一种工业硅炉使用的堵炉眼装置的制作方法

本发明涉及工业硅电炉开堵炉眼设备技术领域，特别是涉及一种工业硅炉使用的堵炉眼装置。

背景技术：

工业硅电炉在冶炼炉料至一定温度后，需将约1650-1800℃左右的高温液态的硅水，通过人工打开炉眼放到钢包内，再经过后道工序、浇注成型。目前，堵炉眼方式为传统的纯人工操作，通常需4-5人共同协助完成，且工作区域在炉眼正对方向3-5米范围内，属于高危、高温、高粉尘区域，工人劳动强度大，安全系数低。

且由于工业硅成品的高纯度特性，液态硅水温度高，出炉时对炉眼的冲刷损坏大；在堵炉眼时，所使用的工具接触高温液态硅水的部位，必须耐高温、耐冲刷，且严禁受到铁质的污染，所以堵炉眼的工具必须有较好防护措施，或选用耐高温材料。

综上所述，有必要设计一种符合工业硅炉工艺特征要求，可代替人工进行开堵炉眼的机械自动化设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种工业硅炉使用的堵炉眼装置，以解决上述现有技术存在的问题，使工业硅生产的安全操作性得到提高，保证了产品的品质稳定，降低了工人的劳动强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种工业硅炉使用的堵炉眼装置，包括主机基体、喷堵装置、连续送料装置和连续堵炉眼装置，所述喷堵装置、所述连续送料装置和所述连续堵炉眼装置均设置于所述主机基体上并均与所述主机基体滑动连接，所述喷堵装置、所述连续送料装置和所述连续堵炉眼装置均通过所述主机基体的电控系统进行控制，所述喷堵装置能够将堵炉眼颗粒物料打入工业硅炉的炉眼内，所述连续送料装置能够将堵炉眼材料投到所述工业硅炉的炉眼处，所述连续堵炉眼装置能够将所述堵炉眼材料推送至所述工业硅炉的炉眼内并能够将所述堵炉眼材料进行捣实。

优选地，所述主机基体包括机架、行走系统、液压系统、气控系统和所述电控系统，所述行走系统、所述液压系统、所述气控系统和所述电控系统均设置在所述机架上，所述机架通过所述行走系统进行移动，所述喷堵装置、所述连续送料装置和所述连续堵炉眼装置均通过所述液压系统进行动作，所述堵炉眼颗粒物料通过所述气控系统打入所述工业硅炉的炉眼内，所述行走系统、所述液压系统和所述气控系统均由所述电控系统进行控制。

优选地，所述喷堵装置包括第一导轨、第一滑动支座、第一传动装置、料仓、喷堵料管和喷头，所述第一导轨固定于所述主机基体的机架上，所述第一滑动支座通过所述第一传动装置能够在所述第一导轨上滑动，所述第一传动装置通过所述液压系统的第一液压马达进行驱动，所述料仓固定于所述第一滑动支座的上侧，所述喷头通过所述喷堵料管与所述料仓连通，所述料仓内装有所述堵炉眼颗粒物料，所述料仓与高压空气泵连通，所述高压空气泵通过所述气控系统进行控制，所述堵炉眼颗粒物料能够通过所述高压空气泵提供的高压空气流打入所述工业硅炉的炉眼内。

优选地，所述第一传动装置包括第一主动链轮、第一从动链轮以及套设于所述第一主动链轮和所述第一从动链轮之间的第一链条，所述第一主动链轮设置于所述第一导轨的一端，所述第一从动链轮设置于所述第一导轨的另一端，所述第一主动链轮和所述第一从动链轮均与所述第一导轨转动连接，所述第一主动链轮通过所述第一液压马达进行驱动，所述第一链条与所述第一滑动支座固定连接。

优选地，所述连续送料装置包括第二导轨、第二滑动支座、第二传动装置、送料导轨、第三传动装置和若干个盛装容器，所述第二导轨固定于所述主机基体的机架上，所述第二滑动支座通过所述第二传动装置能够在所述第二导轨上滑动，所述第二传动装置通过所述液压系统的第二液压马达进行驱动，所述送料导轨固定于所述第二滑动支座的上侧，所述第三传动装置与所述送料导轨转动连接，所述第三传动装置通过所述液压系统的第三液压马达进行驱动，若干个所述盛装容器依次设置于所述第三传动装置的上侧，所述盛装容器内装有所述堵炉眼材料。

