AT509202B1 - TILT CONVERTER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen kippbaren Konverter mit einem das Konvertergefäß (1) mit Abstand umgebenden Tragring (2), welcher zwei diametral gegenüber liegende Tragzapfen aufweist, wobei das Konvertergefäß (1) mit mehreren Verbindungselementen am Tragring (2) befestigt ist und ein Verbindungselement jeweils mit seinen gegenüber liegenden Enden an der Unterseite des Tragrings (2) einerseits und am Konvertergefäß (1) andererseits starr befestigt ist.Um eine gleichmäßigere Verteilung der Lasten in den Verbindungselementen zu ermöglichen, wird vorgesehen, dass das Verbindungselement genau eine Lamelle (3) umfasst, die gegenüber dem Konvertergefäß (1) mit einem Schutzelement (6, 8, 9) abgeschirmt ist, welches mit seinen gegenüber liegenden Enden ebenfalls sowohl mit dem Konvertergefäß (1) als auch mit dem Tragring (2) verbunden ist, jedoch nur eines dieser Enden entweder mit dem Tragring (2) oder mit dem Konvertergefäß (1) starr verbunden ist.The invention relates to a tiltable converter with a surrounding the converter vessel (1) at a distance supporting ring (2) which has two diametrically opposed support pins, wherein the converter vessel (1) is fastened with a plurality of connecting elements on the support ring (2) and a connecting element respectively its opposite ends on the underside of the support ring (2) on the one hand and on the converter vessel (1) on the other hand rigidly befestigt.Um to allow a more uniform distribution of the loads in the connecting elements, it is provided that the connecting element comprises exactly one blade (3), which is shielded with respect to the converter vessel (1) with a protective element (6, 8, 9), which is also connected with its opposite ends both with the converter vessel (1) and with the support ring (2), but only one of these ends either rigidly connected to the support ring (2) or to the converter vessel (1).
Description
österreichisches Patentamt AT509 202B1 2011-07-15Austrian Patent Office AT509 202B1 2011-07-15
Beschreibungdescription
KIPPBARER KONVERTER GEBIET DER ERFINDUNGTILTABLE CONVERTER FIELD OF THE INVENTION
[0001] Die Erfindung betrifft einen kippbaren Konverter mit einem das Konvertergefäß mit Abstand umgebenden Tragring, welcher zwei diametral gegenüber liegende Tragzapfen aufweist, wobei das Konvertergefäß mit mehreren Verbindungselementen am Tragring befestigt ist und ein Verbindungselement jeweils mit seinen gegenüber liegenden Enden an der Unterseite des Tragrings einerseits und am Konvertergefäß andererseits starr befestigt ist.The invention relates to a tiltable converter with a surrounding the converter vessel with distance support ring which has two diametrically opposed support pins, wherein the converter vessel is fastened with a plurality of fasteners on the support ring and a connecting element each with its opposite ends on the underside of the support ring on the one hand and the converter vessel on the other hand is rigidly fixed.
[0002] Konverter sind kippbare metallurgische Gefäße samt Aufhängung, in denen flüssige Metalle und Metalllegierungen hergestellt und behandelt werden. Diese Konvertergefäße sind während des Betriebes hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, die zu erheblichen Wärmedehnungen und Verformungen führen. Daher umgibt ein Tragring das Konvertergefäß mit einem vorbestimmten Abstand. Bei den heute üblichen Konvertergrößen kommt es neben der thermischen Belastung zusätzlich zu hohen Gewichtsbelastungen in den Verbindungselementen, wobei diese Belastungen in Abhängigkeit von der Kippstellung des Konvertergefäßes schwanken. Die Verbindungselemente sind daher so anzuordnen, dass in keiner Betriebsposition des Konvertergefäßes Überlastungen an einzelnen Verbindungselementen auftreten. Weiters sollen die Verbindungselemente vor Schlackenauswürfen aus dem Konvertermund weitgehend geschützt angeordnet sein.Converters are tiltable metallurgical vessels including suspension, in which liquid metals and metal alloys are produced and treated. These converter vessels are exposed during operation to high thermal loads, which lead to significant thermal expansion and deformation. Therefore, a support ring surrounds the converter vessel at a predetermined distance. In today's conventional converter sizes, in addition to the thermal load in addition to high weight loads in the connecting elements, these loads vary depending on the tilted position of the converter vessel. The connecting elements are therefore to be arranged so that overloading of individual connecting elements does not occur in any operating position of the converter vessel. Furthermore, the connecting elements should be arranged largely protected from slag ejection from the converter mouth.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
[0003] Um diesen Anforderungen weitgehend zu entsprechen, sind aus dem Stand der Technik bereits eine Reihe von das Konvertergefäß mit dem Tragring verbindenden Verbindungselementen oder Systeme von Verbindungselementen in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt.To meet these requirements largely, a number of connecting the converter vessel with the support ring connecting elements or systems of connecting elements in different embodiments are already known from the prior art.
