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Vorrichtung für den Aus- und Einbau eines in einem Mantel
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eines metallurgischen Gefäßes einsetzbaren Kühlkastens Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung für den Aus- und Einbau eines in einem Mantel eines metallurgischen
Gefäßes, insbesondere eines Hochofens, einsetzbaren Kühlkastens, der gegen einen
am Mantel befestigten, den Kühlkasten umgebenden Stützrahmen abgestützt ist.
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Um die Standfestigkeit des feuerfesten Mauerwerkes eines metallurgischen
Gefäßes über möglichst lange Zeiträume zu gewährleisten, werden an den besonders
hoch beanspruchten Stellen des Mauerwerkes von einem Kühlmittel durchflosser.eKühlkästen
eingesetzt. Der Verschleiß des Mauerwerkes wird durch die Kühlung weitgehend gehemmt
und kommt bei besonders intensiver Kühlung sogar nahezu zum Stillstand.
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Eine besonders wirksame Kühlung wird bei Hochöfen durch wasserdurchströmte,
in das Mauerwerk eingebaute Kühlkästen aus Stahl oder Kupfer erzielt, die an ihrem
kalten Ende auf mit dem Ofenpanzer starr und gasdicht verbundenen Stützrahmen auswechselbar
gasdicht befestigt sind. Zur Gewährleistung eines guten Wärmeüberganges zwischen
Kühlkasten und gemauertem Mauerwerk sind die Kühlkästen in eine Mauerwerksschicht
aus Stampfmasse eingebettet. Dadurch lassen sich Ofenreisen in der Dauer zwischen
5 und 10 Jahren erreichen.
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Trotz des Schutzes der Kühlkästen durch das gekühlte Mauerwerk ist
ein Ausfall einzelner Kühlkästen während der langen Ofenreise unvermeidbar. Solche
defekte Kühl-
kästen müssen, um einem örtlichen Überhitzen des Mauerwerkes
entgegenzuwirken, durch intakte Kühlkästen ersetzt werden.
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Der Austausch eines defekten Kühlkastens gegen einen intakten erfolgte
bisher dadurch, daß nach Lösen der Anschlüsse für die Kühlmittelzu- und -abfuhr
und Lösen der den Stützrahmen mit dem Kühlkasten verbindenden Halteelemente der
defekte Kühlkasten durch Einschlagen von Keilen zwischen Kühlkasten und Stützrahmen
gelockert wurde.
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Durch das erforderliche Schlagen wurden besonders Kühlkästen aus Kupfer
leicht an dem noch intakten kalten Ende beschädigt. Der gelockerte Kühlkasten mußte
entlang seiner Längsachse aus der Einbauöffnung gezogen und von der Einbaustelle
abtransportiert werden. Zum Halten der schweren Kühlkästen in der Ausbaustellung
sowie deren Transport aus dem unmittelbaren Ofenbereich wurden Flaschenzüge oder
Seilwinden verwendet. Beim Einbau neuer Kühlkästen mußten die Kühlkästen in Einbaustellung
gebracht und in die zwischen gemauertem Mauerwerk und Kühlkasten eingebrachte Stampfmasse
eingeführt bzw. eingeschlagen werden. Das Einschlagen erfolgte durch Schläge auf
den Flansch, mit dem der Kühlkasten am Stützrahmen montiert wird, wobei die Gefahr
der Beschädigung des noch neuen Kühlkastens an dessen kaltem Ende gegeben war.
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Der Ein- und Ausbau von Kühlkästen erfordern in der beschriebenen
Weise erhebliche körperliche Arbeit und gefährden das damit betraute Personal durch
Hitze und Gasgefahr. An schwer zugänglichen Stellen sind diese Arbeiten außerdem
nur mit hohem Zeitaufwand durchführbar.
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Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten
und stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der Aus- und
Einbau eines Kühlkastens in kurzer Zeit ohne großen körperlichen Kraft-
aufwand
und ohne Gefahr der Beschädigung eines Kühlkastens möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die durch einen
in Umfangsrichtung des metallurgischen Gefäßes verfahrbaren Transportwagen und eine
auf dem Transportwagen senkrecht zum Mantel des metallurgischen Gefäßes verstellbare,
mit dem Kühlkasten verbindbare Kühlkastenhalterung gekennzeichnet ist, wobei eine
zwischen der Kühlkastenhalterung und dem Stützrahmen in Ein- und Ausbaurichtung
des Kühlkastens wirkende Preßvorrichtung vorgesehen ist.
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Zweckmäßig ist die Kühlkastenhalterung an einem senkrecht zum Mantel
des metallurgischen Gefäßes auf dem Transportwagen bewegbaren Oberwagen montiert.
