Vorrichtung zum Einblasen von Substanzen in eine Stahlschmelze

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterungs- und Führungsvorrichtung einer Tauchlanze durch welche die Substanzen mit Hilfe eines Trägergases in die Stahlschmelze eingebracht wird.

[0002] Es ist seit Jahrzehnten bekannt, Eisenschmelzen dadurch zu entschwefeln, dass mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen Substanzen beigesetzt werden, die in der Lage sind, bei hohen Temperaturen und unter reduzierenden Bedingungen mit dem in den Schmelzen enthaltenen Schwefel Verbindungen einzugehen, welche sich in den über den Schmelzen vorhandenen Schmelzschichten absetzen. Solche Produkte sind beispielsweise CaSi, CaC₂ oder Gemische aus CaO und CaF₂. Diese Substanzen werden in Granulatform mit Hilfe eines Trägergases, vorzugsweise Argon, und einer in die Stahlschmelze eingeführten Tauchlanze in dosierten Mengen eingebracht. Ein solches Verfahren und Vorrichtung zum Dosieren wird beispielsweise in EP-A1-13550 beschrieben.

[0003] Bei allen bekannten Anlagen wird die Tauchlanze über eine Einrichtung in die Stahlschmelze getaucht bzw. herausgezogen, welche eine senkrecht angeordnete Lafette umfasst die als Führung einer von einem elektrischen Hubwerk gesenkten bzw. gehobenen Tauchlanzen-Halterung ausgebildet ist. Die Lafette an sich ist so angeordnet, dass die Tauchlanze mittig in die Stahlschmelze eingeführt werden kann.

[0004] Sämtliche bekannte Einrichtungen besitzen unter anderen den Nachteil, dass sie eine äusserst aufwendige Konstruktion aufweisen müssen, um eine einigermassen exakte Führung gewährleisten zu können. Desweiteren ergeben sich durch die lineare Bewegung der Tauchlanzen-Halterung auf der Lafette Toleranzen, welche ein robustes, schwingungsfreies Führen der Tauchlanze nicht gewährleisten. Schwingungen bzw. Schläge an der Tauchlanze werden hervorgerufen durch die im Bad während dem Einblasvorgang bedingten chemischen Reaktionen und übertragen sich bei einer unfachgemässen Führung auf die gesamte Trägerkonstruktion sowie über die Fundamentbefestigungen auf die Hallenkonstruktion.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung vorzuschlagen, welche in der Lage ist, neben einer exakten Führung der Tauchlanze in die Stahlschmelze eine äusserst weitgehende Robustheit vorzuzeigen, welche die durch die chemischen Reaktionen hervorgerufenen Schwingungen aufnimmt.

[0006] Erfindungsgemäss wird das Ziel erreicht durch eine Halterungs. und Führungsvorrichtung einer Tauchlanze gemäß Anspruch 1 durch welche die Substanzen mit Hilfe eines Trägergases in die Stahlschmelze eingebracht werden.

[0007] Vorzugsweise wird das Heben bzw. Senken der Tauchlanze durch einen an der Konsole senkrecht angeordneten hydraulisch betätigten Zylinder erreicht.

[0008] Desweiteren kann die gesamte Vorrichtung um eine senkrecht innerhalb der Konsole angeordnete Achse horizontal geschwenkt werden. Zu diesem Schwenkvorgang ist vorzugsweise ebenfalls ein horizontal angeordneter hydraulisch betätigter Zylinder vorgesehen.

[0009] Zur Erläuterung der erfindungsgemässen Vorrichtung und ihrer Betriebsweise wird auf die Zeichnungen und deren Beschreibung verwiesen, Es zeigen :

Figur 1, eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung in gehobener Stellung ;

Figur 2, eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung in gesenkter Stellung ;

Figur 3, eine schematische Seitenansicht, welche die Verhältnisse der Vorrichtung zwischen Senken und Heben darstellt ;

Figur 4, eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung welche den Einfluss eines horizontalen Verstellens des Senk- bzw. Hubzylinders darstellt.

