ANTRIEBSVORRICHTUNG FÜR EINEN STOPFENVERSCHLUSS AN EINEM METALLURGISCHEN GEFÄSS

Abstract

 Eine Antriebsvorrichtung für einen Stopfenverschluss an einem metallurgischen Gefäss umfasst ein am Gefäss (40) wegnehmbar angeordnetes Gehäuse (12), ein in diesem höhenverschiebbbar gelagertes Verstellmittel (15) mit einem mit diesem koppelbaren Antrieb (14) und ein oberes Anschlusselement (13) für einen den feuerfesten Stopfen haltenden Tragarm. Dieses Verstellmittel (15) für den Stopfen ist an wenigstens einer im Gehäuse (12) befestigten Lagerwelle (11) höhenverschiebbbar gelagert. Mit dieser Ausbildung des Verstellmittels (15) wird eine Erhöhung der Steifigkeit der Antriebsvorrichtung und damit des mit ihr während dem Giessen am Tragarm aufgehängten feuerfesten Stopfens ermöglicht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Stopfenverschluss an einem metallurgischen Gefäss nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine Antriebsvorrichtung gemäss der Druckschrift EP 1 426 126 mit einer Steuereinheit zur Steuerung eines Stopfens für die Regelung der abfliessenden Stahlschmelze aus einem Ausguss eines Gefässes einer Stranggiessanlage umfasst eine Führungsanordnung, eine Antriebswelle zum Antrieb des Stopfens, einen Motor sowie Mittel, die geeignet sind, die Rotationsbewegung des Motors in eine Translationsbewegung der Antriebswelle umzuwandeln. Der Motor ist dabei lösbar an der Unterseite der Antriebswelle angeordnet und oberseitig ragt diese Antriebswelle aus einem zylindrischen Gehäuse der Führungsanordnung, und es ist an dieser ein Tragarm für die Halterung des Stopfens befestigbar. Nachteilig ist bei dieser Anordnung der Antriebsvorrichtung, dass ihre Antriebswelle oben aus dem Gehäuse herausragt und durch die vom Stopfen und von mit diesem verbundenen Tragarm verursachten Biegemomente Ungenauigkeiten in Bezug auf die Stopfenposition und damit bei der Steuerung der Schmelzenmenge beim Giessen Abweichungen entstehen können.

[0003] Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für einen Stopfenverschluss derart weiterzuentwickeln, dass mit ihr eine erhöhte Stabilität bzw. Steifigkeit und damit eine präzisere Dosierung beim Giessen erzielt wird. Ausserdem soll die Bedienerfreundlichkeit bei der Antriebsvorrichtung hinsichtlich ihrer Montage und beim Manipulieren des Stopfens verbessert werden.

[0004] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dieses Verstellmittel für den Stopfen an wenigstens einer im Gehäuse befestigten Lagerwelle höhenverschiebbbar gelagert ist.

[0005] Mit dieser erfindungsgemässen Ausbildung des Verstellmittels wird eine Erhöhung der Steifigkeit der Antriebsvorrichtung und damit des mit ihr während dem Giessen am Tragarm aufgehängten feuerfesten oder metallischen Stopfens ermöglicht.

[0006] Um dies noch zu maximieren, ist vorgesehen, dass das Verstellmittel wenigstens ein oberes und ein zu dieser beabstandetes unteres jeweils auf der Lagerwelle geführtes Lager sowie ein diese verbindendes Hülsenelement umfasst.

[0007] Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

einen perspektivischen Längsschnitt der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung ohne Tragarm und ohne die am Gefäss fixierbare Basisplatte;

Fig. 2

eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 mit Tragarm und Basisplatte; und

Fig. 3

eine perspektivische Ansicht der an einem Gefäss montierten Antriebsvorrichtung nach Fig. 1 mit Tragarm und an diesem Stopfen.

