EP1239249A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Stichlochstopfen und/oder Stichlochbohren an einem metallurgischen Gefäss, insbesondere an einem Elektroschmelzofen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Stichlochstopfen und/oder Stichlochbohren an einem metallurgischen Gefäss, insbesondere an einem Elektroschmelzofen Download PDF

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EP1239249A2
EP1239249A2 EP02003949A EP02003949A EP1239249A2 EP 1239249 A2 EP1239249 A2 EP 1239249A2 EP 02003949 A EP02003949 A EP 02003949A EP 02003949 A EP02003949 A EP 02003949A EP 1239249 A2 EP1239249 A2 EP 1239249A2
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EP
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tap hole
closing
vessel
plug
tapping channel
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Dieter Figge
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SMS Demag AG
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509—Tapping equipment
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D3/1509—Tapping equipment
    • F27D3/1527—Taphole forming equipment, e.g. boring machines, piercing tools
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/19—Arrangements of devices for discharging

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for tap hole plugging and / or Tap hole drilling on a metallurgical vessel, especially a stationary one Electric melting furnace, in which the liquid steel jet through a perforated brick the tapping channel is drained.
  • a tap hole drilling machine and a tap hole tamping machine are known as a unit. Such a machine is used on a blast furnace, which is tapped every 4 hours. The usual drilling diameters are 40 mm to 60 mm. The stuffing must harden in the tap hole for approx. 30 min. For parting off, the tap hole drilling machine is moved in front of the tap channel and drills out the stuffing material that closes the tap channel. The hardened stuffing is smashed on the drill with simultaneous water supply and drainage. At the end of the process, the tap hole drill swings away, just before the liquid melt emerges. The tapping is stopped in the blast furnace only by a reduced amount of pig iron. The tap hole tamping machine is only used with reduced liquid metal pressure and a relatively small jet diameter. Nevertheless, the tap hole tamping machine must swivel quickly through this pig iron jet and move a mouthpiece against the outer tap hole, with no problem. The tap hole mass pushes the liquid metal back in the tap channel and closes it.
  • Electro melting furnaces For other metallurgical vessels, e.g. Electro melting furnaces, the conditions are however significantly different. It is from electric ovens with and without oriels go out, with the tapping channel is in the oriel. However, there is one Tendency towards the future construction of electric melting furnaces with a stationary, round one Vessel without oriel and without tilting device. Such vessels have one improved efficiency. Stationary vessels (e.g. for the Stainless steel production) with safe slag retention and high fluid pressure over the tap hole. The previous tapping technique is for such furnaces no longer usable.
  • the channel length for the blast furnace is approx. 2000 mm to The thickness of the refractory layer in the electric melting furnace is 2500 mm Floor approx. 700-1200 mm and in the side wall approx. 400 mm.
  • the invention is based, a closing and a subsequent task Plug the tapping channel with a raised one even with metallurgical vessels Liquid metal printing of liquid steel and with a significant compared to blast furnaces carry out enlarged drilling diameter and the necessary devices to design.
  • the object is achieved in that the perforated brick of the Tapping channel with a lowered melt level from inside the vessel Closing plug is closed and then stuffing compound into the tapping channel pressed from the outside and the tapping channel is closed again.
  • Such one Closing and tamping processes can also be used for liquid steel with a correspondingly higher level Tapping temperature for larger drilling diameters in metallurgical vessels, such as e.g. on electric melting furnaces.
  • an operation with continuous melting possible for a long period of time.
  • the procedure is continued in such a way that the closing plug after a relatively short time after the stuffing has been pressed into the Tapping channel is moved out of the interior of the vessel.
  • the closure of the tapping channel can be further secured by the Tamping machine with an attached closure element at least 30 minutes before closed tapping channel is kept.
  • the task is in a tap hole closing and / or tap hole drilling Stuffing device for a metallurgical vessel, especially for a stationary one Electric melting furnace, in which the liquid steel jet through a perforated brick and whose tapping channel can be drained, solved according to the invention in that a plug manipulator with a closing plug through a closable housing wall opening is pivotable on a closing axis in the closed position, the The closing plug on the closing axis can be sealed to the opening of the perforated brick is and that a tap hole drilling and tap hole tamping machine from the outside the perforated stone can be moved towards the perforated stone axis.
  • the plug manipulator is provided in a guideway, which is arranged outside the vessel, movable and with the The closing plug can be adjusted against the inside of the perforated brick opening. This will ensures an accurate and repeatable movement of the closing plug.
