EP2398924B1 - Stichlochbohrmaschine für metallurgische behälter, insbesondere öfen mit schmelzflüssigem inhalt - Google Patents

Stichlochbohrmaschine für metallurgische behälter, insbesondere öfen mit schmelzflüssigem inhalt Download PDF

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EP2398924B1
EP2398924B1 EP10705834A EP10705834A EP2398924B1 EP 2398924 B1 EP2398924 B1 EP 2398924B1 EP 10705834 A EP10705834 A EP 10705834A EP 10705834 A EP10705834 A EP 10705834A EP 2398924 B1 EP2398924 B1 EP 2398924B1
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drill
drill rod
furnace
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TMT Tapping Measuring Technology GmbH
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    • C21B7/12—Opening or sealing the tap holes
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
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    • 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
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/21—Arrangements of devices for discharging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509—Tapping equipment
    • F27D3/1527—Taphole forming equipment, e.g. boring machines, piercing tools

Definitions

  • the invention relates to a taphole drilling machine for metallurgical containers, in particular furnaces with molten content, with a movable from the rest position to the working position and vice versa movable carriage and a motorized movable drill and percussion hammer for driving and pulling out of the oven-side end of the carriage by means of a centering device guided boring bar in the filled with a sealant stitch hole or from the filled with a sealant tap hole of the container.
  • Taphole drilling machines of this type which in the DE 41 31 982 C1 are described, have the disadvantage that when pulling out of the boring bar from the drilled tap hole the furnace side end and attached to this centering device for the boring bar brought into the operating position close to the needle hole mounted carriage the splashes of shooting out of the stitch hole melt stream, the cause burnup and melting of the boring bar centering device. This requires that the centering must be renewed at regular intervals.
  • the invention has the object of further developing the generic tap hole drilling machine to the effect that in a tapping the centering device for the boring bar at the oven-side end of the carriage so close to the tap hole of a metallurgical container, in particular Ofenabstichstein a furnace, can be positioned that an accurate centering of a large drilling tool is possible, and that further ensures effective protection of the centering device against splashing of the emerging from the stitch hole melt.
  • the subclaims include advantageous and expedient embodiments of the tap hole drilling machine.
  • the arranged on the suspension of the carriage of the taphole drilling machine on a support arm of a lifting device for lifting and lowering the carriage with the drill and hammer for the boring bar from the rest position to the working position and vice versa drive for a linear feed movement of the carriage in the working position close to the Tap hole of a metallurgical container, in particular a furnace, and for a linear retraction movement of the carriage from the taphole area endangered when tapping by the exiting melt allows accurate centering of the drill rod with the drill bit in the tap hole while drilling it and optimal protection of the centering device for the drill rod at the oven-side end of the mount against splashes of melt emerging from the open stitch hole.
  • the tap hole drill after the FIGS. 1 to 4 has a carriage 1, which is lowered by means of a lifting device from the rest position to a prepositioned working position with a predetermined distance of the furnace end 2 with respect to the filled with a closure material 4 tap hole 3 of a furnace 5 and from the prepositioned working position in the rest position ,
  • a hammer drill 6 for driving a drill rod 7 with a drill bit 8 by means of a feed and retraction drive, which is designed as a circumferential, driven by a hydraulic motor 9 chain 10, from an oven remote end position in a furnace near end position and vice versa traversable.
  • a centering device 11 is attached, which is designed as a plate 12 with a centering bore 13 for the boring bar 7 of the drilling and percussion hammer 6.
  • the lifting device for the carriage 1 is equipped with a support arm 15 to which a support frame 16 is mounted with lateral guide rails 17.
  • a equipped with rollers 19 carriage 18 to which a support 20 is fixed to the carriage 1, is linearly movable on the guide rails 17 of the support frame 16 for moving the carriage 1 with the motorized movable drill and percussion hammer 6 for the boring bar. 7 in the working position 1a and from the working position to a retracted position 1b for protecting the furnace-side end 2 of the carriage 1 with the centering device 11 for the boring bar 7 against the emerging from the opened tap hole 3 melt 21 and for moving the carriage 1 from the retracted position 1b in the working position 1a for a re-tapping.
