EP2526358B1 - Stichlochstopfmaschinenkanone für metallurgische öfen - Google Patents

Stichlochstopfmaschinenkanone für metallurgische öfen Download PDF

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EP2526358B1
EP2526358B1 EP11701633.7A EP11701633A EP2526358B1 EP 2526358 B1 EP2526358 B1 EP 2526358B1 EP 11701633 A EP11701633 A EP 11701633A EP 2526358 B1 EP2526358 B1 EP 2526358B1
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EP
European Patent Office
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tap hole
machine according
insert
hole plugging
plugging machine
Prior art date
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Not-in-force
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EP11701633.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2526358A1 (de
Inventor
Oliver Dirlenbach
Ralf Taugerbeck
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TMT Tapping Measuring Technology GmbH
Original Assignee
TMT Tapping Measuring Technology GmbH
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Publication date
Application filed by TMT Tapping Measuring Technology GmbH filed Critical TMT Tapping Measuring Technology GmbH
Publication of EP2526358A1 publication Critical patent/EP2526358A1/de
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    • 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
    • F27D3/1536—Devices for plugging tap holes, e.g. plugs stoppers
    • 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
    • C21B7/125—Refractory plugging mass
    • 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
    • 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
    • C21C5/4653—Tapholes; Opening or plugging thereof
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/19—Arrangements of devices for discharging

Definitions

  • the invention relates to a Stichlochstopfmaschinenkanone for metallurgical furnaces, with a pressure cylinder for receiving the stuffing and a Stopfkolben for squeezing the stuffing mass of a pressed onto the tap hole of the oven mouthpiece of the impression cylinder
  • DE-A 197 55 932 discloses a taphole tamping machine with a tamping gun having a pressure cylinder and a tamping piston.
  • Taphole guns of the type mentioned above are used to close the tapholes of reduction or smelting furnaces, e.g. Blast furnaces for the extraction of pig iron and low shaft furnaces for the melting of non-ferrous metals, ferroalloys, etc. used.
  • the tamping gun is pressed by means of a pivoting device with a large force against the furnace breast, wherein the pressing force of the tamping machine is maintained until the stuffed by the tamping gun in the tap hole opening of the furnace plastic stuffing material is hardened.
  • the present invention is now based on the object to propose a stitch hole tamping machine with a high wear resistance of the printing cylinder, which is inexpensive to produce in repair-friendly design.
  • the tap hole tamping machine has the features of claim 1.
  • the pressure cylinder has a cylinder tube with a Verschlcißhülsenan extract inserted into the Zylin.derrohr, which is formed from at least one insert sleeve of a welded to a tube sheet metal blank.
  • Such a wear sleeve arrangement designed in accordance with the invention can be produced inexpensively on the one hand on account of the production of the insert sleeve from a sheet metal blank.
  • the insert sleeves forms a separate from the cylinder tube of the printing cylinder component which forms the pressure cylinder in conjunction with the cylinder tube, so that after a possible wear of the insert sleeve this component can be removed or replaced by simple mechanical dissolution of the composite between the cylinder tube and the insert sleeve ,
  • the cylinder tube of the printing cylinder is also designed as a welded construction, resulting in a view of maximum component strength at the same time the lowest possible cost of construction.
  • the insert sleeve is formed from a sheet-metal blank formed with a longitudinal weld seam to a tube
  • the insert sleeve can be inserted into the cylinder tube of the printing cylinder, that the weld is arranged radially defined in the cylinder tube of the printing cylinder.
  • This is of importance insofar as the pressure cylinder, which is usually arranged horizontally above the tapping spout in the stuffing box, is subjected to the greatest wear in its deepest longitudinal section of the cylinder tube due to gravity.
  • a possibly promoting the wear weld area can thus be specifically arranged outside of this wear-intensive longitudinal section of the printing cylinder.
  • the insert sleeve acts not only advantageous as an exchangeable consumable part, but contributes in the composite effect with the cylinder tube crucial to the component strength of the printing cylinder. Accordingly, compared to a pressure cylinder, the cylinder tube is provided on its bore wall with a coating, reduced wall thicknesses of the cylinder tube possible, so that appropriate material and cost savings are possible.
