用于以能够更换的方式将浇注管连接到熔液容器的浇口上 的装置 技术领域 本发明涉及一种用于以能够更换的方式将浇注管连接到熔液容器的浇口上的装 置， 该装置具有固定在所述熔液容器上的滑动盖， 该滑动盖由至少一块固定的盖板和能够 相对于该固定的盖板移动的盖板构成， 其中所述能够移动的盖板与移动驱动装置相耦合并 且支撑着所述浇注管。
背景技术 一种所述类型的滑动盖比如已经从 WO 03/080274 中得到公开。这种滑动盖构造 为双板滑阀， 其中， 活动的盖板能够以液压的调节元件在能够使金属熔液通过的 “打开位 置” 与阻止流动的 “关闭位置” 之间移动。
从 JP 5-318061 中公开了一种由双板滑阀与浇注管构成的紧凑的组件， 该组件通 过张紧机构夹紧在工作位置中并且可以为共同的安装或者拆卸而得到释放。
滑动盖尤其对于连铸机来说要么用在浇钢桶上要么尤其用在分流罐上， 用于保证 金属熔液受控制地流入到连铸结晶器中并且由此保证稳定的浇注过程。 耐火的盖板嵌件和 浇注管或遮蔽管 (Schattenrohr) 是磨损件并且必须经常更换。在浇注过程开始前， 熔液熔 器的浇口封闭并且必须用特殊的措施来打开。 这要求在对操作人员来说危险的区域中比如 可以容易且可靠地操作燃烧装置 (Aufbrenneinrichtung)。
为了一方面将浇注管或者遮蔽管在其工作位置中固定在滑动盖上并且用特定的 压紧力压紧到该滑动盖上并且另一方面能够实施浇注管的更换， 已经开发了一系列的解决 方案。
比如从 EP 577 909 A1 中公开了一种用于将浇注管支撑并且压紧在中间罐的出口 上的机构， 对于该机构来说支撑装置包括能够围绕着系统之外 (systemfremd) 的旋转轴线 摆动的双臂的杠杆， 在该杠杆的一个端部上布置了用于浇注管的容纳环并且在其对置的端 部上布置了用于产生作用到浇注管上的压紧力的配重。但是在这种设计方案中， 只能通过 能够自动移动的但是由此易受污染的辅助喷嘴来使浇注喷嘴相对于金属熔液的流出口精 确地定位。
从 US 4,892,235 中公开了一种用于浇注喷嘴的支撑及压紧装置， 利用该支撑及 压紧装置可以将浇注管压紧到三板滑阀的静止的盖板上。 能够围绕着垂直的轴线摆入和摆 出的用于浇注管的叉形固定座包括构造为弹簧元件的支撑棒， 利用所述支撑棒在保险止挡 摆入之后可以产生基本上预先确定的压紧力。在这里应该手动进行一系列的操作， 用于能 够实施浇注管的更换， 由此显著地对操作人员的安全性产生不好的影响。
从 US 4,526,301、 EP 891 829 A1、 EP 820 825 A1 或 AT 349 666 B 中已经公开了 用于浇注管的更换机构连同三板滑阀， 对于所述三板滑阀来说能够移动的盖板布置在两块 固定的盖板之间并且所述浇注管被分配给所述固定的盖板之一。
此外， 所说明的用于浇注管及遮蔽管的更换机构不适合于用在双板滑阀上， 对于
所述双板滑阀来说所述浇注管或遮蔽管应该固定在活动的盖板上。 发明内容 因此， 本发明的任务是， 如此改进一种用于以能够更换的方式将浇注管连接到熔 液容器的浇口上的装置， 从而也可以在更换浇注喷嘴时或者在进行其它必要的操作时自动 化地轻易地操作浇注喷嘴并且可靠地保证将浇注管位置精确地对接到双板滑阀的能够移 动的盖板上。
该任务对于开头所述类型的以能够更换的方式将浇注管连接到熔液容器的浇口 上的装置来说通过以下方式来得到解决， 即所述能够移动的盖板拥有用于定心地容纳所述 浇注管的连接环并且所述能够移动的盖板拥有能够与其同步移动的用于浇注管的更换机 构以及用于将浇注管压紧到所述能够移动的盖板上的张紧机构。