[0004] Bei einer Ausführungsform der Verbindungselemente sind diese als Lamellenpakete ausgebildet, das heißt, sie bestehen aus mehreren voneinander beabstandeten Lamellen, meist zwei oder drei, wie dies etwa in der AT 504 664 B1 gezeigt ist. Dabei ist eine Vielzahl von Lamellenelementen vorgesehen, die an der Unterseite des Tragringes am Umfang verteilt angeordnet sind und das Konvertergefäß mit dem Tragring verbinden. Diese Art der Aufhängung ist auch aus der EP 1 061 138 A2 bereits bekannt. Die Lamellenaufhängung hat den Vorteil, dass sie radial nachgiebig ist.In one embodiment of the connecting elements, these are designed as disk packs, that is, they consist of a plurality of spaced apart slats, usually two or three, as shown for example in AT 504 664 B1. In this case, a plurality of fin elements is provided, which are arranged distributed on the underside of the support ring on the circumference and connect the converter vessel with the support ring. This type of suspension is already known from EP 1 061 138 A2. The lamella suspension has the advantage that it is radially yielding.
[0005] Die Lamellen werden meist als dünne rechteckige Platten aus Stahl ausgeführt. Durch ihre geringe Dicke sind sie sehr biegeweich, dadurch entstehen bei thermischer Deformation des Konvertergefäßes in den Lamellen nur relativ geringe Spannungen. Die Anordnung der Lamellen in Paketen soll zum einen die Last des Konvertergefäßes auf einen größeren Querschnitt verteilen, zum anderen Sicherheit bieten, falls es zum Ausfall einzelner Lamellen kommt. Die Verbindung durch die Lamellen stellt ein statisch unbestimmtes System dar, das heißt, die in den einzelnen Lamellen auftretenden Spannungen hängen von der Deformation des Gesamtsystems bestehend aus Konvertergefäß, Tragring und Lamellenpakten ab. Numerische Analysen von bisher gebauten Konvertern zeigen deutlich, dass die Lasten zwischen den Lamellen verschiedener Pakete, aber auch zwischen den Lamellen eines Paketes und sogar innerhalb einer Lamelle sehr ungleich verteilt sind. Dies bedeutet, dass lokale Spannungsspitzen auftreten, welche die Lebensdauer der Lamellen stark herabsetzen.The slats are usually designed as thin rectangular plates made of steel. Due to their small thickness, they are very flexible, resulting in thermal deformation of the converter vessel in the slats only relatively low voltages. The arrangement of the slats in packages should on the one hand distribute the load of the converter vessel to a larger cross-section, on the other hand provide security in case of failure of individual slats. The connection through the slats represents a statically indeterminate system, that is, the voltages occurring in the individual slats depend on the deformation of the entire system consisting of converter vessel, support ring and disk packs. Numerical analyzes of previously built converters clearly show that the loads between the slats of different parcels, but also between the slats of a parcel and even within a slat, are distributed very unequally. This means that local voltage peaks occur, which greatly reduce the life of the lamellae.
[0006] Die Ursache für die ungleiche Lastverteilung hat verschiedene Ursachen. Erstens bedingt die Anordnung der Lamellen in Paketen, dass sich die näher beim heißen Konvertergefäß befindlichen Lamellen, also die inneren Lamellen, deutlich stärker erwärmen als die durch die inneren Lamellen abgeschirmten äußeren Lamellen. Dadurch dehnen sich die inneren Lamellen stärker und tragen nur mehr einen Teil der Konverterlast oder belasten zusätzlich die äußeren 1 /11 österreichisches Patentamt AT509 202 B1 2011-07-15The cause of the uneven load distribution has various causes. First, the arrangement of the lamellae in packets requires that the lamellae closer to the hot converter vessel, ie the inner lamellae, heat up considerably more than the outer lamellae shielded by the inner lamellae. As a result, the inner lamellae expand more and only carry a part of the converter load or additionally load the outer 1/11 Austrian Patent Office AT509 202 B1 2011-07-15
Lamellen.Lamellae.
[0007] Zweitens deformiert sich der Tragring, wenn der beladene Konverter gerade (0° Position, Öffnung des Konvertergefäßes oben) oder am Kopf steht (180° Position, Öffnung des Konverters unten), unter der Last des Konvertergefäßes, indem sich der Tragring mit steigendem Abstand von den Tragzapfen nach unten biegt. Die Lamellenpakete nahe dem Tragzapfen tragen daher größere Lasten als jene, die weiter von den Tragzapfen entfernt sind.Second, the support ring deforms when the loaded converter is straight (0 ° position, opening of the converter vessel above) or at the head (180 ° position, opening of the converter below) under the load of the converter vessel by the support ring with increasing distance from the trunnions down bends. The plate packs near the trunnion therefore carry larger loads than those further from the trunnions.
[0008] Schließlich tragen beim Chargieren und Abstechen, wo der Konverter um +90° bzw. um -90° gekippt ist, die Lamellenpakete ebenfalls einen Teil der Last, obwohl hier das Konvertergefäß hauptsächlich durch zusätzliche Elemente, wie Anschläge oder horizontale Links, auf dem Tragring abgestützt ist. Durch die große Breite der Lamellen im Bereich von einigen hundert mm und der damit verbundenen Schubsteifigkeit tragen allerdings die Lamellen in diesem Fall einen Teil der Last des Konvertergefäßes. Dadurch kommt es zu einer Schubbeanspruchung in den Lamellen und zu sehr ungleichmäßigen Spannungsverteilungen bzw. zu lokalen Spannungsspitzen in den Lamellen und deren Befestigungen.Finally carry when charging and parting off, where the converter is tilted by + 90 ° or -90 °, the disk packs also a part of the load, although here the converter vessel mainly by additional elements, such as stops or horizontal links on is supported by the support ring. Due to the large width of the slats in the range of a few hundred mm and the associated shear stiffness, however, the slats in this case carry a portion of the load of the converter vessel. This results in a shear stress in the slats and very uneven stress distributions or local stress peaks in the slats and their attachments.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
[0009] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen kippbaren Konverter zur Verfügung zu stellen, mit dem die Lasten in den Verbindungselementen gleichmäßiger verteilt werden.It is therefore an object of the invention to provide a tiltable converter, with which the loads in the connecting elements are distributed more evenly.