  • the tap hole drilling and tap hole tamping machine also in another guideway outside the vessel is movable.
  • This guideway can be used independently of the guideway for the Plug manipulator to be constructed and according to the space and space be adjusted.
  • the arrangement and operation of the tap hole drilling and tap hole tamping machine can be advantageous and space-saving in that the tap hole drilling Tap hole tamping machine by means of a lever mechanism on the device frame hinged drill carries.
  • the taphole tamping machine is articulated on a lever mechanism and is alternately adjustable on the tap hole axis with the tap hole drilling machine.
  • tapping channel on the outside of the vessel wall a tapping tube bent downwards connects the outer tube
  • the arched back is designed as a cover and can be swung open and closed using a drive is. With the cover swung open, the drilling tool or the The tamping tool on the tapping axis. Otherwise the lid serves to shield the liquid steel from oxygen.
  • the swivel device for the Closing plug consists of an angle lever, which is pivoted outside the vessel is, on one, the lever arm facing the vessel via a bracket the closing plug is attached and a swivel drive on the other lever arm connected.
  • the closing plug can also do without a guideway and the swivel device can be adapted to the respective vessel shape become.
  • Locking plug is attached between two side panels and the side panels in guided the bracket and at the opposite end by means of springs against each a pocket connected to the bracket is supported.
  • the closing plug consists of a hollow plug. If necessary, the cavity formed is available as a space for measuring devices Available.
  • a tamping machine 7 is with an adjacent closure element 7a, which is designed plate-shaped, held at least about 30 min in front of the closed tapping channel 3 until the Stuffing compound 6 is cured.
  • a taphole closing and / or taphole drilling is used to carry out this method.
  • and tamping device which in the vicinity of the metallurgical vessel 1, i.e. an electric melting furnace 1a, is arranged, in which the liquid steel jet is drained through the perforated brick 2 and through its tap channel 3.
  • the closing process is carried out by means of a plug manipulator 8 with the closing plug 5 similar to a plug rod, the closing plug 5 through a closable vessel wall opening 9 (a sliding door 10 can be provided) are pivoted onto a closing axis 11 in the closing position 12 and wherein the closing plug 5 is placed on the closing axis 11 in a sealing manner against the opening 2a becomes.
  • the tap hole tamping machine 7 of brought to the outside of the perforated brick 2 on the perforated brick axis 2b.
  • the plug manipulator 8 is in a guideway 13, which is arranged next to the vessel 1, can be moved, the closing plug 5 in a sealing layer is brought with the inner perforated brick opening 2a.
  • the tap hole drilling and tap hole tamping machine 7 is also in a (further) Guideway 14 next to the vessel 1 movable.
  • FIG. 2 an alternative tap hole closing machine 8 is shown, which consists of a Swivel device 15 exists.
  • the closing plug 5 is by means of the swivel device 15 through the vessel wall opening 9 from the inside against the perforated brick opening 2a adjustable in the closed position 12.
  • the tap hole closing machine 8 is in its parking position 5a.
  • the Plug manipulator 8 can be in the horizontal directions 16 and conveniently can be moved at 45 ° extending directions 17.
  • the tap hole drilling and tap hole tamping machine carries 7 one by means of a lever mechanism 18 on a device frame 19 articulated drilling machine 20.
  • the device frame 19 is over the lever mechanism 18 hinges the tap hole tamping machine 7 (FIG. 4).
  • the tap hole tamping machine 7 can alternately with the tap hole drilling machine 20 via the im Lever mechanism 18 can be set to the perforated stone axis 2b.
  • the lever mechanism 18 can e.g. be formed from a parallelogram linkage (Fig. 6).
  • a plate-shaped closure element 7a supports the stuffing compound 6 as long as it is not cured.
  • the tap channel 3 closes on the outside on the vessel wall 1c a downwardly extending tapping tube 21.
  • the outer arch back 22 is designed as a cover 23, which is by means of a drive can be opened and closed on a joint. When opened, the Tap hole drilling machine 20 are retracted on the perforated stone axis 2b.
  • the pivoting device 15 for the closing plug 5 is made of one Angle lever 25 is formed, which is rotatably supported on the device frame 19.
  • the a lever arm 25a facing the vessel 1 carries the bracket 26 Locking plug 5 and a swivel drive 27 are connected to the lever arm end 25b.
  • the closing plug 5 is at a distance in its movement arc 28 provided to the electrodes 29.
