CN110922071B - 一种双膛石灰窑环形通道用砌砖及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双膛石灰窑环形通道用砌砖及施工方法，砌砖包括砖身和固定件，多块所述砖身侧面相接砌筑为环形通道内墙，砖身的两侧均设有凹槽，同层相邻的两块砖身相接面的凹槽对接为固定通道，所述固定通道的内径与固定件的外径相配合，固定件穿入固定通道并与之配合固定。本发明的砌砖具有简单实用、自锁能力强、防止应力集中以及能提高砌筑结构强度等优点，本发明的施工方法具有步骤简单和施工方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及石灰窑砌筑结构领域，尤其涉及一种双膛石灰窑环形通道用砌砖及施工方法。
背景技术
现有较为常用的石灰窑是双膛石灰窑，用于将石灰石高温煅烧生成工业生石灰，工业生石灰在炼铁原料烧结、炼铁还原过程、铁水预处理过程及炉外精炼过程中作为添加剂，起到调节炉料碱度、造渣和脱硫等作用，对炼铁炼钢工艺的顺利进行具有重要作用。
双膛石灰窑具有热效率高和污染小等优点，因此应用广泛。这类窑体一般由两个互为镜像的竖式窑膛组成，两个窑膛之间通过环形通道连接。生产过程中，环形通道处温度高达900℃，通道内压强达20kP，是石灰窑装备上工况环境最恶劣、最容易出现结构破坏的地方之一。通道处的砌筑结构在高温高压环境下，容易造成局部破坏，最后发展成整个窑膛结构的破坏，从而影响石灰窑运行寿命。因此提高环形通道强度，对延长石灰窑运行寿命具有积极效果。
如图1所示，石灰窑环形通道由紧贴窑壳的外墙和设置在窑膛内的内墙组成，内墙砌砖如图2所示，被设计成头端大尾端小的形状，若干块相同形状的砌砖侧边对齐砌筑成环。内墙砌砖的一侧设有凸楞，另一侧设有凹槽，顶面设有凹槽，底面设有凸楞，通过凸楞和凹槽的相互咬合实现同层砌砖之间的自锁，提高内墙抵抗侧向推力的能力。但是凸楞的侧面和端面之间以及凸楞的侧面与内墙砌砖侧面之间的夹角均为钝角，该结构在常温环境下具有很好的强度和整体性，但当工作温度升高时，环形内墙受热膨胀，由于环形结构受热变形特点，砌砖沿径向方向向外移动，相邻砌砖相互远离，其受力方向如图3所示，导致原本紧密咬合的两块砌砖在咬合面处分离，相邻砌砖之间的自锁力降低，内墙结构的整体性下降，还会使凸楞直接从凹槽中滑出，内墙局部出现破坏，并且凸楞底部应力集中现象严重，砌砖容易从凸楞底部断裂。因此，现有技术在热工况下，容易松动后退，自锁效果差，结构强度低，亟待改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种简单实用、自锁能力强、防止应力集中以及能提高砌筑结构强度的双膛石灰窑环形通道用砌砖，以及一种步骤简单和施工方便的使用上述砌砖进行砌筑的施工方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种双膛石灰窑环形通道用砌砖，砌砖包括砖身和固定件，多块所述砖身侧面相接砌筑为环形通道内墙，砖身的两侧均设有凹槽，同层相邻的两块砖身相接面的凹槽对接为固定通道，所述固定通道的内径与固定件的外径相配合，固定件穿入固定通道并与之配合固定。
作为上述双膛石灰窑环形通道用砌砖的进一步改进：
所述固定件的长度不小于砖身厚度的两倍，固定件贯穿连接上下相邻的两块砖身。
所述砖身上设有通孔，所述通孔的内径与固定件的外径相配合；同层相邻的两块砖身对接成的固定通道与上层砖身和/或下层砖身上的通孔对齐布设，所述固定件穿入上下相邻砖身的通孔与固定通道中并与之配合固定。
每层砖身中，相邻的两根固定件分别连接不同层的砖身与该层砖身之间。
所述砖身为轴对称形状，所述凹槽和通孔均沿对称轴对称设置。
所述固定通道和通孔均为方形截面孔，所述固定件为方形截面的条砖。
所述固定通道和通孔均为圆形截面孔，所述固定件为圆形截面的条砖。