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Um den beengten Platzverhältnissen um den Hochofen Rechnung zu tragen,
ist zweckmäßig der Oberwagen um eine horizontale, senkrecht zur Verfahrrichtung
des Oberwagens angeordnete Achse bzw. Welle kippbar. Dadurch kann der Transportwagen
kurz gebaut werden, und trotzdem ist es möglich, einen Kühlkasten mit dem Transportwagen
seitlich in Umfangsrichtung des Hochofens zu verfahren, ohne mit den benachbarten
Kühlkästen bzw. deren Anschlüssen an die Kühlmittelleitungen in Konflikt zu kommen.
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Die Preßvorrichtung ist zweckmäßig am Oberwagen montiert und als am
Stützrahmen befestigbare Hydraulikzylinder, vorzugsweise mit Schlaghydraulik, ausgebildet.
Die Verwendung einer Schlaghydraulik ist besonders für Kühlkästen aus Kupfer vorteilhaft,
da Kupferkühlkästen sich beim Lösen aus dem Mauerwerk des metallurgischen Gefäßes
leicht verformen können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind als Preßvor-
richtung
zwei Hydraulikzylinder vorgesehen, die diametral zur Achse eines an der Kühlkastenhalterung
montierten Kühlkastens angeordnet sind.
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Zweckmäßig weist der Oberwagen eine in hinterer Position des Oberwagens
am Transportwagen fixierbare Führungseinrichtung auf und ist zwischen dieser Führungseinrichtung
und dem Oberwagen eine den Oberwagen von einer vertikalen in eine horizontale Position
schwenkende Kippvorrichtung, vorzugsweise ein pneumatisch angetriebenes, selbsthemmendes
Schwenkgetriebe, vorgesehen.
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Vorteilhaft weist der Oberwagen längs des Transportwagens verschiebbare,
vorzugsweise entlang von Führungsstangen mittels Kugelbüchsen verschiebbare Konsolen
auf, an denen eine die Kühlkastenhalterung tragende Stützeinrichtung kippbar gelagert
ist.
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Sind Kühlkästen in unterschiedlicher Höhe des metallurgischen Gefäßes
angeordnet, ist vorteilhaft die Kühlkastenhalterung gegenüber dem Transportwagen
heb- und senkbar.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung
und Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1 zeigen. In Fig. 3 ist
die Vorrichtung während des Ausbaues eines Kühlkastens in teilweise geschnittener
Seitenansicht veranschaulicht. Fig. 4 zeigt ein Detail der Vorrichtung während des
Einbaues eines Kühlkastens und Fig. 5 die Vorrichtung in Seitenansicht während des
Transportes eines Kühlkastens. In den Fig. 6 und 7 ist in zu den Fig. 1 und 2 analoger
Darstellung eine weitere Ausführungsform dargestellt.
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Die in den Fig. 1 bis 5 veranschaulichte Ausführungsform
der
erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen entlang von in Umfangs richtung des Hochofens
1 verlaufenden Schienen 2 mittels Räder 3 verfahrbaren Transportwagen 4 auf, der
aus Längs- 5 und Querträgern 6 gebildet ist.
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Mit der Oberseite eines jeden Längsträgers 5 ist ein sich vom hinteren
Ende desselben über etwa 40 % dessen Länge nach vorne erstreckender Aufbau 7 starr
verbunden. Im Aufbau 7 befindet sich eine Ausnehmung 8, die so angeordnet ist, daß
der Aufbau 7 die Form eines liegenden, in Richtung des vorderen Endes des Längs
trägers 5 offenen Zum hat. Die offenen Enden der Schenkel 9 jedes Aufbaues 7 sind
über Distanzstücke 10 mittels einer an der Außenseite des Transportwagens liegenden
Versteifungsplatte 11 verbunden.
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Entlang der Längs träger 5 des Transportwagens 4 ist mittels Räder
12, 13 ein Oberwagen 14 verfahrbar. Die Fahrrichtung des Oberwagens ist, wie aus
Fig. 3 ersichtlich, normal zum Mantel 15 des Hochofens 1 gerichtet.
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Zum Verfahren des Oberwagens 14 sind an der Innenseite eines jeden
Längsträgers 5 des Transportwagens 4 je zwei Schienen 16, 17 angeordnet, und zwar
eine sich über die ganze Länge des Längs trägers in gleichmäßiger Höhe erstreckende
Außenschiene 16 und eine an einem Ende in Form eines Kreisbogens 18 auslaufende
Innenschiene 17.
