EP3315616B1 - Vorrichtung und verfahren zur entfernung von metallischen und nichtmetallischen anbackungen an einblaslanzen beim konvertereinsatz - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur entfernung von metallischen und nichtmetallischen anbackungen an einblaslanzen beim konvertereinsatz Download PDF

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EP3315616B1
EP3315616B1 EP17197866.1A EP17197866A EP3315616B1 EP 3315616 B1 EP3315616 B1 EP 3315616B1 EP 17197866 A EP17197866 A EP 17197866A EP 3315616 B1 EP3315616 B1 EP 3315616B1
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EP
European Patent Office
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oxygen lance
metallic
incrustations
guide
oxygen
Prior art date
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EP17197866.1A
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EP3315616A1 (de
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Heiko Klose
Oliver Wiens
Hans-Jürgen ODENTHAL
Ronald Genßler
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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    • 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
    • C21C5/4693—Skull removal; Cleaning of the converter mouth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4606—Lances or injectors
    • 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
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag

Definitions

  • the present invention relates to a device for removing metallic and non-metallic caking on oxygen lances, with at least one coupling device which can be approached to the oxygen lance by means of a guide and can be brought into operative connection with the oxygen lance via a gripper assigned to the guide.
  • the pamphlet GB 2 067 259 A discloses an apparatus for cleaning an oxygen lance having a pair of opposing and replaceable doctor blades.
  • the AT 381 795 B discloses a device for cleaning the lance head, here a milling head milling off the caking on the front side of the lance head.
  • DE 10 2010 024035 pointed out, which suggests providing the lance with a coating of boron nitride or carbide before use in order to prevent caking.
  • a fixed carrier which has wiper lips and through which a lance can be pulled in the longitudinal axis direction in order to wipe off the deposits on the lance surface.
  • the coupling device is assigned a vibration exciter with which the oxygen lance, in the operationally connected state, can be made to vibrate, the vibrations generated by the vibration exciter being linear vibrations that split into two directions perpendicular to one another and perpendicular to the longitudinal axis of the oxygen lance can be formed.
  • the frequency with which the vibration exciter vibrates is freely adjustable so that different natural vibration frequencies of the oxygen lance and the caking can be approached.
  • the vibration exciter to be coupled to the oxygen lance should be able to generate as broad a frequency band as possible, since the caking (deposits) along the oxygen lance can have different thicknesses. It must therefore be possible to drive a frequency spectrum which enables the different natural frequencies, even higher order ones, of the system consisting of oxygen lance and baked-on deposits to be approached or passed through. This is also due to the fact that even after each blowing process, the layer thicknesses can differ not only along the oxygen lance, but also at one and the same place on the oxygen lance.
  • the vibration exciter is designed as a so-called external vibrator to which at least two centrifugal masses are assigned.
  • the external vibrator is assigned at least two centrifugal masses arranged parallel to one another, which can each be rotated in opposite directions of rotation relative to one another, so that a linear oscillation can be generated that is directed perpendicular to the longitudinal axis of the oxygen lance.
  • the at least two centrifugal masses of the external vibrator can be arranged offset from one another by 90 °.
  • the vibration exciter is at least one vibration magnet
  • the vibration excitation can be induced via a frequency converter and an alternating voltage frequency of 50Hz to 60Hz is converted into an oscillation frequency that can be transferred to the oxygen lance.
  • the vibration exciter it is provided that it is designed as an internal vibrator, via which the water column for cooling within the oxygen lance can be excited to vibrate.
  • the coupling device is freely movable axially parallel to the oxygen lance.
  • the guide can be releasably connected to the coupling device and can be moved freely with or without it parallel to the longitudinal axis of the oxygen lance. Due to the different firmness and strengths (thicknesses) of the fermentation along the oxygen lance, it may be necessary for better cleaning to move the location of the vibration excitation closer to the free end of the oxygen lance (in the direction of the outlet opening and towards the lance head) via the coupling device, if this is completely withdrawn from the converter. Therefore variable positioning of the coupling device is provided.
  • Another object of the present invention is to provide a method according to claim 10 for cleaning oxygen lances with the device according to the invention.