  • a drive for the movable on the support frame 16 carriage 18 with the carrier 20 for the carriage 1 is a by a pressure medium, preferably hydraulic oil, operated cylinder-piston unit 22, the cylindrical housing 23 is mounted on the support frame 16 of the taphole drilling machine and the piston rod 24th on the transfer carriage 18 of the carriage 1 attacks.
  • a pressure medium preferably hydraulic oil, operated cylinder-piston unit 22
  • the carriage 1 For a tapping operation, first the carriage 1 is lowered by means of the support arm 15 and the support frame 16 of the lifting device in a prepositioned working position. Subsequently, the carriage 1 is pushed by the cylinder-piston unit 22 from the prepositioned into the final working position 1a with a certain distance by the drill bit 8 of the boring bar 7 distance A of the centering device 11 on the oven-side end 2 of the carriage 1 from the needle hole 3 forward.
  • the drilling and percussion hammer 6 is in the off-end position 6a.
  • the force required to drive the drill rod 7 into the needle hole 3 of the furnace 5, generated by the hydraulic motor 9 feed force is transmitted from the drive chain 10 via the drill and percussion hammer 6 on the drill rod 7.
  • the impact mechanism of the hammer drill 6 can be switched on at any time of the advancing movement of the drill rod 7 in support of the driving operation.
  • the carriage 1 by the cylinder-piston unit 22 from the stitch-working position 1a in a retracted position 1b with a simultaneous feed movement of the boring bar 7 in the tap hole 3 to protect the oven-side Lafettenendes 2 and the centering device 11 against the emerging during the opening of the stitch hole from this melt 21 moves back.
  • the carriage 1 is advanced from the retracted position 1b by means of the cylinder-piston unit 22 back into the working position 1a.
  • the retraction force required to pull out the drill rod 7 from the needle hole 3 of the furnace 5 is applied by the hydraulic motor 9 and transmitted via the drive chain 10 to the hammer drill 6 and the drill rod 7.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stichlochbohrmaschine für metallurgische Behälter, insbesondere Öfen mit schmelzflüssigem Inhalt, mit einer aus der Ruheposition in die Arbeitsposition und umgekehrt beweglichen Lafette sowie einem an dieser motorisch verfahrbaren Bohr- und Schlaghammer zum Eintreiben und Herausziehen einer am ofenseitigen Ende der Lafette mittels einer Zentriervorrichtung geführten Bohrstange in das mit einer Verschlussmasse gefüllte Stichloch beziehungsweise aus dem mit einer Verschlussmasse gefüllten Stichloch des Behälters.
  • Stichlochbohrmaschinen dieser Gattung, die in der DE 41 31 982 C1 beschrieben sind, haben den Nachteil, dass beim Herausziehen der Bohrstange aus dem aufgebohrten Stichloch das ofenseitige Ende und die an diesem angebrachte Zentriervorrichtung für die Bohrstange der in die Betriebsposition nahe an das Stichloch herangebrachten Lafette den Spritzern des aus dem Stichloch herausschießenden Schmelzestroms ausgesetzt sind, die einen Abbrand und ein Abschmelzen der Zentriervorrichtung für die Bohrstange bewirken. Dies bedingt, dass die Zentriervorrichtung in regelmäßigen zeitlichen Abständen erneuert werden muss.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Stichlochbohrmaschine dahingehend weiterzuentwickeln, dass bei einem Abstichvorgang die Zentriervorrichtung für die Bohrstange am ofenseitigen Ende der Lafette so nahe vor dem Abstichloch eines metallurgischen Behälters, insbesondere dem Ofenabstichstein eines Ofens, positioniert werden kann, dass eine genaue Zentrierung auch eines großen Bohrwerkzeugs möglich ist, und dass weiterhin ein wirksamer Schutz der Zentriervorrichtung gegen Spritzer der aus dem Stichloch austretenden Schmelze gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Stichlochbohrmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Stichlochbohrmaschine.
