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Die
Erfindung betrifft einen Ofen, insbesondere Elektrolichtbogenofen, mit
einem Abstichkanal zur Abführung von flüssigem
Metall aus dem Ofen, und einer Verschlusseinrichtung zum Öffnen
und Verschließen einer Mündung des Abstichkanals.
Ferner betrifft die Erfindung eine Reinigungseinrichtung für einen
Ofen.
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Die
Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Metallurgie, insbesondere
der metallurgischen Ofentechnik. In einem metallurgischen Ofen wird
flüssiges Metall hergestellt bzw. bearbeitet. Insbesondere
bei einem Elektrolichtbogenofen wird beispielsweise Schrott und/oder
Roheisen zusammen mit anderen Zuschlagstoffen, wie etwa Kalk oder Kohle,
zu einer Metallschmelze mit bestimmter Zusammensetzung verarbeitet.
Nach der Herstellung der Metallschmelze wird diese aus dem Elektrolichtbogenofen
abgeführt. Dies geschieht in der Regel über einen
sogenannten Bodenabstich. Dabei wird das flüssige Metall
mittels eines Abstichkanals im Ofenboden aus dem Ofen ausgeführt.
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Bei
der Abführung von flüssigem Metall aus einem Ofen,
insbesondere einem Elektrolichtbogenofen, bildet sich während
bzw. nach dem Abstich des flüssigen Metalls ein Kranz aus
erstarrtem Metall an der Mündung des Abstichkanals bzw.
am Abstichloch. Dieser Metallkranz ist vor dem erneuten Schließen
der Mündung des Abstichkanals zu entfernen. Zusätzlich
zur Entfernung des Metallkranzes an der Abstichkanalmündung
ist es zweckmäßig, den Abstichkanal auf mögliche
Beschädigungen und/oder Rückstände, etwa
Verstopfungen durch Schlacke, zu überprüfen.
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Sowohl
der Metallkranz an der Mündung als auch mögliche
Beschädigungen und/oder Rückstände im
Abstichkanal sind den Zustand der Abstichkanalmündung bzw.
des Abstichkanals beein flussende Parameter. Die Kontrolle des Zustands
der Abstichkanalmündung und/oder des Abstichkanals sowie – falls
erforderlich – die Herstellung eines gewünschten Zustands
des Abstichkanals bzw. der Abstichkanalmündung wird im
Rahmen dieser Anmeldung unter dem Begriff Wartung der Abstichkanalmündung
bzw. des Abstichkanals zusammengefasst.
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Da
die Wartung des Abstichkanals bzw. der Abstichkanalmündung
heutzutage in der Regel manuell durch Betriebspersonal durchgeführt
wird, ist hier eine entsprechende Gefährdung des Betriebspersonals
gegeben. Ursächlich für die Gefährdung des
Betriebspersonals bei Durchführung der Wartungsmaßnahmen
des Abstichkanals bzw. der Abstichkanalmündung sind beispielsweise
verspätet aus dem Ofen nachlaufende Schlacke oder die unterhalb
des Abstichlochs angeordnete Pfanne mit abgeführtem Flüssigmetall,
usw. Um derartige Gefährdungen für das Betriebspersonal
auszuschließen, werden heutzutage relativ lange Wartezeiten,
von bis zur 1 Minute oder mehr, nach Abschluss des Abstichs eingehalten,
bevor die Wartung durchgeführt wird. Die relativ langen
Wartezeiten führen jedoch zu einer Erhöhung der
Produktionskosten, da der Durchsatz des Ofens dadurch verringert
wird.
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Ein
Ofen, bei welchem die Wartung manuell vorgenommen wird, ist beispielsweise
aus der Offenlegungsschrift
DE 100 34 370 A1 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit für
Betriebspersonal und gleichzeitig den Durchsatz eines Ofens, insbesondere
eines Elektrolichtbogenofens, zu erhöhen.
