DE19547885C1 - Lanzenmanipulator mit Pneumatik-Lanzenhalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lanzenmanipulator für die Injektion von Medien in die Stahlschmelze, insbesondere bei der Stahlerzeugung im elektrischen Lichtbogenofen mit einem Verfahrantrieb, einer von diesem auf der ofenabgewandten Seite vorstehen­ den Führungsschiene für das Lanzenrohr, einem das Lanzenrohr mit Lanzenhalter, Umlenkteil und daran anschließenden Lanzenschlauch aufnehmenden Transportschlitten und einer den Lanzenschlauch aufnehmenden und auf Zug beaufschlagenden Schlauch­ trommel, wobei das Lanzenrohr im Lanzenhalter über eine Spannzange und eine über die Spannzange verschiebbare Druckhülse festgelegt ist.

Bei der Stahlerzeugung wird an verschiedenen Stellen, insbesondere in den Lichtbogenofen Sauerstoff oder andere Medien eingeblasen. Dieser Einsatz dient einer­ seits zum Frischen, andererseits zur Erzeugung von Schlackeschaum zur Verbesserung der Schmelzgegebenheiten. Hierfür werden sogenannte Lanzenroboter eingesetzt, wie sie beispielsweise aus der DE 40 34 809 A1 bekannt sind. Diese sogenannten Roboter verfügen über einen Verfahrantrieb, um das Lanzenrohr kontinuierlich in den Licht­ bogenofen nachzuschieben, weil dieses nämlich dort wegschmilzt. Bei dem bekannten Manipulator ist ein Kragarm vorgesehen, der endseitig einen Lanzenhalter hat, der über Vorschubmotoren in Längsrichtung des Kragarmes, also der Führungsschiene verfahr­ bar ist. Nachteilig bei diesen bekannten Robotern oder Manipulatoren ist, daß sie ver­ hältnismäßig aufwendig in der Herstellung sind. Von daher werden häufig einfache Lanzenmanipulatoren eingesetzt, die lediglich über einen Verfahrantrieb verfügen, in dem das Lanzenrohr fixiert ist. Auf der Rückseite des Verfahrantriebes steht eine in der Regel U-förmige Führungsschiene vor, in der das Lanzenrohr in gewisser Hinsicht abgestützt und geführt wird. Die Medienversorgung der Lanzenrohre erfolgt über Lan­ zenschläuche, die von Schlauchtrommeln auf- bzw. abgewickelt werden und zwar ge­ gen den Widerstand einer der Schlauchtrommel zugeordneten Feder. Je nach Verfahr­ stellung und Abrandzustand des Lanzenrohres ergibt sich ein unterschiedlicher Abstand zwischen Lanzenhalter und Schlauchtrommel, den der Lanzenschlauch überbrücken muß. Dies erfolgt wie schon erwähnt über einen der Schlauchtrommel zugeordneten Federantrieb. Der Federantrieb erzeugt eine permanent anliegende Kraft, die den Län­ zenschlauch in jeder Stellung straff hält. Der Lanzenhalter wird manuell über einen Hebeimechanismus oder durch Drehen des Spannkopfes betätigt, d. h. nach dem Ein­ führen des Lanzenrohres in den Lanzenhalter wird der Spannkopf auf die Spannzange gedreht, so daß letztere das Lanzenrohr einklemmt. Nachteilig bei diesen bekannten einfachen Manipulatoren ist, daß das Lanzenrohr nur mit großem Aufwand und mit Mühe ausgetauscht werden kann. Der Lanzenhalter muß manuell bedient werden. Der Wechsel eines Lanzenrohres erfolgt gegen den Federzug des Federantriebes oder Schlauchtrommel. Dazu sind der Lanzenhalter, eine zur Umlenkung des Mediums die­ nende Vorrichtung und der Schlauch, alles Gerätschaften mit erheblichem Gewicht, von der Bedienungsmannschaft zu tragen. Dies ist eine körperlich schwere und langwierige Arbeit, die in Ofennähe bei großer Hitze in möglichst kurzer Zeit bei Beachtung aller Sicherheitsanforderungen durchzuführen ist. Lanzenrohr und Lanzenhalter werden durch die U-Schiene nur unzureichend geführt. Bei vielen Betriebsbedingungen schwin­ gen Rohrhalter und Umlenkvorrichtung in Kopfhöhe hin und her. Bei einem unkon­ trollierten Lösen des Lanzenhalters vom Lanzenrohr kann ein nichtgeführter Lanzenhal­ ter zu einem Sicherheitsproblem werden. Auch bei den bekannten Lanzenhaltern gibt es Nachteile insofern, als hier das Lanzenrohr durch Festschrauben des Spannkopfes und durch Verfahren der Druckhülse, die in eine Gleitbuchse eingeschraubt ist, über Be­ tätigung eines Hebels eingespannt werden muß. Dabei wird das keilige vordere Ende der Spannzange mittels der axial verschobenen Druckhülse zusammengedrückt. Am hinteren Ende der Spannzange ist eine Schulter angeordnet, die sich gegen die axiale Dichtung abstützt durch Zusammenpressen in axialer Richtung eine radiale Abdichtung erzielt. Insbesondere ist bei derartigen Lanzenhaltern eine Fernbedienung nicht mög­ lich. Vielmehr muß der Bedienende jeweils unmittelbar an den Lanzenhalter herantre­ ten, um ihn wie beschrieben bedienen zu können. Ein derartiger Lanzenhalter ist aus der EP 0 372 098 B1 und EP 0 372 099 B1 sowie DE-AS 23 27 595 bekannt. Spann­ zangen und Druckhülsen sind grundsätzlich bekannt, doch wird hier mit einem Kugel­ lager gearbeitet, das dem Gehäuse zugeordnet ist, wobei die Hülse per Verdrehen über die Spannzange gebracht wird. Damit sind die beschriebenen Nachteile verbunden und außerdem ist von Nachteil, daß der Öffnungsquerschnitt des Lanzenhalters immer wie­ der dem Lanzenrohr angepaßt werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Auswechseln der Lanzen­ rohre zu vereinfachen, so daß dies letztlich von einer Person erledigt werden kann und diese gesamte Manipulation der Lanzenrohre darüber hinaus deutlich sicherer und ein­ facher zu gestalten.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Druckhülse zweiteilig ausgebildet ist und ein Gehäuse mit Druckmittelanschluß und einen Spann­ kolben aufweist, der im Gehäuse verschieblich angeordnet und gegen die Kraft von sich am Gehäuse abstützenden Federn von der Spannzange abschiebbar und über die Federn auf das keilige Ende der Spannzange das Lanzenrohr fixierend aufschiebbar ist und daß der Transportschlitten den Lanzenhalter aufnimmt und in Längsrichtung, das Lanzen­ rohr fixierend und führend verfahrbar ist.

