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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zufuhr- und Austauschvorrichtung für
ein Tauchrohr für einen Sammelbehälter für Metallabstich aus dem Boden,
bei der eine bewegliche Verschlußplatte und/oder ein auf einer beweglichen
Platte angebrachtes Austauschtauchrohr mit einem gemeinsamen, quer
verlaufenden Rand neben einer beweglichen Platte angeordnet ist, die ein
auszutauschendes Rohr trägt, oder an einer von der Austrittsöffnung zu
entfernenden Verschlußplatte, wobei die bewegliche Austauschplatte und die
auszutauschende Platte auf Führungen gleitend angeordnet sind, die
geeignet sind, einen Druck nach oben zu übertragen und die Verschiebung
der Platten und der Tauchrohre unter Wirkung eines Pneumatikzylinders in
einer zur Achse der Austrittsöffnung senkrechten Richtung parallel zu sich
aus einer Füllstellung in eine Betriebsstellung in der Achse der
Austrittsöffnung des Sammelbehälters und aus der Betriebsstellung in eine
Entnahmestellung zu führen, derart, daß der Austausch des Rohres ohne
Anheben des Sammelbehälters ermöglicht wird.
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Sie wird hauptsächlich in der Eisenindustrie bei Stranggußanlagen zum
Einsetzen austauschbarer Tauchrohre in der Achse der Austrittsöffnung
eines metallurgischen Behälters und unter diesem angewendet.
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Tauchrohre, die zur Leitung geschmolzenen Metalles in eine Form oder den
Einguß eines Kristallisators dienen. sind stark beanspruchte Verschleißteile.
Sie sind es in einem derartigen Maß, daß ihre Lebensdauer die Gießzeit
begrenzt.
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Aus der Schrift EP-A-0192019 ist eine Zufuhr- und Austauschvorrichtung für
ein Tauchrohr mit angebrachter, beweglicher Platte für einen Behälter mit
Bodenentleerung für Eisenindustrie oder Metallurgie, der vom Boden aus
mittels eines Stopfers oder eines Gleitverschlusses verschließbar ist,
bekannt.
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Die Zufuhr- und Austauschvorrichtung enthält eine bewegliche feuerfeste
Platte, die in der Lage ist, unter der Wirkung eines Zylinders aus einer
Füllstellung in eine Betriebsstellung oder eine Verschlußstellung in der
Achse der Austrittsöffnung an einer oberen Bezugsplatte entlang zu gleiten.
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Führungsschienen drücken die bewegliche Platte mit abdichtender
Berührung gegen die obere Bezugsplatte unter der Wirkung eines Druckes nach
oben, der durch ein erstes Ende von Hebeln übertragen wird, auf die am
gegenüberliegenden Ende zylindrische Schraubenfedern nach unten
einwirken, die sich am Rahmen der Zufuhr- und Austauschvorrichtung abstützen.
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Die Führungsschienen sind zueinander parallel und bilden eine gegen die
Bezugsebene in einem Winkel von 5 bis 10º leicht geneigte Ebene. Eine
derartige Vorrichtung erlaubt den bequemen Austausch eines Tauchrohres
mit feuerfester, beweglicher Platte ohne Anheben des Behälters.
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Ein doppelter pneumatischer Zylinder sorgt für die lineare Verschiebung der
beweglichen Platte, die das Tauchrohr trägt. Das Austauschrohr wird durch
Kippen um eine im wesentlichen horizontale Achse in die Form oder den
Einguß des Kristallisators eingeführt, um den Austausch des Tauchrohres zu
erlauben, ohne daß der Behälter angehoben werden muß.
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In dieser bekannten Vorrichtung bildet die bewegliche Platte, die dazu
bestimmt ist, entsprechend einer geraden Bahn an der oberen Bezugsplatte
entlangzugleiten, relativ zu dieser eine geneigte Fläche, deren Neigung
durch die der Bahn der Führungsschienen bestimmt ist.