  • the procedure is characterized by the following steps: After the end of the blowing process, the oxygen lance previously treated with the Clean Lance system is moved out of the converter mouth. If the lance head is approx. 1 m above the converter mouth, the oxygen lance movement is stopped.
  • the coupling device is moved up to the oxygen lance in a predetermined position by means of the guide.
  • a gripper that is operatively connected to the coupling device, the coupling device with the vibration exciters assigned to it is coupled to the oxygen lance.
  • the guide (gripper positioning unit) is separated from the gripper and moved back horizontally away from the oxygen lance.
  • the shaking process is started and maintained for up to 15 sec.
  • An excitation frequency band is passed through, which is variable in its limits depending on the lance geometry, the water column within the oxygen lance, the thickness of the decay and the place of decay.
  • the amplitude of the lance deflections should be as small as possible in order to avoid self-damage due to excessive mechanical stress on the oxygen lance from the vibration (keyword: resonance catastrophe). Otherwise fatigue cracks can occur and, in the worst case, water breakthrough with destruction of the lance and the breaking of the oxygen lance from its suspension.
  • Frequency and amplitude can be adjusted so that the decay can be shaken off.
  • the upper value of the frequency band can therefore go up to the 4th natural frequency of the system, with an amplitude of a maximum of + - 20 mm.
  • the weight of the oxygen lance is approx. 3 t to 6 t.
  • the coupling device, the gripper and the vibration exciter are moved back again with the aid of the docked guide (gripper positioning unit).
  • the oxygen lance itself is moved further upwards and depending on the remaining fermentation, the oxygen lance is stopped again after approx. 1 m - 3 m of travel.
  • the external vibrators are repositioned on the oxygen lance via the grippers, the guide (gripper positioning unit) is moved back and the vibrating process is repeated for max. 15 s started.
  • this process can be repeated several times at different positions on the oxygen lance until the deterioration is reduced or removed accordingly.
  • the coupling device with the vibration exciters then remains positioned on the oxygen lance without shaking until the lance is stopped at the level of the guide unit during the next entry process into the converter.
  • the external vibrator with gripper is decoupled from the guide and the lance finally moves into the converter.
  • Pieces of slag or melt falling during the vibrating process can be collected with the aid of a funnel attached above and around the converter mouth and fed back into the converter.
  • the total shaking time with coupling and uncoupling can be estimated at approx. 2.5 minutes with two coupling and uncoupling (30 s coupling plus 15 s shaking plus 30 s uncoupling, and all of this twice). In comparison, the conventional burning of the fermentation takes about 10 minutes.
  • a supporting measure is provided to treat the oxygen lances with the "SMS Clean Lance System" developed by the applicant before use in the converter.
  • a release agent is sprayed onto the still clean oxygen lance, which reduces the caking of the fermentation and facilitates its subsequent removal.
  • An additional cooling device can be assigned to the oxygen lance as a further supporting measure for removing the deposits on oxygen lances.
  • the deposits are cooled down to such an extent that they no longer have any ductile areas before the above-mentioned device and the method for this are used. A flaking or detachment of the then more quickly solidified and no longer ductile deposits from the oxygen lance due to vibrations thus becomes even more effective.
  • the coupling device 10 consists essentially of a gripper which can be brought into operative connection with an oxygen lance 13 via actuators 12.
  • the actuators 12 close and open the grippers 11 to such an extent that the oxygen lance 13 can be grasped, held firmly and, conversely, released again, as shown by the semicircular arrow 12a.
  • the vibration exciters 14 are assigned to the coupling device 10 in this embodiment.
  • the vibration exciters 14 can be flanged to the coupling device 10 as so-called external vibrators and can set the oxygen lance 13 in vibration with different frequencies and amplitudes.
  • the different frequency points are in Fig. 1 marked with a corresponding P and can shift laterally, as shown by the double arrows ( ⁇ ) that are assigned to the points P.
  • the vibrations generated by the vibration exciter 14 are linear vibrations that are formed in two directions perpendicular to one another and perpendicular to the longitudinal axis 17 of the oxygen lance 13.
  • the vibration exciters 14 are designed as external vibrators 14a.
