本發(fā)明公開了一種電石自動(dòng)出爐的方法及裝置，屬于冶煉設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

專利文獻(xiàn)CN103307885A公開了一種機(jī)器人自動(dòng)開堵爐眼裝置，適用于電石爐的自動(dòng)出爐操作，其中也公開了與該裝置相關(guān)的電石出爐的方法。但是，此自動(dòng)開堵爐眼裝置在實(shí)際應(yīng)用中存在以下問題：每次電石出爐后爐眼流道上會(huì)凝固許多電石，下次堵爐眼前需要用燒穿器進(jìn)行電石清理，堵爐眼后還需要用專用工具再次進(jìn)行爐舌清理，造成爐眼維護(hù)工作量大；開眼釬多次、長(zhǎng)時(shí)間地在電石爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)，造成開眼釬很快熔化而消耗掉，同時(shí)開眼釬上容易凝結(jié)電石而無法清理，也減少了開眼釬的使用次數(shù)；工具架上的工具軸線與機(jī)器人前后移動(dòng)的軸線形成夾角，導(dǎo)致機(jī)器人抓取工具后的回轉(zhuǎn)速度較慢，以免工具末端的擺動(dòng)幅度太大而影響出爐操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有的機(jī)器人自動(dòng)開堵爐眼裝置存在的爐眼維護(hù)工作量大、開眼釬使用壽命短而損耗大、出爐操作速度慢的問題，本發(fā)明提出一種電石自動(dòng)出爐的方法及裝置，該方法包括以下工藝步驟：

(1)、燒開爐眼：先用燒穿器將封堵的電石出爐眼燒開，再用短鋼釬清理燒穿過程中凝固在爐眼外側(cè)流道上的少量電石，然后將短鋼釬替換為長(zhǎng)鋼釬；

(2)、清理流道：在將長(zhǎng)鋼釬伸入爐眼之前，用長(zhǎng)鋼釬的前端頭從下往上劃過電石流道，用于清理流道上凝固的電石；

(3)、拉釬出爐：將長(zhǎng)鋼釬伸入電石爐內(nèi)部，然后快速拉出長(zhǎng)鋼釬使其帶出電石流，并使長(zhǎng)鋼釬不停地繞其自身軸線回轉(zhuǎn)，在保證電石出爐效率的同時(shí)，減少長(zhǎng)鋼釬在爐內(nèi)停留的時(shí)間，并減少長(zhǎng)鋼釬上凝結(jié)的電石數(shù)量；

(4)、鋼釬刮渣：將長(zhǎng)鋼釬快速拉出電石爐的過程中，設(shè)置在固定擋屏上的刮渣機(jī)構(gòu)向上伸出，用刮渣機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)鋼釬上凝固的少量電石刮除；

(5)、鋼釬浸水：將刮渣后的長(zhǎng)鋼釬浸入水槽中，使殘留的電石與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被消耗掉，同時(shí)使高溫的長(zhǎng)鋼釬迅速降溫冷卻，防止其變形彎曲；

(6)、鋼釬回架：將浸水后的長(zhǎng)鋼釬放回至工具架晾干，等待下次使用；

(7)、封堵爐眼：電石出爐量達(dá)到生產(chǎn)要求后，用堵眼工具將爐眼封堵住；

(8)、爐眼維護(hù)：再次用燒穿器將封堵后的爐眼外側(cè)維護(hù)成外喇叭形，并用短鋼釬清理流道上的殘留電石。

一次完整的電石自動(dòng)出爐操作需要經(jīng)過步驟(1)一次、從步驟(2)至步驟(6)多次循環(huán)、步驟(7)一次、步驟(8)一次。

采用上述電石自動(dòng)出爐方法的裝置，它包括出爐機(jī)器人1、組合工具架2、燒穿器供電機(jī)構(gòu)3、鋼釬浸水槽4、活動(dòng)擋屏5、固定擋屏6、刮渣機(jī)構(gòu)7，出爐機(jī)器人1具有五個(gè)自由度并且還可以沿電石爐A上的爐眼軸線X1方向進(jìn)行前后移動(dòng)，出爐機(jī)器人1側(cè)面設(shè)有組合工具架2，組合工具架2上還設(shè)有鋼釬浸水槽4，出爐機(jī)器人1與電石爐A之間設(shè)有固定擋屏6，固定擋屏6的中部上端設(shè)有缺口，此缺口的后方設(shè)有可完全遮擋該缺口的活動(dòng)擋屏5，固定擋屏6下部設(shè)有可升降的刮渣機(jī)構(gòu)7，爐眼軸線X1的上方設(shè)有燒穿器供電機(jī)構(gòu)3，燒穿器供電機(jī)構(gòu)3位于活動(dòng)擋屏5后方，所述組合工具架2上擺放的工具軸線與爐眼軸線X1平行，所述燒穿器供電機(jī)構(gòu)3設(shè)有供電極33，供電極33可沿爐眼軸線X1方向前后移動(dòng)，所述活動(dòng)擋屏5可沿垂直于爐眼軸線X1的方向左右移動(dòng)。

