EP3464654A1 - Vorrichtung und verfahren zum erfassen einer förderrate eines flüssigen materials - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum erfassen einer förderrate eines flüssigen materials

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EP3464654A1
EP3464654A1 EP17723696.5A EP17723696A EP3464654A1 EP 3464654 A1 EP3464654 A1 EP 3464654A1 EP 17723696 A EP17723696 A EP 17723696A EP 3464654 A1 EP3464654 A1 EP 3464654A1
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EP
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vessel
liquid material
target
output
starting
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Peter Starke
Alexander BERGS
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SMS Group GmbH
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    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0028—Devices for monitoring the level of the melt

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting a delivery rate, with which a liquid material from a pivotable starting vessel is filled into a target metallurgical vessel, and a corresponding method.
  • an automatic device for managing the charge of molten material or scrap in dependence on the energy supplied to the bath and an apparatus for measuring the supplied melt material associated with the automatic management device including a device for weighing the furnace, its contents and possibly further provided on the same load-bearing components.
  • the indirect measurement method is based on a geometric detection of the liquid metal level within the furnace, which data can be converted into volume data, which then, with knowledge of the specific gravity of the liquid metal, allows a conclusion about the weight of the liquid metal received within the furnace.
  • the indirect measuring method is performed only when the furnace is filled with the liquid metal to determine the level of the liquid metal within the furnace as explained. If an erosion effect should occur on the inner lining of the furnace as a result of an interaction with the liquid metal, the internal volume of the furnace may change, resulting in disadvantageously large inaccuracies for the indirect measuring method.
  • EP 2 061 612 B1 discloses a method for pouring melt from a tiltable metallurgical vessel and a corresponding system for carrying out this method.
  • a pouring of melt from a tiltable metallurgical vessel into a receiving vessel can be carried out completely automatically, because the position of a melt-pouring stream, which results from a determined tilting position of the metallurgical vessel, is determined automatically, with subsequent dependence the determined position of this pouring stream is brought into position the receiving vessel to receive the melt dumped from the metallurgical vessel.
  • the above-described prior art is subject to the disadvantage that the feedstock to which an oven is fed can either be processed only in solid form, or that in the measuring methods for the targeted Charging this feed requires a complex weighting of equipment components including a lower vessel for a ladle is required. Accordingly, the invention has for its object to detect the delivery rate for a liquid material, with which the liquid material is filled into a target metallurgical vessel, by simple means and based on which also set or regulate exactly.
  • the above object is achieved by a device having the features specified in claim 1 and by a method according to claim 10.
  • An apparatus is for detecting a delivery rate at which a liquid material from a pivotable exit vessel is filled into a target metallurgical vessel, and comprises means for determining an amount of liquid material filled in the exit vessel and means for detecting an amount of liquid material that is discharged by pivoting the output vessel in the direction of the target vessel.
  • a method according to the present invention is for detecting a delivery rate of a liquid material, with which the liquid material is filled from a pivotable starting vessel into a target metallurgical vessel, and is characterized by the following steps:
  • this amount of liquid material is the delivery rate at which the liquid material is introduced into the metallurgical target vessel. This delivery rate can be detected either volumetrically, for example by means of suitable scanner devices or the like. With knowledge of a predetermined specific density of the liquid material, it is then possible to convert the recorded volume of the liquid material into a corresponding weight.
  • the amount of liquid material which is discharged from the starting vessel in the direction of the target vessel is detected directly gravimetrically, for example by a weighing device or the like, which may be in the form of a weight measuring cell.
  • the liquid materials whose delivery rate is detected by means of a device or a method according to the present invention can generally be liquid substances, for example pig iron, slag or the like, which may have a high temperature and optionally a low viscosity ,
  • the liquid material can be filled with a pivoting of the starting vessel either directly into the target vessel.
  • auxiliaries between the starting vessel and the destination vessel, for example a feed line, wherein the liquid material is initially discharged into this access channel upon pivoting of the starting vessel in the direction of the destination vessel, then through this access channel into the metallurgical To be filled target vessel.
  • the addition channels it is possible for either the addition channels to open directly into the metallurgical vessel, or to the addition channels for further aids, for example a conveyor trough or the like, through which transport of the liquid material into the destination vessel is ensured.
  • the means by which the amount of liquid material is determined in the starting vessel comprise a first scanner device.
  • a scanner device By means of such a scanner device, it is possible to scan the starting vessel and its geometry, namely both when the starting vessel is still empty and when the liquid material is filled in the starting vessel.
  • the scanning of the starting vessel in the empty state is advantageous, in particular for determining a possible receiving volume of the starting vessel, because in this way a precise state of an inner wall of the starting vessel can be determined or determined. This is particularly advantageous when the starting vessel is a ladle, the inner wall of which generally has a lining which may be subjected to erosive wear as a result of contact with hot molten metal.
  • the starting vessel is first scanned in the empty state by the first scanner device, i. if it contains no liquid material.
  • the first scanner device i. if it contains no liquid material.
  • At least one weighing device can be provided, with which the weight of the starting vessel is determined, namely while the starting vessel is tilted in the direction of the target vessel to fill the liquid material in the target vessel.
  • a weighing device may be in a settling position on which the output vessel can be positioned, or be integrated in a crane to which the output vessel is attachable.
  • the means with which the amount of liquid material discharged by pivoting the starting vessel in the direction of the target vessel is detected may comprise a displacement measuring device or a position measuring device. This makes it possible to determine a tilting movement, with which the output vessel is pivoted in the direction of the target vessel, namely in terms of both a tilt angle and a tilting speed for the output vessel.
  • the abovementioned first scanner device can be arranged and designed in such a way that it can be used to determine a filling level with which the liquid material is filled inside the starting vessel.
  • a scanner device also detects a change in the filling level within the starting vessel, while the starting vessel is pivoted in the direction of the target vessel, thereby exiting the liquid material from the starting vessel.
  • a second scanner device can be provided, which is aligned with the access channels arranged between the starting vessel and the destination vessel.
  • the addition channel is scanned to determine therein a filling level of the liquid material, while the output vessel is pivoted in the direction of the target vessel and thereby the liquid material flows into the addition channels.
  • the geometry of the feed grooves and their inclination are known in the direction of the target vessel.
  • a tilting speed for the starting vessel in step (ii) is selected or regulated such that the delivery rate at which the liquid material exits the starting vessel in the direction of the target vessel is substantially constant. This makes it possible for the liquid material to be introduced into the metallurgical target vessel at a predetermined delivery rate.
  • a decrease in the level of liquid material within the exit vessel, which decreases as the liquid material exits the exit vessel, is appropriately compensated to achieve a desired delivery rate.
  • the apparatus according to the present invention may be provided in an oven for steelmaking either as original equipment, or may be retrofitted.
  • the essential components of the device according to the invention are constituted by the means for determining an amount of liquid material filled in the starting vessel and the means for detecting a quantity of liquid material discharged by pivoting the starting vessel towards the target vessel , educated.
  • the starting vessel and the target vessel itself are not necessarily part of the device according to the invention.