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Der Oberwagen 14 ist auf einer rechteckigen Grundplatte 19 aufgebaut,
an deren Ecken sich die Räder 12, 13 befinden; u.zw. sind die hinteren Laufräder
12 auf den Außenschienen 16 und die vorderen Spurkranzräder 13 auf den Innenschienen
17 des Unterwagens 4 geführt. Auf der Oberseite der Grundplatte 19 ist ein aus zwei
Ständern-20, 21 und einem Querhaupt 22 bestehender Rahmen starr montiert.
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Mit dem Ständer 20 ist an der Rahmenaußenseite eine Achse
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starr verbunden und über eine Versteifungsstrebe 24 fixiert. Am Ende dieser Achse
23 ist ein aus einer Führungsplatte 25 und zwei Spurplatten 26 gebildetes Führungselement
mittels eines Lagers 27 drehbar gelagert.
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Dieses Führungselement kann auch aus einem Stück gefertigt sein.
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Mit dem Ständer 21 ist an-der Rahmenaußenseite die Tragplatte 28 für
ein Getriebe starr verbunden, das aus einem über eine Antriebswelle 29 über Kegelräder
30, 31 angetriebenen selbsthemmenden Schneckengetriebe besteht, dessen Gehäuse mit
32 bezeichnet ist. Die Abtriebswelle 33 des Getriebes liegt fluchtend zur Achse
23. Mit dem Ende der Abtriebswelle 33 ist ein weiteres Führungselement, welches
dem aus der Führungsplatte 25 und den beiden Spurplatten 26 aufgebauten Führungselement
entspricht, starr verbunden.
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Die beiden aus Führungs- 25 und Spurplatten 26 gebildeten Führungselemente
gelangen mit den Schenkeln 9 der "U"-förmigen Aufbauten 7 in Eingriff, wenn der
Oberwagen 14 seine hintere Position am Transportwagen 4 erreicht (vgl. Fig.
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1 und 2).
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An dem Oberwagen ist eine Kühlkastenhalterung 34, die als Montageplatte
ausgebildet ist, über eine Rippe 35 mit Langloch 36 mittels eines Bolzens 37 an
den beiden Ständern 20 und 21 montiert. Das Langloch 36 ermöglicht eine Verstellung
der Montageplatte 34 in vertikaler Richtung.
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Die Montageplatte 34 ist mit Bohrungen 38 und Ausnehmungen 39 zur
Aufnahme der nicht gezeigten Kühlmittelanschlußstutzen eines Kühlkastens 40 versehen.
In den Ständern 20, 21 sind weiters zwei als doppelwirksame Hydraulikzylinder 41
mit Schlaghydraulik ausgebildete Preßvorrichtungen mit am vorderen Ende des Kolbens
abgesetztem Gewindeende 42 mittels Achsstummel 43 drehbar gelagert.
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Auf das Gewindeende 42 jedes Hydraulikzylinders 41 ist ein Verlängerungsstück
44 mit Innengewinde aufgeschraubt, welches selbst wieder ein abgesetztes Ende mit
Außengewinde aufweist.
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Zum Fixieren des Oberwagens 14 in seiner hinteren Lage am Transportwagen
4 (Fig. 1) dient eine Arretiervorrichtung 45, die aus an der Unterseite der Längsträger
5 gelagerten Hebeln 46 und daran gelenkig befestigten Verriegelungsstangen 47 gebildet
ist. Die Arretiervorrichtung kann über eine Querverbindung 48 von beiden Seiten
bedient werden.
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Die Verriegelungsstangen 47 sind durch Federn 49 vorgespannt und greifen
in angehobener Stellung in Ausnehmungen 50 oder 51 der Führungsplatten 25 ein, wodurch
der Oberwagen 14 am Transportwagen 4 fixiert ist.
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Die Funktion der Vorrichtung ist folgende: Zum Wechsel eines defekten
Kühlkastens 40 wird zunächst die Verrohrung des Kühlkastens abmontiert und werden
die Befestigungselementezwischen Kühlkasten 40 und Stützrahmen 52 gelöst. Sodann
wird der Transportwagen 4 vor den defekten Kühlkasten gefahren und der Oberwagen
14 in die AuQaustellung nach vor verfahren (Fig. 3). Der Kühlkasten 40 wird nun
an die Montageplatte 34 über nicht dargestellte, durch die Bohrungen 38 in der Montageplatte
ragende Bolzen mit Keilschlitz angekeilt. Die Kühlmittelanschlußstutzen des Kühlkastens
40 ragen dabei in die in der Montageplatte 34 vorgesehenen Ausnehmungen 39. Nun
werden die Gewindeenden 42 der Hydraulikzylinder 41 bzw. die Gewindeenden der Verlängerungsstücke
44 in Bohrungen 53 des mit dem Ofenpanzer 15 starr verbundenen Stützrahmens 52 eingefahren,
wodurch die Hydraulikzylinder 41 eine Führung erhalten. Durch Ausfahren der Hydraulikzylinder
41 stützen sich diese am Stützrahmen 52 ab und der Kühlkasten 40 wird unter Betätigung
der Schlaghydraulik aus dem Mauerwerk 54
gelöst. Der Oberwagen
14 wird daraufhin mit dem auf der Montageplatte 34 befindlichen Kühlkasten 40 entlang
des Transportwagens 4 in seine hintere Position verfahren, worauf die Verriegelungsstangen
47 der Arretiervorrichtung 45 in die Ausnehmungen 50 eingerastet werden. Anschließend
erfolgt das Kippen des Oberwagens 14 in die Transportstellung mittels des Schneckengetriebes.
