DE1082928B - Konvertertragring - Google Patents

Konvertertragring

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DE1082928B
DE1082928B DEP21192A DEP0021192A DE1082928B DE 1082928 B DE1082928 B DE 1082928B DE P21192 A DEP21192 A DE P21192A DE P0021192 A DEP0021192 A DE P0021192A DE 1082928 B DE1082928 B DE 1082928B
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DE
Germany
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converter
support ring
wind
pivot pin
plates
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DEP21192A
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English (en)
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Dipl-Ing Waldemar Grunewald
Heribert Kalff
Dipl-Ing Helmut Kramer
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Pintsch Bamag AG
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Pintsch Bamag AG
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Description

  • Konvertertragring Die Erfindung betrifft einen unmittelbar auf den Gefäßmantel von Stahlwerkskonvertern aufzuschweißenden Tragring, der nicht nur eine sichere und gegen Erwärmung geschützte Anbringung der- Kippzapfen gewährleistet, sondern der gegenüber den bekannten Zapfenbefestigungen an geschweißten Konvertern auch noch weitere wesentliche Vorteile aufweist.
  • Die bisher bekanntgewordenen Stahlwerkskonverter in Schweißkonstruktionen weisen Tragzapfenflansche auf, die über als Widerlager und Abstandshalter dienende, auf dem Konvertermantel aufgeschweißte Auflageböcke vermittels Schrauben befestigt sind, wobei die Tragzapfen mit einer Verlängerung auch noch den Gefäßmantel durchstoßen, also unmittelbar mit der Ausmauerung in Berührung stehen. Dadurch besteht für die Tragzapfen trotz der durch die Böckeauflage und zwischen deren Zwischenräumen möglichen Zirkulation der Außenluft noch die Gefahr einer stärkeren Erwärmung, besonders dann, wenn die Ausmauerung des Konverterinneren, was auch in dieser Konvertermittelzone gewöhnlich noch eintritt, schon mehr oder weniger verschlissen ist und dann auch zu den Tragzapfen hin ein stärkerer Wärmefluß eintritt. Diese Erwärmung wirkt sich natürlich auch nachteilig auf die Zapfenlager selbst aus.
  • Da der Zapfen und die Auflageböcke sämtliche Kräftewirkungen direkt auf den Gefäßmantel übertragen, muß der Gefäßmantel in der Zapfenzone als einziges tragendes Element eine erhebliche Wandstärke aufweisen, um beim Kippen, Chargieren oder gar beim Bärenbrechen nicht einzubeulen, was ja dann unter anderem ein völliges Schiefstellen der Kippzapfen zur Folge haben könnte.
  • Durch die Erfindung ist ein Konvertertragring geschaffen worden, durch dessen Anwendung die bisher bei Konvertern aufgetretenen Nachteilc in einfacher und sicherer Weise vermieden werden.
  • Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, daß der Konvertertragring derart unmittelbar auf den Konvertermantel geschweißt ist, daß er mit lern überdeckten Konvertermantelteil gemeinsam einen geschlossenen, gasdichten Kasten rechteckigen oder trapezförmigen Querschnittes bildet, der ringsherum von einem Kühlmittel, insbesondere Luft, durchströmt werden kann.
  • Auf diese Weise ist es möglich, die Konvertermittelzone nicht aus einem sehr starken Einzelblech, wie dies früher erforderlich war, sondern aus einem Blech normaler Gefäßwandstärke herzustellen, wobei um dieses in gewissem Abstand ein zweites Blech größtenteils konzentrisch herumgeführt wird und dieses mit dem Mantelblech durch radiale oder auch konische Seitenbleche zu verbinden. Dadurch ergibt sich, mit dem Gefäßmantel zusammengeschweißt, ein geschlossener, kastenförmiger Tragring mit rechteckigem oder trapezförmigem Querschnitt, der selbst bei geringem Materialaufwand noch wesentlich bessere Festigkeitseigenschaften aufweist als ein starkes Einzelblech in der Kon-vertermittelzone. Der Materialaufwand ist bei gleichem Widerstandsmoment trotz der erforderlichen Stegbleche, Rippen od. dgl. immer noch wesentlich geringer als bei einem starken Einzelblech.
  • Durch die erzielte Steifheit des Konvertertragringes wird der weitere Vorteil erreicht, daß die Kippzapfen in am Tragring angeordnete kräftige Flanschbleche einzentriert und von außen herauf diese aufgeschraubt sind, ohne bis an den Konvertermantel selbst heranzureichen oder diesen zu durchstoßen.