所述能够移动的盖板主要包括盖板框架， 该盖板框架在空隙中容纳着由耐火材料 制成的具有用于液态金属的直通孔的盖板嵌件。 所述盖板框架以能够水平运动的方式在所 述滑动盖的支承框架中导引并且与固定在滑动盖的支承框架上的移动驱动装置相耦合。 通 过用于浇注管的更换机构的固定并且也按任意构成的用于将浇注管压紧在这块盖板上尤 其压紧在盖板的盖板框架上的张紧机构的实施方式， 在不依赖于所述能够移动的盖板的当 前位置的情况下可靠地保证浇注管的精确定位。 所述能够移动的盖板不仅可以处于能够让 金属熔液通过的 “打开位置” 中， 而且可以处于阻止金属熔液通过的 “关闭位置” 中。
根据一种优选的实施方式， 所述更换机构包括摆动轴以及与所述摆动轴相连接的 摆动驱动装置。所述摆动轴支撑在能够移动的盖板上， 该盖板允许围绕着其摆动轴线进行 摆动运动。此外， 用于容纳浇注管的容纳叉固定地与所述摆动轴相连接并且所述容纳叉的 两条叉臂布置在摆动轴线的平行的法平面中。 由此用旋转运动在叉臂较短的情况下可以使 浇注管完全从盖板嵌件的区域中摆动出来， 由此可以接触到所述盖板嵌件。比如在所述浇 注管的这个摆出的位置中可以以简单的方式用通过操作机或者机器人运动的喷氧管将堵 塞的液态金属通道吹通。
以在几何方面有利的方式将所述更换机构布置在所述能够移动的盖板或者说盖 板框架上， 如果所述摆动轴的摆动轴线与用于浇注管的连接环侧向隔开地进行布置并且对 接到连接环上的浇注管在滑动盖上确定连接位置并且关于容纳着所述摆动轴线的垂直平 面所述浇注管的连接位置确定在所述垂直平面的一侧并且用于浇注管的更换位置确定在 所述垂直平面的对置的背向的一侧或者直接确定在这个垂直平面中。
所说明的结构的更换机构允许浇注管在一个在所述能够移动的盖板上的连接位 置与所述浇注管的更换位置之间围绕着摆动轴线在处于 90°与 180°之间的摆动角范围 内移动。通过摆出运动将浇注喷嘴置于对操作机来说容易接近的区域中， 从而在相应有利 地将容纳钩构造在叉臂的端部上的情况下不仅可以毫无问题地完成较大的摆动角而且通 过机器人可以容易地自动化地给更换机构卸载和加载。
为了能够用机器人或者其它操作机实施浇注管的自动化的更换， 所述浇注管设有 支撑环并且以这个支撑环装到摆动机构中。在此， 所述支撑环具有与浇注管外直径相协调 的环形元件， 所述浇注管插在该环形元件中， 在该环形元件上连接着对置的并且背向彼此 的支承销， 所述支承销放置在所述摆动机构的两条叉臂的容纳叉中并且在所述环形元件上
布置了用于机器人的抓取工具的接合装置。有利的是， 所述接合装置相对于支承销以 90° 的角度定位在环形元件上。
因此， 在所述浇注管从连接位置偏转到更换位置中之后机器人可以用简单的方式 用所述支撑环的朝向机器人的接合装置抓住有待更换的浇注管并且对接在所述浇注管上。 而后机器人将浇注管从摆动机构中取出并且将浇注管放在工具盒中。 机器人用其位于支撑 环的接合装置上的抓取工具从工具盒中抓住准备用于接下来使用的浇注管， 并且将该浇注 管悬挂到所述更换机构的在更换位置中等候的容纳叉中。 随后通过摆动运动又使所述浇注 管偏转到连接位置中并且处于准备使用的状态中。
优选所述摆动驱动装置由摆动马达构成。 摆动马达能够准确地对摆动轴进行旋转 角调节并且由此能够精确地控制浇注管的连接位置、 更换位置和可能必要的中间位置。
优选使用液压的摆动马达。 但是同样也可以使用具有气动的或者电的驱动装置的 摆动马达。 优选液压的摆动马达包括线性缸以及用于在预先确定的摆动条件下产生更换机 构的摆动运动的传动机构。
有利的是， 用于以预先确定的压紧力将浇注管压紧到连接环上的张紧机构固定在 所述能够移动的盖板上。 作为替代方案也存在着这样的可能性， 也就是将用于将浇注管压紧到连接环上的 张紧机构直接集成到更换机构尤其摆动驱动装置中。
优选为所述张紧机构分配了用于受控制地调节预先确定的压紧力的调节机构。
