CN101553334B - 用于维护安装在熔融金属的容器注口上的滑动水口的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于维护安装在熔融金属的容器(10)的注口上的滑动水口(20)的设备。该设备设有至少一个工具箱(65、66)、至少一个备件箱(67)以及用于打开和关闭滑动水口(20)的机构(30)。新颖之处在于，设有机器人(60)，所述机器人设有自动化的手爪更换系统(61)并与控制装置(75)作用连接，该机器人能够首先自动识别容器(10)的或滑动水口(20)的准确位置。此后机器人可以操纵用于打开和关闭滑动水口(20)的机构(30)，并根据必要时需要替换的各部件状况，从环绕其的箱(65、66、67)中抓取工具或备件，并进行清理操作、备件拆卸及其更换或者重新安装。因此可以节省人力并在这种情况下提高操作安全性。

Description

用于维护安装在熔融金属的容器注口上的滑动水口的设备
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于维护安装在熔融金属的容器注口上的滑动水口的设备。
熔融金属的容器注口上的滑动水口以各种各样的设计已有所公开，其中它基本上可以是一种具有可直线移位的滑阀单元的滑动水口(例如参见EP-A-0 875 320)或者旋转滑动水口(例如参见CH-A-649 149)。众所周知，这种滑动水口的耐火组件，特别是封闭板，但还有其注口套筒以及容器放出口上的套筒，都受到严重的磨损，并必须随时检查和必要时更换。将排空的容器，例如将所谓的钢水包连同滑动水口运送到维护位置，即所谓的钢水包场地，在那里清理水平放置的钢水包，打开滑动水口，并借助相应的工具拆卸必要时需要更换的各部件，进行清理操作，然后将部件或其备件重新装上。用专业行话来说，这种维护也称为修炉。这种维护或修炉操作手工进行。如何打开滑动水口的方式以及用于打开和关闭滑动水口的机构取决于相应水口的构造方式。
设有可直线移位的滑阀单元的滑动水口-例如像EP-A-0 875 320所介绍的那样-借助可安装在滑动水口上的活塞/缸单元来操纵，以便打开或者关闭浇注通道。与滑动水口相反，活塞/缸单元不是始终处于钢水包上，而是它保留在-从滑动水口重新拆下-浇注设备或者钢水包场地上，在那里进行浇注通道的打开和关闭。在滑动水口上进行安装时，将缸插入到滑阀壳体上的支架内并位置固定保持在该支架内，而驱动杆与滑阀单元藕连。用于打开和关闭浇注通道的滑阀单元的行程由行程限制螺栓限定。如果需要更换封闭板，那么取下行程限制螺栓，并使得滑阀单元移动超出边界位置，由此使得滑阀单元从滑阀壳体松开或者相对于滑阀壳体摆动并可以够到封闭板。
在依据出版物JP-A-10263796所述的一种用于更换在安装在钢水包上的滑动水口内的耐火材料的更换装置中，设有可在轨道上移动的平台和设置在平台上的机器人，该机器人可以配备不同的工具。在该平台上，此外设有设置在机器人旁边的滑板箱或套筒箱。
本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的设备，利用该设备使维护或修炉操作明显变得容易。
该目的依据本发明通过一种具有权利要求1特征的设备得以实现。
本发明的设备的其他优选的设计形成从属权利要求的主题。
利用本发明的这种设备产生的优点是，一方面减少进行维护或修炉操作的人员，从而降低了成本，其中还确保操作无缺陷地进行。此外，比传统的修炉得到更高的操作安全性，因为操作者不必再紧邻在炽热的钢水包前操作。
下面借助附图对本发明进行详细说明。图中示出：
图1示出本发明的用于维护滑动水口的设备；
图2示出在用于熔融金属的部分示出的容器的注口上的滑动水口的实施例的纵剖视图；和
图3示出本发明的设备及包括多个钢水包的钢水包场地。
图4示出用于熔融金属的容器10，即所谓的钢水包的一部分，在其注口上安装有滑动水口20。容器10具有钢制外壳11、砌入该外壳内的耐火内衬12以及放出口14，该放出口由耐火空心砖15和装入该空心砖内的耐火套筒16形成。
滑动水口20例如可以是由EP-A-0 875 320公开的和也在EP-B-0277146中详细介绍的滑动水口。这种滑动水口包括上部外壳部分21以及外壳框架22，上部外壳部分21带有装入其内部的耐火封闭板23，外壳框架22带有在其内部可松开地夹紧的滑阀单元25，该滑阀单元内装入耐火的滑板24，与该滑板连接耐火的注口套筒26。通过移动滑阀单元25，放出口14或浇注通道14a可以从图2所示的打开位置进入节流或者关闭位置(或者相反)。
