DE102014220435A1

DE102014220435A1 - Lagervorrichtung zum Lagern eines metallurgischen Gefäßes und metallurgisches Gefäß

Info

Publication number: DE102014220435A1
Application number: DE102014220435.6A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Hofrichter
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2016-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung (1) zum Lagern eines metallurgischen Gefäßes (2), insbesondere eines rotierenden und/oder kippbaren Konverters (4), an Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen (4) einer Rotationseinrichtung (3), an welcher das metallurgische Gefäß (2) um eine Rotationsachse (10) drehbar gelagert ist, mit Lageringelementen (12) zum Abstützen gegenüber den Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen (14, 17) der Rotationseinrichtung (3), wobei Lagerringelemente (12) mittels Halteteile (20) einer Halteeinrichtung (21) an gefäßseitigen Aufnahmen (22) des metallurgischen Gefäßes (2) fest verspannt angeordnet sind, wobei die Halteteile (20) wenigstens zwei miteinander wechselwirkende Lamellenelemente (23, 24) eines Lamellenpakets (25) umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung zum Lagern eines metallurgischen Gefäßes, insbesondere eines rotierenden und/oder kippbaren Konverters, an Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen einer Rotationseinrichtung, an welcher das metallurgische Gefäß um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist, mit Lagerringelementen zum Abstützen gegenüber den Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen der Rotationseinrichtung, wobei Lagerringelemente mittels Halteteile einer Halteeinrichtung an gefäßseitigen Aufnahmen des metallurgischen Gefäßes fest verspannt, jedoch bei Wärmeausdehnung flexibel angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein metallurgisches Gefäß, insbesondere einen Kaldo-Konverter, mit einer federfähigen Aufhängung.
Gattungsgemäße Lagervorrichtungen sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Insbesondere bei größeren metallurgischen Gefäßen, wie beispielsweise Kaldo-Konverter, werden oftmals im Wesentlichen horizontal bzw. im Wesentlichen vertikal verlaufende Halteteile, wie etwa Spanndrähte, Spannbolzen, Spann- und Dehnschrauben oder ähnliches, an den Lagervorrichtungen eingesetzt, um thermisch bedingte Ausdehnungs- und/oder Schrumpfungseffekte des metallurgischen Gefäßes ausgleichen zu können.
Beispielsweise ist aus der DE 1 533 909 ein metallurgisches Gefäß bekannt, bei welchem an der Gefäßwandung außen eine Vielzahl an Tragpratzen angeordnet sind, an welchen ein Trag- und Laufring an dem metallurgischen Gefäß gehaltert ist, wobei der Trag- und Laufring an den Tragpratzen jeweils mittels Dehnschrauben verspannt angeordnet ist. Diese als Halteteile eingesetzten Dehnschrauben verlaufen geführt durch Wandungen der Tragpratzen und des Trag- und Laufrings in sich in radialer Richtung zur Gefäßachse erstreckenden Schlitzen, so dass radiale und axiale Dehnungsbewegungen überlagert zur gleichen Zeit stattfinden können. Ferner ist aus der DE 1 583 302 ein Konverter zur Durchführung metallurgischer Prozesse bekannt. Dieser Konverter besitzt eine Lagervorrichtung mit einem Tragring, welcher mittels elastisch verformbare Lenker an gefäßseitigen Aufnahmen in Gestalt von an dem Konverter befestigten Stützelementen verbunden ist. Hierbei stehen die elastisch verformbaren Lenker im thermisch unbelasteten Zustand des Konverters lotrecht auf der durch den Konvertermittelpunkt und das jeweilige Stützelement gehenden theoretischen Wärmedehnungsrichtung dieses Stützelements, so dass die durch Wärmedehnung verursachten Verformungen das geringste Maß haben.
Darüber hinaus zeigt die DE 698 08 701 T2 eine metallurgische Ofeneinheit mit einem zylindrischen Ofenkörper, der für eine Rotation und/oder ein Kippen oder ähnliche Bewegungen bestimmt ist. An dem zylindrischen Ofenkörper ist ein umlaufender Flansch vorgesehen, an welchem ein eine Ausdehnung absorbierender Mantel befestigt ist, welcher den zylindrischen Ofenkörper durch den Flansch beabstandet gehalten streifenförmig umhüllt. An einem dem umlaufenden Flansch abgewandten Ende dieses Mantels ist ein Stützring befestigt.
Aus der WO 2011/077009 A1 ist eine weitere metallurgische Ofeneinheit mit einem metallurgischen Gefäß und mit einem Drehzapfenring bekannt, in welchem das metallurgische Gefäß mittels einer Lagervorrichtung um eine Drehachse drehbar aufgehängt ist. Diese Lagereinrichtung umfasst ein eine Ausdehnung absorbierendes, geschlossenes Mantelteil, welches zwischen dem Drehzapfenring und dem metallurgischen Gefäß angeordnet ist, so dass thermisch bedingte Ausdehnungs- bzw. Schrumpfungseffekte des metallurgischen Gefäßes ausgeglichen werden können.
