EP3019432B1 - Vorrichtung zum anheben und wieder absetzen einer pfanne, anlage mit einer solchen vorrichtung und verfahren - Google Patents

Vorrichtung zum anheben und wieder absetzen einer pfanne, anlage mit einer solchen vorrichtung und verfahren Download PDF

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EP3019432B1
EP3019432B1 EP14736683.5A EP14736683A EP3019432B1 EP 3019432 B1 EP3019432 B1 EP 3019432B1 EP 14736683 A EP14736683 A EP 14736683A EP 3019432 B1 EP3019432 B1 EP 3019432B1
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EP
European Patent Office
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handling device
struts
ladle
elements
metal
Prior art date
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Active
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EP14736683.5A
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English (en)
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EP3019432A1 (de
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Andreas Harter
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C17/00—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports
    • B66C17/06—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports specially adapted for particular purposes, e.g. in foundries, forges; combined with auxiliary apparatus serving particular purposes
    • B66C17/10—Overhead travelling cranes comprising one or more substantially horizontal girders the ends of which are directly supported by wheels or rollers running on tracks carried by spaced supports specially adapted for particular purposes, e.g. in foundries, forges; combined with auxiliary apparatus serving particular purposes for transporting ladles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/12—Travelling ladles or similar containers; Cars for ladles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
    • B66F3/46—Combinations of several jacks with means for interrelating lifting or lowering movements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0075—Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072—Treatment with gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum

Definitions

  • the invention relates to a device for lifting and resetting a pan for the treatment of liquid metal in the pan by means of a treatment device. Furthermore, the invention relates to a plant for the treatment of liquid metal, in particular a plant for degassing of liquid metal, such as a Ruhrstahl-Heraeus plant (RH plant), with such a device. The invention further relates to a method for the treatment of liquid metal in a pan by means of a treatment device and a method for changing a treatment device of such a system.
  • a known treatment method is, for example, the degassing of liquid metal to remove residues of oxygen and / or other gases from the molten metal.
  • This process is usually carried out in an RH plant (Ruhrstahl-Heraeus plant).
  • the liquid metal in a so-called ladle (hereinafter referred to only as a pan) positioned below a treatment device.
  • the treatment device for example a treatment vessel with an evacuatable interior space, has at least one inlet opening on its underside, as well as an outlet opening as a rule. For the treatment of the liquid metal in the pan this is introduced through the inlet opening into the interior, in particular sucked.
  • the pan is usually lifted by a device, so that the inlet opening and optionally the outlet opening dipping into the liquid metal and during the treatment, no air can penetrate into the interior.
  • the metal is treated, in particular degassed, and flows after the treatment process back to the pan. The pan is then lowered back down with the device.
  • the WO 2012000218 A discloses a ladle lifting system comprising a frame structure raised by means of hydraulic cylinders.
  • the frame construction, as well as the filled with liquid metal pan itself, has a high weight and requires correspondingly powerful designed lifting cylinder.
  • the object of the invention is to provide a flexible and inexpensive device and a method suitable for lifting a pan. It is another object of the invention to provide an easy-to-maintain system comprising such a device.
  • the device according to the invention has the advantage that in comparison to known devices, the weight to be lifted is significantly reduced and therefore smaller-sized positioning elements with reduced energy requirements can be used. While in the prior art often heavy and inflexible frame structures are used as part of the device, light and independently movable crossbars are used here, the themselves and their positioning elements can be independently maintained or replaced.
  • the substrate can be formed by a foundation, a supporting structure, a hall floor, etc.
  • each crossbar is guided in a vertical guide rail.
  • swinging or oscillation of the crossbar in the horizontal direction is reliably prevented. Damage to the connected with a cross bar at least one positioning element is reliably avoided. It is particularly preferred to guide both ends of each crossbar in each case a guide rail.
  • the respective guide rail has in particular a longitudinal axis which runs parallel to the longitudinal axes of the metal struts.
  • the respective guide rail is formed integrally with a metal strut.
  • a metal strut may have an engagement groove in which one end of the crossbar is guided.
  • the guide rail can be mounted spaced from a metal strut or fixed to a cross strut or ground without connection to a metal strut.
  • this comprises four metal struts. These are, seen in plan view, arranged in particular at the vertices of a rectangle. But also a device with three metal struts has been proven, the metal struts are then seen in plan view arranged at the vertices of an isosceles or equilateral triangle.
  • Only one positioning element or several positioning elements can be provided per crossbar. In particular, however, two positioning elements are provided. This allows mutual protection of the positioning elements in case of failure or failure of one of the positioning elements, wherein the transverse bar attached thereto is secured against an uncontrolled vertical movement.
  • the crossbars each have at least one, possibly movable, treatment device receiving element, wherein the treatment device with the aid of the treatment device receiving elements is receivable.
