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Title:
METHOD FOR OPERATING A SLIDING GATE, AND SLIDING GATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/080274
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a sliding gate for metallurgical vessels in which the sliding gate (10) has at least two fire-resistant gate plates (21, 22), which can be tensioned against one another and which are each arranged inside a respective housing part (17, 19) in a manner that enables them to slide relative to one another. Spring elements (23) are provided in at least one of the housing parts (17, 19) in order to tension the gate plates (21, 22). One gate plate (22) can, with its housing part (19), be slid into a closed or open position by means of a drive element. An offline and/or online diagnosis of the operating state is carried out, in particular, in the area of the gate plates (21, 22, 41, 42) during which one or more variables with regard to dimensions, temperatures, pressures and/or forces are measured at the sliding gate (10, 40) and are evaluated directly or while including additional relevant process parameters in order to be able to locate it during the operating state and, therefore, during an additional use of the sliding gate (10). Interruptions can be largely prevented as a result.

Inventors:
GERBER PIERRE (CH)
BASLER URS (CH)
Application Number:
PCT/EP2003/003006
Publication Date:
October 02, 2003
Filing Date:
March 22, 2003
Export Citation:
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Assignee:
STOPINC AG (CH)
GERBER PIERRE (CH)
BASLER URS (CH)
International Classes:
B22D41/22; B22D41/28; B22D41/38; B22D11/10; (IPC1-7): B22D41/22; B22D41/38; B22D41/28
Foreign References:
US4545406A1985-10-08
US2802483A1957-08-13
JPS5527470A1980-02-27
Attorney, Agent or Firm:
Luchs, Willi c/o Stopinc Aktiengesellschaft Bösch 83a Hünenberg . (CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betrieb eines Schiebeverschlusses für metallurgi sche Gefässe, bei dem der Schiebeverschluss. (10,40) wenigstens zwei gegeneinander verspannbare feuerfeste Verschlussplatten (21,22, 41, 42) aufweist, welche jeweils in einem Gehäuseteil (17,19, 47,49) ge geneinander verschiebbar angeordnet sind, wobei für die Verspannung der Verschlussplatten (21,22, 41,42) Federelemente (23) in wenigstens einem der Gehäuseteile (17,19, 47,49) enthalten sind, und die eine Verschlussplatte (22,42) mit ihrem Gehäuseteil (19,49) von einem An triebsorgan in eine Schliessbzw. Offenstellung verschoben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine offund/oder online Diagnose des Betriebszustandes insbesondere im Bereich der Verschlussplatten (21,22, 41,42) durchgeführt wird, bei der beim Schiebeverschluss (10,40) eine oder mehrere Grössen bezüg lich Abmessungen, Temperaturen, Drücke und/oder Kräfte gemessen und unmittelbar oder unter Einbezug von zusätzlichen relevanten Pro zessparametern ausgewertet werden, um über den betrieblichen Zustand und demzufolge über einen weiteren Einsatz des Schiebeverschlusses (10,40) befinden zu können.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Abmessung die Distanz (53) der jeweils eine Verschlussplatte (21,22, 41,42) aufnehmenden Gehäuseteile (17,19, 47,49) zueinander in Richtung quer zu den PlattenGleitflächen ermittelt und an eine Auswer teeinheit (20) geleitet wird, wobei diese Distanz (53) vorzugsweise an mehreren Stellen gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zu messende Grösse der Druck des Antriebsorganes (25) sowie die Hubposition der verschiebbaren Verschlussplatte (22,42) ermittelt und ausgewertet wird, woraus insbesondere auf die Reibungsverhältnisse und damit auf den Zustand der Verschlussplatten (21,22, 41,42) bei ih ren sich gegenseitig berührenden Gleitflächen (41', 42') geschlossen werden kann.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Temperaturen bei den Gehäuseteilen (17,19, 47,49), bei den Verschlussplatten (21., 22,41, 42) und/oder an anderen Stellen gemessen und ausgewertet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck der die Verschlussplatten (21,22, 41,42) verspannenden Federelemente (23) gemessen wird, um festzustellen, ob eines oder mehrere der Federelemente (23) nicht mehr funktionstüchtig ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung die als Istwerte gemes senen Grössen mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen werden und bei Vorliegen von Abweichungen ausserhalb der Toleranz grenze eine Anzeige oder dergleichen für eine Überprüfung oder ein Notschliessen des Schiebeverschlusses (10,40) erfolgt, oder ein weite rer Einsatz desselben verhindert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert oder der Sollwertbereich der zu messenden Grössen während der Einsatzdauer der Verschlussplatten (21,22, 41,42) durch die Pro zessparameter angepasst wird, bei dem der Verschleiss bei ihren Gleit flächen bzw. bei ihren Durchflussöffnungen und/oder Temperaturverän derungen miteinbezogen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass eine Protokollierung und eine Speicherung der gemessene Grössen des Schiebeverschlusses (10, 40), Angaben über die Pfanne, die abzugiessende Schmelze im Hinblick auf Tempera tur, Behandlung, Giesszeit, etc. durchgeführt wird, die als Prozesspara meter definiert und bei der Bestimmung der Sollwerte mitberücksichtigt werden.
9. Schiebeverschluss insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass für eine offund/oder online Diagnose des Betriebszu standes insbesondere im Bereich der Verschlussplatten (21,22, 42,42) eine oder mehrere Messsonden oder dergleichen bei den Gehäuseteilen (17,19, 47,49), beim Antriebsorgan (25) und/oder an anderen Stellen enthalten sind, mittels denen Abmessungen, Temperaturen, Drücke und/oder Kräfte gemessen und anschliessend ausgewertet werden..
10. Schiebeverschluss nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass die Gehäuseteile (47,49) mit wenigstens einer Messsonde (50) bzw. einem dazugehörigen Messelement (52) ausgestattet sind, mittels welchen als Abmessung eine Distanz (53) der beiden Gehäuseteile zu einander in Richtung quer zu den PlattenGleitflächen (41', 42') ermittelt und jeweils über eine an die Auswerteeinheit (20) geleitet wird.
Description:
Verfahren zum Betrieb eines Schiebeverschlusses sowie Schiebe- verschluss Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Schiebeverschlus- ses für metallurgische Gefässe, bei dem der Schiebeverschluss wenig- stens zwei gegeneinander verspannbare feuerfeste Verschlussplatten aufweist, welche jeweils in einem Gehäuseteil an Gleitflächen gegenein- ander verschiebbar angeordnet sind, wobei für die Verspannung der Ver- schlussplatten Federelemente in wenigstens einem der Gehäuseteile enthalten sind, und die eine Verschlussplatte mit ihrem Gehäuseteil von einem Antriebsorgan in eine Schliess-bzw. Offenstellung verschoben werden kann.