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Die
Aufgabe wird bei einem Ofen der eingangs genannten Art durch eine
Reinigungseinrichtung zum Entfernen von an der Mündung
des Abstichkanals abgelagertem Metall gelöst. Durch Bereitstellen
eines erfindungsgemäßen Ofens ist eine manuelle
Entfernung eines Metallkranzes nicht mehr erforderlich. Dadurch
können insbesondere die hohen Wartezeiten bei der Wartung
des Abstichkanals bzw. der Abstichkanalmündung vermieden werden. Es
wird somit einerseits die Sicherheit des Personals erhöht,
da diese bei den Wartungsmaßnahmen keiner Gefahr mehr ausgesetzt
werden. Andererseits erlaubt ein erfindungsgemäßer
Ofen einen erhöhten Durchsatz bzw. eine verbesserte Kostenposition,
da durch die Zeitersparnis bei der Wartung eine bis zwei Stahlschmelzen
pro Tag mehr verarbeitet werden können. Eine derartige
Reinigungseinrichtung kann die Entfernung des Metallkranzes mechanisch,
thermisch oder chemisch bewirken.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Reinigungseinrichtung
einen keilförmigen Kratzer mit einer Kratzkante. In einem Spezialfall
kann die Reinigungseinrichtung als der Kratzer selbst ausgebildet
sein. Ein Kratzer kann beispielsweise an einer bereits vorhandenen
Verschlusseinrichtung des Ofens angeordnet werden und somit deren
Funktionsumfang erweitern. Ein solcher Kratzer ist vergleichsweise
einfach nachrüstbar.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, dass die Verschlusseinrichtung die Reinigungseinrichtung
umfasst. Dadurch ist es möglich, eine Reinigungseinrichtung
und eine Verschlusseinrichtung in einer gemeinsamen baulichen Einheit
umzusetzen und damit eine kompakte und platzsparende Anordnung in Form
einer kombinierten Reinigungs- und Verschlusseinrichtung bereitzustellen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die
Reinigungseinrichtung eine Justiereinrichtung auf, die zum Positionieren
und Ausrichten der Reinigungseinrichtung relativ zur Abstichkanalmündung
ausgebildet ist. Somit wird es möglich, bei der Wartung
nach jedem Abstich den Zustand der Abstichkanalmündung
individuell zu berücksichtigen. Die Justiereinrichtung
kann sowohl bei einer gesonderten Reinigungseinrichtung als auch bei
einer kombinierten Reinigungs- und Verschlusseinrichtung Verwendung
finden. Die Justiereinrichtung kann bspw. als Exzenteraufhängung
oder als Stell-Schraube ausgebildet sein.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die Reinigungseinrichtung als ein Schieber mit einer verfahrbaren
Schieberzunge ausgebildet, wobei der Kratzer an einem Ende der Schieberzunge
angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung der Reinigungseinrichtung
erlaubt mit technisch einfachen Mitteln eine Reinigung der Abstichkanalmündung
trotz der widrigen Umgebungsbedingungen, insbesondere hoher Temperaturen
und einem hohen Grad an Verschmutzung.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine optische
Erfassungseinrichtung zur Aufnahme eines Bildes des Abstichkanals
und/oder der Abstichkanalmündung vorhanden. Vorzugsweise ist
die optische Erfassungseinrichtung Teil der Reinigungseinrichtung
und beispielsweise in einer Schieberzunge des Schiebers angeordnet.
Alternativ kann die optische Erfassungseinrichtung zur Wartung der Abstichkanalmündung
bzw. des Abstichkanals unabhängig von der Reinigungseinrichtung
am Ofen betrieben und angeordnet sein. Die optische Erfassungseinrichtung
arbeitet vorzugsweise im sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich.
Beispielsweise kann also eine Videokamera und/oder eine Thermobildkamera
genutzt werden. Mittels der optischen Erfassungseinrichtung werden
Bilder des Abstichkanals und/oder der Abstichkanalmündung
erfasst, welche dann manuell oder automatisch, vor Ort am Ofen oder
in einer Überwachungszentrale ausgewertet werden. Anhand
dieser Information kann dann festgelegt werden, ob bspw. eine Instandsetzungsmaßnahme
des Abstichkanals – etwa Beseitigung einer teilweisen oder
vollständigen Verstopfung im Abstichkanal – erfolgen
muss oder nicht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung
ist eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Reinigungseinrichtung
und/oder der optischen Erfassungseinrichtung vorhanden. Durch die Kühlung
der optischen Erfassungseinrichtung bzw. der Reinigungseinrichtung
wird eine hohe Lebensdauer der jeweiligen Einrichtung ermöglicht.
