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Patent Searching and Data


Title:
FURNACE AND CLEANING DEVICE FOR A FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/071407
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cleaning device and a furnace (1), particularly an electric arc furnace, having a tapping channel (2) for discharging liquid metal from the furnace (1), a locking device (4) for opening and closing an opening (3) of the tapping channel (2), and a cleaning device (5, 5', 5'') for removing metal deposited on the opening (3) of the tapping channel (2). The capacity of the furnace (1) may be improved by reducing down times and the safety of the operating personnel may be improved in that the cleaning device has an optical detection device (9) for recording an image of the tapping channel (2) and/or of the opening (3) of the tapping channel (2).

Inventors:
ROSNER JOHANNES (CZ)
SCHMIEDER ULI (DE)
VILLEMIN BERNARD (FR)
Application Number:
PCT/EP2008/064908
Publication Date:
June 11, 2009
Filing Date:
November 04, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
ROSNER JOHANNES (CZ)
SCHMIEDER ULI (DE)
VILLEMIN BERNARD (FR)
International Classes:
F27B3/19; F27D3/15; F27D21/00; F27D99/00
Foreign References:
JPH074852A1995-01-10
DE2628781A11977-01-27
GB1495229A1977-12-14
EP1239248A22002-09-11
JP2006118744A2006-05-11
US5830407A1998-11-03
EP1900458A12008-03-19
JP2003302024A2003-10-24
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Ofen (1), insbesondere Elektrolichtbogenofen, mit einem Abstichkanal (2) zur Abführung von flüssigem Metall aus dem Ofen (1), einer Verschlusseinrichtung (4) zum öffnen und Verschließen einer Mündung (3) des Abstichkanals (2), und einer Reinigungseinrichtung (5, 5' , 5' ' ) zum Entfernen von an der Mündung (3) des Abstichkanals (2) abgelagertem Metall, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reini- gungseinrichtung eine optische Erfassungseinrichtung (9) zur Aufnahme eines Bildes des Abstichkanals (2) und/oder der Mündung (3) des Abstichkanals (2) aufweist.

2. Ofen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reinigungseinrichtung (5, 5', 5'') einen keilförmigen Kratzer (5) mit einer Kratzkante (12) umfasst.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verschlusseinrichtung (4) die Reinigungseinrichtung (5, 5', 5 umfasst .

4. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reinigungseinrichtung (5, 5', 5'') eine Justiereinrichtung (6) aufweist, die zum Positionieren und Ausrichten der Reinigungseinrichtung (5, 5', 5'') relativ zur Mündung (3) des Abstichkanals (2) ausgebildet ist.

5. Ofen nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reinigungseinrichtung (5, 5', 5'') einen Schieber (7) mit einer verfahrbaren Schieberzunge (8) umfasst, wobei der Kratzer (5) an einem Ende der Schieberzunge (8) angeordnet ist.

6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die optische Erfassungseinrichtung an der verfahrbaren Schieberzunge (8) angeordnet ist.

7. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Kühleinrichtung (10) zur Kühlung der Reinigungseinrichtung (5, 5', 5'') und/oder der optischen Erfassungseinrichtung (9) .

8. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung (11) zur Erzeugung eines die optische Erfassungseinrichtung (9) wenigstens teilweise umspülenden Luftstroms.

9. Ofen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die optische Erfassungseinrichtung (9) an der Schieberzunge (8) angeordnet ist .

10. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reinigungseinrichtung (5, 5' ) als eine eigenständige und mobile Einheit ausgebildet ist.

11. Reinigungseinrichtung (5, 5', 5'') für einen Ofen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Schieber (7) mit einer verfahrbaren Schieberzunge (8) und einem an der Schieberzunge (8) angeordneten Kratzer (5), g e k e n n z e i c h n e t durch eine optische Erfassungseinrichtung (9) zur Aufnahme eines Bildes des Abstichkanals (2) und/oder der Mündung (3) des Abstichkanals (2) .

12. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 11, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Justiereinrichtung (6) zum Positionieren und Ausrichten des Kratzers (5) relativ zur Mündung (3) des Abstichkanals (2) .

13. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Kühleinrichtung (10, 16) , insbesondere zur Kühlung der optischen Erfassungseinrichtung ( 9) .

14. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Einrichtung (11) zur Erzeugung eines die optische Erfassungseinrichtung (9) wenigstens teilweise umspülenden Luftstroms.

Description:

Beschreibung

Ofen und Reinigungseinrichtung für einen Ofen

Die Erfindung betrifft einen Ofen, insbesondere Elektrolicht- bogenofen, mit einem Abstichkanal zur Abführung von flüssigem Metall aus dem Ofen, einer Verschlusseinrichtung zum öffnen und Verschließen einer Mündung des Abstichkanals, und einer Reinigungseinrichtung zum Entfernen von an der Mündung des Abstichkanals abgelagertem Metall. Ferner betrifft die Erfindung eine Reinigungseinrichtung für einen Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem Schieber mit einer verfahrbaren Schieberzunge und einem an der Schieberzunge angeordneten Kratzer .

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 .

