NO322239B1

NO322239B1 - Cleaning device for the removal of slag and metal residues for crucibles

Info

Publication number: NO322239B1
Application number: NO20050651A
Authority: NO
Inventors: Ulf Bersas; Gunnar Nisja; Aslak Aastorp; Knut Maloy; Per Erik Steiro
Original assignee: Storvik As
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2006-09-04
Also published as: NO20050651D0; WO2006083176A1

Abstract

Renseanordning (1) for fjerning av slagg og metallrester fra tappedigler (7) for smeltet metall,. omfattende en ramme (2) hvorpå er anordnet en forskyvbar sleide (3) som er forsynt med et roterbart boreverktøy (4) av fullprofiltypen med et verktøyhode (14), og der det på rammen (2) er anordnet en traverskran (5) med et løfteåk (6) for tappedigler (7). som kan hente, løfte og tilte tappedigelen (7) fra en nedre posisjon med åpning i et horisontalt plan, til en øvre posisjon for rensing der åpningen er i et plan som står 90° på boreverktøyets akse (18) og der tappedigelens akse (19) er sammenfallende med boreverktøyets akse (18), og der boreverktøyets akse (18) i det vesentlige er sammenfallende med horisontalplanet.Cleaning device (1) for removing slag and metal residues from tapping crucibles (7) for molten metal ,. comprising a frame (2) on which a displaceable slide (3) is arranged which is provided with a rotatable drilling tool (4) of the full profile type with a tool head (14), and where on the frame (2) a traverse crane (5) is arranged with a lifting yoke (6) for tapping crucibles (7). which can pick up, lift and tilt the tapping crucible (7) from a lower position with an opening in a horizontal plane, to an upper position for cleaning where the opening is in a plane which is 90 ° on the axis (18) of the drilling tool and where the tapping crucible axis (19 ) coincides with the axis (18) of the drilling tool, and where the axis (18) of the drilling tool substantially coincides with the horizontal plane.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en renseanordning for fjerning av slagg- og metallrester fra digler/tappedigler for smeltet metall, renseanordningen omfatter en ramme hvorpå det er anordnet en forskyvbar sleide som er forsynt med et roterbart boreverktøy av fullprofiltypen. The present invention relates to a cleaning device for removing slag and metal residues from crucibles/troughs for molten metal, the cleaning device comprises a frame on which is arranged a displaceable slide which is equipped with a rotatable drilling tool of the full profile type.

For digler som anvendes for tapping av metall vil det sitte igjen rester av metall og slagg på foringene etter at diglene har vært i bruk. Disse restene må fjernes før diglene kan anvendes på nytt. For crucibles used for tapping metal, metal and slag residues will remain on the liners after the crucibles have been in use. These residues must be removed before the crucibles can be used again.

I norsk patent nr. 170905 beskrives en rensemaskin for fjerning av slagg- og metallrester fra tappedigler for smeltet metall. Rensemaskinen omfatter en ramme hvorpå det er anordnet en i retning skrått oppad forskyvbar vogn eller sleide som er forsynt med et frese- eller boreverktøy, samt et i tilknytning til rammen anordnet stativ for tappedigler som er svingbart anordnet og kan svinges fra en nedre posisjon hvor en tappedigel kan settes på eller tas av stativet, til øvre, skrå posisjon hvor tappediglens akse er sammenfallende med boreverktøyets akse. Norwegian patent no. 170905 describes a cleaning machine for removing slag and metal residues from crucibles for molten metal. The cleaning machine comprises a frame on which there is arranged a carriage or sled which can be shifted obliquely upwards and which is equipped with a milling or drilling tool, as well as a rack arranged in connection with the frame for crucibles which is arranged to be pivoted and can be swung from a lower position where a crucible can be placed on or removed from the stand, to the upper, inclined position where the axis of the crucible coincides with the axis of the drilling tool.