  • Fig. 1 is a simplified side view, partially cut away, of a metallurgical furnace and a pivotable ladle, the
  • FIG. 2-4 each side views of the ladle of Fig. 1 in different
  • FIG. 6 shows a side view of a ladle, to illustrate a further embodiment of the invention
  • Fig. 7 is a simplified cross-sectional view of a Zufaberinne, the to the
  • Fig. 8 is a simplified side view of a ladle, illustrating a further embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows in a side view, simplified and partially cut away, a part of a furnace, e.g. for steelmaking, and an associated ladle which is pivotally mounted in the direction of the furnace.
  • the invention may be used in such an oven, as explained in detail below.
  • the object of the present invention is based on the fact that herewith a delivery rate is detected, with which a liquid material from a pivotable starting vessel is filled into a target metallurgical vessel.
  • a pivotable starting vessel always as a ladle, and a target metallurgical vessel always as Furnace designates, without this being a limitation to such components or elements to understand.
  • FIG. 2 illustrates a first embodiment of a device 1 according to the invention, and show a ladle 4 of Fig. 1 in different operating positions with respect to a furnace 6, which is assigned to the ladle 4.
  • the ladle 4 can be pivoted in the direction of the furnace 6.
  • the ladle 4 is shown in an initial position (FIG. 2), in an intermediate position (FIG. 3) and in an end position (FIG. 4).
  • a pivoting of the ladle 4 in the direction of the furnace 6 is used for the purpose that a liquid material, such as molten pig iron, is discharged from the ladle 4 in the direction of the furnace 6 and preferably at a predetermined delivery rate in the oven 6 is filled.
  • a Pfannenabsetzstand 7 Adjacent to the oven 6 is a Pfannenabsetzstand 7 is positioned, which has a pair of support arms 8 which are pivotable about a horizontal axis A.
  • Blind grooves 8s (FIG. 2) are formed at each free end of the holding arms 8.
  • Guide pins 4z ( Figure 2) are mounted on opposite sides of the ladle respectively. Thus, it is possible to mount the ladle 4 between the support arms 8 by the guide pins 4z are suspended in the blind grooves 8s of the two support arms 8.
  • the Pfannenabsetzstand 7 has at least one hydraulic cylinder 10 which is articulated on one of the two retaining arms 8.
  • each of the two support arms 8 is associated with a separate hydraulic cylinder 10, which can not be seen in the side views of the drawing.
  • a Zufaberinne 12 is arranged, whose course is inclined in the direction of the furnace 6 downwards. Subsequent to the feed grooves 12, a conveyor trough 13 is provided which leads into the oven 6.
  • the access grooves 12 are articulated by means of a hinge lever 14 (FIG. 3) to a frame construction of the Pfannenabsetzstands 7, wherein by an adjustment of the articulated lever 14, preferably motor, the inclination of the Zufaberinne 12 in the direction of the furnace 6 is variable.
  • the ladle 4 is pivoted to its end position, namely by a corresponding actuation of the hydraulic cylinder 10 and a resulting movement of the support arms 8. In this end position ensures that the liquid material 2 from the ladle 2 substantially completely flows out and intended to be filled in the oven 6.
  • a filling level 16 with which the drawing channel 12 is filled by the liquid material 2, symbolized by a dashed line.
  • the ladle 4 is also pivoted in the illustration of Fig. 1 in its end position.
  • the device 1 comprises means 18 for determining an amount of liquid material filled in the starting vessel in the form of the ladle 4.
  • These means 18 include e.g. a first scanner device 20 (FIG. 2) with which the ladle 4 can be scanned when it is filled with the liquid material 2.
  • a first scanner device 20 FIG. 2
  • FIG. 5 shows a highly simplified cross-sectional view of the ladle 4.
  • the ladle 4 is scanned by the first scanner device 20 when liquid material 2 is filled in the ladle 4.
  • the ladle 4 is scanned in an empty state by means of the first scanner device 20.
  • the device 1 further comprises means 24 for detecting an amount of liquid material discharged upon pivoting of the ladle 4 in the direction of the furnace 6.
  • the means 24 may comprise a sensor 26 for Wegmesser written, which is provided on the hydraulic cylinder 10.
  • a sensor 26 for Wegmesser written By means of this sensor 26, it is possible to determine an exact position of the holding arms 8, and thus also the pouring ladle 4 suspended therein. Based on this, it is possible to measure a tilting movement of the ladle 4, both in terms of a tilt angle and a tilting speed relative to the furnace 6.
  • the invention now works as follows:
  • the ladle 4 Before the processing of a batch of liquid material 2, for example in the form of pig iron, the ladle 4 is first scanned in the empty state by means of the scanner device 20 in order to determine the inner volume of the ladle 4 exactly. Subsequently, the liquid material 2 is filled into the ladle 4, wherein by means of the scanner device 20 then the filling level for the liquid material 2 is determined within the ladle. Then, the ladle 4, starting from its initial position shown in FIG. 2, tilted about the axis A in the direction of the furnace 6, and passes through an intermediate position (Fig. 3) in its end position (Fig. 4). As already explained, the liquid material 2 flows out of the opening 5 of the pouring ladle 4 into the feed channel 12, and subsequently enters the oven 6.
  • the speed with which the ladle 4 is tilted about the axis A in the direction of the oven 6 is, taking into account the filling level or the filling weight of the liquid material which is received in the ladle 4, calculated in advance, and suitably adjusted by driving the hydraulic cylinder 10.
  • the means 24 may also include a first weighing device 22, which may be provided as an alternative or in addition to the scanner device 20.
  • the first weighing device 22 is integrated into the Pfannenabsetzstand 7, and allows a determination of the weight of the suspended in the support arms 8 ladle 4, namely both in its initial position, as well as during pivoting about the axis A. Taking into account the change in weight of the ladle 4, which results in their pivoting about the axis A due to an exit of the liquid material 2, the amount of liquid material which is filled into the furnace 6, ie the delivery rate can be determined by calculation.
  • the first weighing device 22 it is also possible to determine the weight of the liquid material 2 filled in the ladle 4 when it is in its initial position according to FIG. This is done in a simple manner by measuring the weight of the ladle 4 in the empty state, and then in the filled state together with the liquid material 2. In that regard, the first weighing device 22 also forms part of the means 18th
  • the means 24 may comprise a second scanner device 28 with which the filling level 16 for the liquid material 2 within the feed channels 12 is determined.
  • FIG. 7 shows a simplified cross-sectional view of the feed grooves 12, and illustrates that the second scanner device 28 is positioned above the feed grooves 12, for example, to scan the feed grooves 12 and thereby fill level 12 for the liquid Material 2 to capture.
  • the access grooves 12 it may be pointed out with regard to the access grooves 12 that their geometry (in a plane orthogonal to the flow direction of the liquid material) and angles of inclination in the direction of the furnace 6 are known.
  • the means 24, in addition or as an alternative to the second scanner device 28, comprise a second weighing device 30, which in the illustration of FIG. 7 is shown only in a symbolically simplified manner.
  • the weight in the feed channel 12 can be determined continuously when, during a pivoting of the ladle 4 about the axis A, the liquid material 2 exits the pouring ladle 4 into the feed channel 12.
  • the means 24, in addition or as an alternative to the second scanner device 28 and the second weighing device 30, comprise measuring loops 32 which are made into the refractory (FF) material from which the feed channels 12 are made , are embedded (see Fig. 7). If the feed grooves 12 are traversed by liquid material in the form of pig iron, 32 electric fields are induced in the measuring loops, by means of which then the filling height 16, which is set for the pig iron within the feed grooves 12, can be determined.
