NO862300L - Manipulator for smelteovner og lignende. - Google Patents

Description

Teknisk område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en manipulator for styring av redskap for behandling av smelter i ovner, smelte-bad (skankar) og lignende, f.eks. lanser for tilførsel av oksygen gjennom en åpning i en elektrosmelteovn. Oppfinnelsen er dog ikke begrenset til det metallurgiske anvendelseområde, men kan tilpasses innen mange områder der man søker en fjern-manøvrering av redskap som skal føres inn i kar av forskjellig slag eller tilsvarende, spesielt innen slike områder der arbeidsmomentene medfører risiko for personalet.

Teknikkens stand

I metallurgiske prosesser der en metallsmelte behandles for eksempel ved innblåsing av en gass, f.eks. oksygen, eller en blanding av gass og et fast pulverformet materiale, f.eks. karbonpulver eller en væske eller en væskesuspensjon eller en blanding av en gass og en væske, skjer dette i mange tilfelle ved at en rørformet lanse føres ned i smeiten, gjennom hvilken gassen og pulveret blåses ned. Ved elektro- stålovner for smelting av stålskrot, smeltes skrotet i et ovnskar som er forsynt med et lokk gjennom hvilket elektroder føres ned mot skrotmaterialet og smeiten. Oksygen tilføres gjennom en eller flere lanser som føres inn gjennom en åpning i karets vegg, f.eks. en åpning for avslagging av smeiten, og ned i smeiten. Lansen er derved anordnet på en manuelt trukket vogn på en inntilliggende plattform, hvorved dens stilling i smeiten også kan grovinnstilles. Ulempen ved denne vogn er at personalet må oppholde seg nær ovnen, hvilket innebærer fare for skader ved f.eks. oppkok i ovnen.

Det forekommer endog at lansen er anordnet på et stativ som

er fast forbundet med ovnsplattformen, hvorved lansen er forskyvbar i sin lengderetning inn i eller ut gjennom en mindre åpning i ovnsveggen. Anordningen har ulempene ved at lansen ikke kan føres i forskjellige vinkler mot smeiten.

I den hensikt å forbedre styring av lansen har man utviklet

en vogn som er forsynt med et matebord for en eller flere

lanser. Matebordet kan heves resp. senkes samt helles fremad resp. bakover. Lansen kan endog mates fremad resp. bakover i sin lengderetning. Ulempen med denne vogn er den samme som ovenfor beskrevet med hensyn til faren for det personell som betjener vognen.

Ved metallurgiske smelteovner forekommer også at slagg som flyter ovenpå metallsmelten fjernes fra smeltens overflate ved at ovnen helles slik at slagget renner av gjennom en åpning i ovnsveggen. Derved inntreffer det at slagg størkner fast ved åpningens sider og må fjernes med et spesielt redskap. Et slikt redskap kan være anordnet på en maskinelt drevet vogn som er kjørbar på ovnsplattformen foran avslaggingsåpningen og utgjøres av en stang forsynt med en skrape, hvilken føres inn i åpningen slik at det størknede slagg kan trekkes ut fra denne. Kjente anordninger har den ulempe at de er dyre i framstilling samt krever en forholdsvis stor presisjon ved håndteringen for at ønsket resultat skal oppnås. En ytter-ligere ulempe er at de vanskelig lar seg fjernmanøvrere.

Beskrivelse av oppfinnelsen.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en anordning for f.eks. styring av lanser ved en smelteovn som ikke har ulempene til de kjente anordninger. Hensikten er oppnådd ved hjelp av en manipulator som omfatter et matebord på hvilket et eller flere redskap er anordnet tvangsstyrt forskyvbare i deres lengderetning med hjelp av en eller flere mateanordninger. Oppfinnelsen karakteriseres ved at matebordet er tvangsstyrt bevegelig mellom en framført stilling, ved et arbeidspunkt i hvilket matebordet befinner seg umiddelbart foran en åpning i f.eks. en elektrosmelteovn eller tilsvarende, idet redskapet kan føres inn i ovnen og eventuelt ned i smeiten, og en tilbakeført stilling i hvilken matebordet befinner seg fjernet fra ovnsåpningen. Herved muliggjøres at manipulatoren kan fjernmanøvreres til hovedsakelig nøyaktig stilling i forhold til ovnen på en betydelig enklere måte enn det som er mulig med de kjente hjulunder- støttede anordninger som er fritt bevegelige på ovnsplanet foran ovnen eller motsvarende.