  • the wear sleeve assembly is composed of two insert sleeves, so that, for example, in which a particularly high wear underlying front, the mouthpiece of the impression cylinder facing part of Pressure cylinder a locally limited or partial replacement of the wear sleeve assembly is possible.
  • the composite of two or more insert sleeves wear sleeve assembly is formed when the insert sleeves are inserted into the cylinder tube such that they form a joint with opposing end faces with a groove formed by chamfers on the inner edges of the end faces groove cross-section.
  • this prevents that in the region of the connecting joint between the insert sleeves, an abrupt edge arises from the contact surface of the impression cylinder with the piston.
  • a radially encircling filling or receiving space is formed by the thus formed groove cross-section in which can accumulate Stopfmasse or Stopfmassep
  • Stopfmasse or Stopfmassep in operation of the Stichlochstopfmaschine to fill this filling space and thus form a continuous, low-wear as possible transition between the insert sleeves, if the Piston in an axial movement sweeps over the joint joint.
  • the insert sleeves have different outside diameters and have a continuously extending axially extending wear sleeve arrangement in a stepped receiving bore of the cylinder tube, the insert sleeves can be inserted from one and the same side into the bore of the cylinder tube, without over the entire bore depth due a mechanical circumferential contact between the insert sleeves and the bore of the cylinder tube a corresponding insertion resistance would be overcome.
  • Fig. 1 shows as main components of a Stichlochstopfmaschinenkanone 10 a pressure cylinder 11 with a filling opening 12 for the stuffing mass 13 and in the pressure cylinder 11 back and forth movable Stopfkolben 14 with a hydraulic drive 15.
  • the Stopfkolben 14 is by a radially displaceable piston ring 16 against an inner circumferential surface 17 of the printing cylinder 11 sealed, which is formed by a used in the printing cylinder 11 wear sleeve assembly 18.
  • the stuffing mass 13 is pressed during the flow of Stopfkolbens 14 by a mounted on the front end of the printing cylinder 11 mouthpiece 19 in the needle hole of a furnace.
  • Fig. 2 shows the printing cylinder 11 with the wear sleeve assembly 18 inserted into a receiving bore 20 of the printing cylinder 11 in a longitudinal sectional view.
  • the pressure cylinder 11 is executed in the present case as a welded construction with a cylinder tube 21 and at the front ends of the cylinder tube 21 via welded joints 22 connected flange rings 23, 24, which allow a connection of the printing cylinder 11 with adjacent components of the Stichlochstopfmaschinenkanone 10.
  • the wear sleeve arrangement 18 is composed of two insert sleeves 25 and 26, which are inserted into the receiving bore 20 designed as a stepped bore.
  • the insert sleeve 26 is located in a adjacent to a stop end 27 of the cylinder tube 21 bore member 28 having a diameter d B1 , which has a smaller diameter opposite an adjacent adjacent, to an insertion end 29 extending bore portion 30 having a diameter d B2 .
  • the insert sleeves 25 and 26 at identical inner diameter d II different outer diameter D H1 and D H2 .
  • the different outer diameter D H1 and D H2 of the insert sleeves 26 and 25 are matched to the bore diameter d B1 and d B2 of the bore members 28 and 30, that in each case between the insert sleeve 26 and the bore member 28 and the insert sleeve 25 and the bore member 30 a Clearance fits.
  • a peripheral surface contact between the insert sleeve 26 and the receiving bore 20 results only in the area of the rearward bore part 28 relative to the insertion end 29.
  • Fig. 3 shows the front in relation to the insertion end 29 insert sleeve 25 received in the front bore portion 30 of the cylinder tube 21.
  • insert sleeve 25 As out Fig. 3 can be seen, there is the insert sleeve 25, as well as in the rest Fig. 2 illustrated insert sleeve 26, from a semi-finished as flat sheet metal blank 31, in known per se Umformtechnik from a flat extension into the in Fig. 3 shown tubular shape is formed.