Bei einem derart ausgebildeten Lanzenmanipulator ist zunächst einmal das Ein­ legen bzw. Auswechseln der Lanzenrohre wesentlich leichter und sicherer, weil zu­ nächst einmal der Lanzenhalter quasi sehr einfach und sogar fernbedient gehandthabt werden kann. Vorteilhafterweise ist durch den Verspannvorgang dabei sichergestellt, daß unabhängig vom jeweiligen Zustand bzw. Durchmesser des Lanzenrohres eine sichere Fixierung gegeben ist. Es kann nicht zu einem versehentlichen Herausrutschen des Lanzenrohres aus dem Lanzenhalter kommen. Beim Einschieben des Lanzenrohres in den Lanzenhalter wird durch Beaufschlagung des Spannkolbens die Federkraft aufge­ hoben und der Spannzange die Möglichkeit gegeben, daß Lanzenrohr passieren zu las­ sen. Hat das Lanzenrohr seine Endposition erreicht und sitzt am entsprechenden An­ schlag wird der Druck auf den Spannkolben aufgehoben, so daß nun die Federn den Spannkolben auf die Spannzange aufschieben können. Dadurch erfolgt die schon erwähnte Fixierung des Lanzenrohres. Während des weiteren Betriebes ist das Lanzen­ rohr somit entsprechend gesichert, wobei der Spannkolben und auch das Gehäuse eine das Lanzenrohr aufnehmende Innenbohrung oder Ausnehmung aufweisen. Soll die Verbindung zwischen Lanzenrohr und Lanzenhalter aufgehoben werden, wird einfach an den Druckmittelanschluß Druckmittel angeschlossen, das den Spannkolben gegen die Kraft der Federn zurückschiebt und damit auch von der Spannzange herabschiebt, so daß damit eine zwangsweise Lösung des Kontaktes zwischen Spannzange und Lanzen­ rohr auftritt. Das Lanzenrohr kann herausgezogen und durch ein neues ersetzt werden. Die Beschreibung verdeutlicht, daß damit eine wesentliche Erleichterung möglich ist, die noch dadurch verbessert wird, daß auch die Schlauchtrommel entsprechend einen Antrieb erhält, der den Federantrieb ersetzt, so daß entsprechend ein Zurückfahren des Transportschlittens auf der Führungsschiene möglich ist, ohne gegen die Kraft des Schlauchtrommelantriebes zu arbeiten, wobei der Transportschlitten auf der Führungs­ schiene in Längsrichtung verfahrbar ist und dabei über den Lanzenhalter das Lanzen­ rohr fixiert.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der durch die Federn oder das Druckmittel beaufschlagbare Spannkolben einen über die Spannzange schiebbaren, hülsenartigen Ansatz aufweist, so daß er auf einfache und zweckmäßige Weise auf die Spannzange aufgeschoben werden kann bzw. von dieser heruntergeschoben werden kann. Zweiseitig beaufschlagt ist der Spannkolben einmal durch die Federn und zum anderen durch das schon erwähnte Druckmittel.