如果所述张紧机构直接集成到液压的摆动马达中或者说是液压的摆动马达的一 部分， 那就用所述摆动马达的液压的机构来调节受控制的压紧力。 在这种情况下， 所述张紧 机构仅仅间接地布置在所述能够移动的盖板或者说盖板框架上。
所述张紧机构也可以由作用于摆动机构的摆动轴的预张紧的弹簧构成。所述预 张紧的弹簧则可以由任意结构的机械的弹簧比如扭转弹簧、 气动的或者液压的弹簧元件构 成。
用滑动盖封闭的并且用金属熔液填充的熔液容器只要其是浇钢桶就在冶金运行 中多数经过多个处理阶段， 在这些处理阶段中金属熔液比如被制成合金或者经受冶金的精 炼过程。 在此， 除了滑动盖本身之外没有任何其它的构件固定在容器底部， 尤其也没有任何 液压的调节机构固定在容器底部上。 为了对于所述按本发明的更换机构来说也能够实现这 一点， 能够划分为可分开的组件的更换机构包括摆动轴和能够在装入运动中自动地接合到 所述摆动轴上的摆动驱动装置。 在所述能够移动的盖板上或者具体来讲在所述能够移动的 盖板框架上布置了至少一个用于容纳所述摆动驱动装置并使其定位的定心凸耳。有利的 是， 用机器人来装入所述摆动驱动装置并使其接合到摆动轴上。
对所述摆动轴来说也存在着同样的可能性， 该摆动轴可以以其轴承装入、 定位并 且闭锁在设在能够移动的盖板或者能够移动的盖板框架上的容纳槽中。 这里也有利地用机 器人来进行装入。
为了使这种自动化的安装作业变得容易， 所述摆动驱动装置以及必要时所述摆动 轴也装备着用于机器人的抓取工具的接合装置。 由此可以容易地由准备好的托架或者在该 托架上容纳或者放置这个组件。 由此也可以在潜在的危险区域中不投入人力的情况下使所 述摆动驱动装置和 / 或摆动轴在冶金的运行中在各个预处理步骤的过程中以及在熔液容
器的输送过程中在与所述能够移动的盖板或者能够移动的盖板框架分开的情况下放置在 托架上的确定浇注位置的支架上， 并且所述摆动驱动装置和 / 或所述摆动轴只有在用机器 人或者其它的操作机将熔液容器放在所述支架上之后才装在所述能够移动的盖板或者能 够移动的盖板框架上。
对于在连铸机上的具体的应用情况来说， 所述熔液容器构成浇钢桶， 利用该浇钢 桶将从炼钢厂中经过预处理的钢熔液送到连铸机上。 浇钢桶转塔连同其叉臂构成所述用于 容纳浇钢桶的支架。所述托架也处于所述浇钢桶转塔上， 在所述托架上所述摆动驱动装置 和摆动轴为在机器人支持下安装在滑动盖上这个过程作好准备。 附图说明
本发明的其它优点和特征从下面对非限制性的实施例所作的说明中获得， 其中参 照以下附图。附图示出 ：
图 1 是按本发明的装置， 该装置用于在浇注管的更换位置中以能够更换的方式将 该浇注管连接到熔液容器的浇口上，
图 2 是按本发明的装置， 该装置用于在浇注管的连接位置中以能够更换的方式将 该浇注管连接到熔液容器的浇口上， 图 3 是按本发明的用于以能够更换的方式将浇注管连接到熔液容器的浇口上的 装置的侧视图， 以及
图 4 是按本发明的用于以能够更换的方式将浇注管连接到熔液容器的浇口上的 装置的仰视图。
具体实施方式
图 1 到 4 示意性地示出了所述按本发明的用于以能够更换的方式将浇注管连接到 熔液容器的浇口上的装置的多幅视图并且下面借助于实施例对其进行详细解释。
对于连铸机中的分流罐来说， 在浇口侧通常谈及浇注管或者浸入式浇注管 ； 对于 浇钢桶来说则谈及遮蔽管。 所述按本发明的解决方案包括这两种应用方案并且同样适合于 这两种应用方案。
图 3 示出了熔液容器 1 的部分剖面， 该熔液容器 1 具有钢护套 1a 和抵靠在里面的 耐火的衬层 1b。 所述熔液容器比如可以作为浇钢桶或者中间罐构造在连铸机上。 在所述熔 液容器的底部布置了由耐火的材料砌成的浇口 2， 该浇口 2 具有用于连续地流出金属熔液 ( 比如液态钢 ) 的流出口 2a。在所述熔液容器的外侧布置了构造为滑动盖 3 的封闭机构， 利用该封闭机构可以关闭或者打开所述流出口 2a 或者可以调节流过的金属熔液的量。
