DE10101878A1 - Gefäß für metallurgische Zwecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gefäß für metallurgische Zwecke zum Transport von schmelzflüssigen Metallen mit einem eine hitzebeständige Auskleidung aufnehmenden Gefäßmantel, an dem zwei Tragzapfen an der Außenseite gegenüberliegend angeordnet und mittels je einem Zapfenschild abgestützt sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die Zapfenschilder in den Gefäßmantel integriert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gefäß für metallurgische Zwecke zum Transport von schmelzflüssigen Metallen mit einem eine hitze­ beständige Auskleidung aufnehmenden Gefäßmantel, an dem zwei Tragzapfen an der Außenseite gegenüberliegend angeordnet und mittels je einem Zapfenschild abgestützt sind.

Derartige Gefäße sind seit langem bekannt. So beschreibt die DE-C-11 72 404 eine Gießpfanne für die Aufnahme und den Trans­ port flüssiger Metalle mit einem die hitzebeständige Ausklei­ dung aufnehmenden Metallmantel, der eine in Umfangsrichtung verlaufende Versteifungsbandage hat, und mit zwei Pfannen­ lagerzapfen, die an der Außenseite des Metallmantels gegen­ überliegend durch Lagerschilde an der Bandage abgestützt sind. Der Metallmantel setzt sich in Längsrichtung aus zwei mit entsprechenden Breitenabmessungen ineinandergeschobenen und miteinander verschweißten rohrförmigen Mantelteilen zusammen, wobei ausschließlich durch die relativ breite Überlappung der Mantelteile eine Bandage gebildet wird, die sich zwei dia­ metral gegenüberliegende Bohrungen aufweist, in welche Büchsen zur Aufnahme der Pfannenlagerzapfen fest eingesetzt, vor­ zugsweise eingeschweißt sind.

Die DE 29 01 011 B1 beschreibt eine Gießpfanne mit einer Lagerzapfenbefestigung, bei der der Lagerzapfen mit seinem Fuß in einen Ausschnitt des Mantels der Gießpfanne ragt und mit dem Rand des Ausschnitts verschweißt ist und mit einer seit­ lich am Lagerzapfen angebrachten, im Grundriß rechteckigen Befestigungsplatte versehen ist, welche zwischen zwei am Man­ tel der Gießpfanne befestigten Versteifungsringen liegend, am Mantel und an dessen Versteifungsringen angeschweißt ist. Die am Lagerzapfen angegossene Befestigungsplatte ist an ihren seitlichen Rändern mit je einem angegossenen Schenkel verse­ hen, welche etwa senkrecht zur Befestigungsplatte und zwischen den Versteifungsringen verlaufend am Mantel anliegen und mit diesem verschweißt sind.

Schließlich beschreibt die DE 195 38 530 C1 ein Gefäß für metallurgische Zwecke zum Transport von schmelzflüssigen Metallen mit einem eine hitzebeständige Auskleidung aufnehmen­ den, aus einzelnen rohrförmigen Schüssen zusammengesetzten Metallmantel, der in Umfangsrichtung verlaufende Versteifungs­ ringe aufweist. Das Gefäß besitzt zwei an der Außenseite gegenüberliegend angeordnete Gefäßtragzapfen, die jeweils auf einer Tragplatte abgestützt sind, die mit den Versteifungsrin­ gen verbunden ist. Die Versteifungsringe sollen integrierter Bestandteil des Metallmantels sein, wobei der Mittelbereich der die Gefäßzapfen tragenden Platte einen geringeren Abstand zum Metallmantel aufweisen soll.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem nach dem Stand der Technik vorgegebenen Gehängeabstand und sonstigen vorhandenen Konfigurationen ein Gefäß der eingangs genannten Art anzugeben, das ein größeres Aufnahmevolumen hat.

Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beschriebene Gefäß gelöst, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zapfenschilder in den Gefäßmantel integriert sind. Durch diese Maßnahme ist es möglich, bei vorgegebenem Abstand der Gehänge den Durchmesser eines kreisförmigen und/oder ova­ len Gefäßes zu vergrößern, so daß das Fassungsvermögen des Gefäßes in entsprechendem Maße steigt. Um die im Bodenbereich durch entsprechende vorgegebene Aufsatzeinrichtungen festge­ legte Dimensionierung einzuhalten, kann der Gefäßmantel nach unten hin in entsprechender Weise konisch, sich verjüngend verlaufen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durchdringen die Zapfenschilder den Metallmantel. Hierunter ist zu verste­ hen, daß die Zapfenschilder in einer entsprechend großen Durchbrechung des Metallmantels eingesetzt und befestigt sind. Vorzugsweise sind die Zapfenschilder im Bereich ihrer schmalen Stirnseiten mit dem Metallmantel verschweißt. Erfindungsgemäß ist es empfehlenswert, die Gesamtmasse des Zapfenschildes mög­ lichst groß zu wählen und damit eine gute Wärmesättigung zu erreichen. Zu diesem Zweck besitzen die Zapfenschilder eine größere Wandstärke (Dicke) als der sich oberhalb und unterhalb anschließende Gefäßmantel, bevorzugt ist die Wandstärke der Zapfenschilder mindestens doppel so groß wie die Wandstärke des Gefäßmantels. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung schließt jedoch eine Zapfenschild-Ausbildung ein, bei der die Zapfenschilder zu den Stirnseiten hin, die mit dem Gefäßmantel verschweißt sind, eine Wandstärkenverjüngung aufweisen können, insbesondere bis auf das Wandstärkenmaß des betreffenden Gefäßmantels.

Nach dem Stand der Technik sind Gießpfannen mit einer im wesentlichen zylindrischen oder einer konischen Form bekannt. Bei gegebenen Aufsatzflächen und damit definierter Boden- Grundfläche der als Gießpfanne ausbildeten Gefäßes und ent­ sprechendem gegebenem Abstand der Gehänge, kann ein optimales Fassungsvermögen des Gefäßes erreicht werden, wenn der Gefäßmantel im oberen Bereich zumindest im wesentlichen zylin­ drisch und im unteren Bereich sich verjüngend, insbesondere konisch verjüngend ausgebildet ist. Der zylindrische Mantel­ teil erstreckt sich möglichst über mehr als die halbe Gesamt­ höhe des Gefäßes.

Aus statischen Gründen und wie im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannt, sind bei größeren Gießpfannen Versteifungs­ ringe oder auch Versteifungsbandagen vorgesehen, die entweder ein integrierter Teil des Gefäßmantels selbst oder auf diesen aufgeschweißt sind. Bevorzugt ist eine solche Versteifungsban­ dage im Höhenbereich, in dem die Zapfenschilde angeordnet sind, vorgesehen, wobei die Wandstärke der integrierten Versteifungsbandage oder die aus den Wandstärken der aufgesetzten Bandage und deren Gefäßmantel resultierende Gesamtdicke im wesentlichen gleich groß wie die Wanddicke des Zapfenschildes ist.

Zur Verbindung der Tragzapfen mit den Zapfenschilden bieten sich drei bevorzugte Lösungen an:
Nach einer ersten Ausführungsvariante sind die genannten Teile über eine Preßverbindung verbunden, die vorzugsweise mittels Kühlen der Tragzapfen oder Erwärmung und Schrumpfen der Zap­ fenschilde hergestellt worden ist. Alternativ hierzu kann der jeweilige Tragzapfen an dem Zapfenschild angeschweißt sein. In einer dritten Alternative können der Zapfenschild und der Tragzapfen ein einstückiges Gußteil oder Schmiedeteil sein.

Um einen möglichst großen Innendurchmesser des Gefäßes zwi­ schen den Tragzapfen schaffen zu können, ist nach einer weite­ ren Ausführungsform die Arretierung für das Gehänge an der Zapfenaußenseite, d. h. der dem Zapfenschild abgewandten Ende des Tragzapfens befestigt oder integriert.

Die weitere erfindungsgemäße Maßnahme, alle am Gefäß befind­ lichen Schweißnähte von außen zugänglich zu gestalten, zumin­ dest soweit, daß eine Rißüberprüfung der Schweißnaht von außen möglich ist ohne die Gefäßauskleidung aus feuerfestem Material zu entfernen, spart Zeit und Aufwand, wie er bei einer Revi­ sion des Gefäßes ansonsten durch Entfernung der Auskleidung bzw. von Abdeckungen etc. entstehen würde.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Teilaufbruchansicht eines erfindungsgemäßen Gefäßes,