Die DE 23 40 618 offenbart außerdem eine Aufhängevorrichtung für warmgängige Gefäße, insbesondere für Stahlwerkskonverter, mit einem an dem Gefäß befestigten Pratzenring bzw. über den Gefäßumfang verteilten Einzelpratzen, mit einem das Gefäß umgebenden Tragring, dessen innerer Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Gefäßes im warmen Zustand, und mit biegeweichen Zugstäben zur Aufhängung des Gefäßes in senkrechter Lage und/oder in waagerechter Lage der Gefäßachse, welche den Tragring und den Pratzenring bzw. die Einzelpratzen miteinander verbinden, wobei für die senkrechte Lage des Gefäßes jeweils getrennte Zugstäbe für die Aufrechtlage und für die Kopflage vorgesehen sind, und wobei am Tragring Stützen befestigt sind, über welche die einen der Zugstäbe mit dem Pratzenring bzw. mit den Einzelpratzen und mit dem Tragring verbunden sind, wodurch die in diesen Zugstäben bzw. an deren Anlenkstellen eingehenden Querkräfte vernachlässigbar klein sind.
Die bisher bekannten Lagervorrichtungen bauen oftmals jedoch sehr aufwändig und/oder sie bieten hinsichtlich vorhandener Halte- und/oder Spanneinrichtungen eher beschränkte Vorspannmöglichkeiten, so dass insbesondere durch Vorspannverluste verursachte Schäden an den Lagervorrichtungen bzw. an diesbezüglichen Befestigungsvorrichtungen auftreten können. Oftmals geht dies mit einem Teilversagen oder einem vollständigen Versagen von entsprechenden Halte- und/oder Spannelementen oder Halte- und/oder Spannteilen einher.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße metallurgische Gefäße bzw. deren Lager- bzw. Befestigungsvorrichtungen derart weiterzuentwickeln, dass zumindest die vorstehend genannten Nachteile überwunden werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird von einer Lagervorrichtung zum Lagern eines metallurgischen Gefäßes, insbesondere eines rotierenden und/oder kippbaren Konverters, an Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen einer Rotationseinrichtung gelöst, an welcher das metallurgische Gefäß um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist, mit Lagerringelementen zum Abstützen gegenüber den Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen der Rotationseinrichtung, wobei Lagerringelemente mittels Halteteilen einer Halteeinrichtung an gefäßseitigen Aufnahmen des metallurgischen Gefäßes fest verspannt angeordnet sind, und wobei die Halteteile wenigstens zwei miteinander wechselwirkende Lamellenelemente eines Lamellenpakets umfassen.
Dadurch, dass diese Halte- bzw. Spannteile als wenigstens zwei miteinander wechselwirkende und zu einem Lamellenpaket zusammengefassten Lamellenelemente ausgestaltet sind, ist die vorliegende Lagervorrichtung mit einer konstruktiv extrem einfach bauenden Halte- bzw. Spanneinrichtung ausgerüstet, welche zudem äußerst tragstabil ist, aber sich dennoch durch ein sehr gutes Wärmedehnungsverhalten auszeichnet.
Insofern zeichnet sich die vorliegende Halte- bzw. Spanneinrichtung durch ein mehrlagiges, vorzugsweise durch ein zweilagiges, Lamellenpaket aus, wobei die Lamellenelemente wie Blattfederelemente einer mehrlagigen Blattfeder miteinander wechselwirken.
Hierdurch stellt die vorliegende Lagervorrichtung eine in Abhängigkeit von einer Wärmeausdehnung bzw. -schrumpfung federfähige bzw. federnde Aufhängung für das metallurgische Gefäß bereit, welche selbst schwer zu kalkulierende Dehnungsbewegungen des metallurgischen Gefäßes betriebssicher erlaubt.
Die Lamellenelemente sind hierbei zumindest teilweise deckungsgleich, bevorzugt vollständig deckungsgleich, zu einem Lamellenpaket zusammengefasst. Das heißt, die einzelnen Lamellenelemente eines Lamellenpakets liegen reibschlüssig neben- bzw. übereinander angeordnet, so dass die einzelnen Lamellenelemente sehr kompakt zusammengefasst sind.
Diese Lamellenelemente bzw. Lamellenpakete können somit bisher verwendeten und anfälligen Dehn- bzw. Spannschrauben ersetzen.
