专利名称：将粉末状物质涂覆在冶金容器中的金属熔液的液面上的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种用于将粉末状物质涂覆在冶金容器中的金属熔液的液面上的方法和设备，以及所述设备在用于生产钢制浇注产品的连续浇注设备上的应用。
背景技术：
由背景技术已知，在连续浇注时将粉末状物质(例如浇注粉末、成渣剂或者覆盖粉末)置于冶金容器(例如结晶器或者浇注分配器)中的金属熔液的液面上。在此所置的粉末状物质完成不同的任务，例如在成渣剂的情况中改善所述熔液的化学成分以及防止或者至少减小所述熔液的氧化，在覆盖粉末的情况中所述熔液沿着垂直方向向上是热绝缘的，或者在浇注粉末的情况中防止形成的浇注连铸坯粘附在结晶器上。为了例如在连续浇注设备中进行连铸时可靠地实现所述功能，有必要将足够量的ー种或者多种粉末状物质置于ー种或者多种液面上。所述置于浇注分配器上的粉末经常也称为所谓的分配器粉末。由文献CH 595161 A和CH 623758 A已知各ー个具有浇注粉末容器和计量装置的装置，其中将所述浇注粉末计量地涂覆结晶器中的液面上。由文献JP 62212044 A2已知，浇注粉末和惰性气体借助于喷枪涂覆浇注分配器上，其中所述浇注粉末在涂覆时由惰性气体罩包围。最后由A. Jungbauer 等的出版物 “Arbeitssicherheit durch Robotertechnik-Verbesserter Schutz an Stranggiessanlagen”(通过机器人技术实现的工作安全-对连续烧注设备增强了的保护)S&I Kompendium 2007,第94-97页,publish industry出版社，慕尼黑，2007年4月。已知，利用具有挖斗的エ业机器人用于浇注粉末或者分配器粉末的任务，其中所述粉末量借助于称重装置測量并且将这些信息汇入所述连续浇注设备的质量系统中。根据背景技术的设备以及方法的缺点在于，通过应用计量装置或者称重装置降低了粉末任务的可靠性以及加剧了在计量时的粉尘飞扬并且提高了所述设备的生产成本。
发明内容
本发明的任务是，实现开始时提到的方式的方法和设备，所述方法和设备与已知的背景技术相比能够表现得明显地更简单、运行故障更少且成本更低。本发明的另ー个任务是，减少在计量粉末状物质时的粉尘飞扬。所述这些任务通过具有下列处理步骤的方法解决
-将挖斗推入粉末状物质的堆料锥体中，其中所述挖斗容纳一定量的粉末状物质；
-计量处于所述挖斗中的所述粉末状物质，其中从所述挖斗中计量地移除所述粉末状物质的一定份额；紧接着
-运送所述挖斗以及包含在内的所述粉末状物质至所述冶金容器；然后 -将所述挖斗在所述冶金容器的上方倒空，从而使所述粉末状物质涂覆在所述熔液的液面上。在此将挖斗例如沿着水平方向或者沿着倾斜的、例如具有水平的和垂直向上指向的分量的方向推入粉末状物质的堆料锥体，从而使所述挖斗容纳一定量的粉末状物质，例如由成渣剂、覆盖粉末、浇注粉末构成的组中的至少ー种物质，其中所述粉末状物质或者以未经压缩的形式(例如作为尘埃状的粉末或者颗粒)或者以压缩的形式(例如以丸粒状的形式)存在。然后在计量时移除处于所述挖斗中的粉末状物质的计量的、也就是说预先规定的份额，从而在接下来的工作步骤中运送所述粉末状物质的预先规定的量到冶金容器中，例如到浇注分配器(英语为tundish)中或者到连续浇注设备的结晶器中。然后所述挖斗在所述冶金容器的上方倒空，从而使所述粉末状物质置于熔液的液面上。所述操作一般按照连续浇注过程的粉末需求循环重复，从而使ー种或者多种粉末状物质的预先规定的量置于液面上。