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EP2435201B1 - Robotergestützter abstichschieberwechsel an stahlgiesspfannen - Google Patents

Robotergestützter abstichschieberwechsel an stahlgiesspfannen Download PDF

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Publication number
EP2435201B1
EP2435201B1 EP10721338.1A EP10721338A EP2435201B1 EP 2435201 B1 EP2435201 B1 EP 2435201B1 EP 10721338 A EP10721338 A EP 10721338A EP 2435201 B1 EP2435201 B1 EP 2435201B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ladle
industrial robot
stand
pan
robot
Prior art date
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Active
Application number
EP10721338.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2435201A1 (de
Inventor
Hans-Wilhelm Schöck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of EP2435201A1 publication Critical patent/EP2435201A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2435201B1 publication Critical patent/EP2435201B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/28—Plates therefor
    • B22D41/34—Supporting, fixing or centering means therefor

Definitions

  • the invention is directed to a system for the maintenance of a sliding closure arranged on the spout of a molten metal container, in particular a steel ladle, which has a pan stand with at least one ladle tilting chair and at least one industrial robot assigned thereto and arranged in the heat range, wherein the industrial robot is arranged and constructed in such a way that the sliding closure can be reached by this, removed from the molten metal container and can be deposited in the region of the ladle level.
  • the invention has for its object to provide a solution that makes it possible to move the inspection activity for reviewing the sliding closure of the hot area of the pan stand out.
  • this object is achieved in that a workshop area is located on the cup level outside the heat range of the pan stand and assigned in the pan and the work area of the robot associated with a conveyor track is arranged with the heat range of the pan state and the workshop area is in functional operative connection and leads to the workshop area, wherein the sliding closure of the industrial robot on the conveyor track can be stored.
  • the pan level associated workshop area Due to the inventive design of the pan level associated workshop area, but is located outside the heat range of the pan level and with this on a conveyor track, in particular a roller conveyor, in functional (active) connection, it is possible all in connection with the change of the sliding closure , ie the change of a tapping slide of a steel ladle, standing, manually performed maintenance and / or inspection activities from the To move the hot area of the ladle level into the valve workshop.
  • the slide closure or sealing slide or slide valve can first cool there before it then approaches operating or maintenance personnel for maintenance or inspection purposes and work.
  • the operating or maintenance personnel can carry out the necessary activities on the cooled sliding closure in the workshop area equipped with conventional lifting devices and other equipment.
  • Working in the heat or under direct heat is no longer necessary. This also significantly reduces the accident severity of manual activities.
  • an industrial robot in the immediate hot area and let perform activities there.
  • the industrial robot can remove the sliding closure from the bottom of the molten metal container, in particular the steel ladle, without having to provide manual operation or manual assistance by operating personnel.
  • the industrial robot can also carry out all other activities to be performed on the bottom of the pan, such as burn-out of the pouring channel, or removal of the pouring sleeve or the like.
  • the invention provides that the conveyor track is arranged centrally between eleven Pfannenklppstühlen the pan stand.
  • the invention provides in an embodiment of the system further, that the industrial robot arranged movably on the pan stand is. Finally, the invention is also distinguished by the fact that the industrial robot can be moved on a linear unit along the socket position into various work stations.
  • the plant generally designated 1, comprises a ladle stand 2 with two ladle tilting chairs 3, into which steel ladles 4 are inserted and then pivoted or tilted into the horizontal position shown in the figures.
  • An industrial robot 6 equipped with a special tool 5 removes the slide closure 7 attached to the respective pan base 4a, a so-called pan slide in the steel ladle, from the respective steel ladle 4 and carries or conveys it to a work area of the industrial robot 6 and thus the pan stand 2 Conveyor track 8, which is formed in the embodiment as a roller table.
  • the conveyor track 8 leads to a workshop area 9 assigned to the socket stand 2 and / or arranged thereon, a so-called slider workshop.
  • the sliding closure 7 can cool down before it is then handled and / or processed by the operating or maintenance personnel in the workshop area 9 with the aid of workshop customary tools and / or lifting devices 10.