[0010] In Figur 1 ist eine Stahlpfanne 1 und eine Tauchlanze 2 in Ruhestellung das heisst in gehobener Stellung zu erkennen. Die Tauchlanze 2 ist über ein feststehendes Dreieck 11 mit der erfindungsgemässen Vorrichtung verbunden.

[0011] An einer senkrechten Achse 12 ist eine Konsole 3 über beispielsweise Kugellager drehbar angeordnet. An der Konsole 3 ist ebenfalls ein hydraulisch betätigter Zylinder 13 angebracht, welcher das Heben bzw. Senken der Tauchlanze 2 bewirkt. In Ruhestellung der Tauchlanze 2 befindet sich die Zylinder-Kolbenstange 14 in ausgefahrener Position.

[0012] An der Konsole 3 selbst ist über eine Achse 15b ein Arm 4 vorgesehen, welcher an seinem oberen Ende über eine weitere Achse 15g mit einem zweiten Arm 5 verbunden ist. Am anderen Ende des Armes 5 ist die Tauchlanzen-Halterung 11 über eine Achse 15j gelenkig angeordnet.

[0013] Ein Leitarm 7 greift an einem seiner Enden über eine Achse 15c an die Kolbenstange 14 an und ist an seinem anderen Ende über eine weitere Achse 15h mit dem Arm 5 verbunden. Hierbei ist zu beachten, dass der Leitarm 7 absolut parallel zum Arm 4 ist. Ein zweiter Leitarm 6 verbindet über zwei Achsen 15d und 15e den Arm 4 mit dem Leitarm 7. Der Leitarm 6 ist ebenfalls parallel zu dem Arm 5 angeordnet. Um eine eventuelle Abweichung der Tauchlanze 2 während dem Senken bzw. Heben von der senkrechten Achse zu vermeiden, ist es notwendig, dass die Zentren der Achsen 15b, 15c und 15j sich auf einer imaginären Linie 8 befinden.

[0014] An sich könnten die beiden Achsen 15c und 15e als eine einzige ausgeführt werden, wobei die Bedingung weiterhin erfüllt sein muss, dass der Leitarm 6 parallel zum Arm 5 ist. Hierdurch wird sich natürlich der Angriffspunkt 15d am Arm 4 verschieben. Aus konstruktiven Gründen wurde jedoch die in den Figuren dargestellten Alternative zurückbehalten.

[0015] Damit die Tauchlanze 2 in ihrer absolut senkrechten Anordnung beim Heben bzw. Senken verbleibt, ist es empfehlenswert, eine Führung anzubringen welche im wesentlichen aus zwei Führungsstangen 9 und 10 welche über eine Achse 15f miteinander verbunden sind, besteht. Hierbei ist die Führungsstange 9 an ihrem der Achse 15f entgegengesetzten Ende über eine Achse 15a mit der Konsole 3 verbunden und die Führungsstange 10 über eine Achse 15i mit der Tauchlanzen-Halterung 11.

[0016] Um eine absolute Parallelität zu gewährleisten, werden die Achsen 15f und 15g über ein Verbindungsglied 17 miteinander verbunden. Es sei noch hervorgehoben, dass die gedachten Linien zwischen den Achsen 15f und 15g und zwischen den Achsen 15i und 15j parallel zum Zylinder 13 bzw. der Kolbenstange 14 sind.

[0017] Um eventuelle Herstellungstoleranzen auszugleichen, kann der Zylinder 13 in seiner Aufhängung 18 verstellt und anschliessend in der gewünschten Lage blockiert werden. Aus demselben Grund ist eine Anpassungsvorrichtung 16 vorzugsweise eine Stellschraube umfassend als weitere Befestigung vorgesehen.

