中国一冶工业炉公司府谷项目部“烈火”QC小组.doc

焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的研制
中国一冶工业炉公司府谷项目部“烈火”QC小组
一 、工程简介及背景
府谷焦化3#焦炉2005年8月投产投产以来，在焦炉的实际生产过程中，由于炭化室的底部与推焦杆、煤块长期摩擦，造成炭化室底部形成沟槽甚至大面积的磨损，炭化室底热修次数逐年增多。
炭化室底部砖在设计中就充分考虑了砖块便于更换的理念，采用长条通缝的结构（一般砖块为错缝结构），外形为上大下小的梯形，被行业俗称元宝砖。
为了不影响生产，需要在热态环境下对炭化室底部砖进行修补或者更换。炭化室底元宝砖更换时，施工单位或钢厂自己的维修部门采用停相邻燃烧室墙的火，采用长钩抠出废砖，再进行人工砌筑，但即便是降温后，炭化室墙壁温度只能从1300度降到700度，如果再继续降温，将造成收缩沉降使墙体炸裂，并且炭化室中煤气及有毒气体含量严重超标，因此不适合人工操作。

二 、小组简介
QC小组简介 表-1
课题名称
焦炉热态炭化室底热修砌筑装置研制
起止时间
2012.7-2012.8
课题类型
创新型
小组名称
中国一冶工业炉公司府谷项目部“烈火”QC小组
注册时间
2010.4
小组注册号
YYGYL-QC06
活动次数
每周4次
教育时间
人均70小时
小组人数
6人
序号
姓名
性别
文化程度
组内职务
技术职称
组内分工
1
苏毅
男
本科
组长
工程师
活动策划、指导
2
李俊喆
男
本科
副组长
工程师
具体实施
3
肖敏
男
大专
组员
高级技师
具体实施
4
郭雅楠
女
本科
组员
助工
具体实施
5
夏春
男
大专
组员
高级技师
具体实施
6
田红云
女
大本
组员
高级经济师
技术指导
制表人：李俊喆 制表时间：2012 年7 月 5 日
三 、选择课题
1、提出问题
（1）问题调查1：
小组成员对府谷焦化厂3#焦炉进行了炭化室底热修原因和热修方法进行了调查，3#焦炉为2005年8月投产的焦炉，2010年4月以后出现热修情况，具体情况见表-2

表-2

日期
炭化室号
热修原因
维修方式
2010.4
10#、21#、43#
推焦杆下垂造成炭化室底部磨损，并造成元宝砖松脱
维修推焦杆，并更换元宝砖
2010.10
9#、10#、21#、22#、43#、44#
元宝砖松脱
更换元宝砖
2011.3
9#、10#、21#、22#、43#、44#
元宝砖松脱
更换元宝砖
2011.9
8#、9#、10#、20#、21#、22#、33#、43#、44#、45#
元宝砖松脱
更换元宝砖
2012.2
5#、8#、9#、10#、20#、21#、22#、33#、34#、35#、43#、44#、45#、46#
元宝砖松脱
更换元宝砖
制表人：李俊喆 制表时间：2012年7月7 日

（2）问题调查2：
小组成员通过府谷焦化厂热修部门了解了施工方法：将元宝砖从炭化室底部的入口使用钢管把元宝砖逐步推入到砌筑的地方，然后采用灌浆的方式，将砖与砖之间的缝隙填满。
图1、图2为热修时采用的热修工具。

图1 图2
2、分析问题
根据问题调查1体现的情况知道，炭化室底部元宝砖热修周期在半年左右，热修范围逐渐扩展到相邻炭化室，而一些没有被推焦杆造成机械损伤的炭化室底，至今7年时间，还比较完好。
根据问题调查2体现的情况知道，热修施工人员在炭化室底部砖砌筑时，为了避免施工人员直接在高温和重煤气及有毒气体环境下作业施工，所采用的将元宝砖从炭化室底部的入口用钢管把元宝砖逐步推入到砌筑位置的方法，造成元宝砖底部和侧面灰缝质量无法保证，（俗称干码），最后采用灌浆的方式，由于缝隙不均匀，或者缝小了，浆下不去，容易造成炭化室底部在短期内松脱。
由以上两点分析，炭化室底部元宝砖冷态砌筑方法能保证元宝砖的底部灰缝以及砖的侧面灰缝，是炭化室底部元宝砖长时间完好的关键。
3、确定课题
由于传统的热修施工方法不能满足本施工条件的要求，我们必须研究新的方法，立足现有技术和条件，在砌筑方法上进行创新。因此小组提出三个课题：
焦炉热态炭化室底热修摇臂喷补方法