En ulempe ved denne typen kjente rensemaskiner er at rammen eller vognen som flytter digelen fra gulvet og opptil freseposisjon krever at tømmingen av flytende restmetall i tappedigelen, som må skje forut for rense-/freseoperasjonen, foregår i en viss høyde A disadvantage of this type of known cleaning machines is that the frame or carriage that moves the crucible from the floor to the milling position requires that the emptying of liquid residual metal in the tapping crucible, which must take place prior to the cleaning/milling operation, takes place at a certain height

(ansiktshøyde) over gulvet Under tømming av restmetall forekommer det ofte sprut og søl av flytende metall som kan skade komponenter på rensemaskinen og folk som står i nærheten. Sprut av flytende metall havner ofte i område med hydraulikkomponenter og rør- og kabelframføringer. Tidligere konstruksjoner nødvendiggjør også en mekanisme som svinger beholderen med flytende metall til side og ut i operatørområdet når digelen skal føres videre fram til freseoperasjonen. (face height) above the floor During emptying of residual metal, splashes and spills of liquid metal often occur, which can damage components of the cleaning machine and people standing nearby. Splashes of liquid metal often end up in areas with hydraulic components and pipe and cable runs. Earlier constructions also necessitated a mechanism which swings the container with liquid metal to the side and out into the operator's area when the crucible is to be carried forward to the milling operation.

Det er et formål ved den forliggende oppfinnelse å tilveiebringe en rensemaskin som er sikrere i bruk enn tidligere rensemaskiner av samme type. It is an aim of the present invention to provide a cleaning machine which is safer in use than previous cleaning machines of the same type.

Et ytterligere formål ved den foreliggende oppfinnelsen er at den skal være enklere og billigere å produsere og vedlikeholde. Det er også et formål at konstruksjonen lettere skal kunne tilpasses forskjellige typer lokaliteter og digelstørrelser da dette ofte varierer fra smelteverk til smelteverk. A further purpose of the present invention is that it should be simpler and cheaper to produce and maintain. It is also a purpose that the construction should be easier to adapt to different types of locations and crucible sizes, as this often varies from smelter to smelter.

Oppfinnelsen vedrører en renseanordning som omfatter en digelmanipulator bygget som en traverskran som kan løfte, fremføre og rotere tappedigler. Gulvet kan gjøres slett og man trenger ingen skinnegang som må holdes ren for å fungere tilfredstillende. Klemfarer er redusert. Ved å bruke traverskran kan de fleste hydrauliske komponenter og elektrokomponenter samt rør og kabelføringer løftes opp og vekk fira området som er utsatt for metallsprut. Dette vil skjerme komponenter som er utsatt for brannskader. Restmetallet i tappediglene kan tømmes i beholdere som står på gulvet. Beholderen med restmetall kan ha en fast posisjon på gulvet og trenger ikke å beveges mer enn absolutt nødvendig, det vil si når den er full og må kjøres vekk med truck. Man unngår dermed at beholderen med flytende restmetall må stå i ansiktshøyde og at beholderen må svinges ut til siden og inn i operatørområde mellom hver freseoperasjon som har vært nødvendig på enkelte tidligere løsninger. Siden rotasjonen av digelen skjer rundt digelens tyngdepunkt og ikke langs en bane med senter utenfor digelen, vil tømmingen av restmetall skje på en mer kontrollert måte og ikke være så følsom for varierende mengde av restmetall som ved tidligere løsninger. Ved å konstruere løfteåket slik at digelen kan manipuleres med rene translatoriske bevegelser eller rotasjonbevegelser som beskrevet over oppnås en enklere mekanisk konstruksjon som lettere kan tilpasses ulike byggehøyder og automatisering av freseoperasjonen. The invention relates to a cleaning device which comprises a crucible manipulator built as a traverse crane which can lift, advance and rotate crucibles. The floor can be made smooth and you don't need rails, which must be kept clean to function satisfactorily. Crushing hazards are reduced. By using an overhead crane, most hydraulic components and electrical components as well as pipes and cable guides can be lifted up and away from the area exposed to metal spatter. This will protect components that are exposed to fire damage. The remaining metal in the crucibles can be emptied into containers on the floor. The container with scrap metal can have a fixed position on the floor and does not need to be moved more than absolutely necessary, i.e. when it is full and has to be driven away with a truck. This avoids the container with liquid residual metal having to stand at face height and the container having to be swung out to the side and into the operator's area between each milling operation, which has been necessary in some previous solutions. Since the rotation of the crucible takes place around the center of gravity of the crucible and not along a path with a center outside the crucible, the emptying of residual metal will occur in a more controlled manner and will not be as sensitive to varying amounts of residual metal as with previous solutions. By designing the lifting yoke so that the crucible can be manipulated with pure translational movements or rotational movements as described above, a simpler mechanical construction is achieved which can be more easily adapted to different building heights and automation of the milling operation.