Fig. 2 eine Teilaufbruchansicht einer weiteren Ausfüh­ rungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte Gefäß, nämlich eine Gießpfanne, besteht aus einem ein- oder mehrschüssigen, im vorliegenden Fall im wesentlichen zylindrischen Gefäßmantel 10 mit einer inneren Auskleidung 11 aus einem feuerfesten Material. Etwa in Höhe der sich gegenüberliegenden Zapfenschilde 12 besitzt das vorliegende Gefäß eine oder mehrere Bandage(n) 18, die entwe­ der aufgeschweißt oder in den Gefäßmantel 10 integriert sein kann/können. Die auf diametral gegenüberliegenden Seiten ange­ ordneten Zapfenschilde 12 sind mit jeweiligen radial nach außen erstreckenden Tragzapfen 13 verbunden, wobei das Zapfen­ schild 12 und der Tragzapfen 13 entweder ein einstückiges Guß­ teil oder Schmiedeteil sein können oder der Tragzapfen 13 mit dem Zapfenschild 12 aufgeschweißt ist oder die Tragzapfen jeweils über eine Preßverbindung mit dem Zapfenschild 12 ver­ bunden sind. Bei einer Preßverbindung besitzt das Zapfenschild eine Bohrung, deren Durchmesser in dem Temperaturbereich, der bei bestimmungsgemäßer Benutzung der Gießpfanne erreicht wird, geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Tragzapfens. Entweder durch Erhitzung des Zapfenschildes über die Tempera­ tur und anschließender Abkühlung kann eine durch Aufschrumpfen erzeugte Verbindung geschaffen werden. Dieselbe Verbindung läßt sich auch schaffen, indem der Tragzapfen gekühlt, mit dem entsprechenden Ende in die Bohrung eingeführt und anschließend wieder auf Umgebungstemperatur erwärmt wird. Gleichgültig ob eine Schweiß- oder eine Preßverbindung 14 zwischen dem Zapfen­ schild 12 und dem Tragzapfen 13 geschaffen wird, muß diese jedenfalls so ausgelegt sein, daß sie sämtlichen betriebsbe­ dingten Belastungszuständen standhält. Der Tragzapfen dient zur Befestigung eines aus einzelnen Kranschlaufen bestehenden Gehänges 15, das über eine Arretierung 16 am Tragzapfen 13 befestigt wird. Entgegen den nach dem Stand der Technik bisher üblichen Befestigungsorten ist die Arretierung 16 erfindungs­ gemäß außen, d. h. der dem Zapfenschild 12 abgewandten Ende des Tragzapfens 13 angeordnet. Jeder der beiden Zapfenschilde 12 ist erfindungsgemäß in den Gefäßmantel 10 integriert, d. h. die Zapfenschilde 12 durchdringen die Gefäßmantelfläche 10. Die Zapfenschilde 12 sind über Schweißnähte 17 mit dem Gefäßman­ tel 10 bzw. den Bandagen 18 verbunden. Bei der zwischen der Bandage 18 und dem Zapfenschild 12 geschaffenen Verbindung liegt ein Vollnahtanschluß vor. Die Wandstärke a des Zapfen­ schildes 12 ist mindestens doppelt so groß wie die Wand­ stärke d des Gefäßmantels 10.

Für die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform gilt prinzipi­ ell dasselbe wie zu der Gießpfanne nach Fig. 1 bis auf fol­ gende Unterschiede:
Der Gefäßmantel besteht dort im oberen Teil aus einem zylin­ drischen Teil 19 und einem sich unterhalb des Zapfenschil­ des 12 bzw. der Bandage 18 anschließenden konischen Teil 20. Ferner ist der Tragzapfen 13 durch Preßpassung oder Schweißung mit dem Zapfenschild verbunden oder aus einem Teil als Guß- oder Schmiedeteil hergestellt.

In Stahlwerken und Gießereien ist der Abstand der Gehänge 15, die mit den Tragzapfen 13 verbunden werden, zumeist fest vor­ gegeben, so daß bei den im Querschnitt kreisrunden Gießpfannen enge Grenzen gesetzt sind. Um dennoch einen größtmöglichen Durchmesser des Gefäßes zu schaffen, wird die Tragplatte 12 nicht, wie in den nach dem Stand der Technik bekannten Ausfüh­ rungsformen, im Abstand zum Gefäßmantel befestigt, sondern in den Gefäßmantel integriert. Ferner werden die jeweiligen Arre­ tierungen 16 am äußeren freien Ende des Tragzapfens 13 ange­ ordnet, so daß, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, das Gehänge 15 und der benachbarte obere Teil des Gefäßmantels 10, 19 einen geringstmöglichen Abstand besitzen. Mit diesen Maßnahmen auf konstruktiv einfache Art und Weise das Fassungsvermögen beträchtlich erhöht, da eine Durchmesserver­ größerung quadratisch zu Buche schlägt.