  • FF refractory
  • the ladle 4 hangs on a crane 34.
  • Fig. 8 shows a part of a furnace 6 of FIG. 1.
  • the ladle 4 can be tilted controlled or pivoted in the direction of the furnace 6, in the same way as in Fig. 3 and Fig. 4 shown and explained, so that as a result liquid material 2 is poured from the ladle 4 through the Zufaberinne 12 in the oven 6.
  • a third weighing device 36 may be integrated, by means of which a change in weight for the ladle 4 is determined when it is pivoted in the direction of the furnace 6 while liquid material 2 emerges from the ladle 4.
  • the measured weight change for the ladle 4 is, in the same way as in the measurement with the first weighing device 22, a measure of the flow rate in the form of a mass flow, with which the liquid material 2 is introduced into the furnace 6.
  • the above-explained scanner device 28, the weighing devices 22, 30, 36 and the measuring loops 32 can be used alternatively or cumulatively, in order to determine the delivery rate at which the liquid material 2 is filled in the oven 6. In a cumulative use of these elements improved accuracy in terms of detection and adjustment of the delivery rate for the liquid material 2 is ensured.
  • the device 1 also comprises a controller 3, which, for example in FIG. 2, is indicated only symbolically for the sake of simplicity. All of the mentioned scanner devices, weighing devices and position sensors or sensors are connected to the controller 3 via data lines (not shown), so that their signals can be processed in the controller 3. On the basis of this, a suitable activation or regulation of the hydraulic cylinder 10 for setting a desired tilting speed for the ladle 4 is possible because the hydraulic cylinder 10 is likewise connected to the controller 3. As a result, a predetermined delivery rate can be achieved thereby, with which the liquid material 2 is introduced into the oven 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen einer Förderrate, mit der flüssiges Material aus einem verschwenkbaren Ausgangsgefäß (4) in ein metallurgisches Zielgefäß (6) eingefüllt wird. Hierzu sind Mittel zum Bestimmen einer Menge an flüssigem Material, das in dem Ausgangsgefäß (4) eingefüllt ist, vorgesehen, als auch Mittel zum Erfassen einer Menge des flüssigen Materials, das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) ausgelassen bzw. in das Zielgefäß (6) eingefüllt wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Förderrate eines flüssigen Materials
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen einer Förderrate, mit der ein flüssiges Material aus einem verschwenkbaren Ausgangsgefäß in ein metallurgisches Zielgefäß eingefüllt wird, und ein entsprechendes Verfahren.
Nach dem Stand der Technik ist es auf dem Gebiet einer kontinuierlichen Stahlerzeugung bekannt, einen Ofen fortwährend mit einer Metallbeladung zu beschicken. Zu diesem Zweck sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beispielsweise aus US 6,004,504 bekannt, wobei es sich bei der hierbei verwendeten Metallbeladung insbesondere um Metallschrott in Form von Festpartikeln handelt. Mittels eines Förderratendetektors ist es möglich, die Masse und die Geschwindigkeit der Metallbeladung zu bestimmen, die einem Ofen zugeführt wird. Gemäß US 6,004,504 kann ein Ofen jedoch nur mit fester bzw. partikelförmiger Metallbeladung beschickt werden, nicht jedoch mit flüssigen Materialien. Aus DE 10 2005 023 133 A1 sind eine Anlage zur Messung und zur Kontrolle der Beschickung eines Ofens mit Schmelzgut und Schrott und ein entsprechendes Verfahren bekannt. Gemäß einer solchen Anlage sind eine automatische Vorrichtung zum Management der Beschickung mit Schmelzgut oder Schrott in Abhängigkeit von der dem Bad gelieferten Energie und eine der automatischen Managementvorrichtung zugeordnete Vorrichtung zum Messen des zugeführten Schmelzgutes vorgesehen, wobei hierzu auch eine Vorrichtung zum Wiegen des Ofens, seines Inhalts und eventuell weiterer auf demselben lastender Bestandteile vorgesehen ist. Für eine kontinuierliche Kontrolle des Ofengewichtes sind zweierlei Messverfahren möglich, nämlich einerseits ein auf dem Flüssigmetall- pegel basierendes Verfahren zur indirekten Kontrolle des Ofengewichtes, und andererseits ein direktes Verfahren, mit dem das Gewicht der Anlage mittels entsprechender Sensoren bestimmt wird. Das indirekte Messverfahren basiert auf einer geometrischen Erfassung des Flüssigmetallpegels innerhalb des Ofens, wobei diese Daten in Volumendaten gewandelt werden können, was dann in Kenntnis der spezifischen Dichte des Flüssigmetalls einen Rückschluss auf das Gewicht des innerhalb des Ofens aufgenommenen Flüssigmetalls zulässt. Das indirekte Messverfahren wird lediglich dann durchgeführt, wenn der Ofen mit dem Flüssigmetall gefüllt ist, um wie erläutert den Pegel des Flüssigmetalls innerhalb des Ofens zu bestimmen. Falls an dem Innenfutter des Ofens in Folge einer Wechselwirkung mit dem Flüssigmetall eine Erosionswirkung eintreten sollte, kann sich das Innenvolumen des Ofens verändern, wodurch für das indirekte Messverfahren nachteilig große Ungenauigkeiten entstehen.
Aus EP 2 061 612 B1 sind ein Verfahren zum Abgießen von Schmelze aus einem kippbaren metallurgischen Gefäß sowie eine entsprechende Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt. Nach diesem Stand der Technik kann ein Abgießen von Schmelze aus einem kippbaren metallurgischen Gefäß in ein Aufnahmegefäß vollkommen automatisch durchgeführt werden, weil die Lage eines Schmelze-Gießstrahls, der sich aus einer festgestellten Kippposition des metallurgischen Gefäßes ergibt, automatisiert ermittelt wird, wobei anschließend in Abhängigkeit der ermittelten Lage dieses Gießstrahls das Aufnahmegefäß in Position gebracht wird, um die aus dem metallurgischen Gefäß ausgekippte Schmelze aufzunehmen. Durch ein Nachführen bzw. Bewegen des Aufnahmegefäßes, das sich unterhalb des metallurgischen Gefäßes befindet, wird dem Umstand Rechnung getragen, dass sich der Gießstrahl der Schmelze in Abhängigkeit des sich mit fortschreitendem Abgießen ändernden Kippwinkels des metallurgischen Gefäßes ebenfalls ändert. Im Ergebnis ist somit ein vollautomatisches Abgießen der Schmelze in das Aufnahmegefäß möglich.
Der vorstehend erläuterte Stand der Technik unterliegt dem Nachteil, dass das Einsatzmaterial, mit dem ein Ofen beschickt wird, entweder nur in fester Form verarbeitet werden kann, oder dass bei den Messverfahren für das gezielte Chargieren dieses Einsatzmaterials eine aufwändige Gewichtsermittlung von Anlagenkomponenten einschließlich eines Untergefäßes für eine Gießpfanne erforderlich ist. Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Förderrate für ein flüssiges Material, mit der das flüssige Material in ein metallurgisches Zielgefäß eingefüllt wird, mit einfachen Mitteln zu erfassen und auf Grundlage dessen auch genau einzustellen bzw. zu regeln. Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dient zum Erfassen einer Förderrate, mit der ein flüssiges Material aus einem verschwenkbaren Ausgangsgefäß in ein metallurgisches Zielgefäß eingefüllt wird, und umfasst Mittel zum Bestimmen einer Menge an flüssigem Material, das in dem Ausgangsgefäß eingefüllt ist, und Mittel zum Erfassen einer Menge an flüssigem Material, das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes in Richtung des Zielgefäßes ausgelassen wird.
Ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung dient zum Erfassen einer Förderrate eines flüssigen Materials, mit der das flüssige Material aus einem verschwenkbaren Ausgangsgefäß in ein metallurgisches Zielgefäß eingefüllt wird, und ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
(i) Bestimmen einer Menge an flüssigem Material, das in dem Ausgangsgefäß enthalten bzw. eingefüllt ist, und (ii) Erfassen der Menge an flüssigem Material, das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes in Richtung des Zielgefäßes ausgelassen wird. Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass durch geeignete Mittel die Menge an flüssigem Material, welches durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes in Richtung des Zielgefäßes ausgelassen wird, erfasst werden kann. Anders ausgedrückt, handelt es sich bei dieser Menge an flüssigem Material um die Förderrate, mit der das flüssige Material in das metallurgische Zielgefäß eingefüllt wird. Diese Förderrate kann entweder volumetrisch erfasst werden, z.B. durch hierzu geeignete Scannereinrichtungen oder dergleichen. In Kenntnis einer vorbestimmten spezifischen Dichte des flüssigen Materials ist dann eine Umrechnung der erfassten Volumenmenge des flüssigen Materials in ein entsprechendes Gewicht möglich. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Menge an flüssigem Material, welches aus dem Ausgangsgefäß in Richtung des Zielgefäßes ausgelassen wird, direkt gravimetrisch erfasst wird, z.B. durch eine Wiegevorrichtung oder dergleichen, die in Form einer Gewichts- Messzelle ausgebildet sein kann. Bei den flüssigen Materialien, deren Förderrate mittels einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst wird, kann es sich allgemein um flüssige Stoffe handeln, z.B. um Roheisen, Schlacken oder dergleichen, die eine hohe Temperatur und ggf. eine niedrige Viskosität aufweisen können.
Das flüssige Material kann bei einem Verschwenken des Ausgangsgefäßes entweder direkt in das Zielgefäß eingefüllt werden. Alternativ hierzu ist es möglich, zwischen dem Ausgangsgefäß und dem Zielgefäß Hilfsmittel anzuordnen, z.B. eine Zugaberinne, wobei das flüssige Material bei einem Verschwenken des Ausgangsgefäßes in Richtung des Zielgefäßes zunächst in diese Zugaberinne ausgelassen wird, um durch diese Zugaberinne dann in das metallurgische Zielgefäß eingefüllt zu werden. Hierbei ist es möglich, dass entweder die Zugaberinne direkt in das metallurgische Gefäß mündet, oder das an die Zugaberinne weitere Hilfsmittel, z.B. eine Förderrinne oder dergleichen, angeschlossen sind, durch die ein Transport des flüssigen Materials hinein in das Zielgefäß gewährleistet ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung umfassen die Mittel, durch die die Menge an flüssigem Material in dem Ausgangsgefäß bestimmt wird, eine erste Scannereinrichtung. Mittels einer solchen Scannereinrichtung ist es möglich, das Ausgangsgefäß und dessen Geometrie zu scannen, nämlich sowohl wenn das Ausgangsgefäß noch leer ist, als auch wenn das flüssige Material in das Ausgangsgefäß eingefüllt ist. Das Scannen des Ausgangsgefäßes im leeren Zustand ist insbesondere zur Bestimmung eines möglichen Aufnahmevolumens des Ausgangsgefäßes von Vorteil, weil hierdurch ein genauer Zustand einer Innenwandung des Ausgangsgefäßes ermittelt bzw. bestimmt werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich bei dem Ausgangsgefäß um eine Gießpfanne handelt, deren Innenwandung in der Regel eine Ausmauerung aufweist, die durch den Kontakt mit heißer Metallschmelze einer erosiven Abnutzung unterworfen sein kann. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es zweckmäßig, wenn vor Verarbeitung einer neuen Charge an flüssigem Material, im Rahmen des Schritts (i) des erfindungsgemäßen Verfahrens, das Ausgangsgefäß zunächst im leeren Zustand durch die erste Scannereinrichtung gescannt wird, d.h. wenn darin kein flüssiges Material enthalten ist. Hierdurch ist ein Rückschluss auf ein jeweils zeitaktuelles mögliches Aufnahmevolumen des Ausgangsgefäßes gewährleistet.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zumindest eine Wiegevorrichtung vorgesehen sein, mit der das Gewicht des Ausgangsgefäßes bestimmt wird, nämlich während das Ausgangsgefäß in Richtung des Zielgefäßes gekippt wird, um das flüssige Material in das Zielgefäß einzufüllen. Eine solche Wiegevorrichtung kann in einen Absetzstand, auf dem das Ausgangsgefäß positioniert werden kann, oder in einem Kran, an dem das Ausgangsgefäß anbringbar ist, integriert sein. Durch eine solche Wiegevorrichtung ist es somit möglich, auf Grundlage der festgestellten Gewichtsänderung des Ausgangsgefäßes, wenn dieses in Richtung des Zielgefäßes verschwenkt wird und dabei das flüssige Material in Richtung des Zielgefäßes austritt, einen Rückschluss auf die Förderrate zu gewinnen, mit der das flüssige Material in das metallurgische Zielgefäß eingefüllt wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Mittel, mit denen die Menge an durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes in Richtung des Zielgefäßes ausgelassenen flüssigem Material erfasst wird, eine Wegmesserfassung bzw. eine Positionsmesseinrichtung aufweisen. Hierdurch ist es möglich, eine Kippbewegung, mit der das Ausgangsgefäß in Richtung des Zielgefäßes verschwenkt wird, zu bestimmen, nämlich hinsichtlich sowohl eines Kippwinkels als auch einer Kippgeschwindigkeit für das Ausgangsgefäß.