所述出爐機(jī)器人1的構(gòu)型為圓柱坐標(biāo)型，它包括水平臂11，水平臂11上設(shè)有工具夾爪，工具夾爪具有水平移動(dòng)自由度X和旋轉(zhuǎn)自由度ω，水平臂11連接在小臂12上端，小臂12的下端與大臂13的上端鉸接，小臂12具有旋轉(zhuǎn)自由度β，大臂13的下端與俯仰座14鉸接，大臂13具有旋轉(zhuǎn)自由度α，俯仰座14的兩側(cè)通過滾輪壓緊在底座15的弧形導(dǎo)軌上，俯仰座14具有旋轉(zhuǎn)自由度ψ。

所述組合工具架2上設(shè)有燒穿器、短鋼釬、長(zhǎng)鋼釬、堵眼工具。

所述燒穿器供電機(jī)構(gòu)3包括懸掛梁31，懸掛梁31上設(shè)有可前后移動(dòng)的電纜小車32，電纜小車32的下端與供電極33的后部鉸接，供電極33的后端設(shè)有壓緊氣缸，供電極33的前端可壓緊在燒穿器的受電板上。

所述出爐機(jī)器人1的另一種構(gòu)型為極坐標(biāo)型，它包括橫臂16，橫臂16上設(shè)有工具夾爪，工具夾爪具有前后移動(dòng)自由度Z和旋轉(zhuǎn)自由度σ，橫臂16通過滾輪連接在豎臂17上，橫臂16可沿豎臂17上下移動(dòng)，橫臂16具有垂直移動(dòng)自由度Y，豎臂17的下端與俯仰支座18鉸接，豎臂17具有旋轉(zhuǎn)自由度π，俯仰支座18的兩側(cè)通過滾輪壓緊在基座19的弧形導(dǎo)軌上，俯仰支座18具有旋轉(zhuǎn)自由度φ。

本發(fā)明的工作原理是：首先活動(dòng)擋屏5橫向移動(dòng)，露出固定擋屏6上的缺口，便于后續(xù)的出爐操作；出爐機(jī)器人1從放置于側(cè)面的組合工具架2上抓取燒穿器，然后使燒穿器的軸線與爐眼軸線X1基本重合，出爐機(jī)器人1帶著燒穿器向爐眼移動(dòng)，同時(shí)供電極33向下擺動(dòng)而壓緊在燒穿器的受電板上，同時(shí)供電極33跟隨燒穿器而移動(dòng)，使燒穿器產(chǎn)生的電弧將封堵的爐眼燒穿；然后出爐機(jī)器人1向后退回、供電極33抬起復(fù)位，將燒穿器放置在組合工具架2上后，抓取短鋼釬并調(diào)整短鋼釬的軸線位置，出爐機(jī)器人1帶著短鋼釬向爐眼移動(dòng)，利用短鋼釬清理電石流道上凝固的電石；然后出爐機(jī)器人1向后退回，將短鋼釬放置在組合工具架2上后，抓取長(zhǎng)鋼釬并調(diào)整長(zhǎng)鋼釬的軸線位置，出爐機(jī)器人1帶著長(zhǎng)鋼釬向爐眼移動(dòng)，使長(zhǎng)鋼釬的前端頭從下往上劃過電石流道，清理流道上凝固的電石，并一直將長(zhǎng)鋼釬伸入電石爐內(nèi)部；然后出爐機(jī)器人1向后快速退回，拉出長(zhǎng)鋼釬并帶出電石流而實(shí)現(xiàn)電石出爐，同時(shí)出爐機(jī)器人1使長(zhǎng)鋼釬保持旋轉(zhuǎn)以便減少長(zhǎng)鋼釬上凝結(jié)的電石，在拉出長(zhǎng)鋼釬的同時(shí)刮渣機(jī)構(gòu)向上伸出，用刮渣機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)鋼釬上凝固的少量電石刮除，刮渣結(jié)束后刮渣機(jī)構(gòu)縮回復(fù)位；出爐機(jī)器人1將長(zhǎng)鋼釬浸入鋼釬浸水槽4中，使長(zhǎng)鋼釬上凝固的電石與水反應(yīng)而被消耗掉，同時(shí)使長(zhǎng)鋼釬降低溫度，然后將長(zhǎng)鋼釬放置在組合工具架2上晾干待用；出爐機(jī)器人1抓取另一件長(zhǎng)鋼釬，再次進(jìn)行清理流道、拉釬出爐、鋼釬刮渣、鋼釬浸水、鋼釬回架的操作，出爐機(jī)器人1循環(huán)換取長(zhǎng)鋼釬進(jìn)行上述出爐操作，直至電石出爐量達(dá)到生產(chǎn)要求；然后出爐機(jī)器人1抓取堵眼工具將爐眼封堵住，并用燒穿器對(duì)爐眼進(jìn)行修整維護(hù)；最后活動(dòng)擋屏5橫向移動(dòng)而將固定擋屏6上的缺口遮蓋住，防止電石爐內(nèi)的高溫對(duì)出爐裝置造成不良影響。