Das Aufschieben des hülsenartigen Ansatzes auf die Spannzange wird weiter dadurch erleichtert, daß der hülsenartige Ansatz am freien Ende mit abgerundeten Kan­ ten ausgerüstet ist. Auch durch unglückliche Zusammenhänge ist damit ausgeschlossen, daß ein Verhaken oder ähnliches auftreten kann.

Die Klemmwirkung der Spannzange wird gemäß der Erfindung dadurch erhöht, daß das keilige Ende der Spannzange Längsschlitze aufweist, die eine Durchmesserre­ duzierung zulassend ausgebildet sind. Sie sind quasi federnd angeordnet und können so beim Zusammenpressen durch den Spannkolben sich entsprechend eng um das einge­ schobene Lanzenrohr herumlegen. Dabei sind die Längsschlitze in der Spannzange zweckmäßigerweise bis zum Ende der Führungskammer für den hülsenartigen Ansatz ausreichend ausgebildet. Damit kann die beim Verschieben des Spannkolbens im Be­ reich der Führungskammer zusammengepreßte Luft problemlos entweichen. Es ergibt sich somit für die den Spannkolben verschiebende Feder kein unnötiges Luftpolster.

Eine optimale Form für den Spannkolben ist erreichbar, wenn das den Spann­ kolben aufnehmende Gehäuse zylindrisch ausgebildet ist und im Boden einen Druck­ mittelanschluß aufweist und daß zwischen dem Deckel des Gehäuses und der bodensei­ tigen Abschlußwand des Spannkolbens die Federn verspannt sind. Damit ergibt sich ein klar definierbarer Zylinderraum, der über das Druckmittel beaufschlagt werden kann, wobei es sich in der Regel um Druckluft handelt, die auch einfach wieder entweichen kann, wenn die Federn entsprechend ihre Kraft ausüben sollen, um den Spannkolben auf die Spannzange zu schieben.

Die zum Aufschieben und damit Verspannen benötigten Federn sind gemäß der Erfindung als Spiralfedern ausgebildet. Diese Spiralfedern lassen sich in geeigneten Federnräumen im Spannkolben und entsprechend auch im Deckel unterbringen, wobei durch eine entsprechende Verteilung die Kraft genau vorgegeben werden kann, die sie auf den Spannkolben ausüben, um die Spannzange wirksam zusammenzudrücken und damit das Lanzenrohr festzulegen.

Um das Entweichen von Druckmittel beim Zurückschieben des Spannkolbens sicher zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, daß der Spannkolben in seine seitliche Außenwand eingesetzte Dichtringe aufweist und daß der Boden des Gehäuses mit einem mit dem hülsenartigen Ansatz des Spannkolbens korrespondierenden Dichtring ausgerü­ stet ist. Zwischen diesen Dichtringen liegt der entsprechend schon erwähnte Zylinder­ raum, in den das Druckmittel, also die Druckluft über den Druckmittelanschluß ein­ strömt, um damit den Spannkolben gegen die Kraft der Federn entsprechend zu ver­ schieben. Zweckmäßigerweise ist der Druckmittelanschluß für 2-20 bar, vorzugsweise 5-10 bar Luft ausgelegt. Weiter oben wurde schon erläutert, daß Luft den Vorteil hat, daß das Druckmedium beim Entlasten des Spannkolbens einfach "entsorgt" werden kann.

Ebenfalls weiter vorne wurde darauf hingewiesen, daß das Lanzenrohr durch den Spannbereich hindurchgeführt werden muß, wozu gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß der Deckel des Gehäuses ringförmig und das einzuführende Lanzenrohr umfas­ send ausgebildet ist, wobei der hülsenartige Ansatz des ebenfalls ringförmigen Spann­ kolbens zugleich als Innenwand des Spannkolbens dienend bis zur Außenwand des Deckels durchgezogen und zur besseren Aufnahme des Lanzenrohres angeschrägt ist. Die Fase im Bereich der Außenwand des Deckels erleichtert das Einschieben des Lan­ zenrohres in den Lanzenhalter insgesamt, wobei dann das Lanzenrohr auf seinem weiten­ den Weg in den Lanzenhalter hinein durch die entsprechende Innenwand bzw. durch die entsprechende Formgebung zwangsgeführt wird.

