一种电石自动出炉的方法及装置与流程

本发明公开了一种电石自动出炉的方法及装置，属于冶炼设备领域。

背景技术：

专利文献CN103307885A公开了一种机器人自动开堵炉眼装置，适用于电石炉的自动出炉操作，其中也公开了与该装置相关的电石出炉的方法。但是，此自动开堵炉眼装置在实际应用中存在以下问题：每次电石出炉后炉眼流道上会凝固许多电石，下次堵炉眼前需要用烧穿器进行电石清理，堵炉眼后还需要用专用工具再次进行炉舌清理，造成炉眼维护工作量大；开眼钎多次、长时间地在电石炉内运动，造成开眼钎很快熔化而消耗掉，同时开眼钎上容易凝结电石而无法清理，也减少了开眼钎的使用次数；工具架上的工具轴线与机器人前后移动的轴线形成夹角，导致机器人抓取工具后的回转速度较慢，以免工具末端的摆动幅度太大而影响出炉操作。

技术实现要素：

为了解决现有的机器人自动开堵炉眼装置存在的炉眼维护工作量大、开眼钎使用寿命短而损耗大、出炉操作速度慢的问题，本发明提出一种电石自动出炉的方法及装置，该方法包括以下工艺步骤：

(1)、烧开炉眼：先用烧穿器将封堵的电石出炉眼烧开，再用短钢钎清理烧穿过程中凝固在炉眼外侧流道上的少量电石，然后将短钢钎替换为长钢钎；

(2)、清理流道：在将长钢钎伸入炉眼之前，用长钢钎的前端头从下往上划过电石流道，用于清理流道上凝固的电石；

(3)、拉钎出炉：将长钢钎伸入电石炉内部，然后快速拉出长钢钎使其带出电石流，并使长钢钎不停地绕其自身轴线回转，在保证电石出炉效率的同时，减少长钢钎在炉内停留的时间，并减少长钢钎上凝结的电石数量；

(4)、钢钎刮渣：将长钢钎快速拉出电石炉的过程中，设置在固定挡屏上的刮渣机构向上伸出，用刮渣机构将长钢钎上凝固的少量电石刮除；

(5)、钢钎浸水：将刮渣后的长钢钎浸入水槽中，使残留的电石与水发生化学反应而被消耗掉，同时使高温的长钢钎迅速降温冷却，防止其变形弯曲；

(6)、钢钎回架：将浸水后的长钢钎放回至工具架晾干，等待下次使用；

(7)、封堵炉眼：电石出炉量达到生产要求后，用堵眼工具将炉眼封堵住；

(8)、炉眼维护：再次用烧穿器将封堵后的炉眼外侧维护成外喇叭形，并用短钢钎清理流道上的残留电石。

一次完整的电石自动出炉操作需要经过步骤(1)一次、从步骤(2)至步骤(6)多次循环、步骤(7)一次、步骤(8)一次。

采用上述电石自动出炉方法的装置，它包括出炉机器人1、组合工具架2、烧穿器供电机构3、钢钎浸水槽4、活动挡屏5、固定挡屏6、刮渣机构7，出炉机器人1具有五个自由度并且还可以沿电石炉A上的炉眼轴线X1方向进行前后移动，出炉机器人1侧面设有组合工具架2，组合工具架2上还设有钢钎浸水槽4，出炉机器人1与电石炉A之间设有固定挡屏6，固定挡屏6的中部上端设有缺口，此缺口的后方设有可完全遮挡该缺口的活动挡屏5，固定挡屏6下部设有可升降的刮渣机构7，炉眼轴线X1的上方设有烧穿器供电机构3，烧穿器供电机构3位于活动挡屏5后方，所述组合工具架2上摆放的工具轴线与炉眼轴线X1平行，所述烧穿器供电机构3设有供电极33，供电极33可沿炉眼轴线X1方向前后移动，所述活动挡屏5可沿垂直于炉眼轴线X1的方向左右移动。

所述出炉机器人1的构型为圆柱坐标型，它包括水平臂11，水平臂11上设有工具夹爪，工具夹爪具有水平移动自由度X和旋转自由度ω，水平臂11连接在小臂12上端，小臂12的下端与大臂13的上端铰接，小臂12具有旋转自由度β，大臂13的下端与俯仰座14铰接，大臂13具有旋转自由度α，俯仰座14的两侧通过滚轮压紧在底座15的弧形导轨上，俯仰座14具有旋转自由度ψ。

所述组合工具架2上设有烧穿器、短钢钎、长钢钎、堵眼工具。

所述烧穿器供电机构3包括悬挂梁31，悬挂梁31上设有可前后移动的电缆小车32，电缆小车32的下端与供电极33的后部铰接，供电极33的后端设有压紧气缸，供电极33的前端可压紧在烧穿器的受电板上。

