РЕМОНТ ПЕРЕКРЫТИЙ КОКСОВЫХ ПЕЧЕЙ Российский патент 2015 года по МПК C10B29/00 F27D1/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к ремонту участка перекрытия коксовой печи и, конкретнее, к новому более быстрому и более эффективному способу восстановления этого участка, при котором используют литые монолитные модули большого размера, имеющие высокую стабильность размеров, незначительное расширение при нагреве, надлежащую прочность при сжатии и надлежащую теплостойкость в диапазоне от -20 градусов до 1565 градусов Цельсия.

Уровень техники

Кокс обычно производят с помощью нагрева угля в батарее коксовых печей. Эта батарея может иметь от 40 до 100 и более камер коксования или печей, отделенных друг от друга обогревательными простенками. Газ сжигается между простенками для нагрева угля. Кирпичи для пола каждой печи укладывают на перекрытия. Под перекрытиями находится зона, которая носит название регенератор. Регенератор заполнен кирпичами, который имеют относительно большую площадь поверхности на объем, в общем, из-за щелей, образованных в кирпичах. В регенераторе тепло отработавших газов используется для предварительного нагрева входящего воздуха, охлаждающего тепло отработавших газов перед выпуском. Щелевые кирпичи, носящие название насадочные кирпичи, способствуют передаче тепла отработавших газов к продуктам сгорания.

Регенератор поддерживает перекрытия. В свою очередь, перекрытия поддерживают кирпичи пола коксовой печи и обогревательные простенки. Перекрытия имеют каналы, через которые газ, входящий воздух и тепло отработавших газов проходят от регенератора к обогревательным простенкам и наоборот. Обогревательные простенки, пол и перекрытия обычно выкладывают из динасового кирпича.

Большинство батарей коксовых печей, эксплуатируемых в США и, фактически, во многих странах, было построено свыше пятидесяти лет назад и требует периодического ремонта. Динасовые кирпичи, из которых выкладывают простенки печи, полы и перекрытия, начинают разрушаться, поскольку они стареют вследствие воздействия циклов нагрева и охлаждения, которым они подвергаются. Для поддержания печи в рабочем состоянии выполняют мелкий ремонт, который может включать ремонт кирпичей в концах простенков или замену концевых участков простенков (ремонт концевых участков простенков). При сильном разрушении обогревательных простенков необходимо целиком заменить простенок между двумя печами. При сильном разрушении участок перекрытия печи под полом печи может подвергнуться такому же разрушению, как и обогревательные простенки печи. Трещины могут стать настолько большими, что газы смогут проходить через изломы или соединения между кирпичами и сгорать в регенераторе. Это приводит к снижению эффективности эксплуатации и увеличивает эксплуатационные затраты. В таких случаях перекрытие должно быть отремонтировано или частично или полностью заменено.

При необходимости ремонта или замены перекрытия прекращают эксплуатацию находящихся в непосредственной близости камер коксования и удаляют простенок над перекрытием и участок перекрытия, который требует замены. В прошлом каменщики затем заменяли перекрытие или его часть, используя динасовые кирпичи. Этот процесс требовал сотни и тысячи динасовых кирпичей с множеством различных форм, размеров и вариантов расположения. Поскольку существует множество отверстий, необходимых для обеспечения протекания газа, воздуха и тепла отработавших газов через перекрытие, динасовые кирпичи должны быть подогнаны друг к другу в каком-то смысле подобно 3-мерной составной картинке-загадке, чтобы получить соответствующую форму и конфигурацию перекрытия. Этот процесс является трудоемким и занимает много времени. Кроме того, каждая линия раздела смежных кирпичей образует соединение и каждое соединение становится потенциальным местом утечки, поскольку простенок или перекрытие начинает разрушаться в прочесе эксплуатации. Ввиду того, что используется большое количество кирпичей, в перекрытиях, изготовленных с помощью таких способов и с использованием динасовых кирпичей, существуют сотни, а иногда и тысячи потенциальных неисправных мест.

Патент США №6,539,602 раскрывает способ ремонта простенка коксовой печи с помощью предварительно собранных участков кирпича. Однако, несмотря на то, что этот способ можно было использовать для ремонта перекрытий, он имеет намного больше соединений, чем способ настоящего изобретения и, следовательно, с течением времени будет предрасположен к возникновению таких же проблем с утечками, к которым предрасположен обычный способ ремонта.

Большие термически стабильные блоки или модули из нерасширяющегося материала с высокой стабильностью размеров, надлежащей прочностью при сжатии и надлежащей теплостойкостью в диапазоне от 0 градусов до 2850 градусов по Фаррингейту раскрыты в патентах США №5,227,106 и №5,423,152. Они были спроектированы для ремонта концов простенков и в последнее время использовались для полной замены обогревательных простенков. В настоящее время, по-видимому, также возможно использование подобных блоков для ремонта или замены перекрытия. Несмотря на то, что каждый комплект блоков должен быть изготовлен по специальному заказу, это все же более дешевый и обеспечивающий более продолжительный срок службы способ ремонта, чем способы ремонта с применением традиционного кирпича. Кроме того, это намного более быстрый способ выполнения ремонта с меньшим временем простоя, чем при обычном способе.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы восстанавливать перекрытие коксовой печи или полностью или частично с помощью литых монолитных термически стабильных нерасширяющихся боков или модулей большого размера. Ремонтное перекрытие будет более эффективным по стоимости и не будет разрушаться так быстро, как динасовые кирпичи, которые оно заменяет. Следовательно, большие модули или блоки позволят сэкономить значительные денежные средства в течение срока эксплуатации как за счет уменьшения затрат на монтаж, так и за счет более продолжительного ожидаемого срока службы. По сравнению с перекрытием, изготовленным из динасовых кирпичей, потребуется, если потребуется вообще, меньший объем ремонтных работ. Кроме того, повысится эффективность печи, поскольку утечка газа будет сведена к минимуму или исключена.

