DE7121604U - Wechselvorrichtung für Windformen und Kühlringe von Schachtöfen - Google Patents

Description

Dip!,-Ing. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen

Patentun walte · «αααο Düsseldorf · Cecilienallee 76 . Telefon 4337 as

2. Juni 1971 Unsere Akte: 26 629 III/Kae/Fu.

August Thyssen-Hütte Aktiengesellschaft, 4100 Duisburg-Hamborn, Kaiser-Wilhelm-Straße 100

"Wechselvorrichtung für Windformen und Kühlringe von

Schachtofen"

Die Erfindung betrifft eine Wechselvorrichtung für Windformen und Kühlringe von Schachtofen, insbesondere Hochöfen.

Durch Windformen wird den verschiedensten Schachtofen aus einer Ringleitung, die über Düsenstöcke mit den Windformen verbunden ist, Heißwind zugeführt. Die Windformen sind wassergekühlt, um der auftretenden Wärmebelastung zu begegnen. Zwischen den Windformen und dem Ofenpanzer sind Kühlringe angeordnet, die zugleich die Aufgabe haben, das & Ofenmauerwerk zu kühlen.

Trotz der Wasserkühlung läßt sich ein Verschleiß der Windformen und Kühlringe nicht verhindern, daher müssen sie in bestimmten Abständen ausgewechselt werden. Das Herausziehen beim Auswechseln der Kühlringe und Windformen kann mittels einer bekannten Vorrichtung erfolgen, aie den aus dem allgemeinen Maschinenbau bekannten Ausziehvorrichtungen im Prinzip gleich und demzufolge beim Einbau nur eine geringe Hilfe ist, d.h. die beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1 244 214 dargestellte Vorrichtung zum Auswechseln von Windformen überläßt nach dem Einsetzen der Windxormen in die Ofenwandung die eigent-

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liehe Arbeit des Befestigens den Bedienungsleuten*

De. Sich die 1?θΚ?.Πϋΐβτΐ Wec-lnselvnTTi r.htungen nich"b bewährt haben, erfolgt auch heute noch der Formenwechsel von Hand mit einem sogenannten Formhaken. Dabei wird hinter radial nach innen vorstehende Nasen der Windform eine Brücke eingelegt und die Windform von Hand losgeschlagen. Das Einsetzen der Windformen erfolgt ebenfalls mit dem Formhaken, gewährleistet aber keinen exakten Sitz.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Auswechseln, insbesondere den Einbau der Windformen und Kühlringe zu erleichtern« Nach der Erfindung wird das durch eine beim Einbau der Windformen und Kühlringe zumindest kraftschlüssige Verbindung mittels Zug= und Druckankern zwischen dem Ofenmantel und der Wechselvorrichtung sowie ein mehrteiliges Ein- und Ausbauwerkzeug zum Einspannen der Windformen und Kühlringe erreicht. Die erfindungsgemäße Verbindung »Brmöglicht mittels der Wechselvorrichtung einen Druck auf die Windformen und Kühlringe, der die Windformen und Kühlringe vorteilhafterweise fest in die Ofenwandung drückt. Damit wird nicht nur die Tätigkeit der Bedienungsleute erleichtert und beim Einbau Zeit eingespart, sondern erfolgt der Einbau auch wesentlich genauer als in herkömmlicher Weise.

Die Zug- und Druckanker sind einfache, leicht zu handhabende und gegen den rauhen Hüttenbetrieb unempfindliche Bauteile, die z.B. gelenkig und darüber hinaus lösbar mit dem Ofenmantel verbunden sind. Durch die gelenkige Verbindung der Zug- und Druckanker mit dem Ofenmantel ist beim Einführen der Windformen und Kühlringe in den Ofenmantel von 'Seiten der Anker eine größtmögliche Bewegungsfreiheit gegeben, die noch durch Lösen der Anker von dem Ofenaantel vervollständigt werden kann. Anderer-

seits trägt die lösbare Verbindung der Zug- und Druckanker mit dem Ofenmantel zur Verringerung des baulichen

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Windformen und Kühlringe beim Einbau fest in der Wechselvorrichtung gehalten, wobei sie zweckmäßigerweise eine ihrer Betriebsstellung gleiche Stellung einnehmen und sich mit-

_ hin leicht und nach einem Ausrichten ohne die Gefahr eines

Anstoßens oder Verkantens einführen lassen. Im einzelnen wird das Einspannen mit Hilfe eines Greifers, mehrerer Spannstützen und Nocken an der Innenseite der Windformen und Kühlringe erreicht. Der Greifer faßt hinter die Nocken, während die Spannstützen der zugehörigen Windform- oder ■ Kühlringstirnfläche als Gegenhalter gegenüberliegen; d.h.

das Einspannen der Windformen oder Kühlringe erfolgt zwischen dem jeweiligen Greifer ur-d der Spannstütze am

hinteren Ende.

