CN111465708A - 可倾翻可更换的冶金容器及用于固定和松开可倾翻的冶金容器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金设施的领域，具体地涉及冶金容器（1），其固定在承载环（2）上。本发明的任务是提供一种带有承载环（2）的冶金容器和一种用于固定和用于松开的方法，其避免了强制力。具有圆形横截面的可倾翻的冶金容器（1）被承载环（2）至少部分地包围。承载环（2）沿径向与冶金容器（2）具有间距。冶金容器（2）具有至少三个托架（10），所述托架分别具有销子（10）。承载环（2）具有至少三个接收开口（14），所述接收开口适合于接收销子（10）。接收开口（14）能够实现销子（10）沿径向的移动。通过至少三个布置在承载环（2）内部的浮动支承的锁定装置（20），所述销子（10）被保险住以防从所述接收开口（14）和所述托架（12）中掉出。

Description

可倾翻可更换的冶金容器及用于固定和松开可倾翻的冶金容 器的方法

技术领域

本发明涉及冶金设施的领域，具体地涉及用于液态金属的冶金容器。

本发明一方面涉及具有圆形横截面的可倾翻的冶金容器，其中，冶金容器被承载环-至少部分地-包围，并且承载环沿径向与冶金容器具有间距。

本发明另一方面涉及用于将可倾翻的冶金容器固定在承载环上的方法，以及用于将可倾翻的冶金容器从承载环上松开的方法。

背景技术

为了产生金属-尤其是在钢制造中-采用可倾翻的冶金容器。冶金容器通过-包围该容器的-承载环保持住。承载环与容器具有间距，因为冶金容器-通过液态金属的高的运行温度-膨胀。冶金容器为了接收液态钢而设有衬里。衬里必须以确定的间隔被更新。尤其是在用于AOD（氩氧脱碳）的冶金容器中，用于制造不锈钢的方法需要频繁更换衬里。为了不浪费太多的生产时间，将冶金容器与承载环分开并装配带有更新的衬里的新容器。为了将冶金容器紧固在承载环上，存在不同的实施方式。在EP29878 B1中示出了一种力锁合的连接，该连接通过活节螺丝来维持。该连接的缺点是，螺丝的松开必须手动进行且因此必须先冷却冶金容器，之后装配工人才能松开螺丝。为了能够执行活节螺丝的松开，还要通过装配工人采取一些安全措施，以将事故风险最小化。所有这些工作和措施都需要时间且因此降低了生产率。EP1533389A1中公开了一种自动的张紧装置。在此在冶金容器上焊接锁定托架，锁定托架通过-安置在承载环上的-牵条螺栓贯穿。牵条螺栓沿水平方向具有楔形的穿通开口，锁定托架同样具有开口。通过穿通开口，通过锁定托架和牵条螺栓推入一楔子。该楔子通过-位置固定地安置在承载环上的-液压缸来运动。该装置的缺点是，冶金容器的较大的热引起的变形导致锁定托架和/或牵条螺栓的变形并且只能更困难地实现锁定托架和牵条螺栓的连接和分开，或者说必须先等待冷却-直到冶金容器再次近似具有了原始的尺寸。

发明内容

本发明的任务是，提供一种可倾翻的可更换的冶金容器，其固定在承载环上，使得尽管较大的温差也能够实现冶金容器与承载环的可靠的固定和同样可靠的松开。

该任务通过文字开头所述的可倾翻的冶金容器这样解决，冶金容器具有至少三个托架，所述托架具有至少一个销子。承载环同样具有至少三个接收开口。销子可以伸入到接收开口中，其中，接收开口允许销子沿径向的移动。冶金容器具有圆形横截面并且承载环具有-至少部分的-圆形设计。承载环可以是圆环形的或在一侧是敞开的并且可以是类似U形或马蹄形的设计。在受热时冶金容器在其直径上膨胀，这尤其是导致托架且因此销子的径向移动。

布置在承载环内部的浮动支承的锁定装置用于将销子保险住以防从接收开口和托架中掉出。此外浮动支承的锁定装置可以这样地张紧销子，即通过销子将托架挤压到承载环上。

接收开口应该这样设计，即它们比销子的尺寸更大。接收开口沿承载环的径向设计得比销子沿该方向的尺寸明显更大。就本发明而言，径向被理解为从承载环的内半径朝向承载环的外半径的方向。通过该设计应该能够实现承载环和冶金容器之间的相对运动，该相对运动通过变形或热膨胀而产生。