Конкретнее, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы использовать литые модули большого размера при замене перекрытий; модули изготавливают из материала, который имеет высокую стабильность размеров, незначительное расширение при нагреве, надлежащую прочность при сжатии и надлежащую теплостойкость в диапазоне от 0 градусов до 2850 градусов по Фаррингейту. Модули большого размера позволяют выполнять ремонтные работы с затратами времени примерно вдвое меньшими, чем при ремонте с использованием динасовых кирпичей, и ремонт может быть выполнен силами заводского персонала, а не каменщиками, что обеспечивает дополнительную экономию средств. Кроме того, за счет стабильности размеров блоков в широком диапазоне температур перекрытие должно сохраняться значительно дольше и требует меньшего объема ремонтных работ в течение срока эксплуатации, чем перекрытие из динасовых кирпичей.

По первому варианту выполнения изобретение относится к перекрытию коксовальной печи, содержащему первый ряд (РЯД 4-5), имеющий первые блоки (48), при этом каждый из первых блоков (48) содержит первую (горизонтальную) апертуру (72), продолжающуюся через первый блок от передней поверхности до задней поверхности, и вторую (вертикальную) апертуру (74), образованную через верхнюю поверхность блока и продолжающуюся в первую (горизонтальную) апертуру, и первые блоки (48) расположены, по существу, на плоской поверхности для совмещения соответствующих первых (горизонтальных) апертур (72) с целью образования первого (горизонтального) канала (32); и второй ряд (РЯД 6-7), имеющий вторые блоки (50i), при этом каждый из вторых блоков (50i) содержит третью (вертикальную) апертуру (80), продолжающуюся через второй блок (50i) от верхней поверхности до нижней поверхности, и вторые блоки (50i) расположены над первым рядом блоков (48) для совмещения третьей (вертикальной) апертуры (80) каждого из вторых блоков (50i) со второй (вертикальной) апертурой (74) первых блоков (48) для образования второго (вертикального) канала (30).

По другим вариантам выполнения перекрытие также может содержать третий (диагональный) канал (78), продолжающийся по диагонали от верхней поверхности одного из вторых блоков (50i) до стороны, по меньшей мере, одного из первых и вторых блоков (48, 50i); перекрытие также может содержать третий ряд (РЯД 8-9), имеющий третьи блоки (52i), при этом каждый из третьих блоков (52i) содержит, по меньшей мере, одну четвертую апертуру (82), образованную через третий блок (52i) от верхней поверхности до нижней поверхности, и третьи блоки (52i) расположены над вторыми блоками (50i) таким образом, что каждая четвертая апертура (82), по существу, совмещена со вторым каналом (30); первый ряд (РЯД 4-5) также может содержать боковые блоки (64), расположенные непосредственно у боковых сторон первых блоков (48); боковые блоки (64) могут включать в себя наклонную выемку (71), продолжающуюся вдоль участка каждой верхней поверхности и боковой поверхности боковых блоков (64), при этом выемка (71) совмещена с отверстием (78) во вторых блоках для образования воздушного канала; каждый из первых блоков (48) может иметь выступ (34), по меньшей мере, на одной передней поверхности и задней поверхности, образующий окружность, по меньшей мере, на участке первой апертуры (72); выступ (34) образован на одной передней поверхности и задней поверхности первого блока, и углубление образовано на другой передней поверхности и задней поверхности, образующее окружность, по меньшей мере, на участке первого канала (32); перекрытие также может содержать, по меньшей мере, один фундаментный блок (46), при этом первый ряд (РЯД 4-5) и второй ряд (РЯД 6-7) расположены над фундаментным блоком (46); перекрытие также может содержать боковые блоки (64), расположенные непосредственно у боковых сторон первых блоков (48) в первом ряду (РЯД 4-5), и каждый из боковых блоков (64) имеет продольное углубление (70), в котором, по меньшей мере, один фундаментный блок (46) имеет приподнятые боковые края (68) и в котором первые блоки (48) расположены на фундаментном блоке (46) между боковыми краями (68), и каждый из боковых блоков (64) расположен непосредственно у боковой стороны первых блоков (48), так что продольное углубление сопрягается с приподнятыми боковыми краями (68) фундаментного блока (46); перекрытие также может содержать верхний ряд (РЯД 10), расположенный над вторым рядом (РЯД 6-7), при этом верхний ряд (РЯД 10) содержит, по меньшей мере, один первый блок (54i) верхнего ряда и, по меньшей мере, один второй блок (76) верхнего ряда, и, по меньшей мере, один первый блок (54i) верхнего ряда образует, по меньшей мере, одну полость (84) для размещения, по меньшей мере, одного второго блока (76) верхнего ряда.

