FR2875818A1

FR2875818A1 - INSTALLATION AND METHOD FOR OPERATING A CRUISE DRILLING DEVICE FOR METAL FUSION BATHS

Info

Publication number: FR2875818A1
Application number: FR0507517A
Authority: FR
Inventors: Christian Tour
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2006-03-31
Anticipated expiration: 2025-07-13
Also published as: DE102004033964B3; FR2875818B1

Abstract

Installation et procédé pour l'exploitation d'un dispositif de perçage de croûte pour bains de fusion métalliques (1) avec un cylindre de perçage de croûte à double effet (3) actionné par un fluide, la tige de piston (4) pouvant être déplacée, via une commande adéquate d'un système de soupapes électropneumatiques associé au cylindre de perçage de croûte (3) assurée par une unité de commande électronique (10), entre une position initiale en retrait et une position de perçage déployée depuis laquelle elle agit sur la croûte (2) du bain de fusion métallique (1), moyennant quoi, pour le déploiement initial de la tige de piston (4), une soupape (7) du système de soupapes, située du côté du fond du cylindre, réalise une liaison avec une source de pression d'alimentation (8) et une soupape (6) du système de soupapes réalise également une liaison avec la source de pression d'alimentation (8).Installation and method for operating a crust piercing device for metal melting baths (1) with a double-acting crust piercing cylinder (3) actuated by a fluid, the piston rod (4) being capable of being moved, via a suitable control of an electro-pneumatic valve system associated with the crust piercing cylinder (3) provided by an electronic control unit (10), between an initial retracted position and a deployed piercing position from which it acts on the crust (2) of the metal molten bath (1), whereby, for the initial deployment of the piston rod (4), a valve (7) of the valve system, located on the bottom side of the cylinder, realizes a connection with a supply pressure source (8) and a valve (6) of the valve system also connects with the supply pressure source (8).

Description

INSTALLATION ET PROCEDE POUR L'EXPLOITATION D'UNINSTALLATION AND METHOD FOR OPERATING A

DISPOSITIF DE PERÇAGE DE CROUTE POUR BAINS DE FUSION CRUSH DRILLING DEVICE FOR FUSION BATHS

METALLIQUESMETAL

La présente invention concerne une installation ainsi qu'un procédé pour l'exploitation d'un dispositif de perçage de croûte pour bains de fusion métalliques avec un cylindre de perçage de croûte à double effet actionné par un fluide, dont la tige de piston peut être déplacée, grâce à une commande adéquate d'un système de soupapes électropneumatiques associé au cylindre de perçage de croûte assurée par une unité de commande électronique ou électrique, entre une position initiale en retrait et une position de perçage déployée depuis laquelle elle agit sur la croûte du bain de fusion devant être percée par l'intermédiaire d'un burin antérieur. The present invention relates to an installation as well as a method for operating a metal fusion bath crust piercing device with a fluid-actuated double-acting crust piercing cylinder, the piston rod of which can be moved, by appropriate control of an electropneumatic valve system associated with the crust piercing cylinder provided by an electronic or electrical control unit, between an initial recessed position and an extended piercing position from which it acts on the crust melt to be pierced through an anterior chisel.

Lors de la fabrication ou du traitement de l'aluminium ou également d'un autre métal, le matériau se présente fréquemment sous un état fondu ou fluide, lequel est désigné ici par le terme bain de fusion. In the manufacture or processing of aluminum or other metal, the material is frequently in a molten or fluid state, which is referred to herein as the melt.

Conformément au processus de fabrication, des matières premières ou des additifs doivent être ajoutés de temps en temps au bain de fusion, lesquels revêtent la plupart du temps une consistance pulvérulente. In accordance with the manufacturing process, raw materials or additives have to be added from time to time in the melt, which usually have a powdery consistency.

