本发明专利技术公开了一种电石自动出炉方法和出炉装置，该出炉装置包括具有移动防火门的防火门挡壁、出炉机器人、烧穿器支架、工具支架、刮渣器，其中，所述出炉机器人能够沿电石炉的炉眼轴线方向前后移动，所述烧穿器支架位于出炉机器人的一侧，所述工具支架和刮渣器位于所述出炉机器人的另一侧，所述工具支架上摆放的工具轴线与炉眼轴线斜交布置，所述出炉机器人具有用于夹持工具的大臂，所述大臂仅仅具有四个运动自由度。本出炉装置能够满足电石安全顺畅出炉的自动化设备要求且机器人的远程可操纵性。本出炉方法可使电石炉炉眼的电石流整个流出过程顺畅，且实现出炉工艺的本质安全。
【技术实现步骤摘要】
一种电石自动出炉方法和出炉装置
本专利技术涉及电石出炉工艺，尤其涉及一种电石自动出炉方法和出炉装置。
技术介绍
电石，即碳化钙，其化学式为CaC2，是一种带有大蒜味的无色晶体，其工业品为黑色块状物，端面为紫色或灰色，遇水会立即发生剧烈的化学反应，生成乙炔，并释放出大量热量。电石不仅是生产乙炔的重要原料，同时也可以用于生产石灰氨，还可用作钢铁脱硫剂，是一种重要的化工原料。目前世界各国普遍采用将石灰石和焦炭置于密闭高温反应炉中加热的方法来生产电石。我国的能源储备具有“煤多油少”的特点，而电石法生产乙炔能充分利用国内煤炭储量丰富的优势。电石出炉工艺是指使熔融的电石顺利从电石炉中流出直至冷却成电石块的整个操作过程。熔融电石的温度很高，在2000摄氏度左右，在电石从电石炉中流出至冷却的过程中，会通过传导、对流和辐射释放大量的热，电石生产车间的环境会因高温和粉尘而变得非常恶劣，而且电石是危险的化学物质，遇水会发生剧烈的化学反应，严重时甚至会发生爆炸。国内电石产业由于起步较晚，电石出炉设备十分简陋，大部分工作主要依靠人工(每组4～5人)手动操作电石出炉设备来进行出炉作业。传统电石出炉系统主要由烧穿母线系统及烧穿器、炉前排烟系统、出炉轨道及卷扬、炉前挡屏、开堵眼机、出炉小车及电石锅等组成。电石炉上有三个出炉口，呈120度均布，每一个出炉口前对应一个工作平台，供操作人员进行出炉作业。载有电石锅的出炉小车布置在炉前轨道上，依靠轨道末端的卷扬机拉动钢丝牵引。传统电石出炉系统的整个出炉工艺过程介绍如下：1)炉前操作工人将该炉口对应的烧穿母线系统中的接触断路器合闸，使电流导向烧穿器，烧穿器推到工作位置适时进行开眼操作，在烧穿炉口之前，将该炉口对应炉前排烟系统上的风量开关阀打开，排烟系统开始工作，当电石顺利流出至电石锅时，移除烧穿器，关闭接触断路器。2)熔融的电石从出炉口流出时遇冷会发生凝固，阻塞电石流出。有两种情况：第一种为电石在出炉口出凝固，第二种为电石在炉舌处凝固，两种情况都需要操作工人手持钢钎或钢铲，将炉口和炉舌处凝固的电石捅开。3)电石出完之后，即进行堵眼操作，堵眼操作具备两种方式：一种是工人使用堵炉工具(如堵口铲、堵口推杆等)封堵出炉口；一种是工人将开堵眼机移至工作位，启动上面的气力输送装置进行封堵。两种方式所用的介质不同，前一种采用的介质是黄泥，而后一种采用的是细颗粒电石。4)最后，关闭风量开关阀，结束本次出炉操作。传统电石出炉系统的出炉操作不仅工人劳动强度大，而且电石生产效率也很低下。由于电石生产中伴随大量粉尘、光热辐射以及熔融状态的电石喷溅，造成工人工作环境差，同时也存在很大的安全隐患(电石炉烧穿过程中烧穿器通有高压电)。因此有必要对传动的出炉工艺进行自动化改造。早先公开的中国专利文献(文献号CN103307885A)披露了机器人自动开堵炉眼装置，它包括导轨、移动底座、特种机器人、电缆转送机构、组合工具架、隔热屏，其中导轨沿炉眼的轴线方向布置在地面上，在炉眼和导轨之间设有隔热屏，移动底座可沿导轨作前后移动，移动底座上设有特种机器人，导轨的前端侧面设有电缆转送机构，电缆转送机构位于隔热屏的后面，导轨的后端侧面设有组合工具架。