CN104023426A - 烧穿器碳棒夹持头保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧穿器碳棒夹持头保护装置，涉及一种电石烧穿器领域。本发明解决目前碳棒夹持头使用时易变形及易损坏炉嘴等问题。该烧穿器碳棒夹持头保护装置的碳棒夹持头的前端为套管，碳棒夹持头后端的上铜排面板、下铜排面板及中间固定板的外端均与夹持头连接板垂直固定；隔热保护套的上端设置有套管螺栓穿过的保护套螺栓孔，隔热保护套的外端固定有保护套圈。使用本发明结构简单、加工容易、操作方便、耐高温、使用寿命长且安全可靠。

Description

烧穿器碳棒夹持头保护装置

技术领域

本发明涉及一种电石生产用的烧穿器碳棒夹持头领域，特别是涉及一种烧穿器碳棒夹持头保护装置。

背景技术

电石生产工艺是将生产电石的原料在电石炉内凭借电弧热或电阻热在1800～2300℃的高温下反应制得碳化钙即电石。电石炉基本上是每小时一次将熔融态的电石经过炉嘴排入到电石锅内，装有温度为1800～2000℃电石的电石锅在轨道运转车上由牵引装置拉到冷却车间。在电石生产的过程中将电石炉内的电石排入到电石锅内的出炉操作是一项很重要的工作，电石炉上的三个炉嘴交替进行的。

出炉操作的首要环节是烧炉眼，烧炉眼即用导入低电压大电流的导电体碳棒与电石炉流出电石的炉眼接触，因相间短路产生电弧热融化堵住炉眼的泥球和固体电石从而使得电石炉内熔融态的电石排入到电石锅内。利用电弧打开炉眼的装置为烧穿器。通常在炉嘴的上方固定一根工字钢梁，在工字钢梁上挂一个轻便小车，小车的下部吊挂着烧穿器；需要烧炉眼时操作人员向前推烧穿器后部的手柄向炉嘴移动，则烧穿器带动小车向前运动；炉眼被烧开后电石炉内的电石开始流出时操作人员向后拉烧穿器手柄则烧穿器带动小车向后运动并离开炉嘴。一台电石炉有三个炉嘴，每个炉嘴前安装一套烧穿器，三个炉嘴交替出电石。

烧穿器由碳棒、碳棒夹持头、连接块、连接板、连接钢管、绝缘板、绝缘螺栓、手柄、铜排和导电软铜线等组成，在烧炉眼的过程中碳棒是消耗品，碳棒夹持头易损坏。碳棒的横截面通常为圆形，为方便更换碳棒和保证碳棒在夹持头圆孔内的导电接触面，碳棒夹持头前端的上下两块盖板由螺栓固定而成，上下两块盖板的中间为空心圆孔，上下两块盖板两侧结合面相距5毫米，以便根据碳棒外径的误差在组装时加垫片来调整碳棒夹持头内孔尺寸，从而保证碳棒夹持头夹紧碳棒。碳棒夹持头的后半部分为上下平面的面板，碳棒夹持头的面板与铜排用连接块及螺栓连接固定，连接块与连接板一用螺栓连接固定，连接板与钢管的一端焊接在一起，钢管的另一端与连接板二焊接固定，连接板二、绝缘板及手柄由绝缘螺栓固定，绝缘板、绝缘螺栓与手柄的绝缘性可保证操作人员的安全。铜排的一端与碳棒夹持头的面板连接，铜排的另一端与导电软铜线连接，导电软铜线通过电源开关和输电线与烧穿器专用变压器的低压端连接。当电源开关合闸后，碳棒的前端与堵住炉眼的泥球和固态电石接触后则因相间短路产生电弧热而融化堵在炉眼的泥球和固体电石，当电石炉内的液态电石开始流出时关闭电源，同时操作人员向后拉烧穿器手柄，烧穿器带动小车向后运动离开炉嘴；当炉内的液态电石流出规定的数量后操作人员用泥球将炉眼堵住并转移到下一个炉嘴操作，由三个炉嘴交替出电石。