如果冶金容器被新加衬，在室温下以及在运行中当液态金属处于冶金容器中时，外表面上的温度范围处于高达400℃的温度。通过冶金容器的热辐射，尤其是承载环在面向冶金容器的一侧上被加热。这同样导致了承载环的膨胀。相对运动因此不仅通过冶金容器的运动触发，也通过承载环触发。在承载环的内部浮动支承的锁定装置用于确保即使在运行期间也跟随相对运动。在该关联中浮动支承理解为适合于允许相对运动的所有事物。因此作为浮动支承理解为，锁定装置在浮动支承中在承载环中在一位置中被保持住，该位置将销子保险住以防从接收开口中掉出并且沿至少承载环的径向跟随销子相对于承载环的相对运动。浮动支承在与本发明的关联中理解为，锁定装置不是位置固定地紧固在承载环上，而是至少沿着承载环的径向可运动。如果冶金容器从承载环上松开，则浮动支承的锁定装置暂时地被保持装置保持住。这种暂时的保持装置可以例如是进行包围嵌接的引导装置，其在运行中不妨碍-优选沿径向的-相对运动的平衡。如果锁定装置被位置固定地装配-如在EP 1533389 A1中那样-就会导致问题。由于承载环和冶金容器的相对运动，会在构件上出现变形且因此不再能够松开锁定装置，或可能导致其他构件受损。在冶金容器固定在承载环上的情况下，可以通过浮动支承的锁定装置确保销子的更容易的保险。可以设置钉、楔子或类似物作为保险元件。销子必须相应地设计，以便能够实现保险元件与销子的连接。

在冶金容器的运行中，如果液态金属处于其中，则出现热膨胀。冶金容器在运行中被运动-例如通过倾翻出现的振动等等-这导致销子和承载环的负载的变化。负载的变化额外地促进了浮动支承的锁定装置的滑动。该运动有助于避免出现强制力，因为通过浮动支承的锁定装置的滑动防止了这些强制力。

在一种特别有利的实施方式中销子应具有楔子挤压面并且浮动支承的锁定装置应具有楔子。楔子为了保险住销子以防从接收开口和托架中掉出而与楔子挤压面被带入连接中。楔子挤压面的可能的实施方式是侧部的穿通开口或至少一个侧部的凹槽。侧部的穿通开口或侧部的凹槽优选实施成楔形。

锁定装置的浮动支承实现了平衡，使得楔子在与楔子挤压面被带入连接期间能够对准。其优点在于，不必施加强制力，如果楔子和楔子挤压面的取向没有准确一致的话。在推入楔子期间，浮动支承的锁定托架自动对准。在到达楔子在楔子挤压面上的希望的端部位置前不久，将锁定装置朝端部位置限界部挤压。该端部位置限界部实现了能施加相应的力，由此可以将楔子挤压到销子的楔子挤压面上。在楔子和楔子挤压面被带入连接期间，浮动支承的锁定装置同样可以已经贴靠在端部位置限界部上。被带入连接中-例如在侧部的穿通开口的情况下-理解为，楔子被压入到侧部的穿通开口中。楔子和楔子挤压面这样设计，即能够实现沿销子的纵向的预紧，即，将托架挤压到承载环上。

在与本发明的关联中，侧部的穿通开口理解为适合于楔子能够伸入的所有事物。侧部的穿通开口应在整个横截面上延伸，由此使楔子的至少一部分能够穿透销子。为了松开销子-楔子连接，同样需要端部位置限界部。用于松开的端部位置限界部有利地与用于固定的端部位置限界部对置。

一种优选的实施方式设置，锁定装置由具有基体开口的基体构成，销子可以穿过基体开口。缸装配在基体上并且缸直接与楔子连接。该实施方式的优点是，销子穿过基体的基体开口并且在操作缸时将楔子压紧到楔子挤压面上。基体开口用作端部位置限界部，其用于将楔子-通过缸-相应地挤压到楔子挤压面上。基体开口的边缘或边缘面-与缸的紧固对置-在挤入时朝销子挤压。由此确保了缸能够施加相应的力，用以挤入楔子。该实施方式示出了特别简单且节省位置的设计。该设计特别适合于小的冶金容器，具有相应小的承载环。