  • the treatment device receiving elements are used when maintenance or replacement of the treatment device is required. Further details on the operation of the treatment device receiving elements follow below.
  • the positioning element for moving a crossbar and / or the further positioning element for moving a treatment device receiving element is preferably designed as a hydraulic cylinder.
  • the positioning element for moving a crossbar may alternatively also be formed by at least one cable pull system.
  • the object of the invention is further achieved by a plant for the treatment of liquid metal in a pan, comprising a device according to the invention and a treatment device, wherein the treatment device is releasably secured to the metal struts and / or the transverse struts of the device.
  • the system according to the invention has the above-mentioned advantages of the device and optionally offers a fast and cost-effective possibility for changing the treatment device.
  • the treatment device is fastened with fastening means to the metal struts and / or cross struts and to other parts of the system, which can be activated and released in particular automatically by means of a remote control.
  • fastening means to the metal struts and / or cross struts and to other parts of the system, which can be activated and released in particular automatically by means of a remote control.
  • the system preferably further comprises a transport system for transporting the pan in a transport device, in particular a trolley, to the treatment device.
  • a transport device in the form of a trolley, a rail system is generally required, on which the trolley moves.
  • a transport device in the form of a trolley
  • an autonomous vehicle that transports the pan under the treatment facility.
  • the system is one in which the treatment device is set up for degassing the liquid metal.
  • the plant is an RH plant.
  • the treatment device in this case has an evacuatable interior, which is connected to at least one system part comprising at least one vacuum pump.
  • the connection is realized by one or more pipes which connect the interior with the at least one vacuum pump.
  • a method for the treatment of liquid metal in a pan by means of a treatment device has proven to be advantageous, wherein the pan by means of the inventive Device is raised so far that the liquid metal in the pan by means of the treatment device is treatable.
  • the treatment device has an inlet opening and an outlet opening, wherein the pan is raised so far that the inlet opening and the outlet opening are immersed in the liquid metal.
  • the method according to the invention provides a fast and cost-effective possibility for changing the treatment device. While conventional plants with high personnel and time must be maintained, the use of a device according to the invention in a system here offers significant advantages.
  • the treatment device receiving elements are optionally designed to be movable. They are then preferably moved and positioned by means of further positioning elements.
  • the treatment device For the method for changing the treatment device, it has proved to be particularly favorable when the treatment device is fastened to the metal struts and / or cross struts and other parts of the system with fasteners and, in particular automatically, activated and released by means of a remote control. This allows a particularly fast coupling and uncoupling of the treatment device during maintenance.
  • FIG. 1 schematically shows a device 1 for lifting and resetting a pan 9 for the treatment of liquid metal 8 in the pan 9 in the side view (see also FIGS. 2 and 3 to pan 9 and liquid metal 8).
  • the device 1 comprises four metal struts 2, only two of which are visible here.
  • the metal struts 2 are interconnected by transverse struts 2a.
  • two transverse bars 5 are present, which are connected by means of positioning elements 4 in the form of hydraulic cylinders with the transverse struts 2a.
  • Pro crossbar 5 two positioning elements 4 are provided, which are adapted to move the associated crossbar 5 in the z-direction or opposite thereto.
  • Each crossbar 5 is connected to a pan receiving element 7, by means of which the pan 9 is receivable.
  • Per pan receiving element 7 is a positioning means 4 'for aligning a position of the respective pan receiving element 7 is present.
  • On the metal struts 2 guide rails 2b are mounted, on which the two ends of each cross
  • FIG. 2 shows a system 100 with a device 1 similar FIG. 1 in the side view. Same reference numerals as in FIG. 1 identify similar elements.
  • the metal struts 2 of the device 1 are fastened to a substrate 20.
  • a treatment device 3 is arranged and fastened by means of fastening means 15.
  • plant parts 22 can be seen, which establish a connection between the treatment device 3 and a vacuum pump, not shown here, for evacuating the interior 3a of the treatment device 3.
  • the pan 9 has two gripping elements 11, which are received by the pan receiving elements 7 in order to raise the pan 9 with it.
  • the pan 9 is located on a trolley 17 and was transported with the help of the treatment device 3.
  • FIG. 3 shows the system 100 according to FIG. 2 in longitudinal section, the pan 9 but is shown in the raised state. Same reference numerals as in FIG. 2 identify similar elements.
  • the treatment device 3 has an inlet opening 13 and an outlet opening 13 '(see FIG FIG. 4 ) immersed in the liquid metal 8.
  • the liquid metal 8 is sucked after starting an evacuation of the interior 3a via the inlet opening 13 into the interior 3a, there degassed and flows through the outlet opening 13 'in the pan 9 back.
  • FIG. 4 shows the system 100 according to FIG. 2 in the front view. Same reference numerals as in FIG. 2 identify similar elements.
  • treatment device receiving elements 21 for receiving the treatment device 3 in the case of maintenance recognizable.