Vorteilhafterweise können auch solche Windformen mjt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewechselt werden, aus denen Wasser ausgelaufen ist, das zu einer Explosion bzw. einer Zerstörung geführt hat, derzufolge nicht mehr in herkömmlicher Weise ein Formhaken in die Windform eingeführt werden kann, so daß beschädigte Windformen bisher ohne Wechselvorrichtung in mehr oder weniger mühevoller Arbeit von Hand ausgebaut werden mußten. Desgleichen können auch solche Windformen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewechselt werden, die beispielsweise nach einem plötzlichen Abfall des Heißwinddruckes voll Schlacke oder flüssiges Roheisen gelaufen sind und deshalb bisher von Hand ausgebaut werden mußten. In Anbetracht der bis zu 40 Windformen an zeitgemäßen Hochöfen und der sich daraus ergebenden Häufig-

keit des Formenwechsels ist die erfindungsgemäße Wechselvorrichtung von besonderem Vorteil.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird den unterschiedlichen Abmessungen der Windformen und Kühlringe beim Ein- und Ausbau dadurch Rechnung getragen, daß der Greifer und die Spannstützen auswechselbar sind. Als Antrieb für den Greifer dient ein doppeltwirkender .Kraftkolben, mit dem der zum Ein- und Ausbau erforderliche Druck und Hub leicht erzeugt werden kann. Die Greifer sind außerdem in einer Traverse geführt, die zugleich die Spannstützen trägt bzw. das Widerlager für die Spannstützen bildet. In dieser Funktion stützt sich die Traverse beim Ausbau der Windformen und Kühlringe nittelbar oder unmittelbar am Ofenmantel ab und ist beim Einbau über die Zug- und Druckanker an dem Ofenmantel befestigt. Die mittelbare Abstützung über die Ausbaustützen hat in diesem Zusammenhang den Vorteil der besseren Zugänglichkeit der Windformen beim Ausbau,

Im übrigen ist die Wechselvorrichtung in an sich bekannter Weise verfahrbar ausgebildet und wird die Traverse zum Ein- und Ausbauen gemeinsam mit dem den Greifer bewegenden Kraftkolben durch Höhenverstellung und entsprechendes Verfahren auf die jeweilige öffnung in dem Ofenmantel ausgerichtet. Zum Höhenverstellen ist die Traverse zur Vertikalen geneigt verschiebbar in der Wechselvorrichtung angeordnet. Als Bewegangsantrieb für die Traverse dient gleichfalls ein Kraftkolben, der ein stufenloses Verstellen erlaubt.

Die Wechselvorrichtung wird auf drei Rädern verfahren, von denen zwei eine gemeinsame oder miteinander fluchtende Achsen aufweisen, und das dritte an dem dem Greifer

abgewandten Ende der Wechselvorrichtung zugleich um eine vertikale Achse drehbeweglich angeordnet ist. Das gibt der Wechselvorrichtung eine große Beweglichkeit, die trotz der bis zu 6 betragenden Anzahl der Abstichlöcher und der dadurch und durch verschiedene andere Vorrichtungen bedingten Enge auf der Ofenbühne an den sich im Ofenmantel befindenden Öffnungen für die Windformen und die Kühlringe ein genaues Verfahren auf der Ofenbühne zum Ausrichten auf die Öffnungen leicht macht.

In der Zeichnung .ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig, 1 eine erfindungsgemäße Wechselvorrichtung beim Ausbau einer Windform aus einem Hochofen in Seitenansicht;

Fig. 2 die Wechselvorrichtung nach Fig. 1 in dem gleichen Betriebszustand in Draufsicht;

Fig. 3 die Wechselvorrichtung nach Fig. 1 beim Einbau einer Windform in Draufsicht;

Fig. 4 die Wechselvorrichtung nach Fig. 1 beim Ausbau eines Kühlringes in Draufsicht;

Fig. 5 die Wechselvorrichtung nach Fig. 1 beim Einbau eines Kühlringes in Draufsicht,

Auf der Ofenbühne 1 eines Hochofens 2 befindet sich eine Wechselvorrichtung. Zu der Wechselvorrichtung gehört ein auf drei Rädern 4 und 5 verfahrbarer Wagen 3. Zwei Räder 4 sind am einen Ende und das Rad 5 an dem anderen Ende des Wagens 3 angeordnet, wobei die Achsen der beiden

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Räder 4 zusammenfallen und das Rad 5 in einem seinerseits um eine vertikale Achse drohbeweglichen Lager gelagert ist.