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Die Neigung der Führungsschienen relativ zur Bezugsebene der oberen
Platte ermöglicht ein zunehmendes Andrücken der am Tauchrohr angebrachten
beweglichen Platte. wenn dieses in die Fluchtlinie der Austrittsöffnung
gebracht wird, hat aber den Nachteil, die Verbindung der beiden Platten in
der Nähe der Austrittsöffnung undicht zu machen. Die Parallelität der
Bodenplatte und der das Tauchrohr tragenden beweglichen Platte ist nämlich beim
Eintritt der beweglichen Platte in den Dichtungsbereich, der die
Austrittsöffnung umgibt, nicht vollkommen. Flüssiges Metall kann zwischen die obere
Bezugsplatte und die bewegliche Platte dringen. Beim Aushärten bildet das
eingedrungene Metall eine Kruste, die die Ebenheit der Berührungsflächen
beeinträchtigt und Festklemmen der beweglichen Platte verursachen und
eine Ursache für Undichtigkeit einer Berührungszone der beiden Platten in
unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnung sein kann
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Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, diesem Nachteil Abhilfe zu schaffen
und schlägt zu diesem Zweck eine Vorrichtung vor, die es erlaubt, die
Parallelität der beweglichen Ersatzplatte zur oberen Bezugsplatte
sicherzustellen, sobald die Austrittsöffnung durch die genannte bewegliche
Platte abgedeckt wird, die durch einen Pneumatikzylinder in unmittelbare
Nähe der Austrittsöffnung gebracht wird.
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Die Zufuhr- und Austauschvorrichtung für ein Tauchrohr ist vom im ersten
Absatz der vorliegenden Schrift beschriebenen Typ. Diese Vorrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel aufweist, um der beweglichen Platte
eine Kippbewegung um eine waagerechte vordere Kante der in den der
Austrittsöffnung benachbarten Bereich gebrachten beweglichen Platte zu
verleihen, derart, daß sich die bewegliche Platte genau parallel zur
Unterseite der oberen Platte befindet. Diese Kippbewegung ermöglicht eine
abdichtende Berührung zwischen der beweglichen Platte und der oberen
Platte und verhindert jegliches Austreten flüssigen Metalls beim Austausch
des Tauchrohres oder beim Verschließen der Austrittsöffnung durch eine
bewegliche Verschlußplatte.
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Entsprechend einem Merkmal der Erfindung bestehen die Mittel, die dazu
dienen, der beweglichen Platte eine Kippbewegung zu verleihen, aus einem
Hebel, der auf einen hinteren, der vorderen Kante, die im die
Austrittsöffnung der Bezugsplatte umgebenden Dichtungsbereich liegt,
gegenüberliegenden Teil der beweglichen Platte einwirkt.
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In einer ersten besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Hebel ein
Teil der Führungsschiene, der am von der Austrittsöffnung entfernten Ende
an einem Kipper befestigt ist, der einen um eine horizontale Welle gelenkig
angebrachten Zapfen aufweist, gegen den ein durch eine zylindrische
Schraubenfeder zurückgedrückter Kolben drückt, sobald dieser durch einen
doppelten Pneumatikzylinder freigesetzt wird, der dazu dient, eine
bewegliche Platte entlang den Führungsschienen gleiten zu lassen.
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In einer zweiten besonderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt der
Kipper einen ersten Arm, der in einer senkrechten Richtung auf der Oberfläche
eines zylindrischen Ringes befestigt ist, der auf einer horizontalen Welle
angebracht ist, um die eine Torsionsfeder aufgerollt ist, die mit einem ersten
Ende im Ring befestigt ist und mit dem anderen Ende in einem
feststehenden Rahmen der Zufuhrvorrichtung, wobei der Ring gegen die Feder unter
der Schubwirkung um die Welle winkelverschoben wird, die der doppelte
Zylinder auf einen anderen Arm ausübt, der sich in einer Radialebene des
zylindrischen Ringes senkrecht zum ersten Arm erstreckt.
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Diese Merkmale und Details der Erfindung, sowie weitere, werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung hervorgehen, die auf die beigefügten
Zeichungen bezugnimmt. Diese Zeichnungen stellen zwei Ausführungsformen
der Erfindung als erläuternde und nichteinschränkende Beispiele dar.
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Es zeigen:
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- Fig. 1 einen Aufriß einer erfindungsgemäßen Zufuhr- und
Austauschvorrichtung für ein Tauchrohr, das unter einem Gießbehälter angeordnet ist,
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- Fig. 2 einen seitlichen Aufriß in größerem Maßstab der in Fig. 1
dargestellten Zufuhr- und Austauschvorrichtung, der eine Führungsschiene
in Füllstellung darstellt.
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- Fig. 3 einen dem der Fig. 2 ähnlichen seitlichen Aufriß der eine
Führungsschiene in angehobener Stellung darstellt,
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- Fig. 4 eine Unteransicht der in Fig. 3 gezeigten Zufuhrvorrichtung,
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- Fig. 5 eine perspektivische Teilausbruchansicht der in Fig. 2 gezeigten
Zufuhr- und Austauschvorrichtung, die mit einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kippers ausgestattet ist, der in der niedrigen
Wartestellung dargestellt ist,
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- Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
wobei der Kipper die Führungsschiene in die hohe Stellung bewegt hat,
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- Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer zweiten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kippers,
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- Fig. 8 eine perspektivische Teilausbruchansicht des in Fig. 5 gezeigten
Kippers, der eine niedrige Stellung einnimmt, und
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- Fig. 9 eine der Fig. 6 ähnliche perspektivische Ansicht, die den Kipper in
der höheren Stellung zeigt.