  • the sealing plug is for a secure seal (achieving a true-to-shape sealing position) 5 (cf. FIG. 8) via guide bushes 30 and 31 in the sliding directions 32, limited by compression springs 33, resiliently mounted.
  • the closing plug 5 is between two side cheeks 34a and 34b over the Guide bush 30 guided attached and at the opposite end 35 by means of Springs 36 are supported against a pocket 37 connected to the bracket 26.
  • the bracket 26 is also on the pivot bearing 15a perpendicular to the pivot plane Springs 38 supported. This storage gives a further degree of freedom in the Directions 39.
  • the closing plug 5 advantageously consists of a hollow plug 5b, the Cavity can possibly serve to accommodate measuring devices.

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Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stichlochstopfen und / oder Stichlochbohren an einem metallurgischen Gefäß (1), insbesondere an einem stationären Elektroschmelzofen (1a), bei dem der Flüssigstahl-Strahl durch einen Lochstein (2) des Abstichkanals (3) abgelassen wird, lassen ein Verschließen und ein nachfolgendes Stopfen des Abstichkanals (3) auch bei metallurgischen Gefäßen mit einem erhöhten Flüssigmetalldruck von Flüssigstahl und mit einem gegenüber Hochöfen erheblich vergrößerten Bohrdurchmesser zu, indem der Lochstein (2) des Abstichkanals (3) bei gesenktem Schmelzenspiegel (4) vom Gefäßinneren (1b) her mit einem Schließstopfen (5) verschlossen wird und indem danach Stopfmasse (6) in den Abstichkanal (3) von außen gedrückt und der Abstichkanal (3) wieder verschlossen wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stichlochstopfen und /oder Stichlochbohren an einem metallurgischen Gefäß, insbesondere an einem stationären Elektroschmelzofen, bei dem der Flüssigstahl-Strahl durch einen Lochstein des Abstichkanals abgelassen wird.
Eine Stichloch-Bohrmaschine und eine Stichloch-Stopfmaschine ist als Einheit bekannt. Eine solche Maschine wird an einem Hochofen eingesetzt, der im 4-Stunden-Takt abgestochen wird. Die hierbei üblichen Bohrdurchmesser betragen 40 mm bis 60 mm. Die Stopfmasse muss im Stichloch ca. 30 min aushärten. Zum Abstechen wird die Stichloch-Bohrmaschine vor den Abstichkanal gefahren und bohrt die den Abstichkanal verschließende Stopfmasse heraus. Dabei wird die erhärtete Stopfmasse am Bohrer zertrümmert bei gleichzeitiger Wasserzu- und Wasserabführung. Am Ende des Vorgangs schwenkt die Stichloch-Bohrmaschine weg und zwar kurz bevor die flüssige Schmelze austritt. Das Stoppen des Abstichs erfolgt im Hochofen nur durch eine reduzierte Roheisenmenge. Der Einsatz der Stichloch-Stopfmaschine geschieht erst bei reduziertem Flüssigmetalldruck und bei einem relativ kleinen Strahldurchmesser. Trotzdem muss die Stichloch-Stopfmaschine schnell durch diesen Roheisenstrahl schwenken und ein Mundstück gegen die äußere Abstichkanalöffnung bewegen,
wobei kein Problem entsteht. Die Stichlochmasse drückt das Flüssigmetall im Abstichkanal zurück und verschließt diesen.
Bei anderen metallurgischen Gefäßen, wie z.B. Elektroschmelzöfen, liegen die Verhältnisse jedoch erheblich unterschiedlich. Es ist von Elektroöfen mit und ohne Erker auszugehen, wobei sich der Abstichkanal im Erker befindet. Es besteht jedoch eine Tendenz zum zukünftigen Bau von Elektroschmelzöfen mit einem stationären, runden Gefäß ohne Erker und ohne Kippeinrichtung. Derartige Gefäße weisen einen verbesserten Wirkungsgrad auf. Große Vorteile bieten stationäre Gefäße (z.B. für die Edelstahlherstellung) bei sicherer Schlackenzurückhaltung und hohem Flüssigkeitsdruck über dem Abstichloch. Die bisherige Abstichtechnik ist jedoch für solche Öfen nicht mehr brauchbar.