根据ー个简单的实施方式，所述挖斗在计量时相对地相对于刮削棱边运动，从而从所述挖斗中计量地刮削掉所述粉末状物质的预先规定的量。由此以简单的方式并且在微小的粉尘飞扬的可能性下，从所述挖斗计量地移除所述粉末状物质的一定份额。根据ー个实施方式可调节地进行计量。在粉末状物质的可调节的计量时能够达到特别高的精度；当然可控制的计量也是有可能的。根据ー个实施方式，利用位置，尤其在所述挖斗和所述刮削棱边之间沿着垂直方向的距离，或者重量，尤其至少部分充填的所述挖斗的重量，作为额定參量进行调节。利用位置是有利的，因为分配给位置测量的传感器鲁棒性特别好并且运行故障少。在利用重量作为额定參量时直接调节地对粉末状物质的量进行调整。根据ー个特别简单的实施方式，所述挖斗沿着水平方向相对于静止的刮削棱边做相对运动。根据ー个有利的实施方式，所述至少部分充填的挖斗在已经推入后从粉末状物质的堆料锥体中离开。同样可能使所述推入和所述取出借助于彼此不间断的运动执行，例如通过具有水平的和垂直向上指向的分量的运动。这种操作在专业人士中以“铲出”为人所知。根据ー个实施方式，所述运送包括从堆料锥体到冶金容器的摆转运动，由此达到特别高的粉末状物质涂覆到液面上的任务效率。根据ー个有利的实施方式，在所述倒空前确定利用所述粉末状物质覆盖所述液面的情况并且将所述挖斗优选在未被覆盖的或者少量覆盖的位置上方倒空。由此能够以简单的方式保证利用粉末状物质均匀地覆盖液面。有利的是，由机器人，例如エ业机器人，根据权利要求1到8的任一项执行所有的处理步骤。エ业机器人在不同的配置上都是可获得的、低敏感性的，并且这能够降低在浇注操作时浇注平台上的潜在危险。用于实施所述方法的设备具有
-至少ー个料仓用于存放所述粉末状物质，其中所述粉末状物质能够在料仓中沿着垂直方向提高地存放，从而使所述粉末状物质能够以堆料锥体的方式离开所述料仓；
-与挖斗连接的机器人用于所述推入、计量、运送和粉末状物质的倒空；和 -刮削棱边，其中借助于在所述挖斗和所述刮削棱边之间的相对运动将所述粉末状物质的一定份额从所述挖斗中移除。所述设备结构以较少数量的单个零件和高的灵活性出众。在此所述粉末状物质在料仓中沿着垂直方向相对于浇注平台提高地存放，从而使所述粉末状物质能够以堆料锥体的方式离开所述料仓。通过所述提高了的存放保证了在铲出后粉末状物质自动地流出。与挖斗连接的机器人用于所述推入、必要时取出、计量、运送和粉末状物质的倒空。对此将“机器人”这ー概念理解为机械手(例如多轴エ业机器人)，适用于实现推入、计量、运送和粉末状物质的倒空。在计量处于所述挖斗中的粉末状物质时利用刮削棱边，在此借助于在所述挖斗和所述刮削棱边之间的相对运动将所述粉末状物质的一定份额从所述挖斗中移除，例如刮削掉。如果所述刮削棱边布置在堆料锥体的上方并且水平取向，是特别有利的，从而在计量时移除的粉末状物质能够自动地再次输送给所述堆料锥体。实现所述挖斗至少部分向前和至少部分向上敞开是符合目的的。如果所述堆料锥体和所述冶金容器处于所述机器人的最小和最大工作区域之内，对于高的任务效率是有利的。对此将“处于最小和最大工作区域之内”这ー概念理解为所述挖斗能够到达的工作区域，无需机器人借助于外部的移动装置或者摆转装置(例如归属于机器人的行走机构或者归属于机器人的摆转台)运动。根据符合目的的实施方式，至少ー个机器人轴线具有用于确定所述挖斗的实际位置的測量装置，例如位置測量装置或者角度測量装置，或者用于确定至少部分充填的挖斗的重量的測量装置，例如力測量装置或者力矩测量装置，其中所述机器人轴线与控制装置或者调节装置连接。由此能够借助于机器人简单地且有效地计量处于所述挖斗中的粉末状物质。表明是有利的是，应用根据权利要求10到14的任一项的设备在连续浇注设备中用于生产钢制浇注产品。