  • Dadurch wird es möglich, daß die Flanschbleche durch gelochte, den Tragringlichtraum beiderseits der Flanschbleche durchstoßende Stehbleche zusätzlich gegen den Konvertermantel abgestützt sind.
  • Da der Tragring kastenförmig gestaltet ist, kann dieser zur Verwendung an bodenwindgeblasenen Konvertern so gestaltet sein, daß ein hohl ausgeführter Kippzapfen zum Einleiten des Konverterwindes mit dem Tragringinneren in Verbindung steht, der Tragring mit einem oder mehreren senkrecht oder schräg nach unten abgehenden Austrittsstutzen versehen ist und die Windführung im Tragringinneren durch Leitbleche oder Zwischenwände so ausgebildet ist, daß der Konverterwind erst zu den Austrittsstutzen gelangen kann, nachdem er den gesamten Tragring einmal oder auch mehrmals in Hin- und Gegenstrom durchströmt und auch den anderen Kippzapfen von innen erreicht oder bestrichen hat. Durch diese zwangsweise Kühlung kann nun natürlich, je nachdem ob man ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel, niedere oder höhere Durchströmungsgeschwindigkeiten wählt, auf jeden Fall der jeweils optimale Kühleffekt erreicht werden, ganz gleich welcher Verschleißgrad des Mauerwerkes oder welche sonstigen Verhältnisse gerade vorliegen. Das läßt sich natürlich mit einer einfachen Konventionskühlung durch die Außenluft, ,,vie sie bei der bekannten erwähnten Ausführung geschweißter Konverter in Anwendung gelangt, nicht erreichen, da man die Außenluft weder hinsichtlich ihrer aufsteigenden Menge noch Temperatur ohne weiteres beeinflussen kann.
  • Eine besonders einfache Möglichkeit zur Anwendung der Erfindung ergibt sich nun aber an normalen windgeblasenen Thomaskonvertern. Bei derartigen Konvertern hatte man bisher den Gebläsewind bekanntlich durch einen hohlen Tragzapfen in das kippbare System eingeführt und dann von hier direkt nach unten in den Windkasten geleitet, über dem der Düsenboden angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß wird nun der Gebläsewind durch einen hohlen Tragzapfen eingeführt, dann erst nach beiden Seiten ringsherum durch den auf den Gefäßmantel geschweißten Tragring geleitet, so daß er auch an den gegenüberliegenden Tragzapfen gelangen und diesen kühlen kann, und dann erst in den Windkasten geleitet.
  • Durch entsprechende Einbauten im Tragring, Leitbleche, Zwischenwände od. dgl., die gleichzeitig der Aussteifung dienen können, kann man nun den Gebläsewind oder auch ein sonstiges Kühlmedium in alle gewünschten Richtungen leiten, in Zweigströme aufteilen oder auch zwangsweise in eine einzige gewollte Richtung bringen. Beispielsweise kann man dann auch den Gebläsewind zunächst im Tragring in der einen Richtung herum- und in der anderen - also im Gegenstrom - wieder zurückleiten, dann zwischen beiden Tragzapfen an einer zweckmäßigen Stelle nach unten zum Windkasten abführen, womit man dann - durch Distanzierung der Windabführung aus dem Kippzapfen- und Ständerbereich - unter Umständen Baulänge für den Konverterständerabstand sparen oder auch einen älteren Konverter ohne Änderung seiner Ständer durch einen größeren Konvertertyp ersetzen kann, wenn dieser mit einem derartig erfindungsgemäß ausgebildeten Tragring ausgerüstet wird.
  • Der Konverterwind wird nun beim Umlauf im Tragring, insbesondere wenn die Wärmeübergangsfläche durch Einbau von Zwischenwänden, Leitblechen od. dgl. noch erhöht wird, um eine gewisse Temperaturspanne erwärmt, was bekanntlich dem Wärmeprozeß im Konverter zugute kommt. Den Konverterwind vorzuwärmen ist an sich bekannt, und man hat hierzu Einrichtungen verschiedener Art, beispielsweise Abgas-Konverterwind-Wärmetauscher und ähnliche Einrichtungen vorgeschlagen. Wenn nun auch die Luftvorwärmung durch Kühlung der Zapfen und Konv ertermittelzone keine besonders hohen Werte erlangen kann, so ist das aber immerhin ein weiterer Vorteil der Erfindung, der praktisch ohne jede besonderen Einrichtungen noch nebenher anfällt.