Mittels der hier erfindungsgemäß vorhandenen Lamellenelemente bzw. Lamellenpakete können thermisch bedingte Wärmeausdehnungen insbesondere des metallurgischen Gefäßes äußerst zuverlässig und baulich einfach ausgeglichen werden. Dies liegt unter anderem an der äußerst einfachen Konstruktion, wodurch sich auch ein wesentlich geringerer Wartungsaufwand ergibt.
Insofern können bisher zur Wärmedehnungskompensation eingesetzte und schwer zu berechnende Spann- und Dehnschrauben durch einfache Lamellenelemente ausgetauscht werden.
Das vorliegende metallurgische Gefäß ist hierbei um eine Rotationsachse, welche bevorzugt gleich der Längsmittelachse des metallurgischen Gefäßes ist, drehbar, und bevorzugt um eine Kippachse kippbar, wobei die Rotationsachse und die Kippachse bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen.
Bei dem vorliegenden metallurgischen Gefäß kann es sich um unterschiedlichste kippbare und/oder rotierende Konverter handeln, wie beispielsweise um einen rotierenden Aufblaskonverter bzw. Top-Blown-Rotary-Converter (TBRC) oder Kaldo-Konverter oder dergleichen.
Die vorliegende Lagereinrichtung kann hinsichtlich ihres Steifigkeitsverhaltens besonders vorteilhaft ausgelegt werden, wenn die wenigstens zwei miteinander wechselwirkenden Lamellenelemente des Lamellenpakets mit den Lagerringelementen und/oder den gefäßseitigen Aufnahmen unmittelbar oder mittelbar drehfest verbunden sind.
Die Vorspannung bzw. das Steifigkeitsverhalten des Lamellenpakets kann herstellungsseitig vorteilhaft vielfältig eingestellt werden, beispielsweise durch unterschiedlich angeraute Oberflächen der Lamellenelemente, wobei insbesondere die aufeinander zugerichteten und damit miteinander wechselwirkenden Oberflächen der Lamellenelemente gemeint sind.
Insofern kann vorliegend ein konstruktiv einfach vorspannbares Lamellenpaket an einer Lagervorrichtung des metallurgischen Gefäßes bereitgestellt werden.
Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Halteteile reibschlüssig miteinander wechselwirkende Lamellenelemente bzw. Blattfederelemente umfassen. Auch hierdurch können schwingungshemmend bzw. schwingungsreduzierende Halteteile technisch einfach an der Lagervorrichtung des metallurgischen Gefäßes realisiert werden.
Die Stütz-, Führungs- und/oder Treibelemente können hierbei als feststehende oder bevorzugt bewegliche und insbesondere um eine Drehachse rotierende Komponenten der Rotationseinrichtung ausgestaltet sein. Beispielsweise sind diese Stütz-, Führungs- und/oder Treibelemente als Rollen- oder Walzenelemente, die um eine eigene Drehachse rotieren, so dass entsprechend ausgestaltete Stütz-, Führungs- und/oder Treibelemente auf den Lagerringelementen der Lagervorrichtung abrollen können, wenn sich das metallurgische Gefäß um seiner Rotationsachse dreht.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Halteeinrichtung Spannmittel zum Einstellen einer Vorspannkraft an den Lamellenpaketen umfasst, da hierdurch die Vorspannung an den Lamellenpaketen besonders vielfältig und zielgerichtet eingestellt und auch noch nachträglich verändert werden kann.
Beispielsweise werden die Lamellenpakete durch diese Spannmittel in einem thermisch unbelasteten Zustand des metallurgischen Gefäßes derart vorgespannt, dass bei einem durch eine Wärmeeinbringung ausgedehnten metallurgischen Gefäß durch sie optimale Spannungsverhältnisse insbesondere in der vorliegenden Lagervorrichtung vorherrschen.
Es versteht sich, dass diese Spannmittel unterschiedlich realisiert sein können. Beispielsweise sind sie derart ausgelegt, dass zwei sich gegenüberliegende Enden eines Lamellenelements bzw. eines Lamellenpakets relativ zueinander oder gegenüber einen Lamellenelementemittenbereich derart verlagert werden können, dass hierdurch eine entsprechende Vorspannung in dem Lamellenelement bzw. Lamellenpaket eingestellt werden kann. Hierbei reicht es bereits aus, wenn entsprechend ausgebildete Spannmittel lediglich in einem Endbereich oder in einem Mittenbereich von Lamellenelementen bzw. an einem Ende bzw. an einem Mittenbereich eines Lamellenpakets vorgesehen sind.
Bei entsprechender Ausgestaltung der Halteeinrichtung können die Spannmittel auch an einer anderen Stelle des Lamellenelements bzw. des Lamellenpakets platziert sein.