在一种特别优选的实施方式中，承载环的接收开口是长孔。长孔沿径向延伸。这是确保销子和承载环的相对运动且因此避免强制力的一种特别优选的实施方式。

有利地，接收开口沿径向的尺寸是销子沿径向的尺寸的至少两倍大。应至少确保至少销子沿径向的尺寸沿径向能够实现相对运动。

在一种特别有利的实施方式中，在托架上使用一间隔套筒，销子穿过该间隔套筒伸出。

销子支撑在间隔套筒上而不是支撑在托架上。间隔套筒这样实施，即销子可以穿过伸出，但销子的头部支撑在套筒上。也可以设想，间隔套筒位于托架和承载环之间。

该实施方式具有特别的优点，在发生不可预见的事件时，例如在缸有故障的情况下，可以在支撑环上方将销子切开，以便能够抬起冶金容器。间隔套筒应至少50mm高。通过间隔套筒较好地实现了进入可能性并且承载环和剩余的冶金容器不会通过切开而受损。该切开可以在该实施方式中利用火焰切割机进行。

一种有利的实施方式设置，锁定装置具有位置监控装置。通过位置监控装置始终确保，将销子保险住以防从接收开口和托架中掉出。

一种特殊的实施方式设置，冶金容器具有四个带销子的托架并且承载环具有四个接收开口。为了提高可靠性，安置第四个具有销子的托架，用以在销子出现故障时确保承载环和冶金容器的可靠连接。第四个销子是冗余地设计的且提高了承载环和冶金容器的连接的可靠性，因此尽管在销子-楔子连接出现故障时或者在托架中出现裂缝时也确保可靠的运行。

另一优选的实施方式设置，位置监控装置借助于缸的压力测量装置和位置监控装置进行。压力测量装置用于在运行期间在缸上施加一定的最小压力。压力测量装置也监控不超过最大压力。在超过设定的最大压力的情况下，这会导致在从楔子挤压面撤除楔子时出现问题。如果楔子被过度压入，则拉出楔子的力可能不再足够。位置监控装置可以例如通过直接测量缸的活塞杆的位置来进行或者也可以通过测量流体的穿流量来进行，利用该流体来加载缸。通过测量穿流量可以确定楔子的位置。

针对冶金容器的一种特别优选的实施方式是氩氧转化器，其容量高达180t。在氩氧转化器（AOD）中需要频繁更换，因为衬里经受较大的磨损。该冶金容器通常小于用于其他钢生产方法中的冶金容器。用于AOD的小的冶金容器因此也具有小的承载环。承载环内部的位置需求很小，因此所描述的浮动支承的锁定装置特别好地适合于AOD转换器。

根据本发明的任务也通过文章开头所述的方法解决，该方法包括下列步骤：具有至少三个销子的冶金容器与承载环被带入连接中。承载环具有用于销子的接收开口。销子在套放容器时伸入到接收开口中。一旦冶金容器贴合在承载环上，通过在承载环内部浮动支承的锁定装置来保险住每个销子，以防从托架和接收开口中掉出，由此进行冶金容器在承载环上的固定。每个销子应这样被保险住，即在承载环和托架之间尽可能不出现间隙。这意味着，该保险这样进行，即销子尽可能被预紧。沿销子的纵向的运动应被阻止。承载环和冶金容器以这种方式彼此固定住。在冶金容器运行期间，通过浮动支承的锁定装置跟随销子和承载环之间的相对运动，从而通过浮动支承的锁定装置的相对移动跟随销子相对于承载环的相对运动。在此应能够在托架连同销子和承载环之间实现沿承载环的径向的相对运动，该相对运动例如通过热膨胀产生。相对运动的实现用于避免在冶金容器和承载环的连接的部件上的不希望的变形。

该方法的一种有利的实施方式设置，浮动支承的锁定装置借助于位置监控装置被持久地监控。由此可以在进行的运行期间迅速地识别出销子防止销子从托架和接收开口中掉出的保险上的可能的问题。

一种特别有利的实施方式设置，浮动支承的锁定装置具有楔子并且楔子以-为了撤除楔子-所提供的最大力的最大75%被挤入。

通过将力限制到-用于撤除楔子-所提供的最大力的最大75%确保了，为了将楔子-从销子的侧部的穿通开口或侧部的凹槽中-撤除，还提供了力储备。在使用双作用缸时，由于活塞杆，针对一个方向只能实现很小的力。活塞杆减小了活塞的有效面。

根据本发明的任务通过文章开头所述的用于松开冶金容器与承载环的固定的方法解决。销子通过浮动支承的锁定装置的固定被松开。例如在销子-楔子连接中楔子通过浮动支承的锁定装置从销子的楔子挤压面撤除。接下来将冶金容器从承载环上抬起。通过具有浮动支承的锁定装置的实施方式，该松开明显更容易，因为通过浮动支承的锁定装置很大程度地避免了剩余的变形。