Insbesondere, wenn die optische Erfassungseinrichtung als Teil der
Reinigungseinrichtung ausgebildet ist, kann die Kühleinrichtung
für die opti sche Erfassungseinrichtung und die Reinigungseinrichtung
kombiniert ausgeführt werden. Als Kühlmedium kann
beispielsweise Wasser genutzt werden. Jedoch können auch beliebige
andere geeignete Kühlmedien genutzt werden, bspw. auch
Gas. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Reinigungseinrichtung
ein Gehäuse aufweist, welches mit einem Kühlmedium,
insbesondere Wasser, kontinuierlich spülbar bzw. flutbar
ist, ohne dass die Funktion der Reinigungseinrichtung beeinträchtigt
wird. Dadurch kann eine effektive Kühlung der Reinigungseinrichtung
erreicht werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Einrichtung zur Erzeugung eines die optische Erfassungseinrichtung
wenigstens teilweise umspülenden Luftstroms vorhanden.
Einerseits kann ein derartiger Luftstrom zur Kühlung der optischen
Erfassungseinrichtung verwendet werden, andererseits kommt einem
derartigen Luftstrom die Funktion zu, die Optik bzw. das Sichtfeld
der optischen Erfassungseinrichtung frei von Verschmutzung zu halten.
Letzteres ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die optische
Erfassungseinrichtung in den Abstichkanal „blickt". Derart
angeordnet kann es schnell zu einer starken Verschmutzung der optischen
Erfassungseinrichtung bzw. eines Sichtfensters durch aus dem Ofen
austretende Partikel kommen. Als Folge kann dann eine Kontrolle
des Abstichkanals nur noch eingeschränkt oder nicht mehr erfolgen.
Durch die Einrichtung zur Erzeugung eines die optische Erfassungseinrichtung
wenigstens teilweise umspülenden Luftstroms wird es ermöglicht, dass
die Kontrolle des Abstichkanals auch bei einer stark verschmutzend
wirkenden Umgebung zuverlässig realisiert werden kann.
Dies erfolgt, indem durch den Luftstrom Partikel, insbesondere Schmutzpartikel,
von einer Ablagerung im Strahlengang der optischen Erfassungseinrichtung
im Wesentlichen abgehalten werden. Der Luftstrom kann bspw. durch Pressluft
und einer die Pressluft führende Führungseinrichtung
bereitgestellt werden. Alternativ kann auch ein von Luft verschiedenes
Gas vorgesehen werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist die optische Erfassungseinrichtung an der Schieberzunge angeordnet.
Dadurch kann eine besonders baulich kompakte Reinigungseinrichtung
mit Kontrollfunktion bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird die
Schieberzunge mittels pneumatischer Schiebezylinder betrieben. Die für
den Betrieb der pneumatischen Schiebezylinder erforderliche Pressluft
kann beispielsweise auch für die Kühlung bzw.
Säuberung der Optik der optischen Erfassungseinrichtung
verwendet werden. Ferner ist es vorteilhaft, dass bei einer derartigen
Ausgestaltung der Reinigungseinrichtung das Entfernen des Metallkranzes
und die Kontrolle des Abstichkanals in einer einzigen translatorischen
Bewegung der Schieberzunge ausführbar sind.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Reinigungseinrichtung als eine eigenständige und mobile
Einheit ausgebildet. Sie ist somit nicht permanent am Ofen angeordnet,
sondern kann beispielsweise für die Reinigung und Kontrolle nach
dem Abstich des flüssigen Metalls an den Ofen herangebracht
bzw. herangefahren werden. Die Reinigungseinrichtung kann hierzu
bspw. auf Rollelementen gelagert sein oder an einem schwenkbaren Arm
montiert sein. Eine derart mobile Reinigungseinrichtung erfährt
ein geringeres Temperaturbudget als eine permanent am Ofen angeordnete
Reinigungseinrichtung. Das geringere Temperaturbudget wirkt sich
in der Regel positiv auf die Lebensdauer einer mobilen Reinigungseinrichtung
aus. Auch kann gegebenenfalls der Aufwand zur Kühlung für
eine solche Reinigungseinrichtung verringert werden oder die Kühlung
kann ganz entfallen. Gegebenenfalls kann die Reinigungseinrichtung
bei Betrieb am Ofen mit diesem verrastbar sein. Insbesondere so
kann eine Gegenkraft aufgebaut werden, um den Metallkranz von der
Abstichkanalmündung zu entfernen.
