DE1508232A1 - Kippbarer Konverter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kippbaren Konverter mit zwei Tragzapfen, von denen einer zum Kippen antreibbar ist.

Bei den bekannten Konvertern ist das Konvertergefäss von einem Tragring umgeben, an dem die Trag- oder Kippzapfen fest angeordnet sind. Eine der Hauptschwierigkeiten beim Betrieb eines kippbaren Konverters ergibt sich seit jeher durch die hohen Betriebstemperaturen und die dadurch auftretende Verformung des Konvertergefässes. Sofern diese Verformung nicht durch eine der bekannten, verhältnismässig aufwendigen Konstruktionen kompensiert wird, bei denen das Gefäss in einem losen Tragring aufgehängt ist, in dem es sich möglichst unbehindert dehnen kann, ergeben sich leicht Störungen bei den Kippantrieben, weil bei Gefässen mit festem Tragring eine Verformung der Tragkonstruktion einschliesslich der Tragzapfen mit Auswirkungen auf den Antrieb auch bei Verwendung von Pendelrollenlagern o.ä. in den Tragzapfenlagerungen kaum zu vermeiden ist. Um die notwendige Betriebssicherheit der Kippantriebe zu erreichen, werden daher reitende Antriebe oder reitende Vorgelege verwendet, in denen die Auswirkungen der Gefässverformung aufgenommen werden sollen. Derartige reitende Antriebe sind wegen der grösseren Anzahl von erforderlichen Einzelteilen störanfälliger, als die normalerweise verwendeten einfachen Kippantriebe, sie sind zudem erheblich aufwendiger. Schliesslich ist aber auch bei Verwendung von reitenden Getrieben oder Vorgelegen die zulässige Verformung des Gefässes bzw. der Tragkonstruktion nur verhältnismässig eng begrenzt, weil bei grösseren Verformungen Störungen in der Zapfenlagerung auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, schädliche Auswirkungen von Verformungen der Tragkonstruktion des Konvertergefässes und der daraus resultierenden Durchbiegung der Tragzapfen auf die Zapfenlagerung und den Kippantrieb zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden vom Konvertergefäss baulich getrennte, starr gelagerte Tragzapfen vorgeschlagen, deren einander zugewandte Enden am Konvertergefäss gelenkig, aber annähernd spielfrei befestigt sind. Die gelenkigen Befestigungen ermöglichen Relativbewegungen zwischen dem sich verformenden Konvertergefäss bzw. dessen Tragring und den Tragzapfen. Bei auftretenden Gefässdeformationen behalten dadurch die starr gelagerten

Tragzapfen exakt ihre Horizontallage, so dass Beanspruchungen des Kippantriebes ausgeschaltet sind. Die Gelenke an den Tragzapfenenden liegen so nahe am Mantel des Konvertergefässes, dass der für die Biege- und Torsionsbeanspruchung des Tragringes massgebliche Hebelarm minimal ist und die zusätzlichen, durch die statischen Kräfte zusammen mit stärkerer Erwärmung verursachten schädlichen Beanspruchungen, die eine der Hauptursachen der bleibenden Verformung des Tragringes und auch des Gefässmantels sind, weitgehend ausgeschaltet werden und dadurch so bei dem erfindungsgemässen Konverter sogar die Verformung des Gefässes oder der Tragkonstruktion wesentlich vermindert wird.

Bei der erfindungsgemässen Anordnung können die Gelenkverbindungen sowie die Lager und Getriebe in ihrem Aufbau besonders einfach und robust sein, weil keines der Teile über seine normale Funktion hinaus zusätzlichen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Als starre Zapfenlagerung kann gemäss der Erfindung sowohl eine Doppellagerung in je zwei Radiallagern als auch ein einzelnes, sowohl Radialkräfte als auch Momente aufnehmendes Lager, insbesondere ein senkrechtgestellter Kugeldrehkranz verwendet werden.

Sind zur starren Lagerung der Tragzapfen je zwei Radiallager vorgesehen, so ergibt sich dadurch, dass diesen Lagern jede zusätzliche Belastung durch Verformung des

Gefässes ferngehalten wird, eine robuste, besonders betriebssichere Ausführung. Die Lagerung der Tragzapfen in einem senkrechtgestellten Kugeldrehkranz, die durch die erfindungsgemässe bauliche Trennung der Tragzapfen vom Konvertergefäss und den dadurch erreichbaren Schutz der Lagerung gegen Beanspruchungen durch Auswirkungen der Gefässverformung ermöglicht wird, lässt besonders kurze Tragzapfen zu und ergibt so eine vorteilhafte Verringerung des Platzbedarfs im Bereich der Tragzapfen und des Kippantriebes.

