LU88718A1 - Stichloch-Bohrmaschine - Google Patents

Description

STICHLOCH-BOHRMASCHINE

Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine zum Aufbohren von Stichlö-chern von Schachtöfen, insbesondere von Hochöfen.

Solche Bohrmaschinen sind seit langem bekannt. Sie umfassen eine Lafette die in Verlängerungen des Stichloches angeordnet wird. Auf der Lafette ist ein Bohrantrieb verschiebbar angeordnet. Dieser Bohrantrieb versetzt einen Stichloch-Bohrer in drehende Bewegung, erzeugt den Vorschub und zieht den Stichloch-Bohrer aus dem Stichloch zurück. Solche Stichloch-Bohrer können bei großen Hochöfen bis zu vier Meter lang sein kann. Sie umfassan im wesentlichen eine glatte Bohrerstange die an ihrem vorderen Ende einen Bohrkopf trägt. Das hintere Ende der Bohrerstange wird in ein Spannfutter des Bohrantriebs eingespannt.

An ihrem vorderen Ende weist die Lafette einen Schutzschild auf, der mit einem feuerfestem Werkstoff verkleidet ist. Die Hauptfunktion des Schutz-schilds ist die Lafette und den Bohrantrieb gegen die aus dem aufgebohrten Stichloch schießende Schmelze zu schützen. Zusätzlich erfüllt der Schutz-schild jedoch auch eine Führungsfunktion für den Stichloch-Bohrer. Die Bohrerstange wird nämlich in diesem Schutzschild in einem Führungsloch geführt.

Beim Öffnen des Stichlochs kommt der Schutzschild regelmäßig in Kon-takt mit der Schmelze. Hierdurch wird der Schutzschild insbesondere im Bereich des Führungslochs stark beansprucht, so daß das Führungsloch im Schutzschild relativ schnell keine einwandfreie Föhrung der Bohrerstange mehr gewährleistet. Um wieder eine einwandfreie Führung der Bohrerstange zu gewährleisten, muß der Schutzschild ausgewechselt werden, obschon er seine eigentliche Schutzfunktion noch erfüllen würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stichloch-Bohrmaschine mit einer dauerhafteren Föhrung des Bohrers am vorderen Ende der Lafette zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Stichloch-Bohrmaschine nach Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Stichloch-Bohrmaschine umfaßt eine Lafette die an ihrem vorderen Ende einen Schutzschild mit einem Durchgangsloch für einen Stichloch-Bohrer aufweist, sowie separate Führungsmittel, die unmittel-bar hinter dem Schutzschild angeordnet sind, und Antriebsmittel zum Bewe-gen dieser Führungsmittel zwischen einer ersten Stellung und zweiten Stel-lung. Das Durchgangsloch in dem Schutzschild einer solche Stichloch-Bohrmaschine muß keine Führungsfunktion für den Stichloch-Bohrer mehr erfüllen. Die Führungsfunktion für den Stichloch-Bohrer wird vielmehr von den separaten Führungsmittel übernommen, die in einer ersten Stellung eine Führung für einen Stichloch-Bohrer in axialer Verlängerung des Durchgangs-lochs im Schutzschild ausbilden. Die Antriebsmittel ermöglichen es diese Führungsmittel in eine zweite Stellung zu bewegen, wobei in dieser zweiten Stellung die Führungsmittel in geschützter Stellung hinter dem Schutzschild stehen. Da eine Führung des Stichloch-Bohrers am vorderen Ende der Lafette keineswegs bis zum Ende des Bohrvorgangs (das heißt bis zum Durchstoßen des Bohrers in die Schmelze) erforderlich ist, können somit die Führungsmittel aus der exponierten Führungstellung, in axialer Verlängerung des Durch-gangslochs, in eine geschützte Stellung, hinter dem Schutzschild bewegt werden, bevor der Bohrvorgang abgeschlossen ist, das heißt bevor die Schmelze aus dem aufgebohrten Stichloch herausschießt. Hierdurch wird das Risiko, daß die Führungsmittel in Kontakt mit der Schmelze kommen stark reduziert, und somit ihre Lebensdauer verlängert. Da das Durchgangsloch in dem Schutzschild keine Führungsfunktion mehr erfüllen muß, beeinträchtigt ein leichter bis mittlerer Verschleiß des Schutzschilds im Bereich des Durch-gangslochs die Funktion des Schutzschilds kaum. Der Schutzschild muß folglich weniger häufig ausgewechselt werden.