  • insert sleeve 25 are connected as a result of the forming process against each other directed longitudinal edges 32, 33 of the sheet metal blank 31 via a welded joint 34.
  • the cylinder tube 21 in Fig. 3 can also be the cylinder tube 21 formed from a manufactured in a forming process with subsequent welding tube.
  • the cylinder tube 21 may be made of a structural steel, which is characterized by good weldability.
  • the radial relative arrangement of the welded connection 34 of the insert sleeve 25 can advantageously be selected such that it is located outside a wear zone 35, namely diametrically opposed in the present case, which is formed in the radially lowest area of the cylindrical tube 21.
  • stuffing mass particles 37 accumulate due to gravity, which can be arranged between a piston skirt surface 36 and the jacket surface 17 or the insert sleeves 25, 26 during a stroke movement of the stuffing piston 14 (see FIG Fig. 1 ).
  • an accumulation of stuffing mass particles 37 as in FIG Fig. 4 represented in a formed by opposite edges 41, 42 formed chamfers 43, 44 groove cross-section 38 of a formed in the region of a connecting joint 39 shock groove 40 for the formation of a continuous and thus heelless transition between the insert sleeves 25 and 26, so that in the field of Connecting joint 39, the stuffing material particles 37 can even provide for a friction reduction in such an advantageous structural design.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stichlochstopfmaschinenkanone für metallurgische Öfen, mit einem Druckzylinder zur Aufnahme der Stopfmasse und einem Stopfkolben zum Herauspressen der Stopfmasse aus einem an das Stichloch des Ofens gepressten Mundstück des Druckzylinders DE-A 197 55 932 offenbart eine Stichlochstopfmaschine mit einer Stopfkanone, die einem Druckzylinder sowie einen Stopfkolben aufweist.
  • Stichlochstopfmaschinenkanonen der eingangs genannten Art werden zum Schließen der Abstichöffnungen von Reduktions- oder Schmelzöfen, z.B. Hochöfen zur Roheisengewinnung und Niederschachtöfen zur Erschmelzung von Nichteisen-Metallen, Ferrolegierungen usw. eingesetzt. Beim Stopfarbeitsgang wird die Stopfkanone mittels einer Schwenkvorrichtung mit einer großen Kraft gegen die Ofenbrust gepresst, wobei die Anpresskraft der Stopfmaschine solange aufrechterhalten wird, bis die durch die Stopfkanone in die Stichlochöffnung des Ofens eingepresste plastische Stopfmasse erhärtet ist.
  • Mit der Steigerung der Schmelzleistung der Öfen sind im Laufe der Zeit auch die Anforderungen an die Abstichtechnik, vor allem hinsichtlich eines schnellen und betriebssicheren Öffnens und Schließens der Stichlöcher, gestiegen. In diesem Zusammenhang sind insbesondere große Anstrengungen hinsichtlich der Verbesserung der Stopfmasse gemacht worden, mit dem Ziel, durch eine besonders feste und widerstandsfähige Stopfmasse die Standzeit der Stopfmasse im Stichloch zu erhöhen und die Stopfmasse aufgrund ihrer verbessertern Materialeigenschaften auch zur Reparatur des Stichlochkanals verwenden zu können. Ergebnis dieser Entwicklung ist eine besonders verschleißfeste Stopfmasse, die jedoch aufgrund ihrer Verschleiß- oder Abriebfestigkeit einen entsprechend hohen Verschleiß der mit der Stopfmasse in Berührung kommenden Bauteile der Stichlochstopfmaschine, insbesondere des Druckzylinders verursacht, in dem Stopfmassenpressungen von 200 daN/cm2 und mehr erreicht werden.
  • Mit der Entwicklung dieser verschleißfesteren und somit abriebsintensiveren Stopfmassen sind daher entsprechende Entwicklungen einhergegangen, um insbesondere die Verschleißfestigkeit des Druckzylinders bzw. der der Verschleißbeanspruchung unmittelbar ausgesetzten Zylinderbohrung zu verbessern.