Weiter bietet sich die Möglichkeit, leicht lösbare Gelenkverbindungen mit einfach herausnehmbaren, beispielsweise herausschwenkbaren, Verschlussteilen vorzusehen, wodurch Verwendung von Wechselgefässen und ein besonders einfacher Austausch der Gefässe zur Neuausmauerung ermöglicht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung erläutert, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Konverters, insbesondere mit verschiedenen gelenkigen Tragzapfen-Befestigungen, beschrieben sind.

Es zeigen

Fig. 1 einen Konverter mit einem von einem Tragring umgebenen Konvertergefäss,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1 durch ein klauenartig ausgebildetes Tragzapfenende,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig. 1 durch ein Tragzapfenende,

Fig. 4 einen Konverter mit einem von zwei Tragringen umgebenen Konvertergefäss und zwischen den Tragringen gelenkig befestigten Tragzapfenenden,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Konverters mit zwei Tragringen, zwischen denen die Tragzapfenenden gelenkig befestigt sind,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI - VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Tragzapfenbefestigung in Fig. 5,

Fig. 8 eine schaubildliche Darstellung einer Tragzapfenbefestigung mit als Mitnehmer ausgebildetem Zapfenende.

In Fig. 1 bis 3 ist ein Konvertergefäss 1 von einem Tragring 2 umgeben. Die Tragzapfen 3 und 3' sind zu beiden Seiten des Gefässes 1 jeweils in zwei Lagern 4, 5 bzw. 4', 5' gelagert. Auf dem Tragzapfen 3 ist ein Zahnkranz 6 angeordnet, an dem der aus einem Elektromotor 7 und einem Getriebe 8 bestehende Kippantrieb angreift. Die dem Konvertergefäss 1 zugewandten Enden der Tragzapfen 3, 3' sind als den Tragring 2 umgreifende Klauen 9, 9' ausgebildet. Fig. 2 zeigt, dass die Klauen 9 sowohl auf der Tragringoberseite als auch auf der Tragringunterseite mit gegeneinandergeneigten, balligen Auflageflächen 10, 11 versehen sind, auf die das Konvertergewicht über entsprechend geneigte ballige Auflageflächen 12, 13, die zu beiden Seiten der Mittelebene auf der Oberseite und der Unterseite des Tragrings 2 angebracht sind, übertragen wird. Die Auflageflächenpaare 10, 12 auf der Oberseite des Tragrings 2 sind durch Befestigungskeile 14 verbunden, die durch Schrauben 15 gesichert sind.

Diese in Fig. 1 bis 3 dargestellte nachgiebige Befestigung der Tragzapfenenden am Tragring, die eine Übertragung von Verformungen des Konvertergefässes auf die starr gelagerten Tragzapfen wirksam verhindert, nimmt die Kippmomente besonders gut auf, so dass die auftretenden Kräfte verhältnismässig gering sind. In Fig. 3 ist eine Ausführung der Zapfenbefestigung gezeigt, bei der in den Auflagern auf der Tragringunterseite Rollen 16 verwendet sind, die eine noch bessere Nachgiebigkeit der Befestigung erreichen lassen.

In Fig. 4 ist das Konvertergefäss 17 von zwei Tragringen 18 umgeben, die im Abstand voneinander angeordnet sind und zwischen denen die Enden der Tragzapfen 19, 19' gelenkig befestigt sind. Zwischen den beiden Tragringen 18 sind Lagerkörper 20 befestigt, welche die balligen Enden der Tragzapfen 19, 19' aufnehmen. Der angetriebene Tragzapfen 19 ist mit zwei

Mitnehmerarmen 21 versehen, und an den Tragringen 18 sind Gleitführungen 22 mit Anschlägen 23 angebracht, in denen die freien Enden der Mitnehmerarme 21 geführt sind. Bei kleinerem Abstand der beiden Tragringe voneinander können zweckmässigerweise die als Kugelgelenke ausgebildeten Tragzapfenenden in unmittelbar an den Tragringen befestigten Gegenlagern gelagert werden, wobei die Mitnehmerarme des angetriebenen Zapfens nicht zwischen die Tragringe greifen, sondern neben den Tragringen enden und mit Gegenlagern zusammenwirken, die an den Aussenseiten der Tragringe befestigt sind.

Ein wesentlicher Vorteil der zwischen zwei Tragringe eingreifenden und dort gelenkig befestigten Tragzapfen besteht darin, dass diese Anordnungen mit verhältnismässig einfachen konstruktiven Mitteln so auszubilden sind, dass in Senkrechtstellung des Konverters nach leichtem Anheben des Gefässes - beispielsweise mit einem Hubwagen - die Befestigungen der Tragzapfenenden leicht zu lösen sind, und das Gefäss horizontal herausgefahren werden kann. Auf diese Weise ergeben sich sehr einfache betriebssichere Ausführungen von Konvertern mit auswechselbaren Gefässen.