  • Der an der Aufhängung der Lafette der Stichlochbohrmaschine an einem Tragarm einer Hubvorrichtung zum Heben und Senken der Lafette mit dem Bohr- und Schlaghammer für die Bohrstange aus der Ruheposition in die Arbeitsposition und umgekehrt angeordnete Antrieb für eine lineare Vorschubbewegung der Lafette in die Arbeitsposition nahe an das Stichloch eines metallurgischen Behälters, insbesondere eines Ofens, und für eine lineare Rückzugbewegung der Lafette aus dem beim Abstich durch die austretende Schmelze gefährdeten Stichlochbereich ermöglicht eine genaue Zentrierung der Bohrstange mit der Bohrkrone in dem Stichloch beim Aufbohren desselben und einen optimalen Schutz der zentriervorrichtung für die Bohrstange am ofenseitigen Ende der Lafette gegen Spritzer der aus dem geöffneten Stichloch austretenden Schmelze.
  • Die erfindungsgemäße Stichlochbohrmaschine ist nachfolgend anhand schematischer Zeichnungsfiguren erläutert, die folgendes darstellen:
    • Fig. 1 und
    Seitenansichten der Stichlochbohrmaschine mit
    Fig. 2
    der Arbeitsposition der Lafette vor dem Anbohren des Stichlochs mit der Bohrstange und der Bohrkrone und mit der aus dem Stichlochbereich zurückgezogenen Position der Lafette und der Bohrstange,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht der auf einem Lafettenträger linear verschiebbaren Lafette der Stichlochbohrmaschine und
    Fig. 4
    einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 jeweils in vergrößerter Darstellung.
  • Die Stichlochbohrmaschine nach den Figuren 1 bis 4 weist eine Lafette 1 auf, die mittels einer Hubvorrichtung aus der Ruheposition in eine vorpositionierte Arbeitsposition mit einem vorbestimmten Abstand des ofenseitigen Endes 2 mit Bezug auf das mit einer Verschlussmasse 4 gefüllte Stichloch 3 eines Ofens 5 absenkbar und aus der vorpositionierten Arbeitsposition in die Ruheposition anhebbar ist.
  • Auf der Lafette 1 ist ein Bohrhammer 6 für den Antrieb einer Bohrstange 7 mit einer Bohrkrone 8 mittels eines Vorschub- und Rückzugantriebs, der als eine umlaufende, durch einen Hydraulikmotor 9 angetriebene Kette 10 ausgebildet ist, aus einer ofenfernen Endposition in eine ofennahe Endposition und umgekehrt verfahrbar. Am ofenseitigen Ende 2 der Lafette 1 ist eine Zentriervorrichtung 11 befestigt, die als Platte 12 mit einer Zentrierbohrung 13 für die Bohrstange 7 des Bohr- und Schlaghammers 6 ausgebildet ist.
  • Auf der Lafette 1 ist weiterhin eine in Bewegungsrichtung a, b der Bohrstange 7 verschiebbare Bohrstangenführung 14 angeordnet zur Sicherung der Bohrstange gegen Ausknicken aufgrund der großen Vorschubkräfte beim Eintreiben in das Stichloch 3 durch die Antriebskette 10.
  • Die Hubvorrichtung für die Lafette 1 ist mit einem Tragarm 15 ausgestattet, an dem ein Traggestell 16 mit seitlichen Führungsschienen 17 angebracht ist. Ein mit Laufrollen 19 ausgerüsteter Wagen 18, an dem ein Träger 20 für die Lafette 1 befestigt ist, ist an den Führungsschienen 17 des Traggestells 16 linear verfahrbar zum Verschieben der Lafette 1 mit dem an dieser motorisch verfahrbaren Bohr- und Schlaghammer 6 für die Bohrstange 7 in die Arbeitsposition 1a und aus der Arbeitsposition in eine zurückgezogene Position 1b zum Schutz des ofenseitigen Endes 2 der Lafette 1 mit der Zentriervorrichtung 11 für die Bohrstange 7 gegen die aus dem geöffneten Stichloch 3 austretende Schmelze 21 und zum Verschieben der Lafette 1 aus der zurückgezogenen Position 1b in die Arbeitsposition 1a für einen erneuten Abstichvorgang.