Schiebeverschlüsse werden insbesondere bei Stranggiessanlagen an Pfannen oder Verteilerbehältern für ein geregeltes Abgiessen der Stahl- schmelze eingesetzt. Die in dem Schiebeverschluss verwendeten feuer- festen Verschlussplatten und feuerfesten Hülsen, durch welche die flüs- sige Stahlschmeize abfliesst, wie auch die diese tragende Mechanik sind einem relativ starken Verschleiss ausgesetzt. Die Platten und Hülsen müssen daher des öfteren ausgewechselt werden.

Zur Erzielung einer hohen Wirtschaftlichkeit werden diese feuerfesten Teile so oft als möglich im Schiebeverschluss belassen und eingesetzt.

Wie manche Pfannenentleerungen mit den Verschlussplatten und Hülsen gefahren werden kann, wird durch das Bedienpersonal anhand von Sichtkontrollen und Erfahrungswerten festgelegt. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass aufgrund von Fehleinschätzungen oder ungenügen- den Kontrollmöglichkeiten Durchbrüche entstehen, bei denen die Stahl- schmelze unkontrolliert im Schiebeverschluss ausfliessen und dadurch letzteren beschädigen oder gar zerstören kann. Dies trifft auch bei Fehl- montagen der Schiebeverschlüsse zu, bei denen beispielsweise nur un- genügend Mörtel zwischen den Feuerfestteilen vorgesehen wird.