  • Besonders zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der erwünschten Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Zylinderbohrung des Druckzylinders wurden zwischenzeitlich dadurch erreicht, dass die Bohrungswandung des Druckzylinders mit einer verschleißfesten Schicht, insbesondere einer Hartchromschicht, versehen wurden. Da jedoch unabhängig von der Qualität einer die Verschleißfestigkeit erhöhenden Maßnahme diese in jedem Fall lediglich zu einer Verlängerung der Standzeit des Druckzylinders führen kann, muss nach Erreichen der Standzeit eine Reparatur des Druckzylinders bzw. der Oberfläche der Zylinderbohrung erfolgen, um einen einwandfreien Betrieb der Stichlochstopfmaschine sicherstellen zu können.
  • Wie die Praxis zeigt, erfordert die Reparatur bzw. die Erneuerung einer Oberflächenbeschichtung der Bohrungswandung des Druckzylinders ein erhebliches verfahrenstechnisches Know-how, mit der Folge, dass eine derartige Reparatur des Druckzylinders regelmäßig nur beim Hersteller des Druckzylinders durchführbar ist, so dass damit ein entsprechender Aufwand für den Betreiber metallurgischer Öfen, an denen die Stichlochstopfmaschine zum Einsatz kommt, verbunden ist.
  • Um eine Verbesserung hinsichtlich des Reparaturaufwandes bei Druckzylindern zu ermöglichen, wurden bereits vor längerer Zeit beim Anmelder Versuche durchgeführt, die Druckzylinder mit eingesetzten gehärteten Buchsen zu versehen. Insbesondere aufgrund des mit der Herstellung entsprechender Buchsen erforderlichen Aufwands sind die entsprechenden Bemühungen jedoch als für die Praxis ungeeignet eingestellt worden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Stichlochstopfmaschine mit einer hohen Verschleißfestigkeit des Druckzylinders vorzuschlagen, der bei reparaturfreundlicher Konstruktion kostengünstig herstellbar ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Stichlochstopfmaschine die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
  • Bei der erfindungsgemäßen Stichlochstopfmaschine weist der Druckzylinder ein Zylinderrohr mit einer in das Zylin.derrohr eingesetzten Verschlcißhülsenanordnung auf, die aus zumindest einer Einsatzhülse aus einem zu einem Rohr verschweißten Blechzuschnitt gebildet ist.
  • Eine derartig erfindungsgemäß ausgestaltete Verschleißhülsenanordnung ist einerseits aufgrund der Herstellung der Einsatzhülse aus einem Blechzuschnitt kostengünstig herstellbar. Andererseits bildet die Einsatzhülsen ein vom Zylinderrohr des Druckzylinders unabhängiges Bauteil, das im Verbund mit dem Zylinderohr den Druckzylinder ausbildet, so dass nach einem etwaigen Verschleiß der Einsatzhülse dieses Bauteil durch einfaches mechanisches Auflösen des Verbunds zwischen dem Zylinderrohr und der Einsatzhülse entfernt bzw. ausgetauscht werden kann. Insbesondere in dem Fall, dass das Zylinderrohr des Druckzylinders ebenfalls als Schweißkonstruktion ausgeführt ist, ergibt sich eine im Hinblick auf größtmögliche Bauteilfestigkeit bei gleichzeitig geringstmöglichen Herstellungskosten optimierte Konstruktion.
  • Anders als bei einer Reparatur eines mit einer Verschleißbeschichtung auf seiner Bohrungswandung versehenen Druckzylinders muss bei einer Reparatur eines erfindungsgemäß mit einer Verschleißhülsenanordnung versehenen Druckzylinders lediglich ein Austausch der Verschleißhülse erfolgen. Hierzu ist anders als es für ein Aufbringen einer Verschleißbeschichtung auf die Bohrungswandung des Druckzylinders der Fall ist, kein besonderes verfahrenstechnisches Know-how, das insbesondere entsprechend ausgebildete Vorrichtungen zu dessen Durchführung umfasst, erforderlich. Vielmehr reicht in der Regel eine relativ einfach ausgebildete hydraulische Vorrichtung zum Auspressen und nachfolgenden Einsetzen einer Austausch-Einsatzhülse aus, um eine Instandsetzung des Druckzylinders durchführen zu können. Dies kann daher auch bei Betreibern von metallurgischen Öfen vor Ort erfolgen, die oftmals lediglich über eine in ihren Möglichkeiten eingeschränkte Betriebsmitteltechnik verfügen.
  • Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Einsatzhülse diese aus einer mit Längsschweißnaht zu einem Rohr ausgebildeten Blechzuschnitt gebildet ist, kann die Einsatzhülse so in das Zylinderrohr des Druckzylinders eingesetzt werden, dass die Schweißnaht radial definiert im Zylinderrohr des Druckzylinders angeordnet ist. Dies ist insofern von Bedeutung, als der in der Regel im Stopfeinsatz horizontal oberhalb der Abstichrinne angeordnete Druckzylinder schwerkraftbedingt in seinem am tiefsten gelegenen Längsabschnitt des Zylinderrohrs dem größten Verschleiß ausgesetzt ist. Darüber hinaus kann ein möglicherweise den Verschleiß fördernder Schweißnahtbereich somit gezielt außerhalb dieses verschleißintensiven Längsabschnitts des Druckzylinders angeordnet werden.
  • Als besonders vorteilhaft hinsichtlich einer verschleißfesten Ausführung der Einsatzhülse erweist es sich, wenn der Blechzuschnitt aus einem durch Wärmebehandlung gehärteten kohlenstoffarmen Stahl gebildet ist, da in diesem Fall bei gleichzeitig guten Schweißeigenschaften aufgrund eines relativ geringen Kohlenstoffgehalts eine ausreichende Härte der Einsatzhülse erreichbar ist, ohne dass hierzu sich möglicherweise negativ auf die Schweißeigenschaften auswirkende Legierungsbestandteile notwendig wären.
  • Bereits sehr gute Ergebnisse hinsichtlich der Herstellbarkeit der Einsatzhülse im Schweißverfahren sind bei Verwendung eines Blechzuschnitts aus einem Stahl erzielt worden, dessen C-Gehalt weniger als 0,5 Gew.-% und dessen Cr-Gehalt weniger als 1,5 Gew.-% beträgt.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Stahlblechs herausgestellt, dessen C-Gehalt weniger als 0,25 Gew.-% und dessen Cr-Gehalt weniger als 0,75 Gew.-% beträgt.
  • Ein wesentlicher Beitrag der Einsatzhülse zur Gesamtbauteilfestigkeit des Druckzylinders kann erzielt werden, wenn die Wandstärke der Einsatzhülse mindestens 10 % der Wandstärke des Zylinderrohrs beträgt. Hierbei wirkt die Einsatzhülse nicht nur vorteilhaft als austauschbares Verschleißteil, sondern trägt in der Verbundwirkung mit dem Zylinderrohr entscheidend zur Bauteilfestigkeit des Druckzylinders bei. Entsprechend sind im Vergleich zu einem Druckzylinder, dessen Zylinderrohr auf seiner Bohrungswandung mit einer Beschichtung versehen ist, reduzierte Wandstärken des Zylinderrohrs möglich, so dass entsprechende Material- und Kosteneinsparungen möglich sind.
  • Besonders ausgeprägt stellt sich der vorstehend erörterte Effekt ein, wenn die Wandstärke der Einsatzhülse zwischen 20 und 40 % der Wandstärke des Zylinderrohrs beträgt.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verschleißhülsenanordnung aus zwei Einsatzhülsen zusammengesetzt, so dass beispielsweise in dem einem besonders hohen Verschleiß unterliegenden vorderen, dem Mundstück des Druckzylinders zugewandten Teil des Druckzylinders ein lokal begrenzter oder partieller Austausch der Verschleißhülsenanordnung möglich wird.