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Sofern
Reinigungseinrichtung und Verschlusseinrichtung als voneinander
baulich unabhängige, vorzugs am Ofen, weise permanent,
angeordnete Einrichtungen vorliegen, so ist es vorteilhaft, diese
derart zueinander auszurichten, dass die Längsmittenachse
der Reinigungseinrichtung und die Längsmittenachse der
Verschlusseinrichtung im Wesentlichen einen 90 Grad Winkel einschließen.
Durch eine derartige Anordnung werden Probleme beim Abstich des
Flüssigmetalls aus dem Ofen vermieden, insbesondere eine
Kollision der Verschlusseinrichtung und/oder Reinigungseinrichtung
mit einer weiteren technischen Einheit, bspw. einer Pfanne beim Schwenken
des Ofentiegels mit darin vorliegendem Flüssigmetall.
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Die
Aufgabe wird ebenfalls gelöst, durch eine Reinigungseinrichtung
für einen Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis
10, welche einen Schieber mit einer verfahrbaren Schieberzunge und
einem an der Schieberzunge angeordneten Kratzer aufweist. Die Reinigungseinrichtung
kann als kombinierte Reinigungs- und Verschlusseinrichtung ausgebildet
sein. Alternativ ist die Reinigungseinrichtung eine zusätzliche,
von der Verschlusseinrichtung unabhängig Einrichtung. Insbesondere
kann eine Anti-Kollisionseinrichtung bei Verwendung einer Verschlusseinrichtung und
einer von dieser baulich getrennt vorliegenden Reinigungseinrichtung
vorgesehen werden, um Kollisionen von Komponenten der Verschlusseinrichtung und
der Reinigungseinrichtung zu vermeiden. Die Erfassung einer Kollisionsgefahr
mit der Anti-Kollisionseinrichtung kann bspw. auf einer Laufzeitmessung
von Ultraschallsignalen zwischen potentiell kollisionsfähigen
Komponenten, insbesondere von Schiebern und/oder Schieberzungen,
der Verschlusseinrichtung und der Reinigungseinrichtung beruhen.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Reinigungseinrichtung eine Justiereinrichtung zum Positionieren und
Ausrichten des Kratzers relativ zur Abstichkanalmündung.
Dadurch kann die genaue Position und/oder Ausrichtung der Reinigungseinrichtung
relativ zur Abstichkanalmündung sichergestellt werden. Dadurch
wird eine möglichst gute Entfernung des Metallkranzes und
ggf. eine möglichst gute Kontrolle des Abstichkanals ermöglicht.
Insbesondere ist die Justiereinrichtung als eine Mehrzahl leicht
verstellbarer Aufhängungen ausgebildet, beispielsweise
Exzenter-Aufhängungen oder Verstellschrauben. Da mit kann
bspw. das Gehäuse, der Schieber und/oder die Schieberzunge
unabhängig voneinander oder gemeinsam in den drei Raumrichtungen
in Position und Ausrichtung relativ zur Abstichkanalmündung
justiert werden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist
die Reinigungseinrichtung eine optische Erfassungseinrichtung zur
Aufnahme eines Bildes des Abstichkanals und/oder der Abstichkanalmündung
auf. Dadurch kann auf einfache Weise eine Kontrolle der Abstichkanalmündung
und des Abstichkanals erfolgen, was eine Gefährdung von Betriebspersonal
vermeidet. Diese ist vorzugsweise als Teil der Schieberzunge ausgebildet.