По другому варианту выполнения изобретение относится к способу строительства перекрытия коксовальной печи, содержащему следующие операции: укладка первого ряда (РЯД 4-5) блоков, содержащих некоторое количество первых блоков (48), при этом каждый из первых блоков (48) имеет (i) первую апертуру (72), расположенную в нем в продольном направлении от передней поверхности до задней поверхности, и, (ii) по меньшей мере, одну вторую апертуру (74), продолжающуюся от верхней поверхности в первую апертуру (72); и укладка второго ряда (РЯД 6-7) блоков, содержащего некоторое количество вторых блоков (50i), и каждый из вторых блоков (50i) имеет, по меньшей мере, одну третью апертуру (80), продолжающуюся через него от верхней поверхности к нижней поверхности, и второй ряд (РЯД 6-7) блоков расположен над первым рядом (РЯД 4-5) блоков, чтобы, по существу, совмещать каждую, по меньшей мере, одну третью апертуру (80), по меньшей мере, с одной второй апертурой (74).

По другим вариантам выполнения способ также может содержать операцию нанесения строительного раствора между первым рядом (РЯД 4-5) блоков и вторым рядом (6-7) блоков; способ также может содержать операцию нанесения строительного раствора между, по меньшей мере, одним из первых блоков (48), содержащих блоки первого ряда (РЯД 4-5), и вторых блоков (50i), содержащих блоки второго ряда (РЯД 6-7); способ также может содержать операцию удаления перекрытия, подлежащего замене, до укладки первого ряда (РЯД 4-5) блоков и укладки второго ряда (РЯД 6-7) блоков, при этом перекрытие, подлежащее замене, содержит некоторое количество кирпичей, которое, по меньшей мере, в четыре раза превышает количество блоков, используемых для восстановления перекрытия; способ также может содержать выравнивание поверхности, на которой будет сооружаться перекрытие, до укладки первого ряда (РЯД 4-5) блоков и укладки второго ряда (РЯД 6-7) блоков; способ также может содержать укладку одного или нескольких фундаментных блоков (46) до укладки первого ряда (РЯД 4-5) блоков и укладки второго ряда (РЯД 6-7) блоков, при этом фундаментные блоки (46) имеют приподнятые боковые края (68); первый ряд (РЯД 4-5) укладывают на фундаментный блок (46) так, что первые блоки (48) размещают между приподнятыми краями (68), и первый ряд (РЯД 4-5) блоков также содержит некоторое количество боковых блоков (64), расположенных по боковым сторонам первых блоков (48), и боковые блоки (64) имеют углубления (70), которые сопрягаются с приподнятыми краями (68) фундаментных блоков (46); способ также может содержать укладку третьего ряда (РЯД 8-9) блоков, содержащего третьи блоки (52i), над вторым рядом (РЯД 6-7) блоков, при этом каждый из третьих блоков (52i) имеет, по меньшей мере, одну четвертую апертуру (82), образованную в нем, от верхней поверхности до нижней поверхности, и третьи блоки (52i) расположены над вторым рядом (РЯД 6-7) блоков так, что каждая четвертая апертура (82), по существу, соосна с третьей апертурой (80); способ также может содержать укладку самого верхнего ряда (РЯД 10) блоков над вторым рядом (РЯД 6-7) блоков, при этом самый верхний ряд (РЯД 10) блоков содержит некоторое количество блоков (54i) верхнего ряда, и блоки (54i) верхнего ряда образуют, по меньшей мере, одну полость (84) относительно третьей апертуры (80); способ также может содержать газовый блок (76) в каждой, по меньшей мере, одной полости (84).

Вышеуказанные задачи и другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут более понятными после изучения следующего подробного описания совместно с приложенными чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид сбоку на участок батареи коксовых печей известного уровня техники, показывающий участки печи, полы, 9-рядное перекрытие и участок регенератора, сооруженные с использованием динасовых кирпичей.

Фиг. 2 - схема операций, используемых в процессе строительства перекрытия по настоящему изобретению.

Фиг. 3 - перспективный вид участка батареи коксовых печей, включающий опоры и перекрытие и простенки с участком удаленных простенка и перекрытия.

Фиг. 4 - перспективное изображение в разобранном виде рядов 3-10 второго варианта выполнения ремонтного перекрытий, в котором используют литые модули большого размера для замены рядов 3-10 из динасовых кирпичей.

Фиг. 5 - перспективный вид корнюрных блоков ряда 4-5, показанного на фиг.4, которые размещены на фундаментном блоке.

Фиг. 6 - перспективный вид собранных рядов 3-5 и ремонтного ряда 6-7, установленных продольных блоков ряда 4-5, которые примыкают сбоку к корнюрным блокам,

Фиг. 7 - перспективный вид частично собранных рядов 3-7 с установленным концевым блоком ремонтного ряда 6-7.

Фиг. 8 - перспективный вид полностью собранного ряда 3-7.

Фиг. 8а - перспективный вид рядов 3-9 с ремонтным рядом 8-9, частично собранным на собранных рядах 3-7.

Фиг. 9 - перспективный вид полностью собранных рядов 3-9.

Фиг. 10 - перспективный вид рядов 3-10 с ремонтным рядом 10, частично собранным на собранных рядах 3-9.

Фиг. 11 - перспективный вид полностью собранных ремонтных рядов 3-10.

Фиг. 12 - перспективный вид первого варианта выполнения частично построенного ремонтного перекрытия с использованием литых модулей большого размера, показывающий участки горизонтальных и вертикальных газовых каналов и борова.