Ausgehend davon wurde der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu- grundegelegt, ein Verfahren zum Betrieb eines Schiebeverschlusses nach der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mittels welchem die Betriebssicherheit erhöht und sich anbahnende Betriebsstörungen, wie Durchbrüche, frühzeitig erkannt werden können.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine off- und/oder online Diagnose des Betriebszustandes insbesondere im Be- reich der Verschlussplatten durchgeführt wird, bei der beim Schiebever- schluss eine oder mehrere Grössen bezüglich Abmessungen, Tempera- turen, Drücke und/oder Kräfte gemessen und unmittelbar oder unter Ein- bezug von zusätzlichen relevanten Prozessparametern ausgewertet wer- den, um über den betrieblichen Zustand und demzufolge über einen weiteren Einsatz des Schiebeverschlusses befinden zu können.

Mit diesem erfindungsgemässen Verfahren können Betriebsstörungen und insbesondere Durchbrüche, bei welchen oft die gesamte Schiebe- verschlussmechanik und womöglich auch Teile der Stranggiessanlage zerstört werden, weitgehend vermieden werden. Insbesondere können auch Fehimontagen am Schieberverschluss erkannt und auch hieraus Durchbrüche verhindert werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführung wird als Abmessung die Distanz der jeweils eine Verschlussplatte aufnehmenden Gehäuseteile zueinander in Richtung quer zu den Platten-Gleitflächen ermittelt und an eine Auswer- teeinheit geleitet, wobei diese Distanz vorzugsweise an mehreren Stellen gemessen wird. Mit der Messung dieser Distanzen der beiden Gehäuse- teile zueinander können insbesondere die Positionen der Ver- schlussplatten hinsichtlich ihrer Veränderung quer zu den Gleitflächen diagnostiziert und damit sich bildende Bleche zwischen den Platten er- fasst werden.

Vorzugsweise wird als zu messende Grösse der Druck des Antriebsorga- nes sowie die Hubposition der verschiebbaren Verschlussplatte ermittelt und ausgewertet, woraus insbesondere auf die Reibungsverhältnisse und damit auf den Zustand der Verschlussplatten bei ihren sich gegenseitig berührenden Gleitflächen geschlossen werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schiebeverschlusses sowie einer Auswerteeinheit, die nach dem erfindungsgemässen Ver- fahren arbeiten, und Fig. 2 einen Querschnitt eines Schiebeverschlusses mit einer Messan- ordnung.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schiebeverschluss 10 an einem teilweise dargestellten metallurgischen Gefäss 15, bei dem es sich beispielsweise um eine Stahlschmelze enthaltende Pfanne einer Stranggiessanlage handelt. Von dem Gefäss 15 sind ein Stahlmantel 11, eine feuerfeste Auskleidung 12, ein Lochstein 14 sowie eine feuerfeste Hülse 13 mit ei- nem Auslass 16 veranschaulicht.

Der Schiebeverschluss 10 hat ein oberes Gehäuseteil 17, in dem eine feuerfeste Verschlussplatte 21 befestigt ist. In einem weiteren Gehäu- seteil 19 ist die verschiebbare Verschlussplatte 22 gehalten, wobei der Gehäuseteil 19 in einem Gehäuserahmen 18 geführt ist und von einem Antriebsorgan 25 in eine Offenstellung-wie dargestellt-oder in eine Schliessstellung bewegbar ist. Dieses Antriebsorgan 25 ist als hydrauli- sche Kolben/Zylinder-Einheit ausgebildet und demnach über Leitungen 26,27 von einem Hydraulikaggregat 29 gespiesen. Ferner sind die Ver- schlussplatten 21,22 von Federelementen 23 aneinandergepresst, so dass zwischen diesen eine ausreichende Abdichtung vorhanden ist.

Mit dem Verfahren zum Betrieb des Schiebeverschlusses 10 wird erfin- dungsgemäss eine off-und/oder online Diagnose des Betriebszustandes insbesondere im Bereich der Verschlussplatten 21,22 durchgeführt, bei der beim Schiebeverschluss 10 mehrere Grössen bezüglich Abmessun- gen, Temperaturen, Drücke und/oder Kräfte gemessen und unmittelbar oder unter Einbezug von zusätzlichen relevanten Prozessparametern ausgewertet werden, um über den betrieblichen Zustand und demzufolge über den Einsatz des Schiebeverschlusses 10 befinden zu können.