Die vorstehend genannte erste Scannereinrichtung kann dergestalt angeordnet und ausgebildet sein, dass hiermit eine Füllhöhe bestimmt werden kann, mit der das flüssige Material innerhalb des Ausgangsgefäßes eingefüllt ist. Optional ist es möglich, dass mit einer solchen Scannereinrichtung auch eine Veränderung der Füllhöhe innerhalb des Ausgangsgefäßes erfasst wird, während das Ausgangsgefäß in Richtung des Zielgefäßes verschwenkt wird und dabei das flüssige Material aus dem Ausgangsgefäß austritt. Ergänzend und/oder alternativ kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine zweite Scannereinrichtung vorgesehen sein, die auf die zwischen dem Ausgangsgefäß und dem Zielgefäß angeordneten Zugaberinne ausgerichtet ist. Mittels der zweiten Scannereinrichtung wird die Zugaberinne gescannt, um darin eine Füllhöhe des flüssigen Materials zu bestimmen, während das Ausgangsgefäß in Richtung des Zielgefäßes verschwenkt wird und dadurch das flüssige Material in die Zugaberinne einströmt. In diesem Zusammenhang darf darauf hingewiesen werden, dass die Geometrie der Zugaberinne und deren Neigung in Richtung des Zielgefäßes bekannt sind. Auf Grundlage dessen ist es möglich, mit einem durch die Scannereinrichtung bestimmten Füllhöhe des flüssigen Materials innerhalb der Zugaberinne einen Rückschluss auf das Volumen bzw. die Förderrate des flüssigen Materials zu gewinnen, mit dem bzw. der das flüssige Material in das Zielgefäß eingefüllt wird.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird eine Kippgeschwindigkeit für das Ausgangsgefäß im Schritt (ii) derart gewählt bzw. geregelt eingestellt, dass die Förderrate, mit der das flüssige Material aus dem Ausgangsgefäß in Richtung des Zielgefäßes austritt, im Wesentlichen konstant ist. Hierdurch ist es möglich, dass das flüssige Material in das metallurgische Zielgefäß mit einer vorbestimmten Förderrate eingefüllt wird. Durch die Ausregelung der Kippgeschwindigkeit des Ausgangsgefäßes wird eine Abnahme der Füllhöhe des flüssigen Materials innerhalb des Ausgangsgefäßes, welche Abnahme beim Austreten des flüssigen Materials aus dem Ausgangsgefäß auftritt, geeignet kompensiert, zwecks Erzielung einer gewünschten Förderrate.
Es darf darauf hingewiesen werden, dass die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bei einem Ofen u.a. zur Stahlerzeugung entweder als Erstausrüstung vorgesehen sein kann, oder auch nachgerüstet werden kann. Jedenfalls werden die wesentlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus den Mitteln zum Bestimmen einer Menge an flüssigem Material, das in dem Ausgangsgefäß eingefüllt ist, und aus den Mitteln zum Erfassen einer Menge an flüssigem Material, das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes in Richtung dies Zielgefäßes ausgelassen wird, gebildet. Demgegenüber sind das Ausgangsgefäß und das Zielgefäß selber nicht unbedingt Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht, teilweise freigeschnitten, eines metallurgischen Ofens und einer verschwenkbaren Gießpfanne, die dem
Ofen zugeordnet ist,
Fig. 2-4 jeweils Seitenansichten der Gießpfanne von Fig. 1 in verschiedenen
Schwenkpositionen in Bezug auf den metallurgischen Ofen, zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 stark vereinfachte Querschnittsansichten einer Gießpfanne, wenn darin
(a) ein flüssiges Material eingefüllt ist, und (b) wenn die Gießpfanne leer ist,
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Gießpfanne, zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Zugaberinne, die zu dem
Ofen von Fig. 1 führt,
Fig. 8 eine vereinfachte Seitenansicht einer Gießpfanne, zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht, vereinfacht und teilweise freigeschnitten, einen Teil eines Ofens, der z.B. zur Stahlerzeugung dient, und eine zugeordnete Gießpfanne, die in Richtung des Ofens verschwenkbar angeordnet ist. Die Erfindung kann bei einem solchen Ofen zum Einsatz kommen, wie nachstehend im Detail erläutert.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt darauf ab, dass hiermit eine Förderrate erfasst wird, mit der ein flüssiges Material aus einem verschwenkbaren Ausgangsgefäß in ein metallurgisches Zielgefäß eingefüllt wird. Zur Erläuterung der Erfindung werden unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein verschwenkbares Ausgangsgefäß stets als Gießpfanne, und ein metallurgisches Zielgefäß stets als Ofen bezeichnet, ohne dass hierin eine Einschränkung auf solche Bauteile bzw. Elemente zu verstehen ist.
Die Fig. 2-4 verdeutlichen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , und zeigen eine Gießpfanne 4 von Fig. 1 in verschiedenen Betriebspositionen in Bezug zu einem Ofen 6, dem die Gießpfanne 4 zugeordnet ist. Die Gießpfanne 4 kann in Richtung des Ofens 6 verschwenkt werden. Im Einzelnen ist die Gießpfanne 4 in einer Ausgangsposition (Fig. 2), in einer Zwischenposition (Fig. 3) und in einer Endposition (Fig. 4) gezeigt. Ausgehend von der Ausgangsposition gemäß Fig. 2 dient ein Verschwenken der Gießpfanne 4 in Richtung des Ofens 6 zu dem Zweck, dass ein flüssiges Material, beispielsweise flüssiges Roheisen, aus der Gießpfanne 4 in Richtung des Ofens 6 ausgelassen wird und vorzugsweise mit einer vorbestimmten Förderrate in den Ofen 6 eingefüllt wird.
Angrenzend an den Ofen 6 ist ein Pfannenabsetzstand 7 positioniert, der ein Paar Haltearme 8 aufweist, die um eine horizontale Achse A verschwenkbar sind. An einem freien Ende der Haltearme 8 sind jeweils Sacknuten 8s (Fig. 2) ausgebildet. An entgegengesetzten Seiten der Gießpfanne sind jeweils Führungszapfen 4z (Fig. 2) angebracht. Somit ist es möglich, die Gießpfanne 4 zwischen den Haltearmen 8 einzuhängen, indem die Führungszapfen 4z in die Sacknuten 8s der beiden Haltearme 8 eingehängt werden.
Der Pfannenabsetzstand 7 weist zumindest einen Hydraulikzylinder 10 auf, der an einem der beiden Haltearme 8 angelenkt ist. Zweckmäßigerweise ist jedem der beiden Haltearme 8 ein separater Hydraulikzylinder 10 zugeordnet, was in den Seitenansichten der Zeichnung nicht zu erkennen ist. Durch eine Betätigung des bzw. der Hydraulikzylinder(s) 10 ist es möglich, die Haltearme 8 zu verschwenken. Hierbei erfolgt gleichzeitig ein Verschwenken der Gießpfanne 4 um die Achse A in verschiedene Betriebspositionen, weil die Position der Gießpfanne 4, nachdem sie zwischen den Haltearmen 8 eingehängt ist, relativ zu den Haltearmen 8 festgelegt ist und sich nicht verändert.
Zwischen dem Pfannenabsetzstand 7 und dem Ofen 6 ist eine Zugaberinne 12 angeordnet, deren Verlauf in Richtung des Ofens 6 nach unten geneigt ist. Im Anschluss an die Zugaberinne 12 ist eine Förderrinne 13 vorgesehen, die bis hinein bis in den Ofen 6 führt. Die Zugaberinne 12 ist mittels eines Gelenkhebels 14 (Fig. 3) an einer Rahmenkonstruktion des Pfannenabsetzstands 7 gelenkig angebunden, wobei durch eine Verstellung des Gelenkhebels 14, vorzugsweise motorisch, die Neigung der Zugaberinne 12 in Richtung des Ofens 6 veränderlich ist.