一种用上述双膛石灰窑环形通道用砌砖进行砌筑的施工方法，其步骤包括：
S1：在环形通道内墙砌筑结构底面上铺设砌筑第一层砖身；
S2：错缝砌筑下一层砖身，使各通孔分别与上一层砖身的各固定通道对齐；
S3：在相对齐的每组通孔和固定通道内砌筑固定件；
S4：重复步骤S2～S3直至环形通道内墙砌筑完成。
作为上述施工方法的进一步改进：
铺设砌筑第一层砖身前需要进行准备工作，其步骤包括：
S11：用水准仪检查内墙砌筑结构底面的水平度和标高，如不达要求，则用耐火泥进行填补找平，获得内墙砌筑结构底面的水平面A；
S12：用水准仪在窑膛内寻找一高于连接通道顶部的水平面B；
S13：在水平面B上，沿窑壳壁面等距焊接N根支架，N等于每层砌砖的个数；
S14：在每根支架上吊挂安装一枚激光发射器，通过重力自然下垂，保证激光的垂直度；
S15：在水平面A上放置水平纸板，测量每条激光在水平纸板上的投影点与窑膛中心点的距离S；
S16：调节激光发射器在支架上的吊挂位置，直至S等于环形内墙的内径，固定激光发射器在支架上的安装位置；
S17：在平面A上砌筑砖身，砖身的内端的两条棱边与相邻两根激光束对齐，对砖身进行定位后砌筑。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提供了一种双膛石灰窑环形通道用砌砖，其中，砖身的两侧均设有凹槽，同层相邻的两块砖身相接面的凹槽对接为固定通道，固定通道的内径与固定件的外径相配合，固定件穿入固定通道并与之配合固定。砌砖的砖身上不再设置凸楞，而是以凹槽结构承受推力，凹槽相比于凸楞来说内陷于砖身的内部，不易受到破坏，因此当环形内墙受热膨胀时，砌砖的砖身不会因凸楞断裂而出现破坏，砖身的强度更高，结构整体性更加合理，受力性能更强，并且由于砖身是砌砖中作用和体积均较大的结构件，砖身不易破坏也有利于砌砖制造和维修过程中节省材料。本发明以单独的固定件代替原有的凸楞受力，因此受力部分中存在的折角少，受力缺陷区域小，极大程度上避免了应力集中等现象的出现，连接强度更高，提高窑炉整体的使用寿命。
本发明采用上述砌砖进行砌筑的施工方法同样具备上述优点，此外还具有步骤简单、施工方便和易于操作人员操作等优点。进一步的，由于双膛石灰窑的环形通道处工况非常恶劣，对此处砌砖结构的垂直度和真圆度等施工精度要求非常高，窑膛半径误差太大，会导致同层砌砖之间受力不均匀，严重降低环形通道结构强度。本发明的施工方法中采用了自然下垂的激光作为辅助，可以精确控制砌砖结构的垂直度，采用激光加水平纸板的方式可以有效控制真圆度，从而保证了环形通道的结构强度，提高了砌筑结构的受力均匀性。
附图说明
图1是双膛石灰窑中环形通道设置位置的结构示意图；
图2是现有石灰窑砌砖的结构示意图；
图3是现有石灰窑砌砖的受力情况示意图；
图4是实施例1的双膛石灰窑环形通道用砌砖的结构示意图；
图5是实施例1的双膛石灰窑环形通道用砌砖的连接结构示意图；
图6是图5中A-A向视图；
图7是实施例2的双膛石灰窑环形通道用砌砖的结构示意图。
图例说明：1、砌砖；11、砖身；111、凹槽；112、通孔；12、固定件。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
实施例1：
如图4和图5所示，本实施例的双膛石灰窑环形通道用砌砖，砌砖1包括砖身11和固定件12，多块砖身11侧面相接砌筑为环形通道内墙，砖身11的两侧均设有凹槽111，同层相邻的两块砖身11相接面的凹槽111对接为固定通道，固定通道的内径与固定件12的外径相配合，固定件12穿入固定通道并与之配合固定。
本实施例的砌砖1的砖身11上不再设置凸楞，而是以凹槽111结构承受推力，凹槽111相比于凸楞来说内陷于砖身11的内部，不易受到破坏，因此当环形内墙受热膨胀时，砌砖1的砖身11不会因凸楞断裂而出现破坏，砖身11的强度更高，结构整体性更加合理，受力性能更强，当固定件12出现破坏时，仅对固定件12进行更换即可，砖身11是砌砖1中作用和体积均较大的结构件，砖身11不易破坏也有利于砌砖1制造和维修过程中节省材料。本实施例以单独的固定件12代替原有的凸楞受力，因此受力部分中存在的折角少，受力缺陷区域小，极大程度上避免了应力集中等现象的出现，连接强度更高，提高窑炉整体的使用寿命。
