1.本发明涉及工业硅冶炼技术领域，尤其涉及一种工业硅冶炼自动出硅方法。
背景技术：
2.工业硅是在矿热炉中由碳还原二氧化硅而制得产品，炉前出硅是工业硅冶炼过程的重要工序之一，是将矿热炉内还原熔炼产出的高温硅熔体经过出硅口(炉眼)排出炉外。出硅包括开堵炉眼、烧眼拉渣等过程，传统工业硅冶炼均采用人工出硅，具体是在开堵炉眼时由操作人员控制烧穿器，采用碳棒烧穿凿眼，将堵塞在炉眼中的泥球等物体清空，使高温硅熔体从矿热炉内排出，出硅过程人工采用圆木拉渣干对堵塞于炉口中的黏渣进行清理，出硅结束，再由操作工通过烧穿器把炉眼周围黏渣烧洗干净，由人工用专用工具(堵头、堵瓢)将泥球送入炉眼并深堵在出硅口。若遇炉眼难开，需辅助使用氧气和氧管吹烧炉眼，整个操作过高温硅熔体飞溅，不仅操作人员劳动强度大，且存在高温烫伤安全风险和职业健康危害风险。
技术实现要素：
3.本发明提供了一种工业硅冶炼自动出硅方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种工业硅冶炼自动出硅方法，采用工业硅出炉机器人系统实现烧眼、开眼、堵眼和清理炉眼功能，所述工业硅出炉机器人系统包括出炉机器人、车载控制箱和操作台，所述出炉机器人与车载控制箱通信连接，所述车载控制箱与操作台通信连接，所述出炉机器人包括机械臂、工具库和多路摄像头，所述工具库包括木棍、烧穿器、凿岩机、泥炮。
6.作为本技术方案的进一步改进方案：多路摄像头数量为6路，其中包括：用于正向观测炉口的2路摄像头，用于侧向观测炉舌的1路摄像头，用于侧向观测炉眼及工具库的2路摄像头，用于观测现场全局的1路摄像头。
7.作为本技术方案的进一步改进方案：工业硅出炉机器人系统实现烧眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和烧穿器，机械臂先自动抓取烧穿器，再自动对准炉眼，烧穿器启动后，通过烧穿器可直接将炉眼烧开。
8.作为本技术方案的进一步改进方案：烧穿器使用碳棒为整根碳棒，碳棒总长为2500-2700mm。
9.作为本技术方案的进一步改进方案：工业硅出炉机器人系统实现开眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和凿岩机，机械臂先自动抓取凿岩机，抓取凿岩机结束后将凿岩机的钻钎自动对准炉眼，凿岩机开启后，利用凿岩机钻钎的冲击及旋转可把炉眼打开。
10.作为本技术方案的进一步改进方案：凿岩机的钻钎直径为100mm，凿岩机钻钎开眼时间为30至60秒。
11.作为本技术方案的进一步改进方案：工业硅出炉机器人系统实现堵眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和泥炮，机械臂先自动抓取泥炮，抓取泥炮结束后将泥炮的炮管自动对准炉眼，泥炮开启后，泥炮可发射炮泥将炉眼进行封堵。
12.作为本技术方案的进一步改进方案：所述泥炮装泥量为80l，堵眼时泥炮的炮管可进炉眼深度655mm；泥炮出泥口直径为160mm。
13.作为本技术方案的进一步改进方案：工业硅出炉机器人系统实现清理炉眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂，机械臂先自动抓取木棍对准炉眼，然后控制木棍在炉眼内部来回拉动，将炉眼中渣料带出，进而增加流速。
14.作为本技术方案的进一步改进方案：所述工业硅出炉机器人系统还包括现场电控箱，现场电控箱设有急停按钮，用于当出炉机器人突发异常时，可以立即通过现场急停按钮关闭出炉机器人。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.本方法使用出炉机器人替代人工实现自动出硅操作，通过操作台为控制中心，出炉机器人为主体执行机构，可以实现烧眼、开眼、堵眼和清理炉眼功能，本发明自动化和智能化程度高，不仅大大降低了劳动强度，提高了生产效率，而且消除了高温烫伤的安全隐患。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，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：
19.图1为本发明提出的一种工业硅冶炼自动出硅方法的系统示意图。
具体实施方式
20.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
21.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.请参阅图1，本发明实施例中，一种工业硅冶炼自动出硅方法，采用工业硅出炉机器人系统实现烧眼、开眼、堵眼和清理炉眼功能，工业硅出炉机器人系统包括出炉机器人、车载控制箱和操作台，出炉机器人与车载控制箱通信连接，车载控制箱与操作台通信连接，出炉机器人包括机械臂、工具库和多路摄像头，工具库包括木棍、烧穿器、凿岩机、泥炮。
23.具体的，多路摄像头数量为6路，其中包括：用于正向观测炉口的2路摄像头，用于
侧向观测炉舌的1路摄像头，用于侧向观测炉眼及工具库的2路摄像头，用于观测现场全局的1路摄像头，多路摄像头数量可将拍摄到的画面图像通过车载控制箱传输到操作台。
24.具体的，工业硅出炉机器人系统还包括现场电控箱，现场电控箱设有急停按钮，用于当出炉机器人突发异常时，可以立即通过现场急停按钮关闭出炉机器人。
25.本发明的工作原理是：
26.在生产过程中，由人工控制操作台，操作台通过车载控制箱发送控制信号控制出炉机器人完成烧眼、开眼、堵眼和清理炉眼等出炉任务。具体操作技术如下：
27.烧眼时，操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和烧穿器，机械臂先自动抓取烧穿器，再自动对准炉眼，烧穿器启动后，通过烧穿器可直接将炉眼烧开，烧眼最大深度可达2000mm。为保护母线及抓手(不让母线到硅包上方，防止母线损坏)，炉眼打开后烧眼深度最大1500mm。烧穿器使用碳棒总长为2500-2700mm，为了防止断碳棒应订做整根碳棒，减少拼接。
