EP0056942B1 - Vorrichtung zur Halterung und zum Wechseln von Tauchlanzen - Google Patents

Vorrichtung zur Halterung und zum Wechseln von Tauchlanzen Download PDF

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EP0056942B1
EP0056942B1 EP82100132A EP82100132A EP0056942B1 EP 0056942 B1 EP0056942 B1 EP 0056942B1 EP 82100132 A EP82100132 A EP 82100132A EP 82100132 A EP82100132 A EP 82100132A EP 0056942 B1 EP0056942 B1 EP 0056942B1
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lance
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immersion
accordance
changing
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Léon Ulveling
Pierre Mailliet
Gilbert Bernard
Nico Reiffers
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Paul Wurth SA
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    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4606—Lances or injectors
    • C21C5/462—Means for handling, e.g. adjusting, changing, coupling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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    • C21C7/0037—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 by injecting powdered material

Definitions

  • the invention relates to a device for holding and changing a submersible lance which can be connected to a feed line via a spring-loaded plug-in and sealing device.
  • the object of the present invention is to propose a device which is able to hold a diving lance in a simple manner and to prevent it from falling out, and which, if appropriate, allows automatic changing.
  • the device according to the invention is characterized by a gripper and support arm connected to a drive via a linkage with a drive and pivotable about a horizontal axis in the operating position, the gripper and support arm, the linkage and as well as the insertion and sealing device on one common base plate are attached.
  • the drive consists of a hydraulically operated cylinder.
  • the linkage itself is designed so that during the diving lance insertion or. Sealing process describes curves that cross an imaginary line, whereby the plunger is automatically locked by the spring assembly, even if the hydraulic pressure fails.
  • Another unit of the device according to the invention consists of a diving lance holder which is adapted to the holding device and which allows the diving lance to be changed without any problems and without manual intervention.
  • FIG. 1 shows an immersion lance 1 which comprises at its upper end a tube (2) which, at a certain distance from each other, has a pair of nozzles 3 and 4 offset by 180 °.
  • the nozzles 3 and 4 are preferably formed by round rods or thick-walled tubes, and are connected to the tube 2 in solidarity.
  • the tube 2 can be connected in various ways with the immersion lance 1, for. B. by screwing or flange.
  • a seal 5 which in the preferred embodiment is made of soft material, for. B. consists of an O-ring made of Viton.
  • an arm 6 of a lance holder can be seen, which receives the immersion lance 2 via the two nozzles 4 which are offset by 180 °.
  • a holder 7 is attached, which is connected to a guide device which, for. B. is described in the aforementioned document EP-A-56 944.
  • a gripper 8 is rotatably mounted on the holder 7 via an axis 9.
  • the gripper 8 is moved about the axis 9 via a linkage 10 and 11 and a hydraulic cylinder 12.
  • the cylinder 12 and the linkage 10 and 11 are rotatably mounted on the bracket 7 via axes 13 and 14, respectively.
  • the linkage 10 and 11 is connected to one another via a further axis 15, the rod 11 at its end opposite the axis 15 via an axis of rotation 17 to the
  • the piston rod of the cylinder 12 and the rod 10 are connected at their end opposite the axis 15 to the gripper 8 via a further axis 16.
  • the rod 11 can preferably also be designed as a triangle as shown in FIGS. 1 a, 1 b, 1 c.
  • a sealing device 18 is attached to the holder 7, which essentially comprises a pneumatic delivery line 19 fastened by screwing, a collecting funnel 20 provided for the tube 2, a spring assembly 21, and a spherical support surface 22 of the tube 2.
  • FIGS. 1b and 1c The mode of operation of the device according to the invention can be seen from FIGS. 1b and 1c.
  • the piston rod of the cylinder (12) is extended. This movement is passed on to the gripper 8 via the linkage 10 and 11 and via the axes of rotation 14, 15, 16 and 17.
  • the gripper 8 rotates about its axis of rotation 9 and comes into contact with the tube 2 via the two connecting pieces 3, which are offset by 180 °, and lifts the tube 2 with the immersion lance 1 out of the immersion lance holder 6.
  • the tube 2 comes via the seal 5 in contact with the support surface 22.
  • the spring assembly 21 is now compressed and ensures absolutely reliable contact between the seal 5 and the support surface 22, which is required for the pneumatic transport.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention consists in that during the extension of the cylinder 12, the axis 15 crosses the imaginary line between the axes 14 and 16. This ensures that the dead center of the system is exceeded, i. H. automatic self-locking of the gripper 8 is ensured.
  • the self-locking system can only be unlocked via the cylinder 12. This is of great advantage since the cylinder 12 is only required for moving the gripper 8 and the sealing during the operation of the immersion lance 1 is carried out by the system as described above.
  • the embodiment according to the invention is particularly advantageous if the cylinder 12 fails during the blowing.
