DE4131982C2 - Stichlochbohrmaschine für metallurgische Behälter, insbesondere Hochöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stichlochbohrmaschine für metallurgische Behälter, insbesondere Hochöfen, mit einer aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung und umgekehrt schwenkbaren Lafette, sowie einem an dieser motorisch verfahrbaren, vorzugsweise als Gegenschlaghammer ausgebildeten Bohr- und Schlaghammer zum Eintreiben und Herausziehen einer am ofenseitigen Ende der Lafette geführten Bohr-, Schlag- oder Abstichstange in bzw. aus dem mit einer Verschlußmasse gefüllten Abstichloch des Behälters. Derartige Stichlochbohrmaschinen sind z. B. aus der DE 31 11 260 C2 bekannt.

Abstichlöcher von metallurgischen Öfen, insbesondere Hochöfen, wurden gemäß einer älteren Verfahrensweise durch Bohren mittels einer Bohrstange oder durch Vorbohren mittels der Bohrstange und anschließendes Durchschlagen der restlichen Wand mit einer Schlagstange geöffnet.

Nach einem neueren Verfahren wird das Stichloch nicht mehr aufgebohrt, sondern es wird zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Stopfen des Stichloches eine als Abstichstange bezeichnete Stahlstange mittels des als Gegenschlaghammer ausgebildeten Bohrhammers bis in das Innere des Ofens vorgetrieben und zum Zeitpunkt des Abstiches durch den dann in rückwärtiger Richtung arbeitenden Bohrhammer wieder aus dem Stichloch herausgezogen.

Die derzeit auf dem Markt angebotenen, als Gegenschlaghämmer ausgebildeten Bohrhämmer mit einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb verursachen einen erheblichen Lärm, der im allgemeinen über der von den Betreibern zugelassenen Obergrenze liegt. Diese Lärmentwicklung ist eine Folge des physikalischen Funktionsprinzips derartiger Hämmer und läßt sich mit primären Maßnahmen nicht vermindern. Auch sekundäre Schallschutzmaßnahmen sind nur begrenzt wirksam und verursachen unverhältnismäßig hohe Kosten.

Im Hinblick auf eine Vermeidung des Betriebslärms des Bohrhammers wurden Überlegungen dahingehend angestellt, die Abstichstange ohne Benutzung eines Bohrhammers mit einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb in das Stichloch des Ofens einzutreiben und zum Zeitpunkt des Abstiches wieder herauszuziehen, zumindest aber die erforderliche Einschaltdauer des Bohrhammers erheblich zu reduzieren. Um dieses Ziel zu erreichen, ist gegenüber der Betriebsweise unter Verwendung eines Bohrhammers eine bedeutende Erhöhung der auf die Abstichstange einwirkenden Vorschub- und Rückzugkraft erforderlich. Dies ist bei der gattungsgemäßen Stichlochbohrmaschine nach der DE 31 11 260 C2 nicht möglich, da die Abstichstange unter Vorschubkräften der erforderlichen Größenordnung ausknicken würde.

Der gleiche Nachteil gilt für die in der DE 39 41 405 A1 beschriebenen Stichlochbohrmaschine, bei der die Bohrstange am vorderen Ende eines Wagens abgestützt ist, der an einer Lafette verfahrbar ist und auf dem eine Bohrmaschine zum Antrieb der Bohrstange verschiebbar ist, und die Bohrstange am ofennahen Ende der Lafette geführt ist.

Die Gefahr des Ausknickens der Bohrstange durch die Einwirkung der Vorschubkraft ist auch bei der Stichlochbohrmaschine nach der DE 39 10 434 A1 gegeben, bei der die Bohrstange mit dem ofenfernen Ende an eine Bohrmaschine angekuppelt ist, die auf einem längs einer Lafette verfahrbaren Schlitten angeordnet ist, und die Bohrstange am vorderen Ende der Lafette von einem konischen Führungs- und Auflagekopf geführt und gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Stichlochbohrmaschine konstruktiv derart weiter zu entwickeln, daß das Eintreiben einer Abstichstange in das Stichloch eines Hochofens ohne Bohrhammer, allenfalls unter kurzzeitigem Zuschalten des Bohrhammers möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Stichlochbohrmaschine gemäß Patentanspruch 1.

Die Unteransprüche sind auf zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.