Führungsmittel und Antriebsmittel sind vorteilhaft in einer kompakten, demontierbaren Kassette zusammengefaßt, die am vorderen Ende der Lafette eingehängt ist. Bei größeren Schäden kann die vordere Führungsvorrichtung folglich einfach als kompakte Einheit ausgehängt werden und zum Beispiel durch eine Reserveeinheit ersetzt werden.

Der Schutzschild ist vorteilhaft an der Kassette angebracht und an dieser mittels leicht lösbaren Befestigungsmitteln befestigt. Der Schutzschild kann also leicht demontiert werden, ohne daß hierzu die gesamte Kassette demon-tiert werden muß.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten die Führungsmittel zu gestalten. Sie können zum Beispiel als einarmiger aufklappbarer Greifer ausgestaltet sein, der seitlich nach oben in eine geschützte Stellung hinter dem Schutz-schild geschwenkt wird. In einer einfachen und trotzdem äußerst wirksamen Ausgestaltung, umfassen die Führungsmittel zwei schwenkbare Arme, welche an ihrem freien Ende jeweils ein Führungsprofil aufweisen. In der ersten Stellung der Führungsmittel arbeiten die beiden Führungsprofile derart komplementär zusammen, daß sie ein Führungsloch, bzw. einen Führungska-nal, für einen Stichloch-Bohrer ausbilden. Die Führungsprofile können zum Beispiel Winkelprofile sein, die ein quadratisches Führungsloch für einen Stichloch-Bohrer ausbilden.

Die Antriebsmittel weisen vorteilhaft zwei Hebel auf, an denen die Arme festgeschraubt sind. Es ist hervorzuheben, daß die Arme mit Führungsprofilen relativ billig herzustellenden Führungsmittel sind, die zudem leicht auswech-selbar sind und folglich äußerst wirtschaftliche Verschleißteile darstellen.

Die Stichloch-Bohrmaschine weist vorteilhaft Steuermittel auf, die in Funktion der Position eines Bohrantriebs, der entlang der Lafette verschiebbar ist, die Antriebsmittel betätigen, derart daß die Führungsmittel von der ersten Stellung in die zweiten Stellung bewegt werden, bevor das Stichloch völlig aufgebohrt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der beigefüg-ten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht des vorderen Endes einer Bohrlafette mit ei-ner eingehängten Führungsvorrichtung, in Bohrstellung vor einem Abstichloch eines Hochofens;

Figur 2 einen Längsschnitt entsprechend der Schnittlinie A-A der Figur 1, wobei die Führungsvorrichtung in einer ersten Stellung gezeigt ist;

Figur 3 einen Längsschnitt entsprechend der Schnittlinie A-A der Figur 1, wobei die Führungsvorrichtung in einer zweiten Stellung gezeigt ist.

Figur 1 zeigt das vordere Ende einer Bohrlafette 10 die in Bohrstellung vor einem Abstichloch 12 angeordnet ist. Diese Bohrlafette 10 ist Bestandteil einer an sich bekannten Stichloch-Bohrmaschine wie sie zum Aufbohren des Abstichlochs 12 eines Hochofens (in Figur 1 durch eine Hochofenpanzerung 13 angedeutet) eingesetzt wird. Die Referenzzahl 14 zeigt das Kopfende eines Stichloch-Bohrers, der im wesentlichen aus einer bis zu vier Meter langen zylindrischen Bohrerstange 16 (Durchmesser zirka 4 cm) und einem Bohrkopf 18 besteht. Das nicht gezeigte hintere Ende der Bohrerstange 16 ist in ein Spannfutter eines (nicht gezeigten) Bohrantriebs eingespannt. Dieser Bohran-trieb versetzt den Stichloch-Bohrer 14 in Drehbewegung, erzeugt den zum Bohren nötigen Vorschub und zieht den Stichloch-Bohrer 14 aus dem Bohr-loch heraus. Hierzu ist der Bohrantrieb entlang der Lafette 10 verschiebbar. Mittels eines Hakens 20 ist die Lafette in Bohrstellung vorteilhaft auf der Hochofenpanzerung 13 abgestützt.