  • the gripper 8 on the other hand the nozzles 3 and 4 and the immersion lance holder 6 are designed in such a way that when the gripper 8 is open (FIG. 1a) the immersion lance holder 6 rotates and when the gripper 8 is closed (FIG. 1c) Moving the entire sealing device 18 with the immersion lance 1 is guaranteed.
  • FIG. 2 shows the side view of a preferred embodiment of a submersible lance quiver on a centrally arranged rotary table 23 which is rotated via an electric motor 24 and a gear 25.
  • the rotary table 23 comprises a vertical king column 26, which is slightly conical at the top, for receiving the diving lance quiver.
  • the submersible lance holder mainly consists of a central tree 27 which understands a certain number of lance holders 6a, 6b, into which submersible lances 1a, 1 are suspended via the connecting pieces 4a, 4b.
  • An eyelet 28 is also provided for receiving a crane hook (see FIG. 3). So that the immersion lances 1a, 1b remain in a vertical position during transport, holders 29a, 29b are provided, into which the immersion lances 1a, 1b are inserted at their lower end.
  • the central tree 27 has a conical attachment 30, which automatically ensures centering together with the royal column 26.
  • the immersion lance holder is rotated so that the immersion lances 1a, 1b are always brought into a specific position. In a preferred embodiment, this can be done e.g. B. Limit switches can be reached. Furthermore, the rotation of the plate 23 can be achieved with the aid of a cylinder.
  • a displaceable quiver can also be used in which the lances are suspended in rows next to one another.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung und zum Wechseln einer Tauchlanze welche über eine federbelastete Einsteck- und Abdichtvorrichtung mit einer Speiseleitung verbindbar ist.
  • Es ist seit Jahrzehnten bekannt, Eisenschmelzen dadurch zu entschwefeln, dass Substanzen beigesetzt werden, die in der Lage sind, bei hohen Temperaturen und unter reduzierenden Bedingungen mit dem in den Schmelzen enthaltenen Schwefelverbindungen einzugehen. Die pulver- bzw. granulatförmigen Produkte werden in dosierten Mengen mittels einer Tauchlanze und Trägergas, vorzugsweise Argon in die Schmelze eingebracht.
  • Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zum Dosieren werden beispielsweise in der EP-A-0013550 beschrieben. Eine neuartige Anlage zum Einbringen von Substanzen in die Schmelze wird ausserdem in der EP-A-0 056 944 beschrieben.
  • Jedoch ist an den bekannten Anlagen ein Problem unzulänglich gelöst, und zwar die Befestigung und das Wechseln der Tauchlanzen. An diesen Anlagen werden die Tauchlanzen auf umständliche Weise von Hand gewechselt oder umfassen eine unzumutbar aufwendige Befestigungs- und Wechseleinrichtung, welche ebenfalls grosse Anforderungen an den Erhaltungsbetrieb stellt.
  • Aus der DE-A-2 738 291 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Zuführen von Stoffen mittels einer oder mehrerer Lanzen in Elektroöfen bekannt. Diese Vorrichtung bei welcher die Lanze in einer schiefen Ebene mit einem Schlitten verfahrbar ist, ist jedoch verhältnismässig kompliziert.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung vorzuschlagen, welche in der Lage ist eine Tauchlanze auf einfache Weise zu halten und gegen ein Herausfallen zu sichern, sowie gegebenenfalls ein automatisches Wechseln erlaubt.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemässe Vorrichtung gekennzeichnet durch einen über ein Gestänge mit einem Antrieb verbundenen, um eine horizontale Achse schwenkbaren in Betriebsstellung selbstverriegeinden Greifer- und Tragarm, wobei der Greifer- und Tragarm, das Gestänge und sowie die Einsteck-und Abdichtvorrichtung auf einer gemeinsamen Grundplatte angebracht sind.
  • Der Antrieb besteht aus einem hydraulisch betätigten Zylinder.
  • Das Gestänge selbst ist so ausgebildet, dass en während dem Tauchlanzen-Einsteck-bzw. Abdichtvorgang Kurven beschreibt, die eine gedachte Linie überschreiten, wodurch die Tauchlanze automatisch verriegelt wird vom Federpaket, und dies selbst im Falle eines Ausfalls des Hydraulikdruckes.
  • Eine weitere Einheit der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht in einem der Haltevorrichtung angepassten Tauchlanzenköcher, welcher ein einwandfreies, ohne manuellen Eingriff ablaufendes Wechseln der Tauchlanze erlaubt.
