EP0126260B1 - Kompakter Schachtofen-Stopfkanonenschwenkantrieb für grosse Schwenkwinkel - Google Patents

Kompakter Schachtofen-Stopfkanonenschwenkantrieb für grosse Schwenkwinkel Download PDF

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EP0126260B1
EP0126260B1 EP84103906A EP84103906A EP0126260B1 EP 0126260 B1 EP0126260 B1 EP 0126260B1 EP 84103906 A EP84103906 A EP 84103906A EP 84103906 A EP84103906 A EP 84103906A EP 0126260 B1 EP0126260 B1 EP 0126260B1
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hydraulic cylinder
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cylinders
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/12—Opening or sealing the tap holes

Definitions

  • the invention relates to a compact shaft furnace stuffing gun drive for large swivel angles, which is arranged on a cantilever and can be swiveled around a support column such that it describes an essentially low-flat, continuous path when swiveling from a rest position into a working position and vice versa.
  • Hydraulic cylinders are usually used for pivoting the boom, which according to the prior art basically produce the pivoting movement in two arrangements, depending on the desired pivoting angle.
  • this swivel angle is not greater than 120 °, at most 130 °, it is sufficient to let the hydraulic cylinder act between a fixed point and a pivot point on the boom. With such an arrangement, a theoretical swivel angle of almost 180 ° could be generated, however, the contact pressure of the stuffing gun mouthpiece against the tap hole to be closed can no longer be applied sufficiently large. With this arrangement, therefore, the swivel angle is usually limited to ⁇ 90 °.
  • the advantage of this arrangement is the simple structure, but because of the relatively small pivoting angle, the stuffing gun cannot be removed from the tapping channel as far as would be desirable due to the high temperatures prevailing during the tapping process seen disturbing.
  • a lever system can be provided between a fixed point and a pivot point on the boom, on which the hydraulic cylinder engages and by means of its kinematics the movement amplitude of the cylinder is reflected in an enlarged swivel angle. In this way, swivel angles of 180 ° and more can be achieved with a sufficiently large pressing force of the stuffing gun mouthpiece against the tap hole.
  • FIG. 1 shows a taphole tamping machine system 10 with a tamping cannon 12 which is suspended on a pivotable cantilever arm 14.
  • the latter is rotatably mounted on a support column 16 (FIG. 2), preferably inclined to the vertical (not shown), for example by means of a roller bearing 18, 20.
  • a support column 16 (FIG. 2), preferably inclined to the vertical (not shown), for example by means of a roller bearing 18, 20.
  • a guide rod 22 is shown symbolically by a dash-dot line, which is articulated on the one hand on the stuffing gun 12 and on the other hand at a fixed point 24. Details about the kinematics this mutual arrangement of boom and guide rod 22 can be found in the above-mentioned patent.
  • two, preferably identical, hydraulic cylinders 26 and 28 are provided for pivoting the extension arm 14.
  • the first hydraulic cylinder 26 acts between a fixed point 30 and a pivotable about the axis 32 of the support column 16 formed from two parallel steel plates 34, 36 Frame 38.
  • the fixed point 30 is the end point of a cantilever double arm 40, which projects between the two steel plates 34, 36 and is attached to a column 42, which in turn is anchored to a common foundation frame 44 for the support column 16 and this column 42.
  • FIG. 3 is to be understood as that part of FIG. 2 which lies behind the hydraulic cylinder 26, but the piston rod end 46 is shown rotated by approximately 90 ° around the fixed point 30.
  • the second hydraulic cylinder 28 in turn acts between the frame 38, between the two parallel plates 34, 36 of which it is arranged, like the first cylinder 26, and a pivot point 48 on the extension arm 14.
  • the frame 38 together with the second cylinder 28 and extension arm 14 can be pivoted through a certain angle by actuating the first cylinder 26, and the extension arm 14 by actuating the second cylinder 28 (with stuffing cannon 12) by a further, certain angle with respect to the frame 38.
  • the frame 38 thus has a function like a gear and is therefore referred to below as a gear frame.
  • both cylinders are preferably acted upon in parallel with hydraulic fluid, so that the hydraulic circuitry is limited to a minimum.