本发明的其他优点和特征由以下非限制性的实施例的说明得出，其中涉及以下的附图，以下示出
图1至4示出了具有ー个粉末料仓、一个机器人和两个浇注分配器的浇注平台的布置
图，
图5示出了用于两种粉末状物质、具有各一个刮削棱边的粉末料仓的透视图，
图6示出了用于两种粉末状物质、具有各一个刮削棱边的粉末料仓的正视图，
图7示出了具有挖斗的6轴エ业机器人的示意图，
图8和9示出了在推入和粉末状物质的计量时的工作步骤的简图。
具体实施方式
图1
在图1中示出了具有浇注平台5的连续浇注设备的透视图。钢熔液在盛钢桶I中利用所谓的摆渡机构从熔炼设备经由浇注吊车输送到连续浇注设备中且装入盛钢桶转塔12中。经由通过滑阀闭锁的地面排出ロ(出钢ロ)使熔液从盛钢桶I流入浇注分配器3，其中将液态的钢导入到钢包长水口 2中。所述液态的钢从浇注分配器3穿过浇注管(英语为submerged entry nozzle,简称SEN)流入未示出的结晶器中。在烧注平台5上布置有构造为6轴エ业机器人的机器人8，所述机器人定位于可摆转的摆转台6上。所述机器人8从粉末料仓9中取出构造为分配器粉末的粉末状物质并且将所述粉末状物质输送至分配器3中的钢熔液的液面，从而使所述液面均匀地被分配器粉末覆盖。为了一方面能够克服粉末料仓9和分配器3之间较大的距离并且另一方面机器人8在运行故障时能够容易且快速地从在浇注平台5上的工作区域中移开，所述机器人8布置在摆转台6上，所述摆转台6构造为可绕垂直的旋转轴线7摆动。在分配器3中的液面上的分配器粉末的任务包括以下的处理步骤首先将挖斗10推入到在图1中未示出的堆料锥体，从而使挖斗10容纳一定量的分配器粉末。然后将这样至少部分充填的挖斗10从堆料锥体中取出并且计量处于挖斗10中的分配器粉末的量，其中将分配器粉末的一定份额从挖斗10中移除。然后将挖斗10本身以及包含在其中的分配器粉末输送至分配器3。其中机器人8执行摆转运动。最后挖斗10在分配器的上方倒空并且机器人8包括挖斗10在内摆转回去，从而使挖斗10可以重新充填分配器粉末。图2
计量处于挖斗10中的分配器粉末时的处理步骤在图2中进ー步示出。在此充填满或者部分充填的挖斗10相对地相对于位置固定的刮削棱边11运动，从而从挖斗10中计量地移除分配器粉末的一定份额。机器人8包含挖斗10在内具体地沿着水平方向执行刮削运动13，其中位置受控地调整在挖斗10的下棱边和刮削棱边11的下棱边之间沿垂直方向的距离15。所述操作方式有更多的优点
-计量时少有至没有粉尘飞扬；
-自动再向锥体堆料供应分配器粉末；
-无需易出故障的分配给挖斗10或者分配器粉末的称重装置；以及 -高的计量精度。图3 和 4
最后图3和4示出，如何将分配器粉末的量计量地借助于机器人8和挖斗10倾注到分配器3中，从而使钢熔液的液面被分配器粉末均匀地覆盖。图5
在图5中示出了用于两种粉末状物质(例如覆盖粉末和成渣剂)的粉末料仓9。每ー种粉末状物质以袋子或者所谓的big bag (见例如http://www. big-bag. com/bigbags. html)供应并且在前壁17、后壁18以及两个侧壁19之间在粉末料仓9的上方区域悬挂，从而使所述粉末状物质自动地经由倾斜平面16向下散落并且构成未示出的堆料锥体。粉末料仓9以适宜的方式包括布置在沿着垂直方向在堆料锥体的上方的具有刮削棱边11的刮削装置22，从而使粉末状物质在计量时再输送给堆料锥体。图6