Gegenüber der Hochofen-Abstichtechnik bestehen mehrere Probleme. So betragen die Abstich-Taktzeiten an einem Elektroschmelzofen nicht 4 Stunden wie beim Hochofen, sondern ca. 45 Minuten. Die Temperatur des Flüssigstahls beim Abstechen aus einem Elektroschmelzofen beträgt nicht 1500 °C wie beim Hochofen, sondern ca. 1680 °C. Eine kurze Abstichzeit verlangt einen größeren Bohrdurchmesser und zwar ca. 160 mm bis 200 mm. Dementsprechend ist die Menge an Stopfmasse größer, die in kurzer Zeit eingebracht werden muss. Das Verschließen des Abstichkanals muss bei noch gefülltem Gefäß, also bei einem zumindest mittleren Flüssigmetalldruck erfolgen, weil der Restsumpf mit Schlacke in einem Elektroschmelzofen für den folgenden Einschmelzvorgang verbleiben muss. Außerdem ist ein sehr langer Strahl aus Flüssigstahl längere Zeit dem Luftsauerstoff ausgesetzt und daher ungünstig. Ein kurzer Strahl wie bei Senkrecht- oder Schräganordnung des Abstichkanals ist günstiger. Schließlich beträgt die Kanallänge beim Hochofen ca. 2000 mm bis 2500 mm und beim Elektroschmelzofen beträgt die Dicke der Feuerfest-Schicht im Boden ca. 700-1200 mm und in der Seitenwand ca. 400 mm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verschließen und ein nachfolgendes Stopfen des Abstichkanals auch bei metallurgischen Gefäßen mit einem erhöhten Flüssigmetalldruck von Flüssigstahl und mit einem gegenüber Hochöfen erheblich vergrößertem Bohrdurchmesser durchzuführen und die dafür erforderlichen Vorrichtungen zu gestalten.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lochstein des Abstichkanals bei gesenktem Schmelzenspiegel vom Gefäßinneren her mit einem Schließstopfen verschlossen wird und dass danach Stopfmasse in den Abstichkanal von außen gedrückt und der Abstichkanal wieder verschlossen wird. Ein solches Schließ- und Stopfverfahren kann auch für Flüssigstahl mit entsprechend höherer Abstichtemperatur bei größerem Bohrdurchmesser in metallurgischen Gefäßen, wie z.B. an Elektroschmelzöfen, angewendet werden. Außerdem wird ein Betrieb mit kontinuierlichem Aufschmelzen für einen langen Zeitraum möglich.
Zum Schutz des Schließstopfens wird weiter derart vorgegangen, dass der Schließstopfen nach einer relativ kurzen Zeit nach dem Eindrücken der Stopfmasse in den Abstichkanal wieder aus dem Inneren des Gefäßes herausbewegt wird.
Der Verschluss des Abstichkanals kann weiter dadurch gesichert werden, dass die Stopfmaschine mit einem anliegenden Verschlusselement zumindest 30 min vor dem verschlossenen Abstichkanal gehalten wird.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Stichloch-Schließ- und / oder Stichloch-Bohrund Stopfvorrichtung für ein metallurgisches Gefäß, insbesondere für einen stationären Elektroschmelzofen, bei dem der Flüssigstahl-Strahl durch einen Lochstein und dessen Abstichkanal ablassbar ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Stopfen-Manipulator mit einem Schließstopfen durch eine verschließbare Gehäusewand-öffnung hindurch auf eine Schließachse in Schließposition schwenkbar ist, wobei der Schließstopfen auf der Schließachse an die Öffnung des Lochsteins dichtend anstellbar ist und dass eine Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine von außen an den Lochstein auf die Lochsteinachse heranbewegbar ist. Dadurch kann erheblich Zeit für das Verschließen des Abstichkanals innerhalb des Gefäßes gewonnen werden, so dass der Schließstopfen so kurz wie möglich im Innern des Gefäßes verbleiben muss. Sobald der Reststahl aus dem Abstichkanal ausgelaufen ist, kann die Stopfmaschine nach ca. 10 sec gegen den Abstichkanal gefahren werden. Nach ca. 20 sec kann der Schließstopfen schon wieder vom Lochstein entfernt und in eine Parkposition gefahren werden. Dabei entstehen keine aus der Wärmebelastung herrührende Probleme für den Schließstopfen. Die Stopfmaschine verbleibt bis zum Trocknen der Stopfmasse noch ca. 30 min vor dem Abstichkanal und stützt die Stopfmasse bis zu deren Erhärtung und bis zum Haften an der Wand des Abstichkanals. Im Hinblick auf die sehr kurze Einsatzzeit im extremen Wärmebereich besitzt der Schließstopfen eine hohe Lebensdauer. Ein thermisches Verziehen, wie z.B. ein Krummwerden des Schließstopfens, kann auch noch durch Einsatz eines Steuerungsverfahrens vermieden werden, wobei diese Steuerung einen Versatz des Schließstopfens korrigiert und ein sicheres Dichten gewährleistet.
Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Stopfen-Manipulator in einer Führungsbahn, die außerhalb des Gefäßes angeordnet ist, verfahrbar und mit dem Schließstopfen gegen die gefäßinnere Lochstein-Öffnung anstellbar ist. Dadurch wird eine genaue und wiederholbare Bewegung des Schließstopfens gewährleistet.
In diesem Sinn ist weiter vorgesehen, dass die Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine ebenfalls in einer weiteren Führungsbahn außerhalb des Gefäßes verfahrbar ist. Diese Führungsbahn kann unabhängig von der Führungsbahn für den Stopfen-Manipulator konstruiert sein und entsprechend den Platz- und Raumverhältnissen angepasst werden.
Alternativ wird eine vereinfachte Anordnung für die Bewegung des Schließstopfens vorgeschlagen, indem der Schließstopfen mittels einer Schwenkeinrichtung durch die Gefäßwandöffnung hindurch von innen gegen die Lochstein-Öffnung dichtend anstellbar ist.
Die Anordnung und die Betätigung der Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine kann vorteilhaft und platzsparend dahingehend erfolgen, dass die Stichloch-Bohrund Stichloch-Stopfmaschine eine mittels eines Hebelwerks am Vorrichtungsrahmen angelenkte Bohrmaschine trägt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zusätzlich zur Stichloch-Bohrmaschine am Vorrichtungsrahmen an einem Hebelwerk die Stichloch-Stopfmaschine angelenkt und wechselweise mit der Stichloch-Bohrmaschine auf die Stichlochachse einstellbar ist.
Eine Weiterentwicklung sieht vor, dass an den Abstichkanal außen an der Gefäßwand ein nach unten gebogen verlaufendes Abstichrohr anschließt, dessen äußerer Bogenrücken als Deckel ausgebildet und mittels eines Antriebs auf- und zuschwenkbar ist. Bei aufgeschwenktem Deckel kann das Bohrwerkzeug oder das Stopfwerkzeug auf die Abstichachse eingefahren werden. Im übrigen dient der Dekkel zum Abschirmen des Flüssigstahls gegen Sauerstoff.
Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, dass die Schwenkeinrichtung für den Schließstopfen aus einem Winkelhebel besteht, der außerhalb des Gefäßes drehgelagert ist, an dessen einem, dem Gefäß zugewandten Hebelarm über einen Bügel der Schließstopfen befestigt ist und an dem anderen Hebelarm ein Schwenkantrieb angeschlossen ist. Dadurch kann der Schließstopfen auch ohne Führungsbahn auskommen und die Schwenkeinrichtung kann der jeweiligen Gefäßform angepasst werden.
Eine Verbesserung ergibt sich noch daraus, dass der Schließstopfen im Bügel etwa tangential zur Schwenkrichtung federnd gelagert ist. Der Vorteil ist eine Ausgleichsmöglichkeit von Ungenauigkeiten in zwei Achsrichtungen und dadurch eine genaue Anpassung des Kopfes am Schließstopfen zur Lochsteinöffnung.
Seitliche Abweichungen können noch dadurch aufgefangen werden, dass der Schließstopfen zwischen zwei Seitenwangen befestigt ist und die Seitenwangen in dem Bügel geführt und am gegenüberliegenden Ende mittels Federn gegen jeweils eine mit dem Bügel verbundene Tasche abgestützt ist.
Eine zusätzliche axiale Anpassung des Bügels in der Drehlagerung kann außerdem dadurch geschaffen werden, indem der Bügel am Schwenklager senkrecht zur Schwenkebene federnd gelagert ist. Dadurch wird der Vorteil einer nachgiebigen Einstellung des Bügels auf der Drehlagerung erzielt.
