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Zapfenhalterung an Konvertern für Stahlerzeugung Bei Konvertern für
Stahlerzeugung pflegt man die Tragzapfen, mit denen das Gefäß um seine Horizontalachse
in Lagern schwenkbar ist, an einem Tragring anzubringen, der selbst Bestandteil
des eigentlichen Gefäßes sein, also mit seiner Innenfläche den mittleren Teil der
Gefäßwand bilden kann. Dieser Tragring wird meist in Kastenbauweise aus einzelnen
Blechen zusammengeschweißt.
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Bei großen Konvertern wird die Verbindung der Tragzapfen mit dem Tragring
problematisch. Man hat dabei bisher zwei Wege beschritten, nämlich entweder die
Zapfen mit Flanschen oder Bunden versehen, mittels deren sie am Tragring durch Verschraubungen
befestigt werden, oder die Zapfen mit dem Tragring durch Schweißen verbunden. Beide
Befestigungen haben den Mangel, daß die übertragung der sehr beträchtlichen Kräfte
vom Zapfen auf den Tragring auf kleine Querschnitte konzentriert ist. Die dort auftretenden
Beanspruchungen werden daher bei großen Konvertern unzulässig hoch. Dem könnte nur
durch wesentliche Vergrößerung des Zapfendurchmessers und der Tragringhöhe und -breite
abgeholfen werden, was wegen der ohnehin beträchtlichen Abmessungen der Konverterlagerung
unerwünscht ist.
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Ebenso schwerwiegend ist der Nachteil, daß es bei Anwendung der bekannten
Mittel zur Verbindung der Zapfen mit dem Tragring nicht möglich ist, die beiden
Zapfen einwandfrei in Flucht miteinander zu bringen. Dies hat seinen Grund bei Schraubverbindungen
in dem dort unerläßlichen Spiel der Zapfenzentrierungen und bei Schweißverbindungen
in dem unvermeidlichen Schrumpfen der Schweißnähte- Was mit beträchtlichem Aufwand
zur Abhilfe unternommen werden könnte, ist jedenfalls nicht anwendbar, wenn der
Tragring so groß ist, daß er in einzelnen Teilen versandt werden muß, die erst am
Aufstellungsort des Konverters zusammengeschweißt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese beträchtlichen und
die Fertigung großer Konverter erschwerenden Mängel zu beheben. In bekannter Weise
findet auch beim Konverter nach der Erfindung ein Tragring mit daran angebrachten
Tragzapfen Anwendung. Erfindungsgemäß sind jedoch die Zapfen durch Einschrumpfen
in Naben befestigt, die ihrerseits mit dem Tragring durch Schweißen verbunden sind.
Beim Verschweißen dieser Naben, die von Schmiedestücken oder Stahlgußkörpern gebildet
werden können, mit dem Tragring, spielen Verlagerungen durch Schrumpfen der Schweißnähte
keine Rolle, da die Naben nach dem Schweißen bearbeitet werden können. Ferner können
die Naben verhältnismäßig große Durchmesser erhalten, ohne die Gesamtabmessungen
wesentlich heraufzusetzen. Daher kann man die kraftübertragenden Querschnitte dort,
wo der Kraftfluß von der Nabe auf den Tragring übergeht, groß machen und Kräftekonzentrationen
somit vermeiden. Ferner geht die Kraftübertragung von der Nabe zum Zapfen über die
beträchtliche Zylinderfläche, mit der die Nabe den eingeschrumpften Zapfen umschließt,
so daß auch hier keinerlei Konzentrationen auftreten. Beim Einschrumpfen der Zapfen
in die Naben ist überdies Gewähr dafür gegeben, daß die Zapfen miteinander fluchten,
wenn die Innenflächen der Naben zueinander zentriert sind.