Dadurch kann erreicht werden, dass die optische Erfassungseinrichtung
bereits während des Entfernens des Metallkranzes Bilder
vom Abstichkanal erfassen kann. Da die Entfernung des Metallkranzes
und die Kontrolle des Abstichkanals somit wenigstens teilweise zeitgleich
erfolgt, kann der Zeitaufwand zur Wartung der Mündung des
Abstichkanals bzw. des Abstichkanals verringert werden. Dadurch
kann der Durchsatz des Ofens weiter erhöht werden.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass die Reinigungseinrichtung eine Kühleinrichtung
aufweist. Die Kühleinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet,
dass möglichst alle Komponenten einer Reinigungseinrichtung,
insbesondere jedoch die optische Erfassungseinrichtung, kühlbar
sind. Dadurch kann eine erhöhte Lebensdauer der Komponenten
der Reinigungseinrichtung und damit der gesamten Reinigungseinrichtung
ermöglicht werden.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, dass die Reinigungseinrichtung einer Einrichtung
zur Erzeugung eines die optische Erfassungseinrichtung wenigstens teilweise
umspülenden Luftstroms aufweist. Dadurch kann einerseits
die optische Erfassungseinrichtung gekühlt werden, andererseits
kann die Optik bzw. das Sichtfeld der optischen Erfassungseinrichtung
vor Verschmutzung geschützt werden, indem der Luftstrom
Schmutzpartikel ableitet.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen,
welche anhand der nachfolgenden Zeichnung schematisch dargestellt sind.
Es zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Elektrolichtbogenofens mit einer Reinigungseinrichtung
in einem geschlossenen Zustand,
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2 eine
Schnittdarstellung eines Elektrolichtbogenofens mit einer Reinigungseinrichtung
in einem teilweise geöffneten Zustand,
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3 eine
Draufsicht auf eine Reinigungseinrichtung in geschlossenem Zustand,
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4 eine
Draufsicht auf eine Reinigungseinrichtung in einem teilweise geöffneten
Zustand,
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5 eine
Seitenansicht einer Reinigungseinrichtung in einem teilweise geöffneten
Zustand,
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6 eine
Draufsicht auf eine kombinierte Reinigungs- und Verschlusseinrichtung.
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1 zeigt
einen vertikalen Schnitt durch einen schematisch dargestellten Elektrolichtbogenofen 1.
Der Elektrolichtbogenofen 1 weist einen Abstichkanal 2 auf
mit einer Abstichkanalmündung 3. Der Kanal 2 wird
gebildet durch Lochsteine 3'. Die Lochsteine 3' ragen
bzw. die Abstichkanalmündung 3 ragt über
den Boden des Elektrolichtbogenofen 1 hinaus.
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Hinter
dem Abstichkanal 2 bzw. der Abstichkanalmündung 3 ist
eine Verschlusseinrichtung 4 sichtbar, mittels welcher
die Abstichkanalmündung 3 geöffnet oder
verschlossen werden kann. 1 zeigt die
Abstichkanalmündung 3 in geöffnetem Zustand nach
Abführung des flüssigen Metalls.
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Bei
der Abführung des flüssigen Metalls aus dem Ofen
bilden sich in der Regel metallische Verschmutzungen an der Abstichkanalmündung 3.
Eine derartige Verschmutzung ist in 1 als ein
aus flüssigem Metall erstarrter Metallkranz M ausgebildet. Dieser
Metallkranz M ist vor erneutem Verschließen der Abstichkanalmündung 3 zu
entfernen.
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Hierzu
ist eine Reinigungseinrichtung 5' am Boden des Elektrolichtbogenofens 1 angeordnet.
Die Längsachse der Reinigungseinrichtung 5' und
die Längsachse der Verschlusseinrichtung 4 schließen im
Wesentlichen einen rechten Winkel ein, um eine Beschädigung
der Reinigungseinrichtung 5' und/oder der Verschlusseinrichtung 4 beim
Abstichvorgang – Schwenken des Ofentiegels – zu
vermeiden.
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Die
Reinigungseinrichtung 5' weist einen keilförmigen
Kratzer 5 mit einer Kratzkante 12 auf. Dieser
ist an einer Schieberzunge 8 eines Schiebers 7 angeordnet.
Die Schieberzunge 8 ist mittels in 1 nicht
dargestellter pneumatischer Zylinder in Längsrichtung der
Reinigungseinrichtung 5' verfahrbar. Der Schieber 7 umfasst
die pneumatischen Zylinder sowie die Schiebezunge 8 mit
dem Kratzer 5.
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Der
Schieber 7 ist innerhalb eines Gehäuses 17 angeordnet,
welches mit Wasser gekühlt ist. Hierzu ist eine Kühleinrichtung 10 vorgesehen.
Diese umfasst in 1 einen Gehäusezufluss
zur Zuführung von kühlendem Wasser in das Gehäuse 17 und
einen Gehäuseabfluss zur Abführung von erwärmtem
Wasser aus dem Gehäuse 17.