滑阀单元25的直线移位借助活塞/缸单元30进行，该单元可取下地设置在支架28上，支架28通过法兰连接在上部外壳部分21上，也就是说，活塞/缸单元30与滑动水口20相反，不是始终保留在容器10上，而是保留在浇注平台上，但也可以保留在所谓钢水包场地的维护位置上。活塞/缸单元30的缸体插入支架28内，该单元的驱动杆32然后与滑阀单元25的推杆27通过联轴节40连接。
用于滑阀单元25从所示的打开位置移位到关闭位置的行程被行程限制螺栓56限制，该螺栓可取下地装入支架28内并横穿过推杆27上的纵向孔。例如，如果封闭板需要进行更换的话，行程限制螺栓56可以脱离与纵向孔的嵌接。然后滑阀单元25越过关闭位置移动到相应的导轨上并与框架22和上部外壳部分21松开或相对于其摆动。
在图2所示的实施方式中，滑阀单元25围绕水平轴线A向下摆动，但也可以侧向摆动。在已经提到的对容器10以及滑动水口20进行维护的钢水包场地上，将容器或钢水包10置于水平位置并使滑阀单元25的移动方向垂直，从而滑阀单元25在根据图1的实施方式中可以水平摆动，这一点也不费力。
在钢水包场地，检查并在需要时替换各自特别是受到高度磨损的耐火封闭板23、24、耐火注口套筒26以及容器放出口14的耐火套筒16。但也替换其他各种不同的部件，如陶瓷环、防穿漏装置、耐火冲洗锥等。到目前为止，部件拆卸、维护操作和部件的重新装入或者替换通常都是手工进行。
依据本发明，按照图1为钢水包场地设置用于维护容器注口或安装在容器10的注口上的滑动水口20的设备，其实施例在图2中示出。该设备包括设有自动化的手爪更换系统61的机器人60，该机器人设置在由防护板63限定的机器人室62内，且被至少一个工具箱65、66、至少一个备件箱67、各种不同的存放处和/或者中间存放处69、70、废料容器71、72等环绕，其中还存在用于电、压缩空气、氧气、液压油等的连接部位。机器人与控制装置75作用连接，该控制装置与操纵面板89共同设置在机器人室62外部的一个单独的开关柜内。
机器人室62可以通过门76进入，该门在机器人使用之前和使用期间可以锁住。通过另一个门77补充提供备件。
机器人60主要由底座60a、在该底座上可围绕竖直轴线转动的带有活塞/缸单元60d和转盘轴承60c的横臂60b、可摆动地支承在转盘轴承上的纵臂60e、可转动地保持在纵臂60e的末端上的另一附加臂60f、铰接地保持在附加臂60f上的卡箍60g和可在该卡箍中摆动的手爪更换系统61构成。设置在横臂60b旁侧的活塞/缸单元60d用于使得纵臂60e移位。机器人60此外具有未详细示出的其它电动机和位置测量设备。
机器人60通过其构造能够自动识别容器10或滑动水口20的准确位置，为此摄像机可与自动的手爪更换系统61藕连。如果钢水包10处于钢水包场地，那么操作者启动循环。机器人60与识别钢水包位置和钢水包编号的摄像机藕连，并通过摄像机发出用于打开挡热板79的信号。此后摄像机靠近滑阀前面定位并识别和测定准确的滑阀位置。摄像机在定位识别后由机器人60送回到相应的工具箱内。
机器人室62配设有用于打开和关闭滑动水口20的机构，例如已经提到的活塞/缸单元30，该单元存放在设计成支架的存放处70内。机器人60可以利用手爪将活塞/缸单元30从存放处70取下和插入支架28内并与滑阀单元25藕连。借助机器人60还实现与活塞/缸单元30的压力源的连接；相应的液压软管悬挂在机器人室62上面的架子80上。借助机器人60还可以使行程限制螺栓56与推杆27嵌接或者脱离嵌接。
尚在打开滑动水口20之前，优选就检查安装在容器放出口14的区域内的用于测定渣的测量线圈。机器人60将模板与用于检查测量线圈的设备对接并将该设备与在钢水包侧的插头藕连。控制装置75向分析设备发出启动信号，进行线路和电阻检查，并在操纵面板89上显示由分析设备反馈给控制装置的结果。在结果不利的情况下必须更换车间内的测量线圈。
在由控制装置75发出用于打开滑动水口的信号且打开浇注通道14a之后，利用机器人60对浇注通道14a进行清理。作为工具使用吹氧管，借助其使浇注通道14a自由燃烧。机器人60将吹氧管不断加深插入浇注通道14a内。如果机器人随同吹氧管完全移入，那么机器人将其重新从通道拔出。在机器人60将相应的吹氧管重新放在被设置用于这些吹氧管的工具箱66内之前，在光电装置对上检查吹氧管的长度。如果吹氧管比浇注通道的长度短，那么机器人将其抛到废料容器上并用新的吹氧管再次自由燃烧浇注通道14a。