28.开眼时，操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和凿岩机，机械臂先自动抓取凿岩机，抓取凿岩机结束后将凿岩机的钻钎自动对准炉眼，凿岩机开启后，利用凿岩机钻钎的冲击及旋转可把炉眼打开，然后再改用烧穿器进行烧穿作业。钻钎直径为100mm，钻钎打眼时间为30至60秒。钻钎的损耗量在50-100mm/15天。
29.堵眼时，工业硅出炉机器人系统实现堵眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和泥炮，机械臂先自动抓取泥炮，抓取泥炮结束后将泥炮的炮管自动对准炉眼，泥炮开启后，泥炮可发射炮泥将炉眼进行封堵，泥炮装泥量为80l，堵眼时泥炮的炮管可进炉眼深度655mm；泥炮出泥口直径为160mm。泥炮堵完眼后可切换机械臂，使用机械臂抓手对炮泥进行夯实，以防跑眼。出炉机器人泥炮管进炉端材质参数：铸铁ht200。炮管可更换，并且多规格可适应不同炉眼直径的工况使用。
30.清理炉眼时，工业硅出炉机器人系统实现清理炉眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂，机械臂先自动抓取木棍对准炉眼，然后控制木棍在炉眼内部来回拉动，将炉眼中渣料带出，进而增加流速，拉眼深度最大能达到2900mm。
31.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。技术特征：
1.一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，采用工业硅出炉机器人系统实现烧眼、开眼、堵眼和清理炉眼功能，所述工业硅出炉机器人系统包括出炉机器人、车载控制箱和操作台，所述出炉机器人与车载控制箱通信连接，所述车载控制箱与操作台通信连接，所述出炉机器人包括机械臂、工具库和多路摄像头，所述工具库包括木棍、烧穿器、凿岩机、泥炮。2.根据权利要求1所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，多路摄像头数量为6路，其中包括：用于正向观测炉口的2路摄像头，用于侧向观测炉舌的1路摄像头，用于侧向观测炉眼及工具库的2路摄像头，用于观测现场全局的1路摄像头。3.根据权利要求2所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，工业硅出炉机器人系统实现烧眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和烧穿器，机械臂先自动抓取烧穿器，再自动对准炉眼，烧穿器启动后，通过烧穿器可直接将炉眼烧开。4.根据权利要求3所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，烧穿器使用碳棒为整根碳棒，碳棒总长为2500-2700mm。5.根据权利要求4所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，工业硅出炉机器人系统实现开眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和凿岩机，机械臂先自动抓取凿岩机，抓取凿岩机结束后将凿岩机的钻钎自动对准炉眼，凿岩机开启后，利用凿岩机钻钎的冲击及旋转可把炉眼打开。6.根据权利要求5所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，凿岩机的钻钎直径为100mm，凿岩机钻钎开眼时间为30至60秒。7.根据权利要求6所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，工业硅出炉机器人系统实现堵眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂和泥炮，机械臂先自动抓取泥炮，抓取泥炮结束后将泥炮的炮管自动对准炉眼，泥炮开启后，泥炮可发射炮泥将炉眼进行封堵。8.根据权利要求7所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，所述泥炮装泥量为80l，堵眼时泥炮的炮管可进炉眼深度655mm；泥炮出泥口直径为160mm。9.根据权利要求8所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，工业硅出炉机器人系统实现清理炉眼功能的具体操作为:操作台通过车载控制箱发送控制信号到机械臂，机械臂先自动抓取木棍对准炉眼，然后控制木棍在炉眼内部来回拉动，将炉眼中渣料带出，进而增加流速。10.根据权利要求9所述的一种工业硅冶炼自动出硅方法，其特征在于，所述工业硅出炉机器人系统还包括现场电控箱，现场电控箱设有急停按钮，用于当出炉机器人突发异常时，可以立即通过现场急停按钮关闭出炉机器人。
技术总结
本发明公开了一种工业硅冶炼自动出硅方法，采用工业硅出炉机器人系统实现烧眼、开眼、堵眼和清理炉眼功能，所述工业硅出炉机器人系统包括出炉机器人、车载控制箱和操作台，所述出炉机器人与车载控制箱通信连接，所述车载控制箱与操作台通信连接，所述出炉机器人包括机械臂、工具库和多路摄像头，所述工具库包括木棍、烧穿器、凿岩机、泥炮。本发明自动化和智能化程度高，不仅大大降低了劳动强度，提高了生产效率，而且消除了高温烫伤的安全隐患。而且消除了高温烫伤的安全隐患。而且消除了高温烫伤的安全隐患。
技术研发人员：毕红兴 卢国洪 文建华 任承伟 徐福昌 杨贵明 王正勇 高光富 李永强 黄家兵 张忠益 房家辉 任靖辉 杨明耀 唐文杰 梅志能
受保护的技术使用者：云南永昌硅业股份有限公司
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/8/30
声明：
“工业硅冶炼自动出硅方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：云南永昌硅业股份有限公司
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2024年05月24日 ~ 26日 
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