[0010] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verbindungselement genau eine Lamelle umfasst, die gegenüber dem Konvertergefäß mit einem Schutzelement abgeschirmt ist, welches mit seinen gegenüber liegenden Enden ebenfalls sowohl mit dem Konvertergefäß als auch mit dem Tragring verbunden ist, jedoch nur eines dieser Enden entweder mit dem Tragring oder mit dem Konvertergefäß starr verbunden ist.The object is achieved in that the connecting element comprises exactly one blade which is shielded from the converter vessel with a protective element, which is also connected with its opposite ends both with the converter vessel and with the support ring, but only one of these Ends is rigidly connected either to the support ring or to the converter vessel.
[0011] Dadurch, dass pro Verbindungselement nur mehr eine tragende Lamelle vorgesehen ist, unterliegen alle Lamellen aller Verbindungselemente bezüglich der Wärmeabstrahlung des Konvertergefäßes im Wesentlichen den gleichen Bedingungen. Es kann daher nicht mehr zu einer ungleichen Verteilung der Lasten zwischen mehreren Lamellen eines Verbindungselements kommen.Characterized in that only one supporting lamella is provided per connecting element, all lamellae of all connecting elements are subject to the heat radiation of the converter vessel substantially the same conditions. It can therefore no longer come to an uneven distribution of the loads between multiple lamellae of a connecting element.
[0012] Als Lamelle wird allgemein ein dünnes, schmales und blattförmiges, also ebenes, Element verstanden. Das heißt, dass die Lamelle um ein Vielfaches breiter ist, als sie dick ist und andererseits auch um ein Vielfaches länger ist als breit. Eine erfindungsgemäße Lamelle weist typische Abmessungen von 5-20 mm Dicke, 200-600 mm Breite und 1000-2000 mm Länge auf.As a lamella is generally understood a thin, narrow and sheet-shaped, that is flat, element. This means that the lamella is many times wider than it is thick and on the other hand is many times longer than it is wide. A lamella according to the invention has typical dimensions of 5-20 mm thickness, 200-600 mm width and 1000-2000 mm length.
[0013] Die Lamelle ist in der Regel so ausgerichtet, dass die Ebene der Lamelle parallel zu einer Tangentialebene des Konverters verläuft, so wie dies auch bei den Lamellenpaketen gemäß dem Stand der Technik der Fall ist. Die Lamellen verlaufen um einige Grad zur Senkrechten geneigt, wenn sich die Öffnung des Konvertergefäßes oben befindet.The lamella is usually oriented so that the plane of the lamella is parallel to a tangential plane of the converter, as is the case with the lamella packages according to the prior art. The slats are inclined by a few degrees to the vertical when the opening of the converter vessel is at the top.
[0014] Die starre Befestigung der Lamelle am Konvertergefäß und am Tragring kann durch eine Schraub-, Bolzen-, oder Schweißverbindung erfolgen.The rigid attachment of the blade on the converter vessel and the support ring can be done by a screw, bolt or welded connection.
[0015] Durch das Schutzelement, das selbst keine tragende Funktion hat, wird die einzige Lamelle nun von der Hitze des Konvertergefäßes besser geschützt, sodass sich die Lamelle nun weniger stark dehnt. Dies bedingt eine längere Lebensdauer der Lamelle und eine Erhöhung der Betriebssicherheit der Aufhängung.Due to the protective element, which itself has no supporting function, the single lamella is now better protected by the heat of the converter vessel, so that the lamella now less strongly stretches. This requires a longer life of the blade and an increase in the reliability of the suspension.
[0016] Da das Schutzelement keine tragende Funktion hat, kann das andere - nicht starr verbundene - Ende des Schutzelements mit Spiel in Längsrichtung mit dem Tragring oder dem Konvertergefäß verbunden sein, um eine freie thermische Dehnung des Schutzelements - in seiner Längsrichtung - zuzulassen.Since the protective element has no supporting function, the other - not rigidly connected - end of the protective element with play in the longitudinal direction may be connected to the support ring or the converter vessel to allow a free thermal expansion of the protective element - in its longitudinal direction -.
[0017] Das andere - nicht starr verbundene - Ende des Schutzelements kann mittels Fangsicherung mit dem Tragring oder dem Konvertergefäß verbunden sein, sodass das Schutzelement bei Versagen der Lamelle deren Last übernehmen kann. 2/11 österreichisches Patentamt AT509 202B1 2011-07-15 [0018] Um eine möglichst gute Hitzeabschirmung der Lamelle zu gewährleisten, kann vorgesehen werden, dass das Schutzelement eine größere Dicke als die Lamelle aufweist. Dafür ist das Schutzelement beispielsweise zwei- bis dreimal dicker als die Lamelle.The other - not rigidly connected - the end of the protective element can be connected by means of catch with the support ring or the converter vessel, so that the protective element in case of failure of the lamella can take their load. In order to ensure the best possible heat shielding of the lamella, it can be provided that the protective element has a greater thickness than the lamella. For example, the protective element is two to three times thicker than the lamella.