  • the oxygen lance 13 is connected to a lifting device 18 by means of which it can be moved vertically, as shown, inter alia, in FIG Fig. 3 and indicated by the vertical arrow ( ⁇ ).
  • the coupling device 10 In order to be able to move the coupling device 10 up to the oxygen lance 13, it can be detachably connected to a guide 15 designed as a gripper positioning unit. With the aid of the lifting device 18, the coupling device 10 can be lifted into the guide 15.
  • the guide 15 is in turn assigned to a receiving means 16 to which it is hinged.
  • the receiving means 16 is, in this embodiment, connected to a foundation (not shown) as a fixed point, so to speak.
  • the task of the guide 15 is to move the coupling device 10 in a horizontal movement towards the oxygen lance 13 and away from it again, as shown by the horizontal arrow ( ⁇ ) assigned to the guide 15.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen Anbackungen an Sauerstofflanzen, mit mindestens einer Ankopplungsvorrichtung, die mittels einer Führung an die Sauerstofflanze heranfahrbar und mit der Sauerstofflanze über einen der Führung zugeordneten Greifer in Wirkverbindung bringbar ist.
  • Metallische und nichtmetallische Anbackungen, sog. Verbärungen, an Sauer-stofflanzen treten vom Lanzenkopf beginnend auf einer Länge von bis zu sieben Metern aufwärts auf. Die Verbärungen sind über den Umfang des Lanzenquerschnittes durch die Längsachse betrachtet asymmetrisch verteilt und können ein Gewicht von mehreren Tonnen erreichen. Es kommt vor, dass die Verbärungen einen Durchmesser aufweisen, der so groß ist, dass die Sauerstofflanze nicht mehr aus dem Konvertermund gezogen werden kann. Dies macht eine zeitaufwändige und gefährliche Wartung erforderlich, was wiederum zu einem Produktionsausfall führt. Des Weiteren erhöht sich bei wassergekühlten Lanzen die Gefahr eines Wasserdurchbruchs und macht zudem eine Notausfuhr der Lanze aus dem Konverter unmöglich und bedingt einen Totalausfall des betroffenen Konverters auf unbestimmte Zeit.
  • Um die Verbärungen an den Sauerstofflanzen zu verringern und deren Entfernung zu vereinfachen sind Verfahren bekannt, bei denen ein Trennmittel vor dem Einfahren in den Konverter auf die Lanze aufgesprüht wird. Das sog. Clean-Lance-System der Anmelderin soll hierfür exemplarisch genannt sein.
  • Ferner sind mechanische Abstreifer bekannt, wie sie in der Druckschrift CN 103014226 beschrieben werden. Hierbei wird beim Herausziehen der Lanze aus dem Konverter ein Abstreifer um die Lanze gelegt, der die Verbärungen teilweise abstreifen kann. Nachteilig hierbei ist zum einen, dass der Abstreifer selbst gereinigt werden muss und zum anderen, dass bei Herausziehen und Abstreifen der Verbärungen zusätzlich hohe Lagerkräfte auf die Lanzenaufhängung einwirken.
  • Die Druckschrift GB 2 067 259 A offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen einer Sauerstofflanze mit einem Paar von sich gegenüberliegenden und auswechselbaren Schaberklingen.
  • Aus der JP S52 84104 A sowie der JP 2941737 B2 ist es bekannt mittels einer auf die Lanze übertragenen Vibration Anbackungen zu entfernen.
  • Die AT 381 795 B offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen des Lanzenkopfes, wobei hier ein Fräskopf die Anbackungen an der Stirnseite des Lanzenkopfes abfräst.
  • Schließlich sei noch auf die DE 10 2010 024035 hingewiesen, die vorschlägt, die Lanze vor dem Einsatz mit einer Beschichtung von Bornitrid oder - carbid zu versehen, um damit Anbackungen zu verhindern.
  • Aus der Druckschrift US 5,152,952 ist ein feststehender Träger bekannt, der Abstreiflippen aufweist und durch die eine Lanze in Längsachsrichtung gezogen werden kann, um die Verbärungen an der Lanzenoberfläche abzustreifen.