  • this can be achieved by quite simple means, e.g. B. by making the bearing frictional resistances, which must be overcome by the individual cylinders when swiveling, of different sizes. From Figure 2 z. B.
  • the cantilever arm 14 is supported on a roller sleeve 50 on the support column 16, while the bearing between this sleeve 50 and the countershaft 38 is a sliding bearing.
  • the cylinder that only has to overcome the rolling bearing resistances, and that is cylinder 26, is extended first.
  • the bearing between the countershaft frame 38 and the sleeve 50 can of course also be designed as a roller bearing. In this case, the bearing friction resistance is approximately the same for both cylinders. If, however, a certain working sequence of the cylinders is to be maintained, a throttle need only be provided on the supply line for the cylinder to be extended last.
  • FIGS. 6, 7 and 8 show an embodiment variant of the proposed swivel drive with two preferably identical hydraulic cylinders and a countershaft frame.
  • a first hydraulic cylinder 126 acts between a fixed point 130 and a counter frame 138
  • a second hydraulic cylinder 128 acts between the counter frame 138 and the extension arm 114.
  • the difference between this and the first described embodiment is essentially that the first hydraulic cylinder 126 is arranged approximately parallel to the elongated configuration of the countershaft 138, and the second hydraulic cylinder 128 approximately parallel to the extension arm 114, while in the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the hydraulic cylinders 26, 28 and the countershaft frame 36 are arranged axially symmetrically to one another, i. H.
  • FIGS. 6, 7 and 8 The mode of operation in the embodiment according to FIGS. 6, 7 and 8 remains the same as in the first case, i. H. Both cylinders are preferably acted upon in parallel with hydraulic fluid and extend and retract either simultaneously or, as described above, in a specific sequence.
  • Figure 7 shows z. B, the stuffing gun position after extension of the first hydraulic cylinder 126, while Figure shows the stuffing gun 112 in the working position, i. H. after extending the two hydraulic cylinders 126 and 128.
  • the two plates 34 and 36 are rigidly connected to one another by suitable means.
  • These funds can e.g. B. be spacers with which these plates are screwed, for example (indicated by 33 in Figure 1).
  • the support column 16 ( Figure 2) is preferably inclined to the vertical. More about the advantages of this arrangement and also an advantageous suspension of the stuffing gun 12 on the boom 14 can be found in DE-PS 2840181.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen kompakten Schachtofen-Stopfkanonenantrieb für grosse Schwenkwinkel, die an einem Ausleger angeordnet und um eine Tragsäule so schwenkbar ist, dass sie beim Schwenken aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung, und umgekehrt, eine im wesentlichen niedrigflache, kontinuierliche Bahn beschreibt.
  • Zum Schwenken des Auslegers verwendet man meist Hydraulikzylinder, welche gemäss dem Stande der Technik grundsätzlich in zwei Anordnungen, je nach gewünschtem Schwenkwinkel, die Schwenkbewegung erzeugen.
  • Ist dieser Schwenkwinkel nicht grösser als 120°, höchstens 130°, so genügt es, den Hydraulikzylinder zwischen einem Festpunkt und einem Anlenkpunkt am Ausleger wirken zu lassen. Bei einer solchen Anordnung könnte zwar ein theoretischer Schwenkwinkel von knapp 180° erzeugt werden, jedoch können dann keine genügend grossen Anpresskräfte des Stopfkanonenmundstücks gegen das zu verschliessende Abstichloch mehr aufgebracht werden. Man begrenzt bei dieser Anordnung deshalb den Schwenkwinkel meist auf ± 90°. Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist der einfache Aufbau, jedoch kann aufgrund des relativ kleinen Schwenkwinkels einerseits die Stopfkanone nicht so weit aus dem Bereich der Abstichrinne entfernt werden, wie dies wegen der beim Abstichvorgang herrschenden hohen Temperaturen wünschenswert wäre, andererseits kann die Stopfkanone in ihrer Ruhestellung platzmässig gesehen störend wirken.