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In diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen identische oder
analoge Teile.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zufuhr- und Austauschvorrichtung für ein
Tauchrohr, die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, und an
einem Gießbehälter 5 nahe der Austrittsöffnung 7 angebracht ist.
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Der Behälter kann gegebenenfalls bereits mit einer
Gleitverschlußvorrichtung ausgestattet sein. Im allgemeinen ist der Verschluß einfach ein Stopfer
(nicht dargestellt). Die Vorrichtung 1 dient dazu, die Zufuhr eines an einer
beweglichen Platte 3 angebrachten Ersatztauchrohres 2, in der Füllstellung
14, zu ermöglichen und den Austausch eines an einer beweglichen Platte 3'
angebrachten, abgenutzten Rohres 2', in der Betriebsstellung 14'. (Fig. 2)
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Die jeweils an einer beweglichen Platte 3, 3' angebrachten Tauchrohre 2, 2'
gleiten an einer unter dem Gießbehälter 5 an ein inneres Gießrohr 39, das
durch einen Pfannenboden-Lochstein 18 gehalten wird, angesetzten oberen
Bezugsplatte 6 entlang. Die Abdichtung zwischen dem inneren Gießrohr 39
und der Bezugsplatte wird durch einen Dichtungsrand 19 sichergestellt.
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Die obere Bezugsplatte 6 besteht gegebenenfalls aus mehreren
unabhängigen feuerfesten Teilen. Das die Austrittsöffnung umgebende feuerfeste Teil
ist gegebenenfalls auf einer Unterseite um die Austrittsöffnung 27 herum mit
einer Rille 40 versehen, die mit einer Versorgungsleitung 41 für Argon
verbunden ist.
Zwei Führungsschienen 9 weisen eine relativ zur Bezugsplatte 6 geneigte
Bahn auf.
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Auf an sich bekannte Weise, wie sie in der Schrift EP-A-0192019
beschrieben wird, sind die Führungsschienen 9 in zwei feststehende
Schienenabschnitte 9', die mit einem Rahmen fest verbunden sind, der dazu bestimmt
ist, in der Nähe der Austrittsöffnung 7 unter dem Gießbehälter 5 angebracht
zu werden, und drei bewegliche Schienenabschnitte 9" aufgeteilt, die
zwischen den beiden entsprechenden feststehenden Schienenabschnitten in
ihrer gegenseitigen Verlängerung angeordnet sind.
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Die beweglichen Führungsschienenabschnitte 9" sind jeweils am Ende eines
um eine Achse AA' kippenden Hebels angebracht. Jeder Hebel steht an
seinem entgegengesetzten Ende unter der Wirkung einer Feder 10, die
dadurch, daß sie dieses entgegengesetzte Ende nach unten drückt, die
beweglichen Schienenabschnitte nach oben andrückt.
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Die von den beweglichen Führungsschienen 9" auf jede der beweglichen
Platten, die mit einem sich entlang den feststehenden Führungsschienen 9'
und den beweglichen 9" verschiebenden Tauchrohr 2 verbunden sind,
ausgeübte Kraft wächst in dem Maße, in dem sich die genannten Platten der
Austrittsöffnung 7 nähern.
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Die Neigung der Führungsschienen 9 bewirkt, daß die bewegliche Platte 3
eines Tauchrohres 2 zunehmend an die obere Bezugsplatte 6 geklemmt wird,
wenn irgendeines der Tauchrohre 2, 2' sich nahe der Austrittsöffnung 7
befindet. Diese Klemmung verringert sich, wenn sich die bewegliche Platte
davon entfernt, was eine bequeme Entnahme der Platte in der
Entnahmestellung 17 auf der anderen Seite der Austrittsöffnung 7 erlaubt.
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Bei Eintritt der beweglichen Platte 3 in den Dichtungsbereich, der die
Austrittsöffnung 7 umgibt, ruht die bewegliche Platte 3 auf den
Führungsschienen 9 und weist relativ zur oberen Bezugsplatte 6 eine relativ geringe
Neigung auf, die jedoch ausreicht, um das Eindringen flüssigen Metalles
zwischen der oberen Bezugsplatte 6 und der beweglichen Platte 3 zu
verursachen.