保证热态砌筑炭化室底部元宝砖灰缝的施工方案

穿着防火隔热服人工热修焦炉炭化室的方法

焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的研制

表-3
方案
方案分析
特点
结论
课题一：
焦炉热态炭化室底热修摇臂喷补方法
（如图3、4）
1. 制作类似摄影摇臂支架，臂长10m。
2. 耐火材料喷补设备，以及耐热管道。
3. 将喷补设备的枪头架设在摇臂支架前端，实施对破损处的喷补。
4. 成本分析：只估算摇臂成本，约2000元。
优点：耐火材料喷补设备，以及耐热管道为公司现有设备，操作技术成熟。摇臂支架用料较少，便于加工。
缺点：对创面较小的破损修补有效果，对炭化室底部元宝砖更换作用不大。
不采用
课题二：
穿着防火隔热服人工热修焦炉炭化室的方法
（如图5）
1. 购置防火隔热服，棉隔热服防火温度在700-900度左右，适合热修温度环境。
2. 穿着防火隔热服，按照砌筑规范热修炭化室元宝砖。
3. 成本分析：防火隔热服每套1000元左右，每孔炭化室需至少三人替换工作。
优点：防火隔热服适应温度在700-900度左右，都大于热修最低温度要求700度，成本不高。
缺点：焦炉炭化室空间为420mm～480mm之间，站立修补炭化室墙面较为合适，蹲下不便操作；炭化室内存在有害气体，防火隔热服不具备呼吸系统；穿着防火隔热服在狭窄区域施工存在安全隐患。
不采用
课题三：
焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的研制
（如图6、7、8）
1. 通过仿人工砌筑方式，实现元宝砖底部灰浆的铺设，砖侧面灰缝厚度的控制，以及砖上部高度的控制。
2. 实现上述三指标的设计思路：通过灰浆斗倾倒铺设底部灰浆，通过间隔比尺控制砖与砖之间的间距，通过类似压路机辊轮将砖上部高度压平整。
3. 砖的运输采用带有小夹具的小轮车。
4. 采用延长钢管，外部操作。
5. 成本分析：操作装置为小型结构，可用项目制作场地的边角预料加工，估算成本为1000元以下。
优点：在炭化室外部操作，避免在高温以及有害气体的环境下施工。
缺点：远程操作实现仿人工砌筑的方式，操作有一定难度。
采用
课题一方案示意图：
图3 图4

课题二方案示意图：

图5
课题三方案示意图：

图6 图7 图8
根据以上调查分析，小组成员一致认为此次活动的课题为：《焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的研制》。
通过网络查新及同行业查新，未见有相同创新研究的报道。

四 、设定目标
1、课题目标设定分析一：
小组仔细分析了仿人工砌筑方式，通过灰浆斗倾倒铺设底部灰浆，采用间隔比尺控制砖与砖之间的间距，通过类似压路机辊轮将砖上部高度压平整，跟人工砌筑基本相似，完全能改善以往热修中，无法保证元宝砖底部和侧面的灰缝问题。
2、课题目标设定分析二：
采用延长钢管，外部远程操作实现仿人工砌筑的方式，操作有一定难度，间隔比尺采用尽量贴紧上一块砖的距离，使元宝砖灰缝能达到新砌筑体的标准4mm～8mm。
因此，小组设定活动目标为：研制新装置使焦炉热修炭化室底部元宝砖砌筑灰缝达到4mm～8mm。
五、提出方案，确定最佳方案
（一）.方案提出
针对本项目需要解决的问题，结合现场条件，小组召开了方案分析会，集思广益，运用“头脑风暴法”充分发表意见，提出各种方案，并使用亲和图归纳整理，见下图9。
焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的研制