Die Figuren 5 bis 7 und Fig. 8 zeigen Ausführungen des erfindungsgemässen Konverters, bei denen das Auswechseln der Konvertergefässe besonders einfach ist.

In Fig. 5 und 7 sind die Enden der Tragzapfen 24, 24' als Mitnehmer 25, 25' mit vieleckigem Querschnitt derart ausgebildet, dass 3 Mitnehmerflächen 26, 27, 28 jeweils in einem spitzen Winkel zueinander stehen. Zwischen zwei das Gefäss 29

umgebenden Tragringen 30 ist an den einander zugewandten Seiten der Tragringe jeweils eine Auflagefläche 31, 32 mit einer der zugehörigen Mitnehmerfläche 26 bzw. 28 entsprechenden Neigung angeordnet. Mitnehmerflächen und Auflageflächen sind ballig, so dass hier eine ausgleichende Relativbewegung erfolgen kann, die Auswirkungen von Verformungen des Gefässes auf die starre Tragzapfenlagerung verhindert. Befestigt sind die Mitnehmer 25, 25' durch je einen Schliesskeil 33, der in übereinanderliegende Öffnungen in den Tragringen 30 eingesetzt und durch einen Querkeil 34 gesichert ist. Eine ballige Seitenfläche 35 des Schliesskeils 33 liegt an der Mitnehmerfläche 27 an. Der Gefässwechsel ist bei einem derart ausgebildeten Konverter sehr einfach. In senkrechter Stellung des Gefässes steht der Schliesskeil 33 ebenfalls senkrecht. Die Neigung seiner Seitenfläche 35, die den Mitnehmer 25 zwischen den Tragringen 30 bzw. den Auflageflächen 31, 32 festlegt, ist so gewählt, dass der Schliesskeil 33 nach Entfernen des Querkeils 34 nach unten heruntergelassen werden kann. Nach Entfernen des Schliesskeiles wird das Gefäss etwas angehoben und kann seitlich zwischen den Zapfen herausgefahren und durch ein neu ausgemauertes Gefäss ersetzt werden. Bei diesem Gefässwechsel sind also nur zwei Keile zu lösen, die bei der Befestigung des neueingesetzten Gefässes auf einfachste Weise einzustellen und während des Betriebes erforderlichenfalls genauso leicht nachzustellen sind.

In Fig. 8 ist das Ende eines angetriebenen Tragzapfens 36 als dreiarmiger Mitnehmer ausgebildet, der zwischen zwei mit Abstand auf dem Konvertergefäss angeordnete Tragringe 37, 38 eingreift. Um die Übersichtlichkeit zu erhöhen, ist der Mitnehmer ausserhalb seiner Lagerungen gezeichnet. Zwei einander gegenüberliegende seitliche Tragarme 39, deren Enden auf ihrer Ober- und Unterseite als ballige Auflager 40, 41 ausgebildet sind, nehmen das Gewicht des Konvertergefässes auf. Ein zu den Tragarmen 39 senkrechter, nach oben gerichteter kurzer Mitnehmerarm 42 greift in eine Ausnehmung im oberen Tragring 38 ein. In der Ausnehmung sind Gegenlager 43 angebracht, zwischen denen die Seitenflächen 44 des Mitnehmerarmes 42 derart geführt sind, dass sowohl eine Drehbewegung als auch eine Gleitbewegung möglich ist. Zu beiden Seiten der Lagerung des Mitnehmerarmes 42 sind an dem oberen Tragring 38 Lagerschalen 45 als Gegenlager für die oberen Auflager 40 der beiden Tragarme 39 fest angebracht. Als Gegenlager für die unteren Auflager 41 der Tragarme 39 sind Lagerschalen 46 auf in Pfeilrichtung A verschwenkbaren Stützen 47 angeordnet. Die Lagerschalen 46 können entweder auf den Stützen 47 befestigt sein; vorteilhaft ist es aber auch, wenn die Lagerschalen 46 an den Unterseiten der Tragarme 39 gelenkig, d.h. gegenüber den zugehörigen Auflagerflächen 41 in dem in dem erforderlichen Ausmass beweglich, befestigt sind und mit ihren geraden Unterseiten auf den Stützen 47 nur aufliegen, weil hierdurch das Verschwenken der Stützen 47 ohne Anheben des Konvertergefässes möglich ist. Während des Betriebes sind die Stützen 47 mit Keilen 48 gegen die Oberseite des unteren Tragringes 37 verkeilt, so dass der dreiarmige Mitnehmer zwischen den Tragringen auf einfache Weise sicher aber ausreichend gelenkig befestigt ist. Zum Gefässwechsel werden durch Senkrechtstellen des Konvertergefässes die unteren Auflager 41, 46 entlastet, die Keile 48 werden entfernt, und die Stützen 47 können mit der Hand in Pfeilrichtung A weggeschwenkt werden. Darauf wird das Konvertergefäss so weit angehoben, dass der Mitnehmerarm 42 aus seinen Gegenlagern 43 gleitet und anschliessend kann das Gefäss zwischen den Tragzapfen horizontal in Richtung des Pfeiles B ausgefahren werden. Der Verschleiss der Gelenkteile ist selbst bei ständigem Gefässwechsel ausserordentlich gering, weil die Ausdehnungs- und Schrumpfungsbewegungen des Gefässes nur sehr langsam erfolgen. Falls es erforderlich ist, können alle Teile in einfacher Weise nachgestellt oder auch ausgewechselt werden.