Et annet aspekt ved oppfinnelsen omfatter at det kan benyttes også skjær med piggelementer som kan rotere etter hvert som de blir slitt. Denne typen piggelementer er vel utprøvd i andre sammenhenger som for eksempel i veihøvler, men er ikke anvendt innen rensing av tappedigler. Fordelen med denne typen skjær er at de kan rotere av seg selv under fresing, dermed slites piggen jevnere og kapasiteten utnyttes bedre. Skjærene produseres i store mengder til andre formål en digelrensing. Dermed er disse skjærene langt rimeligere enn de spesialkonstruerte skjær som benyttes i enkelte eksisterende løsninger for digelrensing. Another aspect of the invention includes that it is also possible to use blades with spiked elements that can rotate as they are worn. This type of spiked element is well tried and tested in other contexts such as in road graders, but is not used in cleaning crucibles. The advantage of this type of blade is that they can rotate by themselves during milling, thus the spike wears more evenly and the capacity is better utilized. The cuttings are produced in large quantities for purposes other than crucible cleaning. These blades are thus far more affordable than the specially designed blades used in some existing solutions for crucible cleaning.

De roterbare piggelementene har også en enklere innfesting (spennhylse) og kan skiftes ut lettere enn på tidligere løsninger som krever skruer og muttere. Skjærene kan også skiftes "mer individuelt" enn på tidligere løsninger hvis de blir skadet, fordi et skjær er sammensatt av flere piggelementer. Hvert piggelement kan skiftes individuelt. The rotatable stud elements also have a simpler attachment (collapsible sleeve) and can be replaced more easily than previous solutions that required screws and nuts. The blades can also be replaced "more individually" than on previous solutions if they are damaged, because a blade is composed of several spike elements. Each spike element can be changed individually.

I henhold til oppfinnelse har man kommet fram til en renseanordning for fjerning av slagg og metallrester fra tappedigler for smeltet metall, der renseanordningen omfatter en ramme hvorpå det er anordnet en forskyvbar sleide som er forsynt med et roterbart boreverktøy av fullprofiltypen med et verktøyhode, kjennetegnet ved at det på rammen er anordnet en traverskran med et løfteåk for tappedigler som kan hente, løfte og rotere tappedigelen fra en nedre posisjon på gulvet med åpning i et horisontalt plan, til en øvre posisjon for rensing der åpningen er i et plan som står 90° på boreverktøyets akse og der tappedigelens akse er sammenfallende med boreverktøyets akse, og der boreverktøyets akse i det vesentlige er sammenfallende med horisontalplanet. According to the invention, a cleaning device for removing slag and metal residues from crucibles for molten metal has been arrived at, where the cleaning device comprises a frame on which is arranged a displaceable slide which is equipped with a rotatable drilling tool of the full profile type with a tool head, characterized by that a traverse crane with a lifting yoke for crucibles is arranged on the frame, which can pick up, lift and rotate the crucible from a lower position on the floor with an opening in a horizontal plane, to an upper position for cleaning where the opening is in a plane at 90° on the axis of the drilling tool and where the axis of the crucible coincides with the axis of the drilling tool, and where the axis of the drilling tool essentially coincides with the horizontal plane.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempler og med henvisning til de medfølgende tegningene der: The invention will now be described in more detail by means of examples and with reference to the accompanying drawings where:

Fig. 1 viser en renseanordning i henhold til oppfinnelsen sett fra siden. Fig. 1 shows a cleaning device according to the invention seen from the side.