Eine insbesondere den Mechanisierungs- und Automatisierungswünschen gerecht werdende Ausführung des Lanzenmanipulators ist die, bei der der Spannkolben frem­ energiebetrieben gegen die Kraft der Federn von der das Lanzenrohr fixierenden Spann­ zange schiebbar ist und daß die Schlauchtrommel mit einem fremdenergiebetriebenen Aufwickelantrieb ausgerüstet ist. Hierdurch ist es beim Verfahren des Lanzenrohres durch den Verfahrantrieb möglich, das Lanzenrohr am rückseitigen Ende zu fixieren und gleichzeitig auch zu führen, wozu der beschriebene Transportschlitten dient. Der Lanzenhalter arbeitet wie weiter vorne erwähnt ebenfalls über Pneumatik quasi automa­ tisch mit den weiter vorne beschriebenen Vorteilen. Der an der Schlauchtrommel anlie­ gende Pneumatikdruck erhält den Lanzenschlauch bei wechselnden Arbeitspositionen vorteilhaft straff. Zum Einsetzen eines neuen Lanzenrohres wird der Transportschlitten mit dem auf ihm gelagerten Lanzenhalter manuell problemlos bis ans Ende verfahren, wobei Antriebe oder ähnliches nicht entgegenstehen. Vielmehr läßt sich der Transport­ schlitten sehr leicht mit den relativ schweren darauf lagernden Teilen manuell verschie­ ben. Dabei wird die Schlauchtrommel druckentlastet, womit das genannte Verfahren ohne bedeutenden Kraftaufwand durchgeführt werden kann. Ein neues Lanzenrohr kann von einer einzelnen Person eingesetzt werden und das auch noch mit relativ geringem Kraftaufwand. Insgesamt gesehen ist somit eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem weiter vorn beschriebenen Stand der Technik erreicht, wobei noch hinzukommt, daß durch die beschriebene Anordnung des Lanzenhalters auf dem Transportschlitten und seiner Verbindung damit sichergestellt ist, daß das Ende des Lanzenrohres immer sicher gehalten ist und damit keine Gefahrdung für die Bedienungsmannschaft darstellen kann. Schließlich kann die Gesamtsituation auch immer gut beobachtet und so gar ge­ regelt werden, weil über die beschriebenen Pneumatikantriebe bzw. den Pneumatik­ druck die Möglichkeit gegeben ist, von der Betriebswarte her das ganze fernzusteuern.

Wie schon erwähnt ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schlauchtrommel ei­ nen pneumatischen Aufwickelantrieb aufweist, weil dadurch auch die beschriebene Automatisierung zu verwirklichen ist.

Ein ruhig und sicher laufender Transportschlitten ist gemäß der Erfindung da­ durch geschaffen, daß der Transportschlitten als ein- oder mehrachsiger Schlitten ausge­ bildet ist, der über Diabolorollen auf der angepaßt ausgebildeten Führungsschiene ver­ fahrbar ist. Dieser Transportschlitten und die entsprechend ausgebildete Führungsschie­ ne erbringen eine sichere Führung und können darüber hinaus auch durch entsprechen­ de Weiterbildungen so ausgebildet werden, daß der Transportschlitten an der Führungs­ schiene gegen unbeabsichtigtes Abheben gesichert gelagert ist. Damit ist auch bei un­ glücklichen Zusammenhängen sichergestellt, daß der Transportschlitten nicht hoch­ schnellen kann, sondern er wird vielmehr an der entsprechend stabil ausgebildeten Führungsschiene gehalten und dabei beim Verschieben in Richtung Elektroofen sicher geführt.

Der Lanzenhalter als solcher ist so ausgebildet, daß er mit einem im zylindri­ schen Gehäuse verschiebbar angeordneten, ringförmig das Lanzenrohr umfassenden und über die Kraft der Federn auf die im Durchmesser veränderliche Spannzange auf- und gegen diese Kraft davon über Druckbeaufschlagung des Spannkolbens davon abschieb­ bar ausgebildet ist. Weiter vorne ist bereits darauf hingewiesen worden, wie auf diese Art und Weise eine Fixierung des Lanzenrohres und auch ein Lösen praktisch fernbe­ dient möglich ist. Vorteilhaft ist dabei, daß das Lösen des Spannkolbens von der Spannzange durch Druckluft erfolgt, während der Verspannvorgang über Federkraft erfolgt, so daß die Fixierung des Lanzenrohres auch bei Ausfall von Druckluft immer gewährleistet ist.