Die erfindungsgemäße Stichlochbohrmaschine zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:

Die durch den Vorschub- und Rückzugantrieb des Bohrhammers beim Eintreiben und Herausziehen der Abstichstange in das bzw. aus dem Abstichloch eines Hochofens oder dgl. unmittelbar auf die Abstichstange wirkenden Antriebskräfte sind derart groß bemessen, daß kein Zuschalten oder lediglich ein kurzes Zuschalten des Bohrhammers erforderlich ist, wobei durch die auf der Lafette feststehend oder verschiebbar angeordneten Führungen der Abstichstange ein Ausknicken derselben unterbunden wird. Der als Gegenschlaghammer ausgebildete Bohrhammer kann über die an diesem angebrachte Kupplungsvorrichtung für die Abstichstange bei Bedarf sowohl beim Eintreiben als auch beim Herausziehen der Abstichstange in das bzw. aus dem Abstichloch auf einfache Weise dem als umlaufende Kette ausgeführten Vorschub- und Rückzugantrieb des Bohrhammers zugeschaltet werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen zweier Ausführungsformen einer Stichlochbohrmaschine erläutert, wobei bei den beiden dargestellten Ausführungen gleiche oder ähnliche Bauteile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Stichlochbohrmaschine mit der ofenfernen Endposition des an einer Lafette verfahrbaren Bohrhammers vor dem Eintreiben einer Abstichstange,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansicht mit der ofennahen Endposition des Bohrhammers nach dem vollständigen Eintreiben der Abstichstange,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Lafette nach Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Stichlochbohrmaschine mit der ofenfernen Endposition des Bohrhammers vor dem Eintreiben einer Abstichstange,

Fig. 5 jeweils hälftig eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Stichlochbohrmaschine nach Fig. 4 und einen Teilschnitt nach Linie V-V der Fig. 6 und

Fig. 6 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Lafette nach Linie VI-VI der Fig. 4 mit geschlossener und geöffneter Führung für die Abstichstange.

Die Stichlochbohrmaschine nach den Fig. 1 bis 3 weist eine Lafette 1 auf, die in bekannter Weise in den Pfeilrichtungen a, b mit Bezug auf das mit einer Verschlußmasse 3 abgedichtete Stichloch 4 eines Ofens 2 aus der Arbeitsposition in die Ruheposition und umgekehrt hoch- und wegschwenkbar ist. Auf der Lafette 1 ist ein vorzugsweise als Gegenschlaghammer ausgebildeter Bohrhammer 5 mittels eines Vorschub- und Rückzugantriebs, der als eine umlaufende, durch einen Hydraulikmotor 6 angetriebene Kette 7 ausgeführt ist, aus einer ofenfernen Endposition 5′ in eine ofennahe Endposition 5′′ und umgekehrt verfahrbar.

An der Antriebskette 7 für den Bohrhammer 5 ist ein Verbindungsstück 8 angebracht, an dem der Bohrhammer 5 mit seinem dem Ofen 2 zugewandten Ende und die Kupplungsvorrichtung 9 des Bohrhammers 5 zur Aufnahme einer Abstichstange 10 befestigt sind.

Das ofennahe Ende 11 der Lafette 1 ist mittels eines Halters 12 am Ofenpanzer 13 arretiert. Ferner ist am ofennahen Ende 11 der Lafette 1 eine Führung 14 für die Abstichstange 10 ortsfest angebracht. Die Führung 14 kann geöffnet werden, wenn nach dem Eintreiben der Abstichstange 10 in das Stichloch 4 des Ofens 2 die gesamte Stichlochbohrmaschine aus dem Ofenbereich mit der noch mit glühendem Eisen gefüllten Gießrinne möglichst schnell entfernt werden muß.

Auf der Lafette 1 sind weiterhin zwei in Bewegungsrichtung c, d der Abstichstange 10 verschiebbare Führungen 15, 16 angeordnet zur Sicherung der Stange gegen Ausknicken aufgrund der großen Vorschubkräfte beim Eintreiben in das Stichloch 4 durch die Antriebskette 7.

Die Führungen 15, 16 weisen eine an der Lafette 1 aufgehängte Gleitkulisse 17 mit einer nach unten offenen, durch einen Schwenkbügel 18 verschließbaren Aufnahmeöffnung 19 für die Abstichstange 10 auf.