元宝砖砖夹
厚壁钢管辊筒身
X型双座辊筒架
双辊筒
辊筒身两端安装轴承
灰槽为整体结构
压平辊筒
灌浆灰槽

短轴方向的砖夹
倾翻式灰槽

夹体短方向夹住元宝砖

灰槽下部安装倾翻机构
夹体下部为直型

灰浆倾倒量不易控制
直型夹头夹持力需要很大

侧开式灰槽
长轴方向的砖夹
钩型夹头夹持力适中

夹体下部做成钩型

夹体长方向夹住元宝砖

灰槽一侧开门卸灰浆
灰浆倾倒量容易控制

侧出口设下料滑板
门上安装复位弹簧自动关门

厚壁钢管辊筒身

C型座辊筒架

单辊筒
辊筒身两端安装轴承

夹体上安装比尺

底开式灰槽
操作把手

灰浆倾倒量容易控制
灰槽下部开门卸灰浆

自行车刹车把
三轮车刹车操纵杆

门上安装复位弹簧自动关门

刹车把安装在车架上

刹车把在手把一侧
制表人：李俊喆
底开门开启大小可调节
操纵联杆更换为6mm钢丝绳
刹把线更换为6mm钢丝绳

刹把线的另一端连接元宝砖砖夹或者灌浆灰槽
刹把线的另一端连接元宝砖砖夹或者灌浆灰槽

制图人：李俊喆 制图时间：2012 年7 月14 日 图9

15

根据以上亲和图，我小组决定从以下方案进行分析：
1.灌浆灰槽的选择
倾翻式灰槽

灌浆灰槽的选择
侧开式灰槽

底开式灰槽

通过利用现场现有灰槽以及采用吸水性不高的竹夹板制作灰槽模型，进行结构与使用的试验和分析（结果见表4、5、6、7）：
表-4
选择1：倾翻式灰槽
试
验
分
析

灰槽
提拉牵引绳
提拉耳
1、灰槽一侧设提拉耳；
2、灰槽下部设旋转轴；
3、模拟试验：在灰槽中装入硅火泥泥浆，通过提拉牵引绳，倾倒灰槽；对提拉耳旋转轨迹进行测量；检查泥浆流出到平面的厚度与泥浆堆积截面图：
试验次数
1
2
3
泥浆平铺厚度（mm）
60-～10
60～8
50～15
泥浆堆积截面图

特
点
优点：灰槽制作简单，耐火泥泥浆倾倒比较快。
缺点：耐火泥泥浆倾倒的量不便控制，倾倒后，泥浆的堆积为一侧到另一侧的坡型渐变，厚度不均匀；提拉耳旋转轨迹较长，不便调节。
时间：2012年7月15 地点：搅拌站 负责人：田红云 苏毅

表-5
选择2：侧开式灰槽
试
验
分
析

1、灰槽一侧设侧开门；
2、侧开门下部设复位弹簧；
3、模拟试验：在灰槽中装入硅火泥泥浆，通过提拉、松开牵引绳，实现侧开门的开启与关闭；检查泥浆流出到平面的厚度与泥浆堆积截面图：
试验次数
1
2
3
泥浆平铺厚度（mm）
40-～20
40～10
40～15
泥浆堆积截面图

下料滑板
提拉牵引绳
灰槽
复位弹簧
侧开门

特
点
优点：侧开门开启大小可调节，便于耐火泥泥浆出料量的控制。
缺点：灰槽底部平坦，耐火泥泥浆有一定粘稠度，自流比较慢，出料后，泥浆的堆积为一侧到另一侧的坡型渐变，厚度不均匀。
时间：2012年7月15 地点：搅拌站 负责人：李俊喆 苏毅

表-6
选择3：底开式灰槽
试
验
分
析

1、灰槽下部设有滑道、下料口以及底开门；
2、灰槽一侧设复位弹簧；
3、模拟试验：在灰槽中装入硅火泥泥浆，通过提拉、松开牵引绳，实现底开门的开启与关闭；检查泥浆流出到平面的厚度与泥浆堆积截面图：
试验次数
1
2
3
泥浆平铺厚度（mm）
15-～20
10～15
20～15
泥浆堆积截面图