  • Die bekannten Vorrichtungen zum Reinigen von Sauerstofflanzen bzw. von Lanzen zum Einbringen in metallurgische Gefäße haben sich nicht bewährt; sie weisen den Nachteil auf, dass ihre Standzeiten durch den relativ hohen Verschleiß der mechanisch stark beanspruchten Abstreifmittel relativ kurz sind. Zudem ist die Wartung bzw. die Reinigung durch Abbrennen derartiger Vorrichtungen zeit- und kostenintensiv. Das Abbrennen von größeren Verbärungen ist auch für ein Reinigungsteam nicht ungefährlich. Regelmäßige manuelle Verbärungsentfernung von der Lanze bindet wertvolle Ressourcen und kann zu Verzögerungen im Produktionsablauf führen.
  • Des Weiteren treten folgende Personengefährdungen bei Arbeiten in der Nähe eines Lanzendomes auf:
    • Erstickungsgefahr durch Einatmen von Kohlenmonoxid
    • Verletzungsgefahr durch herabfallende Schlacken- und Schmelzenteile
    • Hohe Staubbelastung in unmittelbarer Nähe zum Konverter
    • Verletzungsgefahr durch die Verpuffung explosiver Gase
    • Am Lanzendom treten sehr hohe Umgebungstemperaturen auf, was wiederum zu hohen Kreislaufbelastungen beim Wartungspersonal führt und dessen Einsetzbarkeit erheblich verkürzt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen Anbackungen an Sauerstofflanzen zu schaffen, mit der die Betriebskosten durch höhere Standzeiten gesenkt und die Produktionskapazitäten von Konverter-Einheiten verlängert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, insbesondere dadurch, dass der Ankopplungsvorrichtung ein Schwingungsanreger zugeordnet ist, mit dem die Sauerstofflanze, im wirkverbundenen Zustand, in Schwingungen versetzbar ist, wobei die vom Schwingungserreger erzeugten Schwingungen lineare Schwingungen sind, die in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen und senkrecht zur Längsachse der Sauerstofflanze ausbildbar sind.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Frequenz, mit der der Schwingungsanreger schwingt, frei einstellbar ist, sodass unterschiedliche Eigenschwingungsfrequenzen der Sauerstofflanze und der Anbackungen anfahrbar sind. Der an der Sauerstofflanze anzukoppelnde Schwingungsanreger sollte ein möglichst breites Frequenzband generieren können, da die Anbackungen (Verbärungen) entlang der Sauerstofflanze unterschiedlich dick ausgebildet sein können. Deshalb muss ein Frequenzspektrum gefahren werden können, welches es ermöglicht, die unterschiedlichen Eigenfrequenzen, auch höherer Ordnung, des Systems bestehend aus Sauerstofflanze und daran angebackenen Verbärungen anzufahren bzw. durchzufahren. Dies auch deshalb, da schon Verbärungen nach jedem Blasvorgang nicht nur entlang der Sauerstofflanze, sondern auch an ein und demselben Ort an der Sauerstofflanze unterschiedlich stark ausgeprägte Schichtdicken aufweisen können.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass der Schwingungsanreger als ein sogenannter Außenrüttler ausgebildet ist, dem mindestens zwei Schwungmassen zugeordnet sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dem Außenrüttler mindestens zwei parallel zueinander angeordnete Schwungmassen zugeordnet, die jeweils in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zueinander rotierbar sind, sodass hierdurch eine lineare Schwingung erzeugt werden kann, die senkrecht zur Längsachse der Sauerstofflanze gerichtet ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die mindestens zwei, jeweils in gegenläufiger Richtung rotierbar ausgebildeten, Schwungmassen des Außenrüttlers um 90° versetzt zueinander angeordnet sein.
  • Des Weiteren ist es in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen, dass der Schwingungsanreger mindestens ein Schwingmagnet ist, die Schwingungsanregung über einen Frequenzumrichter induzierbar ist und eine Wechselspannungsfrequenz von 50Hz bis 60Hz in eine Schwingungsfrequenz umwandelt wird, die auf die Sauerstofflanze übertragbar ist. Bei einer derartigen Ausführungsform des Schwingungsanregers ist es vorgesehen, diesen als einen Innenrüttler auszubilden, über den die Wassersäule zur Kühlung innerhalb der Sauerstofflanze zum Schwingen anregt werden kann.