Der Aufbau der vorliegenden Lagervorrichtung kann weiter vereinfacht werden, wenn die Halteeinrichtung erste Befestigungskonsolen zum Aufnehmen eines Lamellenelementemittenbereichs des Lamellenpakets und zweite Befestigungskonsolen zum Aufnehmen von Lamellenelementeenden des Lamellenpakets umfasst, wobei die ersten Befestigungskonsolen an den gefäßseitigen Aufnahmen und die zweiten Befestigungskonsolen an den Lageringelementen unmittelbar oder mittelbar befestigt sind.
Die ersten Befestigungskonsolen sind hierbei vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie einen Mittenbereich eines Lamellenpakets aufnehmen und gegebenenfalls teilweise umschließen können, wodurch der Mittenbereich der dem Lamellenpaket zugehörigen Lamellenelemente zueinander relativ festgelegt sind. Insofern sind mittels der ersten Befestigungskonsolen jeweils ein Lamellenpaket gehaltert.
Die zweiten Befestigungskonsolen sind bevorzugt derart ausgebildet, dass sie zumindest jeweils ein Ende eines Lamellenpakets aufnehmen und gegebenenfalls umschließen können, wodurch in diesen zweiten Befestigungskonsolen zwei Lamellenelemente eines Lamellenpakets gehaltert sind. Dementsprechend sind hierdurch die Endbereiche der Lamellenelemente zueinander festgelegt.
Im Sinne der Erfindung sind die Endbereiche der einem Lamellenpaket zugehörigen Lamellenelemente fest miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise durch Bolzen- oder Schraubelemente oder dergleichen geschehen.
Besonders einfach können die Endbereiche dieser Lamellenelemente zueinander festgelegt werden, wenn sie in durch die Befestigungskonsolen erzeugte Einstecktaschen eingesteckt sind.
Um ein versehentliches Lösen der Endbereiche der Lamellenelemente bzw. der Enden der Lamellenpakete aus den Befestigungskonsolen zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Lamellenelemente bzw. die Lamellenpakete mithilfe von Befestigungsmitteln an den Befestigungskonsolen befestigt sind.
Derartige Befestigungsmittel können vielfältig ausgestaltet sein. Beispielsweise können sie Passhülsen, Passschrauben oder dergleichen umfassen.
Sind die ersten Befestigungskonsolen translatorisch relativ verlagerbar an den gefäßseitigen Aufnahmen angeordnet, ergibt sich einerseits die Möglichkeit, dem Aufbau kritischer Spannungsspitzen in der Lagereinrichtung entgegenzuwirken. Andererseits können durch ein gezieltes Verlagern der ersten Befestigungskonsolen gegenüber den gefäßseitigen Aufnahmen die Lamellenpakete unterschiedlich stark vorgespannt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die vorstehend beschriebenen Spannmittel an den Befestigungskonsolen, insbesondere an den ersten Befestigungskonsolen, angeordnet sind. Beispielsweise umfassen die Spannmittel hierbei ein Einstellmittel, wie etwa in einer sehr einfach gehaltenen Ausführung eine Einstellschraube, um zumindest ein Lamellenelementmittenbereich des Lamellenpakets relativ gegenüber der gefäßseitigen Aufnahme zu verlagern, während zweite Endbereiche bzw. zweite Enden des Lamellenelements bzw. des Lamellenpakets Lagerringelemente seitig ortsfest gehaltert sind.
Die Lamellenpakete können einfach an dem metallurgischen Gefäß befestigt werden, wenn die Lamellenelemente Anschlussmittel aufweisen, um mit den gefäßseitigen Aufnahmen wechselwirken zu können.
Derartige Anschlussmittel können beispielsweise durch Materialausnehmungen konstruktiv einfach bereit gestellt werden, so dass die Lamellenpakete einfach auf entsprechend ausgestaltete gefäßseitige Aufnahmen aufsteckbar sind.
Die Lagervorrichtung kann hinsichtlich ihrer Bauteile weitestgehend symmetrisch ausgebildet sein, wenn die Anschlussmittel, insbesondere die Materialausnehmung, mittig an den Lamellenelementen angeordnet sind.
Es versteht sich, dass die Lamellenelemente unterschiedlich ausgestaltet sein können. Beispielsweise können sie tellerförmig, also kreisrund, elliptisch, tailliert oder dergleichen ausgebildet sein.
Die Spannvorrichtung kann besonders schlank gestaltet werden, wenn die Lamellenelemente jeweils einen länglichen Körper aufweisen, dessen Länge mehr als doppelt so groß, vorzugsweise mehr als dreimal so groß, ist wie seine Breite.
Der konstruktive Aufwand der vorliegenden Lagervorrichtung kann hinsichtlich der Halteeinrichtung weiter vereinfacht werden, wenn zumindest die einem Lamellenpaket zugehörigen Lamellenelemente identische Abmaße aufweisen.