  • Wird der Konvertertragring an von oben her mittels Sauerstoffpflanze geblasenen Konvertern verwendet, so ist vorgesehen, daß ein hohl ausgeführter Kippzapfen mit besonderem, in die Kippzapfenbohrung eingesetztem Zuführungsrohr sowohl zum Einleiten als auch zum Ausleiten von Kühlmitteln, insbesondere Kühlluft, mit dem Tragringinneren so in Verbindung steht, daß das Kühlmittel zwangsweise den gesamten Tragring, auch innen am gegenüberliegenden Kippzapfen vorbei, in gleichbleibender oder auch mehrfach wechselnder Richtung durchströmt.
  • In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar veranschaulicht Fig. 1 einen auf den Gefäßmantel eines Thomaskonverters geschweißten Tragring mit Rechteckquerschnitt, links von der Mittellinie aufgeschnitten, rechts davon in Ansicht, Fig. 2 den gleichen Tragring im Längsschnitt durch die Kippzapfen, Fig. 3 einen bodengeblasenen Stahlwerkskonverter mit aufgeschweißtem Tragring trapezförmigen Querschnittes, links vor der Mittellinie im Schnitt, rechts davon in Ansicht, wobei die nach unten abgehenden Windleitungen in die Zeichenebene gedreht dargestellt sind, Fig. 4 den Horizontalschnitt durch die Kippzapfen des Konverters nach Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt durch den Tragring eines von oben her sauerstoffgeblasenen, sogenannten LD-Konverters.
  • Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 den Mittelteil eines Konvertermantel.s 1, die äußeren Tragringgurtbleche 2, die oberen und unteren ebenen Ringbleche 3 und 4, die gelochten Stehbleche 5, die Flanschbleche 6 und die eingesetzten Leitbleche 7. In die Flanschbleche 6 sind die mit quadratischen Flanschen versehenen Kippzapfen 8 bzw. 9 einzentriert und festgeschraubt. Der Zapfen 9, auf dessen Verlängerung 9 a das Zahnritzel des Kippantriebes wie üblich mit Tangentialkeilverbindung aufgezogen wird, ist außerdem mit dem Flanschblech 6 zur übertragung des erheblichen Kipp- bzw. Drehmomentes mit einer Nut-und Federverbindung verbunden, die, wie hier dargestellt, in den Diagonalen angeordnet und vierfach ausgeführt sein kann, wobei die Federn 10 in den Nuten des Flanschbleches oder in denen der Zapfenflansche in bekannter Weise angeschraubt werden. Beide Kippzapfen 8 und 9 sind hohl ausgeführt, Zapfen 9 jedoch nur zur Gewichtsersparnis und durch eine eingeschweißte Platte 9 b verschlossen, Zapfen 8 hingegen zur Einleitung des Konverterwindes über eine Stopfbüchse üblicher Bauart (nicht dargestellt).
  • Die Strömungsrichtung -des Konverterwindes im Tragring ist durch in Fig. 1 und 2 eingezeichnete Pfeile gekennzeichnet. In Fig.1 ist außerdem die Strömungsrichtung von unten durch die Zeichnungsebene durch einen Kreis mit zentrischem Punkt, in Fig.3 außerdem die Richtung von oben durch die Zeichnungsebene durch einen Kreis mit zentrischem Kreuz gekennzeichnet.
  • Der Konv erterwind verzweigt sich nach Eintritt in Kippzapfen 8 und strömt nach beiden Seiten im Tragring herum, überströmt das Leitblech 7 und gelangt durch die gelochten Stehbleche 5 in den Raum hinter Zapfen 9, um hier umzukehren und wieder durch die Stehbleche 5 unter die Leitbleche 7 hinweg in die Austrittstutzen 4 a zu strömen, von wo aus er dann nach unten zum Windkasten des Konverters geleitet ,werden kann.
  • Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 sind die am Mantelblech 11 angesetzten Seitenbleche 12 und 13 konisch ausgebildet, was dem Tragring besonders in der Axialrichtung, also in der Hauptbelastungsrichtung, eine noch wesentlich höhere Steifigkeit als bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 verleiht. Dabei ist der Materialmehraufwand gegenüber der ersten Ausführung nur unbedeutend, besonders aber dann, wenn auf die erste Ausführung zum Ableiten von Spritzern und Schmutz noch konische Abdeckbleche aufgesetzt werden, was beim zweiten Ausführungsbeispiel nicht erforderlich ist. Außerdem ist beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 die vom Konverterwind bestrichene Fläche am Mantelblech 11 noch um etwa 30% größer als beim ersten Beispiel.