附图说明

本发明的其他优点和特征从下面的非限制性实施例的描述中得出，其中，参照下列附图示出：

图1 示出了带有承载环的转换器的示意图，

图2 示出了具有一闭合的承载环和四个布置在周缘的托架和销子的冶金容器的示意图，

图3 示出了浮动支承的锁定装置和销子的放大示意图，

图4 示出了浮动支承的锁定装置的俯视图，

图5a-5d 示出了具有楔子挤压面的销子和配属的楔子的不同实施方式，

图6 示出了具有一敞开的承载环和四个布置在周缘的托架和销子的冶金容器的示意图，

图7 示出了在冷和热的状态下的具有敞开的承载环的冶金容器的示意图，

图8 示出了在冷和热的状态下的具有敞开的承载环的冶金容器的放大示意图。

具体实施方式

图1示出了冶金容器1和承载环2。冶金容器1具有三个托架12并且与承载环2通过三个销子10连接，所述承载环具有三个接收开口14。销子10分别利用浮动支承的锁定装置20保险住，以防从托架和承载环的接收开口14中掉出。浮动支承的锁定装置20具有缸22和楔子21。销子10通过楔子21固定。

图2中示出了用于连接冶金容器1与承载环2的另一实施方式。该实施方式的区别在于，承载环2是闭合的。另一区别在于，在销子10和托架12之间安置了间隔套筒13。间隔套筒13用于在浮动支承的锁定装置20发生故障时能够使销子10和间隔套筒13例如利用火焰切割器被切断。接收开口14-被设计为长孔-沿径向延伸，用以实现托架和销子相对于承载环的相对运动。位置监控装置28确保始终维持楔子21-销子10连接，由此防止销子从托架12和接收开口14中掉出。所有其他的附图标记已经在图1的描述中解释。

图3中放大地示出了销子10和浮动支承的锁定装置20的连接。在基体23上装配了缸22。缸22直接与楔子21连接。基体23具有基体开口24，基体开口具有端部位置限界部25，同样示出了用于松开的端部位置限界部29。销子具有楔子挤压面11，其用于将销子10-经由楔子21-紧固地挤入且由此固定住承载环2和冶金容器之间的连接。销子10和基体开口24分别具有插入斜部。插入斜部27、15用于使浮动支承的锁定装置20在销子10插入时对中。插入斜部27、15仅示出了一种可能性，也可以设想使用其他的插入辅助。如果楔子21不压到楔子挤压面11上，则浮动支承的锁定装置20通过保持装置26被保持在位置中。例如也可以设想，保持装置26-如所示-是进行包围嵌接的引导装置26并且同时用作端部位置限界部，如果基体23不具有基体开口24的话。

图4是浮动支承的锁定装置20的俯视图。在该图中示出了主要部件如缸22、楔子21、具有基体开口24的基体23和端部位置限界部25。图4中的附图标记已经在图3中解释。

在图5a和5b中示出了销子10和楔子挤压面11的可能的实施方式。图5a中示出了穿过销子10的穿通开口16。图5b中楔子挤压面11是两个侧部的凹槽17。这应该仅示出了如何设计楔子挤压面11的两个例子。也可以设想，销子10仅具有一个侧部的凹槽17。图5c中示出了用于楔子21-用于图5a的穿通开口16-的一种可能的实施方式。图5d中示出了用于楔子21-用于图5b中的两个侧部的凹槽17的一种可能的实施方式。

图6中示出了具有一个承载环2和四个托架12的冶金容器1的一种实施方式。该实施变型的优点是，在托架12、销子10或浮动支承的锁定装置（未示出）出现故障时仍然还能确保固定在承载环2上的冶金容器1的可靠运行。

图7和图8中示意性示出了冶金容器1的膨胀。在运行中热的冶金容器3具有通过虚线示出的更大的直径。敞开的承载环2也改变其形状，通过热的冶金容器3的热辐射从U形变成V形。图7和图8中示出了承载环的改变成为热的承载环4。因此销子10相对于接收开口14的位置也改变。图8中放大地示出了这种相对运动，同样-示意性地在下部区域中-示出了浮动支承的锁定装置20的运动。图8中也可见，销子10和接收开口14的相对运动在敞开侧的区域中可以比例如在下部区域中更小，在下部区域中示出了锁定装置20。在图8中示出了销子10在接收开口14中的径向移动。在图8中同样可见浮动支承的锁定装置20为了跟随该径向移动的运动。