优选地，所述第二传动装置包括第二主动链轮、第二从动链轮以及套设于所述第二主动链轮和所述第二从动链轮之间的第二链条，所述第二主动链轮设置于所述第二导轨的一端，所述第二从动链轮设置于所述第二导轨的另一端，所述第二主动链轮和所述第二从动链轮均与所述第二导轨转动连接，所述第二主动链轮通过所述第二液压马达进行驱动，所述第二链条与所述第二滑动支座固定连接；所述第三传动装置包括第三主动链轮、第三从动链轮以及套设于所述第三主动链轮和所述第三从动链轮之间的第三链条，所述第三主动链轮设置于所述送料导轨的一端，所述第三从动链轮设置于所述送料导轨的另一端，所述第三主动链轮和所述第三从动链轮均与所述送料导轨转动连接，所述第三主动链轮通过所述第三液压马达进行驱动，若干个所述盛装容器依次固定于所述第三链条上。

优选地，所述连续堵炉眼装置包括第三导轨、第三滑动支座、第四传动装置、主架体、推杆、往复驱动装置、推头和把手，所述第三导轨固定于所述主机基体的机架上，所述第三滑动支座通过所述第四传动装置能够在所述第三导轨上滑动，所述第四传动装置通过所述液压系统的第四液压马达进行驱动，所述主架体固定于所述第三滑动支座的上侧，所述推杆和所述往复驱动装置均设置于所述主架体的上侧，所述推杆通过所述往复驱动装置进行驱动，所述往复驱动装置通过方向阀进行控制，所述方向阀设置于所述主架体上并位于所述主架体的一侧，所述推头设置于所述推杆的一端，所述推头能够将所述堵炉眼材料推送至所述工业硅炉的炉眼内并能够将所述堵炉眼材料进行捣实，所述把手设置于所述主架体的一端，所述把手上设有无线遥控器，所述往复驱动装置通过所述无线遥控器由所述电控系统进行控制。

优选地，所述第四传动装置包括第四主动链轮、第四从动链轮以及套设于所述第四主动链轮和所述第四从动链轮之间的第四链条，所述第四主动链轮设置于所述第三导轨的一端，所述第四从动链轮设置于所述第三导轨的另一端，所述第四主动链轮和所述第四从动链轮均与所述第三导轨转动连接，所述第四主动链轮通过所述第四液压马达进行驱动，所述第四链条与所述第三滑动支座固定连接。

优选地，所述往复驱动装置为气缸或油缸，所述推杆与所述气缸的活塞杆或所述油缸的活塞杆连接。

优选地，所述推头的表面涂覆有耐高温涂层或者所述推头采用耐高温材料。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、工业硅炉使用的堵炉眼装置模仿人工堵炉眼的工作步骤，具备人工堵炉眼的灵活性，所有动作均由电控系统远距离操纵机械完成，很好地解决了人工操作带来的安全问题，降低了现场工人的劳动强度，大大提高了工作效率，并且还能够达到高质量稳产的目的。

2、喷堵装置的设置及时截流了高温液态硅水的流出，避免了高温液态硅水对推头的冲刷，确保工业硅产品的高纯度，降低了对连续堵炉眼装置的推头的损耗，节约生产成本。

3、连续送料装置在堵炉眼工作中的应用，理论上可实现无限量连续添加堵炉眼材料，更适应于应急非常规堵炉眼(大口径超常炉眼或炉眼形状不规则)工况，大大增加了堵炉眼的成功率。

4、由于连续堵炉眼装置的推头的表面涂覆有耐高温涂层或者推头使用钛合金、钨钼合金等耐高温材料，使得高温液态硅水对推头冲刷的损耗大大降低，确保了工业硅产品的高纯度品质并减少了对推头更换频率，提高了生产效率。

5、连续堵炉眼装置是模仿人工拿推杆堵泥的动作，可实现和人工堵炉眼一样灵活的连续堵炉眼工作，极大地降低了劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工业硅炉使用的堵炉眼装置的结构示意图；