本發(fā)明的有益效果是：由于在每次拉釬出爐釬前都對(duì)電石流道進(jìn)行了清理，使流道保持通暢，提高了出爐效率，減少了電石廢渣的產(chǎn)生；出爐操作所用工具的軸線與爐眼軸線平行，出爐機(jī)器人在抓取工具后可以高速移動(dòng)工具而不會(huì)造成工具末端的顫動(dòng)，從而提高了工作效率；長(zhǎng)鋼釬在電石爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短，避免了長(zhǎng)鋼釬被高溫熔化，降低了長(zhǎng)鋼釬的消耗量；通過使長(zhǎng)鋼釬繞自身回轉(zhuǎn)、鋼釬刮渣、鋼釬浸水等動(dòng)作，使得長(zhǎng)鋼釬上不會(huì)凝固電石，也延長(zhǎng)了長(zhǎng)鋼釬的使用周期；隨動(dòng)式供電機(jī)構(gòu)避免了電纜對(duì)燒穿器施加額外的載荷，簡(jiǎn)化了燒穿器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的三維軸測(cè)圖。

圖2是本發(fā)明的俯視圖。

圖3是圓柱坐標(biāo)型的出爐機(jī)器人1結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是燒穿器供電機(jī)構(gòu)3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是極坐標(biāo)型的出爐機(jī)器人1結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具體實(shí)施方式參見圖1至圖5，一種電石自動(dòng)出爐的方法，它包括以下工藝步驟：

(1)、燒開爐眼：先用燒穿器將封堵的電石出爐眼燒開，再用短鋼釬清理燒穿過程中凝固在爐眼外側(cè)流道上的少量電石，然后將短鋼釬替換為長(zhǎng)鋼釬；

(2)、清理流道：在將長(zhǎng)鋼釬伸入爐眼之前，用長(zhǎng)鋼釬的前端頭從下往上劃過電石流道，用于清理流道上凝固的電石；

(3)、拉釬出爐：將長(zhǎng)鋼釬伸入電石爐內(nèi)部，然后快速拉出長(zhǎng)鋼釬使其帶出電石流，并使長(zhǎng)鋼釬不停地繞其自身軸線回轉(zhuǎn)，在保證電石出爐效率的同時(shí)，減少長(zhǎng)鋼釬在爐內(nèi)停留的時(shí)間，并減少長(zhǎng)鋼釬上凝結(jié)的電石數(shù)量；

(4)、鋼釬刮渣：將長(zhǎng)鋼釬快速拉出電石爐的過程中，設(shè)置在固定擋屏上的刮渣機(jī)構(gòu)向上伸出，用刮渣機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)鋼釬上凝固的少量電石刮除；

(5)、鋼釬浸水：將刮渣后的長(zhǎng)鋼釬浸入水槽中，使殘留的電石與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被消耗掉，同時(shí)使高溫的長(zhǎng)鋼釬迅速降溫冷卻，防止其變形彎曲；