  • Soll der Schwenkwinkel grösser sein, so kann zwischen einem Festpunkt und einem Anlenkpunkt am Ausleger ein Hebelsystem vorgesehen werden, an welchem der Hydraulikzylinder angreift und durch dessen Kinematik die Bewegungsamplitude des Zylinders sich in einem vergrösserten Schwenkwinkel niederschlägt. Auf diese Weise können Schwenkwinkel von 180° und mehr realisiert werden bei ausreichend grosser Anpresskraft des Stopfkanonenmundstücks gegen das Abstichloch.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser beiden Ausführungsformen an Stopfkanonenschwenkantrieben sind in der deutschen Patentschrift DE-2157712 näher beschrieben.
  • Wenn auch die in der genannten Patentschrift beschriebenen Schwenkantriebe in den meisten Fällen allen Anforderungen, insbesondere auch bezüglich ihres Platzbedarfs, genügen, so gibt es doch Einsatzfälle, in denen bezüglich Platzbedarf eine weitere Optimierung wünschenswert ist. Insbesondere wird in bestimmten Fällen auf einen möglichst grossen Zwischenraum zwischen Stopfmaschinenschwenkantrieb und Hochofen Wert gelegt, bzw. soll durch einen kompakten Schwenkantrieb die Möglichkeit geschaffen werden, die Stopfmaschinenanlage näher an den Hochofen zu plazieren.
  • Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ausgehend von einem Stopfkanonenschwenkantrieb der eingangs erwähnten Art, eine solche Vorrichtung vorzuschlagen, welche bei minimalen Platzbedarf und Aufwand an mechanischen Mitteln einen Auslegerschwenkwinkel von 180° und mehr ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Stopfkanonenschwenkantrieb der genannten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angeführten Merkmale gelöst.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen sind, dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen :
    • Figur 1 eine Draufsicht auf den Hochofenabstichlochbereich mit einer Stichlochstopfmaschine, welche zum Schwenken des Auslegerarms für die Stopfkanone mit zwei Hydraulikzylindern versehen ist ;
    • Figuren 2 und 3 in vergrössertem Masstab Einzelheiten der Figur 1 im Längsschnitt ;
    • Figur 4 wie Figur 1, jedoch mit einem ersten der beiden Hydraulikzylinder in ausgefahrener Stellung ;
    • Figur 5 wie Figur 4, jedoch mit dem zweiten der beiden Zylinder ebenfalls in ausgefahrener Stellung ;
    • Figur 6 eine Ausführungsvariante nach Figur 1 mit veränderter gegenseitiger Anordnung der beiden Zylinder ;
    • Figur 7 wie Figur 6, jedoch mit einem ersten der beiden Zylinder in ausgefahrener Stellung ;
    • Figur 8 wie Figur 7, jedoch mit dem zweiten der beiden Zylinder ebenfalls in ausgefahrener Stellung.
  • Figur 1 zeigt eine Stichlochstopfmaschinenanlage 10 mit einer Stopfkanone 12, welche an einem schwenkbaren Auslegerarm 14 aufgehängt ist. Letzterer ist an einer, vorzugsweise zur senkrechten geneigten (nicht gezeigt) Tragsäule 16 (Figur 2) beispielsweise mittels einer Wälzlagerung 18, 20, drehbar gelagert. Um zu gewährleisten, dass insbesondere in den beiden Endstellungen die Stopfkanone 12, d. h. in ihrer Ruhe- bzw. in ihrer Arbeitsstellung, diese mit dem Auslegerarm 14 einen vorbestimmten Winkel bildet, ist eine sinnbildlich durch eine Strichpunktlinie dargestellte Führungsstange 22 vorgesehen, welche einerseits an der Stopfkanone 12 angelenkt ist und andererseits an einem Festpunkt 24. Einzelheiten über die Kinematik dieser gegenseitigen Anordnung von Ausleger und Führungsstange 22 können oben erwähnter Patentschrift entnommen werden.