  • the treatment device receiving elements 21 are here rigidly fixed to the two crossbars 5, but may alternatively be designed to be movable and moved and not shown here further positioning elements and positioned.
  • the treatment device 3 has projections 14, on which the treatment device receiving elements 21 engage in raising the crossbar 5 and cause a weight relief in the region of the fastening means 15, so that they can be solved in a simple manner.
  • FIG. 5 shows the system 100 according to FIG. 4 with raised pan 9. Same reference numerals as in FIG. 4 identify similar elements.
  • the pan 9 is raised and moved in the direction of treatment device 3 until it dips into the liquid metal 8 (see FIG. 3 ).
  • the crossbars 5 run at its two ends in the guide rails 2b.
  • FIG. 6 shows a section FIG. 5 in the area of the transom 5 for a better overview in three-dimensional representation. Same reference numerals as in FIG. 5 identify similar elements.
  • FIG. 7 shows the system according to FIG. 4 in maintenance mode. Same reference numerals as in FIG. 4 identify similar elements.
  • the crossbars 5 are moved so far upwards by the positioning elements 4 that the treatment device receiving elements 21 couple to the projections 14 of the treatment device 3 and the fastening elements 15 are relieved of the weight of the treatment device 3.
  • a trolley 17 with a receiving element 17 'for receiving the treatment device 3 is arranged below the treatment device 3. In this position, the fastening means 15 are released. The fastening means 15 between the other system parts 22 and the treatment device 3 is solved.
  • FIG. 8 shows the system according to FIG. 7 in section VIII-VIII. Same reference numerals as in FIG. 7 identify similar elements. Two of the fastening means 15 are already solved by the treatment device 3 and two are not yet shown solved.
  • FIG. 9 shows the system according to FIG. 7 with on the receiving element 17 'lowered treatment device 3.
  • the same reference numerals as in FIG. 7 identify similar elements.
  • the trolley 17 including the receiving element 17 'and the treatment device can now be removed.
  • another - possibly new or reconditioned - treatment device is transported to another trolley with receiving element.
  • the further treatment device is received by means of the treatment device receiving elements 21, lifted and fixed via the fastening means 15.
  • the empty trolley including receiving element is transported away.
  • the system can be used again for the treatment of liquid metal.
  • FIGS. 1 to 9 show only examples of how the treatment device, the treatment device receiving elements, the pan receiving elements, the guide rails, the positioning elements, etc. may be formed. However, with the knowledge of the present invention, a person skilled in the art will readily be able to discover a multitude of further possibilities as to how a device according to the invention or a system according to the invention can be formed without having to be inventive.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anheben und wieder Absetzen einer Pfanne zur Behandlung von flüssigem Metall in der Pfanne mittels einer Behandlungseinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anlage zur Behandlung von flüssigem Metall, insbesondere eine Anlage zur Entgasung von flüssigem Metall, wie eine Ruhrstahl-Heraeus-Anlage (RH-Anlage), mit einer solchen Vorrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Behandlung von flüssigem Metall in einer Pfanne mittels einer Behandlungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Wechseln einer Behandlungseinrichtung einer solchen Anlage.
  • Zur Erhöhung der Qualität von Metallen werden diese bei Bedarf in geschmolzenem Zustand behandelt. Eine bekannte Behandlungsmethode ist beispielsweise die Entgasung von flüssigem Metall, um Reste von Sauerstoff und/oder weiteren Gasen aus der Metallschmelze zu entfernen. Dieses Verfahren wird in der Regel in einer RH-Anlage (Ruhrstahl-Heraeus-Anlage) durchgeführt. Dazu wird das flüssige Metall in einer sogenannten Gießpfanne (im Folgenden nur als Pfanne bezeichnet) unterhalb einer Behandlungseinrichtung positioniert. Die Behandlungseinrichtung, beispielsweise ein Behandlungsgefäß mit einem evakuierbaren Innenraum, weist an ihrer Unterseite mindestens eine Einlassöffnung, weiterhin in der Regel auch eine Auslassöffnung auf. Zur Behandlung des in der Pfanne befindlichen flüssigen Metalls wird dieses durch die Einlassöffnung in den Innenraum eingebracht, insbesondere eingesaugt. Dazu wird die Pfanne in der Regel durch eine Vorrichtung angehoben, so dass die Einlassöffnung und gegebenenfalls die Auslassöffnung in das flüssige Metall eintauchen und während der Behandlung keine Luft in den Innenraum eindringen kann. In der Behandlungseinrichtung wird das Metall behandelt, insbesondere entgast, und fließt im Anschluss an den Behandlungsvorgang wieder in die Pfanne zurück. Die Pfanne wird danach mit der Vorrichtung wieder nach unten abgesenkt.