Осуществление изобретения

Участок типовой батареи коксовых печей известного уровня техники, обозначенный, в общем, как поз. 6, изображен на фиг. 1. Батарея коксовых печей состоит из множества печей, каждая из которых обозначена, в общем, как поз. 8. Каждая печь иметь высоту 3-6 метров и длину 15 метров. Уголь подают в печи 8 и нагревают для производства кокса и побочных газов. Уголь внутри печей помещают на пол 36. Уголь в печах нагревается от обогревательных простенков 20, которые образуют стороны печей. В этом варианте изобретения каждый обогревательный простенок снабжен некоторым количеством примыкающих пар продолжающихся в вертикальном направлении боровов 38; в один боров из каждой пары поступают воздух и газ, которые сгорают в пределах обогревательной стенки; горючий газ движется вверх через боров, хотя возможны и другие варианты расположения. Тепло отработавших газов движется вниз через другой боров каждой пары. Поток газа через борова периодически меняет направление на противоположное.

Фундамент типовой батареи коксовых печей включает расположенные на расстоянии друг от друга опоры 26 и участок регенератора, обозначенный, в общем, как поз. 58, расположенный между смежными опорами. Каждый участок регенератора включает насадочные кирпичи 44. Перекрытия, обозначенные, в общем, как поз. 10, поддерживаются опорами. В конструкции перекрытия известного уровня техники, показанной на фиг. 1, изображено 9-рядное перекрытие. Перекрытие образовано из большого числа динасовых кирпичей, различные ряды обозначены как Т-1, Т-2, … Т-9. Опоры обычно также выкладывают из динасового кирпича.

Перекрытия 10 служат не только для поддержки обогревательных простенков и угля в пределах печей, но также и для направления воздуха, газа и тепла отработавших газов в соответствующие места. С этой целью каждое перекрытие 10 имеет отверстия, которые образуют сеть каналов, некоторые из которых показаны на фиг. 1. В батарее коксовых печей корнюрного типа, показанной на фиг. 1, каждое перекрытие имеет один главный горизонтальный газовый канал 32, идущий через перекрытие в продольном направлении, по существу, по всей длине соответствующего обогревательного простенка, поддерживаемого перекрытием. Кроме того, оно имеет несколько вертикальных ответвлений или апертур 30, продолжающихся от главного горизонтального газового канала 32, по одному вертикальному ответвлению 30 на каждый боров 38. Средства отключения (не показаны) предусмотрены для прекращения движения газа через вертикальное ответвление 30. Во время эксплуатации средства отключения будут периодически задействованы таким образом, чтобы поток, движущийся через пару боровов, менял свое направление на противоположное не только для того, чтобы обеспечить равномерный нагрев и подержать безопасную температуру в печах, но также для обеспечения предварительного нагрева входящего воздуха и газа за счет прохождения тепла отработавших газов через различные участки регенератора. Перекрытия также снабжены дополнительными каналами 28. Воздух, который нагревается в регенераторе, движется через эти каналы 28 и будет смешиваться с газом, идущим через вертикальные газовые каналы 30. Эти дополнительные каналы 28 также предусмотрены для приема тепла отработавших газов и направления такого тепла в регенератор, где происходит предварительный нагрев входящего воздуха и газов.

Каждое перекрытие известного уровня техники образовано за счет подгонки заданным способом сотен или тысяч динасовых кирпичей с множеством различных форм для получения перекрытия с соответствующими каналами. Такая общепринятая конструкция хорошо известна специалистам в данной области техники. Как отмечено выше, иногда требуется выполнить ремонт перекрытий. Этим традиционно занимались каменщики, которые после удаления старой кирпичной кладки ремонтировали перекрытие, используя динасовые кирпичи такой же формы, как и удаленные кирпичи. Поскольку кирпичи имеют относительно малый размер, имеется множество соединений, через которые могут проходить воздух и газы. Эта проблема усугубляется тем, что во время нагрева отремонтированного перекрытия динасовые кирпичи будут расширяться. Этот фактор должен быть принят во внимание при исходном литье ремонтных динасовых кирпичей, что фактически делает невозможным выполнение ремонтных работ таким образом, чтобы не допустить утечек. Ремонт перекрытия с помощью общепринятого способа является трудоемким процессом, занимающим много времени.

По настоящему изобретению ремонт перекрытия выполняют с помощью литых монолитных модулей большого размера, имеющих высокую стабильность размеров и незначительное расширение при нагреве. Модули отливают с помощью известных способов, и после литья их можно использовать при эксплуатации в диапазоне от 0 градусов до 2850 градусов по Фаррингейту. Предпочтительно, чтобы модули имели надлежащую прочность при сжатии и надлежащую теплостойкость, и их можно изготавливать с помощью способов и материалов, сходных со способами и материалами, описанными в патенте США №5,227,106 и №5,423,152, которые включены посредством ссылки.

Технологический процесс по настоящему изобретению, использующий литые монолитные модули большого размера, имеет много преимуществ. С самого начала ремонтные работы может выполнять заводской персонал, а не каменщики, что, таким образом, экономит трудозатраты. Кроме того, технологический процесс по настоящему изобретению занимает меньше времени, поскольку должно быть установлено меньше литых монолитных модулей большого размера, чем динасовых кирпичей, которые они заменяют. Например, каждый литой монолитный модуль большого размера обычно заменяет некоторое количество динасовых кирпичей, например, 15 штук и более, таким образом, требуя меньше времени при замене. И поскольку требуется значительно меньшее количество модулей по сравнению с количеством динасовых кирпичей, которые были бы использованы при выполнении ремонтных работ известного уровня техники, значительно уменьшаются не только затраты на ремонт за счет снижения, таким образом, времени простоя, но и значительно уменьшаются утечки, поскольку между модулями будет намного меньше соединений. И, наконец, за счет более высокого сопротивления расширению при нагреве модули, используемые при ремонте перекрытий по настоящему изобретению, будут служить намного дольше без разрушения и перекрытия могут быть рассчитаны на размеры в нагретом состоянии, устраняя, таким образом, любые утечки при начальном ремонте.