图2为图1中a-a截面处喷堵装置的结构示意图；

图3为图1中b-b截面处连续送料装置的结构示意图；

图4为图1中c-c截面处连续堵炉眼装置的结构示意图；

其中：1-主机基体，2-喷堵装置，3-连续送料装置，4-连续堵炉眼装置，21-第一导轨，22-第一滑动支座，23-第一传动装置，24-料仓，25-喷堵料管，26-喷头，31-第二导轨，32-第二滑动支座，33-第二传动装置，34-送料导轨，35-第三传动装置，36-盛装容器，41-第三导轨，42-第三滑动支座，43-第四传动装置，44-主架体，45-推杆，46-往复驱动装置，47-推头，48-把手，49-无线遥控器，50-方向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”和“右”指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位和位置关系，仅仅是为了方便描述的结构和操作方式，而不是指示或者暗示所指的部分必须具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解为对本发明的限制。

本发明的目的是提供一种工业硅炉使用的堵炉眼装置，以解决现有技术存在的问题，使工业硅生产的安全操作性得到提高，保证了产品的品质稳定，降低了工人的劳动强度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图4所示：本实施例提供了一种工业硅炉使用的堵炉眼装置，包括主机基体1、喷堵装置2、连续送料装置3和连续堵炉眼装置4，喷堵装置2、连续送料装置3和连续堵炉眼装置4均设置于主机基体1上并均与主机基体1滑动连接，喷堵装置2、连续送料装置3和连续堵炉眼装置4均通过主机基体1的电控系统进行控制，喷堵装置2能够将堵炉眼颗粒物料打入工业硅炉的炉眼内，连续送料装置3能够将堵炉眼材料投到工业硅炉的炉眼处，连续堵炉眼装置4能够将堵炉眼材料推送至工业硅炉的炉眼内并能够将堵炉眼材料进行捣实。

具体地，主机基体1包括机架、行走系统、液压系统、气控系统和电控系统，行走系统、液压系统、气控系统和电控系统均设置在机架上，机架通过行走系统进行移动，喷堵装置2、连续送料装置3和连续堵炉眼装置4均通过液压系统进行动作，堵炉眼颗粒物料通过气控系统打入工业硅炉的炉眼内，行走系统、液压系统和气控系统均由电控系统进行控制。

喷堵装置2包括第一导轨21、第一滑动支座22、第一传动装置23、料仓24、喷堵料管25和喷头26，第一导轨21固定于主机基体1的机架上，第一滑动支座22通过第一传动装置23能够在第一导轨21上滑动，第一传动装置23通过液压系统的第一液压马达进行驱动，料仓24固定于第一滑动支座22的上侧，喷头26通过喷堵料管25与料仓24连通，料仓24内装有堵炉眼颗粒物料，料仓24与高压空气泵连通，高压空气泵通过气控系统进行控制，堵炉眼颗粒物料能够通过高压空气泵提供的高压空气流打入工业硅炉的炉眼内。

第一传动装置23优选为链传动，也可采用油缸或气缸。当第一传动装置23采用链传动时，具体包括第一主动链轮、第一从动链轮以及套设于第一主动链轮和第一从动链轮之间的第一链条，第一主动链轮设置于第一导轨21的一端，第一从动链轮设置于第一导轨21的另一端，第一主动链轮和第一从动链轮均与第一导轨21转动连接，第一主动链轮通过第一液压马达进行驱动，第一链条与第一滑动支座22固定连接。

喷堵装置2的设置及时截流了高温液态硅水的流出，避免了高温液态硅水对堵泥工作端(推头)的冲刷，确保工业硅产品的高纯度，降低了对连续堵炉眼装置的工作端(推头)的损耗，节约生产成本。

连续送料装置3包括第二导轨31、第二滑动支座32、第二传动装置33、送料导轨34、第三传动装置35和若干个盛装容器36，第二导轨31固定于主机基体1的机架上，第二滑动支座32通过第二传动装置33能够在第二导轨31上滑动，第二传动装置33通过液压系统的第二液压马达进行驱动，送料导轨34固定于第二滑动支座32的上侧，第三传动装置33与送料导轨34转动连接，第三传动装置35通过液压系统的第三液压马达进行驱动，若干个盛装容器36依次设置于第三传动装置35的上侧，盛装容器36内装有堵炉眼材料。