  • Die WO 2012000218 A offenbart ein Pfannenhebesystem aufweisend eine Rahmenkonstruktion, die mittels Hydraulikzylindern angehoben wird. Die Rahmenkonstruktion, wie auch die mit flüssigem Metall gefüllte Pfanne selbst, weist ein hohes Eigengewicht auf und erfordert entsprechend leistungsstark ausgelegte Hubzylinder.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible und kostengünstige Vorrichtung sowie ein dafür geeignetes Verfahren zum Anheben einer Pfanne anzugeben. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfach zu wartende Anlage, umfassend eine solche Vorrichtung, anzugeben.
  • Die Aufgabe wird für die Vorrichtung zum Anheben und wieder Absetzen einer Pfanne zur Behandlung von flüssigem Metall in der Pfanne mittels einer Behandlungseinrichtung gelöst, wobei die Vorrichtung umfasst:
    • mindestens drei vertikal ausgerichtete Metallstreben,
    • mindestens zwei horizontal ausgerichtete Querstreben, wobei eine jede Querstrebe zwei der Metallstreben miteinander verbindet und an diesen befestigt ist,
    • zwei Querbalken, wobei ein jeder Querbalken in vertikaler Richtung beweglich mit einer der Querstreben verbunden ist,
    • mindestens ein Positionierungselement zur Bewegung jeweils eines Querbalkens, wobei jedes Positionierungselement einerseits mit einer der Querstreben und andererseits mit einem der Querbalken verbunden ist, derart dass die Querbalken voneinander unabhängig beweglich sind,
    • jeweils ein mit dem jeweiligen Querbalken verbundenes Pfannenaufnahmeelement, mittels welchem die Pfanne aufnehmbar ist, und
    • mindestens ein Positionierungsmittel zur Ausrichtung einer Position des jeweiligen Pfannenaufnahmeelementes.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen das anzuhebende Gewicht deutlich verringert ist und daher geringer dimensionierte Positionierungselemente mit verringertem Energiebedarf verwendbar sind. Während im Stand der Technik oft schwere und unflexible Rahmenkonstruktionen als Teil der Vorrichtung zum Einsatz kommen, werden hier leichte und unabhängig voneinander bewegliche Querbalken eingesetzt, die selbst und deren Positionierungselemente unabhängig voneinander gewartet oder ausgetauscht werden können.
  • Dabei hat es sich bewährt, wenn die Metallstreben an einem ihrer Enden zur Fixierung in einem Untergrund vorgesehen sind. Der Untergrund kann dabei durch ein Fundament, eine Tragkonstruktion, einen Hallenboden usw. gebildet sein.
  • Bevorzugt wird mindestens ein Ende der beiden Enden eines jeden Querbalkens in einer vertikalen Führungsschiene geführt. Dadurch wird ein Schwingen oder Pendeln der Querbalken in horizontaler Richtung zuverlässig verhindert. Eine Beschädigung des mit einem Querbalken verbundenen mindestens einen Positionierungselements wird zuverlässig vermieden. Besonders bevorzugt ist es, beide Enden eines jeden Querbalkens in jeweils einer Führungsschiene zu führen.
  • Die jeweilige Führungsschiene weist insbesondere eine Längsachse auf, die parallel zu den Längsachsen der Metallstreben verläuft. Bevorzugt ist die jeweilige Führungsschiene einstückig mit einer Metallstrebe ausgebildet. Dazu kann eine Metallstrebe eine Eingriffsnut aufweisen, in der ein Ende des Querbalkens geführt wird. Alternativ kann die Führungsschiene beabstandet von einer Metallstrebe an dieser montiert sind oder ohne Verbindung zu einer Metallstrebe an einer Querstrebe oder am Untergrund befestigt sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst diese vier Metallstreben. Diese sind, in der Draufsicht gesehen, insbesondere an den Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet. Aber auch eine Vorrichtung mit drei Metallstreben hat sich bewährt, wobei die Metallstreben dann in der Draufsicht gesehen an den Eckpunkten eines gleichschenkeligen oder gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind.
  • Pro Querbalken können lediglich ein Positionierungselement oder auch mehrere Positionierungselemente vorgesehen sein. Insbesondere aber werden zwei Positionierungselemente vorgesehen. Dies ermöglicht eine gegenseitige Absicherung der Positionierungselemente bei einem Ausfall oder Versagen eines der Positionierungselemente, wobei der daran befestigte Querbalken gegen eine unkontrollierte vertikale Bewegung gesichert ist.
  • Bevorzugt weisen die Querbalken jeweils mindestens ein, gegebenenfalls bewegliches, Behandlungseinrichtungsaufnahmeelement auf, wobei die Behandlungseinrichtung mit Hilfe der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente aufnehmbar ist. Zur optionalen Bewegung eines jeden Behandlungseinrichtungsaufnahmeelements ist vorzugsweise jeweils mindestens ein weiteres Positionierungselement vorhanden. Die Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente kommen dann zum Einsatz, wenn eine Wartung oder ein Austausch der Behandlungseinrichtung erforderlich ist. Nähere Ausführungen zur Funktionsweise der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente folgen weiter unten.