该装置可实现电石出炉操作的自动化。最近公开的中国专利文献(文献号CN106403617A)披露了一种电石自动出炉的方法及装置，该方法包括以下步骤：(1)烧开炉眼；(2)清理流道；(3)拉钎出炉；(4)钢钎刮渣；(5)钢钎浸水；(6)钢钎回架；(7)封堵炉眼；(8)炉眼维护。采用该方法的装置包括出炉机器人、组合工具架、烧穿器供电机构、钢钎浸水槽、活动挡屏、固定挡屏、刮渣机构。在电气自动出炉工艺中，出炉机器人与组合工具架配合，频繁更换工具。在上述机器人自动开堵炉眼装置中，组合工具架和特种机器人的配合不尽合理，工具轴线与炉眼轴线方向呈90°且斜向上布置，在抓取工具过程中机器人需要两个以上的自由度调整，导致抓取工具耗费时间较长。同时为确保小臂的支撑结构强度，采用了平行四边形机构这种非常规机器人结构设计，同时小臂的伸出长度较短，无法尽炉深地拉钎作业。在上述电石自动出炉装置中，组合工具架和出炉机器人的配合也不尽合理，工具轴线与炉眼轴向呈平行，如此需要专门为机械人抓取工具配置侧向偏移的自由度，且抓取每个工具时机器人所需姿态均不相同。而且工具架顶层摆放的工具数量受限，通过上下层布置来增加工具摆放数量会增大工具抓取难度，若机器人姿态精度不足，容易产生运动干涉。且在出炉工艺方法中引入钢钎浸水槽，电石遇水会发生剧烈反应产生乙炔气，这可能给出炉作业带来潜在的风险，同时出炉机器人的水平臂的伸出长度较短，也无法尽炉深地拉钎作业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电石自动出炉装置，以满足电石安全顺畅出炉的自动化设备要求且机器人的远程可操纵性。本专利技术的目的还在于提供一种电石自动出炉方法，以实现电石安全顺畅地自动出炉。为此，本专利技术一方面提供了一种电石自动出炉装置，包括具有移动防火门的防火门挡壁、出炉机器人、烧穿器支架、工具支架、刮渣器，其中，所述出炉机器人能够沿电石炉的炉眼轴线方向前后移动，所述烧穿器支架位于出炉机器人的一侧，所述工具支架和刮渣器位于所述出炉机器人的另一侧，所述工具支架上摆放的工具轴线与炉眼轴线斜交布置，所述出炉机器人具有用于夹持工具的大臂，所述大臂仅仅具有四个运动自由度，分别为：沿X轴的前后移动、围绕Y轴的俯仰运动、围绕Z轴的回转运动、大臂的前端围绕自身轴线的旋转运动。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电石自动出炉方法，包括以下步骤：S1、利用出炉机器人抓取烧穿器，然后将封堵的电石炉炉眼烧穿，使电石流流淌出来；S2、利用出炉机器人抓取开眼器，然后将开眼器伸入电石炉内部并快速拉出使其带出电石流，同时使开眼器不停地绕其自身轴线回转；S3、当开眼器完成3-4次拉钎作业后，将开眼器拉出电石炉并放置在刮渣器上，用刮渣器将长钢钎上凝固的少量电石去除；S4、更换新的开眼器重复执行上述步骤S2-S3，在此过程中，每当完成2-3次换钎作业后，利用出炉机器人抓取扒渣器，将炉口堆积的半凝固状态的电石进行扒除，其中，所述开眼器的数量预备在三根以上；S5、当所有搬运锅都装满电石后，用出炉机器人抓取堵眼器，利用压缩气体将电石粉末喷入炉眼中，堵住炉眼；S6、当炉眼堵住后，用出炉机器人抓取炉舌清理器，将粘结在炉舌上的电石清理掉，以便下一次出炉；S7、炉舌清理完毕后，再次用烧穿器将封堵后的炉眼外侧维护成外喇叭形，其中，所述出炉机器人在每次抓取工具作业后将工具放归原处。