  • Als Antrieb für den an dem Traggestell 16 verfahrbaren Wagen 18 mit dem Träger 20 für die Lafette 1 dient eine durch ein Druckmittel, vorzugsweise Hydrauliköl, betätigte Zylinder-Kolbeneinheit 22, deren zylindrisches Gehäuse 23 an dem Traggestell 16 der Stichlochbohrmaschine angebracht ist und deren Kolbenstange 24 an dem Verschiebewagen 18 der Lafette 1 angreift.
  • Zur Verbindung der Kolbenstange 24 der Zylinder-Kolbeneinheit 22 mit dem Verschiebewagen 18 der Lafette 1 wird ein auf das freie Ende 25 der Kolbenstange 24 aufgeschraubter Gelenkkopf 26 verwendet, der an dem Lagerbolzen 27 eines auf dem Verschiebewagen 18 befestigten Lagerbocks 28 gelenkig angebracht ist.
  • Für einen Abstichvorgang wird zunächst die Lafette 1 mittels des Tragarms 15 und des Traggestells 16 der Hubvorrichtung in eine vorpositionierte Arbeitsposition abgesenkt. Anschließend wird die Lafette 1 durch die Zylinder-Kolbeneinheit 22 aus der vorpositionierten in die endgültige Arbeitsposition 1a mit einem durch die Bohrkrone 8 der Bohrstange 7 bestimmten Abstand A der Zentriervorrichtung 11 am ofenseitigen Ende 2 der Lafette 1 vom Stichloch 3 linear nach vorne geschoben.
  • Zu Beginn des Bohrvorgangs steht der Bohr- und Schlaghammer 6 in der ofenfernen Endposition 6a. Die zum Eintreiben der Bohrstange 7 in das Stichloch 3 des Ofens 5 erforderliche, durch den Hydraulikmotor 9 erzeugte Vorschubkraft wird von der Antriebskette 10 über den Bohr- und Schlaghammer 6 auf die Bohrstange 7 übertragen. Bei Bedarf kann der Schlagmechanismus des Bohrhammers 6 zu jedem Zeitpunkt der Vorschubbewegung der Bohrstange 7 zur Unterstützung des Eintreibvorgangs zugeschaltet werden. Beim Eintreiben der Bohrstange 7 in das Stichloch 3 wird die gefährdete Knicklänge der Bohrstange 7 zwischen der feststehenden Zentriervorrichtung 11 am ofenseitigen Ende 2 der Lafette 1 und dem sich dem Ofen 5 nähernden Bohrhammer 6 kontinuierlich verkürzt und die Bohrstangenführung 14 wird durch den Bohrhammer 6 bis in eine ofennahe Endposition am ofenseitigen Ende 2 der Lafette 1 mitgenommen und durch die Antriebskette 10 wieder zurückgezogen.
  • Ab einer bestimmten Eindringtiefe der Bohrstange 7 in das Stichloch 3, bei der sich die Bohrstange 7 in der Verschlussmasse 4 des Stichlochs 3 selbsttätig zentriert und damit die Position der Zentriervorrichtung 11 am ofenseitigen Ende 3 der Lafette 1 in unmittelbarer Nähe des Stichlochs 3 nicht mehr erforderlich ist, wird die Lafette 1 durch die Zylinder-Kolbeneinheit 22 aus der stichlochnahen Arbeitsposition 1a in eine zurückgezogene Position 1b bei einer gleichzeitigen Vorschubbewegung der Bohrstange 7 in das Stichloch 3 zum Schutz des ofenseitigen Lafettenendes 2 und der Zentriervorrichtung 11 gegen die beim Öffnen des Stichlochs aus diesem austretende Schmelze 21 zurückbewegt. Für einen erneuten Abstichvorgang wird die Lafette 1 aus der zurückgezogenen Position 1b mittels der Zylinder-Kolbeneinheit 22 wieder in die Arbeitsposition 1a vorgeschoben.