Der Wagen 3 trägt eine zur Vertikalen um ca. 45° geneigte Führung, in der ein von einem einfach wirkenden Kraftkolben nach oben aus der Führung bewegbarer Führungsbolzen verschiebbar angeordnet ist, an dessen oberem Ende eine Traverse 16 befestigt ist. Die Führung, der Führungstiolzen und der Kraftkolben bilden zusammen eine Höhenverstellung 6 für die Traverse 16.

An der Traverse 16 ist mittig über dem Führungsbolzen der Höhenverstellung 6 ein doppeltwirkender Kraftkolben 6 mit waagerecht verlaufender Längsachse angeschraubt. Der Kraftkolben 8 befindet sich an der dem Hochofen 2 abgewandten Seite der Traverse 16 und besitzt einen an die Traverse 16 angeflanschten Zylinder und einen Kolben, der über eine an dem dem Hochofen 2 angewandten Ende aus dem Zylinder ragende: Kolbenstange und eine parallel nebeneinander angeordnete Zug- und Druckstange verbindende Brücke auf die Zug- und Druckstangen wirkt.

Die Zug- und Druckstangen sind in der Traverse 16 parallel zur Längsachse des Kraftkolbens 8 gleitbeweglich gelagert und ragen durch die Traverse 16 so weit hindurch, daß die Kolbenbewegung des Kraftkolbens 8 nicht von einer weiteren Brücke 18 behindert wird, welche die Zugurid Druckstangen an dem hochofenseitigen Ende zu—ejlnem_____ festen Rahmen miteinander verbindet.

An der Brücke 18 ist hochofenseitig ein Greifer 14a befestigt, der nach Fig. 2 einen Teil eines Ausbauwerkzeuges 12 bildet, und durch den Rahmen in der Traverse 16 geführt ist. Der andere Teil des Ausbauwerkzeuges 12

setzt sich aus zwei Spannstützen 19 und zwei Ausbaustützen 15a zusammen.

Der Ausbau einer Windform 9 erfolgt gemäß Fig. 1 und 2 nach Lösen eines Teils 13 des die Windform 9 mit einem nicht dargestellten, den Hochofen 2 umgebenden Heißwindrirtg verbindenden Düsenstooks* Bei dem Teil 13 des Düsenstocks handelt es sich um dessen Krümmer und die Düsenstockspitze. Das Lösen des Düsenstockteiles 13 erlaubt, die Wechselvorrichtung in die in Figo 1 und 2 dargestellte Stellung vor die Windform zu verfahren und das Ausbauwerkzeug einzuführen. Dabei legen sich die Ausbaustützen 15a an die der Windform 9 abgewandten Stirnfläche des mit 10 bezeichneten Kühlringes der Windform 9 an, während der Greifer 14a hinter zwei einander radial gegenüberstehende Nocken der Windform 9 greift.

Der durch eire Traverse gebildete Kopf des außerdem T-förmigen Greifers 14a kann bei entsprechender Anpassung an die Windform 9 nach dem Ausrichten leicht in die Windfon 9 eingeführt werden und nach Absenken oaer Anheben auf die Blasformmitte hinter die Nocken am hinteren Ende der Windform 9 gebracht werden.

Zum Ausrichten in der Vertikalen dient die Höhenverstellung 6, die über eine auf den Kraftkolben der Höhenverstellung 6 wirkende, von Hand oder einem Motor betriebene Pumpe 7 betätigt wird. Mit der Pumpe 7 wird Druckflüssigkeit beim Anheben der Ausbauwerkzeuge 12 aus einem Vorratsbehälter in den Kraftkolben der Höhenverstellung 6 gepumpt und beim Absenken der Ausbauwerkzeuge 12 beispielsweise durch Anheben des Betätigungshebels der Pumpe anstelle von zum Pumpen erforderlichem Niederdrücken bei gleichzeitiger Ausbildung der Pumpe als Ventil der sich in dem Kraftkolben der Höhenverstellung 6

befindenden Druckflüssigkeit Gelegenheit gegeben, unter dem Gewicht des Führungsbolzens, der Traverse 16 und der an der Traverse befestigten Bauteile zu entweichen.