  • In einer anderen Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Ankopplungsvorrichtung achsparallel zur Sauerstofflanze frei verfahrbar ist.
  • Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Führung lösbar mit der Ankopplungsvorrichtung verbindbar ist und mit dieser oder ohne diese parallel zur Längsachse der Sauerstofflanze frei verfahren werden kann. Aufgrund der unterschiedlich festen Anhaftungen und Stärken (Dicken) der Verbärung entlang der Sauerstofflanze kann es zur besseren Reinigung erforderlich sein, den Ort der Schwingungsanregung über die Ankopplungsvorrichtung näher zum freien Ende der Sauerstofflanze (in Richtung der Austrittsöffnung und hin zum Lanzenkopf) zu verschieben, wenn diese komplett aus dem Konverter herausgefahren wird. Deshalb ist eine variable Positionierung der Ankopplungsvorrichtung vorgesehen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß Anspruch 10 für die Reinigung von Sauerstofflanzen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.
  • Das Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
    Nach dem Ende des Blasvorganges wird die vorher mit dem Clean-Lance-System behandelte Sauerstofflanze aus dem Konvertermund herausgefahren. Befindet sich der Lanzenkopf ca. 1 m oberhalb des Konvertermundes wird die Sauerstofflanzenfahrt gestoppt.
  • Die Ankopplungsvorrichtung wird mittels der Führung in eine vorbestimmte Position an die Sauerstofflanze herangefahren. Durch Zufahren eines mit der Ankopplungsvorrichtung wirkverbundenen Greifers erfolgt die Ankopplung der Ankopplungsvorrichtung mit den ihr zugeordneten Schwingungsanregern an die Sauerstofflanze.
  • Die Führung (Greiferpositioniereinheit) wird vom Greifer getrennt und horizontal weg von der Sauerstofflanze zurückgefahren.
  • Der Rüttelvorgang wird gestartet und je nach der Verbärungsdicke bis zu 15 sec. lang aufrechterhalten. Dabei wird ein Anregungsfrequenzband durchfahren, welches in Abhängigkeit der Lanzengeometrie, der Wassersäule innerhalb der Sauerstofflanze, der Verbärungsdicke und des Verbärungsortes variabel in seinen Grenzen ist. Die Amplitude der Lanzenausschläge sollte dabei möglichst gering sein, um eine Eigenbeschädigung durch eine zu hohe mechanische Belastung der Sauerstofflanze durch die Vibration (Stichwort: Resonanzkatastrophe) zu vermeiden. Andernfalls können Ermüdungsrisse entstehen und es kann schlimmstenfalls zum Wasserdurchbruch mit Zerstörung der Lanze und dem Ausbrechen der Sauerstofflanze aus ihrer Aufhängung kommen.
  • Frequenz und Amplitude werden so einstellbar, dass eine Abschüttelung der Verbärung erfolgen kann. Der obere Wert des Frequenzbandes kann daher bis zur 4. Eigenfrequenz des Systems hochgehen, bei einer Amplitude von maximal +- 20 mm. Das Sauerstofflanzengewicht beträgt je nach Ausführung und Länge der Lanze incl. der Wasserfüllung ca. 3 t bis 6 t.
  • Nach dem Rüttelvorgang werden die Ankopplungsvorrichtung, der Greifer und die Schwingungsanreger mit Hilfe der angedockten Führung (Greiferpositioniereinheit) wieder zurückgefahren.
  • Anschließend wird die Sauerstofflanze selber weiter nach oben gefahren und je nach verbleibender Verbärung wird nach ca. 1 m - 3 m Verfahrweg die Sauerstofflanze wieder gestoppt.
  • Die Außenrüttler werden über die Greifer wieder an der Sauerstofflanze positioniert, die Führung (Greiferpositioniereinheit) wird zurückgefahren und der Rüttelvorgang wird erneut für max. 15 s gestartet.
  • Je nach Verbärungsstärke kann dieser Vorgang an unterschiedlichen Positionen der Sauerstofflanze mehrfach wiederholt werden, bis die Verbärung entsprechend reduziert bzw. entfernt ist.