所述滑动盖 3 在图 2 中构造为双板滑阀。所述滑动盖在功能上看包括固定的盖板 4 和能够移动的盖板 5。在本发明的范围内， 不仅所述固定的盖板而且所述能够移动的盖板 都可以由多个部件组成， 比如可以分别包括多块上下叠放的盖板。
所述固定的盖板 4 包括盖板框架 6， 该盖板框架 6 通过螺纹连接直接固定在所述熔 液容器 1 的钢护套 1a 上。耐火的盖板嵌件 7 装入到所述盖板框架 6 中并且具有直通孔 8， 所述直通孔 8 与熔液容器 1 中的流出口 2a 对齐。以抵靠在所述固定的盖板 4 上的方式布 置了所述能够移动的盖板 5， 该盖板 5 同样包括盖板框架 9， 所述盖板框架 9 以能够在两个调节位置之间移动的方式布置在所述固定的盖板 4 的未详细示出的水平导向件上。在所述 能够活动的盖板框架 9 中装入并且支撑着盖板嵌件 10， 所述盖板嵌件 10 在所述两个调节位 置之一中具有与盖板嵌件 7 中的直通孔 8 对齐的直通孔 11 并且在另一个调节位置中阻塞 所述直通孔 11。所述能够移动的盖板 5 以铰接方式与液压的调整元件 12 比如能够触发的 压力介质缸相连接， 其中所述调整元件 12 支撑在固定的盖板框架 6 上并且所述能够移动的 盖板 5 在所述两个调节位置之间移动。
所述能够移动的盖板 5 的盖板嵌件 10 具有连接环 13， 该连接环 13 可以是所述盖 板嵌件 10 的一部分或者也可以作为如在图 2 中示出的分开的浇注喷嘴式的构件 13a， 该构 件分配给所述能够移动的盖板 5。 这个连接环 13 或者浇注喷嘴式的构件 13a 用于容纳浇注 管 14 并且将其在锥形的固定座中定心。
为了操纵浇注管 14 优选为了由于磨损而操纵其更换过程， 设置了更换机构 16， 利 用该更换机构 16 可以将浇注管 14 从更换位置 A 输送到连接位置 B 中以及将其进行返回输 送。所述更换机构 16 完全位置固定地固定在所述能够移动的盖板 5 的盖板框架 9 上并且 因此能够与这块盖板同步地移动。 由此获得如此定位在所述活动的盖板 5 上的更换机构 16 的重要的优点。 用于浇注管操纵的相对的输送行程在不依赖于所述能够移动的盖板的暂时 的位置 ( 打开的或者关闭的位置 ) 的情况下始终保持相同， 并且始终可靠地保证将浇注管 中心地安放在连接环 13 上并且这个过程能够容易地得到实施 ( 图 1、 2)。 如从图 1、 3 和 4 中看出的一样， 所述更换机构 16 包括摆动驱动装置 17 和摆动轴 18。所述摆动轴 18 在允许围绕着其摆动轴线 19 进行摆动运动的情况下直接与机动的摆动 驱动装置 17 相接合并且通过轴承 20 以能够旋转的方式支撑在所述能够移动的盖板 5 上。 所述摆动轴 18 的自由端部汇入到具有两条叉臂 22a、 22b 的用于容纳浇注管 14 的容纳叉 21 中， 其中所述叉臂彼此间以一定的间距布置在摆动轴线 19 的平行的法平面中。所述叉 臂 22a、 22b 彼此间的间距按照所述浇注管 14 的外直径来确定。所述叉臂 22a、 22b 钩状地 伸展并且形成用于容纳浇注管 14 的容纳槽 23。在这里如此构成所述容纳槽 23， 使得所述 浇注管 14 在从所述调节位置 B 到更换位置 A 以及返回的整个摆动运动过程中不会从所述 容纳槽中滑出来并且尤其在调节位置 A 中可靠地保证将压紧力从浇注管 14 传递到连接环 13 上。
