DE3803625C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Öffnen des von einer Stopfmasse und einer darin einge­ betteten Abstichstange verschlossenen Abstichkanals von Öfen.

Beim Betrieb von Hochöfen, aber auch an Schachtöfen für eine Direktreduktion, Kesseln, wie z.B. bei der Kohleverga­ sung, Pfannenöfen oder Niederschachtöfen zum Schmelzen von Ferrolegierungen, Nichteisenmetallen oder Nichtmetallen muß nach einer gewissen Zeit ein Stichloch geöffnet werden, damit das Schmelzgut oder Nebenprodukte wie Schlacken ab­ fließen können. Die Abstichfolge liegt entsprechend den unterschiedlichen Verfahren und Schmelzzeiten zwischen ei­ ner halben Stunde und mehreren Tagen. Nach dem Abstich werden die Stichlöcher wieder geschlossen.

Für das wechselweise Verschließen und Öffnen des Stichlo­ ches von Hochöfen ist es aus der EP-OS 41 942 bekannt, ei­ nige Minuten nach dem Stopfen des Stichloches mit einem Preßlufthammer eine Stange durch die noch nicht völlig aus­ gehärtete Stopfmasse zu schlagen, bis die Stangenspitze den Innenraum des Hochofens, d.h. die Schmelze erreicht. Wäh­ rend der mit der flüssigen Metallschmelze in Berührung kommende Teil der Stangenspitze wegschmilzt, verbleibt der übrige Teil der Abstichstange in der Stopfmasse und wird erst beim Abstechen wieder herausgezogen.

Es ist bekannt, zum Herausziehen der Abstichstange eine Stichlochbohrmaschine zu benutzen. Dabei handelt es sich um Standard-Bohrmaschinen, die einen Schlaghammer zum Eintrei­ ben der Abstichstange besitzen. Zum Herausziehen der Ab­ stichstange müssen diese Stichlochbohrmaschinen jedoch mit einem zweiten Hammer ausgerüstet werden, der entgegen der Richtung des Einschlaghammers schlägt. Außerdem ist ein Greifer mit Fernbedienung erforderlich, um die Abstich­ stange zu erfassen, ohne daß eine Bedienungsperson an die Roheisenrinne herantreten muß. Die Hämmer zum Einschlagen und Herausziehen der Abstichstange bilden zusammen mit dem Greifer eine Kompakt-Vorrichtung, die wegen ihrer notwendi­ gerweise raumsparenden Konstruktion sehr teuer und außerdem störanfällig ist.

Bei einer aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 39 127 bekannten Stichlochbohrmaschine der beschriebenen Art zum Herausziehen einer in einem verschlossenen Abstichkanal ein­ gebetteten Abstichstange besitzt ein mit der Abstichstange zu verbindender Greifer ein Kupplungsgehäuse. Es besteht aus einem mit der Stichlochbohrmaschine verschraubten Kupp­ lungsstück mit Gewindebohrung, einem Zwischenring mit einer die Abstichstange aufnehmenden Bohrung, einem eine Klemmein­ richtung aufweisenden Zwischengehäuse und einem Aufnahme­ trichter mit nach außen erweiterter Bohrung, die ein glatt­ zylindrisches Einsteckende der Abstichstange aufnimmt. Da­ mit sich die Zugkraft beim Herausziehen der Abstichstange reibungsschlüssig oder kraftschlüssig übertragen läßt, ist die Klemmeinrichtung mit einer Kippscheibe versehen, auf die dann, wenn die Abstichstange mittels der Stichlochbohr­ maschine aus dem Abstichkanal des Ofens herausgezogen wird, ein Anschlag des Zwischengehäuses einwirkt. Je stärker die Zugkraft der Stichlochbohrmaschine am Gehäuse des Grei­ fers ist, umso stärker wirkt sich die Klemmung der Kipp­ scheibe an der Abstichstange aus.

