1.本实用新型涉及焦炉砌筑技术领域，尤其涉及一种机器砌筑焦炉的系统。


背景技术：

2.焦炉作为最复杂的工业炉窑，主要由硅砖、粘土砖砌筑而成，涉及1000余种砖型，耐火材料总重约为3万吨，每块耐火砖的质量在1kg～30kg不等。焦炉的结构极其复杂，由蓄热室、斜道区、燃烧室、炭化室、炉顶区等多个区域组成，但是每一区域的结构无论设计或是施工，均以层为单位，总层数约为100层。
3.传统焦炉砌筑工艺完全依靠人工操作，即工人操控提升机将耐火材料及灰浆由地面送至砌体表面，砌筑人员需要在机侧、焦侧搭建脚手架，在墙体空隙间搭建木质跳板，并根据砌体高度逐步调整脚手架与跳板的高度，在此基础上进行人工砌筑，直至砌筑工作完成，焦炉砌体的总高度约为14m。
4.随着科技的发展，机器人替代人力施工已经成为一种趋势，机器砌筑具有效率高、误差小、安全性高等优势，因此陆续出现了一些砌筑机器或砌筑机器人，它们能够对墙体或建筑整体进行砌筑施工。但是，由于焦炉砌筑作业空间有限，机器走行与材料输送困难，使传统的焦炉砌筑方法不适用于机器砌筑，因此，亟需开发一种适用于机器砌筑焦炉的施工工艺方法。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种机器砌筑焦炉的系统，从解决机器走行与原料输送问题入手，实现了焦炉的机器砌筑，能够极大程度地提高砌筑效率与砌筑质量，降低人力投入及焦炉建造成本。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
7.一种机器砌筑焦炉的系统，包括砌筑平台、提升机、环形传送带、走行轨道、砌筑机器/砌筑机器人、升降机构及走行机构；所述砌筑平台设于熄焦车轨道与推焦车轨道之间，为门型架结构，由主梁及两端的支撑柱组成；主梁的顶部沿砌筑平台纵向设置走行轨道，走行轨道的外围设置环形传送带，砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道移动；所述主梁的两端通过升降机构与支撑柱相连，在升降机构的带动下，主梁能够竖直升降移动；主梁的一端或两端设提升机；支撑柱的底部设走行机构；在走行机构的带动下，砌筑平台能够沿熄焦车轨道及推焦车轨道移动。
8.所述走行机构包括走行轮、走行轮驱动装置、走行轮锁止装置及走行对位装置。
9.一种机器砌筑焦炉的系统，还包括砌筑平台对应装置；所述砌筑平台对位装置由多组信标构成；包括设于熄焦车轨道或推焦车轨道外侧的可移动纵向信标，设于抵抗墙表面的可滑动横向信标；采用埋设或喷涂方式设置并且对应焦炉各区域标高、焦炉正面线、焦炉中心线的永久信标。
10.所述砌筑机器/砌筑机器人包括臂型机器人、墙体砌筑机。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
12.1)本实用新型改变了原有焦炉砌筑方式，砌筑平台与砌筑机器配合施工，节省大量人力，有效提高砌筑质量。施工阶段的划分与施工步骤的排序，更符合机器智能砌筑工序，在保证砌筑质量的条件下，极大程度缩短砌筑周期。
13.2)采用轨道信标、横向信标、固定信标使砌筑平台与砌筑机器利用信号精准对位，从而提高砌体精确度，减少砌筑误差，替代原有拉线、放线、设置线杆标杆等手段。
