DE102008047051B4

DE102008047051B4 - Chargiervorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE102008047051B4
Application number: DE102008047051.1A
Authority: DE
Inventors: Ronald Jabs; Peter de Kock
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2008-09-13
Filing date: 2008-09-13
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2028-09-14
Also published as: DE102008047051A1

Abstract

Chargiervorrichtung (100) zum Einbringen eines metallischen Barrens (200) in ein Metallbad (300), insbesondere eines Zinkbarrens in ein Zinkbad, mit einer Trägereinrichtung (110) zum Tragen des metallischen Barrens (200), und einer Führungseinrichtung (120) zum kontrollierten Überführen des Barrens (200) von der Trägereinrichtung (110) in das Metallbad (300);wobei die Führungseinrichtung (120) einen Verfahrschlitten (122) aufweist an welchen der Barren (200) ankoppelbar ist;dadurch gekennzeichnet,dass die Führungseinrichtung mindestens eine Führungsschiene (124) aufweist, auf welcher der Verfahrschlitten (122) verfahrbar ist,dass der Verfahrschlitten (122) zum Ankoppeln des Barrens (200) einen Haken (123) mit einem Bolzen (126) aufweist zum Eingreifen in eine dafür vorgesehene Ausnehmung (210) an der Oberfläche des Barrens;dass der Haken (123) mit dem Bolzen (126) mit einer Überlastsicherung (130) ausgestattet ist; unddass die Überlastsicherung (130) ausgebildet ist, den Bolzen (126) in dem Haken freizugeben, so dass der Bolzen aus seinem Sitz in dem Haken (123) herausgedrückt wird, wenn der Bolzen aufgrund einer Fehlpositionierung des Barrens (200) relativ zu dem Haken (123) nicht in die vorgesehene zugeordnete Ausnehmung (210) in dem Barren eingreifen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chargiervorrichtung sowie ein zugehöriges Verfahren zum Einbringen eines metallischen Barrens in ein Metallbad, insbesondere eines Zinkbarrens in ein Zinkbad, in einer Galvanisierungsanlage.
Ein solches Metall- bzw. Zinkbad in einer Galvanisierungsanlage dient zum Beispiel zum Feuerverzinken von metallischen Gegenständen. Dazu werden die Gegenstände, z. B. ein Stahlband, durch das Metallbad mit dem flüssigen Zink transportiert. Während der Transportdauer durch das Metallbad wird der Gegenstand mit dem Zink beschichtet. Das bei diesem Beschichtungsvorgang verbrauchte Zink muss permanent ersetzt werden. Dies erfolgt typischerweise durch die Zuführung von Zinkblöcken bzw. -barren, welche in das Zinkbad eingebracht werden und dann abschmelzen.
Eine bekannte Chargiervorrichtung zum Einbringen eines metallischen Barrens ist zum Beispiel aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 024 776 A1 bekannt. Die dort offenbarte Chargiervorrichtung offenbart eine Trägereinrichtung in Form eines Korbes zum Tragen des metallischen Barrens und eine Führungseinrichtung zum kontrollierten Überführen des Barrens in das Metallbad. Zu diesem Zweck wurde der Korb mit dem Barren in das Metallband getaucht. In dem Metallbad schmolz der in dem Korb befindliche Teil des Barrens jeweils ab und gelangte durch den offenporigen bzw. grob geflochtenen Metallkorb in das Metallbad. Der Korb verhindert zwar vorteilhafterweise das Abfallen größerer Brocken des Barrens in der Endphase des Abschmelzens in das Zinkbad, wodurch vorteilhafterweise unerwünschte Badbewegungen vermieden werden, allerdings erfordert der Metallkorb eine regelmäßige Pflege bzw. Reinigung.
Die DE 15 58 017 C offenbart eine Chargiervorrichtung aus einem auf Schienen laufenden Chargierwagen sowie zwei ebenfalls auf Schienen laufende weitere Schlitten.
Die DE 10 2006 024 776 A1 lehrt, dass zum Befördern eines Zinkbarrens in ein Zinkbad ein Haken mit einem Bolzen in eine Ausnehmung an der Oberfläche des Zinkbarrens eingreift.
Die europäische Patentanmeldung EP 1 091 011 A2 offenbart eine gattungsgemäße Beschickungsvorrichtung, bei der ein Zinkbarren durch eine Heißeinrichtung vorerwärmt und warmgehalten werden kann, bevor er in das Metallbad eingebracht wird.
Die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sind bekannt aus der DE 693 00 219 T2 .