Fig. 2 viser verktøyhodet sett forfra Fig. 2 shows the tool head seen from the front

Fig. 3 viser et eksempel på en utførelsesform av et skjær, som kan anvendes til rensing av bunnen i digelen, sett forfra Fig. 4 viser samme utførelsesform av skjæret som i fig 3, sett fra siden Fig. 3 shows an example of an embodiment of a blade, which can be used for cleaning the bottom of the crucible, seen from the front. Fig. 4 shows the same embodiment of the blade as in Fig. 3, seen from the side

Renseanordningen 1 i følge oppfinnelsen er vist i fig.l og omfatter tre hovedkomponenter, nemlig ramme 2, en vogn eller sleide 3 med et boreverktøy 4, samt en traverskran 5 med et spesialdesignet løfteåk 6 for tappedigler 7. The cleaning device 1 according to the invention is shown in fig.l and comprises three main components, namely frame 2, a carriage or sled 3 with a drilling tool 4, as well as a traverse crane 5 with a specially designed lifting yoke 6 for crucibles 7.

Boreverktøyet 4 er anordnet på en aksling 8 som er opplagret i sleiden 3. Akslingen 8 drives av en motor 9. Sleiden 3 er forskyvbar anordnet i rammen 2 ved hjelp av horisontale lederuller 10 og vertikale lederuller 11 ved hver av rammen 2 sine sider. The drilling tool 4 is arranged on a shaft 8 which is stored in the slide 3. The shaft 8 is driven by a motor 9. The slide 3 is displaceably arranged in the frame 2 by means of horizontal guide rollers 10 and vertical guide rollers 11 at each of the frame 2's sides.

En hydraulisk stempeWsylinderanordning 12 sørger for sleidens 3 bevegelse i begge forskyvningsretninger. Selve boreverktøyet 4 består av et sylindrisk rør 13 hvorpå er anordnet et verktøyhode 14 for feste av skjær 15 og et spiralformet flatstål 16 for å lede slaggrester bakover langs boreverktøyet 4. Boreverktøyet 4 roteres av motoren som sitter på enden av den forskyvbare rammen 2. A hydraulic piston cylinder device 12 ensures the slide 3's movement in both displacement directions. The drilling tool 4 itself consists of a cylindrical tube 13 on which is arranged a tool head 14 for attaching a cutting edge 15 and a spiral-shaped flat steel 16 to guide chippings backwards along the drilling tool 4. The drilling tool 4 is rotated by the motor which sits on the end of the displaceable frame 2.

Renseanordningen omfatter en digelmanipulator bygget som en traverskran 5. Traverskranen 5 har et spesialdesignet løfteåk 6 som tar tak i digelen 7 fra en posisjon på gulvet med åpning i horisontalplanet (0°), og spenner den fast ved hjelp av hydraulisk opererte låser som sitter fast på løfteåket 6. Dette er startposisjonen for rensesekvensen. The cleaning device comprises a crucible manipulator built as a traverse crane 5. The traverse crane 5 has a specially designed lifting yoke 6 which grasps the crucible 7 from a position on the floor with an opening in the horizontal plane (0°), and clamps it by means of hydraulically operated locks which are fixed on the lifting yoke 6. This is the starting position for the cleaning sequence.

En tappedigel 7 plasseres i fast posisjon, enten av et spesialkjøretøy for digler eller av en truck. Fra denne posisjonen hentes digelen 7 av digelmanipulatoren, som låser den fast, løfter og roterer digelen 7 for tømming av eventuelt flytende restmetall (70°-100°) i en egnet kokille 17. Tappedigelen 7 er varm, og tømming av flytende restmetall skjer ved at digelen 7 føres over kanten av kokille 17, og roteres slik at metallet får en kontrollert tømming. A tapping crucible 7 is placed in a fixed position, either by a special vehicle for crucibles or by a truck. From this position, the crucible 7 is picked up by the crucible manipulator, who locks it, lifts and rotates the crucible 7 for emptying any liquid residual metal (70°-100°) into a suitable mold 17. The tapping crucible 7 is hot, and emptying of liquid residual metal takes place by that the crucible 7 is guided over the edge of the mold 17, and rotated so that the metal is emptied in a controlled manner.