14.3)本实用新型中砌筑平台具有吊运，传送，走行功能，替代了原有砌筑方法需要上砖摆砖的繁杂工作，无需搭建临时脚手架与支撑砌筑人员的施工跳板。为砌筑机器提供了操作平台，焦炉砌筑过程中无需搭建多余机器走行轨道。
15.4)砌筑平台结构方便组装与拆卸，可循环多次使用。砌筑平台走行轨道为后续生产车辆轨道，无需专门铺设平台走行轨道，节省了建造成本。
附图说明
16.图1是本实用新型所述一种机器砌筑焦炉的系统的结构示意图。
17.图2是图1的俯视图。
18.图3是本实用新型所述砌筑平台的结构示意图。
19.图中：10.砌筑平台 11.走行轨道 12.环形传送带 13.提升机 14.升降机构 15.走行机构 20.焦炉砌体 30.抵抗墙 41.可移动纵向信标 42.可移动横向信标 43.永久信标 50.熄焦车轨道 60.推焦车轨道 70.耐材
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
21.如图1
‑
图3所示，本实用新型所述一种机器砌筑焦炉的系统，包括砌筑平台10、提升机13、环形传送带12、走行轨道11、砌筑机器/砌筑机器人、升降机构14及走行机构15；所述砌筑平台10设于熄焦车轨道50与推焦车轨道60之间，为门型架结构，由主梁及两端的支撑柱组成；主梁的顶部沿砌筑平台10纵向设置走行轨道11，走行轨道11的外围设置环形传送带12，砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道11移动；所述主梁的两端通过升降机构14与支撑柱相连，在升降机构14的带动下，主梁能够竖直升降移动；主梁的一端或两端设提升机13；支撑柱的底部设走行机构15；在走行机构15的带动下，砌筑平台10能够沿熄焦车轨道50及推焦车轨道60移动。
22.所述走行机构15包括走行轮、走行轮驱动装置、走行轮锁止装置及走行对位装置。
23.一种机器砌筑焦炉的系统，还包括砌筑平台对应装置；所述砌筑平台对位装置由多组信标构成；包括设于熄焦车轨道50或推焦车轨道60外侧的可移动纵向信标41，设于抵抗墙30表面的可移动横向信标42；采用埋设或喷涂方式设置并且对应焦炉各区域标高、焦炉正面线、焦炉中心线的永久信标43。
24.所述砌筑机器/砌筑机器人包括臂型机器人、墙体砌筑机。
25.本实用新型所述一种机器砌筑焦炉系统的工艺过程如下：
26.1)前期准备；如图1
‑
图3所示，搭建砌筑平台10，砌筑平台10位于熄焦车轨道5与推焦车轨道6之间并能够沿熄焦车轨道50及推焦车轨道60移动；在熄焦车轨道5或推焦车轨道
60的外侧、抵抗墙30的外表面分别设置信标；砌筑平台10能够竖直升降，砌筑平台10的顶部安装走行轨道11和环形传送带12，砌筑机器/砌筑机器人(图中未示出)沿走行轨道11移动，环形传送带12用于循环传送砌筑焦炉砌体20用的耐材70；
27.2)调整信标；在对焦炉不同区域进行砌筑前，调整信标，使砌筑平台10移动到对应位置；
28.3)传送耐材；利用提升机13将对应区域砌筑用的耐材70运送到砌筑平台10上，然后通过环形传送带12循环传送耐材70；
29.4)砌筑；砌筑机器/砌筑机器人沿走行轨道11走行，同时捡取环形传送带12传送的耐材70，砌筑焦炉的对应区域。
30.所述耐材70为定型耐火材料，包括耐火砖、耐火砌块。
31.以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
32.【实施例】