本实施例中，固定件12的长度不小于砖身11厚度的两倍，固定件12贯穿连接上下相邻的两块砖身11。这种设置方式使固定件12不仅能够起到代替凸楞承受横向推力并锁紧同层相邻砌砖1的作用，还能起到锁紧连接不同层砌砖1的作用，即单独的固定件12便能起到双向锁紧作用，因此简化了砌砖1结构，免去了加工砌砖1底部凸楞和侧面凸楞的工序，更降低了砌筑施工所需的精准度，节省大量人力物力。
本实施例中，砖身11上设有通孔112，通孔112的内径与固定件12的外径相配合；砌砖1的砖身11在砌筑时采用错缝布置结构，即上下相邻的两层砌砖1中，一层砖身11对接成的固定通道与另一层砖身11的通孔112相对齐，之后固定件12穿入上下相邻砖身11的通孔112与固定通道中并与之配合固定。相比于每层砖身11均对齐布置来说，这种布置方式打断了砖身11之间的接缝，使得砌砖1砌筑得到的环形内墙稳固程度更高，延长窑炉整体的使用寿命。在其他实施方式中，也可以采用各层砌砖1对齐布置的方式，即上下层砖身11之间，通孔112与通孔112相对齐，固定通道与固定通道相对齐，但这种布置方式的稳固程度相比本实施方式有所降低，在此不做赘述。
本实施例中，如图6所示，每层砖身11中，相邻的两根固定件12分别连接不同层的砖身11与该层砖身11之间，即相邻的两根固定件12中，一根连接该层砖身11与上层砖身11，另一根连接该层砖身11与下层砖身11。这种设置方式利用固定件12打断了不同层砖身11之间的缝隙，进一步使得砌砖1砌筑得到的环形内墙稳固程度更高，延长窑炉整体的使用寿命。
本实施例中，砖身11为轴对称形状，凹槽111和通孔112均沿对称轴对称设置，以保证砖身11能够受力均匀，进一步提高砖身11的受力性能。
本实施例中，固定通道和通孔112均为方形截面孔，固定件12为方形截面的条砖，方形截面有利于固定通道和通孔112与固定件12之间进行锁紧，防止环形内墙受热导致砌砖1之间分离。在其他实施方式中，也可以视使用情况选取不同的截面形状，或者采用灌注耐火浇注料浇筑成型等方式，在此不做赘述。
本实施例还提供了一种用上述双膛石灰窑环形通道用砌砖进行砌筑的施工方法，同样具备上述优点，此外还具有步骤简单、施工方便和易于操作人员操作等优点，其步骤包括：
S1：在环形通道内墙砌筑结构底面上铺设砌筑第一层砖身11；
由于双膛石灰窑的环形通道处工况非常恶劣，对此处砌砖1结构的垂直度和真圆度等施工精度要求非常高，窑膛半径误差太大，会导致同层砌砖1之间受力不均匀，严重降低环形通道结构强度。因此，在铺设前，应当做如下准备工作：
S11：用水准仪检查内墙砌筑结构底面的水平度和标高，如不达要求，则用耐火泥进行填补找平，获得内墙砌筑结构底面的水平面A；
S12：用水准仪在窑膛内寻找一高于连接通道顶部的水平面B；
S13：在水平面B上，沿窑壳壁面等距焊接N根支架，N等于每层砌砖1的个数；
S14：在每根支架上吊挂安装一枚激光发射器，通过重力自然下垂，保证激光的垂直度；
S15：在水平面A上放置水平纸板，测量每条激光在水平纸板上的投影点与窑膛中心点的距离S；
S16：调节激光发射器在支架上的吊挂位置，直至S等于环形内墙的内径，固定激光发射器在支架上的安装位置；
S17：在平面A上砌筑砖身11，砖身11的内端的两条棱边与相邻两根激光束对齐，对砖身11进行定位后砌筑；
上述准备工作采用了自然下垂的激光作为辅助，以准确定位砌砖1的位置，可以精确控制砌砖1结构的垂直度，采用激光加水平纸板的方式可以有效控制真圆度，从而保证了环形通道的结构强度，提高了砌砖1结构的受力均匀性。