烧穿器的关键部件是碳棒夹持头，碳棒夹持头的主要作用是夹持住直径100毫米及长度为1500毫米的碳棒和传导电流。碳棒在与炉眼接触产生电弧的同时自身温度上升到600～800℃，以及碳棒在与炉眼接触产生电弧时而引发的震动也传递到碳棒夹持头上，因此碳棒夹持头上固定前端两盖板的螺栓容易松动，又由于碳棒自身重力作用，所以碳棒夹持头前端的下部分在600～800℃高温下容易变形。碳棒夹持头的变形使得碳棒夹持头前端内的圆孔尺寸变大，导致碳棒在碳棒夹持头圆孔内的导电接触面减少，以致向碳棒传递的电流降低而使得电弧产生的热量减少，造成烧炉眼的时间延长，严重时导致烧炉眼烧不开即电石流不出来致使炉内压力上升而引发喷炉事故。此外，碳棒夹持头内的圆孔尺寸变大易使碳棒和夹持头圆孔之间存在间隙，在通电的情况下存在间隙的地方产生放电现象会导致碳棒夹持头圆孔内表面光洁度下降，从而影响向碳棒传递的电流。另一方面，碳棒在产生电弧的过程中因被氧化而长度会越来越短，碳棒夹持头随着碳棒变短在操作人员的推动下也越来越靠近炉嘴，碳棒夹持头的前半部受到电弧热辐射温度也越来越高；碳棒越短则碳棒夹持头与炉嘴的距离越近，使得碳棒夹持头的外表面与炉门框和炉嘴接触的几率越多，然而碳棒夹持头的外表面与炉门框和炉嘴的接触同样会产生电弧，产生电弧则会烧坏炉门框和炉嘴；又由于炉门框和炉嘴内部有冷却水流动，炉门框和炉嘴烧损严重时会使冷却水流出，流出的水与高温电石接触后则造成爆炸事故。炉嘴被电弧烧损致使炉嘴表面光洁度下降，导致凝结在炉嘴上的电石硬块不容易清除，人力清除炉嘴上的电石硬块会增加操作工人的劳动强度并缩短炉嘴的使用寿命，而一个炉嘴的市场价格为15000元人民币左右，更换一个炉嘴还需要停炉8小时。

因此如何保护碳棒夹持头，提高碳棒夹持头的使用寿命、降低电石生产成本及消除电石生产的安全隐患是电石生产企业急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、加工容易、操作方便、耐高温、使用寿命长且安全可靠的烧穿器碳棒夹持头保护装置。

为实现上述目的，本发明提供一种烧穿器碳棒夹持头保护装置，所述烧穿器包括碳棒夹持头、连接板、连接钢管、绝缘板、绝缘螺栓、手柄、铜排及导电软铜线，所述碳棒的形状为圆柱体，所述碳棒夹持头保护装置包括碳棒夹持头、隔热保护套及套管螺栓；所述碳棒夹持头的前端设置为中空的套管，套管的上方设置有与套管螺栓配合的套管内螺纹孔，碳棒夹持头的后端设置有上铜排面板、下铜排面板、中间固定板及夹持头连接板，上铜排面板的中部与下铜排面板的中部由中间固定板固定成工字型，上铜排面板、下铜排面板及中间固定板的外端均与夹持头连接板垂直固定；所述隔热保护套为圆筒型，隔热保护套的内径等于套管的外径，隔热保护套的长度等于套管的长度，隔热保护套的上端设置有套管螺栓穿过的保护套螺栓孔，隔热保护套的外端固定有保护套圈，保护套圈的内径等于套管的内径。