[0019] Um eine möglichst gute Hitzeabschirmung der gesamten Lamelle zu gewährleisten, kann vorgesehen werden, dass das Schutzelement zumindest die Länge und Breite der Lamelle aufweist. Damit ist die gesamte Lamelle durch direkte Hitzeabstrahlung vom Konvertergefäß geschützt. Das Schutzelement ist dabei deckungsgleich mit der Lamelle vor dieser und damit zwischen dieser und dem Konvertergefäß montiert.In order to ensure the best possible heat shielding of the entire lamella, it can be provided that the protective element has at least the length and width of the lamella. Thus, the entire lamella is protected by direct heat radiation from the converter vessel. The protective element is congruent with the blade in front of this and thus mounted between this and the converter vessel.
[0020] Eine mögliche Ausführungsform sieht vor, dass das Schutzelement zumindest teilweise parallel zur Lamelle angeordnet ist. Wenn Schutzelement und Lamelle etwa im Bereich ihrer Befestigung parallel zueinander verlaufen, dann können sie einfach in der gleichen Befestigungseinrichtung - zum Beispiel mittels eines Abstandshalters - befestigt werden.A possible embodiment provides that the protective element is arranged at least partially parallel to the lamella. If the protective element and lamella are approximately parallel to each other in the region of their fastening, then they can be easily fastened in the same fastening device, for example by means of a spacer.
[0021] Um die Last gleichmäßigerzwischen den am Umfang angeordneten erfindungsgemäßen Lamellen zu verteilen, kann vorgesehen werden, dass die Verbindungselemente möglichst nahe am Tragzapfen bzw. an der Öffnung für den Tragzapfen im Tragring angeordnet sind. Die Verbindungselemente können ja nur nebeneinander und nicht übereinander angeordnet werden. Daher werden sie am besten direkt unter den Tragzapfen und weitere in möglichst kleinem Abstand von diesen Lamellen links und rechts davon angeordnet. Dabei wird beispielsweise links und rechts von einer senkrechten Achse durch den Mittelpunkt des Tragzapfens bzw. der Öffnung im Tragring, wo dieser eingehängt wird, an der Unterseite des Tragrings jeweils ein Verbindungselement mit einer Lamelle angeordnet und gleich anschließend links und rechts noch ein weiteres Verbindungselement.To distribute the load evenly between the circumferentially arranged lamellae according to the invention, it can be provided that the connecting elements are arranged as close as possible to the support pin or at the opening for the support pin in the support ring. The connecting elements can indeed only be arranged side by side and not one above the other. Therefore, they are best placed directly under the trunnions and further in the smallest possible distance from these slats left and right thereof. In this case, for example, left and right of a vertical axis through the center of the trunnion or the opening in the support ring, where this is mounted, arranged on the underside of the support ring each have a connecting element with a blade and then immediately left and right yet another connecting element.
[0022] Wenn die Verbindungselemente alle nahe am Tragzapfen angeordnet sind, müssen zusätzliche Elemente zur Abstützung der Last des Konvertergefäßes in der um plus oder minus 90° verkippten Position (beim Chargieren bzw. Abstechen) vorgesehen werden, nämlich die oben erwähnten horizontalen Links bzw. Anschläge. Dabei können insbesondere die näher am Tragzapfen angeordneten Verbindungselemente breiter ausgeführt sein als die benachbarten anderen Verbindungselemente. Es können also die Lamellen mit unterschiedlicher Breite ausgeführt werden, um die Lastaufteilung zwischen den Lamellen zu vergleichmäßigen.If the connecting elements are all arranged close to the support pin, additional elements for supporting the load of the converter vessel in the tilted plus or minus 90 ° position (when charging or parting off) must be provided, namely the above-mentioned horizontal links or Attacks. In particular, the connection elements arranged closer to the support pin can be wider than the adjacent other connection elements. So it can be performed with different widths of the slats to equalize the load distribution between the slats.
[0023] Um die Beanspruchungen der Lamellen durch Schubkräfte in der um plus oder minus 90° verkippten Position des Konvertergefäßes zu minimieren, kann die Form der Lamelle optimiert werden, etwa durch numerische Methoden. Die maximalen Spannungen in der Lamelle werden minimiert, indem die Normalsteifigkeit in Hauptrichtung (Längsrichtung) maximiert und die Schubsteifigkeit minimiert wird. Dies kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass die Lamelle sich von ihren gegenüber liegenden Enden zur Mitte hin verjüngt.To minimize the stresses of the slats by shear forces in the tilted by plus or minus 90 ° position of the converter vessel, the shape of the lamella can be optimized, such as by numerical methods. The maximum stresses in the sipe are minimized by maximizing the normal stiffness in the main direction (longitudinal direction) and minimizing shear stiffness. This can advantageously be achieved in that the lamella tapers from its opposite ends towards the center.