33.本实施例中，采用本实用新型所述一种机器砌筑焦炉工艺方法进行焦炉砌筑，具体包括如下过程：
34.一、砌筑前准备工作：
35.砌筑前期的准备工作主要是利用现有的熄焦车轨道、推焦车轨道作为砌筑平台的移动走行轨道，在此基础上搭建砌筑平台。砌筑平台的顶部安装供砌筑机器/砌筑机器人走行的走行轨道，走行轨道的外围安装环形传送带。砌筑平台的主梁一端设置悬挑直梁用于安装提升机，主梁的两端通过升降机构与支撑柱连接，支撑柱的底部设走行机构，走行机构配备有走行轮锁止装置及走行对位装置。
36.位于焦炉砌体两端的抵抗墙表面设置多个永久信标，包括对应焦炉中心的信标、对应机焦侧正面线的信标、对应小烟道标高的信标、对应蓄热室顶面标高的信标、对应炭化室底标高的信标、对应炭化室过顶标高的信标。
37.在抵抗墙的正面上部安装一根标杆，标杆表面安装若干个可移动横向信标，干熄焦车轨道外侧安装若干可移动纵向信标。
38.二、砌筑工序；
39.砌筑当日，砌筑操作开始前，检查砌筑平台的走行、升降功能，提升机的提升功能，环形传送带的运转情况，砌筑机器的砌筑功能，保证各部分运转正常。
40.(一)蓄热室砌筑划分为三个施工阶段，分别为小烟道砌筑阶段、箅子砖砌筑阶段、格子砖砌筑阶段。其中：
41.1、小烟道砌筑阶段的砌筑顺序为：主墙
‑
单墙
‑
铺底砖(下调孔)
‑
主单墙衬砖。具体步骤为：
42.1)可移动纵向信标调整至主墙中心线位置。调整砌筑平台高度时，利用对应小烟道顶部标高的永久信标进行对位，将砌筑平台的高度调整为与小烟道顶部标高一致。
43.2)利用提升机吊运砌筑主墙用的耐火砖，根据砖型分类放置在环形传送带上，开始循环传送。
44.3)砌筑机器自机侧砌筑主墙砌体，逐步向焦侧移动砌筑2层主墙耐火砖。一道主墙
的2层主墙耐火砖砌筑完成后，砌筑平台走行至下一道主墙并完成对位，由砌筑机器对下一道主墙进行砌筑；如此循环，直到砌筑机器将剩余主墙全部砌筑完成。
45.4)主墙的2层主墙耐火砖砌筑完成后，将单墙耐火砖运送至砌筑平台上，依次砌筑2层单墙的耐火砖。
46.5)吊运铺底砖(下调孔)，砌筑平台与砌筑机器配合砌筑全炉小烟道铺底砖。
47.6)全炉铺底砖砌筑完成后，依次砌筑小烟道剩余主单墙砖层和小烟道衬砖。
48.7)由人工或机器对砌体进行清扫，放置膨胀缝填充物。
49.2、箅子砖砌筑阶段的顺序为：蓄热室隔墙砖
‑
箅子砖
‑
支撑砖，具体步骤如下：
50.1)将可移动纵向信标调整至最外端的蓄热室中心线处，砌筑平台与1#蓄热室的中心线对位，将砌筑平台的高度提升至小烟道上标高上方400mm处。
51.2)将可移动横向信标调整至对应蓄热室隔墙中心线处，砌筑机器横向对位至焦炉中心线处。
52.3)提升机吊运隔墙砖，环形传送带开启，循环传送隔墙砖。
53.4)砌筑机器首先将焦炉中心线处的隔墙砖砌筑完成，然后向机侧或焦侧方向依次走行对位，砌筑其它部位的隔墙砖，防止隔墙砖超差影响砌筑质量。
54.5)吊运箅子砖，砌筑机器走行对位，进行箅子砖的砌筑。
55.6)通过砌筑平台走行对位，完成其它蓄热室的隔墙砖与箅子砖的砌筑。
56.7)由人工或机器对全炉砌体清扫，放置膨胀缝填充物。
57.8)吊运支撑砖，砌筑机器自机侧或焦侧砌筑支撑砖，单个蓄热室砌筑完成后，砌筑平台走行对位，砌筑下一蓄热室支撑砖。
58.3、格子砖阶段砌筑的顺序为：主墙
‑
蓄热室隔墙
‑
单墙
‑
蓄热室封墙
‑
格子砖，具体如下：
59.1)可移动横向信标依旧保持在蓄热室隔墙中心线处，可移动纵向信标保持在蓄热室中心线处，砌筑平台高度调整为当日最终砌筑面高度。
60.2)首先吊运主墙耐火砖，砌筑机器自机侧向焦侧砌筑。砌筑主墙时，先将煤气管砖定位砌筑，再砌筑主墙其它砖，从而减少灰缝误差。
61.3)砌筑平台保持不动，提升机吊运蓄热室隔墙砖，根据可移动横向信标，砌筑机器依次对位，完成蓄热室隔墙砖的砌筑。
62.4)砌筑平台保持不动，提升机吊运蓄热室单墙砖，砌筑机器先砌筑与蓄热室隔墙砖配合的单墙凹槽砖，以保证蓄热室隔墙与蓄热室单墙配合准确，然后砌筑蓄热室单墙的其它砖。
63.5)砌筑平台走行与下一纵向信标对位，重复步骤2)
‑
步骤4)，直至当日全炉主单墙与蓄热室隔墙砌筑完成。
64.6)将砌筑机器与焦炉机侧或焦侧的正面线对位，吊运蓄热室封墙砖，砌筑平台走行对位，砌筑机器将一侧蓄热室封墙砌筑完成，再将砌筑机器调整到焦炉另一侧，砌筑平台继续走行完成机另一侧封墙的砌筑。
65.7)由人工或机器清扫全炉砌体，摆放格子砖，做好保护；再重复以上步骤，直至蓄热室砌筑阶段完成。
66.(二)斜道区的砌筑阶段，每天工作量为一层。将整个斜道区分为两个砌筑阶段，其
中：
67.1、第一砌筑阶段为蓄热室过顶以下区域，其砌筑步骤如下：
68.1)将砌筑平台的高度调整至高于蓄热室顶部标高500mm处，可移动纵向信标调整至蓄热室主墙中心线处，可移动横向信标调整至斜道口开口位置。
69.2)搅拌站更换火泥种类，吊运斜道口耐火砖。
70.3)优先砌筑斜道口两侧的耐火砖，以确定两斜道口之间的灰缝，防止砌体超差。
71.4)一道主墙与一道单墙为一组，每组砌筑完成后，砌筑平台继续走行对位。直至全炉砌筑完成。
72.5)吊运煤气管砖，砌筑平台与砌筑机器配合将全炉煤气管砖砌筑完成。
73.6)每层斜道砌筑完成后，由机器或人工进行全炉清扫，放置膨胀缝填充物后封闭膨胀缝，并在下一层施工前做好滑动层。
74.2、第二阶段为蓄热室过顶层至炭化室底面之间区域，此区域斜道口交错布置，且砖型较多。具体施工步骤如下：
75.1)将砌筑平台与对应炭化室底部标高的永久信标对位，可移动纵向信标调整至单墙中心线处，可移动横向信标调整至煤气管砖中心线处。
76.2)吊运煤气管砖与斜道周围耐火砖，砌筑机器优先砌筑煤气管砖与斜道周围耐火砖。
77.3)砌筑平台纵向走行对位，完成全炉斜道口与煤气管砖的砌筑。
78.4)由机器或人力对膨胀缝位置，放置胀缝板，并进行简易固定。
79.5)吊运此层剩余砖型，砌筑机器由机侧或焦侧的任意一层向另一侧砌筑。砌筑平台向反方向走行对位，直至全炉的同层砌体砌筑完成。
80.6)由机器或人力取出胀缝板，清扫膨胀缝，填充规定填充物。
81.(三)燃烧室的砌筑，由于炭化室壁面存在锥度，应按照炉头砖
‑
差别砖
‑
墙皮砖的砌筑顺序进行施工，单日工作量为3～4层，将燃烧室以跨越孔为界，分为上、下两个砌筑阶段。跨越孔以下区域的具体施工步骤如下:
82.1)将砌筑平台提升至当日最终砌筑面高度，可移动横向信标调整为立火道隔墙中心线处，可移动纵向信标调整至炭化室中心线处。
83.2)吊运立火道差别砖，将差别砖按机侧至焦侧排序，环形传送带依次传送。将砌筑机器移动至机侧，砌筑炉头砖，砌筑机器根据可移动横向信标对位，砌筑差别砖，直至砌筑至焦侧炉头。