所述更换机构 16 以其摆动轴 18 或者说摆动轴线 19 布置在所述滑动盖 3 和连接 环 13 的侧面旁边。关于容纳着摆动轴线 19 的垂直平面 C， 所述浇注管的连接位置 B 确定在 所述垂直平面的一侧并且用于浇注管的更换位置 A 确定在所述垂直平面 C 的对置的背向的 一侧或者直接确定在这个垂直平面中。所述摆动轴线 19 平行于所述能够移动的盖板 5 的 移动方向定向。利用比较短的叉臂 22a、 22b 可以将所述浇注管 14 从连接位置 B 置于比较 容易接近的更换位置 A 中， 在所述更换位置 A 中可以用这里未示出的操作机或者机器人轻 易地将浇注管从所述叉臂的容纳槽 23 中取出并且又可以装入替换浇注管。此外， 可以容易 地用同样通过机器人或者其它的操作机运动的吹氧管或者其它的用于打开或者清洗流出 口的装置接近用于清洗作业的浇出区域， 比如用于烧尽流出口。所述容纳位置 B 与更换位 置 A 之间的摆动角范围 α 大约为 180°。
所述浇注管 14 插在支撑环 25 中并且以该支撑环 25 装入到所述叉臂 22a、 22b 的 两个容纳槽 23 中。 所述支撑环 25 包括具有锥形的固定座的环形元件 25a， 所述固定座与浇
注管 14 的上面的区域中的锥形的环形件相对应。在所述环形元件 25a 上连接着彼此对置 的并且背向彼此的支承销 25b， 所述支承销 25b 放置在更换机构 16 的容纳槽 23 中。此外， 所述环形元件包括接合装置 25c， 利用该接合装置 25c 可以与机器人或者操作机建立抓取 连接。
所述摆动驱动装置 17 由优选以液压方式运行的摆动马达 26 构成。该摆动驱动装 置 17 能够借助于传动机构直接将线性缸的以液压方式产生的运动转换为所述摆动轴 18 的 定量的旋转运动。所述液压的摆动马达也能够通过集成在其中的张紧机构 27 来调节受控 制的压紧力并且能够在浇注周期内保持该压紧力。
用于有针对性地将浇注管压紧到所述能够移动的盖板上的张紧机构 27 比如也可 以通过预张紧的弹簧 27a 的作用来实现， 所述弹簧 27a 直接作用于所述摆动轴。这个能够 预张紧的弹簧在图 4 中构造为扭转弹簧， 将摆动轴 18 包围， 固定在这根摆动轴 18 上并且固 定在所述能够移动的盖板 5 上或者说固定在盖板框架 9 上， 并且在到连接位置 B 中的摆动 运动的过程中形成相应的压紧力。
为所述摆动驱动装置 17 和能够移动的盖板 5 分配了定心凸耳 28， 所述定心凸耳 28 能够用在图 3 中未示出的机器人自动化地将摆动驱动装置装入并且接合到其工作位置 中或者又将其从其工作位置中取出。同样， 分配给摆动轴 18 的轴承 20 如此布置在容纳槽 29 中， 从而同样可以在机器人的支持下装入并且闭锁在工作位置中。所述摆动驱动装置 17 和摆动轴 18 设计为组件并且在放在使用地附近的这里未示出的托架上在熔液容器的支架 上为安装作业作好准备。所述摆动驱动装置 17 和摆动轴 18 设有用于接合到机器人的抓取 工具上的接合装置 30。
附图标记列表 ：
1 熔液容器
1a 熔液容器的钢护套
1b 熔液容器的耐火的衬层
2 浇口
2a 用于金属熔液的流出口
3 滑动盖
4 固定的盖板
5 能够移动的盖板
6 所述固定的盖板 4 的盖板框架
7 盖板嵌件
8 直通孔
9 所述能够移动的盖板 5 的盖板框架
10 盖板嵌件
11 盖板嵌件中的直通孔
12 移动驱动装置
13 连接环
13a 连接环， 作为浇注喷嘴式的构件
14 浇注管9CN 101903122 A
说更换机构 摆动驱动装置 摆动轴 摆动轴线 轴承 容纳叉 叉臂 容纳槽 支撑环 环形元件 支承销 接合装置 摆动马达 张紧机构 弹簧 定心凸耳 容纳槽 接合装置 更换位置 连接位置 垂直平面 摆动角范围明书7/7 页16 17 18 19 20 21 22a、 22b 23 25 25a 25b 25c 26 27 27a 28 29 30 A B C α