  • Denkbar ist es auch, kurz vor dem Herausfahren der Sauerstofflanze aus dem Konverter die Außenrüttler anzukoppeln und schon während des Herausfahrens der Sauerstofflanze aus dem Konverter den Rüttelvorgang zu starten, bis die Sauerstofflanze ihre Endposition erreicht hat und der Rüttler ausgeschaltet wird.
  • Die Ankopplungsvorrichtung mit den Schwingungsanregern bleibt dann solange an der Sauerstofflanze positioniert ohne zu rütteln, bis beim nächsten Einfahrvorgang in den Konverter die Lanze auf Höhe der Führungseinheit gestoppt wird. Der Außenrüttler mit Greifer wird von der Führung entkoppelt und die Lanze fährt endgültig in den Konverter ein.
  • Bei dem Rüttelprozess herabfallende Schlacken- oder Schmelzenteile können mit Hilfe eines oberhalb und um den Konvertermund angebrachten Trichters aufgefangen und in den Konverter zurückgeleitet werden.
  • Die Rüttelzeit mit An- und Abkoppeln kann insgesamt auf ca. 2,5 Minuten bei zweimaligem An- und Abkoppeln geschätzt werden (30 s Ankoppeln plus 15 s Rütteln plus 30 s Abkoppeln, und dies alles zwei mal). Im Vergleich dazu dauert das konventionelle Abbrennen der Verbärung ca. 10 min.
  • Dies bedeutet eine Zeitersparnis von ca. 7,5 min für die Reinigung. Diese Zeit steht für die weitere Produktion unter sonst gleichen Bedingungen zur Verfügung.
  • Für alle obengenannten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist als unterstützende Maßnahme vorgesehen, die Sauerstofflanzen mit dem von der Anmelderin entwickelten "SMS-Clean-Lance-System" vor dem Einsatz in dem Konverter zu behandeln. Hierbei wird auf die noch saubere Sauerstofflanze ein Trennmittel aufgesprüht, die das Anbacken der Verbärung verringert und deren anschließende Entfernung erleichtert.
  • Als weitere unterstützende Maßnahme zum Entfernen der Verbärungen an Sauerstofflanzen kann eine zusätzliche Kühlvorrichtung der Sauerstofflanze zugeordnet sein. Dadurch werden die Verbärungen, vor dem Einsatz der oben genannten Vorrichtung und dem Verfahren hierzu, soweit abgekühlt, dass sie keine duktilen Bereiche mehr aufweisen. Ein Abplatzen bzw. Ablösen der dann schneller fest gewordenen und nicht mehr duktilen Verbärungen von der Sauerstofflanze durch Vibrationen wird somit noch effektiver.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ankopplungsvorrichtung mit einer Führung zum horizontalen Verfahren der Ankopplungsvorrichtung an eine Sauerstofflanze heran oder von dieser weg, in einer Seitenansicht;
    Fig. 2
    die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ankopplungsvorrichtung, mit der ihr zugeordneten Greifer bzw. Greiferpositioniereinrichtung und entsprechenden teleskopisch verfahrbaren Aktuatoren, in Wirkverbindung mit der Sauerstofflanze in einer Draufsicht;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht in teilweise schematischer Darstellung der erfindungsgemäßen Ankopplungsvorrichtung an eine Sauerstofflanze mit Lanzenaufhängung und zugeordneter Kühlungseinheit.
  • Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, besteht die erfindungsgemäße Ankopplungsvorrichtung 10 im Wesentlichen aus einem Greifer der über Aktuatoren 12 mit einer Sauerstofflanze 13 in Wirkverbindung bringbar ist. Hierzu schließen und öffnen die Aktuatoren 12 die Greifer 11 soweit, dass die Sauerstofflanze 13 umfassen, festhalten und umgekehrt wieder freigeben können, wie dies durch den halbkreisförmigen Pfeil 12a dargestellt ist.
  • Des Weiteren sind der Ankopplungsvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform zwei Schwingungsanreger 14 zugeordnet. Die Schwingungsanreger 14 können als sogenannte Außenrüttler an die Ankopplungsvorrichtung 10 angeflanscht sein und können mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden die Sauerstofflanze 13 in Schwingung versetzten. Die unterschiedlichen Frequenzpunkte sind in Fig. 1 mit einem entsprechenden P gekennzeichnet und können sich lateral verschieben, wie dies durch die Doppelpfeile (↔), die den Punkten P zugeordnet sind, dargestellt ist.