Bei der Auswertung werden die als Istwerte gemessenen Grössen mit einem Sollwert oder einem Sollwertbereich verglichen und bei Vorliegen von Abweichungen ausserhalb der Toleranzgrenze eine Anzeige oder dergleichen für eine Überprüfung oder ein Notschliessen des Schiebe- verschlusses erfolgt.

Im Rahmen der Erfindung wird als eine der zu messenden Grössen der Druck des Antriebsorganes sowie die Hubposition der verschiebbaren Verschlussplatte ermittelt und ausgewertet, woraus insbesondere auf die Reibungsverhältnisse und damit auf den Zustand der Verschlussplatten bei ihren sich gegenseitig berührenden Gleitflächen geschlossen werden kann. Zu diesem Zwecke sind den Versorgungsleitungen 26,27 für den Zylinder Druckmessdosen 28 zugeordnet, welche die aktuellen Drücke messen und entsprechende Signalwerte über elektrische Leitungen 28' an eine Auswerteeinheit 20 liefern.

Bei einer Messung des Druckes des Antriebsorganes können Aufschlüs- se über die Reibungsverhältnisse der Platten 21,22 in Abhängigkeit der Hubposition der Schieberplatte 22 zur Bodenplatte 21 und auch über die Anpressdrücke der Federelemente 23 erhoben werden. Bei einer Abwei- chung von einem entsprechenden Sollwert kann je nach Grösse der Ab- weichung ein Weitergiessen gestoppt, oder nach dem Fertiggiessen der Schiebeverschluss einer entsprechenden Überprüfung unterzogen und eine allfällige Auswechslungen der Verschlussplatten oder anderer de- fekter Teile vorgenommen werden. Sobald die nach der Kontrolle ge- messenen Werte wieder innerhalb des Sollwertes liegen, kann der Schiebeverschluss wieder eingesetzt werden.

Als weitere Grössen werden die Temperaturen nahe bei den Ver- schlussplatten 21,22 gemessen. Zu diesem Zwecke sind die Gehäuse- teile 17,19 an verschiedenen Stellen mit Messsonden 31,32 bestückt, welche die aktuellen Temperaturen messen und diese über entspre- chende elektrische Leitungen 33,34 an die Auswerteeinheit 20 übermit- teln. Mit diesen Temperaturmessungen können allfällige Lecks, bei de- nen flüssiger Stahl zwischen Platte und Hülse oder zwischen den Platten austreten würde, frühzeitig festgestellt und Durchbrüche verhindert wer- den. Sobald zumindest eine dieser Temperaturen von einem vorgegeb- nen Wert abweicht, kann je nach Stärke der Abweichung entweder ein sofortiges Schliessen des Verschlusses oder aber eine Mitteilung für ei- ne Überprüfung erfolgen.

Zweckmässigerweise umfasst die Auswerteeinheit 20 einen Computer mit einem Bildschirm 61 und einer Tastatur 62 zur Programmierung und zur Menueführung für die Abwicklung des Verfahrens. Des weiteren sind noch eine Notleuchte 63 und ein Alarm 64 angedeutet, mittels denen allfällige betriebliche Störungen beim Schiebeverschluss hörbar bzw. sichtbar gemacht werden können. Die Auswerteeinheit 20 könnte selbst- verständlich auch mit einem externen Computer bzw. Zentralrechner bei- spielsweise in einer Kontrollzentrale verbunden sein.

Ferner kann auch noch der Anpressdruck der die Verschlussplatten 21, 22 verspannenden Federelemente 23 gemessen werden, um festzustel- len, ob eines oder mehrere der Federelemente 23 nicht mehr funktion- stüchtig ist. Eine solche Messung kann durch einen Dehnmessstreifen oder einem Piezoelement oder dergleichen ausgeführt werden.

Sowohl diese Druckmessungen als auch die Temperaturmessungen kön- nen online, d. h. während des Abgiessens, und/oder offline, d. h. nach dem Giessen, wenn der Schiebeverschluss zusammen mit der Pfanne an einen Montageplatz gebracht worden ist, durchgeführt werden.

