一種幹熄焦爐牛腿結構的製作方法
2023-04-26 20:47:11
本實用新型涉及煉焦技術領域，尤其涉及一種幹熄焦爐牛腿結構。
背景技術：
與傳統的溼法熄焦相比，幹法熄焦具有節能降耗、保護環境、可以提高焦炭質量的作用，因此得到越來越廣泛的應用。
幹熄焦爐作為幹法熄焦技術中的關鍵設備，自上而下包括預存區、環形風道區、斜風道區以及冷卻區，其中斜道區的牛腿是支撐幹熄焦爐內環牆的重要裝置。而在幹熄焦爐運行過程中，由於牛腿承重大、運行溫度波動頻繁、長期受到幹熄焦爐內高溫焦炭及含焦粉的高溫循環氣流的衝刷等原因，使得牛腿很容易磨損開裂，甚至倒塌。因此，牛腿是幹熄焦爐耐材的壽命瓶頸，有的壽命僅約1年多，遠小於幹熄焦爐5年左右的檢修時間。對牛腿的頻繁檢修，大大降低了幹熄焦生產效率，造成了使用成本的增加。
斜道區牛腿是由耐火材料砌成的砌體，現有的延長牛腿立柱使用壽命的措施，主要是改進牛腿的耐火磚材質和火泥強度。然而，耐火材質和火泥強度的改進使得成本大大增加，且改進空間有限，效果並不顯著，即使採用強度很大的氮化矽結合碳化矽磚也同樣會發生牛腿磚損壞的現象。因此改進耐火材料並不是解決牛腿損壞的最佳方法。
由於牛腿是由牛腿磚層層砌築而成，存在灰縫且幹後灰縫體積可能因收縮而產生一定的縫隙。而且迎面磚灰縫長期受高溫循環氣體的直接衝刷和焦炭粉塵的磨損，灰縫中的耐火泥更容易被逐漸衝刷掉，產生空隙。通過牛腿支柱的結構特點可知，幹熄爐內環牆的重力主要作用在牛腿迎面磚上，當迎面磚下面出現空縫時，很容易受到剪切力的作用而發生斷裂。我們對牛腿迎面磚進行了應力分析，結果如圖1和圖2所示，從圖中可以發現，當迎面磚磚層間沒有空縫時，整個牛腿迎面磚受力比較均勻(見圖1)；但是，當迎面磚磚層間出現空縫11時，空縫11上部的迎面磚10會出現剪切應力集中現象，應力集中位置在溝舌處12(見圖2)。而通過對大量幹熄焦牛腿損壞的分析，我們可以發現，牛腿的損壞也主要發生在迎面磚10上，特別是在迎面磚溝舌12處發生斷裂，這與模擬結果相符。
因此，牛腿迎面磚10處出現空縫是牛腿損壞的主要原因。當牛腿迎面磚磚層間出現空縫11時，空縫11上面的迎面磚10在溝舌12處會產生剪應力作用，而耐火磚的抗剪能力比較差，迎面磚10受到剪切力的作用，容易在薄弱點即溝舌12處發生斷裂，斷裂的迎面磚10又會導致與上一層迎面磚10之間的空隙11增大，產生連鎖效應，致使其上面的迎面磚發生斷裂，嚴重時整個牛腿迎面磚甚至內環牆都會發生坍塌。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種幹熄焦爐牛腿結構，採用T型結構的迎面磚，T型迎面磚上突出的兩翼能夠將砌體上的灰縫進行覆蓋遮擋，避免迎面磚一側灰縫中的耐火泥因高溫循環氣體衝刷造成流失，解決了迎面磚因受剪切力作用而造成斷裂、坍塌等問題，有效延長了幹熄焦爐牛腿的使用壽命。
為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案實現：
一種幹熄焦爐牛腿結構，包括在幹熄焦爐斜道區內由砌體組成的牛腿柱，所述砌體包括牛腿支撐磚和迎面磚；所述迎面磚為T型結構，T型迎面磚與對應側的牛腿支撐磚間隔砌築；T型迎面磚突出的兩翼順次相接，覆蓋在牛腿支撐磚的外側形成一層整體的保護層。
所述T型迎面磚由主體及設置在主體一端並向兩側突出的翼板組成，主體水平砌築，翼板傾斜設置，其傾斜角度與牛腿柱對應側的砌築角度相適應；與T形迎面磚間隔砌築的牛腿支撐磚外側面具有與翼板角度相配合的斜面。
所述T型迎面磚的翼板與過頂磚之間、相鄰T型迎面磚的翼板相接處、T型迎面磚與託磚板之間設有膨脹縫，膨脹縫內填充陶瓷纖維氈。
所述膨脹縫的高度為3～10mm。
所述T型迎面磚的翼板厚度為20～200mm，長度為30～300mm。
所述T型迎面磚的主體上、下表面分別設磚溝和磚舌，分別與相鄰牛腿支撐磚上設置的磚舌或磚溝相配合。
所述T型迎面磚的主體與翼板連接處設過渡圓角，過渡圓角的半徑為3～20mm。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：