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Chargiervorrichtung und ein bekanntes Verfahren zum Einbringen eines metallischen Barrens in ein Metallbad dahingehend weiterzubilden, dass eine Beschädigung von Haken bzw. Teilen des Verfahrschlittens bei einer Fehlfunktion der Barrenpositionierung verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die beanspruchte Chargiervorrichtung sowie das beanspruchte Verfahren erfordern vorteilhafterweise keine zeitintensiven Wartungsarbeiten.
Wenn der Barren an den Verfahrschlitten angekoppelt ist, kann dieser durch Verfahren des Verfahrschlittens auf der Führungsschiene auf einfache Weise und kontrolliert in das Metallbad eingebracht werden. Vorteilhafterweise arbeitet die erfindungsgemäße Chargiervorrichtung voll automatisch; ein manueller Eingriff, zum Beispiel zum Ankoppeln des Barrens an den Verfahrschlitten oder zum Führen des Verfahrschlittens mit dem Barren über das Metallbad ist nicht erforderlich. Außerdem ist keine Reinigung eines Haltekorbes erforderlich, weil dieser nicht vorgesehen ist.
Die Klemmkräfte des Ankoppelmechanismus sind bedingt durch die Übersetzung eines Kniehebels sehr hoch. Daher würde bei einer Fehlfunktion der Barrenpositionierung der Haken bzw. Teile des Verfahrschlittens beschädigt. Um dies zu verhindern ist der Haken erfindungsgemäß mit einer Überlastsicherung ausgestattet.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Barren an einen Haken des Verfahrschlittens angekoppelt, indem ein Bolzen an dem Haken mit einer für den Bolzen vorgesehenen Ausnehmung an der Oberfläche des Barrens in Eingriff gebracht wird. Dieser Ankoppelvorgang erfolgt vorzugsweise voll automatisch indem der Bolzen automatisch in die für ihn vorgesehene Ausnehmung an der Oberfläche des Barrens abgesenkt wird; weil das Ankoppeln vorzugsweise automatisch erfolgt, bedarf es dafür keiner Bedienperson.
Eine Klemme an dem Verfahrschlitten verhindert vorteilhafterweise eine unkontrollierte Bewegung des Barrens auf der Trägereinrichtung während er in das Metallbad verbracht wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein erstes Bewegungsmittel, zum Beispiel in Form des Kniehebelsystems, vorgesehen um die Führungseinrichtung relativ zu der Trägereinrichtung zum Zwecke der Ankopplung des Barrens an den Verfahrschlitten zu schwenken.
Außerdem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein zweites Bewegungsmittel, vorzugsweise in Form eines Spindelhubelementes, auf um die Trägereinrichtung zusammen mit der Führungseinrichtung und dem gegebenenfalls an den Fahrschlitten angekoppelten Barren gegenüber dem Metallbad rampenförmig anzustellen.
Der Barren sollte möglichst in warmem Zustand in das Metallbad eingebracht werden, damit er dort möglichst schnell schmilzt. Um einen Wärmeverlust des Barrens insbesondere aufgrund von Wärmestrahlung während des Einbringens in das Metallbad zu vermeiden, umfasst die erfindungsgemäße Chargiervorrichtung vorteilhafterweise eine Heizeinrichtung zum Vorwärmen bzw. Warmhalten des Barrens, bevor er in das Metallbad eingebracht wird. Alternativ oder zusätzlich zu der Heizeinrichtung kann auch eine Abdeckhaube über der Trägereinrichtung vorgesehen sein, um ein Erkalten des Barrens zu verlangsamen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird verfahrenstechnisch durch das beanspruchte Verfahren gelöst. Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen den oben mit Bezug auf die Chargiervorrichtung genannten Vorteilen.
Der Beschreibung sind insgesamt 10 Figuren beigefügt, wobei

1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Chargiervorrichtung am Rand eines Metallbades;
2 das Zuführen eines Barrens in die Chargiervorrichtung;
3 den Barren in der Ankoppelposition;
4 das Ankoppeln des Barrens an den Verfahrschlitten;
4a den Sitz eines Bolzens in einem Haken;
5 das rampenförmige Anstellen der Chargiervorrichtung mit dem Barren gegenüber dem Metallbad;
6 das Einbringen des Metallbarrens in das Metallbad;
7 das Rück-Verfahren des Verfahrschlittens in seine Ausgangsposition nach dem Abkoppeln des Barrens von dem Verfahrschlitten;
8 das Abstreifen von Resten des Barrens von dem Haken; und
9 die Chargiervorrichtung gemäß der Erfindung mit der Führungseinrichtung in ihrer Ausgangs- bzw. Ruheposition

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Merkmale mit gleichen Bezugzeichen bezeichnet.