第二传动装置33优选为链传动，也可采用油缸或气缸。当第二传动装置33采用链传动时，具体包括第二主动链轮、第二从动链轮以及套设于第二主动链轮和第二从动链轮之间的第二链条，第二主动链轮设置于第二导轨31的一端，第二从动链轮设置于第二导轨31的另一端，第二主动链轮和第二从动链轮均与第二导轨31转动连接，第二主动链轮通过第二液压马达进行驱动，第二链条与第二滑动支座32固定连接。第三传动装置35优选为链传动，也可采用油缸或气缸。当第三传动装置35采用链传动时，具体包括第三主动链轮、第三从动链轮以及套设于第三主动链轮和第三从动链轮之间的第三链条，第三主动链轮设置于送料导轨34的一端，第三从动链轮设置于送料导轨34的另一端，第三主动链轮和第三从动链轮均与送料导轨34转动连接，第三主动链轮通过第三液压马达进行驱动，若干个盛装容器36依次固定于第三链条上。

连续送料装置3在堵炉眼工作中的应用，理论上可实现无限量连续添加堵炉眼材料，更适应于应急非常规堵炉眼(大口径超常炉眼或炉眼形状不规则)工况，大大增加了堵炉眼的成功率。

连续堵炉眼装置4包括第三导轨41、第三滑动支座42、第四传动装置43、主架体44、推杆45、往复驱动装置46、推头47和把手48，第三导轨41固定于主机基体1的机架上，第三滑动支座42通过第四传动装置43能够在第三导轨41上滑动，第四传动装置43通过液压系统的第四液压马达进行驱动，主架体44固定于第三滑动支座42的上侧，推杆45和往复驱动装置46均设置于主架体44的上侧，推杆45通过往复驱动装置46进行驱动，往复驱动装置46通过方向阀50进行控制，方向阀50设置于主架体44上并位于主架体44的一侧，推头47设置于推杆45的一端，推头47能够将堵炉眼材料推送至工业硅炉的炉眼内并能够将堵炉眼材料进行捣实，推头47的表面涂覆有耐高温涂层或者推头47采用耐高温材料，耐高温涂层的材料和耐高温材料优选为钛合金或钨钼合金。由于连续堵炉眼装置4的推头47的表面涂覆有耐高温涂层或者推头使用钛合金、钨钼合金等耐高温材料，使得高温液态硅水对推头47冲刷的损耗大大降低，确保了工业硅产品的高纯度品质并减少了对推头47更换频率，提高了生产效率。把手48设置于主架体44的一端，把手48上设有无线遥控器49，往复驱动装置46通过无线遥控器49由电控系统进行控制。更具体地，往复驱动装置46优选为气缸或油缸，推杆45与气缸的活塞杆或油缸的活塞杆连接。

第四传动装置43优选为链传动，也可采用油缸或气缸。当第四传动装置43采用链传动时，具体包括第四主动链轮、第四从动链轮以及套设于第四主动链轮和第四从动链轮之间的第四链条，第四主动链轮设置于第三导轨41的一端，第四从动链轮设置于第三导轨41的另一端，第四主动链轮和第四从动链轮均与第三导轨41转动连接，第四主动链轮通过第四液压马达进行驱动，第四链条与第三滑动支座42固定连接。

连续堵炉眼装置4是模仿人工拿推杆47堵泥的动作，可实现和人工堵炉眼一样灵活的连续堵炉眼工作，极大地降低了劳动强度。

本实施例中的工业硅炉使用的堵炉眼装置的工作过程如下：

s1：喷堵装置2动作

通过电控系统人工遥控发出指令控制第一液压马达驱动第一传动装置23的第一主动链轮旋转，从而带动第一链条同步转动，使得喷堵装置2沿第一导轨21在主机基体1上向工业硅炉的炉眼方向移动，当喷堵装置2的喷头26移动到正对工业硅炉炉眼约300-500mm时，喷堵装置2停止移动，通过电控系统人工遥控发出指令控制打开设置在高压空气泵与料仓之间连接的管道上的电磁气阀，将0.6mpa风压的高压空气流通入料仓24底部，将提前装入料仓24内的堵炉眼颗粒物料通过与料仓24相通的喷堵料管25迅速打入工业硅炉的炉眼内，可达到瞬时把出炉眼封堵，阻断高温液态硅液外溢，随后喷堵装置2整体沿导轨迅速退回，完成喷堵装置2的既定工作。