  • Die vom Schwingungsanreger 14 erzeugten Schwingungen sind lineare Schwingungen, die in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen und senkrecht zur Längsachse 17 der Sauerstofflanze 13 ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform sind die Schwingungsanreger 14 als Außenrüttler 14a ausgebildet.
  • Die Sauerstofflanze 13 ist mit einer Hebevorrichtung 18 verbunden, über die sie vertikal verfahren werden kann, wie dies unter anderem, in Fig. 3 dargestellt und durch den vertikalen Pfeil (↕) angedeutet wird.
  • Um die Ankopplungsvorrichtung 10 an die Sauerstofflanze 13 heranfahren zu können, kann diese mit einer als Greiferpositionierungseinheit ausgebildeten Führung 15 lösbar verbunden werden. Mit Hilfe der Hebevorrichtung 18 kann die Ankopplungsvorrichtung 10 in die Führung 15 gehoben werden.
  • Die Führung 15 ist ihrerseits einem Aufnahmemittel 16 zugeordnet, an dem es angelenkt ist. Das Aufnahmemittel 16 ist, in dieser Ausführungsform, quasi als Festpunkt ortsfest mit einem Fundament (nicht dargestellt) verbunden.
  • Aufgabe der Führung 15 ist es, die Ankopplungsvorrichtung 10 in einer horizontalen Bewegung zur Sauerstofflanze 13 hin- und von dieser wieder wegzubewegen, wie dies durch den horizontalen Pfeil (↔), der der Führung 15 zugeordnet ist, dargestellt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Ankopplungsvorrichtung
    11
    Greifer
    12
    Aktuatoren
    12a
    halbkreisförmiger Pfeil (als Symbol für das Öffnen und Schließen der Greifer)
    13
    Sauerstofflanze
    14
    Schwingungsanreger
    14a
    Außenrüttler
    15
    Führung
    16
    Aufnahmemittel
    17
    Längsachse
    18
    Hebevorrichtung Sauerstofflanze

Claims (19)

  1. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze (13), mit mindestens einer Ankopplungsvorrichtung (10), die mittels einer Führung (15) an die Sauerstofflanze (13) heranfahrbar und mit der Sauerstofflanze (13) über einen der Führung (15)) zugeordneten der Greifer(11) in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ankopplungsvorrichtung (10) ein Schwingungsanreger (14) zugeordnet ist, mit dem die Sauerstofflanze (13), im wirkverbundenen Zustand, in Schwingungen versetzbar ist, wobei die vom Schwingungserreger (14) erzeugten Schwingungen lineare Schwingungen sind, die in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen und senkrecht zur Längsachse (17) der Sauerstofflanze (12) ausbildbar sind.
  2. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz, mit der der Schwingungsanreger (14) schwingt, frei einstellbar ist, sodass unterschiedliche Eigenschwingungsfrequenzen der Sauerstofflanze (13) mit den Anbackungen anfahrbar sind.
  3. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsanreger (14) ein Außenrüttler (14a) mit mindestens zwei Schwungmassen ist.
  4. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Außenrüttler (14a) mindestens zwei parallel zueinander angeordnete Schwungmassen zugeordnet sind, die jeweils in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zueinander rotierbar sind, sodass hierdurch eine lineare Schwingung erzeugbar ist, die senkrecht zur Längsachse (17) der Sauerstofflanze (13) gerichtet ist.
  5. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei, jeweils in gegenläufiger Richtung rotierbar ausgebildeten, Schwungmassen des Außenrüttlers (14a) um 90° versetzt zueinander angeordnet sind.
  6. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsanreger (14) mindestens ein Schwingmagnet ist und die Schwingungsanregung über einen Frequenzumrichter induzierbar ist mit dem eine Wechselspannungsfrequenz von 50Hz bis 60Hz in eine Schwingungsfrequenz umwandelbar ist, die auf die Sauerstofflanze (13) übertragbar ist.