  • the sliding shutter 7 is opened by the staff and inspected and checked the state of the closure plates 11 or the slide gate plates, as well as the sliding closure 7 and this in application and actuation case moving sliding unit or the sliding device to be maintained.
  • the pan stand 2 is arranged between supporting rows of a steel structure 12 arranged on both sides and comprises two pan tilting chairs 3.
  • the industrial robot 6 is arranged on a linear axis or linear unit 13 along which it can be moved in different working positions 14a, 14b, 14c, wherein it preferably automatically carries out and / or execute work tasks assigned to it at each of the working positions.
  • the mounted on the bottom of the pan sliding closure 7 is securely fixed there, for example by means of a type of a bayonet closure such that the complete pan slide assembly is securely held.
  • the slide assembly can be released from the sliding closure 7 and inserted into it. This activity can be performed by the industrial robot 6. But it is also possible to set the slide closure 7 or the slide valve for attachment to one or more centering pins and to fix there.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf eine Anlage zur Wartung eines am Ausguss eines Metallschmelzebehälters, insbesondere einer Stahlgießpfanne, angeordneten Schiebeverschlusses, die einen Pfannenstand mit mindestens einem Pfannenkippstuhl und mindestens einen diesem zugeordneten und im Hitzebereich angeordneten Industrieroboter aufweist, wobei der Industrieroboter derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der Schiebeverschluss von diesem erreichbar, vom Metallschmelzebehälter entfernbar und im Bereich des Pfannenstandes ablegbar ist.
  • Abstichschieber von Stahlgießpfannen, welche einen Metallschmelzebehälter darstellen, unterliegen während des Betriebes einem kontinuierlichen und permanenten Verschleiß. Im Rahmen der Pfannenumlaufzyklen eines Stahlwerkes werden diese als Schiebeverschluss ausgebildeten Abstichschieber in regelmäßigen Abständen überprüft und gegebenenfalls erneuert. Im Bereich von Stahlwerken werden diese Arbeiten nach heutiger Praxis an einem dafür eingerichteten Pfannenstand ausgeführt. In diesem Pfannenstand werden die Stahlgießpfannen in einen Pfannenkippstuhl eingesetzt und in eine horizontale Lage verschwenkt. Die am Pfannenboden befestigten Pfannenschieber können in dieser Lage inspiziert, gewartet und bei vorliegendem Verschleiß ausgewechselt werden. Durch die von der Pfannenausmauerung ausgehende Strahlungshitze ist das in diesem Bereich arbeitende Wartungspersonal einer enormen Hitzebelastung ausgesetzt. Darüber hinaus liegen die in diesem Bereich dann zu handhabenden Lasten, insbesondere bei einem Wechsel des Schiebeverschlusses, im Bereich von 25 kg. Aus ergonomischer Sicht ist es daher erstrebenswert, die Arbeitsbedingungen in diesem Bereich zu verbessern.
  • Aus der WO 2008/025562 A1 ist bereits eine gattungsgemäße Anlage bekannt. Hierbei sind die Arbeiten durch Verwendung eines oder mehrerer Industrieroboter automatisiert. So beschreibt die WO 2008/025562 A1 einen Pfannenstand, in welchem in einem umzäunten, abgetrennten Arbeitsbereich ein Industrieroboter im Bereich eines Pfannenkippstuhls angeordnet ist. Dieser öffnet und entfernt selbsttätig Schiebeverschlüsse vom Boden einer im Bereich seines Arbeitsraumes angeordneten Stahlgießpfanne. Aber auch hier ist weiterhin vorgesehen, dass zur Kontrolle des Schiebeverschlusses, insbesondere der darin befindlichen Schieberplatte, des Gießkanals im Boden der Stahlgießpfanne und der darin ebenfalls angeordneten Ausgießhülle, Bedienungs- oder Wartungspersonal den umgrenzten Arbeitsraum des Roboters betritt und diese Prüfung durchführt. Auch in diesem Falle betritt Wartungs- und Bedienungspersonal den durch Strahlungshitze beaufschlagten Arbeitsraum.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, die Inspektionstätigkeit zur Begutachtung des Schiebeverschlusses aus dem Heißbereich des Pfannenstandes heraus zu verlegen.
  • Bei einer Anlage der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Pfannenstand außerhalb des Hitzebereiches des Pfannenstandes ein Werkstattbereich angeordnet ist und im Bereich des Pfannenstandes und dem Arbeitsbereich des Roboters zugeordnet eine Förderbahn angeordnet ist, die mit dem Hitzebereich des Pfannenstandes und dem Werkstattbereich in funktionaler Wirkverbindung steht und zu dem Werkstattbereich führt, wobei der Schiebeverschluss von dem Industrieroboter auf der Förderbahn ablegbar ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines dem Pfannenstand zugeordneten Werkstattbereiches, der aber außerhalb des Hitzebereiches des Pfannenstandes angeordnet ist und mit diesem über eine Förderbahn, insbesondere einen Rollengang, in funktionaler (Wirk)verbindung steht, ist es möglich, alle im Zusammenhang mit dem Wechsel des Schiebeverschlusses, d. h. dem Wechsel eines Abstichschiebers einer Stahlgießpfanne, stehenden, manuell durchzuführenden Wartungs- und/oder Inspektionstätigkeiten aus dem Heißbereich des Pfannenstandes in die Schieberwerkstatt zu verlegen. Nach einem Transport