s2：主机基体1横移，使连续堵炉眼装置4的推头47对准炉眼

s3：连续送料装置3动作

通过电控系统人工遥控发出指令控制第二液压马达驱动第二传动装置33的第二主动链轮旋转，从而带动第二链条同步转动，使得连续送料装置3沿第二导轨31在主机基体1上向工业硅炉的炉眼方向移动，当连续送料装置3最前端的盛料容器36到达工业硅炉的炉眼平台上方的投料点时，连续送料装置3停止移动，通过电控系统人工遥控发出指令控制第三液压马达驱动第三传动装置35的第三主动链轮旋转，从而带动第三链条同步转动，使得若干个盛料容器36在第三链条的带动下逐个向炉眼方向移动，并依次逐个将盛料容器36内的堵炉眼材料运送到炉眼处，等待工作指令。

s4：连续堵炉眼装置4动作

通过电控系统人工遥控发出指令控制第四液压马达驱动第四传动系统43的第四链轮旋转，从而带动第四传送链条同步转动，将连续堵炉眼装置4的主架体44沿第三导轨41在主机基体1上向工业硅炉的炉眼方向移动。当连续送料装置3的盛装容器36内的堵炉眼材料投到炉眼处时，人工把持连续堵炉眼装置4的把手48，结合电控系统操作无线遥控器控制油/气缸伸缩运动，工作端为耐高温的圆柱形推头47，推头47与推杆45连接为一整体，推杆45与油/气缸的活塞杆端部连接，由油/气缸伸缩往复运动活塞杆驱动，控制油/气缸的方向阀为2位4通阀，可实现通电状态时活塞杆伸出，推头47向前移动，反之当或失电状态时，油/气缸的活塞杆缩回，推头47回到起始位置，从而达到推头47快速往复运动，来实现把已投到炉眼处的堵炉眼材料推送进炉眼内，经过推头47多次往复运动捣打，将堵炉眼材料捣实在炉眼内，根据炉眼损坏的程度，有时需要封堵若干份封堵料方能封堵住炉眼。

s5：重复步骤s3和s4。

s6：当炉眼封堵合适后，可通过电控系统遥控(或程控)发出指令，停止工作。

综上所述，一份堵炉眼材料通过连续送料装置3根据工况被投送到工业硅炉的炉眼处，再通过连续堵炉眼装置4的推头47将堵炉眼材料推进炉眼里，经过推头47的多次往复运动捣打，将堵炉眼材料捣实在炉眼内，推头缩回起始位置，实现一个封堵炉眼动作循环单元。

在自动模式时：在连续送料装置3上设置第一位置(位移)传感器，在连续堵炉眼装置4上设置第二位置(位移或力)传感器，第一位置(位移)传感器和第二位置(位移或力)传感器均与电控系统电连接，通过第一位置(位移)传感器反馈信息，连续送料装置3投送到炉眼一份堵炉眼材料后，完成一次投料，暂停送料动作，通过第二位置(位移或力)传感器反馈信息，连续堵炉眼装置4的推头47由油/气缸伸缩往复运动驱动，将堵炉眼材料推送到炉眼内后，再进行推头47的多次往复运动捣打，将堵炉眼材料捣实在炉眼内后，推头47缩回起始位置。重复循环连续送料装置3和连续堵炉眼装置4的封堵炉眼动作循环单元，直至堵住炉眼。

具体地，第一位置(位移)传感器和第二位置(位移或力)传感器反馈回的信息由plc(或工控机)处理，并由程序(或智能)控制，实现现场无人化操作。

在手动操作模式时：通过无线遥控器49按钮分别控制连续送料装置3投放堵炉眼材料和连续堵炉眼装置4往复封堵两套动作来完成堵炉眼的工作。

本实施例中的工业硅炉使用的堵炉眼装置模仿人工堵炉眼的工作步骤，具备人工堵炉眼的灵活性，所有动作均由电控系统远距离操纵机械完成，很好地解决了人工操作带来的安全问题，降低了现场工人的劳动强度，大大提高了工作效率，并且还能够达到高质量稳产的目的。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。