Von Vorteil ist ferner noch, dass der Schließstopfen aus einem Hohlstopfen besteht. Erforderlichenfalls steht der gebildete Hohlraum als Raum für Messeinrichtungen zur Verfügung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Teilschnitt durch den Abstichbereich eines Elektroschmelzofens mit einem Stopfen-Manipulator und einer Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine,
Fig. 2
eine alternative Ausführung des Stopfen-Manipulators als Teilschnitt wie Fig. 1,
Fig. 3
den gleichen Teilschnitt wie die Fig. 1 und 2 mit dem Stopfen-Manipulator in Parkstellung und der Stichloch-Stopfmaschine in Arbeitsstellung,
Fig. 4
den genannten Teilschnitt mit der Stichloch-Bohr- und Stichlochstopfmaschine für die Operation "Bohren",
Fig. 5
den Teilschnitt mit der Stichlochstopfmaschine für die Operation "Verschließen",
Fig. 6
den Teilschnitt mit einer alternativen Ausführungsform des Abstichkanals und der Stichloch-Bohrmaschine in Wartestellung,
Fig. 7
den Teilschnitt für eine alternative Ausführungsform einer Schwenkeinrichtung für den Stopfen-Manipulator,
Fig. 8
eine Seitenansicht der Schwenkeinrichtung für den Stopfen-Manipulator und
Fig. 9
die zugehörige Draufsicht zu Fig. 8 in Teilschnitten.
Gemäß Fig. 1 wird ein Verfahren zum Stichlochstopfen und / oder Stichlochbohren an einem metallurgischen Gefäß 1, insbesondere an einem stationären Elektroschmelzofen 1a erläutert, bei dem der Flüssigstahl-Strahl durch einen Lochstein 2 des Abstichkanals 3 abgelassen wird. Hierbei wird der Lochstein 2 des Abstichkanals 3 bei gesenktem Schmelzenspiegel 4 vom Gefäßinneren 1b her mit einem Schließstopfen 5 verschlossen, wobei nach dem Auslaufen des Reststahls Stopfmasse 6 in den Abstichkanal 3 von außen gedrückt und der Abstichkanal 3 dadurch wieder verschlossen wird. Der Schließstopfen 5 kann nach einer relativ kurzen Zeit (ca. 10 sec) nach dem Eindrücken der Stopfmasse 6 in den Abstichkanal 3 wieder aus dem Inneren 1b des Gefäßes 1 herausbewegt werden. Eine Stopfmaschine 7 wird mit einem anliegenden Verschlusselement 7a, das plattenförmig gestaltet ist, zumindest ca. 30 min vor dem verschlossenen Abstichkanal 3 gehalten, bis die Stopfmasse 6 ausgehärtet ist.
Zur Durchführung dieses Verfahrens dient ein Stichloch-Schließ- und / oder Stichloch-Bohr- und Stopfvorrichtung, die im Nahbereich des metallurgischen Gefäßes 1, d.h. eines Elektroschmelzofens 1a, angeordnet ist, bei dem der Flüssigstahl-Strahl durch den Lochstein 2 und durch dessen Abstichkanal 3 abgelassen wird.
Der Schließvorgang wird mittels eines Stopfen-Manipulators 8 mit dem Schließstopfen 5 ähnlich einer Stopfenstange durchgeführt, wobei der Schließstopfen 5 durch eine verschließbare Gefäßwandöffnung 9 ( es kann eine Schiebetür 10 vorgesehen werden) auf eine Schließachse 11 in Schließposition 12 geschwenkt wird und wobei der Schließstopfen 5 auf der Schließachse 11 an die Öffnung 2a dichtend angestellt wird. Nach Auslaufen des Reststahls wird sofort die Stichloch-Stopfmaschine 7 von außen an den Lochstein 2 auf die Lochsteinachse 2b gebracht.
Im Ausführungsbeispiel (Fig. 1) ist der Stopfen-Manipulator 8 in einer Führungsbahn 13, die neben dem Gefäß 1 angeordnet ist, verfahrbar, wobei der Schließstopfen 5 in eine dichtende Lage mit der gefäßinneren Lochstein-Öffnung 2a gebracht wird.
Die Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine 7 ist ebenfalls in einer (weiteren) Führungsbahn 14 neben dem Gefäß 1 verfahrbar.
In Fig. 2 ist eine alternative Stichloch-Schließmaschine 8 gezeigt, die aus einer Schwenkeinrichtung 15 besteht. Dabei ist der Schließstopfen 5 mittels der Schwenkeinrichtung 15 durch die Gefäßwandöffnung 9 hindurch von innen gegen die Lochsteinöffnung 2a in die Schließposition 12 anstellbar.
In Fig. 3 befindet sich die Stichloch-Schließmaschine 8 in ihrer Parkstellung 5a. Der Stopfen-Manipulator 8 kann in den horizontalen Richtungen 16 und den zweckmäßigerweise unter 45° verlaufenden Anstellrichtungen 17 bewegt werden.