Zu Beginn des Eintreibvorganges steht der Bohrhammer 5 in der ofenfernen Endposition 5′, und die beiden beabstandeten Führungen 15, 16 der Abstichstange 10 nehmen auf der Lafette 1 die ofenfernen Positionen 15′, 16′ zwischen dem in der Endposition 5′ stehenden Bohrhammer 5 und dem ofennahen Ende 11 der Lafette 1 ein. Die zum Eintreiben der Abstichstange 10 in das Stichloch 4 des Ofens 2 erforderliche, durch den Hydraulikmotor 6 erzeugte Vorschubkraft wird von der Antriebskette 7 unmittelbar auf die Kupplungsvorrichtung 9 am ofennahen Ende des Bohrhammers 5 und von dort auf die Abstichstange 10 übertragen. Bei Bedarf kann der Schlagmechanismus des Bohrhammers 5 zu jedem Zeitpunkt der Vorschubbewegung der Abstichstange 10 zur Unterstützung des Eintreibvorganges kurzzeitig zugeschaltet werden.

Bei dem Eintreibvorgang, bei dem sich die gefährdete Knicklänge der Abstichstange 10 zwischen der Kupplungsvorrichtung 9 des sich dem Ofen 2 nähernden Bohrhammers 5 und der ortsfesten Führung 14 am ofennahen Ende 11 der Lafette 1 kontinuierlich verkürzt, wird zunächst die Führung 15 von dem Bohrhammer 5 erfaßt, von diesem bis zur zweiten Führung 16 vorgeschoben, und dann werden die beiden Führungen 15, 16 in ihre durch die vordere Endposition 5′′ des Bohrhammers 5 bestimmten ofennahen Endpositionen 15′′, 16′′ bewegt.

Die zum Herausziehen der Abstichstange 10 aus dem Stichloch 4 des Ofens 2 benötigte Rückzugkraft wird von dem Hydraulikmotor 6 aufgebracht und über die Antriebskette 7 und die Kupplungsvorrichtung 9 auf die Abstichstange 10 übertragen, wobei jederzeit während des Herausziehens der Abstichstange 10 der Schlagmechanismus des Bohrhammers 5 zuschaltbar ist.

Beim Herausziehen der Abstichstange 10 aus dem Stichloch 4 in Pfeilrichtung d werden die Führungen 15, 16 nacheinander von wechselseitig und im Abstand an der Antriebskette 7 befestigten Mitnehmern 20, 21 erfaßt, die an entsprechenden Anschlägen 22, 23 der Führungen 15, 16 angreifen, und die Führungen werden durch die Mitnehmer 20, 21 der Antriebskette 7 aus den ofennahen Positionen 15′′, 16′′ in die ofenfernen Positionen 15′, 16′ auf der Lafette 1 zurückbewegt.

Die Stichlochbohrmaschine nach den Fig. 4 bis 6 ist im Unterschied zu der vorbeschriebenen Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 mit einer ortsfesten Führung 24 ausgestattet.

Die ortsfeste Führung 24 weist zwei auf beiden Seiten der Bewegungsbahn der Abstichstange 10 gegenüberliegend angeordnete, um eine zur Lafettenlängsachse im wesentlichen senkrechte Achse 25-25 in die und aus der Bewegungsbahn der Abstichstange ein- und ausschwenkbare Tragarme 26 auf, die mit einer Aufnahmemulde 27 für die Abstichstange 10 versehen und durch eine Rückstellfeder 28 in Einschwenkrichtung beaufschlagt sind. Die als Winkelarme ausgebildeten Tragarme 26 sind in einer auf der Lafette 1 befestigten Traverse 29 schwenkbar gelagert. Bei eingeschwenkten Tragarmen 26 bilden die Aufnahmemulden 27 eine nahezu geschlossene zylindrische Führung für die Abstichstange 10.

Die Schwenkbewegung der Tragarme 26 wird durch zwei am Bohrhammer 5 befestigte Schaltlineale 30 gesteuert, die mit Führungsrollen 31 an den Tragarmen 26 zusammenwirken.

Beim Eintreiben der Abstichstange 10 in das Stichloch 4 des Ofens 2 werden die Tragarme 26 der ortsfesten Führung 24, die ungefähr in Höhe des halben Vorschubweges der Abstichstange 10 an der Lafette 1 befestigt ist, durch die Schaltlineale 30, die an dem aus der ofenfernen Endposition 5′ in die ofennahe Endposition 5′′ vorfahrenden Bohrhammer 5 befestigt sind, rechtzeitig so weit ausgeschwenkt, daß der Bohrhammer 5 die Führung 24 ungehindert passieren kann. Die Schaltlineale 30 sind derart lang bemessen, daß die Führungsrollen 31 der beiden Tragarme 26 auch in der ofennahen Endposition 5′′ des Bohrhammers 5 an den Schaltlinealen 30 anliegen.