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Das
Gehäuse 17 kann statt der Kühleinrichtung 10 oder
zusätzlich zur Kühleinrichtung 10 eine nicht
dargstellte Temperaturisolationseinrichtung umfassen. Diese kann
etwa als eine vor Hitze schützende Vergussmasse ausgebildet
sein, welche das Gehäuse wenigstens abschnittsweise umgibt.
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Das
Gehäuse 17 ist über eine Justiereinrichtung 6 mit
dem Boden des Elektrolichtbogenofen 1 verbunden. Die Justiereinrichtung 6 erlaubt
es, das Gehäuse 17 und damit den Schieber 7 samt
Schieberzunge 8 und Kratzer 5 in allen Raumdimensionen relativ
zur Abstichkanalmündung 3 zu justieren. Die Justiereinrichtung 6 ist
in 1 als eine Mehrzahl von Exzenteraufhängungen
ausgebildet. Die Justiereinrichtung 6 kann jedoch auch
auf beliebige andere Art und Weise realisiert werden.
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2 zeigt
im Wesentlichen denselben Gegenstand wie 1. Jedoch
unterscheidet sich der Gegenstand aus 2 vom Gegenstand
aus 1 dadurch, dass die Schieberzunge 8 der
Reinigungseinrichtung 5' nun ausgefahren ist und zur Entfernung
des Metallkranzes M an der Abstichkanalmündung 3 eingesetzt
wird. Dazu wird die Schieberzunge 8 durch die in 2 nicht
dargestellten pneumatischen Schiebbezylinder in Richtung der Abstichkanalmündung 3 verfahren,
so dass der Kratzer 5 an der Schieberzunge 8 den
Metallkranz M mittels seiner Kratzkante 12 entfernt.
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Durch
die vorherige Justierung der Kratzkante 12 relativ zur
Abstichkanalmündung 3 ist es nun möglich,
den Metallkranz M direkt an der Mündung 3 und
somit bündig mit den Lochsteinen 3' zu entfernen.
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Die
Reinigungseinrichtung 5' weist ferner eine in 1 und 2 nicht
dargestellte optische Erfassungseinrichtung, welche als Videokamera
ausgebildet ist, auf. Mit dieser werden Bilder des Abstichkanals 2 erfasst
und auf einem Bildschirm ausgegeben. Anhand der Bilder entscheidet
das Bedienpersonal, ob eine Instandsetzungsmaßnahme am
Abstichkanal 2 erforderlich ist. Die Kontrolle des Abstichkanals 2 kann
teilweise während des Kratzens erfolgen. Alternativ werden
die Entfernung des Metallkranzes von der Mündung 3 des
Abstichkanals 2 und die Kontrolle des Zustands des Abstichkanals 2 nacheinander
ausgeführt.
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Sobald
die Wartung abgeschlossen ist, wird die Schieberzunge 8 wieder
in das gekühlte Gehäuse 17 geführt.
Anschließend wird mit der Verschlusseinrichtung 4 die
Abstichkanalmündung 3 verschlossen. Der Abstichkanal 2 wird
wenigstens abschnittsweise verfüllt und es kann erneut
flüssiges Metall in den Ofen 1 eingeführt
oder flüssiges Metall hergestellt werden.
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3 zeigt
eine Draufsicht einer Reinigungseinrichtung 5' in einem
geschlossenen Zustand. Die Reinigungseinrichtung 5' weist
ein Gehäuse 17 auf. Das Gehäuse 17 ist
vorzugsweise doppelwandig ausgeführt, so dass im Zwischenraum
zwischen den beiden Wandungen ein Kühlmedium, vorzugsweise
Wasser, geführt werden kann, ohne dass dieses den Zwischenraum
unkontrolliert verlässt. 3 zeigt
ferner eine Kühleinrichtung 10, mittels welcher
dem Gehäuse 17 Kühlwasser zu- bzw. abgeführt
wird. Das Gehäuse 17 umgibt den Schieber 7.
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Der
Schieber 7 umfasst die Schieberzunge 8, sowie
die pneumatischen Zylinder 14. An der Schieberzunge 8 ist
eine optische Erfassungseinrichtung 9, eine Anströmeinrichtung 11 zur
Kühlung und Vermeidung von Verschmutzung für die
optische Erfassungseinrichtung 9 und der Kratzer 5 mit
der Kratzkante 12 angeordnet.