Videre roteres digelen 7 tilbake slik at åpningen er i et plan som er 90 grader i forhold til aksen 18 borevektøyet 8 og løfter digelen 7 videre til en posisjon der aksen 19 til digelen 7 er sammenfallende med boreverktøyets akse 18. Dette er frese-/renseposisjonen. Furthermore, the crucible 7 is rotated back so that the opening is in a plane that is 90 degrees in relation to the axis 18, the drill weight tool 8 and lifts the crucible 7 further to a position where the axis 19 of the crucible 7 coincides with the axis 18 of the drilling tool. This is the milling/cleaning position .

Boreverktøyets akse 18 er fortrinnsvis i et område på 0°-15<*> i forhold til horisontalplanet, ytterligere fortrinnsvis i et område på 0°-8° i forhold til horisontalplanet og aller helst i det vesentlige sammenfallende med horisontalplanet. The axis 18 of the drilling tool is preferably in a range of 0°-15<*> in relation to the horizontal plane, further preferably in a range of 0°-8° in relation to the horizontal plane and most preferably essentially coinciding with the horizontal plane.

Når digelen 7 har nådd freseposisjon tar egne borelåser 20, montert i rammen 2, tak i digelens flens og låser den fast før freseoperasjonen starter. Boreverktøyet 4 settes nå i rotasjon, og sleidens 3 mates fram av en hydraulisk stempeWsylinderanordning 12 i retning mot digelen 7. When the crucible 7 has reached the milling position, separate drill locks 20, mounted in the frame 2, take hold of the crucible's flange and lock it firmly before the milling operation starts. The drilling tool 4 is now set in rotation, and the slide 3 is fed forward by a hydraulic piston cylinder device 12 in the direction towards the crucible 7.

Verktøyhodet 14 omfatter skjær 15a anbrakt på verktøyhodets fremside langs omkretsen til verktøyhodet 14 og skjær 15b anbrakt på verktøyhodet innenfor omkretsen og med avstand til omkretsen. Skjær 15a vil rense sideveggene til digelen 7 mens skjærene 15b vil rense bunnen av digelen 7. Fig. 2 viser en fordelaktig utførelsesform av verktøyhodet 14 med anordnede skjær 15a og 15b sett forfra. The tool head 14 comprises cutter 15a placed on the front of the tool head along the circumference of the tool head 14 and cutter 15b placed on the tool head within the circumference and at a distance from the circumference. Blades 15a will clean the side walls of the crucible 7 while the blades 15b will clean the bottom of the crucible 7. Fig. 2 shows an advantageous embodiment of the tool head 14 with arranged blades 15a and 15b seen from the front.

I første del av fresesekvensen vil slagg- og metallrester fjernes fra sidene av skjær 15a etterhvert som verktøyhodet 14 føres innover. På slutten av sekvensen renses bunnen av skjærene 15b som er montert på fronten av boreverktøyet. Fresesekvensen avsluttes ved at boreverktøyet trekkes helt ut, sleiden 3 parkeres i bakre posisjon og borelåsene 20 åpnes opp så digelen 7 kan beveges fritt igjen for fullstendig tømming av slaggrester (180 grader) i egnede tobber 21. Når denne operasjonen er utført føres digelen 7 tilbake til startposisjonen for rensesekvensen, de hydraulisk opererte låsene 20 åpnes opp, og traverskranen 5 med løfteåk 6 kjøres tilbake. Digelen 7 står nå klar til avhenting. In the first part of the milling sequence, slag and metal residues will be removed from the sides of cutting edge 15a as the tool head 14 is moved inwards. At the end of the sequence, the bottom of the cuttings 15b which are mounted on the front of the drilling tool is cleaned. The milling sequence ends with the drilling tool being pulled out completely, the slide 3 parked in the rear position and the drill locks 20 opened up so that the crucible 7 can be moved freely again for complete emptying of slag residues (180 degrees) into suitable tubs 21. When this operation has been carried out, the crucible 7 is moved back to the starting position for the cleaning sequence, the hydraulically operated locks 20 are opened, and the traverse crane 5 with lifting yoke 6 is driven back. Crucible 7 is now ready for collection.

