；2）焦炉炉顶无需设置拉条沟，横拉条暴露在炉顶表面，不加任何盖板，避免了拉条受到高温作用而变形；3）上部横拉条中长拉条布置在焦炉中间部分中心距加大，远离焦炉炉顶上升管，避免拉条受到高温作用而变形；4）组合式横拉条装置在靠近机焦侧炉端绕过上升管后，采用一组短拉条，一端通过支撑架、弹簧组与长拉条连接，弹簧有预留压缩量，可以消除热膨胀量；5）短拉条另一端通过上部弹簧装配组件固定在柱顶槽盒内，离炉头有段距离，没有直接设置在焦炉炉头处，避免炼焦、装煤、推焦时高温烟气、煤粉、焦粉直接作用而损坏弹簧和拉条；6）通过生产实际证明，横拉条弹簧在生产中基本处于自由状态下，验证了设计计算的5t弹簧应力符合生产需要；7）上部横拉条和下部横拉条通过弹簧与炉柱连接成整体形成护炉设备，以及在炉顶钢结构平台的共同作用下，保护焦炉炉墙不被热膨胀作用而损坏；8）改进后提高了焦炉的环境保护等级；延长了焦炉使用寿命；具有结构简单、易制作、易安装、易更换，节约了制造、安装、维修、更换成本，提高企业经济效益等特点。

附图说明

图1是发明实施例上、下部横拉条及炉顶钢结构平台平面图；

图2是图1中沿a-a线剖视图；

图3是图2中沿b-b线剖视图；

图4是图2中沿c-c线剖视图；

图中：1-一号平台、2-二号平台、3-三号平台、4-四号平台、5-支撑座、6-支撑梁、7-炉顶基础墩、8-上部横拉条、81-长拉条、82-短拉条、83-支撑架、9-下部横拉条、10-上部弹簧装配组件、11-下部弹簧装配组件、12-炉柱、13-柱顶槽盒、14-连接件、15-防松螺母、16-支架、101-上簧座、102-上拉簧、103-上托盘、104-上拉螺母、111-下簧座、112-组合弹簧、113-下托盘、114-下拉螺母、131-前拉板、132-后拉板、133-上拉板、134-下拉板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明：

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

见图1-图4，是本发明一种热回收焦炉用的炉墙膨胀防护装置实施例结构示意图，包括抵抗炉墙纵向变形的炉顶钢结构平台和抵抗炉墙横向变形的组合式横拉条装置，炉顶钢结构平台包括沿焦炉中心线左右对称设置的一号平台1、三号平台3以及四号平台4，一号平台1和三号平台3之间通过若干个二号平台2相连接，二号平台2在焦炉中心线两侧呈交互设置，一号平台1和三号平台3的两端各由一个四号平台4相连接，两个对称的三号平台3之间通过支撑座5相连接，两个分设于焦炉中心线两端的四号平台4之间居中通过若干支撑梁6相连接，一号平台1、二号平台2、三号平台3和四号平台4通过支架16、支撑座5、支撑梁6构成一个空间平台框架结构，该空间平台框架结构与焦炉顶部通过炉顶基础墩7相连接；组合式横拉条装置包括上部横拉条8和下部横拉条9，上部横拉条8为长拉条81与短拉条82的组合结构，一组上部横拉条8包括居中的长拉条81和设于长拉条81两端的短拉条82组成，长拉条81和短拉条82通过支撑架83相连接，支撑架83为皿形结构，中间对称设有短拉条82过孔，周边对称设有长拉条81过孔。短拉条82一端通过上部弹簧装配组件10与柱顶槽盒13相连接；下部横拉条9为续接杆体构成的通长单拉条结构，两段拉条通过连接件14接成一体，贯穿于机焦两侧，下部横拉条9两端分别位于机焦侧通过下部弹簧装配组件11与炉柱12底部相连接。实施例中，下部横拉条9中的连接件14为45号钢制双螺纹套筒，其每段螺纹的有效长度不少于60mm。为了防止松脱，可在连接件14两端配套设置防松螺母15。

上部横拉条8中一组配套两根长拉条81和四根短拉条82，长拉条81和短拉条82的两端均加工成螺纹。上部弹簧装配组件10包括上簧座101、上拉簧102、上托盘103和上拉螺母104，柱顶槽盒13内上拉螺母104与依次穿过柱顶槽盒13的前拉板131、上簧座101、上拉簧102和上托盘103的上拉杆端部相连接。

柱顶槽盒13是一个由前拉板131、后拉板132、上拉板133和下拉板134组成的开放式框架，前拉板131上中间开孔，后拉板132与炉柱12相连接。

下部弹簧装配组件11包括下簧座111、组合弹簧112、下托盘113和下拉螺母114，下簧座111与炉柱12相连接，下簧座111与下托盘113之间设有组合弹簧112，安装时，下拉螺母114与依次穿过下托盘113、组合弹簧112和下簧座111的下部横拉条9端部相连接，组合弹簧为内外组合式压缩弹簧组。

本发明实施例中，炉顶钢结构平台结构能永久消除热膨胀带来的纵向应力，保护抵抗墙，起到纵拉条的作用，从而不需额外设置纵拉条，即节省了材料，又使焦炉炉顶布置更加合理，还能避免纵拉条因拉力不足或断裂带来的维护工作量。上部横拉条牵拉点设于炉柱顶部，远离高温炉顶，避免拉条受到高温作用而变形。组合式上部横拉条结构可以绕过上升管，弹簧装配组件中的弹簧留有预留压缩量，可以消除热膨胀量。上部横拉条和下部横拉条通过弹簧与炉柱连接成整体形成护炉设备，以及在炉顶钢结构平台的共同作用下，可长期保护焦炉炉墙不因热膨胀作用而损坏。

以上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。