über den Verschlussschieber mittels des Rollenganges oder der Förderbahn in den Werkstattbereich der Schieberwerkstatt kann dort der Schiebeverschluss oder Abdichtschieber oder Pfannenschieber zunächst erkalten, bevor er sich dann Bedien- oder Wartungspersonal zu Wartungs- oder Inspektionszwecken und -arbeiten nähert. Anschließend kann das Bedien- oder Wartungspersonal an dem erkalteten Schiebeverschluss in der mit üblichen Lasthebemitteln und sonstigem Arbeitsgerät werkstattgerecht ausgerüsteten Werkstattbereich die notwendigen Tätigkeiten durchführen. Arbeiten im Hitzebereich oder unter einer unmittelbaren Hitzeeinwirkung sind nicht mehr notwendig. Hierdurch wird zudem die Unfallträchtigkeit der manuellen Tätigkeiten deutlich reduziert. Andererseits ist es weiterhin möglich, einen Industrieroboter im unmittelbaren Heißbereich anzuordnen und dort Tätigkeiten durchführen zu lassen. Der Industrieroboter kann den Schiebeverschluss vom Boden des Metallschmelzebehälters, insbesondere der Stahlgießpfanne, entfernen, ohne dass manuelle Tätigkeit oder manuelle Unterstützung durch Bedienpersonal bereitgestellt werden muss. Im Übrigen kann der Industrieroboter auch sämtliche sonst am Pfannenboden vorzunehmenden Tätigkeiten wie Freibrennen des Gießkanals, oder Entfernen der Ausgießhülse oder Ähnliches durchführen.
  • Um das Bedienpersonal von jeglicher Hitzebeaufschlagung weg und frei zuhalten, ist zweckmäßig, dass der Schiebeverschluss (erst) nach seinem Abkühlen im Werkstattbereich durch Bedienpersonal gehandhabt und/oder bearbeitet wird.
  • In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Förderbahn mittig zwischen zwel Pfannenklppstühlen des Pfannenstandes angeordnet Ist.
  • Um die Kombination von automatisierter Robotertätigkeit und manuell durchzuführender Arbeit des Bedienpersonals zum einen gut aufeinander abstimmen zu können, auf der anderen Seite aber auch unabhängig voneinander durchführen zu können, sieht die Erfindung in Ausgestaltung der Anlage ferner vor, dass der Industrieroboter auf dem Pfannenstand verfahrbar angeordnet ist. Schließlich zeichnet sich die Erfindung auch dadurch aus, dass der Industrieroboter auf einer Lineareinheit längs des Pfannenstandes in verschiedene Arbeitstationen verfahrbar angeordnet ist.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
    • Figur 1
    in schematischer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Anlage und in
    Figur 2
    eine schematische Draufsicht auf die Anlage gemäß Fig. 1.
  • Die insgesamt mit 1 bezeichnet Anlage umfasst einen Pfannenstand 2 mit zwei Pfannenkippstühlen 3, in die Stahlgießpfannen 4 eingesetzt und dann in die in den Figuren dargestellte horizontale Lage verschwenkt oder gekippt werden. Ein mit einem Spezialwerkzeug 5 ausgestatteter Industrieroboter 6 nimmt den am jeweiligen Pfannenboden 4a angebrachten Schiebeverschluss 7, bei der Stahlgießpfanne ein so genannter Pfannenschieber, von der jeweiligen Stahlgießpfanne 4 ab und trägt oder befördert diesen zu einer dem Arbeitsbereich des Industrieroboters 6 und damit dem Pfannenstand 2 zugeordneten Förderbahn 8, die im Ausführungsbeispiel als Rollgang ausgebildet ist. Die Förderbahn 8 führt zu einem dem Pfannenstand 2 zugeordneten und/oder an diesem angeordneten Werkstattbereich 9, einer so genannten Schieberwerkstatt. Hier kann der Schiebeverschluss 7 abkühlen, bevor er dann vom Bedienungs- oder Wartungspersonal im Werkstattbereich 9 unter Zuhilfenahme von werkstattüblichen Werkzeugen und/oder Lasthebemitteln 10 gehandhabt und/oder bearbeitet wird. Hier wird der Schiebeverschluss 7 vom Personal geöffnet und der Zustand der Verschlussplatten 11 oder der Pfannenschieberplatten inspiziert und überprüft, sowie werden der Schiebeverschluss 7 und das diesen im Anwendungs- und Betätigungsfall bewegende Schiebeaggregat oder die Schiebevorrichtung gewartet.
  • Der Pfannenstand 2 ist zwischen beidseits angeordneten Stützreihen einer Stahlkonstruktion 12 angeordnet und umfasst zwei Pfannenkippstühle 3.
  • Der Industrieroboter 6 ist auf einer Linearachse oder Lineareinheit 13 angeordnet längs welcher er in verschiedenen Arbeitspositionen 14a, 14b, 14c verfahrbar ist, wobei er an jeder der Arbeitspositionen ihm zugeordnete Arbeittätigkeiten vorzugsweise automatisiert ausführt und/oder ausführen kann.
  • Die als Rollgang ausgebildete und in den Werkstattbereich 9 führende Förderbahn 8, mittels welcher der Schiebverschluss 7 in den Werkstattbereich 9 gefördert oder befördert oder transportiert wird, ist mittig zwischen den beiden Pfannenkippstühlen 3 angeordnet.
  • Der am Pfannenboden angebrachte Schiebverschluss 7 ist dort beispielsweise mittels eines nach Art eines Bajonettverschlusses ausgebildeten Verschlusses dergestalt sicher fixiert, dass das komplette Pfannenschieberaggregat sicher gehalten ist. Durch eine 90° - Drehung lässt sich das Schieberaggregat aus dem Schiebeverschluss 7 herauslösen und in diesen einsetzen. Diese Tätigkeit kann von dem Industrieroboter 6 ausgeführt werden.
    Es ist aber auch möglich, den Schiebeverschluss 7 oder den Pfannenschieber zur Befestigung auf einen oder mehrere Zentrierbolzen aufzusetzen und dort zu fixieren.