所述隔热保护套是由高铝质耐火材料烧结制作的圆筒型。

所述套管螺栓的长度大于隔热保护套和套管的壁的总厚度。

所述上铜排面板及下铜排面板各设置有六个螺栓固定孔，所述夹持头连接板与连接板相对应的设置有四个螺栓固定孔。

本发明有益效果是：本发明的烧穿器碳棒夹持头保护装置结构简单，加工容易，操作方便；隔热保护套能有效地将管套与因碳棒接触炉眼形成电弧所造成的高温区域进行隔离，从而对碳棒夹持头上的管套有着很好的隔热保护作用；碳棒夹持头前端夹持碳棒的管套为整体结构，解决了使用螺栓固定盖板来夹持碳棒而出现由于螺栓松动以及碳棒自身重力致使碳棒夹持头前端在600～800℃高温时容易变形的难题；碳棒夹持头后部的工字型结构能直接与导电铜排连接，省去了连接块后能有效地减轻碳棒夹持头重量，且降低了碳棒夹持头的制造成本；夹持碳棒的套管上固定碳棒的螺栓是金属制作因而具有导电功能，所以螺栓不但能压紧碳棒，而且还能消除碳棒与套管内孔壁空隙间的打火放电现象；碳棒夹持头上设置隔热保护套后阻隔了碳棒夹持头的外表面与炉门框和炉嘴的接触，也就是说即使碳棒变短后由于隔热保护套的存在也不会出现碳棒夹持头的外表面与炉门框和炉嘴的直接接触而产生电弧，能够有效的保护炉门框和炉嘴；因此，本发明的烧穿器碳棒夹持头保护装置延长了碳棒夹持头的使用寿命，提高了生产效率，降低了电石生产成本，排除了因炉眼烧不开致电石流不出使得电石炉内压力上升而引发喷炉等事故隐患。

下面结合附图对本发明的烧穿器碳棒夹持头保护装置作进一步说明。

附图说明

图1是烧穿器在电石炉前的工作示意图；

图2是本发明碳棒夹持头结构示意图；

图3是图2的A-A的剖示图；

图4是本发明隔热保护套结构示意图；

图5是图4的B-B的剖示图；

图6是本发明的碳棒夹持头上安装隔热保护套的剖示图；

图7是图6的C-C的剖示图；

图8是本发明的碳棒夹持头上安装碳棒后的剖示图。

图中：1、碳棒夹持头，2、连接板，3、连接钢管，4、绝缘板，5、绝缘螺栓，6、手柄，7、铜排，8、导电软铜线，9、碳棒，10、炉眼，11、工字钢梁，12、小车，13、电石炉，14、电石锅，15、炉门框，16、隔热保护套，17、套管螺栓，18、套管，19、套管内螺纹孔，20、上铜排面板，21、下铜排面板，22、中间固定板，23、夹持头连接板，24、保护套螺栓孔，25、保护套圈，26、炉嘴。

具体实施方式

如图1及图8所示，本实施例的烧穿器碳棒夹持头保护装置的烧穿器包括碳棒夹持头1、连接板2、连接钢管3、绝缘板4、绝缘螺栓5、手柄6、铜排7及导电软铜线8，碳棒9的形状为圆柱体，碳棒9的直径为100毫米，碳棒9的长度为1500毫米。本实施例用于在炉嘴26的上方固定一根工字钢梁11，在工字钢梁11上挂一个轻便小车12，小车12的下部吊挂着烧穿器。需要烧炉眼时操作人员向前推烧穿器后部的手柄6向炉眼10移动，则烧穿器带动小车12向前运动；炉眼10被烧开后电石炉13内的电石开始流出时操作人员向后拉烧穿器手柄6则烧穿器带动小车12向后运动并离开炉嘴26。一台电石炉13有三个炉嘴26，每个炉嘴26前安装一套烧穿器，三个炉嘴26交替出电石。

操作人员向前推动烧穿器后部的手柄6，烧穿器向电石炉13前移动，当碳棒9的顶端与堵炉眼10的泥球和固态电石接触时形成相间短路而产生电弧热后则能融化炉眼10上的泥球和固体电石，使电石炉13内的液态电石通过炉嘴26流入电石锅14内，每次流出电石的时间40到50分钟。每次烧炉眼需要40分钟左右，为保证电石生产的连续性，通常是一个炉眼10开始流出电石后，操作人员就准备烧下一个炉眼10。