  • Die zum Herausziehen der Bohrstange 7 aus dem Stichloch 3 des Ofens 5 benötigte Rückzugkraft wird von dem Hydraulikmotor 9 aufgebracht und über die Antriebskette 10 auf den Bohrhammer 6 und die Bohrstange 7 übertragen.

Claims (4)

  1. Stichlochbohrmaschine für metallurgische Behälter, insbesondere Öfen mit schmelzflüssigem Inhalt, mit einer aus der Ruheposition in die Arbeitsposition und umgekehrt mittels einer Hubvorrichtung beweglichen Lafette sowie einem an dieser motorisch verfahrbaren Bohr- und Schlaghammer zum Eintreiben und Herausziehen einer am ofenseitigen Ende der Lafette mittels einer Zentriervorrichtung geführten Bohrstange in das mit einer Verschlussmasse gefüllte Stichloch beziehungsweise aus dem mit einer Verschlussmasse gefüllten Stichloch des Behälters, gekennzeichnet durch einen an der Aufhängung der Lafette (1) an mindestens einem Tragarm (15) der Hubvorrichtung angeordneten Antrieb, der eine lineare Vorschubbewegung der Lafette (1) aus einer vorpositionierten in die endgültige Arbeitsstellung (1a) mit einem durch die Bohrkrone (8) der Bohrstange (7) bestimmten Abstand (A) der Zentriervorrichtung (11) am ofenseitigen Ende (2) der Lafette (1) vom Stichloch (3) sowie eine lineare Rückzugbewegung der Lafette (1) ab einer bestimmten Eindringtiefe der Bohrstange (7) in die Verschlussmasse (4) des Stichlochs (3) aus der Arbeitsposition (1a) in eine zurückgezogene Position (1b) bei einer gleichzeitigen Vorschubbewegung der Bohrstange (7) in das Stichloch (3) zum Schutz des ofenseitigen Lafettenendes (2) und der Zentriervorrichtung (11) gegen die beim Öffnen des Stichlochs (3) aus diesem austretende Schmelze (21) und eine lineare Vorschubbewegung der Lafette (1) aus der zurückgezogenen Position (1b) in die Arbeitsposition (1a) für einen erneuten Abstichvorgang bewirkt.
  2. Stichlochbohrmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein an dem Tragarm (15) der Hubvorrichtung der Lafette (1) angebrachtes Traggestell (16) mit seitlichen Führungsschienen (17), einen mit Laufrollen (19) ausgestatteten Wagen (18), an dem ein Träger (20) für die Lafette (1) befestigt ist und der an den Führungsschienen (17) zum Verschieben der Lafette (1) mit dem an dieser motorisch verfahrbaren Bohr- und Schlaghammer (6) für die Bohrstange (7) in die Arbeitsposition (1a) und aus der Arbeitsposition in eine zurückgezogene Position (1b) zum Schutz des ofenseitigen Endes (2) der Lafette (1) mit der Zentriervorrichtung (11) für die Bohrstange (7) gegen die aus dem geöffneten Stichloch (3) austretende Schmelze (21) und zum Verschieben der Lafette (1) aus der zurückgezogenen Position (1b) in die Arbeitsposition (1a) verfahrbar ist, sowie eine druckmittelbetätigte Zylinder-Kolbeneinheit (22), deren zylindrisches Gehäuse (23) an dem Traggestell (16) der Stichlochbohrmaschine angebracht ist und deren Kolbenstange (24) an dem Verschiebewagen (18) der Lafette (1) angreift.
  3. Stichlochbohrmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen auf dem freien Ende (25) der Kolbenstange (24) der Zylinder-Kolbeneinheit (22) befestigten Gelenkkopf (26), der an dem Lagerbolzen (27) eines auf dem Verschiebewagen (18) der Lafette (1) befestigten Lagerbocks (28) gelenkig angebracht ist.
  4. Stichlochbohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriervorrichtung (11) am ofenseitigen Ende (2) der Lafette (1) als Platte (12) mit einer Zentrierbohrung (13) für die Bohrstange (7) des Bohr- und Schlaghammers (6) ausgebildet ist.
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