Фиг. 2 - схема операций, используемых при замене перекрытия по новому технологическому процессу, описываемому в настоящем изобретении. Как можно видеть, сначала разбирают старый простенок, а также пол печи и, по меньшей мере, участок перекрытия. Обычно два нижних ряда перекрытия разбирать не следует, поскольку в двух нижних рядах нет газовых и воздушных каналов и эти ряды во время эксплуатации батареи, как правило, не повреждаются. После разборки существовавшей ранее конструкции, используя необходимый раствор, выравнивают верхнюю часть конструкции, на которой должны быть размещены литые монолитные блоки больших размеров по настоящему изобретению.

Модули перекрытия отливают на основе или оригинальных чертежей или, как вариант, на основе полных измерений разобранного перекрытия. Обычно литье выполняют до того, как будут разобраны перекрытия, подлежащие ремонту, поскольку иначе произойдет задержка по времени, поскольку модули по настоящему изобретению должны быть отлиты и просушены. После литья новых модулей отливки можно использовать для замены отдельного ряда динасовых кирпичей или нескольких рядов динасовых кирпичей. Кроме того, модули предназначены для устранения многих потенциальных мест утечки. Типовой модуль заменяет много динасовых кирпичей, например, два или более рядов, и множество кирпичей, необходимых для сооружения трех или более боровов в каждом ряду. Однако, как видно из фиг. 4, могут быть отлиты другие конфигурации литых модулей большого размера. В любом случае все литые модули большого размера, используемые для ремонта перекрытий, предназначены для замены некоторого количества динасовых кирпичей.

После литья и сушки модулей их маркируют соответствующим клеймом для надлежащей сборки. При строительстве нового перекрытия первый ряд модулей размещают в требуемое положение и скрепляют раствором на месте. Последующие ряды модулей добавляют и скрепляют раствором на месте до завершения строительства перекрытия.

Фиг. 3 показывает участок батареи коксовых печей. Перекрытия, обозначенные, в общем, как поз. 10, расположены под полом печи, который не показан, и помещены на опоры 26, также показанные на фиг. 1. Поскольку при нагреве и охлаждении динасовые кирпичи расширяются и сжимаются, перекрытия в процессе эксплуатации разрушаются. В случае, когда это происходит, как в газовых каналах 30, 32, так и в воздушных каналах 28 в пределах перекрытий могут развиваться трещины, обычно в соединениях между кирпичами, иногда с воспламенением газа под печами и утечкой воздуха из воздушных каналов. Это приводит к снижению эффективности коксовой печи.

При необходимости ремонта или замены перекрытия работы обычно выполняют совместно с ремонтом или заменой простенка. Перед началом разборки простенка и перекрытия ремонтные модули рассчитывают, отливают, сушат и маркируют соответствующим клеймом для сборки в надлежащем порядке. После изготовления модулей разбирают простенок 20 над перекрытием и затем удаляют участок пола над перекрытием, подлежащим ремонту. И, наконец, разбирают перекрытие до опор 26, которые его поддерживают. Как отмечено выше, участок перекрытия 10, как вариант, может быть оставлен на опорах 26. Поскольку перекрытие под полом является ровным, использование тяжелого оборудования может оказаться непрактичным и, таким образом, предпочтительно разбирать перекрытие вручную. После разборки удаляют мусор. Для очистки может быть использовано вакуумное оборудование повышенной жесткости. Затем верхний участок ряда или опору выравнивают как необходимо и замазывают строительным раствором или другим подходящим материалом для подготовки к замене перекрытия. Настоящее изобретение также можно использовать при строительстве перекрытия в новой коксовой печи, и в этом случае первая операция, разборка старого простенка, пола и перекрытия может не выполняться. Ряд проверяют на выравнивание, но фактическое выравнивание может оказаться необязательным.

Литые монолитные огнеупорные ремонтные модули или блоки 22 большого размера, используемые при строительстве перекрытия по настоящему изобретению, имеют высокую стабильность размеров, надлежащую прочность при сжатии и надлежащую теплостойкость в диапазоне от 0 градусов до 2850 градусов по Фаррингейту. Модули изготавливают на заказ для каждого монтажа и, используя схему, которая ссылается на клейма, промаркированные на модулях, заводской персонал может легко определить расположение каждого специального модуля в пределах конструкции перекрытия. После определения блоков, используемых в первом ряду, блоки устанавливают и скрепляют раствором на месте. Эти операции повторяют со следующими рядами до завершения строительства перекрытия.

Фиг. 4 подробно показывает отдельные ряды блоков, используемые в перекрытии, и фиг. 5-10 показывают операции, с помощью которых выкладывают ряды для образования перекрытия. Нижний ряд блоков (РЯД 3) (Фиг. 4), которые должны быть уложены, фундаментный блок 46, укладывают, по существу, на плоскую верхнюю часть опоры 26 (или нижний ряд перекрытия, если перекрытие не было полностью демонтировано). Предпочтительно, чтобы фундаментный блок 46 в этом варианте выполнения имел толщину одного ряда динасовых кирпичей, хотя он может быть и толще. Предпочтительно, чтобы фундаментный блок имел ширину перекрытия и мог иметь длину, которая может быть практически отлита. Вероятно, что фундаментный блок является частью полной длины перекрытия. Подразумевается, что фундаментный блок заменяет множество оригинальных кирпичей. В показанном варианте изобретения фундаментный блок имеет две приподнятые кромки 68, по одной с каждого наружного края. Кромки 68 проходят в продольном направлении по длине блока.