[0024] Nicht nur im Fall der in der Mitte verjüngten Lamelle kann vorgesehen werden, dass die Lamelle sowohl symmetrisch zu ihrer Längsachse als auch zu ihrer zentralen Querachse ausgebildet ist. Im Fall der verjüngten Lamelle bedeutet dies, dass die Konturen der Verjüngung sowohl an beiden Längsseiten der Lamelle symmetrisch zur Längsachse sind als auch symmetrisch zur zentralen Querachse, also dass die Verjüngung von beiden Enden der Lamelle gleich weit entfernt und gleich ausgebildet ist. Die Lamelle wäre in diesem Fall auch bei einer Drehung um 180° in der Ebene der Lamelle wieder deckungsgleich mit sich selbst.Not only in the case of the tapered in the middle slat can be provided that the blade is formed both symmetrically to its longitudinal axis and to its central transverse axis. In the case of the tapered lamella, this means that the contours of the taper both on both longitudinal sides of the lamella are symmetrical to the longitudinal axis and symmetrical to the central transverse axis, so that the taper of the two ends of the lamella is equidistant and identical. In this case, the lamella would again be congruent with itself even when rotated by 180 ° in the plane of the lamella.
[0025] Die Lamelle muss aber nicht symmetrisch ausgebildet werden, sondern sie kann auch so ausgeführt werden, dass sie lediglich eine zweizählige Drehsymmetrie ohne Symmetrie zu ihrer Längs- oder Querachse aufweist. Die Lamelle kann etwa in ihrem mittleren Bereich nur auf einen Steg mit gleicher Breite verjüngt sein, der von einer Längskante des nicht verjüngten Bereichs zur nicht verjüngten Längskante am anderen Ende der Lamelle verläuft.However, the lamella does not have to be formed symmetrically, but it can also be designed so that it has only a twofold rotational symmetry without symmetry to its longitudinal or transverse axis. The lamella may be tapered approximately in its central region only to a web of the same width, which extends from a longitudinal edge of the non-tapered region to the non-tapered longitudinal edge at the other end of the lamella.
[0026] Solche „asymmetrischen" Lamellen können jedoch paarweise symmetrisch zueinander angeordnet werden, insbesondere symmetrisch zu einer senkrechten Achse durch die Öffnung für den Tragzapfen.Such "asymmetric " However, slats can be arranged in pairs symmetrically to each other, in particular symmetrical to a vertical axis through the opening for the trunnion.
[0027] Durch die erfindungsgemäße Trennung der Funktionen, indem die Lamelle nur die Last 3/11 österreichisches Patentamt AT509 202B1 2011-07-15 trägt und das Schutzelement als Hitzeschutz und als Notsicherung dient, kann jedes von den beiden für seine Funktion optimiert werden. Es kommt zu keinen Spannungen in der Lamelle durch ungleiche thermische Ausdehnung wie innerhalb des Lamellenpakets nach dem Stand der Technik. Die Lamelle, das Schutzelement und die Befestigungen (meist Verschraubungen) können dadurch leichter und kostengünstiger gestaltet werden. Weiters wird dadurch die Sicherheit der Konverteraufhängung gegen Versagen und ihre Lebensdauer erhöht.Due to the separation of the functions according to the invention, in that the blade carries only the load and the protective element serves as heat protection and as an emergency fuse, each of the two can be optimized for its function. There are no stresses in the blade due to uneven thermal expansion as in the prior art blade pack. The lamella, the protective element and the fasteners (usually screwed) can be made easier and cheaper. Furthermore, this increases the reliability of the converter suspension against failure and its service life.
[0028] Durch die Anordnung der Lamellen nahe dem Tragzapfen wird eine gleichmäßigere Verteilung der Last zwischen den Lamellen erreicht. Die maximalen Beanspruchungen in den Lamellen werden dadurch reduziert. Dies erhöht zum Einen die Sicherheit und die Lebensdauer der Konverteraufhängung, zum Andern können die Lamellen leichter und kostengünstiger ausgeführt werden.The arrangement of the slats near the trunnions a more uniform distribution of the load between the slats is achieved. The maximum stresses in the slats are thereby reduced. This increases on the one hand the safety and the life of the converter suspension, to the other, the slats can be made easier and cheaper.
[0029] Durch die Optimierung der Lamellenform werden die Steifigkeitsverhältnisse, also die Schubsteifigkeit und die Steifigkeit in Längsrichtung der Lamelle, dahingehend beeinflusst, dass die während dem Chargieren bzw. Abstechen auftretenden maximalen Spannungen in den Lamellen und in den Befestigungen deutlich reduziert werden. Dies erhöht ebenfalls die Lebensdauer der Konverteraufhängung und es können die Lamellen leichter und kostengünstiger ausgeführt werden.By optimizing the lamella shape, the rigidity conditions, ie the shear stiffness and the rigidity in the longitudinal direction of the lamella, are influenced to the extent that the occurring during charging or parting off maximum stresses in the slats and in the fixtures are significantly reduced. This also increases the life of the converter suspension, and the fins can be made lighter and cheaper.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0030] Die Erfindung wird anhand von schematischen Figuren beispielhaft erläutert.The invention will be explained by way of example with reference to schematic figures.