在本电石自动出炉装置中，烧穿器支架和工具支架位于出炉机器人的相对两侧且其工具轴线与炉眼轴线斜交布置，使得工具支架顶层摆放的工具数量不受限制，且出炉机器人的大臂仅需四个自由度，比现有出炉机器人减少一个自由度，在抓取工具支架上的工具时，大臂的姿态保持一致，降低了大臂姿态的操控难度，如此易于实现对机器人的远程操控。另外出炉机器人的中臂与大臂支座通过齿轮齿条啮合传动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电石自动出炉装置，其特征在于，包括具有移动防火门(4)的防火门挡壁(5)、出炉机器人(1)、烧穿器支架(6)、工具支架(7)、刮渣器(13)，其中，/n所述出炉机器人(1)能够沿电石炉的炉眼轴线方向前后移动，所述烧穿器支架(6)位于出炉机器人(1)的一侧，所述工具支架(6)和刮渣器(13)位于所述出炉机器人(1)的另一侧，所述工具支架(7)上摆放的工具轴线与炉眼轴线斜交布置，所述出炉机器人(1)具有用于夹持工具的大臂(106)，所述大臂(106)仅仅具有四个运动自由度，分别为：沿X轴的前后移动、围绕Y轴的俯仰运动、围绕Z轴的回转运动、大臂的前端围绕自身轴线的旋转运动。/n
【技术特征摘要】
1.一种电石自动出炉装置，其特征在于，包括具有移动防火门(4)的防火门挡壁(5)、出炉机器人(1)、烧穿器支架(6)、工具支架(7)、刮渣器(13)，其中，
所述出炉机器人(1)能够沿电石炉的炉眼轴线方向前后移动，所述烧穿器支架(6)位于出炉机器人(1)的一侧，所述工具支架(6)和刮渣器(13)位于所述出炉机器人(1)的另一侧，所述工具支架(7)上摆放的工具轴线与炉眼轴线斜交布置，所述出炉机器人(1)具有用于夹持工具的大臂(106)，所述大臂(106)仅仅具有四个运动自由度，分别为：沿X轴的前后移动、围绕Y轴的俯仰运动、围绕Z轴的回转运动、大臂的前端围绕自身轴线的旋转运动。
2.根据权利要求1所述的电石自动出炉装置，其特征在于，所述工具支架(7)上摆放有扒渣器(11)、三根以上的开眼器(10)、堵眼器(9)和炉舌清理器(12)。
3.根据权利要求1所述的电石自动出炉装置，其特征在于，所述刮渣器(13)和所述烧穿器支架(6)二者位置相互面对且靠近所述防火门挡壁(5)。
4.根据权利要求1所述的电石自动出炉装置，其特征在于，还包括用于观察设备的工作状态和炉口的生产状况的现场监控系统、以及用于对出炉机器人进行远程操控的操纵室控制台。
5.根据权利要求1所述的电石自动出炉装置，其特征在于，所述出炉机器人包括行走轨道(101)、小车底盘(102)、回转支撑(103)、回转支座(104)、大臂支座(105)、大臂(106)、以及俯仰油缸(114)，其中，所述大臂支座(105)位于所述回转支座(104)的顶部，通过水平枢轴与回转支座(104)枢接，且由所述俯仰油缸(114)直接驱动，所述大臂在所述大臂支座(105)中能够前后移动，所述大臂的前臂设有机械夹爪且前臂能够围绕自身轴线旋转。
6.根据权利要求5所述的电石自动出炉装置，其特征在于，所述出炉机器人的抓取工具的过程如下：
小车底盘以一定速度启动前进，在小车底盘运行到位后停止，然后使大臂以一定角速度围绕Z轴回转，当大臂回转到位后停止，大臂以一定速度伸出，当大臂的前臂与工具的夹装部分插接...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖磊，宫小北，桂楠，戴百安，席广辉，赵宇浩，齐鹏，陈善奇，
申请(专利权)人：安徽博微长安电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。