  • Das Positionierungselement zur Bewegung eines Querbalkens und/oder das weitere Positionierungselement zur Bewegung eines Behandlungseinrichtungsaufnahmeelements ist bevorzugt als Hydraulikzylinder ausgebildet.
  • Das Positionierungselement zur Bewegung eines Querbalkens kann alternativ auch durch mindestens ein Seilzugsystem ausgebildet sein.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Anlage zur Behandlung von flüssigem Metall in einer Pfanne gelöst, aufweisend eine erfindungsgemäße Vorrichtung und eine Behandlungseinrichtung, wobei die Behandlungseinrichtung an den Metallstreben und/oder den Querstreben der Vorrichtung lösbar befestigt ist. Die erfindungsgemäße Anlage weist die oben genannten Vorteile der Vorrichtung auf und bietet optional eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit zum Wechsel der Behandlungseinrichtung.
  • Vorzugsweise ist die Behandlungseinrichtung mit Befestigungsmitteln an den Metallstreben und/oder Querstreben sowie an weiteren Anlagenteilen befestigt, die insbesondere automatisch mittels einer Fernbedienung aktiviert und gelöst werden können. Das ermöglicht eine schnelles An- und Abkuppeln der Behandlungseinrichtung im Wartungsfall ohne erforderlichen Personaleinsatz.
  • Die Anlage weist bevorzugt weiterhin ein Transportsystem zum Transport der Pfanne in einer Transporteinrichtung, insbesondere einem Rollwagen, zur Behandlungseinrichtung auf. Bei einer Transporteinrichtung in Form eines Rollwagens wird in der Regel ein Schienensystem benötigt, auf dem der Rollwagen sich bewegt. Alternativ kann als Transporteinrichtung aber auch ein autonomes Fahrzeug dienen, das die Pfanne unter die Behandlungseinrichtung transportiert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Anlage um eine, bei welcher die Behandlungseinrichtung zur Entgasung des flüssigen Metalls eingerichtet ist. Vorteilhafter Weise ist die Anlage eine RH-Anlage. Die Behandlungseinrichtung weist dabei einen evakuierbaren Innenraum auf, der mit mindestens einem Anlagenteil umfassend mindestens eine Vakuumpumpe verbunden ist. Insbesondere ist die Verbindung durch eine oder mehrere Rohrleitungen realisiert, die den Innenraum mit der mindestens einen Vakuumpumpe verbinden.
  • Ein Verfahren zur Behandlung von flüssigem Metall in einer Pfanne mittels einer Behandlungseinrichtung hat sich als vorteilhaft erwiesen, wobei die Pfanne mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung soweit angehoben wird, dass das flüssige Metall in der Pfanne mittels der Behandlungseinrichtung behandelbar ist. Insbesondere weist die Behandlungseinrichtung dabei eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung auf, wobei die Pfanne soweit angehoben wird, dass die Einlassöffnung und die Auslassöffnung in das flüssige Metall eingetaucht sind.
  • Besonders vorteilhaft ist jedoch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Wechseln einer Behandlungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Anlage, umfassend folgende Schritte:
    • Ankoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente an die Behandlungseinrichtung,
    • Lösen der Behandlungseinrichtung von den Metallstreben und gegebenenfalls von weiteren damit verbundenen Anlagenteilen,
    • Betätigen der Positionierungselemente und Bewegen der Querbalken zusammen mit den Behandlungseinrichtungsaufnahmeelementen und der Behandlungseinrichtung vertikal nach unten,
    • Absetzen der Behandlungseinrichtung auf eine Transporteinrichtung, Abkoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente und Abtransport der Behandlungseinrichtung,
    • Antransport einer weiteren Behandlungseinrichtung auf einer weiteren Transporteinrichtung,
    • Ankoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente an die weitere Behandlungseinrichtung,
    • Betätigen der Positionierungselemente und Bewegen der Querbalken zusammen mit den Behandlungseinrichtungsaufnahmeelementen und der weiteren Behandlungseinrichtung vertikal nach oben,
    • Verbinden der weiteren Behandlungseinrichtung mit den Metallstreben und gegebenenfalls den weiteren Anlageteilen, und
    • Abkoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente von der weiteren Behandlungseinrichtung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit zum Wechsel der Behandlungseinrichtung bereit. Während konventionelle Anlagen mit hohem Personal- und Zeitaufwand gewartet werden müssen, bietet der Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Anlage hier deutliche Vorteile.
  • Die Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente sind optional beweglich ausgeführt. Sie werden dann bevorzugt mittels weiterer Positionierungselemente bewegt und positioniert.
