[发明专利]烧穿器碳棒夹持头保护装置

说明书

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