  7. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze, nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsanreger (14) ein Innenrüttler ist, über den die Wassersäule, zur Kühlung innerhalb der Sauerstofflanze (13), zum Schwingen anregbar ist.
  8. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplungsvorrichtung (10) achsparallel zur Sauerstofflanze (13) frei verfahrbar ist.
  9. Vorrichtung zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (15) lösbar mit der Ankopplungsvorrichtung (10) verbindbar ist und parallel zur Längsachse (17) der Sauerstofflanze (13) frei verfahrbar ausgebildet ist.
  10. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze mit einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass nach dem Ende des Blasvorganges die vorher mit einem Trennmittel behandelte Sauerstofflanze aus dem Konvertermund herausgefahren wird und das Herausfahren gestoppt wird, wenn sich der Sauerstofflanzenkopf mindestens 1 m oberhalb des Konvertermundes befindet und durch Heranfahren der Ankopplungsvorrichtung mittels einer Führung in eine vorbestimmte Position an die Sauerstofflanze, und durch Zufahren eines mit der Ankopplungsvorrichtung wirkverbundenen Greifers erfolgt sodann die Ankopplung der Ankopplungsvorrichtung mit den ihr zugeordneten Schwingungsanregern an die Sauerstofflanze selbst.
  11. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung vom Greifer getrennt und horizontal weg von der Sauerstofflanze zurückgefahren wird.
  12. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüttelvorgang gestartet wird und je nach der Verbärungsddicke für bis zu 15 sec. aufrechterhalten bleibt und dabei ein Anregungsfrequenzband durchfahren wird, welches in Abhängigkeit der Lanzengeometrie, der Wassersäule innerhalb der Sauerstofflanze, der Verbärungsdicke und des Verbärungsortes variabel ausgebildet ist und die Amplitude der Sauerstofflanzenausschläge dabei möglichst gering sind, um eine Eigenbeschädigung durch eine zu hohe mechanische Belastung der Sauerstofflanze durch die Vibration zu vermeiden.
  13. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz und die Amplitude so eingestellt werden, dass eine Abschüttelung der Verbärung erfolgen kann, wobei der obere Wert des Frequenzbandes daher bis zur 4. Eigenfrequenz des Systems hochgehen kann, bei einer Amplitude von maximal +- 20 mm.
  14. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nicht metallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Rüttelvorgang die Ankopplungsvorrichtung und die Schwingungsanreger mit der Führung wieder verbunden werden und über diese von der Sauerstofflanze getrennt und mittels der angedockten Führung (Greiferpositioniereinheit) wieder zurückgefahren werden.
  15. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend die Sauerstofflanze selbst weiter nach oben gefahren wird und je nach verbleibender Verbärung die Sauerstofflanze nach 1 m - 3 m Verfahrweg wieder gestoppt wird.
  16. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsanreger sodann erneut über die Greifer der Führung wieder an der Sauerstofflanze positioniert werden, die Führung danach (Greiferpositioniereinheit) wieder zurückgefahren wird und der Rüttelvorgang erneut für max. 15 s gestartet wird.
  17. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Verbärungsstärke dieser Vorgang an unterschiedlichen Positionen der Sauerstofflanze mehrfach wiederholt wird, bis die Verbärung entsprechend reduziert bzw. entfernt ist.
  18. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass kurz vor dem Herausfahren der Sauerstofflanze aus dem Konverter die Ankopplungsvorrichtung mit ihren Schwingungsanregern angekoppelt wird und schon während des Herausfahrens der Sauerstofflanze aus dem Konverter der Rüttelvorgang gestartet wird, bis die Sauerstofflanze ihre Endposition erreicht hat und die Schwingungsanreger ausgeschaltet werden.
  19. Verfahren zur Entfernung von metallischen und nichtmetallischen An-backungen an einer Sauerstofflanze nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplungsvorrichtung mit den Schwingungsanregern solange an der Sauerstofflanze positioniert bleibt ohne zu rütteln, bis beim nächsten Einfahrvorgang in den Konverter die Sauerstofflanze auf Höhe der Führungseinheit gestoppt wird und die Ankopplungsvorrichtung mit dem Greifer der Führung entkoppelt und die Lanze endgültig wieder in den Konverter eingefahren wird.
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