Es hat sich weiter als zweckmäßig heraus gestellt, wenn die Lamellenelemente zumindest im ungespannten Zustand der Halteeinrichtung plan ausgebildet sind, da hierdurch die Spannvorrichtung sehr flach gebaut werden kann.
Die vorliegenden Aufnahmen zum Aufnehmen der Halteteile der Halteeinrichtung können vorliegend unterschiedlich verwirklicht sein. Beispielsweise bestehen sie mit dem metallurgischen Gefäß aus einem Guss.
Bevorzugt umfassen diese gefäßseitigen Aufnahmen einen konzentrisch um die Rotationsachse herum angeordneten Gefäßring, an welchem in Umfangsrichtung des metallurgischen Gefäßes eine Vielzahl an Lamellenpaket-Tragzapfen, vorzugsweise zwölf Lamellenpaket-Tragzapfen, gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Hierdurch können sie konstruktiv einfach bereitgestellt werden.
Zweckmäßigerweise können durch die Vielzahl an Lamellenpaket-Tragzapfen durch Wärmedehnung auftretende Spannungen gut über die Umfangsfläche des metallurgischen Gefäßes verteilt werden.
Die Lamellenelemente bzw. Lamellenpakete können sehr einfach individuell bzw. der zu erwartenden thermischen Belastung des metallurgischen Gefäßes vorgespannt werden, wenn an dem Lamellenpaket-Tragzapfen jeweils eine von ersten Befestigungskonsolen angeordnet ist, wobei diese ersten Befestigungskonsole Spannmittel zum Einstellen einer Vorspannkraft an den Lamellenpaketen aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Lagervorrichtung Distanzteile umfasst, mittels welchen die Lagerringelemente weiter beabstandet von den Aufnahmen des metallurgischen Gefäßes angeordnet sind, wobei die wenigstens zwei miteinander wechselwirkenden Lamellenelemente zwischen diesen Distanzteilen und den Aufnahmen des metallurgischen Gefäßes angeordnet sind.
Mittels dieser bevorzugt der Halteeinrichtung zugehörigen Distanzteile lassen sich die Lamellenelemente bzw. die Lamellenpakete konstruktiv einfach von den Lagerringelementen beabstandet an diese Lagerringelemente anordnen, so dass die Lagervorrichtung insgesamt und die Lagerringelemente im Speziellen etwas weiter entfernt von der Außenwand des metallurgischen Gefäßes angeordnet werden können, so dass mehr Bauraum für die Halteteile der Halteeinrichtung zwischen den Lagerringelementen und insbesondere den gefäßseitigen Aufnahmen bzw. den Lamellenpaket-Tragzapfen zur Verfügung steht.
Gleiches gilt für die Verbindung zwischen den Distanzteilen und den Lamellenelementen bzw. Lamellenpaketen und diesbezüglichen Befestigungskonsolen.
Idealerweise werden gleichbauende Befestigungsmittel zum Herstellen entsprechend ausgebildeter Verbindungen zwischen den Befestigungskonsolen und den Lamellenelementen bzw. Lamellenpaketen, zwischen den Befestigungskonsolen und den Distanzteilen, und zwischen den Distanzteilen und den Lagerringelementen verwendet, wodurch die Montage wesentlich vereinfacht werden kann.
Diesbezügliche Befestigungsmittel können vielfältig ausgestaltet sein. Beispielsweise können hierzu Passhülsen, Passschrauben oder dergleichen vorgesehen werden.
Die vorliegend verwendeten Distanzteile können aus einem Vollmaterial hergestellt sein. Bevorzugt sind sie jedoch als Distanzkäfige in Gestalt einer Blechkonstruktion realisiert.
Jedes der vorliegenden Distanzteile ist mit den wenigstens zwei miteinander wechselwirkenden Lamellenelementen von wenigstens zwei Lamellenpakten fest verbunden.
Vorteilhafterweise sind die Lamellenelemente bzw. die Lamellenpakete zwischen den Lamellenpaket-Tragzapfen und den Distanzteilen angeordnet.
Es versteht sich, dass aber auch andere konstruktive Möglichkeiten bestehen.
Nur zum Beispiel könnten die Lamellenelemente bzw. die Lamellenpakete auch zwischen an der Außenwand des metallurgischen Gefäßes ausgebildeten Tragpratzen und einem um das metallurgische Gefäß herum angeordneten Laufringelemente tragenden Tragring angeordnet sein.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch von einem metallurgisches Gefäß, insbesondere von einem Kaldo-Konverter, mit einer Rotationseinrichtung gelöst, welches bzw. welcher sich durch eine Lagervorrichtung nach einem der hier beschriebenen Merkmale auszeichnet.