Arbeidspunktet er fortrinnsvis hev- og senkbart samt forskyvbart i sideretning i forhold til ovnsåpningen. Videre er matebordet horisontalt og vertikalt dreibart omkring arbeidspunktet samt forskyvbart i sin lengderetning i forhold til arbeidspunktet. Videre kan arbeidspunktet gis en fast stilling i forhold til ovnsåpningen ved en eventuell tipping av vognen, ved at anordninger som understøtter matebordet er forbundet med ovnen. Herved muliggjøres at manipulatorens redskap kan innstilles i forskjellig helling i forhold til ovnen og smeiten i denne samt i forskjellige stillinger i forhold til f.eks. ovnsåpningen.

I det minste ett av manipulatorens redskaper utgjøres av en rørformet lanse for innblåsing av en gass, f.eks. oksygen, eller en blanding av gass og et fast pulverformet materiale, f.eks. av karbon eller jernoksyd eller en væske eller en væskesuspensjon eller en blanding av en gass og en væske når manipulatoren anvendes med en elektrostålovn for smelting av skrot. For dette formål er da manipulatorens mateanordning forsynt med et lansefeste til hvilket gass eller gass og pulver føres via en tilførselsledning. Lansefestet er fortrinnsvis forskyvbart langs en føring som løper langsmed matebordet og står i forbindelse med et drivorgan anordnet på matebordet. Drivorganet kan bestå av en endeløs kjede, line eller lignende som løper over brytehjul ved matebordets ender og eventuelt støttehjul langsmed dets lengde, hvorved i det minste ett av hjulene står i forbindelse med en drivmotor. Herved muliggjøres at gass eller gass og pulver kan føres inn i for eksempel en ovn helt ved fjernstyring, hvilket innebærer at personalet ved ovnen ikke behøver å befinne seg i nærheten av denne og utsettes for skaderisiko, f.eks. fra flytende metall eller slagg som kan sprute ut fra vognen.

Med fordel kan i det minste en av manipulatorens redskap ut- gjøres av en bearbeidelsesanordning med hjelp av hvilken trekk- og strekkrefter eller slag kan rettes mot slagg eller lignende som har størknet fast til ovnsåpningen eller tilsvarende. Bearbeidelsesanordningen kan derved utgjøres av en skrape, hvilken kan gis en fram- og tilbakegående bevegelse hvorved f.eks. slagget kan skrapes bort fra ovnsåpningen .

Et annet redskap på manipulatoren kan utgjøres av en tempera-turmålesonde som, liksom lansene, kan føres inn i ovnen for temperaturmåling ved behov under en smelteprosess. Temperaturmålesonden kan føres inn i ovnen ved hjelp av samme slags drivanordning som for lansene.

Fjernstyringen av manipulatoren overvåkes med fordel ved hjelp av et TV-kamera som kan være anordnet på eller i nærheten av matebordet som står i forbindelse med en billed-skjerm som er plassert inntil fjærmanøverorganet som kan være plassert i en avskjermet hytte på en relativt lang avstand fra ovnen. Overføring av styreimpulser til manipulatoren kan skje enten via elektriske kabler eller via radio. Manøvreringsutstyret kan endog være anordnet på et bærbart panel fra hvilket styreimpulser overføres til manipulatoren via radio.

Ved en arbeidssyklus, f.eks. ved smelting av stålskrot i en elektrosmelteovn, fylles ovnen først med skrot, hvoretter elektroder føres ned mot skrotet og elektrisk strøm koples til. Matebordet befinner seg derved i tilbakeført stilling der det forsynes med nye lanser for oksygeninnblåsing. Så snart smeltingen påbegynnes føres matebordet til framført stilling og stilles inn i ønsket helling mot ovnsåpningen. Matebordet føres deretter fram i sin lengderetning slik at dets fremre kant befinner seg umiddelbart inntil ovnsåpningen, hvorpå en eller flere lanser mates inn i ovnen og eventuelt ned i den smelte som suksessivt dannes hvorved oksygen innblåses i smeiten. En temperatursmeltesonde føres av og til inn i ovnen på samme måte som lansene. Lansene brennes suksessivt opp og mates fram inntil lansefestet befinner seg ved matebordets fremre ende nærmest ovnsåpningen. Når denne stilling inntreffer avstenges oksygenstrømmen, hvoretter matebordet føres tilbake og lansefestene mates tilbake slik at tilbakestående lansedeler kan fjernes og nye lanser monteres. Av og til kan ovnen tippes slik at slagg strømmer ut gjennom ovnsåpningen. Matebordet føres på ny fram til arbeidspunktet der en slaggskraping kan utføres før lansene på nytt føres inn i ovnen og oksygenblåsingen fort-settes. Eventuelt kan slagg som størkner fast til ovnsåpningen også brennes bort med oksygen.

