CN111397378A - 一种电石自动出炉方法和出炉装置 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种电石自动出炉方法和出炉装置

技术领域

本发明涉及电石出炉工艺，尤其涉及一种电石自动出炉方法和出炉装置。

背景技术

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CN 103307885 A)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CN 106403617 A)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。

发明内容

本发明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。

本发明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，本发明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。

根据本发明的另一方面，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，大臂的行程可足够长，满足出炉机器人拉纤作业尽炉深(电石炉的炉腔深1.5m)的要求。

在本电石自动出炉方法中，开眼器的数量预备在三根以上并且交替使用，且引入了扒渣器，使得电石炉炉眼的电石流整个流出过程顺畅，且无需引入钢钎浸水槽，实现出炉工艺的本质安全。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的电石自动出炉方法的流程图；

图2是根据本发明的电石自动出炉装置的结构示意图；

图3是根据本发明的电石自动出炉机器人的结构示意图；

图4是图2所示的电石自动出炉机器人的结构原理图；

图5是根据本发明的电石自动出炉机器人的大臂的结构示意图；以及

图6是根据本发明的电石自动出炉机器人的操纵室控制台的布局示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至图6示出了根据本发明的一些实施例。

如图1所示，本发明的电石出炉方法包括以下步骤：

S1、烧穿炉眼：用出炉机器人抓取放置于左侧并装有碳棒的烧穿器，然后将烧穿器送至炉口并将封堵的电石炉炉眼烧穿，使电石炉内部的电石溶液流淌出来；

S2、拉钎出炉：用出炉机器人抓取放置于右侧工装架上的开眼器，然后将长钢钎伸入电石炉内部并快速拉出长钢钎使其带出电石流，同时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，从而减少长钢钎上凝结的电石数量；

S3、钢钎刮渣：在完成拉钎出炉后，将长钢钎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，同时也使开眼器得到一定程度的校直处理，延长了开眼器的使用寿命；

S4、炉口扒渣：当炉口堆积有大量半凝固状态的电石时，则需用出炉机器人抓取放置于右侧工装架上的扒渣器，利用扒渣器将炉口堆积的电石扒开，从而使熔融状态的电石更容易流出；

S5、封堵炉眼：当所有搬运锅都装满电石后，用出炉机器人抓取放置于右侧工装架上的堵眼器，利用压缩气体将电石粉末喷入炉眼中，从而堵住炉眼；

S6、清理炉舌：当炉眼堵住后，用出炉机器人抓取放置于右侧工装架上的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、炉眼维护：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。

本发明的用于实现上述电石自动出炉方法的出炉装置包括：出炉机器人1、移动防火门4、防火门挡壁5、烧穿器支架6、烧穿器7、开眼器10、扒渣器11、堵眼器9、炉舌清理器12、刮渣器13及工装支架8。

如图2所示，出炉机器人1沿电石炉2炉眼轴线方向进行布置，烧穿器7放置在烧穿器支架6上并布置在出炉机器人的左侧，开眼器10、扒渣器11、堵眼器9、炉舌清理器12放置在工装支架8上并与刮渣器一同布置在出炉机器人的右侧。

在本发明中，开眼器10配置有三个，开眼器10、扒渣器11、堵眼器9、炉舌清理器12平行并列设置在工装支架8上，其轴线方向与电石炉炉眼中心线呈第一夹角例如40°布置，烧穿器7的轴线方向与电石炉炉眼中心线呈第二夹角例如30°布置，且开眼器10、扒渣器11、堵眼器9、炉舌清理器12和烧穿器7的尾部均具有外形一致的装夹部分，开眼器10、扒渣器11、堵眼器9、炉舌清理器12和烧穿器7的中心轴线与电石炉炉眼中心线在同一平面上。

烧穿器7一方面将炉口内壁修理整齐以便于物料出料，另一方面将炉眼烧薄或者烧穿以便开眼顺利。

开眼器10一方面将炉眼撞开用于物料从燃烧炉流出；另一方面利用长钎在炉眼处往复运动用于将炉眼周围粘稠物料流出。

堵眼器9用于将出炉后的炉眼通过脉冲阀将物料通过压缩空气进炉眼将炉眼堵住。

炉舌清理器12为头部呈铲形的长钎，用于将出炉后的炉舌清理干净。

刮渣器13用于将长钢钎上凝固的少量电石去除。

扒渣器11为头部呈圆饼状的长钎，一方面将炉舌处凝固的物料清理干净以便物料经过炉舌流进物料锅中。另一方面还可用于将堵眼后将炉眼的外口物料挤压至炉口位置进行夯实。

如图3和图4所示，出炉机器人1主要包含行走轨道101、小车底盘102、回转支撑103、回转支座104、大臂支座105、以及大臂106。

小车底盘102上设有行走轮和用于驱动行走轮的行走马达。

出炉机器人1还包括液压泵站外罩109、大臂拖链110、小车拖链111、前端挡屏112、现场控制柜挡屏113、俯仰油缸114。

本出炉机器人1还包本小车底盘102上的液压泵站107和现场控制柜108。与液压泵站和现场控制柜远离机器人的现有布置相比，本出炉机器人采用一体化结构设计，将液压系统及电控箱与出炉机机体集成，其整体结构结构紧凑，工作现场无需布置液压管线和多组动力线，减少现场的安装工作量，缩短出炉机器人的安装调试时间。