Die Referenzzahl 22 zeigt eine Führungsvorrichtung für den Stichloch-Bohrer am vorderen Ende der Lafette 10. Diese Führungsvorrichtung 22 ist als kompakte, kassettenförmige Einheit mittels Bolzen 24 am vorderen Ende der Lafette 10 eingehängt. Sie kann demnach leicht als kompakte Einheit montiert und demontiert werden.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß die Führungsvorrichtung 22 einen stirn-seitigen, dem Abstichloch zugewandten Schutzschild 26 umfaßt. Letzterer besteht im wesentlichen aus einer metallischen Stützplatte 28 mit einer Beschichtung oder Auskleidung 30 aus einer feuerfesten Masse. Die Funktion dieses Schutzschilds 26 ist es, das vordere Ende der Lafette und den Bohran-trieb beim Durchbruch des Stichloch-Bohrers in die Schmelze gegen die aus dem aufgebohrtem Abstichloch herausschießende Schmelze zu schützen. Wie in Figur 1 durch unterbrochene Linien angedeutet, weist der Schutzschild 26 eine Durchgangsöffnung för den Stichloch-Bohrer 14 auf. Da diese Durch-gangsöffnung för den Stichloch-Bohrer 14 natörlich eine Schwachstelle im Schutzschild 26 bedeutet, soll ihr Durchmesser nur einige Millimeter größer als der Durchmesser der Bohrerstange 16 sein.

Direkt hinter dem Schutzschild 26 weist die Föhrungsvorrichtung 22 eine Kassette 34 mit den Führungsmitteln auf. Oberhalb der Kassette 34 sind Antriebsmittel 36 für die Führungsmittel angeordnet. Diese Antriebsmittel 36 sind durch ein demontierbares Blechgehäuse 38 hochofenseitig gegen Schmelzspritzer geschützt.

In Figur 2 ist der Umriß des Schutzschilds 26 mit Achsenstrichen ange-deutet. Man erkennt, daß der Schutzschild 26 leicht größer als die Kassette 34 mit den Führungsmitteln ist. Letztere umfaßt zwei Platten 40’, 40" welche mittels Abstandshaltern, wie zum Beispiel den Rohrstutzen 42, derart verbun-den sind, daß sie zwischen sich einen Hohlraum ausbilden. In der Figur 2 ist lediglich die hintere Platte 40’ gezeigt.

Beide Platten 40’, 40” weisen seitliche, nach oben offene Haken 44’, 46’, auf, die jeweils axial hintereinanderliegen (die Haken in der Platte 40” sind in den Figuren nicht gezeigt). Zwei axial hintereinanderliegende Haken bilden jeweils ein Auflager für einen Tragbolzen 48, 50 des Schutzschilds 26 aus. Diese Tragbolzen 48, 50 stehen senkrecht zum Schutzschild 26 und werden hinter der Platte 40’ gegen axiales Verschieben gesichert. In Figur 3 sind zum Beispiel Unterlegscheiben und Sicherungsstifte als Sicherungsmittel angedeu-tet. Selbstverständlich können die Tragbolzen 48, 50 auch ein Gewinde aufweisen, so daß der Schutzschild 26 mittels Muttern an die vordere Platte 40” festgezogen werden kann.

Zwischen den Platten 40’, 40” si'nd zwei Arme 56’, 56” symmetrisch zu einer Mittelachse 57 angeordnet. Diese Arme 56’, 56” tragen an ihrem unteren Ende, das aus der Kassette 34 hervorragt, jeweils ein Führungsprofil 58’, 58”. In der in Figur 2 gezeigten Stellung, definieren zwei sich gegenöberliegende Winkelprofile 58’, 58” einen Führungskanal mit einem quadratischen Quer-schnitt für die Bohrerstange 16, in axialer Verlängerung der Durchgangsöff-nung 32 im Schutzschild 26. Jeder der beiden Arme 56’, 56” ist mittels Schrauben 60 an einem Hebel 62’, bzw. 62” festgeschraubt. Langlöcher 64 ermöglichen hierbei ein Zentrieren der Führungsprofile 58’, 58” relativ zur Bohrachse 65. Die beiden Hebel 62’ und 62” sind auf einer gemeinsamen Drehachse 66 drehbar gelagert. Die Mittelachse dieser Drehachse 66 ist parallel zur Bohrachse 65. Die vorerwähnte Mittelachse 57 schneidet die Mittelachse der Drehachse 66 und die Bohrachse 65.

