[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einblasen von Substanzen
in eine Stahlschmelze , insbesondere eine Halterungsund Führungsvorrichtung einer
Taucnlanze durch welche die Subscanzen 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, CaC
2 oder Gemische aus Ca0 und CaF
2. 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 werden beispielsweise
in den beiden luxemburgischen Patenten 80 692 und 82 977 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 Vorrichtung zum Einblasen von
Substanzen in eine Stahlschmelze, insbesondere eine Halterungs. und Führungsvorrichtung
einer Tauchlanze 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 Taucnlanzen-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 lSg 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 zwischem
dem Hydraulikzylinder 13 und der Tauchlanzen-Halterung 11. Als Referenzlinie sei die
vertikale Verbindungslinie 23 zwischem den beiden Achsen 1Sa 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
le Dieses Versetzen bedeutet für die Lanzenführung 11 eine Verschiebung des Abstandes
zur Referenzlinie 23 von b zu b
l. Das Verhältnis a zu a
1 ist gleich dem Verhältnis b zu b
1.
1. Vorrichtung zum Einblasen von Substanzen in eine Stahlscnmelze, insbesondere eine
Halterungs- und Führungsvorrichtung einer Tauchlanze durch welche die Substanzen mit
Hilfe eines Trägergases in die Stahlschmelze eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung zwei über eine Achse (15g) gelenkig miteinander verbundene Arme
(4, 5), sowie zwei 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. Vorricntung 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. Vorricntung nach Anspruch 3, dadurcn 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.