Davon ausgehend, daß ein Lanzenhalter auch als Einzelstück, d. h. ohne einen Roboter eingesetzt werden kann, sieht die Erfindung vor, daß dies dadurch ermöglicht wird, daß die Druckhülse über ein zylindrisches Gehäuse und einen darin gegen die Kraft von Federn verschiebbaren Spannkolben verfügt, der über Federkraft die Spannzange schließt und über Pneumatikdruck unter gleichzeitigem Lösen des Lanzenrohres wieder öffnet. Auch bei einem somit als Einzelstück und damit unabhängig von jedwedem Roboter einsetzbaren Lanzenhalter wird über die bestimmte und beschriebene Ausbil­ dung der Druckhülse erreicht, daß mit wesentlich weniger Aufwand als bisher eine Fixierung des Lanzenrohres und auch ein Lösen zum Austausch gegen ein anderes Lanzenrohr vorgenommen werden kann. Die Fixierung des Lanzenrohres erfolgt durch Verschieben des Spannkolbens über Federkraft, während der Lösevorgang ausschließ­ lich über Druckluft und damit Zurückschieben des Spannkolbens bewerkstelligt wird. Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die Einsatzbereitschaft eines derartigen Lanzenhalters auch dann gegeben ist, wenn kurzzeitig die Druckluft ausfällt, weil die für den Einsatz wichtige Funktion "Fixierung des Lanzenrohres" durch die eingesetzten Federn immer gegeben ist.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ein Lanzenmanipulator, insbeson­ dere ein Lanzenhalter geschaffen ist, der einfach zu betreiben und sicher zu handhaben ist. Insbesondere zeichnet sich die Erfindung auch dadurch aus, daß alle für das Aus­ wechseln von Lanzenrohren notwendigen Arbeitsgänge auch weitgehend automatisiert werden. Darüber hinaus kann die gesamte Manipulation der Lanzenrohre ausgehend von einem entsprechend ausgebildeten Lanzenhalter wesentlich sicherer und einfacher abgewickelt werden. Der Verschleiß des Federantriebes an der Schlauchtrommel ent­ fällt, weil hier ein Pneumatikantrieb vorgesehen ist. Vorteilhaft ist vor allem bzgl. der ergonomischen Gesichtspunkte, daß beim Auswechseln des Lanzenrohres der Lanzen­ halter, die Umlenkvorrichtung und auch der Lanzenschlauch nicht mehr vom Mitarbei­ ter getragen werden müssen, sondern vielmehr quasi "mit dem kleinen Finger" hin und hergeschoben werden können. Das Auswechseln des Lanzenrohres erfolgt bei zugentla­ steter Schlauchtrommel, d. h. ohne Anliegen der Rückzugskraft der Feder, was den Arbeitsgang von den erheblichem physischen Belastungen befreit. Auf die reduzierte bzw. überhaubt nicht mehr vorhandene Verletzungsgefahr ist bereits hingewiesen wor­ den. Hingewiesen wurde auch auf die Möglichkeit, daß die vorliegenden Merkmale die Automatisierung des gesamten Vorganges ermöglichen bzw. die Grundlage dafür bie­ ten. Insgesamt kann eine erhebliche Zeitersparnis bei einem erhöhten Sicherheitsniveau realisiert werden. Damit wird ein wichtiger Beitrag zur Optimierung der bei der Stah­ lerzeugung mit dem Elektrolichtbogenofen anfallenden Arbeitsvorgänge erzielt. Be­ züglich der Ausbildung des Lanzenhalters ist als Vorteil zu erwähnen, daß die Ein­ stellung und Nachjustierung des Lanzenhalters auf die jeweils eingesetzten Lanzenrohre entfällt. Freiliegende und damit vor Verschmutzung nicht geschützte Teile wie der Hebelmechanismus beim Stand der Technik werden nicht benötigt. Sämtliche bewegli­ chen Teile werden ins Innere des Lanzenhalters gelegt und sind damit vor äußeren Einflüssen geschützt, wobei darauf hinzuweisen ist, daß damit auch eine Verletzungsge­ fahr deutlich reduziert werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Lanzenmanipulator in Seitenansicht in vereinfachter Dar­ stellung,

Fig. 2 einen Lanzenmanipulator in Seitenansicht mit detailliert wiederge­ gebenen Transportschlitten und Lanzenhalter,

Fig. 3 den Lanzenhalter in Längsschnitt und

Fig. 4 eine vergrößerte Wiedergabe des Kopfteiles des Lanzenhalters mit dem Spannmechanismus.

Der in Fig. 1 wiedergegebene Lanzenmanipulator 1 steht vor einem Lichtbogen­ ofen 2 und ist in der Lage, zwei Lanzenrohre 3, 4 gleichzeitig zu verfahren, so daß beispielsweise gleichzeitig Sauerstoff und Kohlenstaub eingeblasen werden können.