Eine durch die deutsche Offenlegungsschrift 32 41 746 be­ kanntgewordene Kupplung zum Ankuppeln einer Stichlochbohr­ maschine an das freie Ende einer einen Abstichkanal ver­ schließenden Abstichstange besitzt mindestens zwei beweg­ liche Klemmbacken. Diese sind symmetrisch zur Längsachse einer Aufnahmebohrung des Kupplungsgehäuses in einer die Bohrung umgebenden Kammer angeordnet und bestehen aus einem härteren Material als die Abstichstange. Von Arbeitszylin­ dern werden die Klemmbacken zwischen einer Ruhestellung, in welcher der Abstand der Klemmbacken voneinander größer als der Druchmesser der Abstichstange ist, und einer vorgescho­ benen Stellung, in welcher der Abstand der Klemmbacken voneinander kleiner als der Durchmesser der Abstichstange ist, verschoben. In der vorgeschobenen Betriebsstellung um­ schließen die Klemmbacken die Abstichstange fest; diese läßt sich danach unter den Schlägen des Gegenschlaghammers der Stichlochbohrmaschine aus dem Ofen herausziehen.

Um eine Zwei-Hämmer-Kompakt-Vorrichtung zu vermeiden, ist es durch die EP-OS 1 22 844 bekanntgeworden, die Abstich­ stange mit Hilfe der Stichlochstopfmaschine aus dem Stich­ lochkanal herauszuziehen. Da jedoch Stichlochstopfmaschinen beim Herausziehen der Abstichstange ihre normale Schwenkbe­ wegung vollführen, d.h. sich auf einem Kreisbogen aus ihrer Arbeitsposition am Stichloch in eine Ruheposition bewegen, läßt sich keine geradlinige Stangenbewegung erreichen. Die Abstichstange wird daher immer schräg aus dem Stichloch gezogen, was zu Beschädigungen des Stichlochs bzw. des Ab­ stichkanals führt.

Aus der US-PS 43 84 706 ist es bekannt, die Abstichstange anstelle des Herausziehens mit einer Sauerstofflanze zu verbrennen. Dieses Verfahren beansprucht jedoch zu viel Zeit und ist mit einer erheblichen Belästigung durch Rauch verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich die genannten Nachteile beim Öffnen des Stichloches vermeiden lassen.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abstichstange mit Hilfe einer Schlagstange in den Innenraum des Ofens geschlagen, dort eingeschmolzen und nach dem Einschlagen die Schlagstange aus dem Abstichkanal herausgezogen wird. Die Erfindung ver­ wirklicht somit den Gedanken, zum Öffnen des Abstichkanals die Abstichstange durch den Abstichkanal völlig nach innen zu drücken. Zum Einschlagen der Abstichstange in den Innen­ raum des Ofens läßt sich insbesondere eine herkömmliche Stichloch-Bohrmaschine mit einem Schlaghammer einsetzen, d. h. es ist keine teure Sonderkonstruktion erforderlich, wie zum Herausziehen der Abstichstange.

Zum Durchführen des Verfahrens läßt sich vorzugsweise am vorderen Ende der Schlagstange einer Schlagmaschine eine Abstichstange übergreifende Klemmführung anordnen. Die Schlagstange legt sich stirnseitig an das dem Innenraum des Ofens abgewandte Ende der Abstichstange, das von der Klemm­ führung übergriffen wird. Bei auf die Klemmführung einwir­ kender Gegenkraft löst sich die Klemmführung und gleitet auf der Schlagstange. Die Klemmführung mit sich selbsttätig aufhebender Klemmkraft ermöglicht in verblüffend einfacher Weise insbesondere das Schlagen der Abstichstange in den Innenraum des Ofens, ohne daß es erforderlich ist, die Abstichstange und die Schlagstange fest miteinander zu kuppeln. Bei einer die Abstich- und die Schlagstange fest miteinander verbindenden Kupplung müßte notwendigerweise in Kauf genommen werden, daß der Kupplungskopf beim Eintauchen in die Schmelze wegschmilzt. Außerdem müßte eine feste Verbindung mittels eines Kupplungskopfes so bemessen sein, daß die Kupplung - um in den Stichlochkanal eintreten zu können - kleiner als das Stichloch ist.