Durch die am Gefäßumfang verteilt angeordneten Lamellenelemente bzw. Lamellenpakete kann eine signifikant verbesserte Befestigung bzw. Lagerung des metallurgischen Gefäßes gegenüber insbesondere einem Laufringkäfig oder dergleichen des metallurgischen Gefäßes erzielt werden.
Insofern kann die federfähige Aufhängung durch die vorliegende Lagervorrichtung sehr vorteilhaft ausgestaltet werden.
Mittels der vorliegenden Erfindung ergibt sich eine erhebliche Kostenreduzierung und damit auch ein nicht zu vernachlässigender wirtschaftlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen metallurgischen Gefäßen.
Weitere Merkmale, Effekte und Vorteile vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnung und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft eine erfindungsgemäße Lagervorrichtung eines dreh- und kippbaren metallurgischen Gefäßes dargestellt und beschrieben ist.
In der Zeichnung zeigen:
1 schematisch eine geschnittene Teilansicht einer Lagervorrichtung eines dreh- und kippbaren metallurgischen Gefäßes in Richtung der Rotationsachse des metallurgischen Gefäßes; und
2 schematisch eine geschnittene quer zur Rotationsachse verlaufende Ansicht des in der 1 gezeigten dreh- und kippbaren metallurgischen Gefäßes.
Die in den 1 und 2 aus unterschiedlichen Blickwinkeln gezeigte Lagervorrichtung 1 zum Lagern eines dreh- und kippbaren metallurgischen Gefäßes 2 dient zum Abstützen diese metallurgischen Gefäßes 2 gegenüber einer Rotations- und Kippeinrichtung 3.
Das dreh- und kippbare metallurgische Gefäß 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein dreh- und kippbarer Stahlschmelzkonverter 4 einer hier nicht weiter gezeigten metallurgischen Ofeneinheit. Insofern sind die Wandungen 5 im Inneren 6 des dreh- und kippbaren metallurgischen Gefäßes 2 durch eine hitzeresistente Ausmauerung (nicht gezeigt) gegenüber einer sich darin befindlichen Schmelze geschützt.
Das dreh- und kippbare metallurgische Gefäß 2 ist hierbei um eine Rotationsachse 10 drehbar, wobei diese Rotationsachse 10 in einer Arbeitsposition, in welcher das dreh- und kippbare metallurgische Gefäß 2 mit der darin befindlichen Schmelze um diese Rotationsachse 10 in Rotation versetzt ist, gegenüber einer Horizontalen um 26° bis 32° gekippt angeordnet ist.
Das dreh- und kippbare metallurgische Gefäß 2 ist entsprechend um eine Kippachse 11 kippbar, welche zu der Horizontalen fluchtet.
Die Lagervorrichtung 1 weist eine Vielzahl an Lagerringelementen 12 (nur exemplarisch beziffert) auf, welche hinsichtlich ihrer Hauptfunktionen beispielsweise Stützringelemente 13 zum hauptsächlichen Abstützen gegenüber Stützrollenelementen 14 einer Stütz- und Führungseinrichtung 15, Führungsringelemente 16 zum hauptsächlichen unterstützenden Führen gegenüber Führungselementen 17 der Stütz- und Führungseinrichtung 15 und/oder Laufringelemente 18 zum Wechselwirken mit Treibrollenelemente (nicht gezeigt) zum Antreiben des dreh- und kippbaren metallurgischen Gefäßes 2. Die Führungselemente 17 sind zwecks Gefäßwechsel bzw. Gefäßmontage/Gefäßdemontage demontierbar.
Zumindest einige der Lagerringelemente 12 sind hierbei durch eigensteife Halteteile 20 einer Halteeinrichtung 21 fest verspannt an gefäßseitigen Aufnahmen 22 des dreh- und kippbaren metallurgischen Gefäßes 2 befestigt, so dass diese Lagerringelemente 12 fest an dem metallurgischen Gefäß 2 verbunden sind.
Erfindungsgemäß sind diese eigensteifen Halteteile 20 als wenigstens zwei miteinander wechselwirkende Lamellenelemente 23 und 24 ausgestaltet, welche zu einem Lamellenpaket 25 zusammengefasst sind. Das heißt mit anderen Worten, dass die Halteteile 20 durch ein Lamellenpaket 25 aus wenigstens zwei durch Reibschluss miteinander wechselwirkenden Lamellenelementen 23 und 24 besteht.
Insgesamt sind zwölf dieser Lamellenpakete 25 an dem metallurgischen Gefäß 2 angeordnet, so dass dieses mittels der vorliegenden Lagervorrichtung 1 besonders vorteilhaft an der Rotations- und Kippeinrichtung 3 gelagert ist.