[0031] Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Konverters mit erfindungsgemäßer Lamelle und mit parallel angeordnetem Schutzelement, [0032] Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Konverters mit erfindungsgemäßer Lamelle und mit schräg dazu angeordnetem Schutzelement, [0033] Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Konverters mit erfindungsgemäßer Lamelle und mit abgewinkeltem Schutzelement, [0034] Fig. 4 zeigt einen Konverter in Seitenansicht, [0035] Fig. 5 zeigt einen Konverter in Seitenansicht mit verschiedenen erfindungsgemäßen1 shows a detail of a converter with a blade according to the invention and with a protective element arranged in parallel. FIG. 2 shows a section of a converter with a blade according to the invention and with a protective element arranged obliquely thereto. FIG. 3 shows a section FIG. 4 shows a converter in side view, FIG. 5 shows a converter in side view with different inventive elements
Lamellen, [0036] Fig. 6 zeigt einen Konverter in Seitenansicht mit erfindungsgemäßen asymmetrischenSlats, Fig. 6 shows a side view converter with asymmetric according to the invention
Lamellen.Lamellae.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0037] In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Längsschnitts durch ein Konvertergefäß 1 sowie den Tragring 2 dargestellt. Vom Konvertergefäß 1 ist die Seitenwand zu sehen. Der Tragring 2 hat einen kastenförmigen Querschnitt. Die Lamelle 3 ist an einem Ende mittels Schraubverbindung starr mit einer oberen Befestigungskonsole 4 verbunden, die an der Unterseite des Tragrings 2 etwas außerhalb der Mitte des Tragrings angeschweißt ist. Die Lamelle 3 ist an ihrem anderen (unteren) Ende mittels Schraubverbindung starr mit einer unteren Befestigungskonsole 5 verbunden, die am Konvertergefäß 1 angeschweißt ist. Die Lamelle 3 verläuft mit mehr als der Hälfte ihrer Länge über etwas mehr als das untere Drittel der geraden zylinderförmigen Seitenwand des Konvertergefäßes 1. Der untere Teil der Lamelle 3 verläuft annähernd parallel zur kegelmantelförmigen unteren Seitenwand des Konvertergefäßes 1.In Fig. 1 a section of a longitudinal section through a converter vessel 1 and the support ring 2 is shown. From the converter vessel 1, the side wall can be seen. The support ring 2 has a box-shaped cross-section. The blade 3 is rigidly connected at one end by means of screw with an upper mounting bracket 4, which is welded to the underside of the support ring 2 just outside the center of the support ring. The blade 3 is connected at its other (lower) end by means of screw rigidly connected to a lower mounting bracket 5, which is welded to the converter vessel 1. The lamella 3 extends more than half of its length over slightly more than the lower third of the straight cylindrical side wall of the converter vessel 1. The lower part of the lamella 3 runs approximately parallel to the cone-shaped lower side wall of the converter vessel 1.
[0038] In einem Abstand zur Lamelle 3 ist ein gerades dünnes Schutzelement 6 parallel zur Lamelle 3 angeordnet, wobei das Schutzelement 6 gleich lang und gleich breit wie die Lamelle 3 ist, jedoch eine größere Dicke aufweist. Das Schutzelement 6 ist etwa um 1,5-2 Mal dicker als die Lamelle 3. Es ist an seinem oberen Ende mit der selben Schraubverbindung wie die Lamelle 3 an der oberen Befestigungskonsole 4 starr befestigt. Am unteren Ende ist das Schutzelement 6 mittels einer Fangsicherung 7 in der unteren Befestigungskonsole 5 gleitend befestigt. Sollte die Lamelle 3 brechen, würde das Schutzelement 6 aufgrund der Fangsicherung 7, die 4/11 österreichisches Patentamt AT509 202 B1 2011-07-15 quasi eine Verdickung des Schutzelements darstellt, sodass dieses nicht aus der Befestigungskonsole 5 rutschen kann, die zuvor von der Lamelle 3 getragene Last auffangen.At a distance from the blade 3, a straight thin protective element 6 is arranged parallel to the blade 3, wherein the protective element 6 is the same length and the same width as the blade 3, but has a greater thickness. The protective element 6 is about 1.5-2 times thicker than the lamella 3. It is rigidly secured at its upper end with the same screw as the blade 3 to the upper mounting bracket 4. At the lower end of the protective element 6 is slidably mounted by means of a safety catch 7 in the lower mounting bracket 5. Should the lamella 3 break, the protective element 6 would represent a thickening of the protective element due to the safety catch 7, so that this can not slip out of the mounting bracket 5, previously from the Slat field 3 carried load.
[0039] In Fig. 2 ist der gleiche Ausschnitt des Konvertergefäßes 1 und des Tragrings 2 wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch ist die Lamelle 3 weiter vom Konvertergefäß 1 nach außen verschoben, aber mit gleicher Neigung bezüglich des Konvertergefäßes 1 wie in Fig. 1 angeordnet. Entsprechend ist die obere Befestigungskonsole 4 nahe dem äußeren Rand des Tragrings 2 angeordnet und die untere Befestigungskonsole 5 länger ausgebildet. Das gerade bzw. ebene Schutzelement 8 ist hier dicker ausgebildet als jenes in Fig. 1 (etwa um 2-3 Mal dicker als die Lamelle 3) und etwas innerhalb der Mitte des Tragrings 2 an diesem angeschweißt. An seinem unteren Ende ist das Schutzelement 8 wieder mittels einer Fangsicherung 7 gleitend in der unteren Befestigungskonsole 5 befestigt.In Fig. 2, the same section of the converter vessel 1 and the support ring 2 as shown in Fig. 1, but the lamella 3 is further displaced from the converter vessel 1 to the outside, but with the same inclination with respect to the converter vessel 1 as shown in FIG. 1 arranged. Accordingly, the upper mounting bracket 4 is disposed near the outer edge of the support ring 2 and the lower mounting bracket 5 is formed longer. The straight or even protective element 8 is here thicker than that in Fig. 1 (about 2-3 times thicker than the lamella 3) and welded slightly within the center of the support ring 2 at this. At its lower end, the protective element 8 is again slidably secured in the lower mounting bracket 5 by means of a safety catch 7.