1 zeigt eine Chargiervorrichtung 100 zum Einbringen eines metallischen Barrens in ein Metallbad 300. Die Chargiervorrichtung umfasst eine Trägereinrichtung 110, hier in Form eines Rollenganges, zum Tragen des metallischen Barrens und eine Führungseinrichtung 120 zum kontrollierten Überführen des Barrens von der Trägereinrichtung in das Metallbad 300. Die Führungseinrichtung 120 umfasst zwei Führungsschienen 124 auf denen ein Verfahrschlitten 122 verfahrbar ist. Wie in den nachfolgenden Abbildungen gezeigt werden wird, ist der in das Metallbad einzubringende Barren an den Verfahrschlitten 122 zum Zwecke seiner Überführung in das Metallbad ankoppelbar.
In 1 ist weiterhin ein erstes Bewegungsmittel 128, vorzugsweise ein Kniehebelsystem gezeigt, welches dazu dient, die gesamte Führungseinrichtung 120 gegenüber der Trägereinrichtung 110 in eine erste und eine zweite Position zu verschwenken.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung des der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens für den Betrieb der Chargiervorrichtung zum Einbringen des metallischen Barrens 200 in das Metallbad 300 unter Bezugnahme auf die 2 - 8.
Gemäß einem ersten Schritt wird die Führungseinrichtung 120 gegenüber der Trägereinrichtung 110, das heißt dem Rollengang, in eine erste offene Position geschwenkt, wie sie in 2 dargestellt ist. In dieser ersten Position ist die Führungseinrichtung 120 mit dem Verfahrschlitten 122 gegenüber der Trägereinrichtung 110 geneigt. Diese erste Position der Führungseinrichtung 120 ist insofern offen, als dass sie das Zuführen des Barrens in die Chargiervorrichtung 100 über die Trägereinrichtung 110 ermöglicht, vergleiche Verfahrensschritt b).
3 zeigt, dass der Barren in der Chargiervorrichtung auf der Trägereinrichtung genau so positioniert werden muss, dass der Bolzen 126 an dem Verfahrschlitten bei einem nachfolgenden Verfahren bzw. Rückschwenken der Führungseinrichtung 120 in eine zweite Position mit einer Ausnehmung 210 in der Oberfläche des Barrens 200 in Eingriff gebracht werden kann; siehe dazu die 3 und 4. Das Schwenken der Führungseinrichtung 120 in die erste Position, vergleiche 2 und 3, und das Rückschwenken/Absenken der Führungseinrichtung 120 mit dessen Haken 123 und dem Bolzen 126 in die zweite Position, welche mit einer Ausgangs- bzw. Ruheposition der Führungseinrichtung übereinstimmt, erfolgt mit Hilfe des ersten Bewegungsmittels, das heißt vorzugsweise einem Kniehebelsystem 128.
4 zeigt den Barren angekoppelt an den Verfahrschlitten; vergleiche Verfahrensschritt d). Dabei ist der Bolzen 126 eingelassen in die Öffnung 210. 4a zeigt, dass der überstehende Bolzen an dem Haken in einem konischen Sitz gehalten ist. Wenn der Bolzen aufgrund einer Fehlpositionierung nicht in die Öffnung des Barrens trifft, wird der Bolzen entgegen der Bewegungsrichtung des Hakens aus seinem Sitz herausgedrückt. Auf diese Weise ist das System vor Überlastung geschützt. Die Überlastsicherung verhindert vorteilhafterweise auch, dass die Chargiervorrichtung zum Einbringen des metallischen Barrens in das Metallbad rampenförmig angestellt wird, bevor der Barren nicht ordnungsgemäß an den Verfahrschlitten angekoppelt, das heißt der Bolzen mit der zugeordneten Ausnehmung an der Oberfläche des Barrens in Eingriff gebracht ist.
Während der Bolzen in die Öffnung 210 eingreift, drückt die Klemme X in Pfeilrichtung von hinten gegen den Barren 200. Auf diese Weise wird der Barren 200 zwischen dem Bolzen 126 und der Klemme X vorzugsweise mit so großer Kraft eingeklemmt/verkeilt, dass er auch bei fehlender Trägereinrichtung 110 von der Klemmung frei-schwebend getragen werden würde.