Diese Lamellenelemente 23, 24 sind länglich bzw. stabförmig ausgebildet und besitzen insbesondere in Bezug auf ihre Längsrichtung 26 mittig Anschlussmittel 27, mittels welchen sie mit den gefäßseitigen Aufnahmen 22 wechselwirken.
Diese Anschlussmittel 27 sind zumindest in diesem Ausführungsbeispiel als eine Materialausnehmung 28 ausgestaltet, so dass das Lamellenpaket 25 mit seinem Lamellenelementemittenbereich 29 mittig auf eine der gefäßseitigen Aufnahmen 22 aufgeschoben und dort befestigt werden kann.
Entsprechend sind die gefäßseitigen Aufnahmen 22 in diesem Ausführungsbeispiel als Lamellenpaket-Tragzapfen 30 ausgebildet, welche bezogen auf die Rotationsachse 3 radial über die Außenseite 31 des metallurgischen Gefäßes 2 hervorstehen.
Die einzelnen Lamellenpaket-Tragzapfen 30 sind mittels eines in einen zylindrischen Teil 32 der Wandungen 5 eingelassenen Gefäßrings 33 an dem metallurgischen Gefäß 2 befestigt, wobei mithilfe dieses Gefäßrings 33 insgesamt zwölf dieser Lamellenpaket-Tragzapfen 30 konzentrisch um die Rotationsachse 3 herum und in Umfangsrichtung 34 des metallurgischen Gefäßes 2 gleichmäßig verteilt an diesem Gefäß 2 angeordnet.
Eine gute Wirkverbindung zwischen den Lamellenelementen 23, 24 bzw. dem Lamellenpaket 25 und dem Lamellenpaket-Tragzapfen 30 ist mittels einer ersten Befestigungskonsole 40 gewährleistet.
Diese erste Befestigungskonsole 40 stellt hierbei auch Spannmittel 41 bereit, mittels welchen die Lamellenelemente 23, 24 des Lamellenpakets 25 vorgespannt werden können.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Spannmittel 41 als in ein Innengewinde (nicht beziffert) der Befestigungskonsole 40 eingeschraubtes Schraubenelement 42 ausgebildet, welches sich zum Einstellen der Vorspannung an dem Lamellenpaket-Tragzapfen 30 abstützen kann.
Insofern sind die ersten Befestigungskonsolen 40 translatorisch relativ verlagerbar, also senkrecht zur Rotationsachse 10, an den gefäßseitigen Aufnahmen 22 bzw. den Lamellenpaket-Tragzapfen 30 angeordnet.
Darüber hinaus sind die Lamellenelementeenden 45 und 46 mittels zweiter Befestigungskonsolen 47 (nur exemplarisch beziffert) an Distanzteile 48 befestigt, wobei Letztere die Lagerringelemente 12 bzw. insbesondere die Stützringelemente 13 tragen, so dass diese Stützringelemente 13 mittelbar mit den Lamellenelementen 23, 24 bzw. den Lamellenpaketen 25 wirkverbunden sind.
Sowohl die Lamellenelementeenden 45 und 46 der Lamellenelementen 23, 24 als auch die Lamellenelementen 23, 24 und die zweiten Befestigungskonsolen 47 sind mittels einer Passschrauben/Passhülsen-Anordnung 48 miteinander verbunden. Ebenso sind die zweiten Befestigungskonsolen 47 und die Stützringelemente 13 mittels solcher Passschrauben/Passhülsen-Anordnungen 48 an den Distanzteilen 48 festgelegt.
Mithilfe der vorliegenden Lagervorrichtung 1 kann insgesamt eine gut federfähige Aufhängung 50 des dreh- und kippbares metallurgisches Gefäßes 2 erzielt werden, wodurch thermisch bedingte Ausdehnungs- und Schrumpfungseffekte des metallurgischen Gefäßes 2 hervorragend kompensiert werden können.
An dieser Stelle sei explizit darauf hingewiesen, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die erläuterten Merkmale, Effekte und Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen bzw. erzielen zu können.