Die Lanzenrohre 3, 4 sind einem Turm 3 zugeordnet, der über eine Verfahr­ antrieb 6 verfügt und entweder mit diesem Kragarm gemeinsam verfahren werden kann oder aber auch nur in Form des Kragarmes allein.

Auf der dem Lichtbogenofen 2 abgewandten Seite 7 ist eine weit herausragende Führungsschiene 8 vorgesehen, deren hinteres Ende das Umlenkteil 9, den Lanzenhalter 10 und letztlich auch den Lanzenschlauch 11 trägt. Hier ist dieser Bereich nur verein­ facht wiedergegeben. Nähere Einzelheiten dazu zeigt Fig. 2.

Der Lanzenschlauch 11 führt zu einer Schlauchtrommel 12 hoch, die über einen Pneumatikantrieb verfügt, der hier im einzelnen nicht dargestellt ist. Über diesen Pneu­ matikantrieb ist sichergestellt, daß der Lanzenschlauch 11 jeweils gespannt bleibt, wenn der Transportschlitten 13 mit dem Umlenkteil 9 und dem Lanzenhalter 10 zusammen mit dem Lanzenrohr 3 bzw. 4 in Richtung Lichtbogenofen 2 verschoben bzw. verfahren wird. Durch Ausschalten des Druckluftantriebes der Schlauchtrommel 12 ist dann die Möglichkeit gegeben, den Transportschlitten 13 quasi ohne Gegenkraft in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung zurückzuschieben.

Fig. 2 zeigt auch noch Einzelheiten des Lichtbogenofens 2, wobei hieraus zu entnehmen ist, daß das Lanzenrohr 3 bzw. 4 bis in die Stahlschmelze 15 reicht, so daß es schmilzt und deshalb auch fortlaufend nachgeschoben werden muß.

Der schon erwähnte Transportschlitten 13 ist mit Diabolorollen 16 bzw. einem Diabolorollenfahrantrieb ausgerüstet, so daß der Transportschlitten 13 auf der korre­ spondierend ausgebildeten Führungsschiene 8 gleichmäßig und ohne zusätzliche Füh­ rungseinrichtungen sicher hin und hergeschoben werden kann. Beim Verfahren des Transportschlittens 13 ist somit eine sichere Führung und Fixierung des Lanzenrohres 3 bzw. 4 gewährleistet.

Einzelheiten des Lanzenhalters 10 zeigt Fig. 3, wobei der Spannkopf 18 all­ gemein das obere Fixierende des Lanzenhalters 10 wiedergibt. Dieser Spannkopf 18 besteht aus einer Spannzange 19 und einer darüber schiebbaren Druckhülse 20, so daß durch das Zusammendrücken der Spannzange 19 gleichzeitig eine Fixierung des Lan­ zenrohres 3 oder 4 erfolgt, das in Fig. 3 nicht gezeigt ist. Am unteren Ende des Lan­ zenhalters 10 ist eine Schlackenrücklaufsicherung 21 vorgesehen, die sicherstellt, daß bei einem Durchdrücken der glühenden Schlacke durch ein Lanzenrohr 3, 4 dieses nicht in den Bereich des Lanzenschlauches 11 eindringen kann, so daß ein Weiterströmen des Sauerstoffs beispielsweise in einem solchen Fall ebenfalls mit ausgeschlossen ist.

Das Ende 23 der Spannzange 19 ist keilig ausgebildet, wie Fig. 3 und auch Fig. 4 verdeutlicht. Darüber hinaus sind Längsschlitze 24, 23 im Endbereich der Spannzange 19 vorgesehen, um auf diese Art und Weise eine Durchmesserreduzierung zu ermögli­ chen, wenn die Druckhülse 20 auf die Spannzange 19 aufgeschoben wird. Am Ende der Längsschlitze 24, 25 sind Bohrungen 26 ausgebildet, wobei diese am Ende 28 der Füh­ rungskammer 27 ausgebildet sind, so daß beim Aufschieben der Druckhülse 20 auf die Spannzange 19 in der Führungskammer 27 entstehende Druckpolster gleichmäßig abge­ baut werden.