Bei der Abführung von flüssigem Metall aus einem Ofen, insbe- sondere 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 Ent- fernung des Metallkranzes an der Abstichkanalmündung ist es zweckmäßig, den Abstichkanal auf mögliche Beschädigungen und/oder Rückstände, etwa Verstopfungen durch Schlacke, zu überprüfen .

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 Abstichkanalmün- düng bzw. des Abstichkanals zusammengefasst .

Da die Wartung des Abstichkanals bzw. der Abstichkanalmündung heutzutage in der Regel manuell durch Betriebspersonal durchgeführt wird, ist hier eine entsprechende Gefährdung des Be- triebspersonals 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 Ab- schluss 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.

Ein Ofen, bei welchem die Wartung manuell vorgenommen wird, ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 100 34 370 Al bekannt.

Eine gattungsgemäße Reinigungseinrichtung ist bspw. aus der Druckschrift AT 48 186 B bekannt. Eine weitere gattungsgemäße Reinigungseinrichtung ist ebenfalls aus dem US-Patent US 4,875,663 bekannt, wobei hier die Reinigungseinrichtung als Metallbürste ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit für Betriebspersonal und gleichzeitig den Durchsatz eines Ofens, insbesondere eines Elektrolichtbogenofens, zu erhöhen.

Die Aufgabe wird bei einem Ofen der eingangs genannten Art durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 zu 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 ver- besserte 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. Durch die vorhandene optische Erfassungsein- richtung wird die Sicherheit des Betriebspersonals erhöht, da diese sich bei der Inspektion des Abstichkanals nicht mehr dem Abstichkanal in unmittelbarer Nähe aussetzen müssen. Die optische Erfassungseinrichtung arbeitet vorzugsweise im sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich. Beispielswei- se 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 wer- den. 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.

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.

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 .

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.

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.

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- sehe 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.

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 Küh- lung 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 Erfassungs- einrichtung 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, in- dem 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 .

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 pneumati- scher 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. Vorzugsweise weist die Schieberzunge ein Rahmengestell auf, wobei die optische Erfassungseinrichtung zwischen gegenüberliegen- den Seiten des Rahmengestells angeordnet ist.

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 der- art 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 aufge-

baut werden, um den Metallkranz von der Abstichkanalmündung zu entfernen.

Sofern Reinigungseinrichtung und Verschlusseinrichtung als voneinander baulich unabhängige, vorzugsweise weise permanent, am Ofen 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 Ofen- tiegels mit darin vorliegendem Flüssigmetall.

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, einem an der Schieberzunge angeordneten Kratzer, und eine optische Erfassungseinrichtung zur Aufnahme eines Bildes des Abstichkanals und/oder der Mündung des Abstichkanals aufweist. Die Reinigungseinrichtung kann als kombinierte Reini- gungs- 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 Kolli- sionen 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 Schie- bern und/oder Schieberzungen, der Verschlusseinrichtung und der Reinigungseinrichtung beruhen. Dadurch, dass die Reinigungseinrichtung eine optische Erfassungseinrichtung zur Aufnahme eines Bildes des Abstichkanals und/oder der Abstichka-

nalmündung aufweist, kann auf einfache Weise eine Kontrolle der Abstichkanalmündung und des Abstichkanals erfolgen, was eine Gefährdung von Betriebspersonal vermeidet. Die optische Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise an der verfahrbaren Schieberzunge angeordnet. Dadurch kann erreicht werden, dass die optische Erfassungseinrichtung bereits während des Ent- fernens des Metallkranzes Bilder vom Abstichkanal erfassen kann. Da die Entfernung des Metallkranzes und die Kontrolle des Abstichkanals somit wenigstens teilweise zeitgleich er- folgt, kann der Zeitaufwand zur Wartung der Mündung des Abstichkanals bzw. des Abstichkanals weiter verringert werden, wodurch der Durchsatz des Ofens weiter erhöht werden kann.

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.

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 erhöh- te Lebensdauer der Komponenten der Reinigungseinrichtung und damit der gesamten Reinigungseinrichtung ermöglicht werden.

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 Erfas- sungseinrichtung gekühlt werden, andererseits kann die Optik bzw. das Sichtfeld der optischen Erfassungseinrichtung vor Verschmutzung geschützt werden, indem der Luftstrom Schmutzpartikel ableitet.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche anhand der nachfolgenden Zeichnung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:

FIG 1 eine Schnittdarstellung eines Elektrolichtbogenofens mit einer Reinigungseinrichtung in einem geschlossenen

Zustand, FIG 2 eine Schnittdarstellung eines Elektrolichtbogenofens mit einer Reinigungseinrichtung in einem teilweise geöffneten Zustand, FIG 3 eine Draufsicht auf eine Reinigungseinrichtung in geschlossenem Zustand, FIG 4 eine Draufsicht auf eine Reinigungseinrichtung in einem teilweise geöffneten Zustand,

FIG 5 eine Seitenansicht einer Reinigungseinrichtung in einem teilweise geöffneten Zustand,

FIG 6 eine Draufsicht auf eine kombinierte Reinigungs- und Verschlusseinrichtung.