L'adjonction des matières respectives est toutefois entravée du fait que tout particulièrement pour les bains de fusion d'aluminium - une couche de matière solidifiée, qualifiée de croûte, se forme sur la surface, laquelle recouvre le bain de fusion fluide se trouvant en dessous. C'est pourquoi on emploie dans la pratique des soi-disant dispositifs de perçage de croûte pour briser de temps en temps la croûte solide et ajouter par le biais de moyens d'adjonction appropriés lesdites matières dans le bain de fusion fluide ainsi dégagé. Le perçage de la croûte du bain de fusion est nécessaire au maintien du processus de fabrication électrolytique. En ce qui concerne le cylindre de perçage de croûte utilisé dans le cadre du dispositif de perçage, il s'agit en règle générale d'un cylindre de travail pneumatique actionnable des deux côtés qui est installé au-dessus du bain de fusion métallique de telle sorte que sa tige de piston reliée au piston situé à l'intérieur dépasse vers le bas et forme ainsi une tige de perçage qui est pourvue à son extrémité extérieure d'un burin à titre de renforcement. Dans la position initiale en retrait le burin se trouve à une très grande distance au-dessus du bain de fusion métallique et/ou de sa croûte. Pour le perçage de la croûte, un moyen de pression est introduit dans le cylindre de travail, de sorte que la tige de piston se déploie vers le bas, percute la croûte avec le burin et perce finalement celle-ci. La tige de piston est ensuite ramenée à nouveau dans sa position initiale en retrait. The addition of the respective materials, however, is hampered by the fact that especially for aluminum melt baths - a layer of solidified material, referred to as a crust, forms on the surface, which covers the fluid melt below. . Therefore, so-called crust-piercing devices are used in practice to break up the solid crust from time to time and add said materials to the fluid melt thus released by means of suitable addition means. Piercing of the melt crust is necessary to maintain the electrolytic manufacturing process. With regard to the crust piercing cylinder used in the framework of the piercing device, it is generally a pneumatic actuating cylinder on both sides which is installed above the metal melting bath of so that its piston rod connected to the piston located inside projects downwards and thus forms a piercing rod which is provided at its outer end with a chisel for reinforcement. In the initial position set back the chisel is at a great distance above the metal melt and / or its crust. For piercing the crust, a pressure means is introduced into the working cylinder, so that the piston rod deploys downwards, hits the crust with the chisel and finally pierces it. The piston rod is then returned to its original recessed position.

On connaît un tel dispositif de perçage de croûte d'après le document FR 2 483 965. Pour établir si le bain de fusion présente une croûte solide devant être percée par le cylindre de perçage de croûte, il est déterminé dans cette solution si le burin est en contact avec le bain de fusion ou avec la croûte. Lorsqu'il est en effet établi que le burin est en contact avec le bain de fusion, donc qu'il n'y a pas de croûte, le mécanisme de commande déclenche immédiatement le retrait de la tige de piston du cylindre de perçage de croûte. Mais lorsque par contre la présence d'une croûte solide est constatée sur le bain de fusion, un nouveau déploiement de la tige de piston du cylindre de perçage de croûte intervient, de sorte que la croûte est percée. A titre de mesure de soutien, l'énergie électrique introduite dans le bain de fusion est en plus également augmentée pour faire fondre la croûte à nouveau. Such a crust piercing device is known from document FR 2 483 965. In order to establish whether the melt has a solid crust to be pierced by the crust piercing cylinder, it is determined in this solution whether the chisel is in contact with the melt or with the crust. When it is established that the chisel is in contact with the melt, so that there is no crust, the control mechanism immediately triggers the withdrawal of the piston rod from the crust piercing cylinder. . But when against the presence of a solid crust is observed on the melt, a new deployment of the piston rod of the crust piercing cylinder occurs, so that the crust is pierced. As a support measure, the electrical energy introduced into the melt is furthermore also increased to melt the crust again.

La présence d'une croûte est établie à l'aide de moyens électriques. A cette occasion, le burin du cylindre de perçage de croûte est employé comme capteur de mesure dans un circuit de mesure électrique qui va du burin à la cathode se trouvant en contact avec le bain de fusion par l'intermédiaire d'un circuit de mesure de tension électrique. Lorsque le burin plonge dans l'électrolyte de fusion, le circuit de mesure de tension indique alors la tension continue produite par le courant continu d'électrolyse entre l'électrolyte de fusion et la cathode, ce qui est utilisé comme critère de commande constatant que le burin est entré en contact avec le bain de fusion. The presence of a crust is established using electrical means. On this occasion, the chisel of the crust piercing cylinder is used as measuring sensor in an electrical measurement circuit which goes from the chisel to the cathode being in contact with the melt by means of a measuring circuit of electrical voltage. When the chisel plunges into the melting electrolyte, the voltage measurement circuit then indicates the DC voltage produced by the direct electrolytic current between the fusion electrolyte and the cathode, which is used as a control criterion stating that the burin came into contact with the melt.