Mit einer beispielsweise mit radial wirkenden Federn, vor­ zugsweise entweder zumindest einer in der als Muffe ausgebil­ deten Klemmführung angeordneten Blattfeder oder zumindest einem Federstabpaar, das vorteilhaft zwei in einer Ebene mit Abstand voneinander angeordnete Federstäbe aufweist, am vor­ deren Ende der Schlagstange angeklemmten Führung läßt sich hingegen ein ungekuppeltes, loses Anliegen der Stirnflächen der beiden Stangen verwirklichen. Hierbei gewährleistet die vorzugsweise als eine Muffe mit einer Zentrierbohrung und einer Klemme ausgebildete Klemmführung einerseits den Zusam­ menhalt des losen Kupplungsverbundes der Stangen, indem die Zentrierbohrung den hinteren Teil des meist aus dem Ofen vorkragenden Endes der Abstichstange übergreift, und garan­ tiert andererseits das Führen der Schlagstange während des gesamten Vortriebsschubes. Zum Klemmen der Schlagstange könnte z. B. auch ein von einer Feder beaufschlagter Brems­ klotz dienen. Es muß bei der Klemmführung stets gewährlei­ stet sein, daß die Muffe zwar ein bestimmtes Verharrungsver­ mögen auf der Schlagstange besitzt, sich jedoch beim Über­ schreiten einer gewissen Klemmkraft auf der Schlagstange verschiebt.

Die in aller Regel über die Außenwand des Ofens vorkragende Abstichstange wird von der Schlagstange zunehmend tiefer in den Innenraum des Ofens geschlagen. Sobald sich im Zuge des Vortriebs die Führungsmuffe an die Außenwand des Ofens anlegt, baut sich eine die Kraft der Klemme übersteigende axiale Gegenkraft auf, so daß sich die Muffe in der Folge, d.h. beim weiteren Eindringen der Schlagstange in den Stich­ lochkanal auf der Schlagstange bewegt, ohne den weiteren Vortrieb zu behindern. Stets erfüllt die Muffe jedoch eine die Schlagstange führende Aufgabe.

Vorzugsweise läßt sich die Schlagstange in einer Bohrla­ fette anordnen und mit einem Schlaghammer kuppeln. Die ohne­ hin vorhandene Bohrlafette läßt sich in diesem Fall somit auch zum Einschlagen der Abstichstange verwenden. Beim Rück­ hub des Schlaghammers mit der angekuppelten Schlagstange legt sich die Führungsmuffe mit ihrer dem Ofen abgewandten Stirnfläche gegen einen Anschlag der Bohrlafette; beim wei­ teren Zurückziehen der Schlagstange wird die Kraft der Klemme der Muffe überwunden und die Schlagstange gleitet durch die Führungsmuffe hindurch, so daß sich die Muffe in der zurückgezogenen Endposition der Schlagstange wieder am vorderen Ende der Stange befindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Bohrlafette mit einer erfindungsgemäßen Schlagstange in der Ausgangsstellung vor dem Ein­ schlagen einer in einem Stichlochkanal eines aus­ zugsweise dargestellten Ofens angeordneten Ab­ stichstange, als Teilschnitt in der Längsansicht dargestellt,

Fig. 2 die mit einer Führungsmuffe bis zur Anlage an der Außenwand des Ofens vorwärtsbewegte Schlagstange gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die Schlagstange gemäß Fig. 1 in einer den Ab­ stichkanal bis in den Ofen-Innenraum durchdringen­ den Betriebsposition,