提拉牵引绳
灰槽
底开门
砌筑方向
底开门
复位弹簧

特
点
优点：底开门开启大小可调节，便于耐火泥泥浆出料量的控制，出料比较快，厚度均匀。
缺点：底开门的开仓行程较长，需要重新设计。
时间：2012年7月15 地点：搅拌站 负责人：李俊喆 田红云

表-7
各种方法综合分析
灰槽类型
泥浆堆积截面比较
泥浆堆积特点
分析结论
倾翻式灰槽

出料快，泥浆的堆积为一侧到另一侧的坡型渐变，厚度不均匀
不采用
侧开式灰槽

出料慢，泥浆的堆积为一侧到另一侧的坡型渐变，厚度不均匀。
不采用
底开式灰槽

出料比较快，厚度均匀。
采用

结论：元宝砖砌筑时，底部灰浆的厚度均匀，有利于元宝砖标高的调整，所以采用底开式灰槽。

2.元宝砖砖夹的选择
短轴方向的砖夹

元宝砖砖夹的选择

长轴方向的砖夹

参考《机械设计实用机构运动仿真图解》，采用CAD模拟元宝砖砖夹的部分结构，观察夹体在长短轴上运作的优缺点，并结合其他因素，进行合理性分析：（下图10为元宝砖砌筑的方式）

元宝砖两侧的4046#砖
元宝砖4045#砖
元宝砖之间的灰缝为4mm～8mm
元宝砖的砌筑方式

夹具设计参考书

图10
制图人：夏春 制图时间：2012 年7 月15 日

表-8
选择1：短轴方向的砖夹
绘
图
分
析
1、 元宝砖短（宽）方向为矩形的截面，夹体需要较大的夹持力。
2、 夹体上的开合方向与元宝砖之间的砖缝垂直，无法安装比尺。
砌筑方向
夹体
提拉牵引绳
复位弹簧
元宝砖两侧的砖
砌筑方向
元宝砖

特
点
优点：夹体材料使用较少。
缺点：夹体需要较大的夹持力，无比尺，无法控制每块元宝砖之间的灰缝。
时间：2012年7月15 地点：办公室 负责人：肖敏 郭雅楠 夏春

表-9
选择2：长轴方向的砖夹
绘 图
分
析
砌筑方向
1、 元宝砖长方向为上大下小的截面，夹体下部做成钩形。
2、 在夹体上设置比尺，比尺长于钩体下端。
比尺
元宝砖
元宝砖两侧的砖
提拉牵引绳
比尺
夹体
复位弹簧

特
点
优点：夹体下部做成钩形，以便轻易勾住元宝砖；夹体上设置比尺以便控制每块元宝砖之间的灰缝。
缺点：结构较为复杂，夹具的开合需要反复调整。
时间：2012年7月15 地点：办公室 负责人：肖敏 郭雅楠 夏春

表-10
各种方法综合分析
元宝砖砖夹类型
优点
缺点
分析结论
短轴方向的砖夹
夹体材料使用较少。
夹体需要较大的夹持力，无比尺，无法控制每块元宝砖之间的灰缝。
不采用
长轴方向的砖夹
夹体下部做成钩形，以便轻易勾住元宝砖；夹体上设置比尺以便控制每块元宝砖之间的灰缝。
结构较为复杂，夹具的开合需要反复调整。
采用

3、压平辊筒的选择

双辊筒
压平辊筒的选择

单辊筒

采用施工现场现有的油漆滚筒模拟压平辊筒部分结构进行试验，观察双辊筒和单辊筒的运作，并结合CAD制图进行分析：（下图11油漆滚筒示意图）

图11
表-11
方案
方案分析
特点
分析结论
双辊筒：
1、采用X型座固定双辊筒，双辊筒外尺寸小于元宝砖宽度。
2、双辊筒采用厚壁钢管制作，两端安装轴承。
优点：通过往复运动，快速整平元宝砖的标高。
缺点：两辊筒之间间隔比较近，容易堆积挤出来的灰浆，不便清理和操作。
不采用
单辊筒：

1、采用C型座固定辊筒。
2、辊筒采用厚壁钢管制作，两端安装轴承。
优点：操作灵活，轻便，泥浆不容易裹住辊筒。
缺点：单辊轮重量较轻，需多次辊压，才能整平元宝砖的标高。
采用
时间：2012年7月15 地点：办公室 负责人：李俊喆 田红云 夏春