Nachfolgend wird die gesamte Chargiervorrichtung, das heißt die Trägereinrichtung 110 zusammen mit der Führungseinrichtung 120 und dem an den Verfahrschlitten 122 angekoppelten Barren 200 gegenüber dem Metallbad 300 rampenförmig angestellt, siehe 5. Dies erfolgt mit Hilfe eines zweiten Bewegungsmittels, z. B. einem Spindelhubelement 127; vgl. Verfahrensschritt e).
Es folgt ein Verfahrensschritt f), der in den 5 und 6 dargestellt ist. Bei diesem Verfahrensschritt erfolgt ein kontrolliertes Einbringen des Barrens 200 in das Metallbad 300 durch kontrolliertes Verfahren des Verfahrschlittens 122 mit dem angekoppelten Barren 200 auf der rampenförmig angestellten Führungsschiene in Richtung Metallbad 300. Kontrolliertes Einbringen bedeutet dabei, dass der Barren zu jeder Zeit nur soweit in das Metallbad abgelassen wird, dass nur sein Metallbad-seitiges Ende in das Metallbad eintaucht und dort abschmelzen kann. In dem Maße wie dieses Ende abschmilzt, wird der Barren in das Metallbad nachgeschoben, bis er schließlich ganz abgeschmolzen ist. Der Barren wird nicht als Ganzes in das Metallbad abgelassen, um zu verhindern, dass ein Bodendross, d.h. lose Ablagerungen von Fremdkörpern am Boden des Beckens mit dem Metallbad, aufgewirbelt wird und dann das Metallbad verunreinigt. Aus dem gleichen Grund wird auch ein evtl. noch nicht abgeschmolzener und an dem Bolzen 126 verbliebener Rest des Barrens 200, nachdem er mit Hilfe eines Abstreifers 125 von dem Bolzen abgestreift wurde, nicht einfach in das Metallbad bzw. auf den Boden des Beckens fallen gelassen, sondern in einem Korb, vorzugsweise aus Edelstahl, aufgefangen.
In 6 ist gezeigt, dass der Barren 200, wenn er bereits weitgehend abgeschmolzen ist, nicht mehr von der Trägereinrichtung 110 getragen bzw. unterstützt wird. In dieser Situation kommt die oben unter Bezugnahme auf 4 beschriebene Klemmwirkung zum Tragen, wobei der Barren bzw. dessen noch nicht abgeschmolzener Rest derart stark zwischen dem Bolzen 126 und der Klemme X einklemmt wird, dass der Barren bzw. dessen Rest dort freischwebend, d.h. auch ohne Abstützung durch die Trägereinrichtung 110, gehalten wird. Dies ermöglicht ein kontrolliertes Einbringen des Barrens in das Metallbad. Der Verfahrschlitten 122 ist vorzugsweise so weit in das Metallbad 300 verfahrbar, dass der Haken 123 mit dem Bolzen 126 und das barrenseitige Ende der Klemme X zusammen mit dem Rest des Barrens in das Metallbad 300 eintauchen, um auch diesen Rest noch kontrolliert in dem Metallbad abschmelzen zu lassen, ohne den Rest unkontrolliert in das Metallbad abfallen zu lassen. Um die Klemmwirkung auch dann aufrecht zu halten, wenn der Rest zunehmend abschmilzt, wird die Klemme X vorzugsweise je nach Bedarf gegen den verbleibenden Rest nachgeführt, z.B. mit Hilfe einer Andrückfeder, um die erforderliche Andrückkraft gegen den Rest des Barrens immer aufrecht zu erhalten.
Nach dem Abschmelzen des metallischen Barrens 200 wird der Verfahrschlitten 122 auf der Führungsschiene 120 wieder zurückverfahren, wie dies in 7 dargestellt ist. Sollten dann noch nicht-abgeschmolzene Reste des Barrens an dem Haken 123 und insbesondere an dessen Bolzen 126 verblieben sein, so werden diese mit Hilfe des Abstreifers 125 von dem Haken / Bolzen abgestreift. Die abgestreiften Reste fallen dann in einen bereitgestellen Korb, vorzugsweise aus Edelstahl, der evtl. auch in dem Metallbad 300 angeordnet sein kann; siehe 8. Auf jeden Fall soll mit dem Korb verhindert werden, dass die Reste unkontrolliert auf den Boden des Beckens mit dem Metallbad fallen, und dort unerwünschterweise den Bodendross aufwirbeln.
Schließlich erfolgt ein Rückschwenken der gesamten Chargiervorrichtung in ihre Ausgangsposition, wie sie in 9 dargestellt ist.