  • Besonders vorteilhaft ist die aus zwei oder auch mehreren Einsatzhülsen zusammengesetzte Verschleißhülsenanordnung ausgebildet, wenn die Einsatzhülsen derart in das Zylinderrohr eingesetzt sind, dass sie mit einander gegenüberliegenden Stirnflächen einen Verbindungsstoß ausbilden mit einem durch Fasen an den Innenrändern der Stirnflächen gebildeten Nutquerschnitt. Einerseits wird hierdurch verhindert, dass im Bereich des Verbindungsstoßes zwischen den Einsatzhülsen eine sprunghaft aus der Kontaktfläche des Druckzylinders mit dem Kolben hervorragende Kante entsteht. Gleichzeitig wird durch den derart ausgebildeten Nutquerschnitt ein radial umlaufender Füll- oder Aufnahmeraum gebildet, in dem sich im Betrieb der Stichlochstopfmaschine Stopfmasse bzw. Stopfmassepartikel sammeln können, um diesen Füllraum zu verfüllen und somit eine kontinuierlichen, möglichst verschleißarmen Übergang zwischen den Einsatzhülsen auszubilden, wenn der Kolben bei einer axialen Bewegung den Verbindungsstoß überstreicht.
  • Wenn die Einsatzhülsen bei übereinstimmendem Innendurchmesser unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen und zur Ausbildung einer sich kontinuierlich axial erstreckenden Verschleißhülsenanordnung in eine abgestufte Aufnahmebohrung des Zylinderrohrs eingesetzt sind, können die Einsatzhülsen von ein und derselben Seite in die Bohrung des Zylinderrohrs eingesetzt werden, ohne dass über die gesamte Bohrungstiefe aufgrund eines mechanischen Umfangskontakt zwischen den Einsatzhülsen und der Bohrung des Zylinderrohrs ein entsprechender Einsatzwiderstand zu überwinden wäre.
  • Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen den Einsatzhülsen und der Aufnahmebohrung des Zylinderrohres eine Spielpassung gebildet ist, so dass ein Einsetzen bzw. ein Austausch der Einsatzhülsen in dem Zylinderrohr mit relativ geringen Kräften möglich ist. Hierdurch wird es auch erleichtert, bedarfsweise lediglich die radiale Relativanordnung einer Einsatzhülse in der Bohrung des Zylinderrohrs zu ändern, um beispielsweise den schwerkraftbedingt besonders verschleißbelasteten, tiefstgelegenen Längsabschnitt der Einsatzhülse außerhalb dieser Verschleißzone anzuordnen, und stattdessen einen bislang relativ unbelasteten Längsabschnitt der Einsatzhülsen in dieser Verschleißzone anzuordnen und somit insgesamt die Standzeit der Einsatzhülse zu erhöhen. Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform anhand der Zeichnung näher erörtert:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Stichlochstopfmaschinenkanone mit einem Druckzylinder;
    Fig. 2
    eine Längsschnittdarstellung des Druckzylinders;
    Fig. 3
    eine Querschnittdarstellung des Druckzylinders gemäß Schnittlinienverlauf III-III in Figur 2 ;
    Fig. 4
    eine vergrößerte Detailansicht eines in Figur 2 mit IV gekennzeichneten Verbindungsstoßbereichs.
  • Fig. 1 zeigt als Hauptbestandteile einer Stichlochstopfmaschinenkanone 10 einen Druckzylinder 11 mit einer Einfüllöffnung 12 für die Stopfmasse 13 sowie einen in dem Druckzylinder 11 hin- und her bewegbaren Stopfkolben 14 mit einem hydraulischen Antrieb 15. Der Stopfkolben 14 ist durch einen radial verschiebbaren Kolbenring 16 gegen eine innere Mantelfläche 17 des Druckzylinders 11 abgedichtet, die durch eine in den Druckzylinder 11 eingesetzte Verschleißhülsenanordnung 18 gebildet wird.
  • Die Stopfmasse 13 wird beim Vorlauf des Stopfkolbens 14 durch ein am vorderen Ende des Druckzylinders 11 angebrachtes Mundstück 19 in das Stichloch eines Ofens gepresst.
