DE69112143T2 - Vorrichtung zum automatischen Ankuppeln einer Einblaslanze an ein Sammelgefäss. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Ankuppeln einer Einblaslanze an ein Sammelgefäß, das mit Rohrleitungen in Verbindung steht, die Fluids befördern, die dazu bestimmt sind, in ein schmelzflüssiges metallisches Bad injiziert zu werden, und zwar über Kanäle, die durch die Lanze hindurch verlaufen, die auf einem längs einer Laufschiene vertikal verschiebbaren Lanzenwagen angebracht ist, wobei das Sammelgefäß Mittel umfaßt um an den Lanzenkopf dicht angekuppelt zu werden.
• Die Erfindung zielt speziell auf die Lanzen ab, die für die Umwandlung des Gußeisens in Stahl verwendet werden, und die in den Konverter getaucht werden, um die Frischstoffe in das metallische Bad zu injizieren. Diese Lanzen umfassen dazu eine Reihe von im allgemeinen konzentrischen Kanälen zum Einblasen dieser Stoffe und zum Kühlen der Lanze.
• In dem US-Patent 3.972.515 wird eine Vorrichtung zum dichten Ankuppeln einer solchen Lanze an ein Sammelgefäß beschrieben, das in Verbindung mit den Rohrleitungen steht, die die Lanze mit Frischstoffen und Kühlflüssigkeit versorgen. Die Kontaktflächen zwischen der Lanze und dem Sammelgefäß müssen natürlich als Dichtungsflächen ausgelegt sein, um ein Entweichen dieser gasförmigen und flüssigen Stoffe zu verhindern, während die Klemmung zwischen dem Sammelgefäß und der Lanze genügend fest sein muß, um diese Dichtheit aufrechtzuerhalten.
• Bei der aufgrund des obenerwähnten Dokuments bekannten Vorrichtung wird die Befestigung der Lanze an dem Sammelgefäß mit Hilfe von Klemmbolzen manuell ausgeführt. Bei der in dem Dokument DE-A1-38 28 928 vorgeschlagenen Vorrichtung wird die Befestigung der Lanze an dem Sammelgefäß über schwenkbare Haken, die durch Hydraulikzylinder betätigt werden, automatisch ausgeführt.
• Sowohl bei der einen, als auch bei der anderen der zwei Vorrichtungen muß die Verbindung zwischen der Lanze und dem Sammelgefäß nicht nur die Dichtheit in dem Bereich der Dichtungsflächen, sondern auch die Befestigung der Lanze sicherstellen, da die Lanze von dem Sammelgefäß getragen wird. Daraus ergibt sich, daß unbedingt eine sehr starre Verbindung zwischen der Lanze und dem Sammelgefäß erforderlich ist, was zur Folge hat, daß das Sammelgefäß, die Verbindungsstelle und die Rohrleitungen zwangsläufig den Vibrationen der Lanze ausgesetzt werden.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine verbesserte Vorrichtung von der oben beschriebenen Art vorzusehen, bei der die Ankupplung der Lanze an das Sammelgefäß ebenfalls automatisch erfolgt, aber bei der, im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, die Kontakt und Dichtungsflächen zwischen dem Sammelgefäß und der Lanze nicht den Vibrationen oder sogar den Stößen, die die Lanze bei ihrem Betrieb und ihrer Handhabung erleidet, ausgesetzt sind.
• Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur automatischen Ankuppeln vorgeschlagen, die im wesentlichen gekennzeichnet ist durch Mittel, um die Lanze an dem Lanzenwagen starr festzuhaken, und durch Mittel, die die Befestigung des Sammelgefäßes an dem Lanzenwagen sicherstellen und eine vertikale Verschiebung des Sammelgefäßes bezüglich des Lanzenwagens, oder umgekehrt, ermöglichen.
• Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das Sammelgefäß auf einem Sammelgefäß-Wagen angebracht, der entweder über das Sammelgefäß und die Lanze mit dem Lanzenwagen fest verbunden werden kann, oder durch die Schwerkraft bezüglich der Laufschiene des Lanzenwagens festgehalten werden kann.
• Gemäß dieser ersten Ausführungsform kann das Sammelgefäß über elastische Mittel auf dem Sammelgefäß-Wagen angebracht werden. Dazu kann es einen peripheren Flansch umfassen, über den es zwischen drei Federpaaren aus vertikalen Federn, die auf einer mit dem Sammelgefäß-Wagen fest verbundenen Platte befestigt sind, getragen wird.
