工业炉耐火内衬火焰喷补机制造技术

本发明专利技术涉及一种工业炉耐火内衬火焰喷补机，是工业炉耐火内衬进行火焰喷补的关键设备。由外部分别提供氧气和携带被流化粉状喷补料的燃气，由部件可旋转双层套管合成器转换成套管输送，氧气在外层，燃气在内层。到达主喷嘴时，氧气由高压、低速转为常压、高速强旋转进入主喷管与燃气在不燃烧状态下，充分混合均匀后，再喷出迅速燃烧。火焰将内衬壁表面加热到高温熔融状态，同时喷补料以散开式喷到并附着在内衬壁上，形成高温陶瓷烧结，达到火焰喷补目的。在主喷嘴外圆周上，安有多套点火喷嘴，消除其脱火可能。喷补机能使火焰喷嘴上下、左右全方位摆动，调整到喷补面的距离，也可以使喷嘴前、后移动或作转动，到达新的喷补处。

【技术实现步骤摘要】
工业炉耐火内衬火焰喷补机
本专利技术涉及工业炉(例如：炼钢转炉、电炉、钢包，轧钢加热炉，炼焦焦炉等)的耐火内衬，处于高温状态下，进行火焰喷补时，使用的火焰喷补装置中的关键设备。
技术介绍
工业炉运行过程中，炉膛内是高温状态，炉壁内侧都会用耐火材料筑成抗高温的耐火内衬壁。例如：炼钢生产中的转炉、电炉、钢包，轧钢生产中的加热炉，炼焦生产中的焦炉，等类似的工业生产中各种工业炉。耐火内衬壁从内侧紧紧地依附着工业炉的钢结构外壳，依靠钢结构外壳的刚度，保持耐火内衬壁长期不变形，是保证工业炉长时间不间断使用的基础。工业炉耐火内衬壁，一方面作为由耐高温材料组成，发挥着抗高温功能。另一方面耐火材料普遍具有良好的隔热功能，耐火内衬壁阻止工业炉炉膛的高温向外部空间散失，保持炉膛内始终处于高温状态，对工业炉钢结构外壳进行保护，避免炉膛内的高温对其造成损坏。选择哪种材质的耐火材料筑成耐火内衬壁，内衬壁的壁厚是多少，是根据不同的工业炉各自特点进行确定。无论哪种工业炉，其炉膛内高温对耐火内衬壁，或多或少都会造成侵蚀，是耐火内衬壁的厚度逐渐减薄的主要因素，甚至出现耐火内衬壁局部快速损坏的极端现象。如果工业炉耐火内衬壁的大部分区域或局部厚度，低于安全使用限度，又不能得到及时的维护与修复。工业炉必须停止正常生产运行，进入停产检修状态。拆除不能再使用的旧耐火内衬，重新筑造新的耐火内衬，满足下一阶段的安全生产要求。无论筑造工业炉耐火内衬所使用的耐火材料品质优劣程度如何，在生产过程中，被有效地消耗耐火材料，既被炉膛内高温侵蚀掉仅占极小部分，而其余大部分被拆除后，作为再利用率极低的次生耐火材料清除掉，造成耐火材料资源极大浪费。工业炉在筑造新的耐火内衬壁的整个过程，到目前为止，基本上是工人手工作业，工作环境恶劣，多数处在高温、粉尘的空间内，劳动强度大，机械化程度低，占用大量劳动力，人工成本极高。而经常性的停产检修，正常生产运行时间被压缩，设备可开动率降低，推高产品的生产成本。为了提高工业炉耐火内衬使用寿命，一直以来都是采用高品质的耐火材料，作为工业炉耐火内衬基本构成的原料，同时在筑造工业炉耐火内衬过程中，严格、精心作业，提高筑成内衬壁的质量。工业炉筑造耐火内衬采用高端品质的耐火材料，其单价必然增加，虽然工业炉耐火内衬使用次数有所增加，但幅度有限，反应在经济效益上并没有得到提高。