[0018] Die Drehung der Konsole 3 mit der gesamten Vorrichtung um die Achse 12 kann durch eine an sich bekannte Vorrichtung erreicht werden, so z. B. über Hydraulikzylinder oder Elektromotor mit Getriebe.

[0019] Desweiteren kann die Stellung der Tauchlanze 2 beispielsweise über einen Winkelgeber in der Achse 15a oder 15b kontinuierlich angezeigt werden.

[0020] Die Figur 2 zeigt die Tauchlanze 2 in Arbeitsstellung d. h. in die Stahlpfanne 1 eingeführt. Hierbei ist zu beachten, dass die Kolbenstange 14 in den Zylinder 13 eingefahren ist. Jedoch könnte die Kolbenstange 14 ohne weiteres in jede beliebige Stellung zwischen Ruhe-und Arbeitsstellung gebracht werden.

[0021] Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung die anordnungsgemässen Verhältnisse zwischen dem Hydraulikzylinder 13 und der Tauchlanzen-Halterung 11. Als Referenzlinie sei die vertikale Verbindungslinie 23 zwischen den beiden Achsen 15a und 15b angenommen. Das Verhältnis des Abstandes a des Hydraulikzylinders 13 gegenüber der Referenzlinie 23 zum Abstand b der Lanzen-Halterung 11 gegenüber der Referenzlinie 23 ist gleich dem Verhältnis des Hubes A des Hydraulikzylinders 13 zum Hub B der Tauchlanzen-Halterung 11. Aus dem Grunde können für jede bestimmte Anlage die optimalen Bedingungen zwischen den einzelnen angegebenen Werten und der Kraft des Hydraulikzylinders ermittelt werden.

[0022] Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung den Einfluss einer waagerechten Verschiebung des Hydraulikzylinders 13 auf die Tauchlanzen-Halterung 11, welche auf dieser Figur nur als Linie dargestellt ist.

[0023] Ein Versetzen des Zylinders 13 von Position 13a nach Position 13b bedeutet eine Vergrösserung des Abstandes zur Referenzlinie 23 von a zu a_l. Dieses Versetzen bedeutet für die Lanzenführung 11 eine Verschiebung des Abstandes zur Referenzlinie 23 von b zu b₁. Das Verhältnis a zu a₁ ist gleich dem Verhältnis b zu b₁.

Ansprüche

1. Halterungs- und Führungsvorrichtung einer Tauchlanze durch welche die Substanzen mit Hilfe eines Trägergases in eine Stahlschmelze eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei über eine Achse (15g) gelenkig miteinander verbundene Arme (4, 5), sowie parallel zu den Armen (4, 5) angeordnete Leitarme (6, 7), eine zentrale Konsole (3), eine Tauchlanzen-Halterung (11) sowie eine Vorrichtung (13) zum Heben bzw. Senken der beiden Arme (4, 5) mit der Tauchlanze (2) welche an einen der Leitarme (7) angreift, umfasst, wobei die beiden Arme (4, 5) an ihren jeweiligen, der Achse (15g) entgegengesetzten Enden über Achsen (15b) bzw. (15j) mit der Konsole (3) bzw. der Lanzen-Halterung (11) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Führung, welche zwei parallel zu den Armen (4, 5) angeordnete Führungsstangen (9, 10), sowie eine Verbindung (17) zwischen den Führungsstangen (9, 10) und den Armen (4, 5) umfasst.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (3) auf einer vertikalen Achse (12) horizontal schwenkbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heben bzw. Senken der Tauchlanze (2) über einen hydraulisch betätigten Zylinder (13) vorgenommen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine verstellbare Halterung (16, 18) des Zylinders (13).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung der Konsole (3) um die Achse (12) mittels eines Zylinders geschieht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung der Konsole (3) um die Achse (12) mittels eines elektrischen Motors und eines Getriebes geschieht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Tauchlanze (2) über einen in der Achse (15a) der Führungsstange (9) oder in der Achse (15b) eines Armes (4) angeordneten Stellgeber kontinuierlich angezeigt wird.