Die Druckhülse 20 weist gemäß Fig. 3 und Fig. 4 eine besondere Form auf. Hierauf ist weiter vorne bereits hingewiesen worden. Die Druckhülse 20 besteht aus zwei Teilen und zwar aus dem Spannkolben 30 und dem zylindrischen Gehäuse 31. Der Spannkolben 30 ist dabei im zylindrischen Gehäuse 31 verschiebbar und zwar einmal über die Federn 34 und zum anderen durch Einströmen von Druckmittel über den Druckmittelanschluß 32 in den Zylinderraum 33. Dadurch wird der Spannkolben 30 von der Spannzange 19 abgeschoben, so daß diese entlastet ist und das Lanzenrohr 3, 4 freigibt. Wird dagegen der Druckmittelanschluß 32 verschlossen bzw. hier abgeschaltet und das Druckmedium, d. h. die Druckluft aus dem Zylinderraum 33 abgelassen, kön­ nen die Federn 34 entspannen. Sie drücken dann den Spannkolben 30 mit seinem hülsenartigen Ansatz 35 auf die Spannzange 19, quasi bis die Seite 36 bzw. die ent­ sprechende Fläche auf den Boden 41 aufliegt. Erst wenn dann durch den Druckmittel­ anschluß 32 wieder Druckmittel in den Zylinderraum 33 einströmt, wird der Spann­ kolben 30 aus dieser Position herausgeschoben und gibt die Spannzange 19 frei. Die Kante 37 ist abgerundet oder abgeschrägt, um das Aufschieben des hülsenartigen An­ satzes 33 auf die Spannzange 19 zu erleichtern.

Zur Absicherung des Zylinderraumes 33 bzw. zu seiner Abdichtung sind in der Außenwand 44 Dichtringe 45, 46 vorgesehen und zwar in den entsprechenden Nuten 47. Auf der anderen Seite des Zylinderraumes 33 sind entsprechend oder ist ein ent­ sprechender Dichtring 48 im Boden 41 vorgesehen. Er dichtet hier die Außenwand des hülsenartigen Ansatzes 35 entsprechend ab.

Die schon erwähnten Federn 34 befinden sich in den entsprechenden Ausneh­ mungen des Spannkolbens 30 und auch des Deckels 39. Sie spannen sich gegen die Außenwand 40 des Deckels 39 und gegen die Abschlußwand 42 des Spannkolbens 30 ab, so daß sie bei entsprechend fehlender Gegenkraft den Spannkolben 30 wie schon mehrfach erwähnt auf die Spannzange 19 aufschieben. Der Deckel 39 ist bei der aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen Ausführung über ein Gewinde 43 in das zylindrische Gehäuse 31 eingeschraubt.

Fig. 3 zeigt wie schon erwähnt einen Längsschnitt durch den Lanzenhalter 10. Das Einspannen des bis zum Anschlag 59 eingeführten Lanzenrohres 3, 4 erfolgt durch die Beaufschlagung der Spannzange 19. Der Spannkolben 30 ist zur Seite der Spann­ zange 19 hin als hülsenartiger Ansatz 35 ausgeführt, die mit abgerundeten Kanten 37 auf das vordere, keilige Ende 23 der Spannzange 19 im Sinne einer Befestigung des Lanzenrohres 3, 4 wirkt. Die permanente Beaufschlagung des Spannkolbens 30 wird durch Spiralfedern 34 bewirkt, die sich zwischen Spannkolben 30 und Deckel 39 ab­ spannt. Bei der daraus resultierenden Verschiebung der Spannzange 19 im Sinne einer Befestigung wird die in der Dichtungshülse 52 sitzende axiale Dichtung 53 kompremiert und legt sich dabei zur Abdichtung gegen das Lanzenrohr an. Die axiale Dichtung 53 liegt mit ihrem hinteren Ende oder unteren Ende gegen die im Lanzenhalter abgesetzte erste Bohrung bzw. am Anschlag 54 an. Das beim Einspannen von der Spannzange 19 verfahrene Lanzenrohr 3, 4 drückt auf die zweite Schulter bzw. den zweiten Anschlag 55 der Hülse des integrierten Pufferventils 57, worauf dieses gegen den Druck der Pufferventilfeder 58 geöffnet wird und der Durchfluß des Mediums ermöglicht wird.

Der Spannkolben 30 ist in dem zylindrischen Gehäuse 31 angeordnet. Über den Druckmittelanschluß 32 kann zum Einspannen bzw. Entnehmen des Lanzenrohres 3, 4 im zylindrischen Gehäuse 31 ein Pneumatikdruck angelegt werden, der auf die zylinder­ seitige Fläche des Spannkolbens 30 eine Kraft ausübt, die gegen die durch die Spiralfe­ dern 34 erzeugten Kräfte wirkt und den Spannkolben 30 in Richtung des Mediumflusses verschiebt, wodurch die Spannzange 19 entlastet wird. Die Spannzange 19 weist an ihrem hinteren Ende eine Schulter auf, die von Gewindestiften 61 im Sinne eines Spannzangengegenlagers 60 beim Herausnehmen des Lanzenrohres 3, 4 begrenzt ist.