Claims (13)

1. Kippbarer Konverter mit zwei Tragzapfen, von denen einer zum Kippen antreibbar ist, gekennzeichnet durch vom Konvertergefäss (1, 17) baulich getrennte, starr gelagerte Tragzapfen (3, 3' bzw. 19, 19') deren einander zugewandte Enden am Konvertergefäss gelenkig, aber annähernd spielfrei befestigt sind.

2. Konverter nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ballige Auflageflächen an den Tragzapfenenden und bzw. oder am Konvertergefäss.

3. Konverter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch in je zwei Radiallagern (4, 5 bzw. 4', 5') gelagerte Tragzapfen (3, 3').

4. Konverter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch jeweils in einem senkrechtstehenden Kugeldrehkranz gelagerte Tragzapfen.

5. Konverter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss (1) von mindestens einem sich auf die Tragzapfen abstützenden Tragring (2) umgeben ist.

6. Konverter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ober- und Unterseite des Tragrings (2) zu beiden Seiten der Mittenebene der Tragzapfen (3, 3') gegeneinandergeneigte ballige Auflageflächen (12, 13) angeordnet sind, auf denen unter gleichem Winkel geneigte ballige Auflageflächen (10, 11) der als den Tragring (2) umgreifende Klauen (9) ausgebildeten Enden der Tragzapfen (3, 3') aufliegen, wobei die Verbindung durch Befestigungskeile (14) zwischen den Auflageflächenpaaren (10, 12) auf der Tragringoberseite gesichert ist.

7. Konverter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens auf der Unterseite des Tragrings (2) zwischen den Auflageflächen Rollen (16) angeordnet sind.

8. Konverter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäss (17, 29) von zwei im Abstand angeordneten Tragringen (18, 30) umgeben ist, in deren Zwischenraum Lagerflächen zur Aufnahme der Tragzapfenenden vorgesehen sind.

9. Konverter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenenden als Kugelgelenke ausgebildet sind und der angetriebene Zapfen Mitnehmerarme trägt, deren freie Enden an den Tragringen drehbar und parallel zur Gefässachse gleitbar angelenkt sind.

10. Konverter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch als Mitnehmer (25, 25') mit eckigem Querschnitt ausgebildete Tragzapfenenden, deren Oberflächen (26, 27, 28) ebenso wie an den beiden Tragringen (30) angeordnete zugehörige, d.h. den Mitnehmerflächen (26 u. 28) entsprechend geneigte Auflageflächen (31, 32) ballig sind, und die durch einen an einer Seite (27) des Vieleckquerschnitts anliegenden, in zwei übereinanderliegende Öffnungen in den Tragringen (30) eingesetzten, im wesentlichen zur Gefässachse parallelen Schliesskeil (33) befestigt sind.

11. Konverter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch als Mitnehmer mit tragenden balligen Auflagern (20) und mindestens einem an einem Tragring (18) gleitbar gelagerten Mitnehmerarm (21) ausgebildete Tragzapfenenden (19, 19').

12. Konverter nach Anspruch 8 oder 11, gekennzeichnet durch dreiarmige Gelenke an den Tragzapfenenden (36) mit zwei zwischen den Tragringen (37, 38) einander gegenüberliegenden, über ballige Auflager (40, 41) das Gefässgewicht aufnehmenden Tragarmen (39) und einem dazu senkrechten, am oberen Tragring (38) in einer Führung (43) gleitbar gelagerten Mitnehmerarm (42).

13. Konverter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Auflagerschalen (46) der Tragarme (39) auf wegschwenkbaren, während des Betriebes mit dem unteren Tragring (37) verkeilten Stützen (47) angeordnet sind.