1)採用T型結構的迎面磚，T型迎面磚上突出的兩翼能夠將砌體上的灰縫進行覆蓋遮擋，避免迎面磚一側灰縫中的耐火泥因高溫循環氣體衝刷造成流失，解決了迎面磚因受剪切力作用而造成斷裂、坍塌等問題，有效延長了幹熄焦爐牛腿的使用壽命；
2)能夠延長幹熄焦爐的停爐檢修周期，提高幹熄焦爐的生產效率；
3)結構簡單，砌築方便，投資小，見效快。
附圖說明
圖1是迎面磚層間無空縫時幹熄焦爐牛腿柱迎面磚應力分析圖。
圖2是迎面磚層間有空縫時幹熄焦爐牛腿柱迎面磚應力分析圖。
圖3是本實用新型所述幹熄焦爐牛腿柱的結構示意圖。
圖4是本實用新型所述T型迎面磚的結構示意圖。
圖中：1.牛腿支撐磚 2.膨脹縫 3.T型迎面磚 4.過頂磚 5.T型磚主體 6.T型磚翼板 7.磚舌 8.磚溝 9.過渡圓角 10.迎面磚 11.迎面磚層間空縫 12.溝舌
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：
如圖3所示，本實用新型所述一種幹熄焦爐牛腿結構，包括在幹熄焦爐斜道區內由砌體組成的牛腿柱，所述砌體包括牛腿支撐磚1和迎面磚3；所述迎面磚3為T型結構，T型迎面磚3與對應側的牛腿支撐磚1間隔砌築；T型迎面磚3突出的兩翼順次相接，覆蓋在牛腿支撐磚1的外側形成一層整體的保護層。
所述T型迎面磚3由主體5及設置在主體5一端並向兩側突出的翼板6組成，主體5水平砌築，翼板6傾斜設置，其傾斜角度與牛腿柱對應側的砌築角度相適應；與T形迎面磚3間隔砌築的牛腿支撐磚1外側面具有與翼板6角度相配合的斜面。
所述T型迎面磚3的翼板6與過頂磚4之間、相鄰T型迎面磚3的翼板6相接處、T型迎面磚3與託磚板之間設有膨脹縫2，膨脹縫2內填充陶瓷纖維氈。
所述膨脹縫2的高度為3～10mm。
所述T型迎面磚3的翼板6厚度為20～200mm，長度為30～300mm。
如圖4所示，所述T型迎面磚3的主體5上、下表面分別設磚溝8和磚舌7，分別與相鄰牛腿支撐磚上設置的磚舌或磚溝相配合。
所述T型迎面磚3的主體5與翼板6連接處設過渡圓角9，過渡圓角9的半徑為3～20mm。
本實用新型中，為方便加工及砌築，T型迎面磚3的翼板6厚度應該一致，為20～200mm厚；中部T型迎面磚3的翼板6分別延伸到上、下層相鄰牛腿支撐磚1的中部位置，翼板6內側貼合在牛腿支撐磚1的外側面上並覆蓋住兩側的灰縫，根據實際應用情況，翼板6長度一般為20～300mm。
T型迎面磚翼板6的外側面為平整的斜面，與水平方向的夾角應符合牛腿柱的設計傾角即60°～80°。此外，T型迎面磚主體5上至少設有一對磚溝8和磚舌7，如圖4所示，主體5的底部設磚舌7，其位置與下層牛腿支撐磚1磚溝的位置相對應，主體5的頂部設磚溝8，其位置與上層牛腿支撐磚1上磚舌的位置相對應，通過溝舌的上下咬合作用，可以避免T型迎面磚3的滑動，從而保證了牛腿柱的整體穩定性。
T型迎面磚3所處的工作環境比較複雜，除承受自身以及幹熄焦爐內環牆的重力以及焦炭的摩擦力外，由於幹熄焦爐運行溫度波動頻繁，還會長期受到幹熄焦爐內高溫焦炭及含焦粉的高溫循環氣流的衝刷作用，因此T型迎面磚3的翼板6很容易受到剪切力的作用而發生斷裂。為了避免T型迎面磚3發生損壞，位於頂部的T型迎面磚3與過頂磚4之間、位於底部的T型迎面磚3與託磚板之間以及相鄰的T型迎面磚3的翼板6相接處都留有膨脹縫2，膨脹縫2的高度為3mm～10mm，膨脹縫2內填充耐火陶瓷纖維氈；填充時，先將耐火陶瓷纖維氈壓緊，使其從5～15mm的原始厚度壓縮後，再填充到膨脹縫2中。膨脹縫2可以有效的避免T型迎面磚3與上、下層牛腿支撐磚1的剪切力作用，延長牛腿柱的使用壽命。此外，T型迎面磚3的主體5與翼板6間還設置有過渡圓角9，其半徑為3～20mm，可以避免連接處因受到應力集中作用而產生斷裂。
經本實用新型所述方案改進的幹熄焦爐牛腿結構，可以有效的保護牛腿柱迎面磚縫間的火泥，避免其因受到高溫循環氣體的直接衝刷和焦炭粉塵的磨損而造成的流失，因此可以有效避免迎面磚因空縫產生剪切力而造成的斷裂、坍塌等問題，延長幹熄焦爐牛腿的使用壽命以及幹熄焦爐的停爐檢修周期。該牛腿結構具有壽命長、砌築簡單、投資小等優點，可以為焦化企業節省大量成本。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。