Jeder der Hebel 62’ und 62” ist mit einem Betätigungszylinder 68', bzw. 68” verbunden. Es handelt es sich vorzugsweise um pneumatische Zylinder, wegen der Feuergefahr bei Hydrozylindern. Sie sind an einem Traggestell 70 befestigt an dem ebenfalls die Kassette 34 mit den Führungsmitteln befestigt ist. Das Traggestell 70 ist, wie bereits oben angedeutet, mittels der Bolzen 24 in das vordere Ende der Bohrlafette 10 eingehängt. In Figur 2 sind die Kolben 70’, 70” ausgefahren.

In Figur 3 sind die Kolben 70’, 70” eingefahren. Beim Einfahren der Kol-ben 70’, 70" wurden die Hebel 62’, 62” nach oben geschwenkt. Die Führungs-profile 58’, 58” und die Arme 56’, 56” befinden sich jetzt in geschützter Stel-lung in relativ großer Entfernung von der Durchgangsöffnung 32 im Schutz-schild 26, so daß der Schmelzstrahl und Schmelzspritzer ihnen nichts mehr anhaben können.

Zum Montieren des Stichloch-Bohrers 16 sind die Arme 56’, 56” vorzugs-weise auseinandergefahren, nehmen also die Stellung ein die in Figur 3 gezeigt ist. Die Lafette 10 befindet sich in einer Parkstellung seitlich vom Stichloch 12. Die Bohrerstange 16 wird von vorne durch die Durchgangsöff-nung 32 im Schutzschild 26 gesteckt und in das Spannfutter des Bohrantriebs eingespannt. Alternativ könnte die Durchgangsöffnung 32 jedoch auch als Schlitz ausgeführt sein, so daß die Bohrerstange 16 nicht mit ihrer ganzen Länge durch die Durchgangsöffnung 32 durchgesteckt werden muß. An-schließend werden die Arme 56’, 56" durch Betätigen der Betätigungszylinder 68’, 68” in die Stellung der Figur 2 geschwenkt, in der die Bohrerstange 16 einwandfrei zwischen den beiden Führungsprofilen 58’, 58” geführt ist. Die Lafette 10 wird in Bohrstellung gebracht und der Bohrantrieb wird angeschal-tet. Die Bohrerstange 16 dreht zwischen den beiden Führungsprofilen 58’, 58”, wobei letztere zusammen mit dem Spannfutter am hinteren Ende der Bohrer-stange 16 die Bohrachse einwandfrei festlegen und ein seitliches Ausscheren des Bohrkopfes 18 verhindern. Der Bohrkopf 18 dringt in die ausgehärtete Stopfmasse ein. Nachdem ungefähr die Hälfte des Stichlochkanals gebohrt ist, ist die Gefahr daß der Stichloch-Bohrer 14 seitlich ausschert äußerst klein, so daß die vordere Führungsvorrichtung nicht mehr gebraucht wird. Eine Steuer-vorrichtung, in Figur 3 schematisch durch den Block 100 angedeutet, steuert die Betätigungszylinder 68’, 68” derart an, daß die Arme 56’, 56” mit den Führungsprofilen 58’, 58” in die geschützte Position geschwenkt werden die in Figur 3 gezeigt ist. Hierzu kann die Steuervorrichtung zum Beispiel ein Schaltorgan 102 aufweisen das entlang der Lafette 10 angeordnet ist und durch den Bohrantrieb betätigt wird, sobald dieser an einer festgelegten Stelle der Lafette in Richtung Stichloch vorbeifährt. Es bleibt anzumerken, daß beim Zuröckfahren des Bohrantriebs die Arme 56’, 56” mit den Führungsprofilen 58’, 58” in ihrer geschutzten Position verbleiben.