  • Für das Verfahren zum Wechseln der Behandlungseinrichtung hat es sich dabei insbesondere als günstig erwiesen, wenn die Behandlungseinrichtung mit Befestigungsmitteln an den Metallstreben und/oder Querstreben sowie an weiteren Anlagenteilen befestigt ist und, insbesondere automatisch, mittels einer Fernbedienung aktiviert und gelöst werden. Das ermöglicht ein besonders schnelles An- und Abkuppeln der Behandlungseinrichtung im Wartungsfall.
  • Die Figuren 1 bis 9 sollen beispielhaft erfindungsgemäße Vorrichtung und Anlagen sowie Verfahren aufzeigen. So zeigt:
    • FIG 1
    schematisch eine Vorrichtung in der Seitenansicht,
    FIG 2
    eine Anlage mit einer Vorrichtung gemäß FIG 1 in der Seitenansicht,
    FIG 3
    die Anlage gemäß FIG 2 im Längsschnitt,
    FIG 4
    die Anlage gemäß FIG 2 in der Vorderansicht,
    FIG 5
    die Anlage gemäß FIG 4 mit angehobener Pfanne,
    FIG 6
    einen Ausschnitt aus FIG 5 im Bereich der Querbalken in dreidimensionaler Darstellung,
    FIG 7
    die Anlage gemäß FIG 4 im Wartungsmodus,
    FIG 8
    die Anlage gemäß FIG 7 im Schnitt VIII-VIII, und
    FIG 9
    die Anlage gemäß FIG 7 mit abgesenkter Behandlungseinrichtung.
  • FIG 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1 zum Anheben und wieder Absetzen einer Pfanne 9 zur Behandlung von flüssigem Metall 8 in der Pfanne 9 in der Seitenansicht (vergleiche auch Figuren 2 und 3 zu Pfanne 9 und flüssigem Metall 8). Die Vorrichtung 1 umfasst vier Metallstreben 2, von denen hier nur zwei sichtbar sind. Die Metallstreben 2 sind durch Querstreben 2a miteinander verbunden. Weiterhin sind zwei Querbalken 5 vorhanden, die mittels Positionierungselementen 4 in Form von Hydraulikzylindern mit den Querstreben 2a verbunden sind. Pro Querbalken 5 sind zwei Positionierungselemente 4 vorhanden, die eingerichtet sind, den damit verbundenen Querbalken 5 in z-Richtung oder entgegengesetzt dazu zu bewegen. Ein jeder Querbalken 5 ist mit einem Pfannenaufnahmeelement 7 verbunden, mittels welchem die Pfanne 9 aufnehmbar ist. Pro Pfannenaufnahmeelement 7 ist ein Positionierungsmittel 4' zur Ausrichtung einer Position des jeweiligen Pfannenaufnahmeelementes 7 vorhanden. An den Metallstreben 2 sind Führungsschienen 2b montiert, an denen die beiden Enden eines jeden Querbalkens 5 geführt werden.
  • FIG 2 zeigt eine Anlage 100 mit einer Vorrichtung 1 ähnlich FIG 1 in der Seitenansicht. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 1 kennzeichnen gleiche Elemente. Die Metallstreben 2 der Vorrichtung 1 sind an einem Untergrund 20 befestigt. Im Bereich der Querstreben 2a ist eine Behandlungseinrichtung 3 angeordnet und mittels Befestigungsmitteln 15 befestigt. Im oberen Teil der Behandlungseinrichtung 3 sind weitere Anlagenteile 22 erkennbar, die eine Verbindung zwischen der Behandlungseinrichtung 3 und einer hier nicht dargestellten Vakuumpumpe zum Evakuieren des Innenraums 3a der Behandlungseinrichtung 3 herstellen. Die Pfanne 9 weist zwei Griffelemente 11 auf, welche von den Pfannenaufnahmeelementen 7 aufgenommen sind, um die Pfanne 9 damit anzuheben. Die Pfanne 9 befindet sich auf einem Rollwagen 17 und wurde mit dessen Hilfe unter die Behandlungseinrichtung 3 transportiert.
  • FIG 3 zeigt die Anlage 100 gemäß FIG 2 im Längsschnitt, wobei die Pfanne 9 aber in angehobenen Zustand dargestellt ist. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 2 kennzeichnen gleiche Elemente. In dieser Ansicht ist der Innenraum 3a der Behandlungseinrichtung 3 sowie das flüssige Metall 8 in der Pfanne 9 erkennbar. Die Behandlungseinrichtung 3 weist eine Einlassöffnung 13 und eine Auslassöffnung 13' (vergleiche FIG 4) auf, die in das flüssige Metall 8 eintauchen. Das flüssige Metall 8 wird nach Starten einer Evakuierung des Innenraums 3a über die Einlassöffnung 13 in den Innenraum 3a gesaugt, dort entgast und fließt über die Auslassöffnung 13' in die Pfanne 9 zurück.
