DE1583232B1 - Kippbares und/oder mit waagerechter Achse umlaufendes metallurgisches Gefaess,insbesondere Stahlwerkskonverter - Google Patents

Description

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Die Erfindung beschäftigt sich mit einem kipp- wandern kann. Eine solche Bewegungsfreiheit läßt baren und/oder mit waagerechter Achse umlaufen- sich bei kleineren Gefäßen durchaus erträglich geden metallurgischen Gefäß, insbesondere einem stalten, jedoch sind solche Lösungen bei Groß-Stahlwerkskonverter, das mit an der Gefäßwandung gefäßen, etwa in der Größenordnung von einigen befestigten Tragpratzen auf mindestens einem das 5 1001 Nutzgewicht, nicht mehr brauchbar.
Gefäß tragenden, es umgebenden Ring gestützt ist, Eine besondere Schwierigkeit bei der Lagerung

wobei Verbindungen zwischen dem Gefäßmantel und eines thermischen Beanspruchungen unterworfenen dem Ring bestehen, die am Ring gelenkig gelagert metallurgischen Gefäßes tritt hinsichtlich des Spiels sind. auf, das zwischen den Pratzen und tragringfesten An-

Stahlwerkskonverter sind als Einheit mit dem sie io schlagen vorgesehen werden muß, um der Wärmeumgebenden Ring unter Zuhilfenahme von Schrau- dehnung freien Lauf zu geben. In der Praxis wurde ben, Keilen od. dgl. mittels Pratzen gelagert. Die festgestellt, daß bei kippbaren Gefäßen zumindest an Trennung in Gefäß und Tragring dient der Wärme- einer der Anschlagseiten bei einer zugehörigen dehnung zwischen Gefäßwandung und innerem Trag- Pratze sich dieses Spiel dann vergrößert, wenn das ringdurchmesser. Naturgemäß führt die bei der 15 Gefäß beim Aufrichten aus einer Schräglage eine gemetallurgischen Reaktion freiwerdende Wärme zeit- ringfügige Axialbewegung ausführt Selbst das Einlich unterschiedlicher Mengen und auch bereits das legen der die gleitende Reibung unterstützenden Aufheizen des Gefäßes zu Verschiebungen der tragen- Leisten vermag nur eine Verbesserung zu bringen, den Teile. Dabei sollen die Wärmespannungen die die den Verschleiß verzögert. Treten jedoch in erElastizitätsgrenze nicht überschreiten. Allerdings ao höhtem Maße Flächenpressungen an den Anschlagmüssen hin und wieder bleibende Verformungen in Seiten auf, so vergrößert sich das vorgegebene Wärme-Kauf genommen werden, weil bis jetzt die Betriebs- dehnungsspiel sehr rasch, wodurch ein erheblicher bedingungen keine andere Wahl gestatteten. Auch Nachteil beim Kippen des Gefäßes besteht Das das Eindringen der Stampfmasse zwischen Aus- Gefäß wandert innerhalb des Tragrings stets im Bemauerung und Gefäßwandung in Haarrisse des as reich des Spiels und nutzt entsprechend der durch Dauerfutters, das auf der Gefäßwandung mit einer die thermische Beanspruchung verringerten Festigisolierschicht aufliegt, führt zu einer Ausdehnung, keit schneller ab als erwünscht ist. Eine völlig starre zum sogenannten Wachsen des Gefäßes. Lagerung des Gefäßes dagegen führt zu solchen

Zum Chargieren, Blasen, Abziehen der Schlacke, Wärmespannungen, daß Materialrisse unvermeidlich Abgießen und Ausmauern bedarf es der Kippbarkeit 30 sind.

des Gefäßes, wobei ob seiner — relativ zur Gefäß- Zur elastischen Lagerung von kippbaren und/oder

größe — dünnen Wandung je nach Schräglage eine rotierenden metallurgischen Gefäßen ist zwecks Ab-Formveränderung, wenn auch keine bleibende, aufr federung von Impulsstößen bei Dreh- und Schwenktritt, bewegungen sowie zwecks Ausgleichs von Dauer-