(6)、鋼釬回架：將浸水后的長(zhǎng)鋼釬放回至工具架晾干，等待下次使用；

(7)、封堵爐眼：電石出爐量達(dá)到生產(chǎn)要求后，用堵眼工具將爐眼封堵?。?/p>

(8)、爐眼維護(hù)：再次用燒穿器將封堵后的爐眼外側(cè)維護(hù)成外喇叭形，并用短鋼釬清理流道上的殘留電石。

一次完整的電石自動(dòng)出爐操作需要經(jīng)過步驟(1)一次、從步驟(2)至步驟(6)多次循環(huán)、步驟(7)一次、步驟(8)一次。

1、采用上述電石自動(dòng)出爐方法的裝置的具體實(shí)施方式一

一種電石自動(dòng)出爐的裝置，它包括出爐機(jī)器人1、組合工具架2、燒穿器供電機(jī)構(gòu)3、鋼釬浸水槽4、活動(dòng)擋屏5、固定擋屏6、刮渣機(jī)構(gòu)7，出爐機(jī)器人1具有五個(gè)自由度并且還可以沿電石爐A上的爐眼軸線X1方向進(jìn)行前后移動(dòng)，出爐機(jī)器人1側(cè)面設(shè)有組合工具架2，組合工具架2上還設(shè)有鋼釬浸水槽4，出爐機(jī)器人1與電石爐A之間設(shè)有固定擋屏6，固定擋屏6的中部上端設(shè)有缺口，此缺口的后方設(shè)有可完全遮擋該缺口的活動(dòng)擋屏5，固定擋屏6下部設(shè)有可升降的刮渣機(jī)構(gòu)7，爐眼軸線X1的上方設(shè)有燒穿器供電機(jī)構(gòu)3，燒穿器供電機(jī)構(gòu)3位于活動(dòng)擋屏5后方，所述組合工具架2上擺放的工具軸線與爐眼軸線X1平行，所述燒穿器供電機(jī)構(gòu)3設(shè)有供電極33，供電極33可沿爐眼軸線X1方向前后移動(dòng)，所述活動(dòng)擋屏5可沿垂直于爐眼軸線X1的方向左右移動(dòng)。

上述出爐機(jī)器人1的構(gòu)型為圓柱坐標(biāo)型，它包括水平臂11，水平臂11上設(shè)有工具夾爪，工具夾爪具有水平移動(dòng)自由度X和旋轉(zhuǎn)自由度ω，水平臂11連接在小臂12上端，小臂12的下端與大臂13的上端鉸接，小臂12具有旋轉(zhuǎn)自由度β，大臂13的下端與俯仰座14鉸接，大臂13具有旋轉(zhuǎn)自由度α，俯仰座14的兩側(cè)通過滾輪壓緊在底座15的弧形導(dǎo)軌上，俯仰座14具有旋轉(zhuǎn)自由度ψ。

上述組合工具架2上設(shè)有燒穿器、短鋼釬、長(zhǎng)鋼釬、堵眼工具。

上述燒穿器供電機(jī)構(gòu)3包括懸掛梁31，懸掛梁31上設(shè)有可前后移動(dòng)的電纜小車32，電纜小車32的下端與供電極33的后部鉸接，供電極33的后端設(shè)有壓緊氣缸，供電極33的前端可壓緊在燒穿器的受電板上。

2、采用上述電石自動(dòng)出爐方法的裝置的具體實(shí)施方式二

一種電石自動(dòng)出爐的裝置，它包括出爐機(jī)器人1、組合工具架2、燒穿器供電機(jī)構(gòu)3、鋼釬浸水槽4、活動(dòng)擋屏5、固定擋屏6、刮渣機(jī)構(gòu)7，出爐機(jī)器人1具有五個(gè)自由度并且還可以沿電石爐A上的爐眼軸線X1方向進(jìn)行前后移動(dòng)，出爐機(jī)器人1側(cè)面設(shè)有組合工具架2，組合工具架2上還設(shè)有鋼釬浸水槽4，出爐機(jī)器人1與電石爐A之間設(shè)有固定擋屏6，固定擋屏6的中部上端設(shè)有缺口，此缺口的后方設(shè)有可完全遮擋該缺口的活動(dòng)擋屏5，固定擋屏6下部設(shè)有可升降的刮渣機(jī)構(gòu)7，爐眼軸線X1的上方設(shè)有燒穿器供電機(jī)構(gòu)3，燒穿器供電機(jī)構(gòu)3位于活動(dòng)擋屏5后方，所述組合工具架2上擺放的工具軸線與爐眼軸線X1平行，所述燒穿器供電機(jī)構(gòu)3設(shè)有供電極33，供電極33可沿爐眼軸線X1方向前后移動(dòng)，所述活動(dòng)擋屏5可沿垂直于爐眼軸線X1的方向左右移動(dòng)。

上述出爐機(jī)器人1的構(gòu)型為極坐標(biāo)型，它包括橫臂16，橫臂16上設(shè)有工具夾爪，工具夾爪具有前后移動(dòng)自由度Z和旋轉(zhuǎn)自由度σ，橫臂16通過滾輪連接在豎臂17上，橫臂16可沿豎臂17上下移動(dòng)，橫臂16具有垂直移動(dòng)自由度Y，豎臂17的下端與俯仰支座18鉸接，豎臂17具有旋轉(zhuǎn)自由度π，俯仰支座18的兩側(cè)通過滾輪壓緊在基座19的弧形導(dǎo)軌上，俯仰支座18具有旋轉(zhuǎn)自由度φ。

上述組合工具架2上設(shè)有燒穿器、短鋼釬、長(zhǎng)鋼釬、堵眼工具。

上述燒穿器供電機(jī)構(gòu)3包括懸掛梁31，懸掛梁31上設(shè)有可前后移動(dòng)的電纜小車32，電纜小車32的下端與供電極33的后部鉸接，供電極33的后端設(shè)有壓緊氣缸，供電極33的前端可壓緊在燒穿器的受電板上。