Claims (4)

  1. Anlage (1) zur Wartung eines am Ausguss eines Metallschmelzebehälters angeordneten Schiebeverschlusses (7), die einen Pfannenstand (2) mit mindestens einem Pfannenkippstuhl (3) und mindestens einen diesem zugeordneten und im Hitzebereich angeordneten Industrieroboter (6) aufweist, wobei der Industrieroboter (6) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der Schiebeverschluss (7) von diesem erreichbar, vom Metallschmelzebehälter entfernbar und im Bereich des Pfannenstandes (2) ablegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an dem Pfannenstand (2) außerhalb des Hitzebereiches des Pfannenstandes (2) ein Werkstattbereich (9) angeordnet ist und im Bereich des Pfannenstandes (2) und dem Arbeitsbereich des Roboters (6) zugeordnet eine Förderbahn 8) angeordnet ist, die mit dem Hitzebereich des Pfannenstandes (2) und dem Werkstattbereich (9) in funktionaler Verbindung steht und zu dem Werkstattbereich (9) führt, wobei der Schiebeverschluss (7) von dem Industrieroboter (6) auf der Förderbahn (8) ablegbar ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderbahn (8) mittig zwischen zwei Pfannenkippstühlen (3) des Pfannenstandes (2) angeordnet ist.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (6) auf dem Pfannenstand (2) verfahrbar angeordnet ist.
  4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (6) auf einer Lineareinheit (13) längs des Pfannenstandes (2) in verschiedene Arbeitsstationen (14a, 14b, 14c) verfahrbar angeordnet ist.
EP10721338.1A 2009-05-28 2010-05-21 Robotergestützter abstichschieberwechsel an stahlgiesspfannen Active EP2435201B1 (de)

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