4、操作把手的选择

自行车刹车把操作方式

操作把手的选择

人力三轮车刹车操纵杆操作方式

通过对现场的自行车和人力三轮车的刹车操作装置，进行操作比较分析：

图12 图13

表-12
方案
方案分析
特点
分析结论
自行车刹车把操作：
1、自行车刹把安装在手把一侧。
2、刹把线更换为6mm钢丝绳。
3、刹把线的另一端连接元宝砖砖夹或者灌浆灰槽。
优点：操作灵活，适合大多数人的操作习惯。
缺点：手指握持操作，力度较小。
采用
人力三轮车刹车操纵杆操作：

1、人力三轮车刹把安装在车架上。
2、刹把线更换为6mm钢丝绳。
3、刹把线的另一端连接元宝砖砖夹或者灌浆灰槽。
优点：操纵杆靠手臂压下操作，力度大。
缺点：不够灵活。
不采用
时间：2012年7月15 地点：现场自行车库 负责人：肖敏 郭雅楠 夏春

5、综合分析
通过对灌浆灰槽、元宝砖砖夹、压平辊筒和操作把手的研究，对每个方案的相关联的因素进一步深入分析：
1）操纵把手与灌浆灰槽采用6mm钢丝绳连接，原自行车刹车把在捏到手柄处，钢丝绳只收回20mm，那么底开式灰槽也只能开启20mm，针对这个问题，需要重新设计灌浆灰槽的底开式结构。小组决定从以下方案进行分析：

图14 图15

条形槽结构

底开灰槽的底部结构选择

网眼结构

表-13
选择1：条形槽结构
结
构
分
析

左图为底开门闭合时的示意图
1、灰槽下部设有下料口以及底开门；
2、下料口为灰槽底部每间隔20mm开10mm宽的长槽；
3、底开门每间隔20mm开10mm宽的长槽；
4、底开门复位时长槽与下料口长槽错开，形成封闭的底。

左图为底开门开启时的示意图
底开门由一侧牵引绳拉出时，底开门长槽与下料口长槽 重合，灰槽内的硅火泥泥浆自动流出。
特
点
优点：底开门开启大小可调节，便于耐火泥泥浆出料量的控制。
缺点：底部形成的长槽，会因为长时间承重下绕，造成底开门开启不畅。
时间：2012年7月16 地点：搅拌站 负责人：李俊喆 苏毅

表-14
选择2：网眼结构
结
构
分
析

左图为底开门闭合时的示意图
1、 灰槽下部设有下料口及底开门：
2、 下料口为灰槽底部每20mm开一排直径10mm的圆孔；
3、底开门每20mm开一排直径10mm的圆孔；
4、底开门复位时圆孔与下料口圆孔错开，形成封闭的底。

左图为底开门开启时的示意图
底开门由一侧牵引绳拉出时，底开门圆孔与下料口圆孔 重合，灰槽内的硅火泥泥浆自动流出。
特
点
优点：底开门开启大小可调节，便于耐火泥泥浆出料量的控制，孔眼为网眼结构，能保证底开门与下料口的强度，使其长期使用时不会下绕变形。
缺点：孔眼较多，加工精度要求高。
时间：2012年7月16 地点：搅拌站 负责人：李俊喆 苏毅

表-15
底开灰槽的底部结构
优点
缺点
分析结论
条形槽结构
底开门开启大小可调节，便于耐火泥泥浆出料量的控制。
底部形成的长槽，会因为长时间承重下绕，造成底开门开启不畅。
不采用
网眼结构
底开门开启大小可调节，便于耐火泥泥浆出料量的控制，孔眼为网眼结构，能保证底开门与下料口的强度，使其长期使用时不会下绕变形。
孔眼较多，加工精度要求高。
采用

2）通过模拟人工砌筑一块元宝砖的施工方法：打底灰 砌筑元宝砖 整平砖标高，将灌浆灰槽、元宝砖砖夹、压平辊筒和操作把手用延伸杆结合，作出工序排列，并进行两种方案的分析。