Falls flüssiges Material in die Gießpfanne 4 eingefüllt ist, und anschließend die Gießpfanne 4 ausgehend von ihrer Ausgangsposition (Fig. 2) durch eine Betätigung des Hydraulikzylinders 10 um die Achse A verschwenkt und somit in Richtung des Ofens 6 gekippt wird, z.B. in die Zwischenposition gemäß Fig. 3, dann tritt das flüssige Material aus einer Öffnung 5 der Gießpfanne 4 in die Zugaberinne 12 aus. In der Fig. 3 ist eine Füllhöhe, mit der die Zugaberinne 12 durch das flüssige Material 2 ausgefüllt ist, durch eine gestrichelte Linie 16 symbolisiert. Das flüssige Material 2 strömt von der Zugaberinne 12 in die hieran angeschlossene Förderrinne 13, und gelangt anschließend hinein in den Ofen 6. Die Füllhöhe 16, die für das flüssige Material 2 innerhalb der Zugaberinne 12 resultiert, wird durch den Kippwinkel der Gießpfanne 4, und ggf. durch den Neigungswinkel der Zugaberinne 12, eingestellt.
In Fig. 4 ist die Gießpfanne 4 in ihre Endstellung verschwenkt, nämlich durch eine entsprechende Betätigung des Hydraulikzylinders 10 und eine daraus resultierende Bewegung der Haltearme 8. In dieser Endstellung ist gewährleistet, dass das flüssige Material 2 aus der Gießpfanne 2 im Wesentlichen vollständig herausfließt und bestimmungsgemäß in den Ofen 6 eingefüllt wird. In der Fig. 4 ist, in gleicher Weise wie bei Fig. 3, eine Füllhöhe 16, mit der die Zugabrinne 12 durch das flüssige Material 2 gefüllt ist, durch eine gestrichelte Linie symbolisiert. Ergänzend darf darauf hingewiesen werden, dass die Gießpfanne 4 in der Darstellung von Fig. 1 ebenfalls in ihre Endstellung verschwenkt ist. Die Vorrichtung 1 umfasst Mittel 18, um eine Menge an flüssigem Material, das in dem Ausgangsgefäß in Form der Gießpfanne 4 eingefüllt ist, zu bestimmen.
Diese Mittel 18 umfassen z.B. eine erste Scannereinrichtung 20 (Fig. 2), mit der die Gießpfanne 4 gescannt werden kann, wenn diese mit dem flüssigen Material 2 gefüllt ist. Ergänzend ist es möglich, die Gießpfanne 4 und deren Geometrie mittels der ersten Scannereinrichtung 20 zu scannen, um dadurch einen exakten Wert für das Innenvolumen der Gießpfanne zu ermitteln.
Fig. 5 zeigt stark vereinfachte Querschnittsansicht der Gießpfanne 4. Bei der Darstellung (a) von Fig. 5 wird die Gießpfanne 4 mittels der ersten Scannereinrichtung 20 gescannt, wenn flüssiges Material 2 in der Gießpfanne 4 eingefüllt ist. Bei der Darstellung (b) von Fig. 5 wird die Gießpfanne 4 in leerem Zustand mittels der ersten Scannereinrichtung 20 gescannt. Durch das Scannen der Gießpfanne 4, wenn diese leer ist und darin also kein flüssiges Material eingefüllt ist, ist es möglich, ein exaktes Innenvolumen für die Gießpfanne 4 zu bestimmen, auch unter Berücksichtigung von möglichen Abnutzungserscheinungen von deren Ausmauerung an der Innenumfangsfläche. Für die vorliegende Erfindung ist es zweckmäßig, die Gießpfanne 4 stets in leerem Zustand zu scannen, bevor darin flüssiges Material 2 , z.B. als nächste Charge von Roheisen, wieder eingefüllt wird.
In Kenntnis eines exakten Innenvolumens der Gießpfanne 4, das wie erläutert durch ein Scannen der leeren Gießpfanne 4 bestimmt wird, kann anschließend durch ein Scannen der Füllhöhe, mit der die Gießpfanne 4 mit flüssigen Material 2 gefüllt ist, ein Rückschluss auf die in die Gießpfanne 4 eingefüllte Menge an flüssigem Material gezogen werden. Diese Menge kann als Volumen berechnet werden, wobei anhand einer vorbestimmten spezifischen Dichte des flüssigen Materials damit auch das Gewicht des flüssigen Materials innerhalb der Gießpfanne 4 bestimmbar ist.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiters Mittel 24, um eine Menge an flüssigen Material, das bei einem Verschwenken der Gießpfanne 4 in Richtung Ofens 6 ausgelassen wird, zu erfassen.
Die Mittel 24 können einen Sensor 26 zur Wegmesserfassung umfassen, der an dem Hydraulikzylinder 10 vorgesehen ist. Mittels dieses Sensors 26 ist es möglich, eine genaue Position der Haltearme 8, und damit auch der darin eingehängten Gießpfanne 4 zu bestimmen. Auf Grundlage dessen ist es möglich, eine Kippbewegung der Gießpfanne 4 zu messen, nämlich sowohl hinsichtlich eines Kippwinkels als auch einer Kippgeschwindigkeit relativ zu dem Ofen 6. Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
Vor der Verarbeitung einer Charge an flüssigem Material 2, z.B. in Form von Roheisen, wird die Gießpfanne 4 zunächst im leeren Zustand mittels der Scannereinrichtung 20 gescannt, um das Innenvolumen der Gießpfanne 4 exakt zu bestimmen. Anschließend wird das flüssige Material 2 in die Gießpfanne 4 eingefüllt, wobei mittels der Scannereinrichtung 20 dann die Füllhöhe für das flüssige Material 2 innerhalb der Gießpfanne bestimmt wird. Sodann wird die Gießpfanne 4, ausgehend von ihrer Ausgangsposition gemäß Fig. 2, um die Achse A in Richtung des Ofens 6 gekippt, und gelangt dabei über eine Zwischenposition (Fig. 3) in ihre Endposition (Fig. 4). Wie bereits erläutert, strömt dabei das flüssige Material 2 aus der Öffnung 5 der Gießpfanne 4 in die Zugaberinne 12, und gelangt anschließend hinein in den Ofen 6. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Gießpfanne 4 um die Achse A in Richtung des Ofens 6 gekippt wird, wird unter Berücksichtigung der Füllhöhe bzw. des Füllgewichts des flüssigen Materials, das in der Gießpfanne 4 aufgenommen ist, im Voraus berechnet, und durch eine Ansteuerung des Hydraulikzylinders 10 geeignet eingestellt.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Darstellung gemäß Fig. 6 erläutert.
Die Mittel 24 können auch eine erste Wiegeeinrichtung 22 umfassen, die alternativ oder ergänzend zur Scannereinrichtung 20 vorgesehen sein kann. Die erste Wiegeeinrichtung 22 ist in den Pfannenabsetzstand 7 integriert, und ermöglicht eine Bestimmung des Gewichts der in die Haltearme 8 eingehängten Gießpfanne 4, nämlich sowohl in deren Ausgangsposition, als auch während des Verschwenkens um die Achse A. Unter Berücksichtigung der Gewichtsänderung der Gießpfanne 4, die sich bei deren Verschwenken um die Achse A in Folge eines Austritts des flüssigen Materials 2 ergibt, kann die Menge an flüssigem Material, die in den Ofen 6 eingefüllt wird, d.h. die Förderrate rechnerisch bestimmt werden.