Tegningsbeskrivelse.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i form av et utførelseseksempel med henvisning til tegningen, hvor

figur 1 viser en manipulator inntil en åpning på en elektrostålovn, sett i et vertikalplan,

figur 2 viser manipulatoren ifølge figur 1 sett i et horisontalt plan,

figur 3 viser en detalj av manipulatorens matebord samt ovnsåpningen i snitt,

figur 4 viser en alternativ utførelse av den slaggskrape som er vist i figur 1 og 3.

Manipulatoren ifølge eksempelet er fast anordnet på en tipp-bar rammekonstruksjon 1 til en elektrostålovn 2, vist fragmentarisk på figurene, hvilken er forsynt med en åpning 3 beregnet for å rappe slagg ut av ovnen 2 ved å tippe denne i retning mot en ovnsplattform 4 som er fast i forhold til den omgivende bygning (ikke vist på figurene).

Manipulatoren omfatter et stativ 5 hvilket er fast anordnet på rammen 1 ved hjelp av fire kilbolter 6, hvilke kiler holdes parvis inntrukket i respektive bolter 6 ved hjelp av vantskruer 7 som er anordnet mellom hvert boltpar 6 og tilknyttet til den respektive kile. En svingearm 8 er anordnet ved et svingehode 9 ved stativets øvre ende, hvilkets svinge-akse kan gis forskjellig helning mot stativets øvre del,

dels ved hjelp av en vippearm 10, på hvilken svingehodet 9

er anbragt, hvis ene ende er dreibart lagret til stativets 5 øvre ende og hvis andre ende står i forbindelse med stativets 5 nedre del. Svingearmen 8 er svingbar i svingehodet 9 ved hjelp av to hydrauliske svingesylindre 12, hvilke er anordnet i et plan vinkelrett på svingeakselen på hver side av svingearmen 8. Respektive svingesylinder 12 står dels i forbindelse med svingearmen 8 og dels i forbindelse med stativet 5. Svingearmen 8 er svingbar mellom en framført stilling inn-ved ovnsåpningen 3 og en tilbakeført stilling vist streket på figur 2. Svingearmens 8 frie ende bærer en hydraulisk sylinder 13 ved hvis hjelp et opphengingspunkt 14, dvs. manipulatorens arbeidspunkt, kan forskyves hovedsakelig langsmed en rett linje i sideretning når manipulatoren befinner seg i framført stilling foran ovnsåpningen 3. Arbeidspunktet 14 befinner seg i dreiesentrum på et dreiehode 15 som understøttes av stempelstangen til sideforskyvningssylinderen 13. I det tilfelle der stativet 5 er plassert på den andre siden av ovnsåpningen 3 ifølge figur 2, dreies sideforskyvningssylinderen 13 i forhold til svingarmen 8 i et toveis feste 16 og fikseres i den alternative stilling.

Dreiehodet 15 bærer en hydraulisk sylinder 17 på

Dreiehodet 15 bærer en hydraulisk sylinder 17 på hvilken to konsoller 18 er anordnet, hvilke igjen understøtter et matebord 19 som er forskyvbart i sylinderens 17 lengderetning i føringer anordnet på den respektive konsoll 18, dvs. fram-føringsbart mot ovnsåpningen 3. Framføringssylinderen 17 og dermed matebordet 19 er dreibart i to mot hverandre vinkel-rette plan gjennom dreiepunktene 14 ved hjelp av dels en hydraulisk sylinder 20 med hvis hjelp bordet 19 kan gis forskjellig helling mot ovnsåpningen 3 og dels en hydraulisk sylinder 21 med hvis hjelp bordet 19 kan innstilles i side retning i forhold til ovnsåpningen 3. Såvel hellingssylinderen 20 som sideinnstillingssylinderen 21 står dels i forbindelse med framføringssylinderen 17 og dels i forbindelse med den delen av dreiehodet 15 som er fast forbundet med stempelstangen til sideforskyvningssylinderen 13.

Matebordet 19 utgjøres av to innbyrdes parallelle U-bjelker

22 som strekker seg i framføringsretningen. Matebordets 19 fremre ende er forsynt med et vannkjølt skjold 23 som strekker seg hovedsakelig vinkelrett på materetningen og rager ned på undersiden av U-bjelkene 22. Matebordet bærer to rørformede lanser 24 hvis respektive fremre del er ført gjennom et hull i skjoldet 23 og hvis resp. bakre ende er tilknyttet et lansefeste 25, hvilket dels omfatter en skøtemuffe 26 og dels en kjørevogn 27 som er kjørbar langsmed undersiden på den respektive U-bjelke 22. Oksygen tilføres de respektive lanser 24 via lansesfestet 25 fra en tilførselsledning 28.