[0040] In Fig. 3 ist die Befestigung der Lamelle 3 gleich wie in Fig. 1 ausgeführt, allerdings ist in Fig. 3 ein abgewinkeltes Schutzelement 9 vorgesehen. Die beiden Schenkel des Schutzelements 9 sind so gestaltet, dass der obere Schenkel parallel zur zylinderförmigen Seitenwand des Konvertergefäßes 1 verläuft und der untere Schenkel annähernd parallel zur kegelmantelförmigen unteren Seitenwand des Konvertergefäßes 1. Das obere Ende des Schutzelements 9 ist ganz nah am inneren Ende der Unterseite des Tragrings 2 angeschweißt. Das untere Ende des Schutzelements 9 ist wie bei den Ausführungen in Fig. 1 und 2 mittels einer Fangsicherung 7 in der unteren Befestigungskonsole 5 gehalten.In Fig. 3, the attachment of the blade 3 is the same as in Fig. 1, however, an angled protective element 9 is provided in Fig. 3. The two legs of the protective element 9 are designed so that the upper leg is parallel to the cylindrical side wall of the converter vessel 1 and the lower leg approximately parallel to the cone-shaped lower side wall of the converter vessel 1. The upper end of the protective element 9 is very close to the inner end of the bottom welded to the support ring 2. The lower end of the protective element 9 is held as in the embodiments in FIGS. 1 and 2 by means of a safety catch 7 in the lower mounting bracket 5.
[0041] Die erfindungsgemäßen Lamellen sind aus sehr hochwertigem, hochfestem und temperaturbeständigem Stahl gefertigt. Die Schutzelemente können aus dem selben Material oder aus einem kostengünstigerem Material gefertigt werden, was bei Letzterem eine entsprechende Erhöhung der Dicke voraussetzt.The slats of the invention are made of very high quality, high-strength and temperature-resistant steel. The protective elements can be made of the same material or of a less expensive material, which in the latter requires a corresponding increase in thickness.
[0042] In Fig. 4 ist die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Konverters dargestellt. Im Tragring 2 des Konvertergefäßes 1 ist die Öffnung 10 für den Tragzapfen zu erkennen. Links und rechts von einer senkrechten Achse durch den Mittelpunkt der Öffnung 10 ist an der Unterseite des Tragrings 2 jeweils ein Verbindungselement mit einer Lamelle 3 angeordnet, gleich anschließend links und rechts noch eine weitere. Auf der gegenüber liegenden Seite des Konverters, wo der zweite Tragzapfen angreift, sind vier Lamellen 3 ebenso angeordnet. Sonst sind keine weiteren Lamellen 3 vorgesehen. Die Lamellen 3 sind also nicht in regelmäßigen Abständen voneinander am Tragring 2 bzw. am Konvertergefäß angebracht, sondern nur im Bereich unterhalb des Tragzapfens und direkt daran anschließend. In diesem Fall sind die beiden inneren Lamellen, also jener näher am Tragzapfen, breiter ausgeführt als die äußeren.4, the side view of a converter according to the invention is shown. In the support ring 2 of the converter vessel 1, the opening 10 can be seen for the trunnion. Left and right of a vertical axis through the center of the opening 10 is arranged on the underside of the support ring 2 each have a connecting element with a blade 3, right then left and right yet another. On the opposite side of the converter, where the second trunnion engages, four fins 3 are also arranged. Otherwise, no further fins 3 are provided. The fins 3 are therefore not at regular intervals from each other on the support ring 2 and mounted on the converter vessel, but only in the area below the trunnion and directly thereafter. In this case, the two inner fins, so closer to the support pin, made wider than the outer.
[0043] In Fig. 5 ist ebenfalls der Konverter in Seitenansicht zu sehen, wobei hier vier verschiedene erfindungsgemäße Lamellenformen dargestellt sind. Jede dargestellte Lamelle weist zwei verschiedene Seitenkonturen auf, wobei in der realen Ausführung eine Lamelle 3 nur jeweils eine der Seitenkonturen symmetrisch auf beiden Längsseiten aufweist.In Fig. 5, the converter is also seen in side view, in which case four different blade shapes according to the invention are shown. Each lamella shown has two different side contours, wherein in the real version a lamella 3 has only one of the lateral contours symmetrical on both longitudinal sides.
[0044] Bei der teilelliptischen Kontur 11 ist an der sonst geraden Längsseite der Lamelle 3 ein elliptischer Ausschnitt vorgesehen, wobei die zugrunde liegende Ellipse mit ihrer Hauptachse in Längsrichtung der Lamelle 3 ausgerichtet ist, die Hauptachse aber außerhalb der ursprünglich geraden Längsseite der Lamelle liegt.In the partially elliptical contour 11, an elliptical cutout is provided on the otherwise straight longitudinal side of the lamella 3, wherein the underlying ellipse is aligned with its main axis in the longitudinal direction of the lamella 3, but the main axis is outside the originally straight longitudinal side of the lamella.
[0045] Bei der trapezförmigen Kontur 12 weist die Längsseite der Lamelle 3 in der Mitte einen trapezförmigen Ausschnitt auf.In the case of the trapezoidal contour 12, the longitudinal side of the lamella 3 has a trapezoidal cutout in the middle.