Mittels der ersten Wiegeeinrichtung 22 ist es auch möglich, das Gewicht des flüssigen Materials 2 zu bestimmen, das in der Gießpfanne 4 eingefüllt ist, wenn diese sich in ihrer Ausgangsstellung gemäß Fig. 2 befindet. Dies erfolgt in einfacher Weise durch eine Messung des Gewichts der Gießpfanne 4 in leerem Zustand, und anschließend in gefülltem Zustand zusammen mit dem flüssigen Material 2. Insoweit bildet die erste Wiegeeinrichtung 22 auch einen Bestandteil der Mittel 18.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Mittel 24 eine zweite Scannereinrichtung 28 umfassen, mit der die Füllhöhe 16 für das flüssige Material 2 innerhalb der Zugaberinne 12 bestimmt wird. Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Querschnittsansicht der Zugaberinne 12, und verdeutlicht, dass die zweite Scannereinrichtung 28 z.B. oberhalb der Zugaberinne 12 positioniert ist, um die Zugaberinne 12 zu scannen und dadurch die Füllhöhe 16 für das flüssige Material 2 zu erfassen. In diesem Zusammenhang darf bezüglich der Zugaberinne 12 darauf verwiesen werden, dass deren Geometrie (in einer Ebene orthogonal zur Strömungsrichtung des flüssigen Materials) und Neigungswinkel in Richtung des Ofens 6 bekannt sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Mittel 24, ergänzend oder alternativ zur zweiten Scannereinrichtung 28, eine zweite Wiegeeinrichtung 30 umfassen, die in der Darstellung von Fig. 7 nur symbolisch stark vereinfacht gezeigt ist. Mittels der zweiten Wiegeeinrichtung 30 kann das Gewicht in der Zugaberinne 12 kontinuierlich bestimmt werden, wenn während eines Verschwenkens der Gießpfanne 4 um die Achse A das flüssige Material 2 aus der Gießpfanne 4 in die Zugaberinne 12 austritt. Auf Grundlage der Gewichtsmessung der Zugaberinne 12, wenn das flüssige Material 2 durch die Zugaberinne 2 strömt, ist im Vergleich zu einem zuvor ermittelten Gewicht der Zugaberinne 12, wenn diese leer ist und darin kein flüssiges Material enthalten ist, dann ein Rückschluss auf die Förderrate möglich, mit der das flüssige Material 2 durch die Zugaberinne 12 in den Ofen 6 eingefüllt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Mittel 24, ergänzend oder alternativ zur zweiten Scannereinrichtung 28 bzw. zur zweiten Wiegeeinrichtung 30, Messchleifen 32 umfassen, die in das Feuerfest (FF-) Material, aus dem die Zugaberinne 12 hergestellt ist, eingebettet sind (vgl. Fig. 7). Falls die Zugaberinne 12 von flüssigem Material in Form von Roheisen durchströmt wird, werden in den Messschleifen 32 elektrische Felder induziert, mittels derer dann die Füllhöhe 16, die sich für das Roheisen innerhalb der Zugaberinne 12 einstellt, bestimmbar ist.
Auf Grundlage der Füllhöhe 16 für das flüssige Material 2 innerhalb der Zugaberinne 12, welche Füllhöhe 16 durch die zweite Scannereinrichtung 28 und/oder durch die Messchleifen 32 erfasst wird, ist dann ein Rückschluss auf die Menge bzw. Förderrate möglich, mit der das flüssige Material 2 die Zugaberinne 12 durchströmt und anschließend in den Ofen 6 eingefüllt wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gießpfanne 4 an einem Kran 34 hängt. Dies ist vereinfacht in einer Seitenansicht von Fig. 8 dargestellt, die ein Teil eines Ofens 6 gemäß Fig. 1 zeigt. Mit Hilfe eines Hilfshubs, der für den Kran 34 einstellbar ist, kann die Gießpfanne 4 kontrolliert gekippt bzw. in Richtung des Ofens 6 verschwenkt werden, in gleicher Weise wie in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt und erläutert, so dass im Ergebnis das flüssige Material 2 aus der Gießpfanne 4 durch die Zugaberinne 12 in den Ofen 6 eingefüllt wird.
In den Kran 34 kann eine dritte Wiegeeinrichtung 36 integriert sein, mittels der eine Gewichtsänderung für die Gießpfanne 4 bestimmt wird, wenn diese in Richtung des Ofens 6 verschwenkt wird und dabei flüssiges Material 2 aus der Gießpfanne 4 austritt. Die gemessene Gewichtsänderung für die Gießpfanne 4 ist, in gleicher Weise wie bei der Messung mit der ersten Wiegeeinrichtung 22, ein Maß für die Förderrate in Form eines Massenstroms, mit dem das flüssige Material 2 in den Ofen 6 eingefüllt wird.
In Bezug auf die Mittel 24 darf darauf hingewiesen werden, dass die vorstehend erläuterte Scannereinrichtung 28, die Wiegeeinrichtungen 22, 30, 36 und die Messschleifen 32 alternativ oder kumulativ eingesetzt werden können, um im Ergebnis die Förderrate zu bestimmen, mit der das flüssige Material 2 in den Ofen 6 eingefüllt wird. Bei einem kumulativen Einsatz dieser Elemente ist eine verbesserte Genauigkeit in Bezug auf eine Erfassung und Einstellung der Förderrate für das flüssige Material 2 gewährleistet.
In Bezug auf die Zeichnung darf darauf hingewiesen werden, dass die darin gezeigten Scannereinrichtungen 20, 28 stark vereinfacht und nur symbolisch dargestellt sind. Für alle der obigen Ausführungsformen der Erfindung darf schließlich darauf hingewiesen werden, dass die Vorrichtung 1 auch eine Steuerung 3 umfasst, die z.B. in Fig. 2 zwecks Vereinfachung nur symbolisch angedeutet ist. Alle der genannten Scannereinrichtungen, Wiegeeinrichtungen und Wegmesserfassungen bzw. Sensoren sind über (nicht gezeigte) Datenleitungen an die Steuerung 3 angeschlossen, so dass deren Signale in der Steuerung 3 verarbeitet werden können. Auf Grundlage dessen ist dann eine geeignete Ansteuerung bzw. Regelung des Hydraulikzylinders 10 zur Einstellung einer gewünschten Kipp- geschwindigkeit für die Gießpfanne 4 möglich, weil der Hydraulikzylinder 10 ebenfalls an die Steuerung 3 angeschlossen ist. Im Ergebnis kann dadurch eine vorbestimmte Förderrate erzielt werden, mit der das flüssige Material 2 in den Ofen 6 eingefüllt wird.