[0008] Fig. 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 10 für einen Stopfenverschluss an einem metallurgischen Gefäss, was nachfolgend näher erläutert ist. Diese Antriebsvorrichtung 10 umfasst ein am Gefäss montierbares Gehäuse 12, ein in diesem höhenverschiebbbar gelagertes Verstellmittel 15 mit einem mit diesem koppelbaren Antrieb 14 und einem oberen Anschlusselement 13 für einen den feuerfesten oder metallischen Stopfen haltenden Tragarm. Sowohl die Achse A der Verstellrichtung der Antriebsvorrichtung 10 als auch der Stopfen sind normalerweise vertikal ausgerichtet.

[0009] Erfindungsgemäss ist das Verstellmittel 15 an wenigstens einer im Gehäuse 12 befestigten Lagerwelle 11 höhenverschiebbbar gelagert. Damit wird ermöglicht, dass sich dieses höhenverschiebbbare Verstellmittel 15 in jeder Betriebsposition innerhalb des Gehäuses 12 befindet und damit eine äusserst steife Halterung des via den Tragarm gehaltenen Stopfens ermöglicht wird.

[0010] Mit der Massnahme, dem Verstellmittel 15 ein oberes und ein zu dieser beabstandetes unteres jeweils auf der Lagerwelle 11 geführtes Lager 16, 17 sowie ein letztere verbindendes Hülsenelement 18 zuzuordnen, wird diese angestrebte Steifigkeitserhöhung der Antriebsvorrichtung 10 zusätzlich unterstützt. Der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Lager 16, 17 sind der möglichen Länge des Gehäuses 12 aufgrund der Abmessungen der Gefässhöhe angepasst bzw. maximiert. Die Lager 16, 17 sind vorteilhaft als Linear-Kugellager, Gleitlager und/oder ähnliches ausgebildet.

[0011] Das obere Lager 16 ist von dem Hülsenelement 18 und dieses von einem Kopfstück 19 des Verstellmittels 15 umgeben, das sich im Innern des rohrförmig ausgebildeten Gehäuses 12 bewegt. Das Gehäuse 12 ist im oberen Bereich mit einer abdichtbaren seitlichen Öffnung 12' versehen, durch welche das mit dem Kopfstück 19 verbundene Anschlusselement 13 ragt, welches sich ausserhalb des Gehäuses befindet. Der Hub des Verstellmittels 15 und entsprechend die Höhe der seitlichen Öffnung 12' sind etwas länger dimensioniert als die vorgegebene maximale Hub des Stopfenverschlusses. Die Öffnung 12' ist ausserdem durch eine faltbare Dichtung 21 verschlossen, damit das Innere des Gehäuses 12 mit den Lagern 16, 17 vor Schmutzpartikeln, wie Staub, geschützt ist. Diese Lager 16, 17 sind zusätzlich mit nicht näher gezeigten Schmutzabstreifern geschützt.

[0012] Die Lagerwelle 11 ist im Rahmen der Erfindung bei ihren Enden im rohrförmigen Gehäuse 12 durch je einen Deckel 22, 23 befestigt und sie erstreckt sich dabei in koaxialer Ausrichtung zu diesem Gehäuse 12 bis an sein oberes bzw. unteres Ende. Sie und mit ihr das obere Lager 16 und der am Anschlusselement 13 befestigte Tragarm sind um die Wellenachse A schwenkbar gelagert. Damit kann der Stopfen vor dem Inbetriebnehmen auf die mit diesem korrespondierende Auslaufhülse genau zentriert werden. Das Anschlusselement 13 für den Tragarm ist zur Stabilitätserhöhung zumindest annähernd beim oberen Lager 16 angeordnet.