所述出炉机器人1的另一种构型为极坐标型，它包括横臂16，横臂16上设有工具夹爪，工具夹爪具有前后移动自由度Z和旋转自由度σ，横臂16通过滚轮连接在竖臂17上，横臂16可沿竖臂17上下移动，横臂16具有垂直移动自由度Y，竖臂17的下端与俯仰支座18铰接，竖臂17具有旋转自由度π，俯仰支座18的两侧通过滚轮压紧在基座19的弧形导轨上，俯仰支座18具有旋转自由度φ。

本发明的工作原理是：首先活动挡屏5横向移动，露出固定挡屏6上的缺口，便于后续的出炉操作；出炉机器人1从放置于侧面的组合工具架2上抓取烧穿器，然后使烧穿器的轴线与炉眼轴线X1基本重合，出炉机器人1带着烧穿器向炉眼移动，同时供电极33向下摆动而压紧在烧穿器的受电板上，同时供电极33跟随烧穿器而移动，使烧穿器产生的电弧将封堵的炉眼烧穿；然后出炉机器人1向后退回、供电极33抬起复位，将烧穿器放置在组合工具架2上后，抓取短钢钎并调整短钢钎的轴线位置，出炉机器人1带着短钢钎向炉眼移动，利用短钢钎清理电石流道上凝固的电石；然后出炉机器人1向后退回，将短钢钎放置在组合工具架2上后，抓取长钢钎并调整长钢钎的轴线位置，出炉机器人1带着长钢钎向炉眼移动，使长钢钎的前端头从下往上划过电石流道，清理流道上凝固的电石，并一直将长钢钎伸入电石炉内部；然后出炉机器人1向后快速退回，拉出长钢钎并带出电石流而实现电石出炉，同时出炉机器人1使长钢钎保持旋转以便减少长钢钎上凝结的电石，在拉出长钢钎的同时刮渣机构向上伸出，用刮渣机构将长钢钎上凝固的少量电石刮除，刮渣结束后刮渣机构缩回复位；出炉机器人1将长钢钎浸入钢钎浸水槽4中，使长钢钎上凝固的电石与水反应而被消耗掉，同时使长钢钎降低温度，然后将长钢钎放置在组合工具架2上晾干待用；出炉机器人1抓取另一件长钢钎，再次进行清理流道、拉钎出炉、钢钎刮渣、钢钎浸水、钢钎回架的操作，出炉机器人1循环换取长钢钎进行上述出炉操作，直至电石出炉量达到生产要求；然后出炉机器人1抓取堵眼工具将炉眼封堵住，并用烧穿器对炉眼进行修整维护；最后活动挡屏5横向移动而将固定挡屏6上的缺口遮盖住，防止电石炉内的高温对出炉装置造成不良影响。

本发明的有益效果是：由于在每次拉钎出炉钎前都对电石流道进行了清理，使流道保持通畅，提高了出炉效率，减少了电石废渣的产生；出炉操作所用工具的轴线与炉眼轴线平行，出炉机器人在抓取工具后可以高速移动工具而不会造成工具末端的颤动，从而提高了工作效率；长钢钎在电石炉内运动的时间短，避免了长钢钎被高温熔化，降低了长钢钎的消耗量；通过使长钢钎绕自身回转、钢钎刮渣、钢钎浸水等动作，使得长钢钎上不会凝固电石，也延长了长钢钎的使用周期；随动式供电机构避免了电缆对烧穿器施加额外的载荷，简化了烧穿器的机械结构。

附图说明

图1是本发明的三维轴测图。

图2是本发明的俯视图。

图3是圆柱坐标型的出炉机器人1结构示意图。

图4是烧穿器供电机构3的结构示意图。

图5是极坐标型的出炉机器人1结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式参见图1至图5，一种电石自动出炉的方法，它包括以下工艺步骤：

(1)、烧开炉眼：先用烧穿器将封堵的电石出炉眼烧开，再用短钢钎清理烧穿过程中凝固在炉眼外侧流道上的少量电石，然后将短钢钎替换为长钢钎；

(2)、清理流道：在将长钢钎伸入炉眼之前，用长钢钎的前端头从下往上划过电石流道，用于清理流道上凝固的电石；

(3)、拉钎出炉：将长钢钎伸入电石炉内部，然后快速拉出长钢钎使其带出电石流，并使长钢钎不停地绕其自身轴线回转，在保证电石出炉效率的同时，减少长钢钎在炉内停留的时间，并减少长钢钎上凝结的电石数量；