回转支撑103是实现智能出炉机器人大臂绕Z轴的回转动作，从而保证大臂能够对布置在不同方向上的钢钎进行抓取。

优选地，采用蜗轮蜗杆式回转驱动，蜗轮蜗杆式回转支撑采用回转支撑体和环面包络蜗杆相结合，实现多齿接触，具有减速比大，传动扭矩大，运行平稳等特点，同时能承受较大的径向、轴向载荷及较强的倾覆力矩，也降低了对安装空间的要求和安装结构的设计难度。

回转支座104连接在回转支撑103上，能够相对于小车底盘102围绕Z轴转动。在承受着回转支撑的动力输出的同时，从而实现大臂的回转动作。优选地，采用焊接法兰的结构形式来进行设计回转支座104，以满足刚度和强度。

回转支座104的其侧面设有俯仰支座，俯仰油缸114的缸筒可枢转地支撑在俯仰支座上。大臂支座105通过枢轴与回转支座104枢接，并且俯仰油缸114的活塞杆端与大臂支座105铰接。

上述俯仰支座和俯仰油缸两部分组成大臂的俯仰机构，它是通过俯仰油缸114的伸缩来带动大臂支座105的转动实现大臂的俯仰动作。大臂俯仰动作的实现有力的保证了智能出炉机器人在换钎过程中的避让及清理炉舌动作的实现。

大臂支座105主要对大臂起承载作用，同时为大臂的运动提供动力输出。大臂支座主要由左右两块钢板焊接而成，其上安装有上下两组导向轮，上下两组导向轮构成大臂滑道，允许大臂在其中往复滑移，为大臂的前后移动提供支撑与限位。

大臂是承载钢钎的主要部件，并通过抓取的钢钎来实现炉眼的开堵。智能出炉机器人大臂能够自动抓取钢钎，从而能够实现智能出炉机器人自动更换钢钎的功能。

如图5所示，大臂106主要由前臂1061、中臂1062和后臂1063三大部分组成。

其中，前臂1061主要包括机械抓手1064，前臂相对于中臂绕其轴线可转动。

中臂1062夹设在大臂支座的两组导向轮之间，包括位于中臂外壳上的齿条1065，大臂支座105上还设有与齿条啮合传动的齿轮和用于驱动齿轮转动的捅眼马达。该齿轮通过与大臂上齿条进行啮合为大臂的前后移动提供动力。上述中臂1062还包括位于中臂外壳内腔中的回转轴(图中未示出)。

后臂1063主要安装有捅眼旋转马达和抓钎杆油缸(图中未示出)，用于带动回转轴转动和往复移动，回转轴转动时带动前臂转动，回转轴移动时拉动机械夹爪启闭，其主要作用是抓取开、堵炉眼的各种工装。

通过以上结构设计，出炉机器人1可实现以下6种动作，分别为小车沿X轴方向的直线运动X1，大臂沿X轴方向的直线运动X2，大臂沿Z轴方向上的圆周转动ω₁，大臂沿Y轴方向上的圆周运动γ，大臂前臂沿大臂中心的圆周运动ω2以及夹爪的开合运动。

本出炉机器人采用液压动力控制，相同功率比电动力量大开炉速度快，节能降耗。本出炉机器人的大臂采用齿轮齿条传动方式，具有运动平稳，定位精准、承受载荷大等优点。另外，出炉机器人连接线缆接头采用航插头结构形式，减少设备线缆的现场安装工作量，便于设备的现场安装调试及后期的设备维护。

在一实施例中，出炉机器人的部分设计参数如下：

1、小车运行速度最高为0.75m/s，正常行驶速度为0.5m/s；2、大臂左右旋转角度为±40°；3、大臂俯仰摆动角度为向上10°、向下15°；4、大臂移动速度最高为1.5m/s，正常移动速度为1.2m/s；5、大臂前后移动距离不大于1.5m；6、大臂旋转速度不大于3r/min；7、大臂机械爪的最大负载为400kg(主要为钢钎重量)；8、开炉眼用的钢钎直径不大于50mm，长度不小于2.5m；9、自动更换开堵炉眼工装时间不大于2min；10、开眼深度最大可达4m；11、烧眼深度最大可达2.4m；12、可实现自动带钎作业。

下面对本出炉机器人抓钎动作进行说明。

出炉机器人执行钎杆抓取动作时，小车以一定速度启动前进，当小车运动至预定位置(钎杆抓取标定位)时停止。小车运行到位后，使大臂以一定角速度旋转，当大臂回转至预定位置时停止转动。大臂回转定位动作后，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到位后，执行钎杆夹取动作。钎杆抓取后，大臂向上抬起一定角，防止回转过程中与工装架碰撞。此后大臂回转机构回转至系统预设零点位，钎杆抓取工作完成。