Mais des essais ont montré qu'avec ce procédé on ne peut pas obtenir de résultats satisfaisants sous forme de critères de commande indiscutables. Car la tension anode/cathode qui ou dont la partie est mesurée avec le procédé connu est soumise à des fluctuations. But tests have shown that with this process we can not obtain satisfactory results in the form of indisputable control criteria. Because the anode / cathode voltage which or whose part is measured with the known method is subject to fluctuations.

Un autre inconvénient consiste en ce que la tige de piston du cylindre de perçage de croûte doit effectuer ici une course assez importante pour se déplacer entre la position initiale et la position de perçage. Lorsque le cylindre de perçage de croûte est exploité avec de l'air comprimé, le cylindre de perçage de croûte, pour ainsi dire pneumatique, doit en plus être dimensionné de manière assez grande pour fournir la force nécessaire au perçage de la croûte. Un cylindre de perçage de croûte dimensionné de manière si grande avec une grande course requiert toutefois une grande consommation d'air qui peut s'élever - comme le démontre la pratique - à plusieurs dizaines de milliers de mètres cubes par an. Another disadvantage is that the piston rod of the crust piercing cylinder must here make a sufficiently large stroke to move between the initial position and the piercing position. When the crust piercing cylinder is operated with compressed air, the crust piercing cylinder, so to speak pneumatic, must in addition be sized sufficiently large to provide the force needed to pierce the crust. A crust piercing cylinder sized so large with a large stroke, however, requires a large amount of air that can rise - as practice shows - to tens of thousands of cubic meters per year.

Le document WO 84/03108 se penche sur ce problème et propose à ce sujet que l'énergie nécessaire à l'exploitation du cylindre de perçage de croûte doit être calculée de telle manière que la croûte puisse en cas normal tout juste encore être percée. Il est en outre proposé que le burin soit descendu avec une faible force prédéfinie, moyennant quoi il doit être contrôlé si le burin entre en contact avec le bain de fusion au sein d'un laps de temps prédéfini. Sinon il y a une coûte qui ne sera percée que dans une seconde étape par augmentation de la vitesse de descente. Grâce à ce procédé il est possible de parvenir à une économie de l'énergie nécessaire à l'exploitation du cylindre de perçage de croûte. WO 84/03108 examines this problem and proposes in this regard that the energy required for the operation of the crust piercing cylinder must be calculated in such a way that the crust may in normal cases just yet be pierced. It is further proposed that the chisel be descended with a small predetermined force, whereby it must be controlled if the chisel comes into contact with the melt within a predefined time. Otherwise there is a cost that will be pierced only in a second step by increasing the speed of descent. With this method it is possible to achieve a saving of energy necessary for the operation of the crust piercing cylinder.

Dans cet état de la technique il est proposé, aux fins d'amélioration de la solution décrite ci-dessus, de mesurer l'entrée en contact du burin avec la croûte ou le bain de fusion par l'intermédiaire de l'impédance entre le burin et l'électrolyte de fusion. Ceci intervient au moyen d'un circuit de mesure d'impédance actif qui détecte l'impédance entre le burin et le bain de fusion par enregistrement du signal de courant ou de tension résultant sur le circuit de mesure d'impédance qui résulte tout au moins en première ligne de la fermeture du circuit de mesure lors de la plongée du burin dans le bain de fusion. En même temps le cylindre de perçage de croûte est commandé de telle sorte que, lorsque l'impédance mesurée au moyen du circuit actif de mesure d'impédance atteint une valeur minimale prédéfinie, le burin est soulevé par retrait de la tige de piston dans sa position initiale. In this state of the art it is proposed, for the purpose of improving the solution described above, to measure the contact between the burin and the crust or the melt via the impedance between the chisel and fusion electrolyte. This is done by means of an active impedance measuring circuit which detects the impedance between the chisel and the melt by recording the resulting current or voltage signal on the impedance measuring circuit which results at least in the first line of the closing of the measuring circuit during the dipping of the burin in the melt. At the same time the crust boring cylinder is controlled so that when the impedance measured by means of the active impedance measuring circuit reaches a predefined minimum value, the chisel is lifted by withdrawal of the piston rod in its initial position.

La solution proposée par cet état de la technique livre certes de meilleurs résultats pour la détection de l'entrée en contact du burin avec la croûte ou - en cas d'inexistence de celle-ci - avec le bain de fusion, mais cette solution requiert néanmoins encore une consommation d'air assez importante. The solution proposed by this state of the art delivers certainly better results for the detection of the contact between the burin with the crust or - in case of nonexistence of it - with the melt, but this solution requires nevertheless still a significant amount of air consumption.