喷补是提高耐火内衬寿命的重要途径，即将生产中减薄的耐火内衬厚度，在生产的间隙期，通过喷补操作及时使耐火内衬恢复到原始的厚度。生产实现中，适合喷补作业的部分工业炉，确实取得明显效果，耐火内衬使用次数大幅度提高。现实中使用比较成熟喷补法有：干法、半干法和湿法的喷补方式。而火焰喷补方式，到目前为止，由于技术、设备和安全等方面都不完善，还处于探索阶段，没有现实运用报道的实例。无论采用哪种喷补方式，首先喷补料能够粘附到需要喷补的耐火内衬壁表面，并且在高温作用下，形成陶瓷烧结而成为一体，完成喷补过程。干法、半干法和湿法的喷补优点：机械化、自动化程度低，在进行喷补作业时，操作简单，安全可靠，设备简易，不占用工作场地，方便移动等。干法、半干法和湿法的喷补缺点也是显而易见的，足以影响各自不能得到深入，广泛的使用。干法喷补，喷出的喷补料对工业炉的竖立式耐火内衬壁面反弹坠落，粘附着率极低，只能在水平或坡度不大的耐火内衬壁表面上堆积，且耐火内衬壁面与喷补料之间不能被烧结合成一体，在生产运行过程中，喷补料快速流失，喷补效果较差。半干法和湿法的喷补法，将喷补料中加入各自适量的水分，混合均匀后成为湿的喷补料，再喷补到工业炉的耐火内衬壁面上。虽然湿的喷补料，对常温下的耐火内衬壁面附着率较高，但喷补作业完成后不能马上投入生产运行中，需要较长时间的常温养护，在适合的气候条件下，至少养护三天以上，使喷补后，耐火内衬壁内含有的水分完全挥发渗出，再经过炉膛内由低温到高温烤炉过程后，才能投入生产运行中，对于生产运行节奏紧的工业炉，显然是不适合的。加入水分后，湿的喷补料不能喷补热耐火内衬壁，因为湿的喷补料接触到热耐火内衬壁时，使得高温耐火内衬壁表面急速降温，并且伴随着耐火内衬壁出现炸裂，再粉化、脱落的现象。不但没有达到需要的喷补效果，还会损坏原耐火内衬壁。工业炉耐火内衬火焰喷补时，火焰喷补机的喷嘴出口处，产生并保持稳定、持续的近3000℃高温火焰，将工业炉耐火内衬壁表面局部区域，加热至高温熔融状态。同时向被加热的内衬壁表面，连续、均匀、散开式喷补细小粒状的耐火材料散料。喷补料中按比例配入的热熔剂，因内衬壁的高温作用，使得已到达其表面的喷补料，由常温固体粉状，迅速转变成高温熔融状态，粘附在工业炉耐火内衬壁上。耐火内衬壁与喷补料之间，形成高温液相陶瓷烧结后，合成一体。在工业炉每次工作间隙期间，能重复进行火焰喷补，使耐火内衬得到全面、日常性的维护与修复，延长其使用寿命。对工业炉耐火内衬进行火焰喷补，理论上可以使内衬寿命长期延续下去。实现中能保证火焰喷补达到的目标是：大幅度提高工业炉耐火内衬工作使用寿命，大幅度减少拆除旧耐火内衬，筑造新的工业炉耐火内衬作业，用于工业炉耐火内衬的费用减到一半以下，经济效益佳。火焰喷补机能使喷嘴，上下、左右全方位摆动，调整到喷补面的距离，也可以使喷嘴，前、后移动或作正、反向回转，到达新的喷补处。火焰喷补机的喷嘴有防回火、防脱火两项功能，不会出现喷嘴出口处突然熄火，导致氧气与燃气混合均匀后喷出，再爆燃的安全事故。