  • In einer bevorzugten Ausführung umfasst der Tauchlanzenköcher einen zentral auf einem Drehtisch angeordneten Köcher mit den erforderlichen Halterungen für die Tauchlanzen. Der Köcher selbst kann als komplette Einheit mitsamt den hieran aufgehängten Tauchlanzen mit einem Kran abgenommen und gegen einen anderen ausgetauscht werden. Hierzu besitzt der Drehtisch eine nach oben konisch verlaufende Königssäule, welche eine automatische Zentrierung des Köchers auf dem Drehtisch gewährleistet.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
    • Figur 1a, eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung in geöffneter, d. h. Ruhestellung ;
    • Figur 1b, die Vorrichtung beim Ergreifen der Tauchlanze ;
    • Figur 1c, die Vorrichtung in geschlossener, d. h. Arbeitsstellung ;
    • Figur 2, eine bevorzugte Ausführungsform des Tauchlanzen-Köchers in Arbeitsstellung ;
    • Figur 3, den Tauchlanzenköcher selbst ;
    • Figur 4, eine Draufsicht der erfindungsgemässen Vorrichtung und des Lanzenköchers.
  • In Figur 1 ist eine Tauchlanze 1 dargestellt, welche an ihrem oberen Ende ein Rohr (2) umfasst, welches in einem gewissen Abstand voneinander jeweils ein Paar um 180° versetzte Stutzen 3 und 4 besitzt. Vorzugsweise werden die Stutzen 3 und 4 von Rundstäben bzw. dickwandigen Rohren gebildet, und sind solidarisch mit dem Rohr 2 verbunden. Das Rohr 2 kann in verschiedener Art und Weise mit der Tauchlanze 1 verbunden sein, so z. B. durch Verschraubung bzw. Flansch. Am Abschluss des Rohres 2 befindet sich eine Dichtung 5, welche im bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Weichmaterial, so z. B. einem O-Ring aus Viton besteht. Desweiteren ist ein Arm 6 eines Lanzenköchers ersichtbar, welcher die Tauchlanze 2 über die beiden, um 180° versetzten Stutzen 4 aufnimmt.
  • In dem vorliegenden Beispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine Halterung 7 angebracht, welche mit einer Führungseinrichtung verbunden ist, welche z. B. in dem vorerwähnten Dokument EP-A-56 944 beschrieben ist.
  • An der Halterung 7 ist ein Greifer 8 über eine Achse 9 drehbar angebracht. Der Greifer 8 wird um die Achse 9 über ein Gestänge 10 und 11, sowie einen Hydraulikzylinder 12 bewegt. Der Zylinder 12 bzw. das Gestänge 10 und 11 sind an der Halterung 7 über Achsen 13 bzw. 14 drehbar gelagert. Das Gestänge 10 und 11 ist über eine weitere Achse 15 miteinander verbunden, wobei die Stange 11 an ihrem der Achse 15 entgegengesetzten Ende über eine Drehachse 17 mit der Kolbenstange des Zylinders 12 und die Stange 10 an ihrem, der Achse 15 entgegengesetzten Ende über eine weitere Achse 16 mit dem Greifer 8 verbunden ist. Es sei noch hervorgehoben, dass die Stange 11 vorzugsweise ebenfalls als Dreieck so wie in den Figuren la, 1b, 1c ersichtlich, ausgebildet sein kann.
  • Desweiteren ist an der Halterung 7 eine Abdichtvorrichtung 18 angebracht, welche als wesentliche Bestandteile eine über Verschraubung befestigte pneumatische Förderleitung 19, einen für das Rohr 2 vorgesehenen Auffangtrichter 20, ein Federpaket 21, sowie eine kalottenförmige Abstützfläche 22 des Rohres 2 umfasst.
  • Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist aus den Figuren 1b und 1c ersichtlich.
  • Zum Befestigen der Tauchlanze 1 an der Tauchlanzen-Führungskonstruktion wird die Kolbenstange des Zylinders (12) ausgefahren. Ueber das Gestänge 10 und 11 und über die Drehachsen 14, 15, 16 und 17 wird diese Bewegung an den Greifer 8 weitergeleitet. Hierbei dreht sich der Greifer 8 um seine Drehachse 9 und gelangt mit dem Rohr 2 über die beiden, um 180° versetzten Stutzen 3 in Berührung und hebt das Rohr 2 mit der Tauchlanze 1 aus der Tauchlanzenhalterung 6. Das Rohr 2 kommt über die Dichtung 5 mit der Abstützfläche 22 in Berührung. Beim weiteren Ausführen der Kolbenstange des Zylinders 12 wird nun das Federpaket 21 zusammengepresst und gewährleistet einen absolut sicheren Kontakt zwischen der Dichtung 5 und der Abstützfläche 22, was benötigt wird für den pneumatischen Transport.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass während dem Ausfahren des Zylinders 12 die Achse 15 die gedachte Linie zwischen den Achsen 14 und 16 überschreitet. Hierdurch wird erreicht, dass der Totpunkt des Systems überschritten wird, d. h. eine automatische Selbstverriegelung des Greifers 8 ist gewährleistet. Das selbstverriegelnde System kann nur mehr über den Zylinder 12 entriegelt werden. Dies ist von sehr grossem Vorteil, da der Zylinder 12 allein für das Verfahren des Greifers 8 benötigt wird und die Abdichtung während des Arbeitsvorganges der Tauchlanze 1 vom wie oben beschriebenen System übernommen wird. Vor allem vorteilhaft ist die erfindungsgemässe Ausführung bei Ausfall des Zylinders 12 während dem Einblasen.
