DE1288099B - Kippbarer, leicht auswechselbarer Stahlwerkskonverter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen kippbaren, leicht aus- Mündungsbereich von 480 bis 500° C auf. Hinzu

wechselbaren Stahlwerkskonverter für die Stahl- kommt eine bisher unumgehbare ungleichmäßige

erzeugung. Abnutzung des Gefäßfutters, so daß an diesen Stellen

Stahlwerkskonverter sind in ihrer Mehrzahl in außen am Gefäßmantel eine ungleich höhere Tem-

Tragringen mittels sogenannter gefäßmantelfester 5 peratur herrscht. Fällt eine solche Stelle mit einer

Tragpratzen gelagert. Der Tragring besitzt am Um- Pratzenbefestigungsstelle zusammen, so verzieht sich

fang gegenüberliegende fluchtende Kippzapfen, die die Pratze zumindest besonders stark.

in einem ortsfesten Kippgestell aufgenommen sind. Eine Konverterpratze kann sich in horizontaler

Die Kippzapfen sind einer großen Beanspruchung Ebene nach links oder rechts verziehen oder sich gar

unterworfen und biegen sich unter der Last von Ge- io um eine horizontale oder schräg im Raum liegende

faß mit Inhalt und Tragring entsprechend durch. Achse (bei senkrechter Gefäßachslage) verdrehen.

Hinzu kommt eine Torsionsbeanspruchung durch Diese Vorgänge finden teils abhängig, teils unabhän-

den an einem der Kippzapfen angreifenden Kipp- gig von den übrigen Pratzenausdehnungsvorgängen

antrieb. Die Kippzapfen sind deshalb aus teurem statt.

Stahlguß gefertigt. Mit der Vergrößerung der Kon- 15 Neben dem Kippzapfen- und Tragringproblem hat

vertergefäße kann die Kippzapfendimensionierung die Sauerstoffaufblastechnik, d. h. nach dem Ver-

nicht Schritt halten. fahren arbeitende Konverter, bei denen das Frisch-

Das Durchbiegen der Kippzapfen führte bereits zu mittel durch eine Lanze von oben der Schmelze zubesonderen Problemen des Antriebes, weil das auf geführt wird, eine weitere Forderung nach besserem dem verlagerten Kippzapfen sitzende Zahnrad mit 20 Ausfüllen der zur Verfügung stehenden Betriebszeit einem ortsfesten kämmen muß, wobei Zahnbrüche mit sich gebracht. Die relativ kürzeren Blaszeiten, auftraten. _ die damit häufigeren Chargenwechsel sind zwar mit

Eine besonders unangenehme Erscheinung bildet einer Leistungssteigerung der erzeugten Stahlmenge das Verziehen der Gefäßwandung, wobei oft verbunden, die Ausmauerungen der Konverter müsbleibende Verformungen derselben in Kauf genom- 25 sen aber auch in kürzeren Zeitabständen erneuert men werden müssen. Direkt an der Gefäßwandung werden. Hierfür sind oft mehrere Tage erforderlich, befestigte Kippzapfen ändern die Achslage erheblich in denen der Konverter nicht arbeitet. Neben dem im Laufe der Ofenreise. Die Anwendung von Trag- Erzeugungsverlust ist dann insofern die Blasstandsringen vermag die Auswirkung auf die Kippzapfen anlage nicht ausgenutzt, als nach dem Stand der lediglich zu mildern, da keineswegs sichergestellt ist, 30 Technik Konverterkaminkühlung, Konverterabgasdaß direkt an der Gefäßwandung befestigte Trag- anlage, Abgasreinigungsanlage und Nachfolgeeinpratzen einen gleichbleibend großen Lastanteil über- richtungen auf den beim Blasvorgang anfallenden tragen können. Vielmehr läßt mit zunehmender Er- Energiebetrag ausgelegt sind. Deren Stillstandzeiten wärmung die Belastungsfähigkeit nach, d. h., die bedeuten einen nutzlosen Investitionsaufwand, der Last muß von anderen Tragpratzen stärker mit- 35 unumgänglich eine Erhöhung des Unkostensatzes getragen werden. Aus diesem Grund sind Tragringe pro Tonne Stahl mit sich bringt. Für diesen Fall nicht gleichmäßig belastet. Bedingt durch vorhan- mußte die Forderung der Kürzung der Blasbetriebsdene Eigenspannungen verziehen sich deshalb auch Unterbrechungszeiten gestellt werden. Hieraus entdie Tragringe. Die an denselben befestigten Kipp- stand das Bedürfnis nach Wechselgefäßen, die bezapfen sind gezwungen, diese zwar minimalen, aber 40 reits neu zugestellt auf ihren Einsatz warten,
vorhandenen Verlagerungen bzw. Durchbiegungen Nach den derzeitigen Lösungen ist es jedoch nicht mitzumachen. möglich, mit der leichten Auswechselbarkeit eine