  • Die Wärmeübergangsfläche wird weiterhin durch das mittlere Trennblech 14 vergrößert, welches sich zu etwa drei Viertel des Ringumfanges zwischen Außenblech 15 und Mantelblech 11 bis an die Stehbleche 16 auf der Seite des Antriebskippzapfens 17 (hier abgebrochen dargestellt) herumzieht. Die Trennbleche 14 sind jenseits der darunter angeordneten Austrittsstutzen senkrecht an die konischen Seitenbleche 13 heruntergezogen, so daß die hinter dem Windeintrittszapfen 18 verzweigenden Konverterwindströmungen nicht direkt zu den Austrittsstutzen 19 und 20 gelangen, sondern zunächst über dem Trennblech 14 zum Zapfen 17 geführt und von hier unterhalb des Trennbleches 14 - also im Gegenstrom wieder zurück -zu den Austrittsstutzen 19 und 20 geleitet werden, wie dies unterhalb des Trennbleches 14 durch gestrichelte Pfeile gekennzeichnet ist.
  • Die Austrittsstutzen 19 und 20, von denen der Konverterwind durch die Fallrohre 21 und 22 in den Windkasten 23 gelangt, sind schräg am unteren konischen Seitenblech 13 angesetzt, was in der aus Fig. 4 ersichtlichen Entfernung vom Windeintrittszapfen 18 noch ohne Behinderung der Kippbewegung am Traglager oder Konverterständer möglich ist. Bei dieser Ausführung erübrigen sich daher auch die für einen senkrechten Abgang der Austrittstutzen erforderlichen Ringausbauchungen, wie sie aus Fig. 2 ersichtlich sind. Hierdurch ergibt sich wieder eine vereinfachte Herstellungsweise des durch Konusbleche begrenzten Tragringes wie auch ein formschönes Aussehen überhaupt.
  • Fig. 5 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel des aufgeschweißten Tragringes für einen nicht bodenwindgeblasenen Konverter, beispielsweise für einen von oben her sauerstoffgeblasenen, sogenannten LD-Konverter. Die Kühlluftzuführung erfolgt hier, ebenso wie die Wiederabführung, durch den hohlgebohrten Zapfen 24, in welchem ein besonderes, in eine den Ringquerschnitt unterbrechende Querwand 29 mündendes Zuführungsrohr 28 eingesetzt ist, über den feststehenden Anschlußkopf 25 mit zwei konzentrischen Stopfbuchsen, Manschetten- oder sonstigen Abdichtungen an sich bekannter Bauart in der durch Pfeile gekennzeichneten Weise. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kühlluft also nur in einer Richtung ringsherum durch den Tragring geleitet. Ebensogut kann man jedoch auch bei dieser Ausführung durch Einbau von Zwischen- und Umlenkblechen den Kühlluftstrom mehrmals in wechselnden oder ganz entgegengesetzten Richtungen durch den Tragring leiten, bevor er diesen wieder verläßt, und so die Wärmeübergangsfläche noch erhöhen.
  • Wenn man nun auch in einem solchen Konverter selbst die erwärmte Kühlluft nicht weiter nutzbringend verwenden kann, so kann aber gerade bei derartigen LD-Konvertern, bei denen bekanntlich eine Sauerstofflanze von oben her auf das Bad bläst, ganz abgesehen von der Kühlung der Kippzapfen 24 und 26, auch die Kühlung der Gefäßmittelzone bzw. der Ausmauerung 27 in diesem Bereich noch beachtliche Vorteile mit sich bringen. Gerade in dieser Zone ist die Ausmauerung derartiger Konverter einer ganz besonderen thermischen Beanspruchung unterworfen. Während die Badtemperatur im Konvertergrund, je nach dem Stadium des Blasprozesses, etwa zwischen 1400 und 1650° C liegt, ist die Abgastemperatur in der Konv ertermittelzone von Anfang des Prozesses an noch wesentlich höher und entsprechend auch die hier auftretende thermische Beanspruchung des Mauerwerks. Die Kühlung des Tragringes wirkt daher auch auf die Ausmauerung schonend und Standzeit verlängernd, sofern die Kühlung nicht zu kraß erfolgt und ein hierfür geeignetes Mauerwerk (beispielsweise Teerdolomit) Verwendung findet. Darüber hinaus bringt ja die Kühlung der Konvertermittelzone, insbesondere bei einem entsprechend Fig. 3 nach unten konisch an den Gefäßmantel gezogenen Tragring, auch noch eine gewisse Kühlung der unteren Konverterzone mit sich.