• Der Lanzenwagen ist über Führungsrollen bezüglich des Sammelgefäß- Wagens verschiebbar, wenn der Sammelgefäß-Wagen bezüglich der Laufschiene festgestellt ist. Diese Feststellung kann durch eine Sperre verwirklicht werden, die durch einen Hubzylinder verschiebbar ist, um den Lanzenwagen bezüglich der Laufschiene zu tragen.
• Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform wird der Sammelgefäß-Wagen von mindestens einem Hubzylinder getragen, der auf dem Lanzenwagen angebracht ist, um den Sammelgefäß-Wagen bei einem Lanzenwechsel zu verschieben.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform gleitet das Sammelgefäß ohne einen dazwischen angeordneten Sammelgefäß-Wagen unmittelbar auf dem Lanzenwagen, wobei es bezüglich des Lanzenwagens entweder durch eine bewegliche Sperre, oder wie bei der ersten Ausführungsform durch einen Hubzylinder getragen werden kann.
• Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, bei denen die Lanze an dem Sammelgefäß starr festgehakt ist, ist bei der gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung vorgesehen, die Lanze an dem Lanzenwagen starr festzuhaken, und die Befestigung des Sammelgefäßes über den Lanzenwagen sicherzustellen. Die Vibrationen und Stöße, denen die Lanze ausgesetzt ist, werden also auf den Lanzenwagen übertragen. Dagegen kann sich das Sammelgefäß, wenn es mit dem Lanzenkopf fest verbunden ist, infolge seiner nicht-starren Aufhängung an die Vibrationen des Lanzenkopfes anpassen, ohne die Dichtheit im Bereich seiner Verbindungsstelle mit der Lanze zu stören.
• Zur Befestigung der Lanze an dem Sammelgefäß kann das Sammelgefäß zwei Haken umfassen, die durch Hydraulikzylinder über exzentrische Schwingarme bezüglich der Achse der Haken schwenkbar sind.
• Zum Festhaken der Lanze an dem Lanzenwagen kann die Lanze zwei Lagerzapfenpaare umfassen, während der Wagen zwei Auflagenpaare aus Auflagen umfaßt von denen jede mit Einschnitten versehen ist, um die Lagerzapfen der Lanze aufzunehmen und zu tragen, während jeder der Einschnitte einem Haken zugeordnet ist, der durch einen Hubzylinder betätigt wird, um die Lagerzapfen in den Einschnitten zu blockieren und die Lanze mit dem Lanzenwagen fest zu verbinden.
• Weitere Besonderheiten und Merkmale ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung einiger vorteilhafter Ausführungsformen, die nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegeben werden, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:
• Die Figuren 1 bis 5 geben in schematischen Seitenansichten eine erste Ausführungsform mit den verschiedenen Sequenzen zum Festhaken einer Lanze an einem Sammelgefäß wieder.
• Die Figur 6 gibt eine Variante der Ausführungsform der Figuren 1 bis 5 wieder.
• Die Figur 7 gibt eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform wieder.
• Die Figuren geben einen Lanzenwagen 8 wieder, der ausgelegt ist, um z.B. mit Hilfe von Führungsrollen 12 und z.B. mit Hilfe von Seilen oder Ketten, die um Rollen 14 herumgeführt sind, längs einer Laufschiene oder eines Rollweges 10 vertikal verschoben zu werden, um eine an dem Wagen 8 festgehakte Lanze 16 in einen - nicht dargestellten - Konverter zu tauchen nd daraus herauszuziehen.
• Zum Festhaken einer Lanze 16 an dem Wagen 8 umfaßt dieser Wagen ein Auflagenpaar aus oberen Auflagen 18 und ein Auflagenpaar aus unteren Auflagen 20. In den Figuren ist eine der Auflagen jedes Auflagenpaars durch die in den Figuren sichtbare Auflage verdeckt. Die zwei Auflagen jedes Auflagenpaars haben in der horizontalen Richtung einen genügenden Abstand voneinander, um zwischen sich die mit Hilfe eines Hakens 22 transportierte Lanze 16 aufnehmen zu können. Die zwei Auflagen 18, 20 sind mit Einschnitten 30, 32 versehen, die einem Lagerzapfenpaar aus oberen Lagerzapfen 28 und einem Lagerzapfenpaar aus unteren Lagerzapfen 26 entsprechen, die auf der Lanze 16 vorgesehen sind, und über die diese Lanze mittels des Hakens 22 in die Einschnitte 30, 32 eingesetzt wird, wobei ein weiteres Lagerzapfenpaar aus Lagerzapfen 24 zum Festhaken der Lanze 16 am dem Haken 22 dient.