[0013] Im Deckel 22 beim oberen Ende des Gehäuses 12 ist eine von Hand betätigbare Bremse 25 enthalten, durch welches dieses Schwenken der Lagerwelle 11 und damit des Tragarms um die Wellenachse A freigegeben bzw. geblockt werden kann. Die Verbindung zwischen dem Verstellmittel 15 und dem Anschlusselement 13 mit dem Tragarm 43 wird dabei nicht gelöst. Damit kann die Betriebssicherheit bzw. die Bedienerfreundlichkeit sichergestellt werden. Es ist eine im Deckel 22 drehbare Scheibe 27 mit der Lagerwelle 11 drehverbunden, die am Aussenumfang als eine mit einem drehbaren Hebel 26 zusammenwirkende Umlaufbahn 27' geformt ist. Mit diesem Hebel 26 an der Oberseite des Gehäuses 12 ergibt sich ein optimaler Zugang für das Bedienpersonal.

[0014] Das Hülsenelement 18 ist zu der Lagerwelle 11 zwischen dem oberen und dem unteren Lager 16, 17 radial beabstandet und bildet darin eine ringförmige Kammer 31, in der ein Federorgan 24 und ein Distanzring 29 übereinander enthalten sind. Für dieses Federorgan 24 wird vorzugsweise eine Druckfeder verwendet, die bei einem Abwärtsbewegen des Verstellmittels 15 vom oberen Lager 16 zusammengedrückt und mit ihr somit eine Gewichtskompensation ermöglicht wird, durch die der Stopfen im Betriebszustand mit weniger Kraftaufwand nach oben bewegbar ist.

[0015] Gemäss Fig. 2 ist am unteren Ende des Gehäuses 12 ein Antrieb 14 für das Heben und Senken des Verstellmittels 15 insbesondere für einen automatisierten aber auch für einen manuellen Betrieb des Stopfenverschlusses während dem Giessen vorgesehen. Dieser Antrieb 14 ist an einem Kupplungselement 32 mit einem betätigbaren Arretierhebel 32' an einer zugehörigen Montageplatte 30 koppelbar und ist damit für das Bedienpersonal während dem Giessen gut zugänglich. Dieser Antrieb 14 funktioniert vorteilhaft elektromechanisch als Linearantrieb, könnte aber auch als hydraulische Kolben/Zylindereinheit ausgebildet sein. Es sind beim Antrieb 14 entsprechende Schaltknöpfe 14' für die Bedienung angebracht.

[0016] Dem unteren Ende des Hülsenelementes 18 des Verstellmittels 15 sind durch den unteren Deckel 23 des Gehäuses 12 hindurchragende Verbindungselemente 18' zugeordnet, welche ein unterhalb des Gehäuses 12 befindliches Kupplungselement 33 für einen lösbaren Anschluss mit einer Hubstange des Antriebs 14 aufweisen. Zudem ist an diesem Kupplungselement 33 ein angedeutetes Hebelgestänge 20 für ein manuelles Heben und Senken des Verstellmittels 15 und damit des Stopfens angelenkt.

[0017] Diese am Gehäuse 12 seitlich in seiner Längserstreckung angeordnete Montageplatte 30 ist an einer am Gefäss fixierbaren Basisplatte 35 selbstzentrierend einhängbar. Zweckmässigerweise sind an der Basisplatte 35 zwei zueinander beabstandete schräg nach oben vorstehende Kulissensteine 37 angeordnet, zwischen diese die Montageplatte 30 mit ihren seitlichen Zentrierflächen 34 positioniert und sie bei den Auflageflächen 36 abstützbar ist, so dass die Antriebsvorrichtung 10 mit dem Gehäuse 12 in einfacher Weise am Gefäss montierbar bzw. von diesem wegnehmbar ist. Ausserdem sind unterhalb der Kulissensteine 37 seitliche Ausnehmungen 38 bei der Montageplatte 30 und durch diese ragende Bolzen 38' an der Basisplatte 35 am Gefäss angeordnet, mittels denen eine zusätzliche Positionierung der Montage- an der Basisplatte erfolgt.