  • Fig. 2 zeigt den Druckzylinder 11 mit der in eine Aufnahmebohrung 20 des Druckzylinders 11 eingesetzten Verschleißhülsenanordnung 18 in einer Längsschnittdarstellung. Der Druckzylinder 11 ist im vorliegenden Fall als Schweißkonstruktion ausgeführt mit einem Zylinderrohr 21 und an stirnseitigen Enden des Zylinderrohrs 21 über Schweißverbindungen 22 angeschlossen Flanschringen 23, 24, die eine Verbindung des Druckzylinders 11 mit angrenzenden Bauteilen der Stichlochstopfmaschinenkanone 10 ermöglichen.
  • Die Verschleißhülsenanordnung 18 ist im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels aus zwei Einsatzhülsen 25 und 26 zusammengesetzt, die in die als Stufenbohrung ausgeführte Aufnahmebohrung 20 eingesetzt sind. Dabei befindet sich die Einsatzhülse 26 in einem an ein Anschlagende 27 des Zylinderrohrs 21 angrenzenden Bohrungsteil 28 mit einem Durchmesser dB1, der gegenüber einem benachbart angrenzenden, zu einem Einführende 29 sich erstreckenden Bohrungsteil 30 mit einem Durchmesser dB2 einen kleineren Durchmesser aufweist.
  • Wie insbesondere aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und 4 hervorgeht, weisen die Einsatzhülsen 25 und 26 bei identischem Innendurchmesser dII unterschiedliche Außendurchmesser DH1 und DH2 auf. Die unterschiedlichen Außendurchmesser DH1 und DH2 der Einsatzhülsen 26 und 25 sind so auf die Bohrungsdurchmesser dB1 und dB2 der Bohrungsteile 28 und 30 abgestimmt, dass sich jeweils zwischen der Einsatzhülse 26 und dem Bohrungsteil 28 sowie der Einsatzhülse 25 und dem Bohrungsteil 30 eine Spielpassung ergibt. Bei einem Einsetzen der Einsatzhülsen 25 und 26 vom Einführende 29 des Zylinderrohrs 21 her ergibt sich ein Umfangsflächenberührungskontakt zwischen der Einsatzhülse 26 und der Aufnahmebohrung 20 erst im Bereich des bezogen auf das Einführende 29 hinteren Bohrungsteils 28.
  • Fig. 3 zeigt die in Bezug auf das Einführende 29 vordere Einsatzhülse 25 aufgenommen im vorderen Bohrungsteil 30 des Zylinderrohrs 21. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht die Einsatzhülse 25, wie im übrigen auch die in Fig. 2 dargestellte Einsatzhülse 26, aus einem als Halbzeug eben ausgeführten Blechzuschnitt 31, der in an sich bekannter Umformtechnik aus einer ebenen Erstreckung in die in Fig. 3 dargestellte Rohrform umgeformt ist. Zur Ausbildung der in Fig. 3 dargestellten Einsatzhülse 25 sind als Folge des Umformvorgangs gegeneinander gerichtete Längsränder 32, 33 des Blechzuschnitts 31 über eine Schweißverbindung 34 miteinander verbunden.
  • Abweichend von der Darstellung des Zylinderrohrs 21 in Fig. 3 kann auch das Zylinderrohr 21 aus einem in einem Umformvorgang mit anschließender Verschweißung hergestelltem Rohr gebildet sein. Im Unterschied zu den Einsatzhülsen 25, 26, die vorzugsweise aus einem durch Wärmebehandlung gehärteten, niedriglegiertem Blechmaterial bestehen, kann das Zylinderrohr 21 aus einem Baustahl hergestellt sein, der sich durch gute Schweißbarkeit auszeichnet.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt, kann die radiale Relativanordnung der Schweißverbindung 34 der Einsatzhülse 25 vorteilhaft so gewählt werden, dass sie sich außerhalb einer Verschleißzone 35, nämlich im vorliegenden Fall diametral gegenüberliegend, befindet, die in dem radial am tiefsten gelegenen Umfangsbereich des Zylinderrohrs 21 ausgebildet ist. Im Bereich der Verschleißzone 35 sammeln sich schwerkraftbedingt Stopfmassepartikel 37 an, die sich bei einer Hubbewegung des Stopfkolbens 14 zwischen einer Kolbenmantelfläche 36 und der Mantelfläche 17 bzw. den Einsatzhülsen 25, 26 anordnen können (siehe Fig. 1 ).