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Obwohl die bewegliche Platte 3 unter der Schubwirkung der Hebel 12, 12',
die jeweils unter der Wirkung der Federn 10, 10' nach oben gegen die obere
Bezugsebene 6 gedrückt wird, die in ausreichendem Abstand von der
Austrittsöffnung 7 angebracht sind, um sie vor der intensiven Hitze des
geschmolzenen Metalls zu schützen, stellt die bewegliche Platte 3 keine
vollkommene Abdichtung sicher, solange ihre Parallelität zur oberen
Bezugsplatte 6 nicht sichergestellt ist.
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Erst am Ende des Vorganges der Zufuhr und des Einsetzens des
Tauchrohres 2 ist die Parallelität der Platten vollkommen und die von den
Führungsschienen 9 auf die bewegliche Platte, die am sich entlang diesen
Schienen 9 bewegenden Tauchrohr 2' angebracht ist, ausgeübte Kraft
ausreichend, da sie in dem Maße wächst, wie sich die beweglichen Platten
der Austrittsöffnung 7 nähern. Diese Schubwirkung nach oben drückt die
beweglichen Platten 3 und 3' des abgenutzten Tauchrohres 2' und des
Ersatzrohres 2 erst in dem Augenblick auf dichte Weise gegen die Gleitebene der
Bezugsplatte 6, in dem sich die in der beweglichen Platte 3' angeordnete
Öffnung in der Achse LL' der Austrittsöffnung 7 befindet (Fig. 3).
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Wie in Fig. 4 dargestellt, sorgt eine einziehbare Schubstange 15 für die
lineare Verschiebung der beweglichen Platten 3, 3', die durch ein Paar
Pneumatikzylinder 16, 16' betatigt wird, die parallel angeordnet sind, um die
erforderliche Kraft zu liefern, um ein schnelles Einsetzen des Tauchrohres 2
unter bester Ausnutzung des geringen an Höhe zur Verfügung stehenden
Platzes zu ermöglichen. Die Stangen 11 und 11' der Zylinder 16 und 16' sind
untereinander durch einen beweglichen Rahmen 13 verbunden, der die
einziehbare Schubstange 15 trägt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zum Ziel, die Parallelität der
beweglichen Platte 3 zur oberen Bezugsplatte 6 vom Beginn des Vorganges
der Zufuhr und des Einsetzens des Ersatztauchrohres 2 an sicherzustellen.
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Zu diesem Zweck enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Kipper 20.
Der Kipper 20 umfaßt einen Rahmen 21, der am Rahmen 4 der Zufuhr- und
Einsetzvorrichtung für Tauchrohre in der Verlängerung eines der
Schubzylinder 16, 16' befestigt ist, vorzugsweise des Zylinders 16', der den
Führungsschienen 9 der Zufuhrvorrichtung am nächsten ist.
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Der Rahmen 21 enthält ein zylindrisches Gehäuse 22, in dem eine
zylindrische Schraubenfeder 23 angeordnet ist, die unter der Wirkung des
Kopfes eines Kolbens 24 zusammengedrückt wird, der der Schubwirkung des
beweglichen Rahmens 13 unterliegt, der die Stangen des doppelten
Pneumatikzylinders 16, 16' verbindet, der dazu dient, eine bewegliche Platte
3 an den Führungsschienen entlang aus der Füllstellung 14 in die
Betriebsstellung 14' zu schieben.
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Vor dem Einbringen eines neuen Tauchrohres 2 in die Zufuhr- und
Einsetzvorrichtung verschiebt der in die ausgezogene Stellung gebrachte
doppelte Schubzylinder 16, 16' den beweglichen Rahmen 13, der sich an den
Kopf des Kolbens 24 des Kippers 20 anlegt. Der Kopf des Kolbens 24 des
Kippers 20 drückt die zylindrische Schraubenfeder 23 im Gehäuse 22
zusammen und ermöglicht einem an einen abgewinkelten Hebel 26
gekoppelten Zapfen 38, um eine horizontale Achse HH' zu kippen und den Hebel 26 in
eine Füllstellung in der Verlängerung der geringfügigen Neigung der
Führungsschienen 9 abzusenken. Der einziehbare Schubarm 15 wird eingezogen
und ein neues Tauchrohr 2 auf die Führungsschienen 9 gesetzt (Fig. 5). Das
neue Tauchrohr wird anschließend in die Füllstellung 14 gebracht und der
einziehbare Schubarm 15 aus dem beweglichen Rahmen 13 ausgefahren.