De samme tobber 21 fanger opp slaggrester som kommer ut under selve freseoperasjonen. Tobbene 21 for slaggrester og kokillen 17 for restmetall skiftes ut og tømmes med truck etter behov. The same tobbers 21 capture impact debris that comes out during the actual milling operation. The tubs 21 for scrap and the mold 17 for scrap metal are replaced and emptied with a truck as needed.

Det er søkt å finne et optimalt antall skjær 15 for å gjennomføre en effektiv og økonomisk freseoperasjon. For mange skjær 15 gir for lite flatetrykk (matetrykk) pr. skjær, og en lite effektiv fresing. For få skjær 15 gir for stor verktøyslitasje. Det er også søkt å gi størst mulig rom for transport av masse bakover langs verktøyhodet gjennom tre sektorer 22 som går helt ut til periferien av verktøyhodet. Figur 3 viser et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen som omfatter at det kan benyttes skjær 15 som omfatter ett eller flere piggelementer 23 som kan rotere etter hvert som de blir slitt. Denne typen piggelementer 23 kan rotere av seg selv under fresing, dermed slites piggelementene 23 jevnere og kapasiteten utnyttes bedre. Piggelementene 23 produseres i store mengder til andre formål en digelrensing. Dermed er disse piggelementene 23 rimelige. De roterbare piggelementene 23 har også en enklere innfesting (spennhylse) og kan skiftes ut lettere enn på tidligere løsninger som krever skruer og muttere. It has been sought to find an optimal number of cutters 15 to carry out an efficient and economical milling operation. Too many cutters 15 give too little surface pressure (feed pressure) per shear, and an inefficient milling. Too few cutting edges 15 cause too much tool wear. It has also been sought to provide the greatest possible space for the transport of mass backwards along the tool head through three sectors 22 which extend all the way to the periphery of the tool head. Figure 3 shows a further aspect of the invention which includes that a cutter 15 can be used which includes one or more spike elements 23 which can rotate as they are worn. This type of stud elements 23 can rotate by itself during milling, thus the stud elements 23 wear more evenly and the capacity is better utilized. The spike elements 23 are produced in large quantities for purposes other than crucible cleaning. Thus, these spike elements 23 are reasonable. The rotatable spike elements 23 also have a simpler attachment (clamping sleeve) and can be replaced more easily than on previous solutions that require screws and nuts.

Figur 4 viser skjæret 15 med piggelementer 23 sett fra siden. Figure 4 shows the blade 15 with spike elements 23 seen from the side.

Claims

1. Cleaning device (1) for removing slag and metal residues from crucibles (7) for molten metal, comprising a frame (2) on which is arranged a displaceable slide (3) which is provided with a rotatable drilling tool (4) of the full profile type with a tool head ( 14), characterized by that on the frame (2) is arranged a traverse crane (5) with a lifting yoke (6) for crucibles (7) which can pick up, lift and tilt the crucible (7) from a lower position with an opening in a horizontal plane, to an upper position for cleaning where the opening is in a plane at 90° to the axis of the drilling tool (18) and where the axis of the crucible (19) coincides with the axis of the drilling tool (18), and that the axis of the drilling tool (18) essentially coincides with the horizontal plane.

2. Cleaning device according to claim 1, characterized by that the drilling tool (4) immediately behind the tool head (14) is designed as a cylindrical tube (13) which is provided with a helical flat steel (16) to screw or guide chippings backwards along the drilling tool (4).

3. Cleaning device according to requirements 1 and 2, characterized by that the tool head (14) has arranged first cutting edges (15a) which are arranged at a distance from each other along the periphery of the tool head, and second cutting edges (15b) which are arranged at a distance from each other in the radial direction, in such a way that the other cutting edges ( 15b) are arranged at a distance from each other along three radial lines with a mutual angle of 120<*>, and that the tool head (14) has three sectors (22) which extend all the way to the periphery of the tool head (14).

4. Purification device according to the preceding requirements, characterized by that the cutters (15) comprise rotatable spike elements (23).