Es versteht sich, dass es sich bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel lediglich um eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung von metallurgischen Gefäßen handelt. Insofern beschränkt sich die Ausgestaltung der Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

1: Lagervorrichtung
2: dreh- und kippbares metallurgisches Gefäß
3: Rotations- und Kippeinrichtung
4: dreh- und kippbarer Stahlschmelzkonverter
5: Wandungen
6: Innere
10: Rotationsachse
11: Kippachse
12: Lagerringelemente
13: Stützringelemente
14: Stützrollenelemente
15: Stütz- und Führungseinrichtung
16: Führungsringelemente
17: Führungselementen
18: Laufringelemente
20: Halteteile
21: Halteeinrichtung
22: Aufnahmen
23: erstes Lamellenelement
24: zweites Lamellenelement
25: Lamellenpaket
26: Längsrichtung
27: Anschlussmittel
28: Materialausnehmung in Lamellenpaket
29: Lamellenelementemittenbereich
30: Lamellenpaket-Tragzapfen
31: Außenseite
32: zylindrischer Teil
33: Gefäßring
34: Umfangsrichtung
40: erste Befestigungskonsolen
41: Spannmittel
42: Schraubenelement
45: erste Lamellenelementeenden
46: zweite Lamellenelementeenden
47: zweite Befestigungskonsolen
48: Distanzteile
50: federfähige Aufhängung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1533909 [0004]
DE 1583302 [0004]
DE 69808701 T2 [0005]
WO 2011/077009 A1 [0006]
DE 2340618 [0007]

Claims

Lagervorrichtung (1) zum Lagern eines metallurgischen Gefäßes (2), insbesondere eines rotierenden und/oder kippbaren Konverters (4), an Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen (14, 17) einer Rotationseinrichtung (3), an welcher das metallurgische Gefäß (2) um eine Rotationsachse (10) drehbar gelagert ist, mit Lagerringelementen (12) zum Abstützen gegenüber den Stütz-, Führungs- und/oder Treibelementen (14, 17) der Rotationseinrichtung (3), wobei Lagerringelemente (12) mittels Halteteilen (20) einer Halteeinrichtung (21) an gefäßseitigen Aufnahmen (22) des metallurgischen Gefäßes (2) fest verspannt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteteile (20) wenigstens zwei miteinander wechselwirkende Lamellenelemente (23, 24) eines Lamellenpakets (25) umfassen.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei miteinander wechselwirkenden Lamellenelemente (23, 24) des Lamellenpakets (25) mit den Lagerringelementen (12) und/oder den gefäßseitigen Aufnahmen (22) unmittelbar oder mittelbar drehfest verbunden sind.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (21) Spannmittel (41) zum Einstellen einer Vorspannkraft an den Lamellenpaketen (25) umfasst.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (21) erste Befestigungskonsolen (40) zum Aufnehmen eines Lamellenelementemittenbereichs (29) des Lamellenpakets (25) und zweite Befestigungskonsolen (47) zum Aufnehmen von Lamellenelementeenden (45, 46) des Lamellenpakets (25) umfasst, wobei die ersten Befestigungskonsolen (40) an den gefäßseitigen Aufnahmen (22) und die zweiten Befestigungskonsolen (47) an den Lageringelementen (12) unmittelbar oder mittelbar befestigt sind.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungskonsolen (40) translatorisch relativ verlagerbar an den gefäßseitigen Aufnahmen (22) angeordnet sind.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenelemente (23, 24) Anschlussmittel (27), insbesondere eine Materialausnehmung (28), aufweisen, um mit den gefäßseitigen Aufnahmen (22) wechselwirken zu können.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussmittel (27), insbesondere die Materialausnehmung (28), mittig an den Lamellenelementen (23, 24) angeordnet sind.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die einem Lamellenpaket (25) zugehörigen Lamellenelemente (23, 24) identische Abmaße aufweisen.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenelemente (23, 24) jeweils einen länglichen Körper aufweisen.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenelemente (23, 24) zumindest im ungespannten Zustand der Halteeinrichtung (21) plan ausgebildet sind.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gefäßseitigen Aufnahmen (22) einen konzentrisch um die Rotationsachse (3) herum angeordneten Gefäßring (33) umfassen, an welchem in Umfangsrichtung (34) des metallurgischen Gefäßes (2) eine Vielzahl an Lamellenpaket-Tragzapfen (30), vorzugsweise zwölf Lamellenpaket-Tragzapfen (30), gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der Lamellenpaket-Tragzapfen (30) jeweils eine der ersten Befestigungskonsolen (40) angeordnet ist, wobei jede dieser ersten Befestigungskonsolen (40) Spannmittel (41) zum Einstellen einer Vorspannkraft an den Lamellenpaketen (25) aufweist.
Lagervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagervorrichtung (1) Distanzteile umfasst, mittels welchen die Lagerringelemente (12) weiter beabstandet von den gefäßseitigen Aufnahmen (22) des metallurgischen Gefäßes (2) angeordnet sind, wobei die wenigstens zwei miteinander wechselwirkenden Lamellenelemente (23, 24) zwischen diesen Distanzteilen (48) und den gefäßseitigen Aufnahmen (22) des metallurgischen Gefäßes (2) angeordnet sind.
Lagervorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Distanzteile mit den wenigstens zwei miteinander wechselwirkenden Lamellenelementen von wenigstens zwei Lamellenpakten (25) fest verbunden ist.
Metallurgisches Gefäß (2), insbesondere Kaldo-Konverter, mit einer federfähigen Aufhängung (50), gekennzeichnet durch eine Lagervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.