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Da sich die Zapfen nach dem Einschrumpfen gegenüber den Naben nicht
mehr verlagern können, ist es unbedenklich möglich, zwischen beiden Teilen nachträglich
eine zusätzliche Verbindung durch Schweißen herzustellen, was sich vor allem beim
angetriebenen Zapfen empfiehlt, wenn mit großem Drehmomenten gerechnet werden muß.
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Es ist bekannt, bei Pfannen, die zum Aufhängen am Kran dienenden Zapfen
in glatte oder mit Gewinde versehene Bohrungen einzupassen oder einzuschrauben und
danach zu verschweißen. Doch finden sich dabei weder Naben, wie sie die Erfindung
vorsieht, noch werden die Zapfen eingeschrumpft.
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In der bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Bohrungen der
Naben nach innen offen. Dadurch
wird es möglich, diese Bohrungen
nach dem Einschweißen der Naben in den Tragring in einer Rufspannung mittels eines
Werkzeuges durchgehend zu bearbeiten und damit zwangläufig in Flucht miteinander
zu bringen. Dies kann auch ohne weiteres dort geschehen, wo der Konverter endgültig
Aufstellung findet, womit das Problem gelöst ist, die Tragzapfen eines zum Versand
in mehrere Teile zerlegten Tragringes nachträglich genau zueinander zu zentrieren.
Bildet der Tragring einen Teil der Gefäßwand, so können Verschlußkörper vorgesehen
sein, mittels deren die Nabenbohrungen nach der Bearbeitung der Nabeninnenflächen
verschlossen werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Es zeigen F i g. 1 und 2 einen Grundriß und eine Seitenansicht des mittleren Teiles
eines Konverters, dessen Tragring einen Teil des Gefäßes bildet, F i g. 3 und 4
je einen Schnitt durch einen Teil des Tragringes des Konverters mit den Merkmalen
der Erfindung in zwei verschiedenen Ausführungsformen, F i g. 5 eine Seitenansicht
der mittleren Teiles eines weiteren Konverters mit selbständigem Tragring, F i g.
6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in F i g. 5 und F i g. 7 und 8 zwei zueinander
senkrechte Schnitte durch einen Teil des Tragringes des Konverters nach F i g. 5
und 6.
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Der in F i g. 1 und 2 schematisch gezeichnete Konverter besteht aus
einem den Mittelteil des Gefäßes bildenden Tragring 1, an dem sich der Oberteil
2 und der Unterteil 3 anschließen. Am Tragring sind einander gegenüberliegend und
gleichachsig Tragzapfen 4 angebracht, mit denen der Konverter in seiner nicht gezeichneten
Lagerung um eine horizontale Achse schwenkbar ist. Die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe besteht, wie oben angegeben, darin, die Zapfen 4 so mit dem Tragring 1 zu
verbinden, daß die zu übertragenden Kräfte einwandfrei aufgenommen und übergeleitet
werden, ferner eine Möglichkeit zu schaffen, die beiden strichpunktiert angedeuteten
Zapfenachsen einwandfrei in Flucht miteinander zu bringen.
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Bei den beiden Ausführungsbeispielen nach F i g. 3 und 4 ist der Tragring
1 in Kastenbauweise hergestellt. Er besteht demgemäß aus inneren Mantelblechen 5
und äußeren Mantelblechen 6, die durch Stege 7 und Rippen 8 miteinander zum Tragring
verschweißt sind. In eine kreisförmige Aussparung des äußeren Mantels ist ein Nabenkörper
9 eingesetzt, der in F i g. 3 von einem Stahlgußstück und in F i g. 4 von einem
Schmiedestück gebildet wird. Dieser Nabenkörper 9 ist bei 10 mit dem äußeren Mantel
verschweißt und hat eine Art Ringfuß 11, der in eine kreisförmige Aussparung des
inneren Mantels ragt und bei 12 mit diesem verschweißt ist. Mittels eines eingeschweißten
Bleches 13 ist die Bohrung des Nabenkörpers 9 nach innen verschließbar. Der Nabenkörper
dient zur Aufnahme des Zapfens 4. Der diametral gegenüberliegende Zapfen ist in
der gleichen Weise mit dem Tragring verbunden.