• Jeder der Einschnitte 30, 32 ist einem oder mehreren Haken, vorzugsweise zwei Hakenpaaren aus oberen und unteren Haken 34, 36 zugeordnet (wobei in den Figuren nur einer der Haken von jedem der Hakenpaare sichtbar ist), um die Befestigung der Lanze 16 in den Einschnitten 30, 32, und die feste Verbindung zwischen der Lanze 16 und dem Wagen 8 sicherzustellen. Jedes Hakenpaar aus Haken 34, 36 wird durch einen Hubzylinder, vorzugsweise ein Hubzylinderpaar aus Hubzylindern 38, 40 betätigt. Die Haken 34 und 36 sind wie in dem Dokument DE-A1-38 28 928 auf exzentrischen Achsen derart befestigt, daß sie auf an sich bekannte Weise eine aus einer Schwenkung und einer Translation zusammengesetzte Bewegung ausführen. Infolge der Wirkung des oder der Hubzylinder 38 führen die Haken 34 in der Tat eine Schwenkung um ihre Achse aus, auf die eine leichte Absenkbewegung ihrer Achse folgt, um die Lagerzapfen 28 in die Einschnitte 30 einzuschließen. Die Haken 36 führen dagegen infolge der Wirkung des oder der Hubzylinder 40 infolge ihrer exzentrischen Anbringung im wesentlichen eine horizontale Translationsbewegung von geringer Amplitude aus, um die Lagerzapfen 26 in den Einschnitten 32 festzuklemmen oder freizugeben.
• Die Kennziffer 42 bezeichnet ein Sammelgefäß, das in Verbindung mit den Rohrleitungen 44, die die Frischstoffe befördern, sowie den Kühlleitungen 46 steht. Wie diese Rohrleitungen mit dem Sammelgefäß 42 verbunden sind und durch dieses Sammelgefäß hindurch verlaufen, ist in den zwei obenerwähnten Dokumenten, die den Stand der Technik veranschaulichen, ausführlicher gezeigt.
• Gemäß einer der Besonderheiten der ersten Ausführungsform ist das Sammelgefäß 42 über elastische Mittel auf einem Sammelgefäß-Wagen 48 angebracht, wobei dieser Sammelgefäß-Wagen über Laufrollen 50 bezüglich des Lanzenwagens 8 vertikal gleiten kann, und umgekehrt. Das Sammelgefäß 42 umfaßt einen peripheren Flansch 52, über den es zwischen einer Gruppe aus mehreren oberen Schraubenfedern 54 und einer Gruppe von unteren Schraubenfedern 56 getragen wird, wobei manche dieser oberen und unteren Federn in der Figur verdeckt sind. Jede dieser oberen und unteren Federn 54 und 56 ist über einen koaxialen Stab an einer Platte 60 festgemacht, die mit dem Sammelgefäß-Wagen 48 fest verbunden ist. Das Sammelgefäß 42 besitzt folglich eine gewisse Bewegungsfreiheit zwischen den oberen Federn 54 und den unteren Federn 56.
• Wenn die Befestigung des Sammelgefäßes 42 über Federn auf seinem Wagen 48 auch den Vorteil einer größeren Nachgiebigkeit bietet, so muß doch angemerkt werden, daß diese elastische Befestigung nicht unbedingt erforderlich ist, da es infolge der Tatsache, daß die Lanze 16 nicht mehr von dem Sammelgefäß 42, sondern von ihrem Wagen 8 getragen wird, das angestrebte Ziel bereits erreicht werden kann.
• Die vorgeschlagene Vorrichtung umfaßt außerdem Mittel, um den Sammelgefäß-Wagen 48 bezüglich der Laufschiene 10 festzustellen, wobei der Lanzenwagen 8 jedoch bezüglich des Sammelgefäß-Wagens 48 und der Laufschiene 10 weiterhin frei vertikal gleiten kann. Bei dem wiedergegebenen Beispiel bestehen diese Mittel aus einer Sperre 62, die durch einen Hubzylinder 64 horizontal verschiebbar ist. Wenn der Hubzylinder 64 ausgefahren wird, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist, wird die Sperre 62 unter den Wagen 48 geschoben, wo sie einen Anschlag bildet, der den Wagen und das Sammelgefäß 42 trägt. Anstatt einer Gleitsperre kann auch eine Schwenksperre vorgesehen werden.