Das Ausrichten der Ausbauwerkzeuge in der Vertikalen geht dem Ausrichten der Horizontalen voraus, da die Höhe der Windform 9 in der Regel festliegt, d„h. anhand einer Markierung an der Führung der Höhenverstellung 6 oder einer Markierungslatte wird erst der Greifer 14 etwa in die Höhe der Nocken an der Windform 9 gebracht, bevor der Greifer 14a durch Verfahren der Wechselvorrichtung, das infolge der besonderen Ausbildung des Wagens 3 sehr leicht ist, in der Horizontalen auf die Windform ausgerichtet wird. Nach dem Einführen des Greifers 14a in die Windform 9 kann dann zum genauen Absenken bzw. Anheben des Greifers 14a auf die Windformmitte und damit hinter die Nocken wieder eine Markierung auf der Führung der Höhenverstellung 6 benutzt werden.

Die genaue Stellung des Greifers 14a hinter den Nocken in der Windformmitte verhindert beim Herausziehen der Blasform 9 deren Verkanten, d.h. gewährleistet ein einwandfreies Herausziehen der Windform aus ihrem Sitz in dem Kühlring 10.

Wie das Einführen des Greifers 14a in die Nut der Windform 9, so wird auch die zum Herausziehen der Windform 9 erforderliche Greiferbewegung von dem Kraftkolben 8 über den aus den Zug- und Druckstangen und den Brücken bestehenden Rahmen verursacht. Die Betätigung des Kraftkolbens 8 unterscheidet sich bei Verwendung einer weiteren, gleichen Pumpe 7 von der Betätigung des Kraftkolbens der Höhenverstellung 6 allein durch ein getrenntes Steuerventil für die wechselseitige Beaufschlagung der Kolbenfläche des Kraftkolbens 8.

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Beim Herausziehen stützt sich die Traverse 16 über die Ausbaustützen 15a an dem Kühlring 10 ab und wird die Windform S ne.cb !--Ssen aus ihrem Sitz in den Kühlring 10 zwischen den Spannstützen 19 und dem Greifer I4a eingespannt. Dadurch ist die Windform fest mit der Wechselvorrichtung verbunden, die dann zu einem nicht dargestellten Gestell verfahren wird, auf dem die Windform 9 abgesetzt und eine neue Windform 9 aufgenommen wird.

Das Absetzen erfordert ein Absenken der Traverse 16, eine geringe Vorwärtsbewegung des Greifers 14a zum Lösen der Windform 9 aus deren Einspannung und ein geringes Anheben bzw. Absenken des Grt-ifers 14a aus der Windformmitte über oder unter die Nocken. Danach kann der Greifer 14a aus der Windform 9 durch Zurückfahren der Wechselvorrichtung herausgezogen und zu der anderen Windform verfahren werden, die dann analog in umgekehrter- Folge der Arbeitsschritte zwischen den Spannstützen 19 und dem Greifer 14a eingespannt wird.

Der Einbau der neuen Windform 9 geschieht ohne die Ausbaustützen 15a, d.h. die Ausbaustützen 13a werden entfernt, bevor die Wechselvorrichtung in die in Fig. 3 dargestellte Stellung, die mit der Stellung in Fig. 1 und 2 identisch ist, nach entsprechender Höheneinstellung der Windform 9 verfahren und die Windform 9 dabei weitgehend in den Kühlring 10 eingeführt wird.

In der in Fig. 3 dargestellten Stellung befindet sich die Wechselvorrichtung so dicht an dem Hochofen 2, daß sich über Zug- und Druckanker 17 leicht eine feste Verbindung zwischen dem mit 11 bezeichneten Ofenmantel und der Traverse 16 herstellen läßt. Der Ofenmantel 11 ist dazu in Höhe der auf die Kühlringmitte ausgerichtetaiTraverse 16 mit zwei Böcken versehen, in denen die Zuganker 17

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mittels Steckbolzen derart schwenkbeweglich gelagert sind bzw. in denen die Zug- und Druckanker 17 jeweils derart schwenkbeweglich montiert werden, daß sie sich in U-förmige Ausnehmungen der Traverse 16 an deren beiden Enden klappen lassen. Nach dem Einklappen der Zug- und Druckanker 17 in die Traverse 16 werden bei entsprechender Gewindelänge an dem traversenseitigen Ende der Anker 17 Muttern aufgeschraubt und dadurch die Verbindung zwischen der Traverse 16 und dem Ofenmantel 11 geschlossen.