FIG 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen schematisch dargestellten Elektrolichtbogenofen 1. Der Elektrolichtbogen- ofen 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.

Hinter dem Abstichkanal 2 bzw. der Abstichkanalmündung 3 ist eine Verschlusseinrichtung 4 sichtbar, mittels welcher die Abstichkanalmündung 3 geöffnet oder verschlossen werden kann.

FIG 1 zeigt die Abstichkanalmündung 3 in geöffnetem Zustand nach Abführung des flüssigen Metalls.

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 FIG 1 als ein aus flüssigem Metall erstarrter Metallkranz M ausgebildet. Dieser Metallkranz M ist vor erneutem Verschließen der Abstichkanalmündung 3 zu entfernen.

Hierzu ist eine Reinigungseinrichtung 5' am Boden des Elekt- rolichtbogenofens 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.

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 FIG 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.

Der Schieber 7 ist innerhalb eines Gehäuses 17 angeordnet, welches mit Wasser gekühlt ist. Hierzu ist eine Kühleinrichtung 10 vorgesehen. Diese umfasst in FIG 1 einen Gehäusezu- fluss zur Zuführung von kühlendem Wasser in das Gehäuse 17 und einen Gehäuseabfluss zur Abführung von erwärmtem Wasser aus dem Gehäuse 17.

Die optische Erfassungseinrichtung ist in FIG 1 und FIG 2 aus Gründen der übersichtlichkeit nicht dargestellt, ist jedoch an der verfahrbaren Schieberzunge 8 angeordnet.

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.

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 FIG 1 als eine Mehrzahl von Exzenteraufhängungen ausgebildet. Die Justiereinrichtung 6 kann jedoch auch auf beliebige andere Art und Weise realisiert werden.

FIG 2 zeigt im Wesentlichen denselben Gegenstand wie FIG 1. Jedoch unterscheidet sich der Gegenstand aus FIG 2 vom Gegenstand aus FIG 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 FIG 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.

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.

Die Reinigungseinrichtung 5' weist ferner eine in FIG 1 und FIG 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.

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 ab- schnittsweise verfüllt und es kann erneut flüssiges Metall in den Ofen 1 eingeführt oder flüssiges Metall hergestellt werden .

FIG 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. FIG 3 zeigt ferner eine Kühleinrichtung 10, mittels welcher dem Gehäuse 17 Kühlwasser zu- bzw. abgeführt wird. Das Gehäuse 17 umgibt den Schieber 7.

Der Schieber 7 umfasst die Schieberzunge 8, sowie die pneuma- tischen 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 .

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.

Darüber hinaus kann der im Schieber 7 vorliegende überdruck beispielsweise von der Anströmeinrichtung 11 als Treiber für den Luftstrom verwendet werden, der die optische Erfassungs- einrichtung 9 einerseits kühlt und zum andern derart umspült, dass eine Aufnahme von Bildern, vorzugsweise digitalen Bildern, im Wesentlichen nicht durch Verschmutzungen gestört wird.

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 Schieber- zunge 8 in FIG 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 überwachungszent- rale 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.

Die Gasanschlüsse an der Reinigungseinrichtung 5' für den Betrieb der pneumatischen Schiebezylinder 14 sind in den Figuren 1 bis 6 nicht explizit dargestellt.

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 Rei- nigungseinrichtung 5 ' um drei voneinander unabhängige Achsen ermöglicht .

FIG 4 zeigt die in FIG 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.

Die optische Erfassungseinrichtung, welche beispielsweise als Videokamera ausgebildet ist, ist außerhalb des Gehäuses 17 der Reinigungseinrichtung 5' angeordnet und derart positio- niert, 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 er- fassbare Strahlenspektrum. Vorzugsweise weist das Schutzgehäuse ein Sichtfenster auf, durch welches die optische Erfassungseinrichtung 9 in den Abstichkanal blicken kann.

Die in FIG 4 dargestellte Anströmeinrichtung 11 nutzt zur Be- reitstellung 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 heran- geführt. 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.

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 ab-

gehalten 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 Erfas- sungseinrichtung angeordnet ist.

FIG 5 zeigt eine Seitenansicht der in FIG 4 dargestellten Draufsicht der Reinigungseinrichtung 5'. Die Darstellung dient lediglich der Klarheit und bringt im Wesentlichen keine neuen Gegenstände gegenüber der in FIG 4 gezeigten Reinigungseinrichtung 5' .

FIG 6 zeigt eine Draufsicht einer kombinierten Reinigungsund Verschlusseinrichtung 5'' . Es ist somit keine separate Verschlusseinrichtung, wie sie beispielsweise in FIG 1 und

FIG 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.

Die kombinierte Reinigungs- und Verschlusseinrichtung 5' ' in FIG 6 unterscheidet sich von den Reinigungseinrichtungen 5' der Figuren 1 bis 5 dadurch, dass ein zusätzliches Verschlusselement 13 auf der Schieberzunge 8 angeordnet ist.

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 .

In der Kratzposition kann eine Reinigung der Abstichkanalmündung vorgenommen werden. Insbesondere kann ein Kranz aus er- starrtem 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.

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.

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. arre- tiert, 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.