  • Die Anwendung der Erfindung auch an LD-Konvertern kann nun gerade deshalb sehr vorteilhaft sein, weil der Luftdurchsatz im Tragring durch keinen weiteren Faktor mitbestimmt wird als durch die Erfordernisse der Kühlung selbst. Während beim bodenwindgeblasenen Thomaskonverter der Kühlluftdurchsatz durch den Tragring natürlich an den Blaswindbedarf des Konverters gekoppelt ist, kann man beim LD-Konverter den Luftdurchsatz durch den in Fig. 5 dargestellten Tragring jederzeit unterbrechen, drosseln oder auch forcieren, je nachdem, ob es aus metallurgischen oder anderen Gründen gerade zweckmäßig ist oder nicht. Beispielsweise kann man auch nach Abschalten der Sauerstofflanze und in jeder Kippstellung des Konverters die Kühlluft noch durch den Tragring schicken, was gerade bei derartigen gegenüber Thomaskonvertern thermisch wesentlich höher beanspruchten Konvertern unter Umständen erheblich zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit beitragen kann.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Konvertertragring, dadurch gekennzeichnet, daß dieser derart unmittelbar auf den Konvertermantel (1 bzw. 11) geschweißt ist, daß er mit dem überdeckten Konvertermantelteil gemeinsam einen geschlossenen, gasdichten Kasten rechteckigen oder trapezförmigen Querschnittes bildet, der ringsherum von einem Kühlmittel, insbesondere Luft, durchströmt ist.
  2. 2. Konvertertragring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippzapfen (8, 9) in am Tragring angeordnete kräftige Flanschbleche (6) einzentriert und von außen her auf diese aufgeschraubt sind, ohne bis an den Konvertermantel selbst heranzureichen oder diesen zu durchstoßen.
  3. 3. Konvertertragring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschbleche (6) durch gelochte, den Tragringlichtraum beiderseits der Flanschbleche (6) durchstoßende Stehbleche (5) zusätzlich gegen den Konvertermantel (1 bzw. 11) abgestützt sind.
  4. 4. Konvertertragring nach Anspruch 1 bis 3 zur Verwendung an bodenwindgeblasenen Konvertern, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohl ausgeführter Kippzapfen (8) zum Einleiten des Konverterwindes mit dem Tragringinneren in Verbindung steht, der Tragring mit einem oder mehreren senkrecht oder schräg nach unten abgehenden Austrittsstutzen (4a bzw. 19 und 20) versehen ist und die Windführung im Tragringinneren durch Leitbleche (7) oder Zwischenwände (14) so ausgebildet ist, daß der Konverterwind erst zu den Austrittsstutzen gelangen kann, nachdem er den gesamten Tragring einmal öder auch mehrmals in Hin- und Gegenstrom durchströmt und auch den anderen Kippzapfen (9) von innen erreicht oder bestrichen hat.
  5. 5. Konvertertragring nach Anspruch 1 bis 3 zur Verwendung an von oben her mittels Sauerstofflanze geblasenen Konvertern, dadurch gekennzeichnet, daB ein hohl ausgeführter Kippzapfen (24) mit besonderem, in die Kippzapfenbohrung eingesetztem Zuführungsrohr (28) sowohl zum Einleiten als auch zum Ausleiten von Kühlmitteln, insbesondere Kühlluft, mit dem Tragringinneren so in Verbindung steht, daB das Kühlmittel zwangsweise den gesamten Tragring, auch innen am gegenüberliegenden Kippzapfen (26) vorbei, in gleichbleibender oder auch mehrfach wechselnder Richtung durchströmt.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3345058A (en) * 1963-03-08 1967-10-03 Siderforni S P A Cooling means for tilting converter
DE1280897B (de) * 1962-07-21 1968-10-24 Demag Ag Konverter mit losem, das Gefaess mit einem Abstand umgebenden Tragring
DE1408812B1 (de) * 1966-12-24 1969-11-06 Demag Ag Konverter,der sich auf einen mit Abstand angeordneten Tragring nachgiebig abstuetzt
DE1508294B1 (de) * 1965-09-14 1970-07-02 Voest Ag Tiegel oder Konverter mit gesondertem Tragring
DE1583218B1 (de) * 1967-09-21 1970-10-01 Krupp Gmbh Tragring fuer kippbare metallurgische Gefaesse
DE10222944C1 (de) * 2002-05-24 2003-07-17 Bfs Binder Fluid & Spantechnol Sammelbehälter für Schüttgut

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