Aber gerade die Lagerung des Gefäßes in einem freie Wärmeausdehnung unter geringer Pratzen-Tragring mittels Pratzen stellt ein schwieriges Pro- beanspruchung zu vereinigen,
blem dar. Tragringe für ein Großgefäß von mehreren 45 Aus einem Konverterkippgestell leicht auswechselhundert Tonnen Nutzinhalt sind entweder aus teuren bare Gefäße sind bekannt. Nach dem Vorschlag aus Stahlgußsegmenten zusammengesetzt oder geschweißt. der britischen Patentschrift 559 963 kann ein das Die geschweißte Ausführung bietet nicht immer Gefäß aufnehmender Tragring mit Kippzapfen so Sicherheit gegen Wärmespannungsrisse. Es müssen verstärkt ausgeführt werden, daß er an einer Seite besonders sorgfältig durchdachte Konstruktionen an- 50 offen, d. h. in Hufeisenform, ausgebildet ist. Die Gegewendet werden. Einer weiteren Vergrößerung der fäßlagerung in einem üblichen Kippgestell bereitet geschweißten Tragringe sind trotzdem Grenzen wegen der gegensätzlichen Forderungen nach freier gesetzt. Wärmedehnung und geringer Reibung der Tragin bezug auf ein leicht auswechselbares Gefäß pratzen auf dem Tragring schon große Schwierigbesteht die gegensätzliche Forderung nach einer 55 keiten. Bei einem hufeisenförmigen Tragring tritt sicheren Lagerung des Gefäßes bei freier Wärme- nunmehr die Durchbiegung an den Schenkeln besondehnung. ders stark einer ungehinderten Dehnung der Trag-

So hat sich vornehmlich gezeigt, daß die Lagerung pratzen entgegen. Sämtliche Pratzen weisen verschiedes Gefäßes mittels Pratzen ganz andersartige dene Abstände mit unterschiedlichem Durchhang der Schwierigkeiten in sich birgt. Die Pratzen führen die 60 Tragringauflagerfläche auf. Es wird stillschweigend Wärme des Gefäßaußenmantels weiter. Sie erwärmen vorausgesetzt, daß jede Pratze den ihr zugedachten sich nach jedem Wärmestoß beim Frischen des Roh- Lastanteil übernehmen kann. In der Praxis trifft diese eisenbades und kühlen danach wieder ab. Sie be- Voraussetzung nicht zu. Es treten höhere Gewichtshalten die anfängliche Lage des neuen Gefäßes nicht anteile pro Tragpratze auf. Wenn hierzu noch höhere mehr bei und nehmen sie auch später nur noch teil- 65 thermische Beanspruchungen treten, ist eine gefährweise wieder ein. Je nach Lage der Pratze ist dieser liehe Überlastung des Gefäßmantels an der Pratzen-Vorgang stark unterschiedlich. Es tritt am Konverter- befestigungssteile gegeben. Die Hufeisenform des boden eine Temperatur von etwa 250° C und im Tragringes gestattet zwar ein erleichtertes Auswech-