Le document DE 29 43 294A1 propose à cet égard de constituer un cylindre de perçage de croûte par juxtaposition coaxiale de deux cylindres individuels. Dans ce soi-disant système à deux cylindres, le cylindre de travail à proprement parler est dans un premier temps descendu sur la croûte à l'aide du cylindre de positionnement avant qu'un perçage de cette dernière n'intervienne au moyen du cylindre de travail. Etant donné que le cylindre de positionnement est plus petit que le cylindre de travail, on consomme moins d'air comprimé, ce qui conduit à l'économie d'énergie souhaitée. DE 29 43 294 A1 proposes in this connection to form a crust piercing cylinder by coaxial juxtaposition of two individual cylinders. In this so-called two-roll system, the actual working roll is initially lowered on the crust with the aid of the positioning roll before a drilling of the latter takes place by means of the roll of job. Since the positioning cylinder is smaller than the working cylinder, less compressed air is consumed, which leads to the desired energy saving.

Toutefois, un inconvénient de cette solution pour un cylindre de perçage de croûte consiste en ce que le coût de fabrication du système à double cylindre est assez élevé. However, a disadvantage of this solution for a crust piercing cylinder is that the manufacturing cost of the double cylinder system is quite high.

L'objectif de la présente invention est donc de réaliser un dispositif de perçage de croûte avec une structure simple pouvant être exploitée de manière particulièrement économique en énergie. The object of the present invention is therefore to provide a crust piercing device with a simple structure that can be exploited particularly economically in energy.

Eu égard à une installation pour l'exploitation d'un dispositif de perçage de croûte l'objectif est atteint sur la base du préambule évoqué en premier lieu en liaison avec ses caractéristiques spécifiques. En ce qui concerne un procédé pour l'exploitation d'un dispositif de perçage de croûte, cet objectif est atteint grâce à un procédé caractérisé en ce que l'entrée en contact du burin (5) avec la croûte non-conductrice d'électricité (2) ou avec le bain de fusion conducteur d'électricité (1) est détectée par une surveillance du potentiel électrique entre le burin (5) mis à la terre et le potentiel de tension existant du bain de fusion (1). Chacune des revendications indépendantes suivantes présente des développements avantageux de l'invention. With regard to an installation for the operation of a crust piercing device, the objective is achieved on the basis of the preamble mentioned first in connection with its specific characteristics. With regard to a method for operating a crust piercing device, this objective is achieved by a method characterized in that the contacting of the burin (5) with the non-conductive crust of electricity (2) or with the electrically conductive melt (1) is detected by monitoring the electrical potential between the grounded chisel (5) and the existing voltage potential of the melt (1). Each of the following independent claims presents advantageous developments of the invention.

L'invention inclut la théorie en matière de technique de procédé, caractérisée en ce que pour le déploiement initial de la tige de piston une liaison est réalisée avec une source de pression d'alimentation par l'intermédiaire d'une soupape située du côté du fond du cylindre et faisant partie d'un système de soupapes commandant le cylindre de perçage de croûte et qu'en même temps une liaison est également réalisée avec la source de pression d'alimentation par l'intermédiaire d'une soupape située du côté du couvercle du cylindre et faisant partie du système de soupapes. De cette façon un mouvement de déploiement de la tige de piston intervient avec un faible effort en raison du faible diamètre actif de la surface de piston située du côté de la tige de piston par rapport à la surface de piston se trouvant en face. Après la détection d'une entrée en contact du burin avec la croûte, une augmentation de la force d'action intervient par interruption de la liaison entre la soupape située du côté du couvercle du cylindre et la source de pression d'alimentation pour finalement percer la croûte. The invention includes the theory of process technology, characterized in that for the initial deployment of the piston rod a connection is made with a source of supply pressure via a valve on the side of the piston. the bottom of the cylinder and forming part of a valve system controlling the crust-piercing cylinder and at the same time a connection is also made with the supply pressure source via a valve located on the side of the cylinder. cylinder cover and forming part of the valve system. In this way a deployment movement of the piston rod occurs with low effort due to the small active diameter of the piston surface located on the piston rod side with respect to the piston surface facing. After detecting a contact between the chisel and the crust, an increase in the action force occurs by interrupting the connection between the valve on the side of the cylinder cover and the source of the supply pressure to finally pierce the crust.