[0046] Die kreissegmentförmige Kontur 13 ist hat eine Tiefe von weniger als einen Radius des erzeugenden Kreises, vorzugsweise eine Tiefe von etwa 30% des Kreisradius.The circular segment-shaped contour 13 has a depth of less than a radius of the generating circle, preferably a depth of about 30% of the circle radius.
[0047] Bei der halbelliptischen Kontur 14 liegt die zugrunde liegende Ellipse mit ihrer Hauptachse in der Verlängerung der geraden oberen und unteren Längskontur der Lamelle 3.In the semi-elliptical contour 14, the underlying ellipse lies with its major axis in the extension of the straight upper and lower longitudinal contour of the lamella 3rd
[0048] In Fig. 6 ist eine Ausführung der Erfindung mit asymmetrischen Lamellen 15 dargestellt. Eine asymmetrische Lamelle 15 weist eine Verjüngung in Form eines Steges auf, der etwa die halbe Breite der nicht verjüngten Lamelle aufweist, und der von der einen Längskante des 5/11 österreichisches Patentamt AT509 202B1 2011-07-15 oberen Endes der Lamelle zur anderen Längskante des unteren Endes verläuft. Es ergibt sich eine Z-Form, die eine zweizählige Drehsymmetrie ohne Symmetrie zu ihrer Längs- oder Querachse aufweist.In Fig. 6, an embodiment of the invention with asymmetric blades 15 is shown. An asymmetrical lamella 15 has a taper in the form of a ridge, which has approximately half the width of the non-tapered lamella, and that of the one longitudinal edge of the upper end of the lamella to the other longitudinal edge the lower end runs. The result is a Z-shape, which has a twofold rotational symmetry without symmetry to its longitudinal or transverse axis.
[0049] Die zweite Lamelle 15 ist spiegelsymmetrisch zur senkrechten Achse durch die Öffnung 10 für den Tragzapfen angeordnet. Selbstverständlich könnten links und rechts von den beiden dargestellten Lamellen 15 noch weitere Lamellenpaare bestehend aus asymmetrischen Lamellen angeordnet werden, die ihrerseits zueinander ebenfalls symmetrisch zur senkrechten Achse durch die Öffnung 10 des Tragzapfens angeordnet sind.The second blade 15 is arranged mirror-symmetrically to the vertical axis through the opening 10 for the trunnion. Of course, left and right of the two illustrated fins 15 more pairs of slats may be arranged consisting of asymmetric slats, which in turn are also arranged symmetrically to the vertical axis through the opening 10 of the support pin.
[0050] Es können bei einem Konverter auch symmetrische Lamellen 3 mit asymmetrischen Lamellen 15 kombiniert werden. Im Idealfall wird eine numerische Optimierung der Lamellenform durchgeführt - das Ergebnis sind meist Kurven höherer Ordnung, die nur sehr schwer zu fertigen sind. Als Vereinfachung wird dann eine dieser berechneten Kontur möglichst nahe kommende vereinfachte Kontur, bestehend aus Geraden, Kreisen und Ellipsen, verwendet.It can be combined with asymmetric fins 15 in a converter and symmetrical slats 3. Ideally, a numerical optimization of the lamellar shape is carried out - the result is usually curves of higher order, which are very difficult to manufacture. As a simplification, a simplified contour coming closest to this calculated contour, consisting of straight lines, circles and ellipses, is then used.
[0051] Allen gezeigten Seitenkonturen ist gemeinsam, dass sie eine Verjüngung in der Mitte der Lamelle 3 bilden. Die Verjüngung nimmt von den Enden der Lamelle gesehen jeweils zur Mitte hin zu. In der Mitte hat die Lamelle die schmälste Stelle. Etwa ein Viertel bis ein Drittel der Länge der Lamelle (die Teile der Lamelle in der Befestigungskonsole sind nicht sichtbar in Fig. 5 und Fig. 6) am oberen und unteren Ende der Lamelle weisen keine Verjüngung auf, sondern eine gerade Seitenkontur. Alle gezeigten Lamellen sind symmetrisch zu ihrer Längsachse und zur Querachse durch den Mittelpunkt der Lamelle.All side contours shown have in common that they form a taper in the middle of the lamella 3. The taper increases from the ends of the lamella towards the center. In the middle of the slat has the narrowest point. About one quarter to one third of the length of the blade (the parts of the blade in the mounting bracket are not visible in Fig. 5 and Fig. 6) at the top and bottom of the blade have no taper, but a straight side contour. All slats shown are symmetrical to their longitudinal axis and to the transverse axis through the center of the slat.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Konvertergefäß 2 Tragring 3 Lamelle 4 obere Befestigungskonsole 5 untere Befestigungskonsole 6 gerades dünnes Schutzelement 7 Fangsicherung 8 gerades dickes Schutzelement 9 abgewinkeltes Schutzelement 10 Öffnung für Tragzapfen 11 teilelliptische Kontur 12 trapezförmige Kontur 13 kreissegmentförmige Kontur 14 halbelliptische Kontur 15 Lamelle mit zweizähliger Drehsymmetrie 6/11REFERENCE LIST 1 Converter vessel 2 Support ring 3 Slat 4 Upper mounting bracket 5 Lower mounting bracket 6 Straight thin protection element 7 Safety catch 8 Straight thick protective element 9 Angled protective element 10 Opening for trunnion 11 Partially elliptical contour 12 Trapezoidal contour 13 Circular segmented contour 14 Semi-elliptic contour 15 Lamella with twofold rotational symmetry 6/11
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