Первый ряд блоков (РЯД 4-5) над фундаментными блоками включает два типа блоков (Фиг. 4), а именно, корнюрные блоки 48 и боковые блоки 64. Боковые блоки 64 расположены с обеих сторон корнюрных блоков 48. Корнюрные блоки имеют горизонтальные апертуры 72, которые проходят через блоки в продольном направлении и образуют горизонтальные газовые каналы. Вертикальные апертуры продолжаются в верхнем направлении от горизонтальных апертур 72 и образуют исходный участок вертикальных газовых каналов и боровов. Боковые блоки предпочтительно имеют такую же высоту, как и корнюрные блоки, но могут быть длиннее, короче или такой же длины. Как проиллюстрировано в варианте выполнения, отдельный боковой блок длиннее трех корнюрных блоков. Каждый боковой блок 64 предпочтительно включает продольное углубление 70, образованное на нижней наружной поверхности. Кроме того, на верхних наружных поверхностях боковых блоков образовано некоторое количество наклонных выемок 71. В другом варианте выполнения выемки 71 могут находиться со всех сторон, таким образом, образуя диагональное отверстие канала сверху и сбоку бокового блока. По длине бокового блока также образована канавка 66. В показанном варианте выполнения этот ряд блоков, а также два ряда выше него (РЯД 6-7 и РЯД 8-9), показанные, в общем, как поз. 50 и 52 на фиг. 4, являются толщиной двух рядов динасовых кирпичей, хотя они могут быть толще или тоньше. Как можно видеть, блоки в обоих последних рядах имеют полости различной формы, которые образуют участки газовых каналов и боровов.

Корнюрные блоки 48 расположены на фундаментном блоке 46 между приподнятыми кромками 68. Фиг. 6 показывает боковые блоки 64, помещенные в надлежащее положение рядом с корнюрными блоками 48. Боковые блоки 64 размещены вдоль корнюрных блоков 48 и продольные углубления 70 сопрягаются с приподнятыми кромками. Как проиллюстрировано, горизонтальные апертуры 72 расположены на одной оси и образуют, по существу, горизонтальный газовый канал. Как показано на фиг. 13, корнюрные блоки 48 могут также включать выступ 34 на одном конце блока по окружности апертуры 72. Противоположный конец корнюрного блока 48 включает непоказанное углубление по окружности апертуры 72. В этом варианте выполнения при установке корнюрных блоков 48 на фундаментный блок 46, выступ 34 одного блока входит в углубление смежного блока, что обеспечивает соосность смежных блоков и создает непрерывный газовый канал менее предрасположенный к утечкам.

Второй ряд (РЯД 6-7), размещенный непосредственно над корнюрными блоками 48 и боковыми блоками (64), включает концевые модули 50е и промежуточные модули 50i. Фиг. 7 показывает один из концевых модулей 50е после установки. Промежуточные блоки 50i предназначены для размещения на одном или обоих боковых блоках 64 и корнюрных блоках 48. Промежуточные блоки 50i включают ряд образованных в них апертур. В изображенном варианте выполнения, по существу, вертикальные апертуры 80 расположены в промежуточном блоке 50i и продолжаются от верхней поверхности к нижней поверхности. Диагональные апертуры 78, лучше всего показанные на фиг. 7, в зависимости от угла проходят через промежуточные блоки 50i от верхней поверхности к боковой или нижней поверхности или и к той и к другой. Вертикальные апертуры 80 и/или диагональные апертуры 78 также могут быть образованы в концевых блоках 50е. Приподнятые кромки 67 предусмотрены на нижней поверхности промежуточного и концевого блоков 50i, 50е. Как показано на фиг. 8, блоки 50е и 50i подогнаны друг к другу по нижнему ряду. При таком расположении вертикальные апертуры 80, по существу, соосны с вертикальной апертурой 74 корнюрных блоков и образуют участок борова, а диагональные апертуры 78 соосны с наклонными выемками 71 боковых блоков и образуют воздушные каналы, когда промежуточные и концевые блоки 50i, 50е расположены по нижнему ряду, приподнятые выступы 67 совмещены и сопрягаются с канавками 66 боковых блоков 64 для обеспечения соответствующего совмещения. Следующие ряды также образованы с канавками и выступами. Известны и могут быть использованы другие способы совмещения.

Фиг. 8а и 9 показывают внутренние модули 52i и концевой модуль 52е третьего ряда (РЯД 8-9) модулей. Эти модули 52е, 52i включают ряд апертур 82. При размещении по нижнему ряду (РЯД 6-7) апертуры 82,. по существу, соосны с вертикальными апертурами 80 и диагональными аппретурами 78 нижних рядов.

Фиг. 9 показывает модуль 52 РЯД 8-9, помещенный на блоке 50 РЯДа 6-7. Как отмечено выше, блоки РЯДА 8-9 отливают с соответствующими каналами и вертикальными апертурами для движения газа и воздуха.

Последний самый верхний ряд (РЯД 10) (Фиг. 4) образует основание простенка и включает блоки верхнего ряда 54 и газовые блоки 76. Фиг. 10 показывает первый блок верхнего ряда, расположенный наверху верхнего ряда промежуточных блоков. Блоки верхнего ряда размещены на блоках нижнего ряда и каждый включает полости 84; полости имеют размеры, позволяющие разместить здесь газовые блоки 76. Фиг. 11 показывает законченные участок перекрытия, построенного по настоящему изобретению со всеми установленными блоками. Показаны отверстия 28 для воздуха и газовый корнюр 56.