La présente invention se concentre par conséquent sur une commande particulière des soupapes alimentant les deux côtés du cylindre de perçage de croûte à double effet. En l'occurrence la soupape située du côté du couvercle du cylindre est celle qui alimente la chambre de pression traversée par la tige de piston. La soupape située du côté du fond du cylindre alimente en revanche l'autre chambre de pression du cylindre de perçage de croûte. L'invention met à profit les tailles différentes des surfaces actives du piston intégré dans le cylindre de perçage de croûte, lesquelles provoquent un mouvement de déploiement lorsqu'elles sont alimentées avec la même pression. Cet effet est utilisé pour réussir à réaliser le déploiement initial de la tige de piston de manière particulièrement économique en énergie. En principe, le moyen de pression refoulé à cette occasion de la chambre du cylindre de perçage de croûte située du côté du couvercle du cylindre est dérivé dans la chambre située du côté du fond du cylindre, ce qui engendre l'économie significative d'énergie. Sinon, l'air d'échappement se constituant lors du mouvement de déploiement de la tige de piston serait évacué dans l'atmosphère. The present invention therefore focuses on a particular control of the valves feeding both sides of the double-acting crust piercing cylinder. In this case the valve on the side of the cylinder cover is the one that feeds the pressure chamber through which the piston rod. The valve on the bottom side of the cylinder, on the other hand, supplies the other pressure chamber of the crust piercing cylinder. The invention takes advantage of the different sizes of the active surfaces of the integrated piston in the crust-piercing cylinder, which cause a deployment movement when fed with the same pressure. This effect is used to successfully achieve the initial deployment of the piston rod particularly economically energy. In principle, the pressure medium discharged at this time from the chamber of the crust piercing cylinder located on the side of the cylinder cover is derived in the chamber situated on the side of the bottom of the cylinder, which generates the significant saving of energy. . Otherwise, the exhaust air constituting during the deployment movement of the piston rod would be discharged into the atmosphere.

De manière préférentielle, le contrôle de l'entrée en contact du burin avec la croûte non-conductrice d'électricité ou avec le bain de fusion conducteur d'électricité intervient par l'appréciation du potentiel électrique entre le burin mis à la terre et le potentiel de tension existant du bain de fusion. En matière de technique d'appareillage, on peut de préférence utiliser soit un circuit de mesure d'impédance électrique ou un circuit de mesure de tension électrique qui peut être directement intégré dans une unité de commande électrique ou électronique destiné à la commande du système de soupapes. Grâce à cette solution, on peut complètement se passer de capteurs supplémentaires tels des capteurs de pression ou de des capteurs de température. Preferably, the control of the contacting of the chisel with the non-conductive crust of electricity or with the electrically conductive melt intervenes by the evaluation of the electric potential between the grounded chisel and the existing voltage potential of the melt. In the field of switchgear technology, it is preferable to use either an electrical impedance measuring circuit or a voltage measuring circuit which can be directly integrated into an electrical or electronic control unit for controlling the control system. valves. Thanks to this solution, additional sensors such as pressure sensors or temperature sensors can be dispensed with completely.

Conformément à une nouvelle amélioration de l'invention, le burin est ramené dans sa position initiale après le perçage de la croûte ou l'entrée en contact directe avec le bain de fusion à la suite d'une interruption de la liaison de la soupape située du côté du fond du cylindre. A cette occasion, le moyen de pression s'échappe de la chambre associée du cylindre de perçage de croûte, de sorte que la force du côté opposé du piston est prépondérante, ce qui provoque le mouvement de retrait. According to a further improvement of the invention, the chisel is returned to its initial position after the piercing of the crust or the entry into direct contact with the melt following an interruption of the connection of the valve located on the bottom side of the cylinder. On this occasion, the pressure means escapes from the associated chamber of the crust piercing cylinder, so that the force on the opposite side of the piston is preponderant, which causes the withdrawal movement.

Conformément à une autre amélioration de l'invention, la soupape située du côté du fond du cylindre, de même que la soupape du système de soupapes située du côté du couvercle du cylindre, sont configurée sous forme de soupape monostable à 3/2 voies qui toutes deux peuvent être commandées séparément par l'intermédiaire d'une unité de commande électrique ou électronique - par exemple une commande à mémoire programmable (SPS). Ceci permet une affectation des deux soupapes à proximité des raccordements correspondants situés sur le cylindre de perçage de croûte. Mais on peut également imaginer que les deux fonctions de soupapes individuelles soient intégrées dans une soupape commune à plusieurs voies. According to another improvement of the invention, the valve on the bottom side of the cylinder, as well as the valve of the valve system located on the side of the cylinder cover, are configured as a 3/2-way monostable valve which both can be controlled separately via an electrical or electronic control unit - for example a programmable memory controller (SPS). This allows an assignment of the two valves in the vicinity of the corresponding connections located on the crust piercing cylinder. But one can also imagine that the two functions of individual valves are integrated in a common multi-way valve.