  • Es sei noch hervorgehoben, dass einerseits der Greifer 8, andererseits die Stutzen 3 und 4 und die Tauchlanzenhalterung 6 so gegeneinander ausgelegt sind, dass bei geöffnetem Greifer 8 (Figur 1a) ein Drehen der Tauchlanzenhalterung 6 und bei geschlossenem Greifer 8 (Figur 1c) ein Verschieben der gesamten Abdichtvorrichtung 18 mit der Tauchlanze 1 gewährleistet ist.
  • Figur 2 zeigt die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung eines Tauchlanzen-Köchers auf einem zentral angeordneten Drehtisch 23, welcher über einen Elektromotor 24 sowie ein Getriebe 25 gedreht wird.
  • Der Drehtisch 23 umfasst eine vertikale, nach oben leicht konisch ausgebildete Königssäule 26 zur Aufnahme des Tauchlanzen-Köchers. Der Tauchlanzenköcher besteht nauptsächlich aus einem zentralen Baum 27, welcher eine gewisse Anzahl Lanzenhalterungen 6a, 6b begreift, in welche Tauchlanzen 1a, 1 eingehängt sind über die Stutzen 4a, 4b. Vorgesehen ist desweiteren eine Oese 28 zur Aufnahme eines Kranhakens (siehe Figur 3). Damit während dem Transport die Tauchlanzen 1a, 1b in einer vertikalen Lage verbleiben, sind Halterungen 29a, 29b vorgesehen, in welche die Tauchlanzen 1a, 1 b eingeführt sind an ihrem unteren Ende.
  • Der zentrale Baum 27 besitzt einen konischen Aufsetzer 30, welcher zusammen mit der Königssäule 26 automatisch eine Zentrierung gewährleistet.
  • Gedreht wird die Tauchlanzenhalterung so, dass die Tauchlanzen 1a, 1b stets in eine bestimmte Position gebracht werden. Dies kann in einer bevorzugten Ausführungsform über z. B. Endschalter erreicht werden. Desweiteren kann das Drehen des Tellers 23 mit Hilfe eines Zylinders erreicht werden.
  • Figur 3 zeigt die gesamte Tauchlanzenhalterung in ausgebauter Lage, so z. B. zum Auswechseln von gebrauchten Tauchlanzen an einem von der Entschwefelungsanlage entfernten Punkt.
  • In Figur 4 ist schematisch eine Draufsicht während des Tauchlanzenwechsels dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass die Tauchlanzenhalterung 7, über einen Haltearm 31 drehbar an einer Konsole 33 angeordnet, tangential in den Tauchlanzenköcher 26 ein- bzw. ausgefahren wird. Desweiteren sind unter anderem die Stahlpfanne 34 sowie die starre Verrohrung 32 mit Drehgelenken des pneumatischen Transportes ersichtlich.
  • Anstatt einen runden drenbaren Köcher vorzusehen kann auch ein verschiebbarer Köcher verwendet werden in welchem die Lanzen reihenmässig nebeneinander aufgehängt sind.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Halterung und zum Wechseln einer Tauchlanze welche über eine federbelastete Einsteck- und Abdichtvorrichtung (18) mit einer Speiseleitung (19) verbindbar ist, gekennzeichnet durch einen über ein Gestänge mit einem Antrieb (12) verbundenen, um einen horizontale Achse (9) schwenkbaren in Betriebsstellung selbstverriegelnden Greifer- und Tragarm (8), wobei der Greifer- und Tragarm (8), das Gestänge (10) und (11) sowie die Einsteck- und Abdichtvorrichtung (18) auf einer gemeinsamen Grundplatte (7) angebracht sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestänge (10) und (11) so angeordnet ist, dass beim Schliessvorgang ein Totpunkt überschritten wird, wodurch eine Verriegelung des Greifers (8) verursacht wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein hydraulisch betätigter Zylinder (12) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tauchlanzenköcher, welcher auf eine solidarisch mit einem Drehteller (23) verbundene konische Königssäule (26) aufgesetzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Drehtellers (23) ein Getriebe (25) und einen elektrischen Motor (24) umfasst.
EP82100132A 1981-01-26 1982-01-11 Vorrichtung zur Halterung und zum Wechseln von Tauchlanzen Expired EP0056942B1 (de)

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EP0056942A3 EP0056942A3 (en) 1982-08-11
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