Weitere Optimierungen des Gefäßes bei konstruktiv festgelegten Gefäßbodenmaßen ist möglich, wenn anstelle der prinzipiell nach dem Stand der Technik bekannten über die gesamte Höhe zylindrischen oder konischen Form der obere Teil des Gefäßes, soweit durch die Gehänge 15 möglich, zylindrisch und der untere Gefäßmantelteil 20 konisch ausgebildet wird. Auf diese Weise können für die konstruktiv einfacher zu bauenden metallurgischen Gefäße mit kreisrundem Querschnittsdurchmesser maximale Füllgerade erreicht werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die beschriebenen Maßnahmen in gleicher Weise auch für Pfannen mit ovalem Quer­ schnitt realisiert werden.

Die erfindungsgemäßen Gefäße dienen zum Transport von schmelz­ flüssigen Metallen und/oder zum metallurgischen Behandeln schmelzflüssiger Metalle.

Claims (13)

1. Gefäß für metallurgische Zwecke zum Transport von schmelz­ flüssigen Metallen mit einem eine hitzebeständige Ausklei­ dung (11) aufnehmenden Gefäßmantel (10), an dem zwei Trag­ zapfen (13) an der Außenseite gegenüberliegen angeordnet und mittels je einem Zapfenschild (12) abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenschilder (12) in den Gefäßmantel (10) inte­ griert sind.

2. Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenschilder (12) den Gefäßmantel (10) durchdringen und vorzugsweise im Bereich ihrer schmalen Stirnseiten mit dem Gefäßmantel (10) verschweißt sind.

3. Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenschilder (12) eine größere Wandstärke (Dicke a) aufweisen als der sich oberhalb und unterhalb anschlie­ ßende Gefäßmantel (10), vorzugsweise eine mindestens zwei­ fache Wandstärke (d) des Gefäßmantels (10).

4. Gefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenschilder (12) zu den Stirnseiten hin, die mit dem Gefäßmantel (10) verschweißt sind, eine Wandstärkenverjün­ gung aufweisen, vorzugsweise bis auf das Wandstärken­ maß (d) des Gefäßmantels (10).

5. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gefäßmantel im oberen Bereich (19) zumindest im wesentlichen zylindrisch und im unteren Bereich (20) zumindest im wesentlichen konisch verjüngt ausgebildet ist.

6. Gefäß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantelteil (19) sich über mehr als die halbe Gesamthöhe des Gefäßes erstreckt.

7. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß etwa in dem Höhenbereich, in dem die Zapfen­ schilde (12) angeordnet sind, eine oder mehrere Verstei­ fungsbandage(n) (18) vorgesehen ist, die entweder inte­ grierter Teil des Gefäßmantels (10; 19, 20) selbst oder auf diesen (10; 19, 20) aufgeschweißt ist.

8. Gefäß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der integrierten Versteifungsbandagen (18) oder die aus den Wandstärken der aufgesetzten Bandagen (18) und dem Gefäßmantel (10; 19, 20) resultierende Gesamtdicke im wesentlichen gleich groß wie die Wandstärke (a) der Trag­ platte (12) ist.

9. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tragzapfen (13) mit dem Zapfen­ schild (12) über eine Preßverbindung (14) verbunden sind, die vorzugsweise mittels Kühlen der Tragzapfen (13) oder Erwärmen des Zapfenschildes (12) hergestellt worden ist.

10. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tragzapfen (13) mit dem Zapfen­ schild (12) verschweißt ist.

11. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zapfenschild (12) und der Tragzap­ fen (13) ein einstückiges Gußteil oder Schmiedeteil sind.

12. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arretierung (16) für das Gehänge an der Zapfenaußenseite, d. h. der dem Zapfenschild (12) abgewand­ ten Ende des Tragzapfens (13) befestigt oder integriert ist.

13. Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß alle am Gefäß befindlichen Schweißnähte (17) von außen zugänglich sind, zumindest soweit, daß eine Riß­ überprüfung der Schweißnaht von außen möglich ist, ohne die Gefäßauskleidung (11) aus feuerfestem Material zu ent­ fernen.