在图6中示出了用于两种粉末状物质的粉末料仓9的另ー种实施方式。在此每ー种粉末状物质自动地经由上部的倾斜平面16a和下部的倾斜平面16b向下散落，在此构成未示出的堆料锥体。在此所述上部的倾斜平面16a到后壁18有距离，从而保证了粉末状物质以预先确定的流出速度流出。
图7
图1示出了构造为6轴エ业机器人的机器人8包含充填部分粉末状物质21的挖斗10在内的简图。机器人8的运动轴线通过点划线Al到A6表示。图8
在图8中示出了在挖斗10推入粉末状物质的堆料锥体14时、在挖斗10从堆料锥体14中取出并且在计量处于挖斗10中的粉末状物质时的工作步骤。由于清楚的原因放弃了与挖斗10连接的机器人以及粉末料仓的示意图。在最上面的分示图中构造成向前和向上敞开的挖斗10沿着水平方向推入堆料锥体14，从而使挖斗10部分充填粉末状物质21 (运动方向13是通过箭头表示的)。然后所述部分充填的挖斗10从堆料锥体14中取出，其中所述挖斗沿着垂直方向举起并且沿着水平方向抽回(见运动方向13)。第三幅分示图示出了计量前的情况，在此在计量时挖斗10沿着水平方向相对于静止的具有附属的刮削棱边11的刮削装置22移动，从而使处于挖斗10中的粉末状物质的一定份额从挖斗中移除。在此位置受控地调整在挖斗的下棱边和刮削棱边11之间的距离15，从而移除粉末状物质的预先规定的量。图9
在图9中示出了与图8类似的情况，其中但是在计量时刮削装置13的刮削棱边11定位于挖斗的上棱边的下方，这就是说，在刮削棱边11和挖斗10的下棱边之间的距离小于挖斗的高度，从而相对于图8在计量处于挖斗10中的粉末状物质时提高了数量上的扩展。附图标记
1盛钢桶
2钢包长水口
3浇注分配器
4浇注管
5烧筑平台
6摆转台
7摆转台的旋转轴线
8机器人
9粉末料仓
10挖斗
11刮削棱边
12盛钢桶转塔
13运动方向
14堆料锥体
15距离16、16a、16b 倾斜平面
17前壁
18后壁
19侧壁
20驱动电动机21粉末状物质
22刮削装置Al到A6 旋转轴线。
权利要求
1.一种用于将粉末状物质(21)涂覆在冶金容器(3)中的金属熔液的液面上的方法，具有下列处理步骤-将挖斗(10)推入粉末状物质(21)的堆料锥体(14)，其中所述挖斗(10)容纳一定量的所述粉末状物质(21)；-计量处于所述挖斗(10)中的所述粉末状物质(21)，其中从所述挖斗(10)中计量地移除所述粉末状物质(21)的一定份额；紧接着-运送所述挖斗(10)以及包含在内的所述粉末状物质(21)至所述冶金容器(3);然后-将所述挖斗(10 )在所述冶金容器(3 )的上方倒空，从而使所述粉末状物质(21)涂覆所述熔液的液面上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挖斗(10)在计量时相对地相对于刮削棱边(11)运动。
3.根据权利要求1到2的任一项所述的方法，其特征在于，可调节地进行所述计量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用位置，优选在所述挖斗(10)和所述刮削棱边(11)之间沿着垂直方向的距离(15)，或者重量，优选至少部分充填的所述挖斗(10)的重量，作为额定参量进行所述调节。
5.根据权利要求2到4的任一项所述的方法，其特征在于，所述挖斗(10)沿着水平方向(13)相对于静止的刮削棱边(11)做相对运动。
6.根据权利要求2到5的任一项所述的方法，其特征在于，在所述推入后至少部分充填的所述挖斗(10)从所述堆料锥体(14)中取出。