D'autres mesures améliorant l'invention sont présentées plus en détail ciaprès conjointement avec la description d'un exemple de réalisation préférentiel de l'invention au moyen des figures. Les figures montrent: figure 1: une représentation schématique d'un dispositif de perçage de croûte pour bains de fusion métalliques avec des moyens de commande associés, dans lequel le cylindre de perçage de croûte se trouve en position initiale en retrait, figure 2: une représentation schématique d'un dispositif de perçage de croûte selon la figure 1, moyennant quoi toutefois le cylindre de perçage de croûte est en contact avec une croûte devant être percée, et figure 3: une représentation schématique d'un dispositif de perçage de croûte selon la figure 1, moyennant quoi le cylindre de perçage de croûte a percé la croûte. Other measures improving the invention are presented in more detail below in conjunction with the description of a preferred embodiment of the invention by means of the figures. The figures show: FIG. 1: a schematic representation of a crust piercing device for metal melts with associated control means, in which the crust piercing cylinder is in the initial recessed position, FIG. schematic representation of a crust piercing device according to Figure 1, whereby however the crust piercing cylinder is in contact with a crust to be pierced, and Figure 3: a schematic representation of a crust piercing device according to Figure 1, whereby the crust piercing cylinder pierced the crust.

Le dispositif de perçage de croûte selon la figure 1 sert pour un bain de fusion métallique 1, lequel est recouvert d'une croûte solidifiée 2. Un cylindre de perçage de croûte 3 est disposé géographiquement au-dessus. Une tige de piston 4 du cylindre de perçage de croûte 3 est pourvue sur son extrémité d'un burin 5. Le burin 5 sert au perçage de la croûte 2. The crust piercing device according to Figure 1 serves for a metal melting bath 1, which is covered with a solidified crust 2. A crust piercing cylinder 3 is disposed geographically above. A piston rod 4 of the crust piercing cylinder 3 is provided on its end with a chisel 5. The chisel 5 serves for piercing the crust 2.

Pour le déplacement de la tige de piston 4, le cylindre de perçage de croûte 3 peut être alimenté des deux côtés en air comprimé constituant le moyen de pression par l'intermédiaire d'un système de soupapes électropneumatique, composé d'une soupape 6 située du côté du couvercle du cylindre ainsi que d'une soupape 7 située du côté du fond du cylindre. Les deux soupapes 6 et 7 sont configurées sous forme de soupape monostable à 3/2 voies à ressort de repositionnement. Une conduite de travail relie les raccordements de travail de la soupape 6 à la chambre de pression située du côté du couvercle du cylindre et une autre la soupape 7 à la chambre de pression située du côté du fond du cylindre du cylindre de perçage de croûte 3. Du côté de la pression d'alimentation, les deux soupapes 6 et 7 sont reliées à une source de pression d'alimentation 8 commune. For the displacement of the piston rod 4, the crust piercing cylinder 3 can be fed on both sides with compressed air constituting the pressure means via an electropneumatic valve system, consisting of a valve 6 located on the side of the cylinder cover and a valve 7 located on the bottom side of the cylinder. Both valves 6 and 7 are configured as a 3/2-way repositioning spring monostable valve. A working line connects the working connections of the valve 6 to the pressure chamber located on the side of the cylinder cover and another the valve 7 to the pressure chamber located on the bottom side of the cylinder of the crust piercing cylinder 3 On the supply pressure side, the two valves 6 and 7 are connected to a common supply pressure source 8.

La commande électrique des deux soupapes électropneumatiques 6 et 7 intervient par l'intermédiaire d'une unité de commande électronique et électrique 10. The electrical control of the two electropneumatic valves 6 and 7 takes place via an electronic and electrical control unit 10.