Durch das Zurückschwenken der Arme 56’, 56” mit den Führungsprofilen 58’, 58” in die geschützte Position, bevor das Stichloch völlig aufgebohrt ist, wird das Risiko daß die Führungsmittel in Kontakt mit der Schmelze kommen stark reduziert und somit ihre Lebensdauer verlängert. Da das Durchgangs-loch 32 in dem Schutzschild 26 keine Führungsfunktion mehr erfüllen muß, beeinträchtigt ein leichter bis mittlerer Verschleiß des Schutzschilds 26 im Bereich des Durchgangslochs 32 die Funktion des Schutzschilds 26 kaum. Der Schutzschild 26 muß folglich weniger häufig ausgewechselt werden.

Aus Figur 3 ist noch ersichtlich, daß nach Demontage des Schutzschilds 26, die Führungsvorrichtung 22 keineswegs hinderlich ist, falls die Stichloch-Bohrmaschine zwischendurch zum Einsetzen einer Abstichstange in die noch nicht ausgehärtete Stopfmasse, beziehungsweise zum Herausziehen einer solchen Abstichstange aus der ausgehärteten Stopfmasse benutzt wird. Der große Ausschnitt 80 im unteren Teil der Platten 40’ und 40” erlaubt nämlich ein relativ leichtes und übersichliches Annähern des Lafettenendes an das freie Ende der in der ausgehärteten Stopfmasse steckenden Abstichstange. Die Führungsmittel 56’, 58’, 56", 58" befinden sich hierbei dennoch in ge-schützter Stellung hinter der Platte 40”.

Claims (8)

1. Stichloch-Bohrmaschine umfassend eine Lafette die vor dem Stichloch eines Schachtofens ausrichtbar ist, wobei das vordere Ende der Lafette ein Schutzschild mit einem Durchgangsloch für einen Stichloch-Bohrer auf-weist, gekennzeichnet, durch separate Führungsmittel die unmittelbar hinter dem Schutzschild angeordnet sind, und durch Antriebsmittel zum Bewegen dieser Führungsmittel zwischen einer ersten Stellung und zweiten Stellung, wobei in der ersten Stellung die Füh-rungsmittel in axialer Verlängerung des Durchgangslochs im Schutzschild eine Führung für einen Stichloch-Bohrer ausbilden, und wobei in der zwei-ten Stellung die Führungsmittel in geschützter Stellung hinter dem Schutz-schild stehen.

2. Stichloch-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel und Antriebsmittel in einer kompakten, demontierbaren Kassette zusammengefaßt sind, die am vorderen Ende der Lafette einge-hängt ist.

3. Stichloch-Bohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschild an der Stirnseite der kompakten, demontierbaren Kassette angeordnet ist und mittels leicht lösbaren Befestigungsmitteln an der Kas-sette befestigt ist.

4. Stichloch-Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel zwei schwenkbare Arme umfas-sen, welche an ihrem freien Ende jeweils ein Führungsprofil aufweisen, wobei in der ersten Stellung der Führungsmittel die beiden Führungsprofile derart zusammenarbeiten, daß sie ein Führungsloch für einen Stichloch-Bohrer in axialer Verlängerung des Durchgangslochs im Schutzschild aus-bilden.

5. Stichloch-Bohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsprofile Winkelprofile sind, die ein im wesentlichen quadrati-sches Führungsloch für einen Stichloch-Bohrer ausbilden.

6. Stichloch-Bohrmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich-net, daß die Antriebsmittel zwei Hebel aufweisen an denen die Arme fest-geschraubt sind.

7. Stichloch-Bohrmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Hebel einen Betätigungszylinder aufweist.

8. Stichloch-Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeich-net durch einen Bohrantrieb der entlang der Lafette verschiebbar ist und durch Steuermittel die in Funktion der Position des Bohrantriebs entlang der Lafette die Antriebsmittel betätigen, derart daß die Führungsmittel von der ersten Stellung in die zweiten Stellung bewegt werden, bevor das Stichloch völlig aufgebohrt ist.