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Vorzugsweise
wird der Schieber 7 mittels Pressluft, welche beispielsweise
den Pressluftleitungen für die pneumatischen Zylinder 14 entnommen wird,
alternativ auch in einer separaten Zuleitung zugeführt
wird, unter einen Überdruck gesetzt. Der Überdruck
verhindert eine Verschmutzung des Schiebers 7. Ferner erfolgt
durch die zugeführte Luft eine Kühlung der nicht
näher in den Figuren bezeichnete Kolben der Schiebezylinder 14.
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Darüber
hinaus kann der im Schieber 7 vorliegende Überdruck
beispielsweise von der Anströmeinrichtung 11 als
Treiber für den Luftstrom verwendet werden, der die optische
Erfassungseinrichtung 9 einerseits kühlt und zum
andern derart umspült, dass eine Aufnahme von Bildern,
vorzugsweise digitalen Bildern, im Wesentlichen nicht durch Verschmutzungen
gestört wird.
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Die
von der optischen Erfassungseinrichtung 9 erfassten Daten
werden mittels einer Datenleitung 15 von der optische Erfassungseinrichtung 9 aus
der Reinigungseinrichtung 5' ausgeführt und – gegebenenfalls
nach Aufbereitung der Daten – an einem Bildschirm 18 dargestellt.
Hierzu weist die Schieberzunge 8 in 3 einen
Schieberzungenrahmen auf, in welchem die Datenleitung 15 abschnittsweise
führbar ist. Der Bildschirm 18, auf welchem die
auf den erfassten Daten der optischen Erfassungseinrichtung 9 beruhenden
Bilder dargestellt werden, kann auf einem Bildschirm 18 einer Überwachungszentrale und/oder
auf einem mobil mitführbaren Bildschirm 18 wiedergegeben
werden. Gegebenenfalls können die Bilder der optischen
Erfassungseinrichtung 9 direkt über die Datenleitung 15 auf
einen direkt an die Datenleitung 15 anschließbaren
Bildschirm wiedergegeben werden.
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Die
Gasanschlüsse an der Reinigungseinrichtung 5' für
den Betrieb der pneumatischen Schiebezylinder 14 sind in
den 1 bis 6 nicht explizit dargestellt.
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Die
Reinigungseinrichtung 5' umfasst ferner eine Justiereinrichtung 6,
mit welcher die Reinigungseinrichtung 5', insbesondere
der Kratzer 5 mit der Kratzkante 12, relativ zu
einer Abstichkanalmündung justierbar ist. Insbesondere
ist es von Vorteil, dass die Justiereinrichtung 6 eine
Bewegung der Reinigungseinrichtung 5' um drei voneinander
unabhängige Achsen ermöglicht.
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4 zeigt
die in 3 in geschlossenem Zustand dargestellte Reinigungseinrichtung 5' nun
in einem geöffneten Zustand. Dieser Zustand der Reinigungseinrichtung 5' ist
beispielhaft für einen Zustand, in welchem eine Wartung,
insbesondere eine Kontrolle eines Abstichkanals eines Ofens, erfolgt.
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Die
optische Erfassungseinrichtung, welche beispielsweise als Videokamera
ausgebildet ist, ist außerhalb des Gehäuses 17 der
Reinigungseinrichtung 5' angeordnet und derart positioniert,
dass deren Sichtfeld den Abstichkanal bzw. die Abstichkanalmündung
umfasst. Die optische Erfassungseinrichtung 9 umfasst ein
nicht näher in den Figuren bezeichnetes Schutzgehäuse.
Das Schutzgehäuse ist wenigstens teilweise transparent
für das durch die optische Erfassungseinrichtung 9 erfassbare
Strahlenspektrum. Vorzugsweise weist das Schutzge häuse
ein Sichtfenster auf, durch welches die optische Erfassungseinrichtung 9 in
den Abstichkanal blicken kann.
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Die
in 4 dargestellte Anströmeinrichtung 11 nutzt
zur Bereitstellung des Luftstroms den unter Überdruck stehenden
Schieberinnenraum. Durch den Druckunterschied zwischen Schieberinnenraum und
Atmosphäre bildet sich ein Luftstrom aus, welcher durch
die Anströmeinrichtung 11 geführt ist.