Claims (14)

1. Lanzenmanipulator (1) für die Injektion von Medien in die Stahl­ schmelze (15), insbesondere bei der Stahlerzeugung im elektrischen Lichtbogenofen (2) mit einem Verfahrantrieb (6), einer von diesem auf der ofenabgewandten Seite (7) vorstehenden Führungsschiene (8) für das Lanzenrohr (3, 4), einem das Lanzenrohr (3, 4) mit Lanzenhalter (10), Umlenkteil (9) und daran anschließenden Lanzenschlauch (11) aufnehmenden Transportschlitten (13) und einer den Lanzenschlauch (11) aufnehmen­ den und auf Zug beaufschlagenden Schlauchtrommel (12), wobei das Lanzenrohr (3, 4) im Lanzenhalter (10) über eine Spannzange (19) und eine über die Spannzange ver­ schiebbare Druckhülse (20) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckhülse (20) zweiteilig ausgebildet ist und ein Gehäuse (31) mit einem Druckmittelanschluß (32) und einen Spannkolben (30) aufweist, der im Gehäuse (31) verschieblich angeordnet und gegen die Kraft von sich am Gehäuse (31) abstützenden Federn (34) von der Spannzange (19) abschiebbar und über die Federn (34) auf das keilige Ende (23) der Spannzange (19) das Lanzenrohr (3, 4) fixierend aufschiebbar ist und daß der Transportschlitten (13) den Lanzenhalter (10) aufnimmt und in Längsrich­ tung das Lanzenrohr (3, 4) fixierend und führend verfahrbar ist.

2. Lanzenmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der durch die Federn (34) oder das Druckmittel beaufschlagbare Spannkolben (30) einen über die Spannzange (19) schiebbaren, hülsenartigen Ansatz (35) aufweist.

3. Lanzenmanipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenartige Ansatz (35) am freien Ende mit abgerundeten oder abgeschrägten Kanten (37) ausge­ rüstet ist.

4. Lanzenmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das keilige Ende (23) der Spannzange (19) Längsschlitze (24, 25) aufweist, die eine Durchmesserreduzierung zulassend ausgebildet sind.

5. Lanzenmanipulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (24, 25) in der Spannzange (19) bis zum Ende (28) der Führungs­ kammer (27) für den hülsenartigen Ansatz (35) reichen.

6. Lanzenmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Spannkolben (30) aufnehmende Gehäuse (31) zylindrisch ausgebildet ist und im Boden (41) einen Druckmittelanschluß (32) aufweist und daß zwischen dem Deckel (39) des Gehäuses (31) und der bodenseitigen Abschlußwand (42) des Spann­ kolbens (30) die Federn (34) verspannt sind.

7. Lanzenmanipulator nach Anspruch 1 bis Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (34) als Spiralfedern ausgebildet sind.

8. Lanzenmanipulator nach Anspruch 1 bis Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkolben (30) in seine seitliche Außenwand (44) eingesetzte Dichtringe (45, 46) aufweist und daß der Boden (41) des Gehäuses (31) mit einem mit dem hülsen­ artigen Ansatz (35) des Spannkolbens (30) korrespondierenden Dichtring (48) ausgerü­ stet ist.

9. Lanzenmanipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelanschluß (32) für 2-20 bar, vorzugsweise 5-10 bar Luft ausge­ legt ist.

10. Lanzenmanipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (39) des Gehäuses (31) ringförmig und das einzuführende Lanzenrohr (3, 4) umfassend ausgebildet ist, wobei der hülsenartige Ansatz (35) des ebenfalls ring­ förmigen Spannkolbens (30) zugleich als Innenwand des Spannkolbens (30) dienend bis zur Außenwand (40) des Deckels (39) durchgezogen und zur besseren Aufnahme des Lanzenrohres (3, 4) abgerundet oder abgeschrägt ist.

11. Lanzenmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkolben (30) fremdenergiebetrieben gegen die Kraft der Federn (34) von der das Lanzenrohr (3, 4) fixierenden Spannzange (19) abschiebbar ist und daß die Schlauchtrommel (12) mit einem fremdenergiebetriebenen Aufwickelantrieb ausgerüstet ist.

12. Lanzenmanipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchtrommel (12) einen pneumatischen Aufwickelantrieb aufweist.

13. Lanzenmanipulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportschlitten (13) als einachsiger Schlitten ausgebildet ist, der über Diabo­ lorollen (16) auf der angepaßt ausgebildeten Führungsschiene (8) verfahrbar ist.

14. Lanzenmanipulator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportschlitten (13) an der Führungsschiene (8) gegen unbeabsichtigtes Abheben gesichert gelagert ist.