L'entrée en contact du burin 5 avec la croûte non-conductrice d'électricité 2 ou avec le bain de fusion 1 conducteur d'électricité est détectée par contrôle du potentiel électrique entre le burin 5 mis à la terre et le potentiel de tension existant du bain de fusion 1 au moyen d'un circuit de mesure de tension électrique intégré dans l'unité de commande électronique ou électrique 10. The contact between the chisel 5 and the electrically non-conductive crust 2 or the electrically conductive melt 1 is detected by controlling the electrical potential between the ground chisel 5 and the existing voltage potential of the melt 1 by means of a voltage measuring circuit integrated in the electronic or electrical control unit 10.

Pour atteindre la position initiale en retrait du cylindre de perçage de croûte 3, telle que représentée, l'unité de commande électronique commande la soupape 6 située du côté du couvercle du cylindre de telle manière que celle-ci réalise une liaison entre la chambre de cylindre associée et la source de pression d'alimentation 8, alors que la soupape 7 située du côté du fond du cylindre veille à ce que la chambre de cylindre associée du cylindre de perçage de croûte 3 reste purgée. To reach the initial position set back from the crust piercing cylinder 3, as shown, the electronic control unit controls the valve 6 located on the side of the cylinder cover in such a way that the latter makes a connection between the chamber of associated cylinder and the source of supply pressure 8, while the valve 7 located on the bottom side of the cylinder ensures that the associated cylinder chamber of the crust piercing cylinder 3 remains purged.

Conformément à la figure 2, le cycle de mouvement du cylindre de perçage de croûte 3 commence à présent en ce que la soupape 7 située du côté du fond du cylindre réalise une liaison avec la source de pression d'alimentation 8. En même temps la soupape 6 située du côté du couvercle du cylindre reste également dans sa position, de sorte qu'il existe également ici une liaison avec la source de pression d'alimentation 8. En réaction à ceci, un mouvement de déploiement de la tige de piston 4 intervient avec une faible force car une surface active plus petite de la surface du piston située du côté de la tige du piston fait face à une surface active relativement plus grande de l'autre surface du piston. A cette occasion, l'air comprimé refoulé de la chambre de cylindre située du côté du couvercle du cylindre à la suite du mouvement de déploiement est transporté dans la chambre de cylindre située du côté du fond du cylindre, ce qui engendre une importante économie d'énergie lors du déploiement initial de la tige de piston 4. According to FIG. 2, the cycle of movement of the crust-piercing cylinder 3 now begins in that the valve 7 located on the bottom side of the cylinder makes a connection with the supply pressure source 8. At the same time the valve 6 located on the side of the cylinder cover also remains in its position, so that there is also here a connection with the source of supply pressure 8. In response to this, a deployment movement of the piston rod 4 operates with a small force because a smaller active area of the piston surface on the piston rod side faces a relatively larger active area of the other piston surface. On this occasion, the compressed air discharged from the cylinder chamber located on the side of the cylinder cover as a result of the deployment movement is conveyed into the cylinder chamber located on the bottom side of the cylinder, which generates an important saving of energy. energy during the initial deployment of the piston rod 4.

Lorsque la présence d'une croûte 2 est détectée sur le bain de fusion 1, de la manière décrite sur la figure 3, au moyen de l'unité de commande laquelle n'est pas présentée plus en détail - une augmentation de la fore agissant sur la croûte 2 intervient par interruption de la liaison entre la soupape 6 située du côté du couvercle du cylindre et la source de pression d'alimentation 8. On dispose par conséquent de l'ensemble de la pression existant dans la chambre de cylindre située du côté du fond du cylindre pour percer la croûte 2 et ce uniquement pendant le perçage à proprement parler. When the presence of a crust 2 is detected on the melt 1, as described in Figure 3, by means of the control unit which is not presented in more detail - an increase of the drill acting on the crust 2 occurs by interruption of the connection between the valve 6 located on the side of the cylinder cover and the source of supply pressure 8. It is therefore available all of the existing pressure in the cylinder chamber located from side of the bottom of the cylinder to pierce the crust 2 and only during the drilling itself.

Après le perçage la tige de piston 4 est ramenée à sa position initiale, moyennant quoi le cycle de mouvement est terminé. After drilling the piston rod 4 is returned to its initial position, whereby the movement cycle is completed.

Au cas où l'unité de commande 10 ne détecte pas de croûte 2 sur le bain de fusion 1, un repli immédiat de la tige de piston 4 dans sa position initiale intervient. In the case where the control unit 10 does not detect crust 2 on the melt 1, an immediate retreat of the piston rod 4 in its initial position occurs.