  • Abweichend von einer den Verschleiß erhöhenden Wirkung kann eine Ansammlung von Stopfmassepartikeln 37, wie in Fig. 4 dargestellt, in einem durch an gegenüberliegenden Stirnflächen 41, 42 ausgebildete Fasen 43, 44 entstandenen Nutquerschnitt 38 einer im Bereich eines Verbindungsstoßes 39 ausgebildeten Stoßnut 40 für die Ausbildung eines kontinuierlichen und somit absatzlosen Übergangs zwischen den Einsatzhülsen 25 und 26 sorgen, so dass im Bereich des Verbindungsstoßes 39 die Stopfmassepartikel 37 bei einer derartig vorteilhaften konstruktiven Gestaltung sogar für eine Reibungsminderung sorgen können.

Claims (11)

  1. Stichlochstopfmaschinenkanone für metallurgische Öfen, mit einem Druckzylinder zur Aufnahme der Stopfmasse und einem Stopfkolben zum Herauspressen der Stopfmasse aus einem an das Stichloch des Ofens gepressten Mundstück des Druckzylinders,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Druckzylinder (11) ein Zylinderrohr (21) mit einer in das Zylinderrohr eingesetzten Verschleißhülsenanordnung (18) aufweist, die aus zumindest einer Einsatzhülse (25, 26) aus einem verschweißten Blechzuschnitt (31) gebildet ist.
  2. Stichlochstopfmaschinenkanone nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    das die Einsatzhülse (25, 26) aus dem mit Längsschweißnaht zu einem Rohr ausgebildeten Blechzuschnitt (31) gebildet ist.
  3. Stichlochstopfmaschinenkanone nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Blechzuschnitt (31) aus einem durch Wärmebehandlung gehärteten kohlenstoffarmen Stahl gebildet ist.
  4. Stichlochstopfmaschinenkanone nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der C-Gehalt im Stahl des Blechzuschnitts (31) weniger als 0,5 Gew.-% und der Cr-Gehalt weniger als 1,5 Gew.-% beträgt.
  5. Stichlochstopfmaschinenkanone nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der C-Gehalt im Stahl des Blechzuschnitts (31) weniger als 0,25 Gew.-% und der Cr-Gehalt weniger als 0,75 Gew.-% beträgt.
  6. Stichlochstopfmaschinenkanone nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandstärke der Einsatzhülse (25, 26) mindestens 10 % der Wandstärke des Zylinderrohrs (21) beträgt.
  7. Stichlochstopfmaschinenkanone nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandstärke der Einsatzhülse (25, 26) zwischen 20 % und 40 % der Wandstärke des Zylinderrohrs (21) beträgt.
  8. Stichlochstopfmaschinenkanone nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verschleißhülsenanordnung (18) aus zwei Einsatzhülsen (25, 26) zusammengesetzt ist.
  9. Stichlochstopfmaschinenkanone nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einsatzhülsen (25, 26) zur Ausbildung der Verschleißhülsenanordnung (18) derart in das Zylinderrohr (21) eingesetzt sind, dass sie mit einander gegenüberliegenden Stirnflächen (41, 42) einen Verbindungsstoß (39) ausbilden mit einem durch Fasen (43, 44) an den Innenrändern der Stirnflächen gebildeten Nutquerschnitt (38).
  10. Stichlochstopfmaschinenkanone nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einsatzhülsen (25, 26) bei übereinstimmendem Innendurchmesser (dH) unterschiedliche Außendurchmesser (DH1, DH2) aufweisen und zur Ausbildung einer sich kontinuierlich axial erstreckenden Verschleißhülsenanordnung (18) in eine abgestufte Aufnahmebohrung (20) des Zylinderrohrs (21) eingesetzt sind.
  11. Stichlochstopfmaschinenkanone nach einem der mehreren der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen den Einsatzhülsen (25, 26) und der Aufnahmebohrung (20) des Zylinderohrs (21) eine Spielpassung gebildet ist.
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