Fig. 4 die nach dem Öffnen des Stichloches in ihre Aus­ gangslage zurückgezogene Schlagstange gemäß Fig. 1,

Fig. 5 als Einzelheit eine Muffe mit einer Blattfeder als Klemme im Längsschnitt,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 bei ungespannter Blattfeder,

Fig. 7 einen Schnitt gemäß Fig. 6 mit eingesteckter Schlagstange und gespannter Blattfeder,

Fig. 8 als Einzelheit eine Muffe mit zwei Federstäben als Klemme im Längsschnitt,

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 bei ungespannten Federstäben, und

Fig. 10 einen Schnitt gemäß Fig. 9 mit eingesteckter Schlagstange und gespannten Federstäben.

Eine Bohrlafette 1 mit einem in einer Führung gleitbeweg­ lich angeordneten von einem Vorschubmotor 2 bewegten Schlaghammer 3, der über eine Kupplung 4 mit einer Schlag­ stange 5 verbunden ist, befindet sich gemäß Fig. 1 in einer Betriebsstellung vor dem Öffnen eines die Ausmauerung 6 bis in den mit Schmelze 7 gefüllten Innenraum 8 eines Hochofens 9 durchdringenden Abstichkanals 10. Der Abstichkanal 10 ist mit einer Stopfmasse 11 und einer eingebetteten Abstich­ stange 12 verschlossen; da die Stopfmasse 11 nach dem Aushärten ein integrierter Bestandteil der Ausmauerung 6 ist, sind die Fig. 2 bis 4 ohne Stopfmasse dargestellt. Die Abstichstange 12 ragt mit ihrem freien Ende aus der Stopf­ masse bzw. dem Stichloch nach außen. Auf dem vorderen Ende der in einer Flucht mit der Abstichstange 12 verlaufenden Schlagstange 5 der Bohrlafette 1 ist eine Führungsmuffe 13 mittels einer Klemme 14 festgeklemmt. Die der Abstichstange 12 zugewandte Stirnfläche der Führungsmuffe 13 ist mit einer sich nach innen verjüngenden Zentrierbohrung 15 ver­ sehen.

Beim Vorwärtsbewegen des Schlaghammers 3 in Vorschubrich­ tung 16 mittels des Motors 2 legt sich die vordere Stirn­ fläche der Schlagstange 5 an die Stirnfläche des vorkragen­ den Endes der Abstichstange 12; dieses fluchtende Anein­ anderlegen der beiden Stangen 5, 12 wird durch die Zentrier­ bohrung der das Ende der Abstichstange 12 übergreifenden Führungsmuffe 13 unterstützt. Der Schlaghammer 3, beispiels­ weise ein umsteuerbarer, seine Schlagenergie auf die Schlag­ stange 5 übertragender, nicht dargestellter Schlagkolben, treibt die Schlagstange 5 und entsprechend die Abstich­ stange 12 beim Öffnen des Stichlochs 10 zunehmend weiter in Vorschubrichtung 16 vor.

In der in Fig. 2 dargestellten Vortriebsposition befindet sich die Führungsmuffe 13 in Anlage am Ofen 9; der gestri­ chelte Teil der Abstichstange 12 ist bereits in die Schmel­ ze 7 eingeschlagen und weggeschmolzen worden. Aufgrund der Anlage an der Ausmauerung 6 kann sich die Führungsmuffe 13 beim weiteren Vortrieb der Schlagstange 5 nicht mehr vor­ wärtsbewegen; es entfällt vielmehr die Wirkung der Klemme 14, und die Schlagstange 5 kann durch die Führungsmuffe 13 hindurchgleiten und die Abstichstange 12 zur Gänze in den Innenraum 8 des Ofens 9 einschlagen. Diese Position mit gestrichelt dargestellter, völlig in die Metallschmelze 7 eingeschlagener Abstichstange 12 ist in Fig. 3 dargestellt.