De respektive lansefester 25 står via den respektive kjøre-vogn 27 i forbindelse med et drivorgan av kjent slag, hvilket er ikke vist i tegningen. Drivorganet utgjøres av en endeløs drivkjede, line eller lignende, som løper over brytehjul ved matebordets 19 ender og støttehjul langsmed dets lengde, idet ett av hjulene står i forbindelse med en drivmotor.

Matebordet 19 er videre forsynt med en bearbeidelsesanordning 29 i form av en skrape, hvilken kan gis en frem- og tilbakegående bevegelse i materetningen, hvorved slagg kan skrapes bort fra ovnsåpningen 3. Skrapen 29 påvirkes derved av en hydraulisk sylinder 30 anordnet på matebordets 19 underside. Skrapen 29 vises strekprikket innført i ovnsåpningen 3 på figur 3, hvorved matebordet 19 befinner seg i framført stilling, slik at skjoldet 23 støter mot ovnens 2 front. En alternativ utførelse av skrapen 29 er vist i figur 4, idet denne er forsynt med en markert dor 31 som rager ut i materetningen og en skrapeplate 32 som befinner seg vinkelrett mot denne og rager ned fra doren. For å avlaste matebordet 19 fra krefter som framkommer når skraperen 29 er i drift,

kan dette fikseres i forhold til ovnsåpningen 3 ved hjelp av

et mothold 33 anordnet på matebordet 19 som anbringes i tilsvarende konsoll 34 på ovnen 2.

Claims (7)

1. Manipulator for styring av redskap for behandling av smelter i ovner, hellekar og lignende, f.eks. lanser for tilførsel av oksygen gjennom en åpning (3) i en elektrosmelteovn, omfattende et matebord (19) , på hvilket et eller flere redskap (24,29) er anordnet tvangsstyrt forskyvbare i deres lengderetning ved hjelp av en eller flere mateanordninger, karakterisert ved at matebordet (19) er tvangsstyrt bevegelig mellom en fremført stilling ved et arbeidspunkt (14) i hvilket matebordet (19) befinner seg umiddelbart foran ovnsåpningen (3) eller tilsvarende, idet redskapene (24,29) kan føres inn i ovnen (2) og eventuelt ned i smeiten, og en tilbake-ført stilling i hvilken matebordet (19) befinner seg fjernet fra ovnsåpningen (3).

2. Manipulator ifølge krav 1, karakterisert ved at arbeidspunktet (14) er hev- og senkbart samt forskyvbart i sideretning i forhold til ovnsåpningen(3).

3. Manipulator ifølge krav 1-2, karakterisert ved at matebordet (19) er horisontalt og vertikalt dreibart omkring arbeidspunktet (14) samt forskyvbart i sin lengderetning i forhold til arbeidspunktet (14).

4. Manipulator ifølge krav 1-3, karakterisert ved at arbeidspunktet (14) kan gis en fast stilling i forhold til ovnsåpningen (3) ved en eventuelt tipping av ovnen, ved at anordninger (5,8,13,15) som bærer matebordet er forbundet med ovnen (2).

5. Manipulator ifølge krav 1-4, karakterisert ved at i det minste ett redskap utgjøres av en rør-formet lanse (24), hvis ene ende er beregnet til å føres inn i ovnen (2) for innblåsing av f.eks. en gass i ovnen (2) og hvis andre ende er forbundet med et lansefeste (25), hvilket er tvangsstyrt forskyvbart langsmed matebordet (19) og hvilket dels står i forbindelse med et drivorgan og dels står i forbindelse med en tilførsels-ledning (28) for gassen eller tilsvarende.

6. Manipulator ifølge krav 1-5, karakterisert ved at i det minste ett redskap utgjøres av en bearbeidelsesanordning (29) med hvis hjelp trykk- og strekk-krefter eller slag kan rettes mot slagget eller lignende ved ovnsåpningen (3).

7. Manipulator ifølge krav 6, karakterisert ved at bearbeidelsesanordningen utgjøres av en skrape (29) hvilken kan gis en frem- og tilbakegående bevegelse i matebordets (19) lengderetning ved hjelp av en drivanordning, f.eks. en hydraulisk sylinder (30).