Claims

1. Apparatus for holding and guiding an immersion lance through which products are introduced into a steel melt by means of a carrier gas characterized by the fact that the apparatus has two arms (4, 5) flexibly interconnected by a shaft (15g) as well as two guide arms (6, 7) parallel to the arms (4, 5) a central bracket (3), an immersion lance mounting support (11) and a device (13) for raising and lowering the two arms (4, 5) with the immersion lance (2), acting on one of the guide arms (7), the two arms (4, 5) being connected, at their respective ends opposite to said shaft (15g) and via a shaft (15b) and a shaft (15j) respectively, to the bracket (3) and to the lance mounting support (11) respectively.

2. Apparatus in accordance with claim 1, characterized by a guide system which includes two guide bars (9, 10) parallel to the arms (4, 5) and also a connection (17) between the guide bars (9, 10) and the arms (4, 5).

3. Apparatus in accordance with claims 1 and 2, characterized by the fact that the bracket (3) is mounted on a vertical shaft (12) in such a way as to be horizontally pivotable.

4. Apparatus in accordance with claims 1 to 3, characterized by the fact that the operation of raising and lowering the immersion lance (2) is effected by means of a hydraulically actuated cylinder (13).

5. Apparatus in accordance with claim 4, characterized by mounting supports (16, 18) of the cylinder (13) which are adjustable in position.

6. Apparatus in accordance with claim 3, characterized by the fact that the rotation of the bracket (3) about the vertical shaft (12) is effected by means of a cylinder.

7. Apparatus in accordance with claim 3, characterized by the fact that the rotation of the bracket (3) about the vertical shaft (12) is effected by means of an electric motor and a gearing.

8. Apparatus in accordance with claim 2, characterized by the fact that the position of the immersion lance (2) is continuously indicated by a position transmitter installed in the shaft (15a) of the guide bar (9) or in the shaft (15b) of an arm (4).

Revendications

1. Dispositif de support et de guidage d'une lance immergée, pour l'injection de matières à l'aide d'un gaz propulseur dans un bain d'acier, caractérisé en ce que le dispositif comprend deux bras (4, 5) articulés ensemble par un axe (15g), ainsi que deux bras de guidage (6, 7) disposés parallèlement aux bras (4, 5), une console centrale (3), un support (11) de lance immergée et aussi un dispositif (13) pour soulever ou abaisser les deux bras (4, 5) avec la lance immergée (2), qui est articulée sur l'un des bras de guidage (7), les deux bras (4 et 5) étant reliés à la console (3) ou au support de lance (11) à leur extrémité opposée à l'axe (15g) par les axes (15b) ou (15j) respectivement.

2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par un élément de guidage comprenant deux tiges de guidage (9, 10) disposées parallèlement aux deux bras (4, 5) ainsi qu'une pièce de jonction (17) entre les tiges de guidage (9, 10) et les bras (4, 5).

3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la console (3) est disposée de façon à pouvoir tourner horizontalement sur un axe vertical (12).

4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le soulèvement ou l'abaissement de la lance immergée (2) s'effectuent au moyen d'un cylindre (13) à commande hydraulique.

5. Dispositif selon revendication 4, caractérisé par un support réglable (16, 18) du cylindre (13).

6. Dispositif selon revendication 3, caractérisé par le fait que la rotation de la console (3) sur l'axe (12) s'effectue au moyen d'un cylindre.

7. Dispositif selon revendication 3, caractérisé en ce que la rotation de la console (3) sur l'axe (12) s'effectue au moyen d'un moteur électrique et d'une transmission.

8. Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que la position de la lance immergée (2) est indiquée en continu par un indicateur de position disposé sur l'axe (15a) de la tige de guidage (9) ou sur l'axe (15b) d'un bras (4).

Zeichnung