Dieser Luftstrom wird an die optische Erfassungseinrichtung 9 herangeführt.
Er dient einerseits der Kühlung und andererseits dem Säubern
von bzw. Verhinderung von Verschmutzung von Bildaufnahme-relevanten
Komponenten der Reinigungseinrichtung 5'. Die Anströmeinrichtung 11 teilt
den Luftstrom auf in einen ersten Anteil, welcher zur Verhinderung
von Verschmutzung des Strahlengangs genutzt wird, und in einen zweiten
Anteil der zur Kühlung der optischen Erfassungseinrichtung 9 genutzt
wird.
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Es
wird somit durch einen Luftteilstrom eine Verschmutzung des Schutzgehäuses
der optischen Erfassungseinrichtung vermieden, indem Schmutzpartikel
von einer Ablagerung, insbesondere einer dauerhaften Ablagerung,
auf dem „Sichtfenster" des Schutzgehäuses für
die optische Erfassungseinrichtung 9 abgehalten werden.
Dazu wird das „Sichtfenster" der Schutzeinrichtung kontinuierlich
angeblasen. Zur Kühlung der optischen Erfassungseinrichtung 9 wird
ein Luftteilstrom direkt in das Schutzgehäuse eingeleitet,
in welchem die optische Erfassungseinrichtung angeordnet ist.
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5 zeigt
eine Seitenansicht der in 4 dargestellten
Draufsicht der Reinigungseinrichtung 5'. Die Darstellung
dient lediglich der Klarheit und bringt im Wesentlichen keine neuen
Gegenstände gegenüber der in 4 gezeigten
Reinigungseinrichtung 5'.
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6 zeigt
eine Draufsicht einer kombinierten Reinigungs- und Verschlusseinrichtung 5''.
Es ist somit keine separate Verschlusseinrichtung, wie sie beispielsweise
in 1 und
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2 mit
dem Bezugszeichen 4 dargestellt ist, erforderlich. Das
Reinigen und Kontrollieren als auch das Öffnen und Verschließen
der Abstichkanalmündung wird mittels derselben Einrichtung
durchgeführt.
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Die
kombinierte Reinigungs- und Verschlusseinrichtung 5'' in 6 unterscheidet
sich von den Reinigungseinrichtungen 5' der 1 bis 5 dadurch,
dass ein zusätzliches Verschlusselement 13 auf
der Schieberzunge 8 angeordnet ist.
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Ferner
weist die kombinierte Reinigungs- und Verschlusseinrichtung 5'' Mittel
für eine integrierte Wegmessung im Schiebezylinder 14 auf.
Durch die integrierte Wegmessung ist es möglich, die Schiebezunge 8 gezielt
in eine Kratzposition, eine Verschlussposition oder eine Kontrollposition
zu verfahren.
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In
der Kratzposition kann eine Reinigung der Abstichkanalmündung
vorgenommen werden. Insbesondere kann ein Kranz aus erstarrtem Metall
von der Abstichkanalmündung entfernt werden. In der Verschlussposition
der kombinierten Reinigungs- und Verschlusseinrichtung wird die
Abstichkanalmündung durch das Verschlusselement 13 verschlossen
und es kann eine Verfüllung des Abstichkanals vorgenommen
werden. In der Kontrollposition können Bilder der Mündung
des Abstichkanals und/oder der des Abstichkanals erfasst werden.
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Alle
in den Ausführungsbeispielen gezeigten Reinigungseinrichtungen
bzw. kombinierten Reinigungs- und Verschlusseinrichtungen sind in
der Regel permanent am Ofen angeordnet. Dies ist praktisch und wenig
fehleranfällig.
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Es
kann jedoch auch eine Reinigungseinrichtung vorgesehen werden, welche
relativ zum Ofen bewegbar ist, etwa durch einen Schwenkarm oder
eine Transporteinrichtung. Eine derartige Reinigungseinrichtung
wird dann nur kurz vor dem Abstich an den Ofen herangebracht und
derart positioniert bzw. arretiert, dass mittels dieser mobilen
Reinigungseinrichtung eine Wartung des Abstichkanals bzw. der Abstichkanalmündung
möglich ist. Dies erlaubt bspw. einen flexiblen Einsatz
einer Reinigungseinrichtung an verschiedenen Öfen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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