Die vorderen Spurkranzräder 13 des Oberwagens 14 laufen während des Kippvorganges
auf den kreisbogenförmigen Enden 18 der Innenschienen 17. In gekippter Stellung
des Oberwagens 14 stört beim seitlichen Verfahren des Transportwagens 4 die Verrohrung
der benachbarten Kühlkästen nicht und sie braucht daher nicht demontiert zu werden;
die benachbarten Kühlkästen können voll in Betrieb bleiben.
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Der Transportwagen 4 wird danach zu einem geeigneten Montageplatz
gefahren, wo der defekte Kühlkasten 40 von der Montageplatte 34 demontiert und ein
neuer Kühlkasten4D'an der Montageplatte befestigt wird. In der Zwischenzeit wird
die Einbaustelle im Mauerwerk 54 des Hochofens 1 vorbereitet und neue Stampfmasse
55 eingebracht, welche einen guten Wärmeübergang zwischen dem neuen Kühlkasten 40'
und dem gemauerten Mauerwerk 54 gewährleisten soll. Nach Verfahren der Vorrichtung
zur Einbaustelle wird der Oberwagen 14 in Einbaustellung (Fig. 1) gekippt und nach
vor verfahren (Fig. 3). Die Hydraulikzylinder 41 werden ausgefahren und die abgesetzten
Enden der Verlängerungsstücke 44 in Bohrungen 53 des Stützrahmens 52 eingeführt
und an der Rückseite des Stützrahmens mit Muttern 56 fixiert (Fig. 4). Durch Einfahren
der Hydraulikzylinder 41 ohne Betätigung der Schlaghydraulik wird der neue Kühlkasten
in die Stampfmasse 55 gedrückt. Daraufhin werden die Muttern 56 gelöst, der neue
Kühlkasten 40' von der Montageplatte 34 demontiert und der Oberwagen 14 zurückgefahren.
Der Kühlkasten 40' wird an den Stützrahmen 52 gasdicht angeschlossen und die Verrohrung
für die Kühlmittel-
zu- und -abfuhr wieder angebracht.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine geänderte Ausführungsform der Vorrichtung,
welche die Vorteile einfacher Bauweise, geringen Gewichtes und geringen Kraftaufwandes
beim Verfahren des Oberwagens 14 aufweist. Der wesentliche Unterschied zwischen
der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 und der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten
Ausführungsform besteht in der Führung des Oberwagens im Transportwagen.
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Der Transportwagen 4 weist anstelle der Längsträger 5 und der in diesen
angeordneten Außenschienen 16 und Innenschienen 17 Führungsstangen 57 auf, die in
an den Querseiten des Unterwagens angebrachten Querhauptplatten 58 befestigt sind.
Auf jeder der Führungsstangen 57 läuft eine mittels Kugelbüchsen 59 gelagerte Konsole
60, an der das aus den Ständern 20, 21 und dem Querhaupt 22 gebildete Gerüst, an
dem die Kühlkastenhalterung 34 montiert ist, mittels der Achsen 23 und der Abtriebswelle
33 kippbar gelagert ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. So ist
es möglich, den Transportwagen 4 zum Zweck des Transportes vom Ofen zu einem für
das Entfernen ausgebauter Kühlkästen bzw. für das Einbringen eines intakten Kühlkastens
an der Kühlkastenhalterung vorgesehenen Montageplatz mittels eines eigenen in der
Zeichnung nicht dargestellten Fahrwerkes zu verfahren. Sind Kühlkästen in unterschiedlichen
Höhenlagen am metallurgischen Gefäß bzw. Hochofen vorgesehen, so ist es möglich,
die Kühlkastenhalterung gegenüber dem Transportwagen heb- und senkbar am Transportwagen
anzuordnen oder den Transportwagen jeweils in Schienen einzusetzen, die in unterschiedlichen
Höhenlagen das metallurgische Gefäß bzw. den Hochofen umgeben.