下面对本出炉机器人刮渣动作进行说明。

小车底盘以一定速度启动后退，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，当大臂伸出到位时停止，然后大臂向下压低预定角度，使开眼器10的钎杆落入刮渣器的凹槽中，使大臂前后往复移动，以实现刮渣。

下面对本电石自动出炉装置的出炉过程进行说明。

1)首先将移动防火门4进行横向移动，从而露出防火门基座5上的缺口，便于后续的出炉操作。

2)操控出炉机器人1抓取放置于左侧烧穿器支架6上的烧穿器7，同时使烧穿器的轴线与炉眼轴线基本重合，然后出炉机器人1带着烧穿器7向炉眼移动。当烧穿器7上的碳棒前端到达炉眼附近时，接通上电装置，使烧穿器7上的碳棒通电，从而烧穿封堵的炉眼。

3)当封堵的炉眼被烧穿后，操作出炉机器人1向后退回，同时将烧穿器7放置在烧穿器支架6上。

4)操控出炉机器人1抓取放置于右侧工装支架8上的开眼器10，并使开眼器的轴线与炉眼轴线基本重合，然后将开眼器伸入电石炉内部并快速拉出开眼器使其带出电石流，同时使开眼器不停地绕其自身轴线回转，在保证电石出炉效率的同时，减少开眼器在炉内停留的时间，从而减少开开眼器上凝结的电石数量。

5)当此开眼器完成3-4次拉钎出炉作业后，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。

6)为保证开眼器的使用寿命，需将此开眼器放回工装支架上，并更换新的开眼器进行下一次的拉钎出炉作业。

7)当进行2-3次拉钎作业后，炉口会堆积大量的半凝固状态的电石，这时操控出炉机器人1抓取放置于右侧工装支架8上的扒渣器11，然后将炉口的电石进行扒除。

8)重复上述步骤5)-7)直至搬运小车内均装满电石。

9)当所有搬运锅都装满电石后，用出炉机器人1抓取放置于右侧工装架上的堵眼器，利用压缩气体将电石粉末喷入炉眼中，从而堵住炉眼。

10)当炉眼堵住后，用出炉机器人抓取放置于右侧工装架上的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；

11)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。

12)最后将出炉机器人退回安全位置，同时将移动防火门4进行横向移动，从而挡住防火门基座5上的缺口，防止电石炉内的高温对出炉装置造成不良影响。

为方便工作人员观察设备的工作状态和炉口的生产状况，本电石自动出炉装置还配备用于现场监控的高清数字化视觉监控系统，其远离炉眼高温区安装也能取得高清视频图像，无需额外增加冷却系统，有效提高了摄像头的寿命，与模拟视频信号相比，视频图像的清晰度高，抗干扰能力强。

本电石自动出炉装置具有远程操纵模式，工作人员只需在远程控制室里即可实现对设备的实时操控。

如图6所示，操纵室控制台分布安装多种控制按钮，可方便实现设备的启停、手自动切换、工作模式切换以及钎杆抓取顺序切换等功能。操纵台左右两端配有工业操纵手柄，工作人员通过手柄即可实现设备各机构的运转和速度的调节，手柄顶端配有手动微调按钮，可对设备各机构的位置进行微调。操纵台中间位置布置触摸屏，用于控制系统各标定位参数的保存、控制参数的修改以及系统状态参数的显示。

本出炉机器人采用程序模块化的控制方式，将出炉作业的每个动作流程进行程序模块化：自动换钎程序模块、自动归零程序模块、自动烧眼程序模块、自动拉钎程序模块、自动堵眼程序模块，工作人员只需选择相应的程序模块即可完成相应的作业动作，从而简化出炉机器人的控制程序，降低出炉机器人的操作难度。

本电石自动出炉装置可使操作人员通过控制室中的人机交互控制平台来远程操控，从而完成如自动搭电、自动烧穿、自动开眼、自动换钎、清理炉舌等一系列电石炉的出炉作业，不仅提高了生产效率，降低了生产成本，还将电石出炉工作人员从风险系数高、劳动强度大、工况恶劣的作业环境中解放出来，从而保证了工人的人身安全，改善了工人的工作环境。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

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到位后，机械夹爪抓取工具的夹装部位，然后大臂向上抬起预定角度，此后大臂回转机构回转至系统预设零点位，工具抓取工作完成。

7.根据权利要求5所述的电石自动出炉装置，其特征在于，所述出炉机器人的刮渣作业过程如下：

小车底盘以一定速度启动后退，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，当大臂伸出到位时停止，然后大臂向下压低预定角度，使开眼器(10)的钎杆落入刮渣器的凹槽中，使大臂前后往复移动，以实现刮渣。

8.一种电石自动出炉方法，其特征在于，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。

9.根据权利要求8所述的电石自动出炉方法，其特征在于，还包括：在步骤S1之前,将移动防火门进行横向移动，从而露出防火门基座上的缺口；以及在步骤S7之后将出炉机器人退回安全位置，同时将移动防火门进行横向移动，从而挡住防火门基座上的缺口。

10.根据权利要求8所述的电石自动出炉方法，其特征在于，在远程操作室内根据数字化视觉监控系统提供的现场监控视频和操作室控制台对出炉机器人进行远程操控作业。

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