In Abänderung der letztbeschriebenen Ausführungsform einer Stichlochbohrmaschine können die Tragarme durch einen pneumatischen oder hydraulischen Antriebszylinder geschwenkt werden, wobei der Befehl für die Schwenkbewegung durch den sich in Richtung Ofen bewegenden Bohrhammer mittels eines Endschalters gegeben wird. Die Steuerung erfolgt mittels Elektromagnetventil und erlaubt das Öffnen der Führung unabhängig von der Stellung des Bohrhammers, um das Einlegen und Entfernen der Abstichstange zu erleichtern.

Des weiteren kann die ortsfeste Abstützvorrichtung mit einem Pneumatikzylinder ausgerüstet werden, der zum unabhängigen Öffnen der Abstützvorrichtung entweder gegen die Rückstellfedern arbeitet oder bei entsprechender Steuerung die Rückhaltefedern ersetzt. Diese Lösung hat den Vorteil, daß trotz Steuerungsmöglichkeit von außen keine empfindlichen Bauteile wie Endschalter und Kabel auf der Lafette erforderlich sind.

Claims (6)

1. Stichlochbohrmaschine für metallurgische Behälter, insbesondere Hochöfen, mit einer aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung und umgekehrt schwenkbaren Lafette, sowie einem an dieser motorisch verfahrbaren, vorzugsweise als Gegenschlaghammer ausgebildeten Bohr- und Schlaghammer zum Eintreiben und Herausziehen einer am ofenseitigen Ende der Lafette geführten Bohr-, Schlag- oder Abstichstange in bzw. aus dem mit einer Verschlußmasse gefüllten Abstichloch des Behälters, gekennzeichnet durch eine oder mehrere auf der Lafette (1) entlang der Bewegungsbahn der Bohr-, Schlag- oder Abstichstange (10) angeordnete Führungen (15, 16, 24) zur Sicherung der Stange (10) gegen Ausknicken aufgrund großer Vorschubkräfte beim Eintreiben durch den Vorschubantrieb (6, 7).

2. Stichlochbohrmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in Bewegungsrichtung (c, d) der Abstichstange (10) auf der Lafette (1) verschiebbare Führungen (15, 16).

3. Stichlochbohrmaschine nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Verschiebung der Führungen (15, 16) in Richtung Ofen (2) durch den Bohrhammer (5) beim Eintreiben der Abstichstange (10) in das Stichloch (4) und in Gegenrichtung beim Herausziehen der Stange (10) aus dem Stichloch (4) durch Mitnehmer (20, 21) an dem als umlaufende Kette (7) ausgebildeten Vorschub- und Rückzugantrieb des Bohrhammers (5).

4. Stichlochbohrmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein an der Antriebskette (7) angebrachtes Verbindungsstück (8), an dem der Bohrhammer (5) mit seinem dem Ofen (2) zugewandten Ende und die Kupplungsvorrichtung (9) für die Abstichstange (10) befestigt sind.

5. Stichlochbohrmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine in Bewegungsrichtung (c, d) der Abstichstange (10) feststehend an der Lafette (1) angeordnete, in die und aus der Bewegungsbahn der Abstichstange (10) ein- und ausfahrbare oder schwenkbare Führung (24).

6. Stichlochbohrmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Führung (24) zwei auf beiden Seiten der Bewegungsbahn der Abstichstange (10) gegenüberliegend angeordnete, in die und aus der Bewegungsbahn der Abstichstange (10) ein- und ausschwenkbare, durch eine Rückstellfeder (28) in Einschwenkrichtung beaufschlagte Tragarme (26) mit einer Aufnahmemulde (27) für die Abstichstange (10) aufweist, wobei bei eingeschwenkten Tragarmen (26) die Aufnahmemulden (27) eine nahezu geschlossene zylindrische Führung für die Abstichstange (10) bilden, daß die Tragarme (26) um eine zur Lafettenlängsachse im wesentlichen senkrechte Achse (25-25) ein- und ausschwenkbar gelagert sind und daß die Schwenkbewegung der Tragarme (26) durch zwei am Bohrhammer (5) befestigte, mit Führungsrollen (31) an den Tragarmen (26) zusammenwirkende Schaltlineale (30) gesteuert wird.