为检查必要时需要替换的耐火部件的状况，将机器人60送入原位并打开进入门76，然后操作者进入机器人室62并可以采用本已公知的方式进行检查。检查浇注通道、注口套筒26和滑阀板24的状况。为检查容器放出口套筒16的状况，必须拆下封闭板24、23，或者自动地经过确定数量的道次将其更换。
在这种检查之后，操作者离开机器人室62，锁上进入门76并在操纵面板89上输入所要实施的情形，据此通过按键启动机器人。在此方面可以选择下列情形：
情形1：不采取进一步的行动。
情形2：更换注口套筒26(操作步骤：拆下旧的注口套筒26，装上新的注口套筒26)。
情形3：更换注口套筒26和封闭板23、24(操作步骤：拆下旧的注口套筒26，拆下旧的封闭板23、24，装上新的封闭板23、24，装上新的注口套筒26)。
情形4：更换注口套筒26、封闭板23、24和容器放出口套筒16(操作步骤：拆下旧的注口套筒26，拆下旧的封闭板23、24，断开容器排出套筒16，装上新的容器放出口套筒16，装上新的封闭板23、24；装上新的注口套筒26)。
在经过每个所述情形之后关闭滑动水口20并拆卸活塞/缸单元30。
作为对每个所述情形的附加，借助机器人60也可以对本已公知而从附图中看不到的冲洗锥进行更换，该冲洗锥紧邻地靠近放出口14安装在容器10内并用于对熔融金属的处理。
在如注口套筒26、位置固定的封闭板23、容器放出口套筒16、冲洗锥、陶瓷环、防穿漏装置等几个备件上，安装之前必须涂泥。为此目的，在本发明的设备上设置有涂泥站85。机器人60携带这些备件在喷泥装置下面经过，其中设有涂泥的备件然后在中间存放处内一直存放到安装。这些操作也可以利用钢水包未处于钢水包场地的时间进行。
工具箱65内可供使用的工具有利地分别配设有转接器86，这便于机器人60抓取。
在更换注口套筒26时，利用相应的工具通过旋转松开其托圈，将注口套筒26插到芯轴上，在废料容器71上翻倒，并放下带有托圈的工具。
在拆卸封闭板23、24时，利用相应的工具取出和放下行程限制螺栓56，并以已经介绍的方式松开滑阀单元25和使其围绕轴线A摆动(从图2可以清楚地看到所存在的铰接件)。封闭板23、24依次被三爪手爪在浇注通道孔内抓住和取出，并在废料容器71、72之一内被废料处理。
为拆下容器放出口14内的套筒16，机器人60与液压操纵的工具藕连，利用其爪穿过浇注通道14a，将爪张开并从空心砖15中拉出套筒16，并在废料容器中对套筒16进行废料处理。紧急情况下必须利用冲击锤去除套筒16。空心砖15利用钢丝刷、冲击锤或者铣刀清理并随后用压缩空气吹净。
在将新套筒16装入容器放出口14内之前，借助机器人60将石墨糊填入空心砖15内。然后装上设有涂泥的新套筒16。机器人等待约1分钟的硬化时间。利用压缩空气将泥从位置固定的封闭板23的接触面去除。
为装上新的封闭板23、24，如果此前未进行套筒更换的话，套筒16的顶端利用旋转的钢丝刷并随后利用压缩空气清理。机器人60从备件箱67中取出新的滑板24并将其装入打开的滑阀单元内。此后装上设有涂泥的位置固定的封闭板23。
利用压缩空气清理浇注通道。取出止动件后，关闭滑动水口20并将滑阀单元25装入浇注位置，然后安装行程限制螺栓56。
为装上新的注口套筒26，只要此前未更换过，机器人60就首先清理滑板24上的相应的接触面。随后将石墨糊喷涂到接触面上。然后装上设有涂泥的新注口套筒26以及托圈并拧紧托圈。浇注通道14a利用压缩空气除泥。
在关闭滑动水口20或浇注通道14a和解藕并放下活塞/缸单元30后，关闭挡热板79。
根据图3，本发明的设备50设有钢水包场地，该场地例如可以以彼此相同的距离容纳四个钢水包10以便维护。这些钢水包10通常尺寸相同。优选为这4个钢水包使用两个本身与根据图1的机器人设计相同的机器人。因此对这些机器人不再赘述。这些机器人60连同分配给其的箱65、66、67也各自设置在由防护板63限定的机器人室62内部。
该设备此外的特征在于，在钢水包10的与机器人60相对的一侧设置有移动式的套筒断开装置40。套筒断开装置40通过连杆43保持在天车45上，其中天车45在钢水包10旁边延伸的轨道41、42上可移动运行。保持在连杆43上的延伸到钢水包内的臂46在其顶端上设有未详细示出的相应的工具。