• Die verschiedenen Sequenzen zum Ankuppeln einer Lanze an das Sammelgefäß 42 werden nun unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben. Eine Lanze 16 wird von dem Haken 22 herangeführt und über die Lagerzapfen 28 und 26 in die Einschnitte 30 und 32 eingesetzt. Danach kann der Haken 22 abgesenkt werden, bis die Lanze 16 über die Lagerzapfen 28 und 26 in den Einschnitten 30, 32 getragen wird, und dann kann der Haken 22 ausgehängt werden (siehe die Figur 2). Danach werden die Hubzylinder 38 und 40 betätigt, um die Lagerzapfen 28 und 26 der Lanze 16 in den Einschnitten 30 und 32 festzuklemmen (siehe die Figur 3), und die Lanze 16 mit dem Wagen 8 ganz fest zu verbinden.
• Der nächste Schritt, der in der Figur 4 dargestellt ist, besteht darin, daß die Ankupplung zwischen dem Sammelgefäß 42 und der Verbindungsfläche 70 der Lanze 16 ausgeführt wird. Dazu umfaßt das Sammelgefäß 42 ein Hakenpaar aus Haken 66, die durch exzentrisch schwenkbare Schwingarme betätigt 5 werden, wenn die Platte 67 durch Hydraulikzylinder 69 verschoben wird. Diese Haken 66 sind mit den Haken 34 vergleichbar, das heißt, sie sind auf einer Achse angebracht, die infolge der bezüglich der Achse der Haken exzentrisch angebrachten Schwingarme bei einer Schwenkung eine leichte Translation in der vertikalen Richtung ausführt.
• Zur Ankupplung wird der Lanzenwagen 8 in die Position der Figur 4 angehoben, bis die Verbindungsfläche 70 der Lanze 16 in Kontakt mit der unteren Fläche des Sammelgefäßes, oder in unmittelbarer Nähe dieser unteren Fläche ist, die dazu eine Schale zur Aufnahme der Lanze 16 mit den entsprechenden Dichtungen umfassen kann. Danach werden die Hubzylinder 68 betätigt um die Haken 66 zu schließen und die Lagerzapfen 24 festzuhaken, wie dies in der Figiir 5 dargestellt ist. Das Sammelgefäß 42 ist daher mit der Lanze 16 und folglich mit dem Lanzenwagen 8 ganz fest verbunden.
• Der nächste Vorgang besteht darin, daß der Hubzylinder 64 betätigt wird und die Kolbenstange dieses Hubzylinders eingefahren wird, um die Sperre 62 von dem Sammelgefäß-Wagen 48 zurückzuziehen (Figur 5) und diesen Wagen bezüglich der Laufschiene 10 freizugeben. Der Wagen 48 wird zukünftig über die Federn 54, 56 des Sammelgefäßes 42 von dem Lanzenwagen 8 getragen. Es genügt daher, die von den zwei Wagen 8 und 48 gebildete Einheit längs der Laufschiene 10 abzusenken, um die Lanze 16 in den Konverter zu tauchen.
• Der Ausbau einer Lanze 16 umfaßt natürlich den gleichen Ablauf in der umgekehrten Reihenfolge, das heißt, zunächst das Anheben des Wagens 8, um die Lanze 16 aus dem Konverter herauszuziehen, die Betätigung des Hubzylinders 64, um den Sammelgefäß-Wagen 48 festzustellen, die Öffnung der Haken 66, die Absenkung des Lanzenwagens 8, die Öffnung der Haken 34 und 36, und die Herausnahme der Lanze 16 mittels des Hakens 22.
• Die Figur 6 gibt eine Variante der obigen Ausführungsform wieder, die ermöglicht, die Sperre 62 und ihren Hubzylinder 64 wegzulassen. Bei dieser Variante wird der Sammelgefäß-Wagen 48 von einem oder zwei Hubzylindern 74 getragen, die mit dem Lanzenwagen 8 fest verbunden sind. Beim Wechsel einer Lanze bleibt der Lanzenwagen 8 mit der Lanze 16 an seiner Stelle, während der Sammelgefäß-Wagen 48 durch den Hubzylinder 74 verschoben wird, um die Annäherungs- oder Freigabemanöver zwischen dem Sammelgefäß und der Lanze auszuführen, im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 5, bei der der Lanzenwagen 8 verschoben wird, während der Sammelgefäß-Wagen 48 an seinem Platz bleibt. Der Vorteil dieser Variante ist, daß beim Wechsel einer Lanze die Winde und die Rollen 14 nicht betätigt werden müssen.