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sein des Gefäßes, stellt aber im Zusammenhang mit Die erfindungsgemäße Kombination erfordert

den Nachteilen der Pratzenauflagerung und der Kipp- überraschenderweise weder einen Tragring beson-

zapfenaufnahme eine ungünstige Lösung dar. Der in derer Gestaltung oder übermäßigen Aufwandes

einem solchen Rahmen gelagerte Konverter bedingt zwecks leichter Auswechselbarkeit noch ein beson-

eine außergewöhnliche Blasstandbreite und beson- 5 deres Kippgestell und bietet trotzdem eine Kippbar-

dere Maßnahmen für den Ein- und Ausbau des keit um 360° ohne jede Schwierigkeit des Kipp-

Gefäßes. antriebes bei freier Ausdehnungsmöglichkeit der

Zum Stand der Technik gehört auch ein Vorschlag Pratzen in radialer und axialer Richtung,
mit einer kreisscheibenförmigen Tragkonstruktion Die Auswechselbarkeit ist durch den einseitig (deutsche Patentschrift 813 581). Der Schmelzofen io geschaffenen Durchgang für das Gefäß begünstigt, lagert an zwei parallel angeordneten runden Voll- weil dieses direkt in seiner senkrechten Stellung ohne scheiben, die auf ortsfesten Rollenpaaren aufliegen. größere Lageänderung ausgefahren werden kann.
Ein Antrieb der ortsfesten Rollen gestattet, die bei- Die Bemessung der Ringe kann weitestgehend mit den Scheiben mit dem Schmelzofengefäß um 360° großer Sicherheit erfolgen, da der Spannungslinienin jede beliebige Stellung zum Chargieren, Abstechen, 15 fluß zwischen den Pratzenauflagersteilen und den Ausbrechen des Mauerwerks sowie Neuzustellen zu ortsfesten Rollen mit hinreichender Genauigkeit bekippen. Kleinere Gefäße bringen geringere Probleme stimmbar ist. Der Werkstoff ist relativ gut ausgenutzt. wegen ihrer einfachen Befestigung an den Vollschei- Beim Kippen des Gestells durchläuft jeder Ringben mit sich. Jedoch ist eine Berechnung der in eine abschnitt dieselbe Zone der Beanspruchung zwischen Vollscheibe eingeleiteten Kräfte äußerst schwierig. 20 zwei ortsfesten Rollen.

Es ist kaum feststellbar, wie die Krafteinleitung und Von besonderem Wert ist der sogenannte »Rhön-Weiterleitung erfolgen. Eine solche Befestigung ist rad-Effekt«, d. h., durch Heranrücken des Ringes an hochgradig statisch unbestimmt. Noch schwieriger das Gefäß vermindert sich immer mehr das Kippsind die Probleme jedoch dann, wenn eine hohe ther- moment, das durch den Abstand auf der horizontalen mische Belastung vorliegt, wie sie in der Stahlerzeu- 25 Ringachse zur Ringdickenmitte mit dem Gefäßgung auftritt. Das bekannte Schmelzgefäß kann des- schwerpunkt gebildet wird. Zwei Ringe, die miteinhalb nur dann zwischen zweiVoUscheiben aufgehängt ander durch eine Stegseite verbunden sind, ergeben werden, wenn der Gefäßmantel thermisch und sta- sich aufhebende Kippmomente. Zu diesem Effekt tisch relativ gering beansprucht ist. tritt als weitere Steigerung die mögliche Ausdehnung

Eine ältere, bekannte Vorrichtung (deutsche Pa- 30 der Gefäßpratzen in radialer Richtung. Die Ausbil-

tentschrift 22 014) benötigt schließlich weder einen dung des Kippgestells als Ring bedeutet demnach

Tragring noch ein ortsfestes Kippgestell. Die Kipp- die Erfüllung zweier völlig andersgearteter Probleme

vorrichtung besteht aus einem auf horizontaler mit einer einzigen Vorrichtung.