方案一：施工工序排列为：先打底灰，再放元宝砖，然后通过辊筒整平标高。
延长杆为多根套管结合，能实现长度伸缩的功能。
自行车样式的车把，能灵活操作元宝砖夹和灌浆灰槽的开合功能。

方案二：施工工序排列为：先打底灰，再放元宝砖，然后通过辊筒整平标高。
压平辊筒排列到灌浆灰槽之前，并在原压平辊筒部位增加了滚轮。延长杆为多根套管结合，能实现长度伸缩的功能。
自行车样式的车把，能灵活操作元宝砖夹和灌浆灰槽的开合功能。

经过两种方案的对比分析，方案二增加了滚轮，滚轮与压平辊筒的底部在一个平面上，使灌浆灰槽、元宝砖砖夹操作时能处在水平的状态。
分析结论：采用方案二

图16

制图人：夏春 制图时间：2012 年7 月25 日

6.确定最佳方案
经过对各个环节的深入分析，小组确定了以下最佳方案工艺流程，如下：

单筒压平辊筒
自行车刹车把操作把手
网眼结构底开门灌浆灰槽
长轴方向元宝砖砖夹

焦炉热态炭化室底热修砌筑装置

各装置与延伸杆整体结合

六、制定对策
在制定方案实施对策时，小组成员认真研究，反复讨论，针对每一步深入细化，使之更具备可操作性，并按“5W1H”方法制定相应对策，见表16：
表-16
序号
对 策
目 标
措 施
地点
完成时间
负责人
1
制作网眼结构底开门灌浆灰槽
底开门开合自如
1、 将网眼结构底开门灌浆灰槽部位零件放样。
2、 将灰槽底板定开孔交点并与底开门叠加开孔。
3、 焊接灌浆灰槽、组装其他部件。
现场
2012.7.25
李俊喆 苏毅
2
制作长轴方向元宝砖砖夹
砖夹开合自如

1、将元宝砖砖夹的部位零件放样。
2、采用8mm厚钢板下料。
3、逐一组装元宝砖砖夹的部位零件。
现场
2012.7.26
肖敏
郭雅楠 夏春
3
制作单筒压平辊筒
单体重量大于5kg，长为380mm
1、选择尺寸比较接近的皮带机辊筒。
2、改造皮带机辊筒长度。
3、制作C型辊筒固定座。
现场
2012.7.27
李俊喆 肖敏
夏春
4
制作自行车刹车把操作把手
操作把手，钢丝绳只收回长度大于20mm
1、选择金属刹车把手并能收回钢丝绳长度大于20mm
2、改造刹车把钢丝绳连接件。
3、在自行车龙头下焊接与延长杆连接的L型钢管。
现场
2012.7.27
肖敏
郭雅楠 夏春
5
各装置与延伸杆整体结合

形成整体，操作把手与灌浆灰槽、元宝砖砖夹连接。
1、延伸杆为多节伸缩的杆件。
2、焊接自行车龙头的L型钢管。
3、制作延伸杆滚轮，并采用T型结构架安装在延伸杆上。
4、钢丝绳连接操作把手与灌浆灰槽、元宝砖砖夹。
现场
2012.7.28
李俊喆 苏毅
肖敏
6
测试
实现打底灰、砌筑元宝砖、整平砖标高的工序。
1、准备4046#砖与元宝砖。
2、测试灌浆灰槽、元宝砖夹、压实辊筒的操作。
3、解决操作中存在的问题。
4、元宝砖砌筑以及灰缝检测。
现场
2011.7.29
李俊喆 苏毅
肖敏
制表：李俊喆 制图时间：2011年 7 月22 日
七、对策实施
实施一：制作网眼结构底开门灌浆灰槽
目标：底开门开合自如
实施过程如下：
1、 将网眼结构底开门灌浆灰槽部位零件放样，制作出灰槽展开后的样板，以及实现底开门复位的限位板。
2、 将灰槽展开后的底板上画孔眼交点、定位，采用夹具将底板与底开门叠放在一起，实施钻孔。
3、 焊接灌浆灰槽并逐一组装。
4、 复位弹簧在材料资源上得到业主的支持，采用了机械设备上的废旧压簧，其功能完全能满足底开门复位的要求。