S2：错缝砌筑下一层砖身11，使各通孔112分别与上一层砖身11的各固定通道对齐；例如砌筑第二层砖身11时，第二层砖身11相对第一层砖身11旋转一定角度，使第二层砖身11的侧边与第一层砖身11的中心线重合，并将第二层砖身11的尾端中心线与激光束对齐，对砖身11进行定位后砌筑；
S3：在相对齐的每组通孔112和固定通道内砌筑固定件12；
S4：重复步骤S2～S3直至环形通道内墙砌筑完成。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，唯一不同之处在于，本实施例中，如图7所示，固定通道和通孔112均为圆形截面孔，固定件12为圆形截面的条砖。采用圆形截面代替方形截面可以有效改善各空洞与固定件12棱边处的应力集中，进一步提高砌砖1的结构强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种双膛石灰窑环形通道用砌砖，其特征在于：砌砖(1)包括砖身(11)和固定件(12)，多块所述砖身(11)侧面相接砌筑为环形通道内墙，砖身(11)的两侧均设有凹槽(111)，同层相邻的两块砖身(11)相接面的凹槽(111)对接为固定通道，所述固定通道的内径与固定件(12)的外径相配合，固定件(12)穿入固定通道并与之配合固定；所述固定件(12)的长度不小于砖身(11)厚度的两倍，固定件(12)贯穿连接上下相邻的两块砖身(11)；所述砖身(11)上设有通孔(112)，所述通孔(112)的内径与固定件(12)的外径相配合；同层相邻的两块砖身(11)对接成的固定通道与上层砖身(11)和/或下层砖身(11)上的通孔(112)对齐布设，所述固定件(12)穿入上下相邻砖身(11)的通孔(112)与固定通道中并与之配合固定；每层砖身(11)中，相邻的两根固定件(12)分别连接不同层的砖身(11)与该层砖身(11)之间。
2.根据权利要求1所述的双膛石灰窑环形通道用砌砖，其特征在于：所述砖身(11)为轴对称形状，所述凹槽(111)和通孔(112)均沿对称轴对称设置。
3.根据权利要求1所述的双膛石灰窑环形通道用砌砖，其特征在于：所述固定通道和通孔(112)均为方形截面孔，所述固定件(12)为方形截面的条砖。
4.根据权利要求1所述的双膛石灰窑环形通道用砌砖，其特征在于：所述固定通道和通孔(112)均为圆形截面孔，所述固定件(12)为圆形截面的条砖。
5.一种用权利要求1至4中任一项所述的双膛石灰窑环形通道用砌砖进行砌筑的施工方法，其步骤包括：
S1：在环形通道内墙砌筑结构底面上铺设砌筑第一层砖身(11)；
S2：错缝砌筑下一层砖身(11)，使各通孔(112)分别与上一层砖身(11)的各固定通道对齐；
S3：在相对齐的每组通孔(112)和固定通道内砌筑固定件(12)；
S4：重复步骤S2～S3直至环形通道内墙砌筑完成。
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于：铺设砌筑第一层砖身(11)前需要进行准备工作，其步骤包括：
S11：用水准仪检查内墙砌筑结构底面的水平度和标高，如不达要求，则用耐火泥进行填补找平，获得内墙砌筑结构底面的水平面A；
S12：用水准仪在窑膛内寻找一高于连接通道顶部的水平面B；
S13：在水平面B上，沿窑壳壁面等距焊接N根支架，N等于每层砌砖(1)的个数；
S14：在每根支架上吊挂安装一枚激光发射器，通过重力自然下垂，保证激光的垂直度；
S15：在水平面A上放置水平纸板，测量每条激光在水平纸板上的投影点与窑膛中心点的距离S；
S16：调节激光发射器在支架上的吊挂位置，直至S等于环形内墙的内径，固定激光发射器在支架上的安装位置；
S17：在平面A上砌筑砖身(11)，砖身(11)的内端的两条棱边与相邻两根激光束对齐，对砖身进行定位后砌筑。
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