如图6及图7所示，碳棒夹持头保护装置包括碳棒夹持头1、隔热保护套16及套管螺栓17，套管螺栓17的长度大于隔热保护套16和套管18的壁的总厚度。

如图2及图3所示，碳棒夹持头1的前端设置为中空的套管18，套管18的上方设置有套管螺栓17穿过的套管内螺纹孔19。碳棒夹持头1的后端设置有上铜排面板20、下铜排面板21、中间固定板22及夹持头连接板23，上铜排面板20的中部与下铜排面板21的中部由中间固定板22固定成工字型，上铜排面板20、下铜排面板21及中间固定板22的外端均与夹持头连接板23垂直固定。上铜排面板20及下铜排面板21各设置有六个螺栓固定孔，夹持头连接板23与连接板2相对应的设置有四个螺栓固定孔。碳棒夹持头1由模具浇铸而成的整体铸造件。

如图4及图5所示，隔热保护套16为圆筒型，隔热保护套16的内径等于套管18的外径，隔热保护套16的长度等于套管18的长度，隔热保护套的上端设置有套管螺栓17穿过的保护套螺栓孔24，隔热保护套16的外端固定有保护套圈25，保护套圈25的内径等于套管18的内径。隔热保护套16是由高铝质耐火材料烧结制作的圆筒型。

本发明的烧穿器碳棒夹持头保护装置的碳棒夹持头1在准备使用前将隔热保护套16由套管螺栓17固定到碳棒夹持头1铸造件上，再将碳棒夹持头1上的夹持头连接板23与连接钢管3右端的连接板2用螺栓连接固定；然后在套管18内装上碳棒9并旋紧套管螺栓17以便压紧碳棒9，再将铜排7与下铜排面板21用螺栓连接固定即可送电使用。

在烧炉眼的过程中隔热保护套16能够将电弧的辐射热隔离从而有效地保护了碳棒夹持头1的前部金属套管18，本发明的烧穿器碳棒夹持头保护装置的克服了碳棒夹持头1前端套管18在高温时的容易变形问题，保证了电流到碳棒端部的有效传送，延长碳棒夹持头1的使用寿命；当碳棒9变短时候隔热保护套17包裹在套管18的外侧，即能很好地保护住碳棒夹持头1的外端，杜绝了碳棒9变短时碳棒夹持头1的外端与炉门框15和炉嘴26接触产生电弧热而导致碳棒夹持头1外端、炉门框15和炉嘴26烧坏现象，从而消除了生产中的安全隐患，有效地降低生产成本；铜排7和碳棒夹持头1上的下铜排面板21若固定螺栓松动后在导电的情况下也会产生放电现象并烧坏下铜排面板21的接触面，在维修时可将碳棒夹持头1翻转180度后让上铜排面板20与铜排7固定后继续使用，便可延长碳棒夹持头1使用寿命，从而可进一步降低生产成本。

Claims (4)

1.一种烧穿器碳棒夹持头保护装置，所述烧穿器包括碳棒夹持头、连接板、连接钢管、绝缘板、绝缘螺栓、手柄、铜排及导电软铜线，所述碳棒的形状为圆柱体，其特征在于，所述碳棒夹持头保护装置包括碳棒夹持头、隔热保护套及套管螺栓；所述碳棒夹持头的前端设置为中空的套管，套管的上方设置有套管螺栓穿过的套管内螺纹孔，碳棒夹持头的后端设置有上铜排面板、下铜排面板、中间固定板及夹持头连接板，上铜排面板的中部与下铜排面板的中部由中间固定板固定成工字型，上铜排面板、下铜排面板及中间固定板的外端均与夹持头连接板垂直固定；所述隔热保护套为圆筒型，隔热保护套的内径等于套管的外径，隔热保护套的长度等于套管的长度，隔热保护套的上端设置有套管螺栓穿过的保护套螺栓孔，隔热保护套的外端固定有保护套圈，保护套圈的内径等于套管的内径。

2.根据权利要求1所述的烧穿器碳棒夹持头保护装置，其特征在于，所述隔热保护套是由高铝质耐火材料烧结制作的圆筒型。

3.根据权利要求1所述的烧穿器碳棒夹持头保护装置，其特征在于，所述套管螺栓的长度大于隔热保护套和套管的壁的总厚度。

4.根据权利要求1所述的烧穿器碳棒夹持头保护装置，其特征在于，所述上铜排面板及下铜排面板各设置有六个螺栓固定孔，所述夹持头连接板与连接板相对应的设置有四个螺栓固定孔。