  • FIG 4 zeigt die Anlage 100 gemäß FIG 2 in der Vorderansicht. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 2 kennzeichnen gleiche Elemente. Hier sind nun auch Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente 21 zur Aufnahme der Behandlungseinrichtung 3 im Wartungsfall erkennbar. Die Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente 21 sind hier starr an den beiden Querbalken 5 fixiert, können alternativ aber auch beweglich ausgeführt sein und über hier nicht dargestellte weitere Positionierungselemente bewegt und positioniert werden. Die Behandlungseinrichtung 3 weist Vorsprünge 14 auf, an welchen die Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente 21 bei einem Anheben der Querbalken 5 angreifen und eine Gewichtsentlastung im Bereich der Befestigungsmittel 15 bewirken, so dass diese in einfacher Weise gelöst werden können.
  • FIG 5 zeigt die Anlage 100 gemäß FIG 4 mit angehobener Pfanne 9. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 4 kennzeichnen gleiche Elemente. Beim Anheben der Querbalken 5 mittels der Positionierungselemente 4 wird die Pfanne 9 angehoben und in Richtung Behandlungseinrichtung 3 bewegt, bis diese in das flüssige Metall 8 eintaucht (vergleiche FIG 3). Die Querbalken 5 laufen an ihren beiden Enden dabei in den Führungsschienen 2b.
  • FIG 6 zeigt einen Ausschnitt aus FIG 5 im Bereich der Querbalken 5 zur besseren Übersicht in dreidimensionaler Darstellung. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 5 kennzeichnen gleiche Elemente.
  • FIG 7 zeigt die Anlage gemäß FIG 4 im Wartungsmodus. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 4 kennzeichnen gleiche Elemente. Die Querbalken 5 sind durch die Positionierungselemente 4 so weit nach oben gefahren, dass die Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente 21 an die Vorsprünge 14 der Behandlungseinrichtung 3 ankoppeln und die Befestigungselemente 15 vom Gewicht der Behandlungseinrichtung 3 entlastet sind. Unter der Behandlungseinrichtung 3 ist ein Rollwagen 17 mit einem Aufnahmeelement 17' zur Aufnahme der Behandlungseinrichtung 3 angeordnet. In dieser Position werden die Befestigungsmittel 15 gelöst. Auch das Befestigungsmittel 15 zwischen den weiteren Anlagenteilen 22 und der Behandlungseinrichtung 3 wird gelöst.
  • FIG 8 zeigt die Anlage gemäß FIG 7 im Schnitt VIII-VIII. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 7 kennzeichnen gleiche Elemente. Zwei der Befestigungsmittel 15 sind bereits von der Behandlungseinrichtung 3 gelöst und zwei noch nicht gelöst dargestellt.
  • FIG 9 zeigt die Anlage gemäß FIG 7 mit auf das Aufnahmeelement 17' abgesenkter Behandlungseinrichtung 3. Gleiche Bezugszeichen wie in FIG 7 kennzeichnen gleiche Elemente. Der Rollwagen 17 inklusive des Aufnahmeelements 17' und der Behandlungseinrichtung kann nun abtransportiert werden. Um die Anlage möglichst schnell wieder in einen betriebsbereiten Zustand zu versetzen, wird anschließend eine weitere - gegebenenfalls neue oder überholte - Behandlungseinrichtung auf einem weiteren Rollwagen mit Aufnahmeelement antransportiert. Die weitere Behandlungseinrichtung wird mittels der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente 21 aufgenommen, angehoben und über die Befestigungsmittel 15 fixiert. Der leere Rollwagen inklusive Aufnahmeelement wird abtransportiert. Die Anlage ist wieder zur Behandlung von flüssigem Metall einsetzbar.
  • Die Figuren 1 bis 9 zeigen lediglich Beispiele, wie die Behandlungseinrichtung, die Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente, die Pfannenaufnahmeelemente, die Führungsschienen, die Positionierungselemente usw. ausgebildet sein können. Dem Fachmann erschließen sich in Kenntnis der vorliegenden Erfindung jedoch ohne Weiteres eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten, wie eine erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine erfindungsgemäße Anlage ausgebildet werden kann, ohne dabei erfinderisch tätig werden zu müssen.