Grâce à la commande particulière des soupapes du cylindre de perçage de croûte 3 selon l'invention, on obtient une économie importante en moyen de pression (air comprimé) d'une manière simple. Thanks to the particular control of the valves of the crust piercing cylinder 3 according to the invention, a significant saving in means of pressure (compressed air) is obtained in a simple manner.

Liste des références 1 Bain de fusion métallique 2 Croûte 3 Cylindre de perçage de croûte 4 Tige de piston Burin 6 Soupape située du côté du couvercle du cylindre 7 Soupape située du côté du fond du cylindre 8 Source de pression d'alimentation 9 Vanne d'évacuation de l'air Unité de commande List of References 1 Metallic Melting Bath 2 Crust 3 Crust Drilling Cylinder 4 Piston Rod Chisel 6 Valve on Cylinder Side 7 Valve on Bottom Side of Cylinder 8 Supply Pressure Source 9 Air Valve air evacuation Control unit

Claims

1. Installation for operating a metal fusion bath crust piercing device (1) with a fluid-operated double-acting crust piercing cylinder (3), the piston rod (4) of which by means of an appropriate control of an electropneumatic valve system associated with the crust-piercing cylinder (3) provided by an electronic control unit (10), between an initial recessed position and an extended piercing position from which it acts on the crust (2) of the melt (1) to be pierced by means of an anterior chisel (5), characterized in that for the initial deployment of the piston rod (4) a valve ( 7) of the valve system, located on the bottom side of the cylinder, connects with a source of supply pressure (8) and at the same time a valve (6) of the valve system, located on the side of the lid of the cylinder also realizes a e connection with the source of supply pressure (8), so that the small active diameter of the piston surface located on the piston rod side relative to the opposite piston surface causes a deployment movement of the piston rod (4) with a low effort (Figure 2), whereby after the detection of an input contact of the chisel (5) with the crust (2) an increase in the action force occurs by interruption the connection between the cylinder side valve (6) and the supply pressure source (8) as well as exhausting the exhaust air into the atmosphere to finally pierce the crust (2). ) (Figure 3).

2. Installation according to claim 1 characterized in that the contacting of the burin (5) with the non-conductive crust of electricity (2) or with the electrically conductive melt (1) can be detected by means of to the electronic control unit (10) by monitoring the electrical potential between the grounded chisel (5) and the existing voltage potential of the melt (1).

3. Installation according to claim 2 characterized in that the electronic control unit (10) carries out the monitoring of the electric potential by means of an integrated electrical impedance measuring circuit or via a integrated voltage measurement circuit.

4. Installation according to claim 1 characterized in that after the piercing of the crust (2) and the entry into contact with the melt (1) the chisel (5) returns to its initial position following the interrupting the connection between the valve (7) on the bottom side of the cylinder and the supply pressure source (8) (Figure 1).

5. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the valve (7) located on the bottom side of the cylinder, as well as the valve (6) of the valve system located on the side of the cylinder cover, are configured as a 3/2-way monostable valve, both of which can be controlled separately via the electronic control unit (10).

6. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the electronic control unit (10) is configured as a programmable memory controller (SPS).

A method for operating a metal fusion bath crust piercing device (1) with a fluid actuated double-acting crust piercing cylinder (3), the piston rod (4) of which is moved between an initial recessed position and an extended piercing position acting through an anterior chisel (2) on the crust (5) of the metal melt to be pierced, characterized in that for the initial deployment of the piston rod (4) a valve (8) of the valve system, located on the bottom side of the cylinder, connects with a source of supply pressure (7) and at the same time a valve (8) of the valve system, located on the side of the cylinder cover also makes a connection with the source of supply pressure (6), so that the small active diameter of the piston surface located on the piston rod side relative to at the piston surface can be found t opposite face causes a slow movement of deployment of the piston rod (4) with a low effort, whereby after detection of an input contact of the burin (5) with the crust (2) an increase in the force of action occurs by interrupting the connection between the valve (6) on the side of the cylinder cover and the source of supply pressure (8) and the exhaust air to the atmosphere for drilling the crust (2).

8. Method according to claim 7, characterized in that the contacting of the burin (5) with the non-conductive crust of electricity (2) or with the electrically conductive melt (1) is detected by monitoring the electrical potential between the grounded chisel (5) and the existing voltage potential of the melt (1).

9. Method according to claim 8, characterized in that after piercing the crust (2) and coming into contact with the melt (1) the chisel (5) returns to its initial position as a result of interrupting the connection between the valve (7) on the bottom side of the cylinder and the supply pressure source (8).