• Die Figur 7 gibt eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform wieder. Die Kennziffer 8 bezeichnet einen Lanzenwagen mit seinen Rollen 12, die identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform sind. Die Kennziffer 76 bezeichnet das Sammelgefäß mit seinen Anschlüssen 78. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform wird das Sammelgefäß 76 nicht mehr von einem Wagen getragen, sondern ist unmittelbar mit Laufrollen 80 und Führungsrollen 82 versehen, die in entsprechenden vertikalen Schienen des Lanzenwagens 8 laufen und dem Sammelgefäß 76 ermöglichen, bezüglich des Wagens 8 vertikal zu gleiten. Die vertikale Auflage des Sammelgefäßes 76 kann entweder nach dem Beispiel der Figuren 1 bis 5 über die Lanze 16 und eine - nicht wiedergegebene - Sperre 62, oder gemäß der Figur 6 mit Hilfe eines - nicht wiedergegebenen - Hubzylinders verwirklicht werden.
• Der Vorteil der Ausführungsform der Figur 7 besteht in einer einfacheren, kompakteren und robusteren Bauweise.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum automatischen Ankuppeln einer Einblaslanze an ein Sammelgefäß, das mit Rohrleitungen in Verbindung steht, die Fluids befördern, die dazu bestimmt sind, in ein schmelzflüssiges metallisches Bad injiziert zu werden, und zwar über Kanäle, die durch die Lanze (16) hindurch verlaufen, die auf einem längs einer Laufschiene vertikal verschiebbaren Lanzenwagen (8) angebracht ist, wobei das Sammelgefäß (42, 76) Mittel aufweist, um an die Verbindungsfläche (70) der Lanze (16) dicht angekuppelt zu werden, gekennzeichnet durch Mittel, um die Lanze (16) an dem Lanzenwagen (8) starr festzuhaken, und durch Mittel, die die Befestigung des Sammelgefäßes (42, 76) an dem Lanzenwagen (8) sicherstellen und eine vertikale Verschiebung des Sammelgefäßes (42, 76) bezüglich des Lanzenwagens, oder umgekehrt, ermöglichen.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelgefäß (42) auf einem Sammelgefäß-Wagen (48) angebracht ist, der entweder über das Sammelgefäß (42) und die Lanze (16) mit dem Lanzenwagen (8) fest verbunden werden kann, oder durch die Schwerkraft bezüglich der Laufschiene dieses Lanzenwagens festgehalten werden kann.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelgefäß (42) mittels elastischer Mittel auf dem Sammelgefäß-Wagen (48) angebracht ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelgefäß (42) einen peripheren Flansch (52) umfaßt, über den es zwischen mehreren Federpaaren aus vertikalen Federn (54, 56) getragen wird, die auf einer mit dem Sammelgefäß-Wagen (48) fest verbundenen Platte (60) befestigt sind.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanzenwagen (8) über Führungsrollen (50) bezüglich des Sammelgefäß- Wagens (48) verschiebbar ist, wenn dieser Sammelgefäß-Wagen bezüglich der Laufschiene (10) festgestellt ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Sperre (62), die durch einen Hubzylinder (64) verschiebbar ist, um den Sammelgefäß- Wagen (48) bezüglich der Laufschiene (10) zu tragen.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelgefäß-Wagen (48) von mindestens einem auf dem Lanzenwagen (8) angebrachten Hubzylinder (74) getragen wird, um den Sammelgefäß- Wagen (48) bei einem Lanzenwechsel zu verschieben.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelgefäß (76) ohne einen dazwischen angeordneten Sammelgefäß- Wagen auf dem Lanzenwagen (8) über Rollen (80), (82) unmittelbar gleitet.

9. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanzenkörper (16) zwei Lagerzapfenpaare (26, 28) umfaßt und daß der Lanzenwagen (8) zwei Auflagenpaare aus Auflagen (18, 20) umfaßt, von denen jede mit Einschnitten (30, 32) versehen ist, um die Lagerzapfen (26, 28) der Lanze (16) aufzunehmen und zu tragen, und daß jeder der Einschnitte (30, 32) einem Haken (34, 36) zugeordnet ist, der durch Hubzylinder (38, 40) betätigt wird, um die Lagerzapfen (26, 28) in den Einschnitten (30, 32) zu blockieren, und die Lanze (16) mit dem Lanzenwagen (8) fest zu verbinden.

10.Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelgefäß (42, 76) zwei Haken (66) umfaßt, die durch Hubzylinder (68) und exzentrische Schwingarme bezüglich der Achse der Haken schwenkbar sind, um das Sammelgefäß (42, 76) mit der Verbindungsfläche (70) der Lanze (16) fest zu verbinden.