用火焰喷补方式，喷补工业炉耐火内衬壁的优点：可以喷补处于高温状态下的耐火内衬壁，在火焰喷补时，需要用火焰将耐火内衬壁表面加热到高温熔融状态，喷补的耐火内衬壁表面温度越高越有利于火焰喷补。喷补料因耐火内衬壁的高温作用，由常温固体粉状，迅速转变成高温熔融状态，粘附着率高，喷补料反弹坠落的损失少，有效利用率高。喷补料与耐火内衬壁之间是高温液相陶瓷烧结合成一体，两者之间具有高强度的结合，抗工业炉炉膛内的高温侵蚀能力强，火焰喷补后，可以快速投入生产运行中，耐火内衬壁不需要养护，耐用性好，工业炉耐火内衬寿命大幅度提高，相应提高工业炉可开动率，降低生产成本。火焰喷补采用的喷补料，仅是一般品质的耐火材料散料，购置的费用较低，使火焰喷补工业炉耐火内衬壁，大幅度降低工业炉耐火内衬的费用，有坚实的基础。火焰喷补可以使工业炉耐火内衬壁得到全面的修补，也可以用于有选择性的定点喷补，使局部有严重损坏的内衬壁得到修复。综合火焰喷补工艺特点，不适合进行火焰喷补有：1)不便对处于常温下的工业炉耐火内衬壁，进行火焰喷补。如果火焰喷补常温下的耐火内衬壁，由常温状态的内衬壁表面加热到高温熔融状态，需要的热能量必然增加，时间延长，消耗的燃气量随之增加。火焰喷补完成后，内衬壁表面又从高温熔融状态快速回到常温状态，耐火内衬在短时间内温度变化巨大，内部过大的热应力，产生过多走向不定的裂纹，大幅度降低内衬壁抗高温侵蚀能力。尤其是用抗热震性较差的耐火材料，筑成的耐火内衬更是如此。2)火焰喷补装置加热能力毕竟有限，不可能迅速将喷补的内衬壁表面加热到高温熔融状态。快速高温陶瓷烧结为一体的能力有限，只能小流量将喷补料喷到内衬壁表面。火焰喷补是一个缓慢的过程，大面积火焰喷补工业炉耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业炉耐火内衬火焰喷补机，其特征是：该机结构包括有可旋转双层套管合成器(68)的旋转部分，与旋转输送外套管(20)和旋转输送内套管(22)组成的双层套管刚性连接；同时双层套管支撑着，由内喷头(23)和主喷管(25)组成的主喷嘴；燃气由旋转输送内套管(22)，通过内喷头座(21)再经过内喷头(23)喷出，进入主喷管(25)内孔通道的混合区；氧气由旋转输送内套管(22)和内喷头座(21)的外层与旋转输送外套管(20)的内层，组成的通道，进入由喷管座(24)和内喷头(23)的外层，组成多个并列狭窄螺旋形风道，旋转螺旋状喷出，同样进入主喷管(25)内孔通道的混合区；在混合区内旋转氧气流与燃气进行充分的预混合，从主喷管(25)内呈高速旋转螺旋状喷出；点火气体分配器(69)安装在旋转输送外套管(20)的根部，点火外套管(18)和点火内套管(19)组成的多套点火双层套管，与点火气体分配器(69)连接；多个点火喷头(17)均匀分布在主喷管(25)的外圆周上，每个点火喷头(17)由各自的点火外套管(18)支撑，同时点火外套管(18)向点火喷头(17)，连续不断提供氧气和燃气混合均匀的混合气流；点火双层套管在点火气体分配器(69)的氧气腔和燃气腔，分别接受氧气和燃气输送至点火喷头(17)，氧气在外层，燃气在内层；当