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Feuerfest ausgekleidetes Gefäß für flüssiges Eisen bzw. flüssigen
Stahl, insbesondere Roheisenmischer, mit zylindrischem Mantel und an diesem angeschraubtem
Deckel bzw. Bodenteil In der eisen- bzw. stahlerzeugenden Industrie werden Gefäße
mit feuerfesten Auskleidungen verwendet, die aus einem zylindrischen Mantel bestehen,
der auf einem oder beiden Enden einen ringförmigen Flansch trägt, auf dem ein -
meist gewölbter -Deckel- oder Bodenteil durch Schrauben befestigt ist.
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Derartige Gefäße sind z. B. Roheisenmischer und Konverter. Roheisenmischer
haben den Zweck, das vom Hochofen kommende Eisen vor der Weiterverarbeitung zu sammeln
und in der Qualität zu vergleichmäßigen. Ein Roheisenmischer, der aus einem zylindrischen
Mantel und zwei an jedem Ende des Mantels mit Flansch- und Schraubenverbindungen
angesetzten Deckeln besteht, wird waagerecht aufgestellt. Er ist um eine zu seiner
Längsachse parallele Achse drehbar. Um die Gefäßwand vor dem Angriff des flüssigen
Roheisens zu schützen und die Wärmeverluste gering zu halten, werden sie in der
bei Industrieöfen üblichen Art ausgemauert. Vor Inbetriebnahme, d. h. vor Füllen
des Mischers, wird die Ausmauerung durch Gasbrenner od. dgl. auf die zu erwartende
Betriebstemperatur, z. B. auf etwa 1200 bis 1300°C, erhitzt. Dabei dehnen sich die
erhitzten Steine stärker aus als der sie umgebende Blechmantel.
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Bei der bekannten Schraubenverbindung derDeckel-bzw. Bodenteile an
den ringförmigen Flanschen der Gefäße werden die Schrauben so dimensioniert, daß
sie unter allen Umständen vor jeder anderen Stelle des Mantels brechen, um Risse
infolge von Wärmedehnungen der Steine zu verhindern. Die ringförmigen Flansche wurden
an den Mantel entweder mit ihrem inneren Ende, d. h. L-förmig, oder mit ihrer Mitte,
d. h. T-förmig, angesetzt. Die erste Methode hat den Nachteil, daß sich der Flansch
durch die exzentrisch angreifenden Schraubenkräfte verbiegt, wodurch außer den Zugkräften
noch Biegebeanspruchungen in das Gefäß eingeleitet werden. Die zweite Methode hat
den Nachteil, daß der Schub des sich dehnenden Mauerwerkes auf den Innenteil des
Flansches drückt, bevor er den Deckel erreicht und, ohne die Schrauben zu belasten,
zu einem Bruch des Flansches führt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein. feuerfest ausgekleidetes Gefäß
für flüssiges Eisen bzw. flüssigen Stahl und bezweckt die Vermeidung der geschilderten
Nachteile durch Schaffung einer Verbindung zwischen dem zylindrischen Mantel und
dem Bodenteil bzw. Deckel, die einen Riß der Blechteile im Bereich der Flansche
durch Dehnungsspannungen mit Sicherheit vermeidet. Die Erfindung besteht darin,
daß der den ringförmigen Flansch tragende Mantelteil konisch bzw. kegelförmig im
Sinne einer Verringerung des Durchmessers des Gefäßes ausgebildet ist, wobei der
Flansch mit Rippen gegen den kegelförmigen Teil des Gefäßes abgestützt ist. Vorzugsweise
ist die Neigung des kegelförmigen Teiles gegen die Achse des Gefäßes derart, daß
die Resultierende aus den vom Flansch aufgenommenen Kräften in der Systemlinie des
Zylindermantels liegt. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Mantelteiles wird
ein Teil der Längsschubkräfte der Steine in Umfangkräfte umgewandelt und belastet
nicht mehr den Deckel, die Schraubenverbindungen und den Flansch.
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In der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 und 2 zeigen
Flansch- und Schraubenverbindungen der bekannten Art; Fig. 3 zeigt einen Roheisenmischer
gemäß der Erfindung im vertikalen Längsschnitt; in Fig. 4 ist die erfindungsgemäße
Verbindung in vergrößertem Maßstab dargestellt.
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Die bekannte Verbindung eines Deckels mit einem zylindrischen Mantel
gemäß Fig. 1 bestand darin, daß an den Mantel 1 der ringförmige Flansch 2 mit
der
Innenkante angesetzt,-_z. B. angeschweißt wurde, wobei sich ein L-förmiger Querschnitt
ergab. Der Flansch hatte eine oder mehrere Reihen von Schraubenlöchern 3. Der Deckel
4 wurde dem Flansch aufgesetzt und mit Schrauben verbunden. Die Resultierende der
vom Flansch aufgenommenen Kräfte liegt dabei exzentrisch zur Systemlinie A des Zylindermantels
1, wodurch unerwünschte Biegebeanspruchungen auftreten.
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Fig. 2 zeigt in ähnlicher Darstellung eine bekannte Verbindung, bei
der der Flansch 2 in der Mitte an den Mantel l angesetzt. ist, so daß sich ein T-förmiger
Querschnitt ergibt.. Hier liegt zwar die Resultierende der vom Flansch aufgenommenen
Kräfte in der Systemlinie A des Zylindermantels, jedoch drückt das Mauerwerk 5 bei
Dehnungen in der Längsrichtung des Gefäßes auf den nach innen ragenden Teil 2" des
Flansches und führt zu dessen Bruch, ohne daß die Schrauben überhaupt belastet werden.
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In Fig. 3 ist ein Roheisenmischer gemäß der Erfindung dargestellt.
Die Endteile 6, 6' des Mantels 1 sind konisch bzw. kegelförmig ausgebildet, und
die Ringflansche 2 sind mit ihrer Innenkante an die Teile 6, 6' angesetzt. Hierbei
ergibt sich spitzwinkeliges (halbes Z-) Profil (Fig.4). Die Flansche 2 tragen zwei
Reihen von Schraubenlöchern 3. Der Deckel 4 wird mit Schrauben daran befestigt.
Wie ersichtlich, ist die Neigung der Teile 6, 6' gegen die Achse 7 des Mischers
so gewählt, daß die Resultierende der von den Flanschen 2 aufgenommenen Kräfte in
der Systemlinie A des Zylindermantels liegt.
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,Die Schrauben sind nach einem eventuellen Bruch jederzeit leicht
zugänglich und leicht auswechselbar. Die Schubkräfte des sich bei Erwärmung dehnenden
Mauerwerkes 5 werden in den kegeligen Teilen 6, 6' zum Teil in Umfangskräfte umgewandelt
werden und belasten die Ringflansche 2 nicht mehr. Die Dehnungskräfte, die auf den
Deckel wirken, werden auf die Schrauben übergeleitet. Bei hohen Beanspruchungen
können eventuell die Schrauben brechen, , aber ein Riß der Flansche, des Deckels
oder des Zylindermantels wird mit Sicherheit vermieden. Die Flansche können keine
Biegungskräfte in das Gefäß einleiten, da sie mit Rippen 8 gegen die kegeligen Teile
6, 6' abgestützt sind (Fig. 4).