灌浆灰槽成型图

灌浆灰槽

图17
灌浆灰槽开合效果图

制图人：夏春 制图时间：2012 年7 月25 日

图18
目标检查：底开门复位时圆孔与下料口圆孔错开，形成封闭的底；底开门开启时，底开门圆孔与下料口圆孔重合，开合自如。目标实现！

实施二：制作长轴方向元宝砖砖夹
目标：砖夹开合自如
实施过程如下：
1、将元宝砖砖夹的部位零件采用CAD软件1:1打印出图，制作出夹体和中间连接体的滑槽、孔洞的样板。
2、在制作场地寻找8mm厚钢板边角料、按样板下料。
3、逐一组装元宝砖砖夹的部位零件。
4、复位弹簧同样采用了机械设备上的废旧压簧，其功能完全能满足元宝砖砖夹开启的要求，复位弹簧上端待元宝砖砖夹与延长杆组合后连接。
5、在一侧夹体上设置比尺，当元宝砖砖夹夹住元宝砖时，比尺紧贴元宝砖一侧，元宝砖砖夹开启时，比尺的运动半径不超过元宝砖的宽度范围。

元宝砖夹

元宝砖夹结构图

图19

元宝砖夹开合效果图

制图人：夏春 制图时间：2012 年7 月26日
图20
目标检查：提拉元宝砖砖夹中心轴，夹体勾住元宝砖，松脱元宝砖砖夹中心轴，元宝砖砖夹打开，开合自如。目标实现！
实施三：制作单筒压平辊筒
目标：单体重量大于5kg，长度为380mm。
实施过程如下：
1、辊筒为厚壁钢管制作、两端安装轴承的结构，在材料资源上得到业主的支持，采用了业主库存较多、长度尺寸较为接近的皮带机辊筒。
2、采用长度为500mm皮带机辊筒，需要改制成长度为380mm长的尺寸。将500mm长辊筒从中部用切割机截断，形成两个187mm的个体，并将截断面打坡口，然后焊接，再打磨焊缝，完成辊筒的改造。
3、采用7mm厚钢板热弧弯成C型座固定辊筒。

压平辊筒

压平辊筒结构图

制图人：夏春 制图时间：2012 年7 月27日
图21
目标检查：单筒压平辊筒长度测量为380mm，重量测量辊筒加C型座为8kg，满足长度需要和重量需要。目标实现！
实施四：制作自行车刹车把操作把手
目标：操作把手，钢丝绳收回长度大于20mm。
实施过程如下：
直接购买自行车龙头配件，选择金属刹车把手并能收回钢丝绳长度大于20mm。
1、 改造刹车把钢丝绳连接件，与直径6mm钢丝绳连接。
2、 在自行车龙头下焊接与延长杆连接的L型钢管。
制图人：夏春 制图时间：2012 年7 月27日
图22
目标检查：经过实测，金属刹车把手能收回钢丝绳长度为25mm，满足大于20mm的需要。目标实现！
实施五：各装置与延伸杆整体结合
目标：形成整体，操作把手与灌浆灰槽、元宝砖砖夹连接。
实施过程如下：
1、延伸杆为多节伸缩的杆件，采用6米建筑管作为前端与灌浆灰槽、元宝砖砖夹和单筒压平辊筒连接的杆件，后端采用内直径大于50mm的钢管为套管，实现伸缩，并在套管上安装紧固螺丝，伸缩杆调整到位后加固。
2、在套管上焊接自行车龙头的L型钢管。
3、制作延伸杆滚轮，并采用T型结构架安装在延伸杆上。
4、将钢丝绳连接操作把手与灌浆灰槽、元宝砖砖夹。

制图人：夏春 制图时间：2012 年7 月27日
图23

目标检查：装置拼装形成整体，操作把手与灌浆灰槽、元宝砖砖夹连接，经过实测，均实现了功能上的开合运动。目标实现！
实施六：测试
目标：实现打底灰、砌筑元宝砖、整平砖标高的工序。
实施过程如下：
1准备4046#砖和元宝砖，将4046#按设计要求砌筑，并在4046#砖的外侧砌筑砖块或者加固支撑。
2将焦炉热态炭化室底热修砌筑装置抬上4046#砖形成的沟槽上，测试滚轮滚动和伸缩杆的操作。
3将灌浆灰槽内装入少量泥浆，测试操作把手与灌浆灰槽的复位弹簧之间的配合。
4将元宝砖砖夹试夹元宝砖，测试操作把手的捏压力度。
5将元宝砖低下铺灰，操作单筒压平辊筒，首先以滚轮为支点，抬起压平辊筒压下元宝砖，在往返推动压平辊筒，使元宝砖与两侧4046#砖在同一标高。
通过测试发现，操作把手的捏压需要一定的力度，如果从夹砖到推进炭化室完成砌筑需要长时间夹持，不利于施工，需要在操作把手上增加长握持的锁定装置。

增加长握持的锁定环

制图人：夏春 图24 制图时间：2012 年7 月29日

小组请三位砌筑师傅对装置的操作熟悉一天时间后，分别对装置远程砌筑测试，对底部3m长元宝砖（约22块）进行砌筑并对结果（21条砖缝）进行对比分析：

张师傅

祝师傅

陈师傅（技师）

制图人：夏春 图25 制图时间：2012 年7 月29日
通过楔形尺检测，结果如下表：
表-17
灰缝范围

砌筑人员
4
5
6
7
8
9
张师傅
6
5
5
3
2
0
祝师傅
4
4
6
2
3
0
陈师傅
5
6
5
4
1
0
制表人：夏春 制图时间：2012 年7 月29日
楔形尺

图26
目标检查：现场实测，现场实测，灰浆铺设均匀，灰缝达到4mm～8mm。目标实现！

八.效果检查
1、目标完成情况
利用“焦炉热态炭化室底热修砌筑装置” 实现了仿人工砌筑，使焦炉热修炭化室底部元宝砖砌筑灰缝达到4mm～8mm的目标。监理工程师和甲方焦炉车间技术人员对灰缝的饱满度进行检查，检查结果符合筑炉砌筑规范要求。
“焦炉热态炭化室底热修砌筑装置”的研制成功，取得了显著的经济效益和社会效益。
2、经济效益
排除机械原因维修后灰缝达到新建规范要求时焦炉本体的使用年限可以延长5年，以往的传统方式一般只能保证焦炉正常使用半年，用焦炉热态碳化室底热修砌筑装置维修后灰缝达到砌筑要求，使热修周期从以往的半年延长至5年，使每道炭化室底维修费节省18万元。（见经济效益证明）
3、 社会效益
焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的运用，在安全、可靠的前提下做到科学、经济合理，降低了工程造价，节约了资源，降低了能耗，展现自主创新的能力，受到了监理和业主的高度评价。（右图27为公司财务部及甲方出具的证明材料）

图27
九.标准化
通过小组的共同努力，小组设计并成功运用了保证热态砌筑炭化室底部元宝砖灰缝的施工方法，特别在焦炉热修炭化室底的施工中有着较强的技术优势。小组进一步认真总结，为以后施工带来宝贵的经验。
该方法已申报了一项《焦炉热修炭化室底部砖砌筑装置》发明专利（专利号：2012104351027）和一项《人工砌砖修补装置》的实用新型专利（专利号：2012205762949）。

《焦炉热修炭化室底部砖砌筑装置》发明专利电子申报单截图

《人工砌砖修补装置》实用新型专利电子申报单截图
图28

十. 总结与今后打算
通过开展创新型QC小组活动，小组成员运用科学方法、开拓思维模式，进一步增强了小组成员的创新能力与信心，提高了团队凝聚力及个人业务技能 。
综合素质评价表 表-18
序号
评价内容
活动前（分）
活动后（分）
1
团队精神
4
6
2
质量意识
5
6
3
管理水平
4
6
4
创新意识
4
5
5
QC知识
4
图29 自我评价雷达图

5
6
技术水平
5
6
制表：李俊哲 制表时间：2012年8月26日 制图：李俊喆 制图时间：2012年8月26日
在今后的施工任务中，我们将继续加强施工工艺、技术的改进和创新，将本次活动好的方法和经验运用到其他类似工程中去。我们QC小组下一个活动课题为“拆除焦炉局部燃烧室墙保留炉顶的装置的研制”。

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