(4)、钢钎刮渣：将长钢钎快速拉出电石炉的过程中，设置在固定挡屏上的刮渣机构向上伸出，用刮渣机构将长钢钎上凝固的少量电石刮除；

(5)、钢钎浸水：将刮渣后的长钢钎浸入水槽中，使残留的电石与水发生化学反应而被消耗掉，同时使高温的长钢钎迅速降温冷却，防止其变形弯曲；

(6)、钢钎回架：将浸水后的长钢钎放回至工具架晾干，等待下次使用；

(7)、封堵炉眼：电石出炉量达到生产要求后，用堵眼工具将炉眼封堵住；

(8)、炉眼维护：再次用烧穿器将封堵后的炉眼外侧维护成外喇叭形，并用短钢钎清理流道上的残留电石。

一次完整的电石自动出炉操作需要经过步骤(1)一次、从步骤(2)至步骤(6)多次循环、步骤(7)一次、步骤(8)一次。

1、采用上述电石自动出炉方法的装置的具体实施方式一

一种电石自动出炉的装置，它包括出炉机器人1、组合工具架2、烧穿器供电机构3、钢钎浸水槽4、活动挡屏5、固定挡屏6、刮渣机构7，出炉机器人1具有五个自由度并且还可以沿电石炉A上的炉眼轴线X1方向进行前后移动，出炉机器人1侧面设有组合工具架2，组合工具架2上还设有钢钎浸水槽4，出炉机器人1与电石炉A之间设有固定挡屏6，固定挡屏6的中部上端设有缺口，此缺口的后方设有可完全遮挡该缺口的活动挡屏5，固定挡屏6下部设有可升降的刮渣机构7，炉眼轴线X1的上方设有烧穿器供电机构3，烧穿器供电机构3位于活动挡屏5后方，所述组合工具架2上摆放的工具轴线与炉眼轴线X1平行，所述烧穿器供电机构3设有供电极33，供电极33可沿炉眼轴线X1方向前后移动，所述活动挡屏5可沿垂直于炉眼轴线X1的方向左右移动。

上述出炉机器人1的构型为圆柱坐标型，它包括水平臂11，水平臂11上设有工具夹爪，工具夹爪具有水平移动自由度X和旋转自由度ω，水平臂11连接在小臂12上端，小臂12的下端与大臂13的上端铰接，小臂12具有旋转自由度β，大臂13的下端与俯仰座14铰接，大臂13具有旋转自由度α，俯仰座14的两侧通过滚轮压紧在底座15的弧形导轨上，俯仰座14具有旋转自由度ψ。

上述组合工具架2上设有烧穿器、短钢钎、长钢钎、堵眼工具。

上述烧穿器供电机构3包括悬挂梁31，悬挂梁31上设有可前后移动的电缆小车32，电缆小车32的下端与供电极33的后部铰接，供电极33的后端设有压紧气缸，供电极33的前端可压紧在烧穿器的受电板上。

2、采用上述电石自动出炉方法的装置的具体实施方式二

一种电石自动出炉的装置，它包括出炉机器人1、组合工具架2、烧穿器供电机构3、钢钎浸水槽4、活动挡屏5、固定挡屏6、刮渣机构7，出炉机器人1具有五个自由度并且还可以沿电石炉A上的炉眼轴线X1方向进行前后移动，出炉机器人1侧面设有组合工具架2，组合工具架2上还设有钢钎浸水槽4，出炉机器人1与电石炉A之间设有固定挡屏6，固定挡屏6的中部上端设有缺口，此缺口的后方设有可完全遮挡该缺口的活动挡屏5，固定挡屏6下部设有可升降的刮渣机构7，炉眼轴线X1的上方设有烧穿器供电机构3，烧穿器供电机构3位于活动挡屏5后方，所述组合工具架2上摆放的工具轴线与炉眼轴线X1平行，所述烧穿器供电机构3设有供电极33，供电极33可沿炉眼轴线X1方向前后移动，所述活动挡屏5可沿垂直于炉眼轴线X1的方向左右移动。

上述出炉机器人1的构型为极坐标型，它包括横臂16，横臂16上设有工具夹爪，工具夹爪具有前后移动自由度Z和旋转自由度σ，横臂16通过滚轮连接在竖臂17上，横臂16可沿竖臂17上下移动，横臂16具有垂直移动自由度Y，竖臂17的下端与俯仰支座18铰接，竖臂17具有旋转自由度π，俯仰支座18的两侧通过滚轮压紧在基座19的弧形导轨上，俯仰支座18具有旋转自由度φ。

上述组合工具架2上设有烧穿器、短钢钎、长钢钎、堵眼工具。

上述烧穿器供电机构3包括悬挂梁31，悬挂梁31上设有可前后移动的电缆小车32，电缆小车32的下端与供电极33的后部铰接，供电极33的后端设有压紧气缸，供电极33的前端可压紧在烧穿器的受电板上。