[0018] Fig. 3 zeigt die Antriebsvorrichtung 10 an einem teilweise dargestellten Gefäss 40, das als ein sogenannter Verteiler bei einer Stranggiessanlage verwendet wird und bei dem die eingefüllte Schmelze auf bekannte Weise durch ein feuerfestes oder teilweise metallisches Tauchrohr 41 einer Wechselvorrichtung 42 in eine nicht näher gezeigte Kokille geleitet wird. Bei dem Gefäss kann es sich ebenso um eine Pfanne oder um einen beliebigen Metallschmelze enthaltenden Behälter oder Ofen handeln. Es ist nachfolgend nicht näher auf diesen Verteiler eingegangen, da dieser wie erwähnt an sich bekannt ist.

[0019] Es sind gegenüber Fig. 2 zusätzlich der am Anschlusselement 13 der Antriebsvorrichtung 10 befestigte Tragarm 43 und der vorne bei diesem durch Befestigungsmittel 46 gehaltene feuerfeste Stopfen 44 gezeigt.

[0020] Des Weiteren ist dieses Hebelgestänge 20 für das manuelle Heben und Senken des Verstellmittels 15 und damit des Stopfens 44 veranschaulicht. Es besteht aus Umlenkhebeln 47, die an dem Kupplungselement 33 des Verstellmittels 15 angelenkt und die mit einem längeren Handhebel 45 drehverbunden sind, der wegnehmbar ist, wenn mit dem Antrieb 14 automatisch gesteuert abgegossen wird. Diese Umlenkhebel 47 sind noch mit einer Feststell-Bremse 48 wirkverbunden, um das Verstellmittel (15) in einer beliebigen Position zu halten. Mit diesem Handhebel 45 auf der Unterseite des Gefässes 40 besteht der Vorteil, dass der Bediener einen Blickkontakt zu der Kokille hat. Ferner ist noch eine wegnehmbare Abdeckhülle 52 unterhalb des Gehäuses 12 angeordnet.

[0021] Zudem ist oberseitig beim Gehäuse 12 eine feste oder wegnehmbare Verstelleinrichtung 50 mit einer Halterung 51 und wenigstens einem Handhebel 49 vorgesehen, die mit dem Anschlusselement 13 bzw. dem Tragarm 43 des Verstellmittels 15 verbindbar ist und mittels der ein auf der Oberseite oder seitlich des Gefässes 40 stehender Bediener den Tragarm 43 und damit den Stopfen 44 entlang der vertikalen Achse A heben und senken kann.

[0022] Ebenfalls vorzugsweise oberseitig beim Gehäuse 12 ist ein festes oder wegnehmbares Halteelement, zum Beispiel ein Laschen, für den Transport der Antriebsvorrichtung 10 verwendbar. Damit entstehen keinerlei Kräfte oder Biegemomente auf die Lager bzw. auf das Verstellmittel beim Transportieren derselben.

[0023] Selbstverständlich könnte die Erfindung noch durch andere Ausführungsbeispiele erläutert sein. So könnte anstelle einer Lagerwelle auch zwei oder mehrere Wellen nebeneinander angeordnet sein und entsprechend ausgebildete Lager vorgesehen sein. Die Lagerwelle könnte auch mit einem andern als runden Querschnitt versehen sein, zum Beispiel quadratisch, rechteckig, vieleckig, polygonförmig oder dergleichen. Zudem könnte das Hülsenelement als Käfig, Streben und/oder ähnliches bzw. das Anschlusselement zwei- oder mehrteilig bzw. anders als dargestellt ausgebildet sein.