Wie in den Fig. 1 bis 6 ersichtlich ist, trägt die Stichloch- Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine 7 eine mittels eines Hebelwerkes 18 an einem Vorrichtungsrahmen 19 angelenkte Bohrmaschine 20.
Zusätzlich zur Stichloch-Bohrmaschine 20 ist an dem Vorrichtungsrahmen 19 über das Hebelwerk 18 die Stichloch-Stopfmaschine 7 angelenkt (Fig. 4). Die Stichloch-Stopfmaschine 7 kann wechselweise mit der Stichloch-Bohrmaschine 20 über das im Hebelwerk 18 auf die Lochsteinachse 2b eingestellt werden. Das Hebelwerk 18 kann z.B. aus einem Parallelogrammlenker-Gestänge (Fig. 6) gebildet sein.
Fig. 5 zeigt die Situation nach dem Wegschwenken des Schließstopfens 5 und nach dem Ausfüllen des Abstichkanals 3 mit Stopfmasse 6. Ein tellerförmiges Verschlusselement 7a stützt die Stopfmasse 6, solange diese nicht ausgehärtet ist.
Vor der äußeren Mündung des Lochsteins 2 schließt an den Abstichkanal 3 außen an der Gefäßwand 1c ein nach unten gebogen verlaufendes Abstichrohr 21 an. Der äußere Bogenrücken 22 ist als Deckel 23 ausgebildet, der mittels eines Antriebs 24 an einem Gelenk auf- und zugeklappt werden kann. In aufgeklappter Lage kann die Stichloch-Bohrmaschine 20 auf der Lochsteinachse 2b eingefahren werden.
Gemäß Fig. 7 ist die Schwenkeinrichtung 15 für den Schließstopfen 5 aus einem Winkelhebel 25 gebildet, der auf dem Vorrichtungsrahmen 19 drehgelagert ist. Der eine, dem Gefäß 1 zugewandte Hebelarm 25a trägt über einem Bügel 26 den Schließstopfen 5 und an dem Hebelarmende 25b ist ein Schwenkantrieb 27 angeschlossen. Der Schließstopfen 5 ist in seinem Bewegungsbogen 28 mit einem Abstand zu den Elektroden 29 vorgesehen.
Zur sicheren Abdichtung (Erreichen einer formtreuen Dichtlage) ist der Schließstopfen 5 (vgl. Fig. 8) über Führungsbuchsen 30 und 31 in den Schieberichtungen 32, durch Druckfedern 33 begrenzt, federnd gelagert.
In Fig. 9 ist der Schließstopfen 5 zwischen zwei Seitenwangen 34a und 34b über die Führungsbuchse 30 geführt befestigt und am gegenüberliegenden Ende 35 mittels Federn 36 gegen jeweils eine mit dem Bügel 26 verbundene Tasche 37 abgestützt. Der Bügel 26 ist am Schwenklager 15a senkrecht zur Schwenkebene ebenfalls mittels Federn 38 abgestützt. Diese Lagerung ergibt einen weiteren Freiheitsgrad in den Richtungen 39.
Der Schließstopfen 5 besteht vorteilhafterweise aus einem Hohlstopfen 5b, dessen Hohlraum ggfs. zur Aufnahme von Messeinrichtungen dienen kann.
Bezugszeichenliste
1
metallurgisches Gefäß
1a
Elektroschmelzofen
1b
Gefäßinneres
1c
Gefäßwand
2
Lochstein
2a
Lochstein-Öffnung
2b
Lochsteinachse
3
Abstichkanal
4
Schmelzenspiegel
5
Schließstopfen
5a
Schließstopfen-Parkstellung
6
Stopfmasse
7
Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine
7a
Verschlusselement
8
Stopfen-Manipulator
9
Gefäßwandöffnung
10
Schiebetür
11
Schließachse
12
Schließposition
13
Führungsbahn
14
(weitere) Führungsbahn
15
Schwenkeinrichtung
15a
Schwenklager
16
horizontale Richtungen
17
Anstellrichtungen
18
Hebelwerk
19
Vorrichtungsrahmen
20
Bohrmaschine
21
gebogenes Abstichrohr
22
Bogenrücken
Fortsetzung Bezugszeichenliste
23
Deckel
24
Antrieb
25
Winkelhebel
25a
Hebelarm
25b
Hebelarmende
26
Bügel
27
Schwenkantrieb
28
Bewegungsbogen
29
Elektroden
30
Führungsbuchse
31
Führungsbuchse
32
Schieberichtungen
33
Druckfeder
34a
Seitenwange
34b
Seitenwange
35
Ende
36
Feder
37
Tasche
38
Feder
39
Richtungen

Claims (15)

  1. Verfahren zum Stichlochstopfen und / oder Stichlochbohren an einem metallurgischen Gefäß, insbesondere an einem stationären Elektroschmelzofen, bei dem der Flüssigstahl-Strahl durch einen Lochstein des Abstichkanals abgelassen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Lochstein des Abstichkanals bei gesenktem Schmelzenspiegel vom Gefäßinneren her mit einem Schließstopfen verschlossen wird und dass danach Stopfmasse in den Abstichkanal von außen gedrückt und der Abstichkanal wieder verschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schließstopfen nach einer relativ kurzen Zeit nach dem Eindrücken der Stopfmasse in den Abstichkanal wieder aus dem Inneren des Gefäßes herausbewegt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfmaschine mit einem anliegenden Verschlusselement zumindest 30 min vor dem verschlossenen Abstichkanal gehalten wird.