利用这种套筒断开装置40可以将形成钢水包10的注口的耐火套筒16或耐火空心砖15(参见图2)通过凿孔或者类似方法去除。但也可以设想利用这种装置修补钢水包内衬12或去除钢水包底部的一个或者多个冲洗锥。该装置40可以在轨道41、42上从钢水包向钢水包移动，从而仅需要一个这种装置。
这种设备50适用于相应需要更大钢水包容量的多流连铸设备。一旦钢水包10通过相应的机器人60已再次准备好工作，该钢水包就可以由吊车运离，并将处于外面的下个钢水包10′运送到机器人的位置。

Claims (10)

1.一种设备，用于维护安装在熔融金属的容器(10)的注口上的滑动水口(20)，该滑动水口包括外壳部分(21)以及滑阀单元(25)，外壳部分带有装入其内部的耐火封闭板(23)，该滑阀单元内装入耐火的封闭板(24)即滑板，与该封闭板连接耐火的注口套筒(26)，该设备具有至少一个工具箱(65、66)、至少一个备件箱(67)，设有至少一个机器人(60)，所述机器人设有自动化的手爪更换系统(61)并与控制装置(75)作用连接，其特征在于，所述机器人(60)能够自动识别所述容器(10)的或所述滑动水口(20)的准确位置；设有用于打开和关闭安装在容器(10)上的所述滑动水口(20)的机构，该机构包括活塞/缸单元(30)，该活塞/缸单元由所述机器人(60)从存放处(70)运送到所述滑动水口(20)，且可安装在所述滑动水口(20)上并可与压力源连接，滑阀单元(25)借助活塞/缸单元(30)与框架(22)和上部外壳部分(21)松开或者相对于其摆动，然后能够检查因而能够替换耐火封闭板(23、24)、耐火的注口套筒(26)、容器放出口(14)的耐火套筒(16)；和根据必要时需要替换的各部件状况，从环绕机器人的箱(65、66、67)中抓取工具或备件并进行清理操作、备件拆卸及其替换或者重新安装；所述机器人(60)与环绕其的箱(65、66、67)设置在由防护板(63)限定的机器人室(62)内部，其中与所述机器人(60)作用连接的控制装置(75)连同操纵面板(89)设置在所述机器人室(62)的外部。
2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，借助所述机器人(60)还可以附加地更换紧邻地靠近所述放出口(14)安装在所述容器(10)内的冲洗锥。
3.按权利要求1所述的设备，其特征在于，为自动识别或校准所述容器或滑动水口的位置，摄像机可与所述自动的手爪更换系统(61)藕连。
4.按权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述钢水包(10)的与所述机器人(60)相对的一侧设置有移动式套筒断开装置(40)，所述套筒断开装置通过连杆(43)保持在天车(45)上，其中所述天车(45)可在所述钢水包(10)旁边延伸的轨道(41、42)上移动运 行。
5.按权利要求1所述的设备，其特征在于，为限制可由所述活塞/缸单元(30)操纵的且打开或者关闭浇注通道(14a)的滑阀单元(25)的行程，设有行程限制螺栓(56)，所述行程限制螺栓出于拆卸所述封闭板(23、24)的目的可以借助所述机器人(60)取下，并因此可使得所述滑阀单元(25)与滑阀外壳(21、22)松开或可相对于其摆动。
6.按权利要求5所述的设备，其特征在于，为清理浇注通道可以借助所述机器人(60)从所述工具箱(66)取出吹氧管并插入所述浇注通道(14a)内，其中相应的吹氧管在检查其长度后或者返回至工具箱(66)或者输送给废料容器。
7.按权利要求1所述的设备，其特征在于，备件可以借助所述机器人(60)通过涂泥站输送给中间存放处。
8.按权利要求1所述的设备，其特征在于，借助所述机器人(60)可以将用于检查安装在所述容器放出口(14)的区域内的测定渣的测量线圈的装置连接到容器侧的插头上，其中所述控制装置(75)向所述测量线圈的分析设备提供启动信号并所述分析设备接收结果。
9.按权利要求1所述的设备，其特征在于，为检查部件状况，所述机器人室(62)可通过在机器人使用期间锁住的门(76)进入，其中所要进行的部件拆卸和安装的情形由操作者在重新锁住门之后在所述操纵面板(89)上输入，并启动所选择的预编程的操作过程。
10.按权利要求7所述的设备，其特征在于，所述备件是所述滑动水口(20)的注口套筒(26)和位置固定的封闭板(23)、所述容器放出口(14)的套筒(16)、冲洗锥、防穿漏装置或者用于涂泥的陶瓷环。 
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