  • Erfindungsgemäss sind zum Schwenken des Auslegerarms 14 zwei, vorzugsweise identische Hydraulikzylinder 26 und 28 vorgesehen. Der erste Hydraulikzylinder 26 wirkt zwischen einem Festpunkt 30 und einem aus zwei parallel übereinander gelegenen Stahlplatten 34, 36 gebildeten, um die Achse 32 der Tragsäule 16 schwenkbaren Rahmen 38. Der Festpunkt 30 ist der Endpunkt eines Auslegerdoppelarms 40, welcher zwischen die beiden Stahlplatten 34, 36 hineinragt und an einer Säule 42 angebracht ist, die ihrerseits an einem gemeinsamen Fundamentrahmen 44 für die Tragsäule 16 und diese Säule 42 verankert ist. Figur 3 ist als derjenige Teil der Figur 2 zu verstehen, der hinter dem Hydraulikzylinder 26 liegt, wobei jedoch das Kolbenstangenende 46 um ca 90° um den Festpunkt 30 gedreht dargestellt ist. Der zweite Hydraulikzylinder 28 seinerseits wirkt zwischen dem Rahmen 38, zwischen dessen beiden parallelen Platten 34, 36 er ebenso wie der erste Zylinder 26 angeordnet ist, und einem Anlenkpunkt 48 am Auslegerarm 14.
  • Aufgrund dieser Anordnung der beiden Zylinder 26 und 28 kann demnach durch Betätigen des ersten Zylinders 26 der Rahmen 38 mitsamt dem zweiten Zylinder 28 und Auslegerarm 14 (mit Stopfkanone 12) um einen bestimmten Winkel geschwenkt werden, und durch Betätigen des zweiten Zylinders 28 der Auslegerarm 14 (mit Stopfkanone 12) um einen weiteren, bestimmten Winkel gegenüber dem Rahmen 38. Der Rahmen 38 hat somit eine vorgelegeartige Funktion und wird deshalb in der Folge als Vorgelegerahmen bezeichnet.
  • Es ist an und für sich gleichgültig, ob beide Zylinder gleichzeitig oder nacheinander aus- oder einfahren, da in beiden Fällen die Endstellung der Stopfkanone dieselbe ist. Vorzugsweise werden deshalb beide Zylinder parallel mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, so dass der hydraulische Schaltungsaufwand auf ein Minimum beschränkt ist. Wird aus irgend einem Grunde jedoch eine bestimmte Arbeitsreihenfolge der beiden Zylinder angestrebt, so kann dies durch recht einfache Mittel realisiert werden, z. B. indem die Lagerreibungswiderstände, welche von den einzelnen Zylindern beim Schwenken überwunden werden müssen, verschieden gross gemacht werden. Aus Figur 2 ist z. B. zu ersehen, dass der Auslegerarm 14 über eine Drehhülse 50 an der Tragsäule 16 wälzgelagert ist, während die Lagerung zwischen dieser Hülse 50 und dem Vorgelegerahmen 38 eine Gleitlagerung ist. In diesem Falle wird derjenige Zylinder, welcher nur die Wälzlagerwiderstände zu überwinden hat, und das ist Zylinder 26, zuerst ausgefahren. Selbstverständlich kann die Lagerung zwischen Vorgelegerahmen 38 und der Hülse 50 ebenfalls als Wälzlagerung ausgeführt werden. In diesem Falle ist der Lagerreibungswiderstand für beide Zylinder etwa gleich gross. Soll dennoch eine bestimmte Arbeitsreihenfolge der Zylinder eingehalten werden, so braucht nur an der Zuleitung für den zuletzt auszufahrenden Zylinder eine Drossel vorgesehen werden. Durch diese einfachen Massnahmen ist es also möglich, mit identischen, d. h. für die Lagerhaltung vorteilhaften Zylindern, eine gewünschte Arbeitsreihenfolge zu realisieren.
  • In Figur 4 fährt z. B. der zweite Zylinder 28 zuerst aus und anschliessend der erste Zylinder 26, wodurch die Arbeitsstellung der Stopfkanone in Figur 5 erreicht wird.
  • Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen eine Ausgestaltungsvariante des vorgeschlagenen Schwenkantriebs mit zwei vorzugsweise identischen Hydraulikzylindern und einem Vorgelegerahmen. Auch hier wirkt ein erster Hydraulikzylinder 126 zwischen einem Festpunkt 130 und einem Vorgelegerahmen 138, während ein zweiter Hydraulikzylinder 128 zwischen dem Vorgelegerahmen 138 und dem Auslegerarm 114 wirkt. Der Unterschied zwischen dieser und der erst beschriebenen Ausführung besteht im wesentlichen darin, dass der erste Hydraulikzylinder 126 annähernd parallel zur länglichen Konfiguration des Vorgelegerahmens 138 angeordnet ist, und der zweite Hydraulikzylinder 128 annähernd parallel zum Auslegerarm 114, während bei der Ausführung nach den Figuren 1, 4 und 5 die Hydraulikzylinder 26, 28 und der Vorgelegerahmen 36 achsymmetrisch zueinander angeordnet sind, d. h. dass die Zylinder 26 und 28 im wesentlichen symmetrisch zur Mittellinie 31 (Figur 1) des Vorgelegerahmens 38 angeordnet sind. Die Arbeitsweise bei der Ausführung nach den Figuren 6, 7 und 8 bleibt die gleiche wie im ersten Fall, d. h. beide Zylinder werden vorzugsweise parallel mit Druckflüssigkeit beaufschlagt und fahren entweder gleichzeitig oder, wie oben beschrieben, in einer bestimmten Reihenfolge aus und ein. Figur 7 zeigt z. B, die Stopfkanonenstellung nach dem Ausfahren des ersten Hydraulikzylinders 126, während Figur die Stopfkanone 112 in Arbeitsstellung zeigt, d. h. nach dem Ausfahren der beiden Hydraulikzylinder 126 und 128.
  • Auch bei dieser Ausgestaltungsvariante fällt der geringe Platzbedarf für einen 180° Schwenkantrieb auf. Zu bemerken ist, dass man sich bei den in den Figuren dargestellten Schwenkantrieben einen Schwenkwinkel von ca 150° (vergleiche z. B. Figuren 1 und 5) begnügt hat, dieser Winkel jedoch auf 180° und mehr vergrössert werden kann.
  • Die beiden Platten 34 und 36 sind durch geeignete Mittel starr miteinander verbunden. Diese Mittel können z. B. Distanzstücke sein, mit denen diese Platten beispielsweise verschraubt sind (in Figur 1 durch 33 angedeutet).
  • Wie weiter oben vermerkt, ist die Tragsäule 16 (Figur 2) vorzugsweise zur Senkrechten geneigt. Näheres über die Vorteile dieser Anordnung sowie auch eine vorteilhafte Aufhängung der Stopfkanone 12 am Ausleger 14 entnehme man der DE-PS 2840181.

Claims (6)

1. Kompakter Schachtofen-Stopfkanonenschwenkantrieb für grosse Schwenkwinkel. die an einem Ausleger (14, 114) angeordnet und um eine Tragsäule (16, 116) so schwenkbar ist, dass sie beim Schwenken aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung, und umgekehrt, eine im wesentlichen niedrig-flache, kontinuierliche Bahn beschreibt, gekennzeichnet durch einen ersten Hydraulikzylinder (26, 126), welcher zwischen einem Festpunkt (30, 130) und einem um die Tragsäule (16, 116) schwenkbaren Vorgelegerahmen (38, 138) wirksam ist, und einen zweiten Hydraulikzylinder (28. 128), welcher zwischen dem schwenkbaren Vorgelegerahmen (38. 138) und dem Ausleger (14. 114) wirksam ist.
2. Schwenkantrieb nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgelegerahmen (38, 138) im wesentlichen aus zwei parallel übereinander angeordneten Stahlplatten (34, 134, 36, 136) besteht und dass die Hydraulikzylinder (26, 126, 28, 128) zwischen diese Stahlplatten (34, 134, 36, 136) hineingreifen und jeweils mit einem ihrer beiden Anlenkpunkte an demselben angelenkt sind.
3. Schwenkantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgelegerahmen (38, 138) an einer Drehhülse (50) für den Ausleger (14, 114) drehbar gelagert ist.
4. Schwenkantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikzylinder (126) im wesentlichen parallel zum länglichen Vorgelegerahmen (138) angeordnet ist, und der zweite Hydraulikzylinder (128) im wesentlichen parallel zum Ausleger (114).
5. Schwenkantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (26 und 28) achssymmetrisch (31) zum Vorgelegerahmen (38) angeordnet sind.
6. Schwenkantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlplatten (34, 36, 134, 136) durch Distanzstücke (33, 133) starr miteinander verbunden sind.
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