尽管已经通过优选的示例性实施例更详细地描绘和描述了本发明，但是本发明不受公开的示例的限制，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明保护范围的情况下从中推导出其他变型。

附图标记列表

1 冶金容器

2 承载环

3 热的冶金容器

4 热的承载环

10 销子

11 楔子挤压面

12 托架

13 间隔套筒

14 接收开口

15 插入斜部

16 侧部的穿通开口

17 凹槽

20 浮动支承的锁定装置

21 楔子

22 缸

23 基体

24 基体开口

25 端部位置限界部

26 保持装置

27 插入斜部

28 位置监控单元

29 用于松开的端部位置限界部。

Claims (14)

1.可倾翻的冶金容器，具有圆形横截面，其中，所述冶金容器1被承载环（2）至少部分地包围，并且所述承载环（2）沿径向与所述冶金容器（1）具有间距，其特征在于，所述冶金容器（1）具有至少三个托架（12），所述托架分别具有销子（10），所述承载环（2）具有至少三个接收开口（14），所述接收开口适合于接收所述销子（10），其中，所述接收开口（14）允许所述销子（10）沿径向的移动，并且具有至少三个布置在承载环（2）内部的浮动支承的锁定装置（20），所述锁定装置将所述销子（10）保险住以防从所述接收开口（14）和所述托架（12）中掉出。

2.根据权利要求1所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，

- 所述销子（10）具有楔子挤压面（11），优选侧部的穿通开孔（16）或至少一个侧部的凹槽（17），

- 所述浮动支承的锁定装置（20）具有楔子（21），

- 所述浮动支承的锁定装置（20）适合于将所述楔子（21）与所述楔子挤压面（11）带入连接中，用于将所述销子（10）保险住以防从所述接收开口（14）和所述托架（12）中掉出。

3.根据权利要求2所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，所述浮动支承的锁定装置（20）具有基体（23）和缸（22），所述基体具有基体开口（24），所述销子（10）能穿过所述基体开口，所述缸被装配在所述基体（23）上，并且所述缸（22）直接与所述楔子（21）连接。

4.根据权利要求1或2所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，所述承载环（2）的接收开口（14）是长孔。

5.根据权利要求1-4所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，所述销子（10）沿所述冶金容器（1）的径向具有一尺寸并且所述接收开口（14）沿径向是所述销子（10）沿径向的尺寸的至少两倍大。

6.根据前述权利要求中任一项所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，在所述托架（12）上安置一间隔套筒（13），所述销子（10）穿过所述间隔套筒伸出。

7.根据前述权利要求中任一项所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，所述浮动支承的锁定装置（20）具有位置监控装置（28）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，所述冶金容器（1）具有四个带销子（10）的托架（12），所述承载环（2）具有四个接收开口（14），并且在所述承载环（2）的内部具有四个浮动支承的锁定装置（20）。

9.根据权利要求2所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，所述位置监控装置（28）借助于所述缸（22）的位置监控装置和压力测量装置实现。

10.根据权利要求1所述的可倾翻的冶金容器，其特征在于，所述冶金容器（1）是容量最大为180t的氩氧转化器。

11.用于将可倾翻的冶金容器固定在根据权利要求1-10所述的承载环上的方法，其特征在于，所述冶金容器（1）这样与所述承载环（2）被带入连接中，即一旦所述冶金容器（1）贴合在所述承载环（2）上，则销子（10）伸入到接收开口（14）中，且之后通过浮动支承的锁定装置（20）保险住每个销子（10）以防从所述托架（12）和所述接收开口（14）中掉出。

12.根据权利要求11所述的用于将可倾翻的冶金容器固定在承载环上的方法，其特征在于，所述浮动支承的锁定装置（20）借助于位置监控装置（28）被持久地监控。

13.根据权利要求12所述的用于将可倾翻的冶金容器固定在承载环上的方法，其特征在于，所述浮动支承的锁定装置（20）具有用于保险住所述销子（10）的楔子（21），并且所述楔子（21）利用所提供的最大力的最大75%被挤入，所述最大力能够实现所述楔子（21）的撤除。

14.根据权利要求11所述的用于将可倾翻的冶金容器固定在承载环上的方法，其特征在于，所述销子（10）的固定通过所述浮动支承的锁定装置（20）被松开且接下来将所述冶金容器（1）从所述承载环（2）上抬起。

Images