7.根据权利要求1到6的任一项所述的方法，其特征在于，所述运送包括从所述堆料锥体(14)到冶金容器(3)的摆转运动。
8.根据权利要求1到7的任一项所述的方法，其特征在于，在所述倒空前确定利用所述粉末状物质(21)覆盖所述液面的情况并且将所述挖斗(10)优选在未被覆盖的或者少量覆盖的位置上方倒空。
9.根据权利要求1到8的任一项所述的方法，其特征在于，由机器人(8)根据权利要求1到8的任一项执行所有的处理步骤。
10.一种用于将粉末状物质(21)涂覆在冶金容器(3)中的金属熔液的液面上的设备，具有-至少一个料仓(9 )用于存放所述粉末状物质(21)，其中所述粉末状物质(21)能够在料仓(9 )中沿着垂直方向提高地存放，从而使所述粉末状物质(21)能够以堆料锥体(14 )的方式离开所述料仓(9);-与挖斗(10)连接的机器人(8)用于所述推入、计量、运送和粉末状物质(21)的倒空；和-刮削棱边(11)，其中借助于在所述挖斗(10)和所述刮削棱边(11)之间的相对运动将所述粉末状物质(21)的一定份额从所述挖斗(10)中移除。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述刮削棱边(11)布置在所述堆料锥体(14)的上方并且水平取向，从而使所述在所述计量时移除的粉末状物质(21)能够自动地再输送给所述堆料锥体(14 )。
12.根据权利要求10到11的任一项所述的设备，其特征在于，所述挖斗(10)构造成至少部分向前敞开并且至少部分向上敞开。
13.根据权利要求10到12的任一项所述的设备，其特征在于，所述堆料锥体(14)和所述冶金容器(3 )处于所述机器人(8 )的最小和最大工作区域之内。
14.根据权利要求10到13的任一项所述的设备，其特征在于，最少一个机器人轴线(Al到A6)具有用于确定所述挖斗(10)的实际位置的测量装置，或者用于确定至少部分充填的挖斗(10)的重量的测量装置，并且所述机器人轴线(Al到A6)与调节装置连接。
15.一种根据权利要求10到14的任一项的设备在连续浇注设备中用于生产钢制浇注产品的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于将粉末状物质(21)涂覆在冶金容器(3)中的金属熔液的液面上的方法和设备，以及所述设备在用于生产钢制浇注产品的连续浇注设备上的用途。本发明的任务是，实现开始时提到的方式的方法和设备，所述方法和设备与已知的背景技术相比能够表现得明显地更简单、运行故障更少且成本更低。本发明的另一个任务是，减少在计量粉末状物质(21)时的粉尘飞扬。所述这些任务通过具有下列处理步骤的方法解决-将挖斗(10)推入粉末状物质(21)的堆料锥体(14)中，其中所述挖斗(10)容纳一定量的粉末状物质(21)；-计量处于所述挖斗(10)中的所述粉末状物质(21)，其中从所述挖斗(10)中计量地移除所述粉末状物质(21)的一定份额；紧接着-运送所述挖斗(10)以及包含在内的所述粉末状物质(21)至所述冶金容器(3)；然后-将所述挖斗(10)在所述冶金容器(3)的上方倒空，从而使所述粉末状物质(21)涂覆所述熔液的液面上。
文档编号B22D11/16GK103038001SQ201180013670
公开日2013年4月10日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年3月12日
发明者H.埃布纳, R.沙伊德格, M.希尔施曼纳 申请人:西门子 Vai 金属科技有限责任公司