接近点火喷头(17)，点火双层套管转为单层，氧气与燃气快速混合后，输送到点火喷头(17)；通过点火喷头(17)上密集且数量众多小孔喷出到空间；/n同时，所述压板(74)压紧可旋转双层套管合成器(68)的外套(40)，压板(74)与竖直摆动架(11)连为一体，使可旋转双层套管合成器(68)与竖直摆动架(11)同步竖直摆动；竖直摆动架(11)被竖直摆动主轴(72)托起，竖直摆动主轴(72)的两端安装在竖直摆动轴承(71)的内孔，侧压板(76)与竖直摆动主轴(72)刚性连接，并压紧竖直摆动轴承(71)的内圈；竖直摆动轴承(71)的外圈安装在立板(75)的支撑孔内，侧闷盖(70)与立板(75)刚性连接，并压紧竖直摆动轴承(71)的外圈；竖直摆动架(11)以两侧的立板(75)承载处为铰支点，作竖直方向摆动；立板(75)的底部固定在水平摆动支撑板(12)的上面，通过锁定销(10)，使得竖直摆动液压缸(9)的缸体底部与水平摆动支撑板(12)铰接连接；通过上锁定轴(8)，使得竖直摆动液压缸(9)的活塞杆上部与竖直摆动架(11)铰接连接；当竖直摆动液压缸(9)在液力作用下，活塞杆伸、缩运动，使得竖直摆动架(11)上、下摆动；水平摆动支撑板(12)与水平摆动轴(30)刚性连接，水平摆动轴(30)的两端各安装一套水平摆动轴承(32)，水平摆动支撑套(33)的内圈安装两套水平摆动轴承(32)，水平摆动支撑套(33)通过端面轴承座(27)与车体(1)连为一体；底部固定板(26)加强水平摆动支撑套(33)与车体(1)连接强度；底部定位板(31)与水平摆动轴(30)刚性连接，并且压紧下部水平摆动轴承(32)的内圈端面，使水平摆动轴承(32)相对于水平摆动轴(30)的轴向得到定位；水平摆动支撑板(12)的内部存在的弯距力，通过水平摆动轴(30)传递给上、下两套水平摆动轴承(32)，再传递给水平摆动支撑套(33)，最后通过底部固定板(26)和端面轴承座(27)，传递到车体(1)上；水平摆动支撑板(12)的重力由端面轴承(28)承载，再通过端面轴承座(27)传递到车体(1)上；内圈定位套(29)和水平摆动支撑套(33)，分别定位端面轴承座(27)上、下端面板的内圈；固定座(64)被固定在车体(1)上，通过后插销(65)将水平摆动液压缸(66)的刚体后端铰接在固定座(64)上；通过前插销(67)将水平摆动液压缸(66)的活塞杆前部铰接在水平摆动支撑板(12)上；当水平摆动液压缸(66)在液力作用下，活塞杆伸、缩运动，使得水平摆动支撑板(12)以水平摆动轴(30)的中轴线为中心作水平摆动；四套车轮座(2)安装在车体(1)的下方四个边角处，主动车轮(4)和被动车轮(16)通过车轮座2，分别安装在车体(1)后部和前部；带有电机的行走减速机(6)安装在车体(1)，其出轴上安有主动链轮(7)；被动链轮(3)与主动车轮(4)连为一体，作同步转动；链条(5)将主动链轮(7)的扭矩传递到被动链轮(3)，使主动车轮(4)作正、反转动，从而使车体(1)作前、后移动；挡火板(15)安装在车体(1)的前部。/n...