84.3)砌筑平台走行与下一可移动纵向信标对位，砌筑下一燃烧室炉头与立火道差别砖。如此反复，直至全炉炉头与立火道差别砖砌筑完成。
85.4)提升机吊运墙皮砖，砌筑平台与砌筑机器配合将墙皮砖砌筑完成。
86.5)由人工或机器对砌体进行清扫，保护斜道口与焦炉煤气灯头砖。
87.(四)跨越孔以上区域的施工具体步骤如下：
88.1)机器或人力将燃烧室立火道内的杂物清理干净，下放斜道口调节砖。
89.2)优先吊运看火孔周围的耐火砖，将可移动横向信标定位至看火孔中心线处。
90.3)砌筑机器自机侧向焦侧依次砌筑看火孔周围的耐火砖。每一燃烧室砌筑完成后，砌筑平台走行至下一燃烧室，直至将所有燃烧室的看火孔砌筑完成。
91.4)吊运同层炉头砖与其它耐火砖，砌筑机器依次砌筑同层的其他耐火砖。
92.5)砌筑平台沿燃烧室方向依次走行，砌筑其它燃烧室的耐火砖。
93.(五)炉顶区砌筑时，以滑动层为界分为两个砌筑区域。
94.1、滑动层以下为硅砖区域，具体砌筑步骤如下：
95.1)调整砌筑平台至炉顶滑动层表面，调整可移动纵向信标至各燃烧室中心线处，调节可移动横向信标至上升管孔两侧及装煤孔两侧(本实施例砌筑的焦炉为顶装焦炉，如砌筑焦炉为捣固焦炉，则将可移动横向信标调节至导烟孔两侧与除碳孔两侧)。
96.2)优先吊运炭化室过顶砖，砌筑机器横向对位至焦侧上升管孔一侧，先砌筑上升管孔、装煤孔(捣固焦炉为导烟孔)两侧的过顶砖。再根据两孔洞间的间距，调整灰缝或倒砌其他过顶砖。砌筑平台走行对位，将所有炭化室的过顶砖砌筑完成。
97.3)砌筑机器对位至上升管孔两侧，将上升管孔周围的硅砖砌筑至滑动层表面。
98.4)砌筑机器保持不动，砌筑平台走行，将全炉所有炭化室上升管孔周围的硅砖砌筑完成。
99.5)按照与步骤3)和步骤4)类似的方法，将全炉装煤孔(捣固焦炉为导烟孔与除碳孔)周围的硅砖砌筑至滑动层表面。
100.6)调整可移动纵向信标至炭化室中心线处，砌筑平台与之对位，调节可移动横向信标至看火孔中心线处。
101.7)吊运看火孔周围硅砖，砌筑机器根据燃烧室的看火孔定位尺寸，自机侧炉头至焦侧炉头依次砌筑看火孔周围硅砖。看火孔周围硅砖可一次性砌筑至滑动层表面。
102.8)砌筑平台走行对位，直至全炉看火孔周围硅砖砌筑至同一平面。
103.9)吊运填芯硅砖，将全炉填芯硅砖逐层砌筑至滑动层表面。
104.10)由机器或人工清扫全炉，填充膨胀缝，并做好膨胀缝封闭工作。
105.2、滑动层以上区域为粘土砖与隔热砖区域，具体砌筑步骤如下：
106.1)砌筑平台移动至焦炉一侧端墙处，砌筑机器与对应焦炉正面线的可移动横向信标对位。
107.2)吊运炉头砖，砌筑机器位置不变，砌筑一侧炉头部分。砌筑平台连续走行，直至焦炉一侧炉头砌筑完成。再调整砌筑机器至焦炉另一侧，砌筑另一侧炉头部分。
108.3)可移动纵向信标保持在炭化室中心线处，可移动横向信标保持在看火孔中心线处，吊运看火孔周围粘土砖，砌筑机器横向走行对位，砌筑看火孔周围粘土砖；砌筑平台纵向走行对位，直至全炉看火孔周围粘土砖砌筑至炉顶表面。
109.4)依次吊运填芯砖,砌筑平台与砌筑机器配合逐层砌筑填芯部分。若填芯部分存在交错膨胀缝，每层砌筑完成后，由人工或机器清扫，放置膨胀缝填充物，并做好滑动层。
110.5)由机器或人力清扫全炉。
111.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。