In diesem Zustand bewirkt ein Vorschieben des Greifers >14a nach Betätigung des Kraftkolbens 8, daß sich die Windform 9 unter dem Druck des Kraftkolbens 8 sehr genau und fest in ihren Sitz in dem Kühlring 10 einfügt, wobei die Reaktionskräfte aus dem Druck des Kraftkolbens 8 über die Zuganker 17 in den Ofenmantel 11 eingeleitet werden.

Gleichzeitig mit dem Vorschieben des Greifers 14a löst sich die Einspannung der Windform 9. Daher kann sich unmittelbar an das Vorschieben des Greifers 14a nach Lösen der Zug- und Druckanker 17 das Anheben oder Absenken des Greifers 14a auf die Höhe der Ausfräsungen in der Windform und das Zurückfahren der Wechselvorrichtung anschließen, das Platz zur Fertigstellung des Düsenstockes schafft-.

Der Ein- und Ausbau eines Kühlringes 10 ist in Fig. 4 und 5 dargestellt und erfolgt - bei in gleicher Weise wie an der Windform an dem Kühlring 10 befindlichen Nocken - nach zusätzlichem Einbau von Ausbaustützen 13b, die beim Ausbau an dem Ofenmantel 11 anliegen, Ausbau der Spannstützen 19 und Auswechseln des Greifers 14a gegen einen in den Kühlring 10 passenden Greifer 14b genauso wie der Ein- und Ausbau der Windform 9, wobei

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die Ausbaustützen 15a zu Spannstützen werden, d.h, infolge der im vorliegenden Ausführungsbeispiel für die Windformen 9 und die Kühlringe 10 gewählten Maße als Sp5.nns"tUtzen. an der Traverse 16 bleiben können_s

Mit dem Ausbau des Kühlringes 10 ist zugleich der Ausbau der Windform 9 verbunden. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Windform 9 so stark beschädigt ist, daß sie sich nicht mehr allein ausbauen läßt.

Claims (11)

August Thyssen-Hütte Alctiengesellschaft 4100 Duisburg-Hamborn, Kaiser-Wilhelra-Straße 100 Schutzansprüche:

1. Wechselvorrichtung für Windformen und Kühlringe von Schachtofen, gekennzeichnet durch zumindest kraftschlüssig mit dem Ofenmantel (11) zu

§ verbindende Zug- und Druckanker (1) sowie ein mehrteiliges Ein- und Ausbauwerkzeug (12) zum Einspannen der Windformen (9) oder Kühlringe (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (17) gelenkig mit dem Ofenmantel (11) zu verbinden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (17) lösbar mit r" -im Of enmaritel (11 ) zu verbinden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e -

• kennzeichnet, daß das Ein- und Ausbauwerkzeug (12) hinter die Nocken der Windformen (9) oder Kühlringe (10) und zugleich in Längsrichtung bewegbare Greifer ( 14a; 14b) und mehrere der zugehörigen Windformen- oder Kühlringstimfläche gegenüberliegende Spannstützen (15a; 19) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (14a; I4b) und die Spannstützen (15a; 19) auswechselbar sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r ch gekennzeichnet, daß der Greifer (14a; 14b) als Antrieb einen doppeltwirkenden Kraftkolben (8) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, da d u r c h gekennzeichnet, daß die Spannstützen (15a; 19) in einer Traverse (16) gehalten sind, die zugleich als Führung für den Greifer (14a; 14b) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (16) das Widerlager für den Kraftkolben (8) bildet, sich beim Ausbau der Windformen (9) und Kühlringe (10) an dem Ofenmantel (11) mittelbar oder unmittelbar abstützt und beim Einbau der Windformen (9) und Kühlringe (10) durch die Zuganker (17) an den Ofenmantel (11) abgestützt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Traverse (16) über Ausbaustützen (15a; 15b) abstützt.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf drei Rädern (4, 5) verfahrbar angeordnet ist, von denen zwei miteinander fluchtende Achsen aufweisen und das dritte an dem dem Greifer (i4a; 14b) abgewandten Ende zugleich um eine vertikale Achse drehbeweglich angeordnet ist, und daß die Traverse (16) mit dem Kraftkolben (8) höhenverstellbar angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (16) zur Vertikalen geneigt verschiebbar in der Wechselvorrichtung