【技术特征摘要】
1.一种工业炉耐火内衬火焰喷补机，其特征是：该机结构包括有可旋转双层套管合成器(68)的旋转部分，与旋转输送外套管(20)和旋转输送内套管(22)组成的双层套管刚性连接；同时双层套管支撑着，由内喷头(23)和主喷管(25)组成的主喷嘴；燃气由旋转输送内套管(22)，通过内喷头座(21)再经过内喷头(23)喷出，进入主喷管(25)内孔通道的混合区；氧气由旋转输送内套管(22)和内喷头座(21)的外层与旋转输送外套管(20)的内层，组成的通道，进入由喷管座(24)和内喷头(23)的外层，组成多个并列狭窄螺旋形风道，旋转螺旋状喷出，同样进入主喷管(25)内孔通道的混合区；在混合区内旋转氧气流与燃气进行充分的预混合，从主喷管(25)内呈高速旋转螺旋状喷出；点火气体分配器(69)安装在旋转输送外套管(20)的根部，点火外套管(18)和点火内套管(19)组成的多套点火双层套管，与点火气体分配器(69)连接；多个点火喷头(17)均匀分布在主喷管(25)的外圆周上，每个点火喷头(17)由各自的点火外套管(18)支撑，同时点火外套管(18)向点火喷头(17)，连续不断提供氧气和燃气混合均匀的混合气流；点火双层套管在点火气体分配器(69)的氧气腔和燃气腔，分别接受氧气和燃气输送至点火喷头(17)，氧气在外层，燃气在内层；当接近点火喷头(17)，点火双层套管转为单层，氧气与燃气快速混合后，输送到点火喷头(17)；通过点火喷头(17)上密集且数量众多小孔喷出到空间；
同时，所述压板(74)压紧可旋转双层套管合成器(68)的外套(40)，压板(74)与竖直摆动架(11)连为一体，使可旋转双层套管合成器(68)与竖直摆动架(11)同步竖直摆动；竖直摆动架(11)被竖直摆动主轴(72)托起，竖直摆动主轴(72)的两端安装在竖直摆动轴承(71)的内孔，侧压板(76)与竖直摆动主轴(72)刚性连接，并压紧竖直摆动轴承(71)的内圈；竖直摆动轴承(71)的外圈安装在立板(75)的支撑孔内，侧闷盖(70)与立板(75)刚性连接，并压紧竖直摆动轴承(71)的外圈；竖直摆动架(11)以两侧的立板(75)承载处为铰支点，作竖直方向摆动；立板(75)的底部固定在水平摆动支撑板(12)的上面，通过锁定销(10)，使得竖直摆动液压缸(9)的缸体底部与水平摆动支撑板(12)铰接连接；通过上锁定轴(8)，使得竖直摆动液压缸(9)的活塞杆上部与竖直摆动架(11)铰接连接；当竖直摆动液压缸(9)在液力作用下，活塞杆伸、缩运动，使得竖直摆动架(11)上、下摆动；水平摆动支撑板(12)与水平摆动轴(30)刚性连接，水平摆动轴(30)的两端各安装一套水平摆动轴承(32)，水平摆动支撑套(33)的内圈安装两套水平摆动轴承(32)，水平摆动支撑套(33)通过端面轴承座(27)与车体(1)连为一体；底部固定板(26)加强水平摆动支撑套(33)与车体(1)连接强度；底部定位板(31)与水平摆动轴(30)刚性连接，并且压紧下部水平摆动轴承(32)的内圈端面，使水平摆动轴承(32)相对于水平摆动轴(30)的轴向得到定位；水平摆动支撑板(12)的内部存在的弯距力，通过水平摆动轴(30)传递给上、下两套水平摆动轴承(32)，再传递给水平摆动支撑套(33)，最后通过底部固定板(26)和端面轴承座(27)，传递到车体(1)上；水平摆动支撑板(12)的重力由端面轴承(28)承载，再通过端面轴承座(27)传递到车体(1)上；内圈定位套(29)和水平摆动支撑套(33)，分别定位端面轴承座(27)上、下端面板的内圈；固定座(64)被固定在车体(1)上，通过后插销(65)将水平摆动液压缸(66)的刚体后端铰接在固定座(64)上；通过前插销(67)将水平摆动液压缸(66)的活塞杆前部铰接在水平摆动支撑板(12)上；当水平摆动液压缸(66)在液力作用下，活塞杆伸、缩运动，使得水平摆动支撑板(12)以水平摆动轴(30)的中轴线为中心作水平摆动；四套车轮座(2)安装在车体(1)的下方四个边角处，主动车轮(4)和被动车轮(16)通过车轮座2，分别安...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世松，
申请(专利权)人：王世松，
类型：发明
国别省市：天津;12