Schienenbahn abrollbaren Reifenteilpaar. Für mo- Für das Moment des Kippantriebes gewinnt man

derne Blasstände ergibt sich keine Anschlußmöglich- 35 außerdem eine Verminderung, weil zusätzlich beim

keit zum Einführen der Blaslanzen. Insbesondere ist »Rhönrad« die Schwerpunktlage des Gefäßes mit

aber der Kippzapfen nicht nur durch das Eigen- dem Ringmittelpunkt zusammenfällt,

gewicht des Gefäßes, sondern auch durch das Dreh- Wichtig ist ferner die günstige Höhenlage des Ge-

moment des Kippantriebs belastet, wobei keinerlei fäßes. Der Gefäßwechselwagen kann im Gegensatz

Maßnahmen zum Auffangen der Gefäßausdehnung 40 zum Stand der Technik auf Hüttenflur verfahrbar

getroffen sind. Die Aufnahme des Gefäßes in mit sein.

Deckeln versehenen Kipplagern erschwert das leichte Der Innenraum jedes Kippringes läßt die Aus-Auswechseln des Gefäßes. Direkt mittels Bandagen dehnung der Pratzen zu und gestattet zugleich das an die Kippzapfen angeschlossene Gefäße sind nur Anheben der Pratzen aus ihren Lagerstellen und das für kleine Chargen wegen gefährlicher Spannungs- 45 erforderliche Drehen des Gefäßes um seine senkspitzen im Gefäßmantel möglich. rechte Achse, bis sie das Profil verlassen haben, um

Die bekannten Vorrichtungen vermögen nur je- aus der Breite des Abstandes der Ringe ausgefahren

weils entweder einer leichten Auswechselbarkeit oder werden zu können. Hierbei wirkt sich der Ort im

einer vollkommenen Kippbarkeit entgegenzukom- Innern der Kippringe als besonders platzsparend aus.

men. Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die 50 Die Gesamtbreite der Anlage richtet sich im wesent-

Aufgabe gestellt, die Summe aller Forderungen liehen nach dem Abstand der Kippringe,

schlechthin zu erfüllen und legt besonderen Wert auf Die Erkenntnis der statisch bestimmten Lagerung

gute Wärmedehnungsmöglichkeit. ist eine grundsätzliche Bedingung für die genaue

Die gestellte Aufgabe läßt sich nunmehr dadurch Bestimmung der Pratzenauflagerkräfte. Wenn zwei

lösen bzw. die aufgezeigten Mängel lassen sich be- ₅₅ Pratzen sich direkt in den Kippringen befinden, kann

seitigen durch die Vereinigung folgender Merkmale, die dritte nur in einem geringen Umfang von der

nämlich, vorher bestimmten Kraft abweichend sein. Deshalb

a) daß beidseitig des Gefäßes zwei auf Rollen dreh- liegt die Beanspruchung der Querstrebe zwischen den bar gelagerte, zueinander parallele Ringe durch Ringen mit großer Genauigkeit bei einem Drittel der mindestens eine im Umfangsbereich angeordnete 60 Gesamtlast. Der »Träger auf zwei Stützen« besitzt Querstrebe als auf der diametral gegenüberlie- nur eine Einzellast. Die Tragfähigkeit der Auflagergenden Seite offene Tragkonstruktion ausgebildet stellen bestimmt so die Lastanteile, die über eine sind und Pratze in die Gefäßwandung einzuleiten sind.

b) daß sich das Gefäß mit mindestens drei Pratzen Die Erfindung verwirklicht ferner die Vereinigung an der Tragkonstruktion derart abstützt, daß 65 zweier wesentlicher Prinzipien: Zum einen wird der eine Pratze auf der Querstrebe aufliegt und zwei Wärmedehnung von Pratzen freier Lauf gelassen, rechtwinklig dazu angeordnete weitere Pratzen Rückwirkungen auf die Gefäßwandungen sind naheauf jeweils einem Auflager innerhalb der Ringe. zu ausgeschlossen, zum andern geht man von stati-

scher Bestimmtheit aus, die besonders dann wichtig ist, wenn die Spannung von Schweißkonstruktionen errechnet werden soll. Ein Kippring kann so elastisch konstruiert sein, daß eine Linienberührung auf voller Breite der ortsfesten Rollen und folglich eine sichere Reibschlußverbindung entsteht, falls der Antrieb zum Kippen über die Rollen selbst erfolgt.