Непоказанные литые монолитные блоки большого размера для пола также могут быть предусмотрены. Модули для пола предпочтительно должны иметь высоту в два ряда; модули поддерживаются горизонтальными выступами 79 ряда или соответствующим горизонтальным выступом смежного существующего перекрытия, которое не подлежало ремонту.

Используя способ сборки по настоящему изобретению, заводской персонал может выполнять ремонт перекрытия вместо того, чтобы нанимать каменщиков. Модули, которые могут иметь вес до метрической тонны, устанавливают на место с помощью кранов, подъемных устройств и т.д. Кроме того, благодаря небольшому количеству блоков, ремонт может быть выполнен с намного меньшими временными затратами, чем обычный ремонт. Это делает настоящий способ ремонта намного менее затратным, чем ремонт, выполняемый обычным способом. Кроме того, благодаря качеству блоков предполагается, что блоки должны служить дольше, чем традиционные динасовые кирпичи, что позволяет снизить объем ремонтных работ и уменьшить время простоя из-за ремонта. Все эти факторы совместно обеспечивают намного менее затратный и более эффективный по стоимости способ ремонта как краткосрочный, так и долгосрочный, чем обычные способы.

Предусматриваются также дополнительные модификации вышеуказанных вариантов выполнения. Например, несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой на замену перекрытия в системах нагрева корнюрного типа, перекрытия в других системах также можно заменять схожим способом с небольшими модификациями. Например, и как будет оценено специалистами в данной области техники, перекрытия в системе нагрева с нижним подводом тепла также можно заменять, используя настоящее изобретение. При таком применении корнюрные блоки 48 не будут включены, но остальная конструкция, по существу, остается идентичной.

Несмотря на то, что предпочтительная форма настоящего изобретения была описана и показана в приложенных чертежах, следует понимать, что заявитель не намерен ограничиться до специфических деталей, описанных выше и показанных в приложенных чертежах, а намерен ограничиться только до объема настоящего изобретения, как определено следующей формулой изобретения. В этом отношении формула изобретения предназначена для того, чтобы включать не только то, что показано в чертежах настоящей заявки, и эквиваленты, рассматриваемые в тексте, но предназначена также и для того, чтобы охватить другие эквиваленты, известные в настоящее время специалистам в данной области техники, или те эквиваленты, которые могут стать известными специалистам в данной области техники в будущем.

Изобретения могут быть использованы в коксовой промышленности. Перекрытие коксовой печи включает первый ряд (4-5), имеющий первые блоки (48), и второй ряд (6-7), имеющий вторые блоки (50i). Каждый из первых блоков (48) включает первую горизонтальную апертуру (72), продолжающуюся через первый блок от передней поверхности до задней поверхности, и вторую вертикальную апертуру (74), образованную через верхнюю поверхность блока, продолжающуюся в первую горизонтальную апертуру (72). Первые блоки (48) расположены на плоской поверхности, совмещая соответствующие первые горизонтальные апертуры (72) с целью образования первого горизонтального канала (32). Каждый из вторых блоков (50i) включает третью вертикальную апертуру (80), продолжающуюся через второй блок (50i) от верхней поверхности до нижней поверхности. Вторые блоки (50i) расположены над первым рядом (4-5) первых блоков (48) для совмещения третьей вертикальной апертуры (80) каждого из вторых блоков (50i) со второй вертикальной апертурой (74) первых блоков с целью образования второго вертикального канала (30). Изобретения позволяют уменьшить разрушение и увеличить срок службы перекрытий коксовых печей, а также снизить или исключить утечку газа в коксовой печи, тем самым повысить ее эффективность. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Перекрытие коксовой печи, содержащее:
первый ряд (4-5), имеющий первые блоки (48); каждый из первых блоков, содержащий первую горизонтальную апертуру (72), продолжающуюся через первый блок от передней поверхности до задней поверхности, и вторую вертикальную апертуру (74), образованную через верхнюю поверхность блока и продолжающуюся в первую горизонтальную апертуру, первые блоки (48), расположенные, по существу, на плоской поверхности для совмещения соответствующих первых горизонтальных апертур (72) с целью образования первого горизонтального канала (32); и
второй ряд (6-7), имеющий вторые блоки (50i); каждый из вторых блоков (50i), содержащий третью вертикальную апертуру (80), продолжающуюся через второй блок (50i) от верхней поверхности до нижней поверхности, вторые блоки (50i), расположенные над первым рядом блоков (48) для совмещения третьей вертикальной апертуры (80) каждого из вторых блоков (50i) со второй вертикальной апертурой (74) первых блоков для образования второго вертикального канала (30).

2. Перекрытие по п.1, содержащее, кроме того, третий диагональный канал (78), продолжающийся по диагонали от верхней поверхности одного из вторых блоков (50i) до боковой стороны, по меньшей мере, одного из первых и вторых блоков (48, 50i).

3. Перекрытие по п.1, содержащее, кроме того, третий ряд (8-9), имеющий третьи блоки (52i); каждый их третьих блоков (52i), содержащий, по меньшей мере, одну четвертую апертуру (82), образованную через третий блок (52i) от верхней поверхности к нижней поверхности, третьи блоки (52i), расположенные над вторыми блоками (50i) так, что каждая четвертая апертура (82), по существу, соосна со вторым каналом (30).

4. Перекрытие по п.1, в котором первый ряд (4-5), кроме того, содержит боковые блоки (64), расположенные непосредственно у боковых сторон первых блоков (48).