Claims (19)

  1. Vorrichtung (1) zum Anheben und wieder Absetzen einer Pfanne (9) zur Behandlung von flüssigem Metall (8) in der Pfanne (9) mittels einer Behandlungseinrichtung (3), wobei die Vorrichtung (1) umfasst:
    - mindestens drei vertikal ausgerichtete Metallstreben (2),
    - mindestens zwei horizontal ausgerichtete Querstreben (2a), wobei eine jede Querstrebe (2a) zwei der Metallstreben (2) miteinander verbindet und an diesen befestigt ist,
    - zwei Querbalken (5), wobei ein jeder Querbalken (5) in vertikaler Richtung beweglich mit einer der Querstreben (2a) verbunden ist,
    - mindestens ein Positionierungselement (4) zur Bewegung jeweils eines Querbalkens (5), wobei jedes Positionierungselement (4) einerseits mit einer der Querstreben (2a) und andererseits mit einem der Querbalken (5) verbunden ist, derart dass die Querbalken (5) voneinander unabhängig beweglich sind,
    - jeweils ein mit dem jeweiligen Querbalken (5) verbundenes Pfannenaufnahmeelement (7), mittels welchem die Pfanne (9) aufnehmbar ist, und
    - mindestens ein Positionierungsmittel (4')zur Ausrichtung einer Position des jeweiligen Pfannenaufnahmeelementes (7).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei die Metallstreben (2) an einem ihrer Enden zur Fixierung in einem Untergrund (20) vorgesehen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    wobei mindestens ein Ende der beiden Enden eines jeden Querbalkens (5) in einer Führungsschiene (2b) geführt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    wobei die Führungsschiene (2b) eine Längsachse aufweist, die parallel zu den Längsachsen der Metallstreben (2) verläuft.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    wobei die Führungsschiene(n) (2b) einstückig mit einer Metallstrebe (2) ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    wobei die Führungsschiene (2b) beabstandet von einer Metallstrebe (2) an dieser montiert sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    wobei vier Metallstreben (2) vorhanden sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    wobei pro Querbalken (5) zwei Positionierungselemente (4) vorgesehen sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei die Querbalken (5) jeweils mindestens ein Behandlungseinrichtungsaufnahmeelement (21) aufweisen, wobei die Behandlungseinrichtung (3) mit Hilfe der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) aufnehmbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    wobei die Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) beweglich ausgebildet sind und zur Bewegung eines jeden Behandlungseinrichtungsaufnahmeelements (21) jeweils mindestens ein weiteres Positionierungselement vorhanden ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei das Positionierungselement (4) und/oder das weitere Positionierungselement als Hydraulikzylinder ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    wobei das Positionierungselement (4) durch mindestens ein Seilzugsystem ausgebildet ist.
  13. Anlage zur Behandlung von flüssigem Metall (8)in einer Pfanne (9), aufweisend eine Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und eine Behandlungseinrichtung (3), wobei die Behandlungseinrichtung (3) an den Metallstreben (2) und/oder den Querstreben (2a) der Vorrichtung (1) lösbar befestigt ist.
  14. Anlage nach Anspruch 13,
    aufweisend weiterhin ein Transportsystem zum Transport der Pfanne (9) in einer Transporteinrichtung, insbesondere einem Rollwagen (17), zur Behandlungseinrichtung (3).
  15. Anlage gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14,
    wobei die Behandlungseinrichtung (3) zur Entgasung des flüssigen Metalls (8) eingerichtet ist.
  16. Anlage nach Anspruch 15,
    wobei die Behandlungseinrichtung (3) zur Entgasung des flüssigen Metalls (8) mit mindestens einem Anlagenteil umfassend mindestens eine Vakuumpumpe verbunden ist.
  17. Verfahren zur Behandlung von flüssigem Metall (8) in einer Pfanne (9) mittels einer Behandlungseinrichtung (3), wobei die Pfanne (9) mittels der Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 soweit angehoben wird, dass das flüssige Metall (8) in der Pfanne (9) mittels der Behandlungseinrichtung (3) behandelbar ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17,
    wobei die Behandlungseinrichtung (3) eine Einlassöffnung (13) und eine Auslassöffnung (13') aufweist und wobei die Pfanne (9) soweit angehoben wird, dass die Einlassöffnung (13) und die Auslassöffnung (13') in das flüssige Metall (8) eingetaucht sind.
  19. Verfahren zum Wechseln einer Behandlungseinrichtung (3) einer Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, umfassend folgende Schritte:
    - Ankoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) an die Behandlungseinrichtung (3),
    - Lösen der Behandlungseinrichtung (3) von den Metallstreben (2) und gegebenenfalls von weiteren damit verbundenen Anlagenteilen,
    - Betätigen der Positionierungselemente (4) und Bewegen der Querbalken (5) zusammen mit den Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) und der Behandlungseinrichtung (3) vertikal nach unten,
    - Absetzen der Behandlungseinrichtung (3) auf eine Transporteinrichtung, Abkoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) und Abtransport der Behandlungseinrichtung (3),
    - Antransport einer weiteren Behandlungseinrichtung (3) auf einer weiteren Transporteinrichtung,
    - Ankoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) an die weitere Behandlungseinrichtung (3),
    - Betätigen der Positionierungselemente (4) und Bewegen der Querbalken (5) zusammen mit den Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) und der weiteren Behandlungseinrichtung (3) vertikal nach oben,
    - Verbinden der weiteren Behandlungseinrichtung (3) mit den Metallstreben (2) und gegebenenfalls den weiteren Anlageteilen, und
    - Abkoppeln der Behandlungseinrichtungsaufnahmeelemente (21) von der weiteren Behandlungseinrichtung (3).
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