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Beim Transport des Rohres aus der Füllstellung 14 in die Betriebsstellung
14' auf der Achse der Austrittsöffnung 7 unter der Wirkung des
Doppelzylinders 16, 16' entfernt sich der bewegliche Rahmen 13 vom Kipper 20 und
setzt die Stange des Kolbens 24 des Kippers 20 frei. Die Stange des
Kolbens 24 wird durch die zylindrische Schraubenfeder 23 gegen eine
Anschlagschraube 36 des Hebels 26 gedrückt, der um den Bruchteil einer
Umdrehung um die horizontale Welle HH' des Kippers 20 derart kippt, daß
der abgewinkelte Hebel 26 angehoben wird. (Fig. 6)
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Die Anhebung des abgewinkelten Hebels 26 verleiht der beweglichen Platte
eine Kippbewegung um eine waagerechte Vorderkante der beweglichen
Platte, die in den Dichtungsbereich, der die Austrittsöffnung 27 umgibt, gebracht
worden ist. Diese Kippbewegung bringt die bewegliche Platte 3 in eine
genau parallele Stellung zur Unterseite der oberen Bezugsplatte 6. (Fig. 6)
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Die Vorrichtung bringt die bewegliche Platte 3 in die Horizontale, indem sie
den am weitesten von der Austrittsöffnung 27 entfernten Teil der
beweglichen Platte unmittelbar nach Einnahme der Füllstellung 14 durch das
an der beweglichen Platte angebrachte Tauchrohr 2 anhebt, bevor oder
während die bewegliche Platte 3 in eine Betriebsstellung 14' auf der
Gießachse LL' der Austrittsöffnung 7 gleitet.
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Die Kippbewegung hat den Vorteil, beim Rohraustausch zu ermöglichen, die
bewegliche Platte 3 während der Verschiebung durch die Pneumatikzylinder
16, 16' auf abdichtende Weise gegen die obere Bezugsplatte 6 zu drücken.
Sie ermöglicht, jegliches Austreten flüssigen Metalls zwischen der
beweglichen Platte 3 und der oberen Bezugsplatte 6 am Anfang des Vorganges des
Rohraustausches zu verhindern.
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Eine zweite Ausführungsform der Zufuhr- und Einsetzvorrichtung für ein
Tauchrohr 2 ist in Fig. 7 dargestellt. Sie enthält einen Kipper 20, der zwei
Arme 30 und 31 aufweist: Der erste Arm 30 ist ein Hebel, der sich in einer
zur Oberfläche eines zylindrischen Ringes 32 senkrechten Richtung erstreckt
und der zweite Arm 31 ist ein Anhängsel, das sich in einer zur Oberfläche
des Ringes 32 tangentialen Richtung erstreckt d,h. in einer Radialebene des
Ringes 32 und senkrecht zum Hebel 30. Das zylindrische Gehäuse 32 enthält
eine Torsionsfeder 33, deren Enden am Ring 32 und am Rahmen 4 der
Zufuhrvorrichtung befestigt sind.
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Der bewegliche Rahmen 13 des doppelten Pneumatikzylinders 16, 16' drückt
den ersten Arm 30 gegen die Torsionsfeder 33 nach unten und bewegt durch
Kippen um die Welle 34 in Richtung des Pfeiles X einen Hebel 26 nach unten
in eine Stellung, die für das Einbringen eines neuen Tauchrohres 2 bequem
ist. Der Hebel 26 ist mit einer Schraube 35 auf der Welle 34 festgeklemmt.
(Fig. 8)
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Beim Transport des neuen Tauchrohres 2 durch lineare Verschiebung in den
und im die Austrittsöffnung 27 der Bezugsplatte 6 umgebenden
Dichtungsbereich entfernt sich der bewegliche Rahmen 13 des doppelten Zylinders 16,
16' vom Ring 32 und setzt den ersten Arm 30 frei, der unter der Wirkung der
Torsionsfeder gleichzeitig mit dem zweiten Arm 31 und dem Hebel 26 in
Richtung des Pfeiles Y kippt. Die Kippbewegung des zweiten Armes 31 wird
durch die Anschlagfeder 36 begrenzt (Fig. 9). Beim Kippen bewegt der Hebel
6 einen hinteren Teil der beweglichen Platte 3 der der Vorderkante
gegenüberliegt, die sich bereits im die Austrittsöffnung 27 umgebenden
Dichtungsbereich befindet, nach oben. Diese Kippbewegung der beweglichen
Platte 3 um ihre waagerechte Vorderkante bringt die Platte 3 in eine genau
parallele Stellung zur oberen Bezugsplatte 6 und verbessert die Abdichtung
zwischen den sich berührenden Teilen der Oberflächen der beiden
genannten Platten.