Der Sollwert oder der Sollwertbereich der durch die zusätzlichen Pro- zessparameter zu messenden Grössen kann während der Einsatzdauer des Schiebeverschlusses angepasst werden. So kann sich zum Beispiel der Verschleiss der Verschlussplatten bei ihren Gleitflächen bzw. bei ih- ren Durchflussöffnungen auf die Temperaturen bei den Messonden 31, 32 auswirken. Ebenso kann sich eine Temperaturerhöhung mit der Zeit- dauer des Einsatzes des Verschlusses einstellen, ohne dass dabei ir- gendwelche Fehler vorliegen. Diese Veränderungen werden als solche Prozessparameter definiert, welche bei der Auswertung der gemessenen Grössen mitberücksichtigt werden.

Als weitere Besonderheit des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorge- sehen, dass eine Protokollierung und eine Speicherung der gemessenen Grössen des Schiebeverschlusses Angaben über die Pfanne, die abzu- giessende Schmelze im Hinblick auf Temperatur, Behandlung, Giesszeit, etc. durchgeführt wird. Diese gespeicherten Grössen dienen ebenfalls als Prozessparameter, die bei der Auswertung herangezogen werden und anhand von denen die Sollwerte angepasst und auch Filterungen bei Vergleichen von gemessenen Grössen mit den Sollwerten vorgenommen werden, um Fehlalarme möglichst zu auszuschliessen.

Fig. 2 zeigt einen Schiebeverschluss 40, der in der Druckschrift WO-A- 00/6325 ausführlich beschrieben und daher nachfolgend nur in den für die Erfindung relevanten Details erläutert ist. Es ist ein an einem Gefäss 35 fixiertes oberes Gehäuseteil 47 vorgesehen, eine darin befestigbare Verschlussplatte 41 sowie ein unteres Gehäuseteil 49, in dem eine feu- erfeste Verschlussplatte 42 gehalten ist, die senkrecht zur Bildebene beweglich angeordnet ist. Zu diesem Zwecke sind Rollenführungen 44 am oberen Gehäuseteil 47 befestigt, durch welche das an diesen ge- führte Gehäuseteil 49 beweglich gehalten ist. Durch die Federelemente wird bei diesen Rollenführungen 44 die untere an die obere Ver- schlussplatte 41,42 bewirkt wird.

Im Rahmen der Erfindung sind die Gehäuseteile 47,49 mit Vorteil beid- seitig mit je zwei im Abstand zueinander angeordnete Messsonden 50 ausgestattet, mittels welchen die Distanz 53 der beiden Gehäuseteile zueinander in Richtung quer zu den Platten-Gleitflächen 41', 42'ermittelt und jeweils über eine angedeutete Leitung 51 an die Auswerteeinheit 20 geleitet wird. Von diesen am oberen Gehäuseteil 47 befestigten Mess- sonden 50 wird jeweils eine Distanz 53 bis zu einem Messelement 52 gemessen, welches am unteren Gehäuseteil 49 fixiert ist.

Vorteilhaft sind diese Messsonden 50 und Messelemente 52 auf nicht näher veranschaulichte Weise eingekapselt, damit diese gegen Beschä- digungen geschützt sind. Sie könnten auch unmittelbar in den Gehäuse- teilen 47,49 integriert sein. Im Prinzip würde auch nur eine Messsonde 50 genügen.

Mit der Messung dieser Distanzen 53 bzw. der linearen Veränderungen der beiden Gehäuseteile 47,49 zueinander können insbesondere die Positionen der Verschlussplatten 41,42 hinsichtlich ihrer Veränderung quer zu den Gleitflächen 41', 42'diagnostiziert werden. Wenn beispiels- weise Stahlschmelze zwischen die Platten eindringt, so kann sich dort dazwischen ein dünnes Blech bilden, welches bewirken kann, dass die Platten auseinandergedrückt werden und damit das Risiko entsteht, dass zwischen diesen Platten bei den Gleitflächen unkontrolliert Stahischmel- ze ausfliesst.

Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ausrei- chend dargetan. Sie liesse sich jedoch noch in anderen Varianten dar- stellen.

Im Prinzip könnte beim Schiebeverschluss auch nur eine der oben näher umschriebenen Grössen bezüglich Abmessungen, Temperaturen, Drücke und/oder Kräfte gemessen und vorzugsweise programmgesteuert aus- gewertet werden.