Nach der weiteren Erfindung sind die Auflager der Pratzen mit einer sich nach oben erweiternden Ausnehmung versehen, in die die entsprechend geformten Auflager- bzw. Widerlagerflächen der Pratzen aufgenommen werden. Einesteils ist eine Sicherung des Gefäßes, andernteils ein Schutz gegen Verdrehung gegeben und zusätzlich das Gefäß leicht aushebbar, aber auch beim Neueinsetzen zu den Ringen gut zentrierbar, ohne schwierige Justierungen anbringen zu müssen. In Kipplagen erfährt das Gefäß eine gute Stütze, ohne die Last sofort auf Befestigungselemente, wie Schrauben od. dgl., zu übertragen. Je nach Lage der Pratze an Strebe oder Kippringen können unterschiedliche Lastanteile in Kipplagen vermieden werden. Es ist beispielsweise in Bauchlage des Konverters wichtig, zu beachten, daß das Gefäß eine ovale Querschnittsform annimmt, also die Seiten gelängt werden. Die Querstrebe erweist sich dann als Ort einer Pratzenlagerung, in der durch Reibungskräfte, wie Haftreibung, eine bisherige Lastverteilung weitestgehend besteheribleibt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Konverter in seiner senkrechten Achslage mit einer drehbaren Hubvorrichtung für den Wechsel Vorgang auf einem Wechselwagen;

F i g. 2 ist eine Draufsicht zu F i g. 1 und zeigt das Verdrehen des Konverters beim Gefäßwechsel.

Mit 1 ist ein Konverter bezeichnet, für den als Kippgestell Ringe 2 vorgesehen sind, die auf ortsfesten Rollen 3 ruhen. Der Mittelteil des Konverters 1 ist mit Pratzen 4, 5 und 6 versehen, von denen die Pratzen 4 und 5 auf in Ringmitte angeordneten Pratzenauflagern 7 ruhen, die durch Streben 8, 8 a mit den Ringen 2 verbunden sind. Die Pratzenauflager 7 weisen eine sich nach oben erweiternde Ausnehmung 7 α auf, die die entsprechend geformten Pratzen 4 bis 6 aufnehmen. Die Pratzen sind durch Schrauben 9 lösbar mit ihren Auflagern 7 verbunden. Die Pratze 6 stützt sich auf eine Strebe 10 ab, die die beiden Ringe 2 miteinander verbindet. Um den Konverter ausbauen zu können, brauchen lediglich die Schrauben 9 entfernt und der Konverter durch

ίο die auf dem Wagen 11 angeordnete Hubvorrichtung 12 so weit angehoben zu werden, bis die Pratzen 4,5 mit ihrer Unterkante oberhalb der Auflageroberkante 7 stehen. Dann wird der Hubtisch 13 durch nicht dargestellte Mittel um etwa 45° gedreht (Fig. 2), und der Konverter 1 kann zwischen den beiden Kippringen 2 ausgefahren werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ao 1. Kippbarer, leicht auswechselbarer Stahlwerkskonverter, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:
   a) daß beidseitig des Gefäßes (1) zwei auf Rollen (3) drehbar gelagerte, zueinander parallele Ringe (2, 2) durch mindestens eine im

   Umf angsbereich angeordnete Querstrebe (10) als auf der diametral gegenüberliegenden Seite offene Tragkonstruktion ausgebildet sind und

   b) daß sich das Gefäß (1) mit mindestens drei Pratzen (4 bis 6) an der Tragkonstruktion derart abstützt, daß eine Pratze (6) auf der Querstrebe (10) aufliegt und zwei rechtwinklig dazu angeordnete weitere Pratzen (4, 5) auf jeweils einem Auflager (7) inner

   halb der Ringe (2).
2. 2. Stahlwerkskonyerter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager (7) der Pratzen (4, 5) mit einer sich nach oben erweiternden Ausnehmung (7ä) versehen sind, die die entsprechend geformten Auflager- bzw. Widerlagerflächen der Pratzen (4, 5) aufnehmen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen