热风炉组合砖的设计、生产、加工及组装
发布日期： 2020-02-13 15:40:40 阅读量（430） 作者：刘梓明国内热风出口组合砖的设计有两种方法：一是直接生产子砖;二是对子砖进行整合，设计母砖。两种方法各有利弊。结合热风炉热风出口组合砖的设计、生产和组装，利用三维设计建模，按照便于生产、便于加工、节省成本、更加优质的设计理念，经过对子砖砖型的整理、归类，确定母砖的设计外型和尺寸。调整原料颗粒配比，优化原料配合比例，严格生产工艺，保证了母砖的一次生产合格率。在组合砖的加工和组装过程中，合理制作样板图，并严格按照组装图纸进行组装，并一次性通过客户验收。下文主要叙述组合砖的设计、生产与组装的方法。
1、组合砖模型
热风炉热风出口组合砖的设计的数学模型如图1所示。上半部、下半部是一内径为R4012mm的圆柱体切面，与内径为R883mm的管道相接形成。因其使用位置特殊，使用环境恶劣，选材及结构设计都必须充分考虑，此设计材质为硅砖。具体结构：共计122块子砖，其中上半部花瓣砖38块、下半部花瓣砖30块，管道砖54块。此套组合砖设计为内、外两环。
图1组合砖模型
2、组合砖的设计
由于花瓣砖空间尺寸复杂，1块子砖其空间位置的基准点、基准面要完全达到理论值是非常困难的，在实际的生产过程中也是尽量接近理论值，以满足实际砌筑为标准。组合砖的设计思路一般采用两种模式：1)直接设计子砖，生产子砖可以节省组装加工量和时间，而且砖型相对较小，生产难度不大，但是模型较多，模具费用高。以最经济的木模计算，本套组合砖有花瓣砖68块，需木模68套，按每套1200元计算，共81600元。2)设计母砖，用母砖加工成子砖。虽节约模具费用，但加工量大，材料的损耗多;同时，母砖由于砖型较大，生产合格率偏低。通过对子砖和母砖的生产、加工和人工成本对比来看，生产母砖相对合算，因此决定对子砖进行合并，生产母砖。
首先利用三维设计，根据用户的要求，将所有的68块花瓣砖和54块管道砖的子砖图设计出来，列出所有子砖的长、宽、厚的最大尺寸，经过整理、分析，最后确定花瓣砖组合成4个母砖，管道砖组合成5母砖。
3、组合砖的生产
由于花瓣组合砖单重较大，最重为30kg，成型厚度为211mm。如何提高组合砖的合格率成为生产的重点。在现有生产工艺的基础上，进一步对原料和颗粒配比进行了调整，选用铁门、新密、行唐和当地石英，根据不同石英的转化速度，优化配比。成型选用400t以上压力机，对大砖采用捣料，先轻后重的成型方法，保证砖坯的均匀性和密实性。成型后的砖坯首先进行自然干燥，在残余水分<3%的情况下进入隧道干燥器进行单独干燥，保证残余水分<1%。用隧道窑烧成，采用慢推车制度，适当提高烧成温度。采取以上措施后，母砖的一次烧成合格率达到92%。
4、组合砖的加工
首先分析某一子砖的外形尺寸(根据数据模型分析此子砖为最厚的1块子砖)，命名该子砖为WD2，WD2三维几何图形如图2所示。
图2WD2子砖几何图形
从图2分析，ABCD、EFGH、CDIJ都属于不同平面的4个点，而ADIHE、BCJGF、CDU是分别在3个三维曲面上，其中AD为R2946的弧，BC为R3296的弧，也就是说WD2有3个平面，3个曲面。
首先，根据每个子砖图按1：1的比例打印出前后样板图，加工前分别用子砖前样板、后样板的基准点、基准面，与母砖的基准点、基准面重合，再画ADEHI、BCJGF定位线，如图3所示。
图3WD2母砖及样板
加工时，按照母砖上的划线为准，留有一定的加工余量。由于子砖有3个曲面，为方便成型，母砖全部设计为平面，就需要对3个曲面进行加工，以便符合设计要求。
5、组合砖的组装
组合砖组装时，首先按照图1中热风出口的中心线进行定位。以下部花瓣砖为水平，根据标高设置好中心线，必须保证地面的平整度和标高的准确性。根据事先计算出的靠孔洞中心第1块砖的位置(相对于孔中心线的距离)准确放置第1块花瓣砖，再依次放置其他花瓣砖，每块花瓣砖的上平面就是下1块花瓣砖的基准面。花瓣砖组装时，必须控制好孔、口内径和高度。下半圆支设中心轮杆，上半圆用拱胎。
组装时要严格按照预砌草图，按砖号对号入座，即使是外形相同之砖也不可串用。发现问题，如错台、三角缝时，不得随意加工改型，要及时查明原因，做好调整工作。经过3人1周的时间，该热风炉热风出口组合砖顺利预砌完毕，并一次通过验收。
结语
花瓣砖母砖的设计和生产至关重要，本次设计，设计人员合理控制了花瓣砖母砖尺寸，减少了母砖砖型数量，既保证了成型合格率，又减小了加工余量。由于砖型复杂，单砖体积大，在生产过程中加强了工艺和质量的控制，使得成品合格率大幅提高，生产的68个母砖中有60个品种一次性生产完毕，整个母砖的成品率达92%。采用三维实体设计建模，使子、母砖外型均可实现可视化和参数化，优化了砖型结构，降低了设计、生产、组装周期和成本，为热风炉热风出口组合砖设计生产积累了经验，提高了企业的产品设计能力。
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