Durch Umschalten des Vorschubmotors 2 wird der Schlaghammer 3 anschließend in Pfeilrichtung 17 bewegt und zieht die angekuppelte Schlagstange 5 aus dem Stichlochkanal 10 her­ aus, bis das Stichloch freigeworden ist, so daß die Schmel­ ze 7 in die unterhalb des Kanals angeordnete Abstichrinne 18 ausfließen kann (vgl. Fig. 4). Beim Zurückziehen der Schlagstange 5 in Pfeilrichtung 17 trifft die Führungsmuffe 13 auf einen Anschlag 19, z.B. ein Hitzeschutzschild, der Bohrlafette 1; diese Anschlaglage begrenzt beim weiteren Zu­ rückziehen der Schlagstange 5 die Bewegung der Führungs­ muffe 13 und überwindet aufgrund der sich einstellenden Gegenkraft die Klemmung, so daß sich die Schlagstange 5 durch die Führungsmuffe 13 hindurchbewegt.

In der Ausgangslage der Schlagstange 5 gemäß Fig. 4 befin­ det sich die Führungsmuffe 13 dann wieder am vorderen Ende der Schlagstange 5; aus dieser Position heraus kann ein neuer Einschlagvorgang gestartet werden.

Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Klemmführung ist in einer Aussparung 29 der Muffe 13 zum Klemmen der Schlag­ stange 5 eine sich in Richtung der Längsachse der Schlag­ stange 5 erstreckende Blattfeder 21 angeordnet. Wie in Fig. 5 strichpunktiert dargestellt ist, wölbt sich die in der Ausgangslage unbelastete Blattfeder 21 (vgl. Fig. 6) bis in die Durchgangsbohrung 22 der Muffe 13 für die Schlagstange 5 aus. Die Blattfeder 21 wird beim Einführen der Schlagstan­ ge 5 in die Bohrung 22 radial beaufschlagt und dabei vorgespannt, so daß sie schließlich die in Fig. 5 durchgezo­ gen dargestellte Spannlage einnimmt, in der sie eine Klemm­ kraft auf die Schlagstange 5 ausübt.

Die Klemmführung gemäß den Fig. 8 bis 10 besitzt zum Klemmen der Schlagstange 5 zwei in radialen Ausnehmungen 23 der Muffe 13 angeordnete Federstäbe 24, 25. Die Stäbe 24, 25 erstrecken sich quer zur Längsachse der Schlagstange 5 bzw. der Durchgangsbohrung 22 in einer Ebene mit einem Abstand voneinander, der kleiner bemessen ist als der Durch­ messer der Bohrung 22 (Fig. 9). Beim Einführen der Schlag­ stange 5 in die Bohrung 22 der Muffe 13 werden die Federstä­ be 24, 25 von der Schlagstange 5 radial nach außen gedrückt (Fig. 10) und dabei vorgespannt, so daß sie die Schlagstan­ ge 5 festklemmen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Öffnen des von einer Stopfmasse und einer darin eingebetteten Abstichstange verschlossenen Abstichkanals von Öfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstichstange mit Hilfe einer Schlagstange in den Innenraum des Ofens geschlagen, dort eingeschmolzen und nach dem Einschlagen die Schlagstange aus dem Abstichkanal herausgezogen wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende der Schlagstange (5) einer Schlagmaschine (1, 3) eine auf der Schlagstange (5) verschiebbare, das hintere Ende der Abstichstange (12) übergreifende Klemmführung (13) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Muffe (13) mit einer Zentrierbohrung (13) und einer Klemme (14).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch zumindest eine in der Muffe (13) angeordnete Blattfeder (21).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet, durch zumindest ein Federstabpaar (24, 25) der Muffe (13).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federstabpaar aus zwei in einer Ebene mit Abstand voneinander angeordneten Federstäben (24, 25) besteht.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagstange (5) in einer Bohrlafette (1) angeordnet und mit einem Schlaghammer (3) gekuppelt ist.