Bezuqszeichenliste
Vorrichtung
Flüssiges Material
Steuerung
Gießpfanne / Ausgangsgefäß
z Führungszapfen
Öffnung (der Gießpfanne)
Ofen / metallurgisches Zielgefäß
Pfannenabsetzstand
s Sacknuten
Haltearme
3 Förderrinne
0 Hydraulikzylinder
2 Zugaberinne
4 Gelenkhebel
6 Füllhöhe
8 Mittel zum Bestimmen einer Menge an flüssigem Material0 Erste Scannereinrichtung
2 Erste Wiegeeinrichtung
4 Mittel zum Erfassen der Menge an flüssigem Material6 Sensor, zur Wegmesserfassung
8 Zweite Scannereinrichtung
0 Zweite Wiegeeinrichtung 32 Messschleife
34 Kran
36 Dritte Wiegeeinrichtung
A (Horizontale) Achse
FF Feuerfestes Material (für die Zugaberinne 12)

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung (1 ) zum Erfassen einer Förderrate, mit der ein flüssiges Material (2) aus einem verschwenkbaren Ausgangsgefäß (4) in ein metallurgisches Zielgefäß (6) eingefüllt wird, umfassend
Mittel (18) zum Bestimmen einer Menge an flüssigem Material (2), das in dem Ausgangsgefäß (4) eingefüllt ist, und
Mittel (24) zum Erfassen einer Menge an flüssigem Material (2), das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) ausgelassen wird.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (18), durch die die Menge an flüssigem Material (2) in dem Ausgangsgefäß (4) bestimmt wird, eine erste Scannereinrichtung (20) umfassen, wobei das Ausgangsgefäß (4) und dessen Geometrie durch die erste Scannereinrichtung (20) scannbar sind, wenn das Ausgangsgefäß (4) sowohl leer ist als auch darin das flüssige Material (2) eingefüllt ist.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (18) und/oder die Mittel (24) zumindest eine Wiegeeinrichtung (22, 36) umfassen, mit der das Gewicht des Ausgangsgefäßes (4) bestimmbar ist, während das Ausgangsgefäß (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) gekippt wird, um das flüssige Material (2) in das Zielgefäß (6) einzufüllen.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiegeeinrichtung (22) in einen Absetzstand (7), auf dem das Ausgangsgefäß (4) positionierbar ist, integriert ist. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiegeeinrichtung (36) in einen Kran (34), an dem das Ausgangsgefäß (4) anbringbar ist, integriert ist.
Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24), mit denen die Menge an durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) ausgelassenen flüssigem Material (2) erfasst wird, eine Wegmesserfassung (26) aufweisen, durch die eine Kippbewegung, mit der das Ausgangsgefäß (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) verschwenkt wird, bestimmbar sind.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wegmesserfassung (26) sowohl ein Kippwinkel als auch eine Kippgeschwindigkeit, mit dem bzw. mit der das Ausgangsgefäß (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) verschwenkt wird, bestimmbar sind.
Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24) zum Erfassen einer Menge an flüssigem Material (2), das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) ausgelassen wird, eine zweite Scannereinrichtung (28) umfassen, mit der eine Zugaberinne (12), die zwischen dem Ausgangsgefäß (4) und dem Zielgefäß (6) angeordnet ist, scannbar ist, um dadurch eine Füllhöhe (16), mit der die Zugaberinne (12) von dem flüssigen Material (2) gefüllt ist, zu bestimmen.
Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24) zum Erfassen einer Menge an flüssigem Material (2), das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) ausgelassen wird, eine zweite Wiegeeinrichtung (30) umfassen, mit der das Gewicht einer Zugaberinne (12), die zwischen dem Ausgangsgefäß (4) und dem Zielgefäß (6) angeordnet ist, kontinuierlich messbar ist, und/oder dass die Mittel (24) zumindest eine Messschleife (32) umfassen, die in ein Wandmaterial (FF) der Zugaberinne (12) integriert ist.
0. Verfahren zum Erfassen einer Förderrate eines flüssigen Materials (2), mit der das flüssige Material (2) aus einem verschwenkbaren Ausgangsgefäß (4) in ein metallurgisches Zielgefäß (6) eingefüllt wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
(i) Bestimmen einer Menge an flüssigem Material (2), das in dem Ausgangsgefäß (4) enthalten ist, und
(ii) Erfassen der Menge an flüssigem Material (2), das durch ein Verschwenken des Ausgangsgefäßes (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) ausgelassen wird.
1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (i) die Geometrie des Ausgangsgefäßes (4), wenn darin kein flüssiges Material (2) enthalten ist, und anschließend eine Füllhöhe des flüssigen Materials (2), wenn dieses in das Ausgangsgefäß (4) eingefüllt ist, erfasst werden, und dass im Schritt (ii) eine Kippgeschwindigkeit des Ausgangsgefäßes (4) erfasst wird, mit der das Ausgangsgefäß (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) verschwenkt wird, wobei das flüssige Material (2) aus dem Ausgangsgefäß (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) austritt.
2. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgangsgefäß (4) und dem Zielgefäß (6) eine Zugaberinne (12) angeordnet ist, so dass bei einem Verschwenken des Ausgangsgefäßes (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) das flüssige Material (2) aus dem Ausgangsgefäß (4) zunächst in die Zugaberinne (12) austritt und anschließend von der Zugaberinne (12) in das Zielgefäß (6) gelangt, vorzugsweise, dass die Zugaberinne (12) in Richtung des Zielgefäßes (6) geneigt ist, weiter vorzugsweise, dass die Zugaberinne (12) aus feuerfestem Material besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (ii) eine Füllhöhe bestimmt wird, mit der die Zugaberinne (12) von dem flüssigen Material (2) gefüllt wird, wenn das Ausgangsgefäß (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) gekippt wird und dabei das flüssige Material (2) aus dem
Ausgangsgefäß (4) in die Zugaberinne (12) austritt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugaberinne (12) gescannt wird, um die Füllhöhe (16) des flüssigen Materials (2) innerhalb der Zugaberinne (12) zu bestimmen.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Material (FF) der Zugaberinne (12), welches an eine Innenumfangsfläche der Zugaberinne (12) angrenzt, zumindest eine Messschleife (32) vorgesehen ist, wobei eine Füllhöhe (16) des flüssigen Materials (2) innerhalb der
Zugaberinne (12) durch die Messschleife (32) bestimmt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (ii) das Gewicht der Zugaberinne (12) kontinuierlich gemessen wird, während das Ausgangsgefäß (4) in Richtung des
Zielgefäßes (6) gekippt wird und dabei das flüssige Material (2) aus dem Ausgangsgefäß (4) in die Zugaberinne (12) austritt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (ii) das Gewicht des Ausgangsgefäßes (4) kontinuierlich gemessen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgefäß (4), während das flüssige Material (2) in das metallurgische Zielgefäß (6) eingefüllt wird, in einem Absetzstand (7) positioniert wird, der mit einer zumindest einer Wiegevorrichtung (22) ausgerüstet ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgefäß (4), während das flüssige Material (2) in das metallurgische Zielgefäß (6) eingefüllt wird, an einem Kran (34) hängend angebracht ist, wobei der Kran mit einer Wiegevorrichtung (36) ausgerüstet ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippgeschwindigkeit für das Ausgangsgefäß (4) bei Schritt (ii) derart gewählt wird, dass die Förderrate, mit der das flüssige Material (2) aus dem Ausgangsgefäß (4) in Richtung des Zielgefäßes (6) austritt, im Wesentlichen konstant ist.
21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 20, das mit einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchgeführt wird.
22. Verfahren zum Einstellen einer vorbestimmten Förderrate, mit der ein flüssiges Material (2) aus einem Ausgangsgefäß (4) in ein metallurgisches Zielgefäß (6) eingefüllt wird, wobei ein Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 21 durchgeführt wird, um die Förderrate des flüssigen Materials (2), mit der es in das Zielgefäß (6) eingefüllt wird, zu erfassen, wobei die Kippgeschwindigkeit für das Ausgangsgefäß (4) im Schritt (ii) derart geregelt eingestellt wird, dass sich eine vorbestimmte Förderrate für das flüssige Material (2) einstellt, mit der es in das Zielgefäß (6) eingefüllt wird.
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