  4. Stichloch-Schließ- und / oder Stichloch-Bohr- und Stopfvorrichtung für ein metallurgisches Gefäß, insbesondere für einen stationären Elektroschmelzofen, bei dem der Flüssigstahl-Strahl durch einen Lochstein und dessen Abstichkanal ablassbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Stopfen-Manipulator (8) mit einem Schließstopfen (5) durch eine verschließbare Gefäßwandöffnung (9) hindurch auf eine Schließachse (11) in Schließposition (12) schwenkbar ist, wobei der Schließstopfen (5) auf der Schließachse (11) an die Öffnung (2a) des Lochsteins (2) dichtend anstellbar ist und dass eine Stichloch-Bohr- und Stichlochstopfmaschine (7) von außen an den Lochstein (2) auf die Lochsteinachse (2b) heranbewegbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen-Manipulator (8) in einer Führungsbahn (13), die außerhalb des Gefäßes (1) angeordnet ist, verfahrbar und mit dem Schließstopfen (5) gegen die gefäßinnere Lochstein-Öffnung (2a) anstellbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine (7) ebenfalls in einer weiteren Führungsbahn (14) außerhalb des Gefäßes (1) verfahrbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schließstopfen (5) mittels einer Schwenkeinrichtung (15) durch die Gefäßwandöffnung (9) hindurch von innen gegen die Lochstein-Öffnung (2a) dichtend anstellbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Stichloch-Bohr- und Stichloch-Stopfmaschine (7) eine mittels eines Hebelwerks (18) am Vorrichtungsrahmen (19) angelenkte Bohrmaschine (20) trägt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Stichloch- Bohrmaschine (20) am Vorrichtungsrahmen (19) an einem Hebelwerk (18) die Stichloch-Stopfmaschine (7) angelenkt und wechselweise mit der Stichloch-Bohrmaschine (20) auf die Lochsteinachse (2b) einstellbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass an den Abstichkanal (3) außen an der Gefäßwand (1c) ein nach unten gebogen verlaufendes Abstichrohr (21) anschließt, dessen äußerer Bogenrükken (22) als Deckel (23) ausgebildet und mittels eines Antriebs (24) auf - und zuschwenkbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung (15) für den Schließstopfen (5) aus einem Winkelhebel (25) besteht, der außerhalb des Gefäßes (1) drehgelagert ist, an dessen einem, dem Gefäß (1) zugewandten Hebelarm (25a) über einen Bügel (26) der Schließstopfen (5) befestigt und an dem anderen Hebelarm (25b) ein Schwenkantrieb (27) angeschlossen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schließstopfen (5) im Bügel (26) etwa tangential zur Schwenkrichtung federnd gelagert ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schließstopfen (5) zwischen zwei Seitenwangen (34a, 34b befestigt ist und die Seitenwangen (34a, 34b) in dem Bügel (26) geführt und am gegenüberliegenden Ende (35) mittels Federn (36) gegen jeweils eine mit dem Bügel (26) verbundene Tasche (37) abgestützt ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (26) am Schwenklager (15a) senkrecht zur Schwenkebene federnd gelagert ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schließstopfen (5) aus einem Hohlstopfen (5b) besteht.
EP02003949A 2001-03-09 2002-02-22 Verfahren und Vorrichtung zum Stichlochstopfen und/oder Stichlochbohren an einem metallurgischen Gefäss, insbesondere an einem Elektroschmelzofen Withdrawn EP1239249A3 (de)

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