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Beim Zusammenbau werden zunächst die Nabenkörper 9 mit dem
Tragring durch Schweißen bei 10
und 12 verbunden, bevor die Innenflächen
14 auf Sollmaß gebohrt und die Bleche 13 eingeschweißt sind. Hierauf werden
die Bohrungen der beiden einander gegenüberstehenden Nabenkörper in einer Rufspannung
und mit dem gleichen Werkzeug fertig bearbeitet, etwa mit einer Bohrstange, die
quer durch den Tragring erstreckt werden kann, da die Nabenkörper 9 nach innen offen
sind. Damit sind trotz etwaiger Verlagerungen und Verziehungen, die beim Schweißen
entstanden sein mögen, zwei genau fluchtende Bohrungen zur Aufnahme der Zapfen 4
hergestellt.
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Die zur Aufnahme in den Nabenkörpern 9 dienenden Abschnitte
15 der Zapfen 4 haben bei Normaltemperatur einen größeren Durchmesser als die Nabenbohrungen.
Die Zapfen werden, nachdem die Naben in den Ring eingesetzt und auf Sollmaß ausgedreht
sind, durch Temperaturerniedrigung, etwa durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff,
soweit geschrumpft, daß ihre Abschnitte 15 mit Spiel in die Bohrungen der Nabenkörper
9 passen. In diesem Zustand werden die Zapfen in die Naben eingeführt, so daß sich
nach Temperaturausgleich eine feste Schrumpfverbindung ergibt. Da das Einschrumpfen
keinerlei Verlagerungen zur Folge haben kann, sind die beiden Zapfes 4
einwandfrei
zueinander zentriert. Nachträglich können Zapfen und Nabenkörper noch bei 16 und
17 durch Schweißen miteinander verbunden werden, ohne daß dies die Zentrierung beeinflußt.
Den letzten Schritt beim Zusammenbau bildet das Einschweißen der Bleche 13.
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Der beschriebene Zusammenbau kann am Aufstellungsort geschehen. Setzt
sich der Tragring aus mehreren Teilen zusammen, wie durch die Teilfuge 18 in F i
g. 3 angedeutet ist, so werden diese Teile am Aufstellungort miteinander verschweißt,
bevor die Nabenbohrungen auf Sollmaß bearbeitet und die Zapfen 4 eingesetzt werden.
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Der Tragring braucht nicht einen Bestandteil des eigentlichen Gefäßes
zu bilden. Vielmehr kann die Erfindung auch bei der bekannten Bauart verwirklicht
werden, bei der das Gefäß mit Pratzen auf einem Tragring ruht, der einen selbständigen
Bauteil bildet. Hierfür zeigen F i g. 5 bis 8 ein Beispiel. Dort sind am Gefäß
19 des Konverters, das mit Spiel im Tragring 1 gelagert ist, Pratzen
20 befestigt, mit denen sich .das Gefäß an der jeweils oberen Stirnfläche
des Tragringes abstützt. Gegen Drehung um seine Längsachse ist das Gefäß 19 durch
Knaggen oder Leisten 21 gesichert, die radial verlaufend auf die Stirnseiten des
Ringes 1
geschweißt sind. Die Durchmesserschwankungen, denen das Gefäß
19 durch Wärmedehnung unterworfen ist, werden durch Radialverschiebung der
Pratzen 20 in den Knaggen oder Leisten 21 aufgenommen.
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Der Tragring 1 ist in F i g. 5 bis 8 ebenso aufgebaut wie in
F i g. 4. Da er jedoch keinen Bestandteil des Konvertergefäßes bildet, können die
Verschlußbleche 13 fortgelassen werden, obwohl sie als Mittel zur Versteifung nach
wie vor von Vorteil sind.