Ansprüche

1. Antriebsvorrichtung für einen Stopfenverschluss an einem metallurgischen Gefäss, mit einem am Gefäss (40) wegnehmbar angeordnetes Gehäuse (12), einem in diesem höhenverschiebbbar gelagerten Verstellmittel (15) mit einem mit diesem koppelbaren Antrieb (14) und einem oberen Anschlusselement (13) für einen den feuerfesten Stopfen (44) haltenden Tragarm (43), dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verstellmittel (15) für den Stopfen (44) an wenigstens einer im Gehäuse (12) befestigten Lagerwelle (11) höhenverschiebbbar gelagert ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verstellmittel (15) wenigstens ein oberes und ein zu dieser beabstandetes unteres jeweils auf der Lagerwelle (11) geführtes Lager (16, 17) sowie ein diese verbindendes Hülsenelement (18) umfasst.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das obere Lager (16) des Verstellmittels (15) mit einem Kopfstück (19) ausgebildet oder von diesem umgeben ist, der zusätzlich im Innern des Gehäuses (12) geführt ist, wobei das Anschlusselement (13) für den Tragarm zur Stabilitätserhöhung zumindest annähernd beim oberen Lager (16) angeordnet ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
dieses Gehäuse (12) rohrförmig ausgebildet und mit einer abdichtbaren seitlichen Öffnung (12') versehen ist, durch welche das mit dem oberen Lager (16) verbundene Anschlusselement (13) ragt, welches sich ausserhalb des Gehäuses (12) befindet.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagerwelle (11) bei ihren Enden im Gehäuse (12) durch je einen Deckel (22, 23) befestigt ist und sie sich dabei in koaxialer Ausrichtung bis ans obere Ende des Gehäuses (12) erstreckt.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
dieses das obere mit dem unteren Lager (16, 17) verbindende Hülsenelement (18) zu der Lagerwelle (11) radial beabstandet ist und darin eine ringförmige Kammer bildet, in der ein Federorgan (24) für eine Gewichtskompensation enthalten ist, durch welches der Stopfen (44) im Betriebszustand mit weniger Kraftaufwand nach oben bewegbar ist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Antrieb (14) für das Heben und Senken des Verstellmittels (15) und damit des mit diesem via den Tragarm (43) antriebsverbundenen Stopfens (44) am unteren Ende des Gehäuses (12) ankoppelbar und damit für das Bedienpersonal gut zugänglich ist.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verstellmittel (15) ein aus dem Gehäuse (12) ragendes Kupplungselement (32) für einen lösbaren Anschluss mit dem Antrieb (14) aufweist sowie an einem Hebelgestänge (20) für seine manuelle Betätigung angelenkt ist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagerwelle (11) und mit ihr das obere Lager (16) und somit der am Anschlusselement (13) befestigte Tragarm (43) um die Achse (A) schwenkbar ist, wobei beim oberen Ende des Gehäuses (12) eine Bremse (25) vorgesehen ist, durch die ein Schwenken der Lagerwelle (11) und damit des Tragarms (43) um die Achse (A) des Gehäuses (12) freigegeben bzw. geblockt werden kann.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
eine am Gefäss (40) fixierbare Basisplatte (35) sowie eine am Gehäuse (12) seitlich eine in seiner Längserstreckung verlaufende Montageplatte (30) vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, dass die Montageplatte (30) mit dem Gehäuse (12) an dieser am Gefäss (40) fixierbaren Basisplatte (35) selbstzentrierend einhängbar ist.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
an der Basisplatte (35) vorzugsweise zwei zueinander beabstandete schräg nach oben vorstehende Kulissensteine (36, 37) angeordnet sind, auf bzw. zwischen diese die Montageplatte (30) am Gehäuse (12) mit seinen Auflage- bzw. Zentrierflächen abstützbar ist, so dass das Gehäuse (12) am Gefäss (40) montierbar bzw. von diesem wegnehmbar ist.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
oberseitig beim Gehäuse (12) eine fixe oder wegnehmbare Verstelleinrichtung (50) mit einer Halterung (51) und wenigstens einem Handhebel (49) vorgesehen ist, die mit dem Anschlusselement (13) bzw. dem Tragarm (43) des Verstellmittels (15) verbindbar ist und mittels der ein Bediener den Tragarm (43) und damit den Stopfen (44) entlang der Achse (A) heben und senken kann.

13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
vorzugsweise oberseitig beim Gehäuse (12) ein fixes oder wegnehmbares Halteelement für den Transport der Antriebsvorrichtung verwendbar ist.

Zeichnung