5. Перекрытие по п.4, в котором боковые блоки (64) включают наклонную выемку (71), продолжающуюся вдоль участка каждой верхней поверхности и боковой поверхности боковых блоков (64); выемка (71), совмещенная с отверстием (78) во вторых блоках для образования воздушного канала.

6. Перекрытие по п.1, в котором каждый из первых блоков (48) имеет выступ (34), по меньшей мере, на одной передней поверхности и задней поверхности, образующий окружность, по меньшей мере, на участке первой апертуры (72).

7. Перекрытие по п.6, в котором выступ (34) образован на одной передней поверхности и задней поверхности первого блока (48) и углубление образовано на другой передней поверхности и задней поверхности, образующее окружность, по меньшей мере, на участке первого канала (32).

8. Перекрытие по п.1, содержащее, кроме того, по меньшей мере, один фундаментный блок (46), первый ряд (4-5) и второй ряд (6-7), расположенные над фундаментным блоком (46).

9. Перекрытие по п.8, содержащее, кроме того, боковые блоки (64), расположенные непосредственно у боковых сторон первых блоков (48) в первом ряду (4-5), каждый из боковых блоков (64), имеющий продольное углубление (70),
в котором, по меньшей мере, один фундаментный блок (46) имеет приподнятый боковые края (68) и
в котором первые блоки (48) расположены на фундаментном блоке (46) между продольными краями (68) и каждый из боковых блоков (64) расположен непосредственно у боковой стороны первых блоков (48) так, что продольное углубление (70) сопрягается с приподнятыми боковыми краями (68) фундаментного блока (46).

10. Перекрытие по п.1, содержащее, кроме того, верхний ряд (10), расположенный над вторым рядом (6-7), верхний ряд (10), содержащий, по меньшей мере, один первый блок (54i) верхнего ряда и, по меньшей мере, один второй блок (76) верхнего ряда, по меньшей мере, один первый блок верхнего ряда (54i), образующий, по меньшей мере, одну полость (84) для размещения, по меньшей мере, одного второго блока (76) верхнего ряда.

11. Способ строительства перекрытия коксовой печи, содержащий операции:
укладка первого ряда (4-5) блоков, содержащих некоторое количество первых блоков (48), каждый из первых блоков (48), имеющий (i) первую апертуру (72), расположенную в нем в продольном направлении, и, (ii) по меньшей мере, одну вторую апертуру (74), продолжающуюся от верхней поверхности в первую апертуру (72); и
укладка второго ряда (6-7) блоков над первым рядом (4-5) блоков, второй ряд (6-7) блоков, содержащий некоторое количество вторых блоков (50i), каждый из вторых блоков (50i), имеющий, по меньшей мере, одну третью апертуру (80), продолжающуюся через него от верхней поверхности к нижней поверхности, второй ряд (6-7) блоков, расположенный над первым рядом (4-5) блоков, чтобы, по существу, совмещать каждую, по меньшей мере, одну третью апертуру (80) с, по меньшей мере, одной второй апертурой (74).

12. Способ по п.11, кроме того, содержащий операцию нанесения строительного раствора между первым рядом (4-5) блоков и вторым рядом (6-7)блоков.

13. Способ по п.11, кроме того, содержащий операцию нанесения строительного раствора между, по меньшей мере, одним из первых блоков (48), содержащих блоки первого ряда (4-5), и вторых блоков (50i), содержащих блоки второго ряда (6-7).

14. Способ по п.11, кроме того, содержащий операцию удаления перекрытия, подлежащего замене, до укладки первого ряда (4-5) блоков и укладки второго ряда (6-7) блоков, перекрытие, подлежащее замене и содержащее некоторое количество кирпичей, которое, по меньшей мере, в четыре раза превышает количество блоков, используемое для восстановления перекрытия.

15. Способ по п.14, кроме того, содержащий выравнивание поверхности, на которой будет сооружаться перекрытие, до укладки первого ряда (4-5) блоков и укладки второго ряда (6-7) блоков.

16. Способ по п.11, кроме того, содержащий укладку одного или нескольких фундаментных блоков (46) до укладки первого ряда (4-5) блоков и второго ряда (6-7) блоков, фундаментные блоки (46)имеющие.приподнятые боковые края (68).

17. Способ по п.16, в котором первый ряд (4-5) укладывают на фундаментный блок (46) так, что первые блоки (48) размещают между приподнятыми краями (68), первый ряд (4-5) блоков, кроме того, содержащий некоторое количество боковых блоков (64), расположенных по боковым сторонам первых блоков (48), боковые блоки (64), имеющие углубления (70), которые сопрягаются с приподнятыми краями (68) фундаментных блоков (46).

18. Способ по п.11, кроме того, содержащий укладку третьего ряда (8-9) блоков, содержащего третьи блоки(52i), над вторым рядом (6-7) блоков, каждый из третьих блоков (52i), имеющий, по меньшей мере, четвертую апертуру (82), образованную в нем, от верхней поверхности до нижней поверхности, третьи блоки (52i), расположенные над вторым рядом (6-7) блоков так, что каждая четвертая апертура (82), по существу, соосна с третьей апертурой (80).

19. Способ по п.11, кроме того, содержащий укладку самого верхнего ряда (10) блоков над вторым рядом (6-7) блоков, самый верхний ряд (10) блоков, содержащий некоторое количество блоков (54i) верхнего ряда, блоки (54i) верхнего ряда, образующие, по меньшей мере, одну полость (84) относительно третьей апертуры (80).

20. Способ по п.19, кроме того, содержащий газовый блок (76) в каждой, по меньшей мере, одной полости (84).