Claims

Chargiervorrichtung (100) zum Einbringen eines metallischen Barrens (200) in ein Metallbad (300), insbesondere eines Zinkbarrens in ein Zinkbad, mit einer Trägereinrichtung (110) zum Tragen des metallischen Barrens (200), und einer Führungseinrichtung (120) zum kontrollierten Überführen des Barrens (200) von der Trägereinrichtung (110) in das Metallbad (300); wobei die Führungseinrichtung (120) einen Verfahrschlitten (122) aufweist an welchen der Barren (200) ankoppelbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung mindestens eine Führungsschiene (124) aufweist, auf welcher der Verfahrschlitten (122) verfahrbar ist, dass der Verfahrschlitten (122) zum Ankoppeln des Barrens (200) einen Haken (123) mit einem Bolzen (126) aufweist zum Eingreifen in eine dafür vorgesehene Ausnehmung (210) an der Oberfläche des Barrens; dass der Haken (123) mit dem Bolzen (126) mit einer Überlastsicherung (130) ausgestattet ist; und dass die Überlastsicherung (130) ausgebildet ist, den Bolzen (126) in dem Haken freizugeben, so dass der Bolzen aus seinem Sitz in dem Haken (123) herausgedrückt wird, wenn der Bolzen aufgrund einer Fehlpositionierung des Barrens (200) relativ zu dem Haken (123) nicht in die vorgesehene zugeordnete Ausnehmung (210) in dem Barren eingreifen kann.
Chargiervorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrschlitten (122) mindestens eine Klemme (X) aufweist zum Festklemmen des Barrens (200) bzw. von Barrenresten gegen den Haken (123), insbesondere gegen dessen Bolzen (126).
Chargiervorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (120) mit einem ersten Bewegungsmittel (128) ausgestattet ist, welches ausgebildet ist, die Führungseinrichtung (120) gegenüber der Trägereinrichtung (110) in eine erste Position zu schwenken, in welcher der Barren (200) der Führungseinrichtung (120) zugeführt wird, und in eine zweite Position zu schwenken, in welcher der Barren (200) an den Verfahrschlitten (122) ankoppelbar ist.
Chargiervorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Bewegungsmittel (127), welches ausgebildet ist, die Trägereinrichtung (110) zusammen mit der Führungseinrichtung (120) und dem gegebenenfalls an den Verfahrschlitten (122) angekoppelten Barren (200) gegenüber dem Metallbad (300) rampenförmig anzustellen.
Chargiervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine Heizeinrichtung zum Vorerwärmen bzw. Warmhalten des Barrens bevor er in das Metallbad eingebracht ist.
Chargiervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine Abdeckhaube über der Trägereinrichtung.
Verfahren zum Einbringen eines metallischen Barrens (200) in ein Metallbad (300) mit Hilfe einer Chargiervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Schritten: a) Verfahren der Führungseinrichtung (120) in eine erste Position; b) Zuführen des Barrens (200) in die Chargiervorrichtung (100) auf die Trägereinrichtung (110); c) Verfahren der Führungseinrichtung (120) in eine zweite Position; d) Ankoppeln des Barrens (200) an den Verfahrschlitten (122); e) Rampenförmiges Anstellen der Trägereinrichtung (110) zusammen mit der Führungseinrichtung (120) und dem an den Verfahrschlitten (122) angekoppelten Barren (200) gegenüber dem Metallbad (300); f) Kontrolliertes Einbringen des Barrens (200) in das Metallbad (300) durch kontrolliertes Verfahren des Verfahrschlittens (122) mit dem angekoppelten Barren auf der rampenförmig angestellten Führungsschiene (120) in Richtung Metallbad (300); g) Zurückfahren des Verfahrschlittens (122) in Richtung weg von dem Metallbad (300) auf der Führungsschiene (120), nachdem der Barren (200) in dem Metallbad abgeschmolzen ist; und h) Zurückschwenken der Trägereinrichtung (110) zusammen mit der Führungseinrichtung (120) und dem Verfahrschlitten (122) aus der rampenförmigen Anstellung vorzugsweise in die Horizontale.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein eventuell noch an einem Haken (133) des Verfahrensschlittens (122) anhaftender nicht-abgeschmolzener Rest des Barrens (200) zunächst von dem Haken abgestreift und aufgefangen wird, bevor der Verfahrschlitten (122) zurückgefahren oder die Trägereinrichtung (110) zurückgeschwenkt wird.