Während des Betriebes kommt es immer wieder 35 Verformungen des Gefäßmantels vorgeschlagen worvor, daß aus Gründen der inhomogenen Struktur den (belgische Patentschrift 664 291), zwischen dem — teils herrührend von der Schmelze, teils her- Gefäßmantel und dem Lauf- oder Tragring strebenrührend vom Aufbau der Ausmauerung — das Futter artige Verbindungen vorzusehen, die einerseits fest an die Außenhaut gelangt, als erwünscht ist. In mit dem Gefäßmantel verbunden und andererseits Besonders dünn gewordene Ausmauerungsflächen 40 mit dem Lauf- oder Tragring verschraubt sind, wobei bieten eine kürzere Strecke des Wärmedurchgangs, die Verbindungsstreben am Ring auf balligen Lagerso daß in verhältnismäßig kurzer Zeit mehr Wärme stücken aufliegen. Eine solche Gefäßlagerung, bei der an die Außenheut gelangt, als erwünscht ist. In die Verbindungselemente keine Zugkräfte überdiesen Fällen treten stark erwärmte Zonen des Gefäß- tragen, bedingt jedoch eine erhebliche Vielzahl solmantels auf, wobei es zu rotglühenden Flächenteilen 45 eher Verbindungsstreben und Anlenkstellen; die kommen kann. Diese halten dem inneren Überdruck Lagerung ist somit statisch unbestimmt und außermeist nicht stand, wodurch ebenfalls zumindest dem wirtschaftlich kaum vertretbar. Es kommt hinzu, bleibende Verformungen des Gefäßaußenmantels hin- daß die balligen Auflagerflächen die freie Wärmegenommen werden müssen, dehnungsmöglichkeit nur in zur Gefäßlängsachse

Es ist nicht ausgeschlossen, daß diese hocherhitzten 50 radialer Richtung erlauben, während es bei axialer Zonen gerade mit den Befestigungsstellen von Überlagerung der Dehnung zu Zwängungen und Pratzen zusammenfallen, wobei im günstigsten Fall damit verbundenem Verschleiß der Anlenkstellen die Pratzen eine entsprechende Wärmedehnung mit kommen kann.

ausführen, meist aber unter Verdrehen ihrer Auflage- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

fläche. 55 nachgiebige Verbindung zwischen Gefäßwandung und

Sämtliche im Bereich der Trag- oder Laufringe Trag- bzw. Laufringen unter Berücksichtigung der angebrachten Pratzen sowie das Gefäß als Ganzes verschiedenen Lagen eines Kippgefäßes derart ausist demnach hoch wärmebeansprucht und einem be- zubilden, daß sowohl die freie Wärmedehnungsständigen Dehnen, Schrumpfen und Verziehen unter- möglichkeit bei Überlagerung in radialer und axialer worfen. 60 Richtung als auch eine hohe Betriebssicherheit ge-

Der Stand der Technik sieht hierzu vor, die Gefäße währleistet sind.

mittels Schrauben auf ihren sie umgebenden Ringen Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung

starr zu lagern. Es versteht sich, daß weder eine aus von einem kippbaren und/oder mit waagerechter axiale noch eine radiale Dehnung im erwünschten Achse umlaufenden metallurgischen Gefäß, ins-Ausmaß möglich ist. Zwar sind einige Vorschläge be- 65 besondere Stahlwerkskonverter, das mit an der kannt, das Gleiten der Pratzen auf ihren Ringen zu Gefäßwandung befestigten Tragpratzen auf mindeerleichtern, jedoch erfordert eine solche Einrichtung stens einem das Gefäß tragenden, es umgebenden ein bestimmtes Spiel, um das das Gefäß beim Kippen Ring gestützt ist, wobei Verbindungen zwischen dem

Gefäßmantel und dem Ring bestehen, die am Ring sondere Sicherheit im Betrieb gewährleistet ist. Diese

gelenkig gelagert sind. Die Erfindung besteht darin, Ausführungsform gestattet außerdem, in beliebiger· daß die Verbindungen zusätzlich zu den Pratzen vor- Weise Zug- oder Druckkräfte je nach Schrägstellung

gesehen sind, daß auch die Lagerungen der Ver- des Gefäßes aufzunehmen. Ein wesentlicher Vorzug

bindungen am Gefäßmantel gelenkig sind und daß 5 besteht demnach auch darin, daß die Kipprichtung

die Gelenkigkeit der Verbindungen allseitig ist. des metallurgischen Gefäßes beliebig nach der einen

Damit ist eine spielfreie, elastisch dehnungsfähige oder anderen Seite gewählt werden kann. Stets ver- und raumgelenkige Verbindung der Gefäßwandung läuft der Kraftfluß auf vorbekanntem Weg im Werk-

mit dem Lauf- oder Tragring gefunden. Die Ver- stoff, so daß die erfindungsgemäße Verbindung sehr

bindung paßt sich nicht nur einer Überlagerung der io genau berechnet und somit leicht verwirklicht wer-

radialen und axialen Dehnung zwängungsfrei an, den kann.

sondern auch eventuellen von Zone zu Zone unter- Schließlich wird noch vorgeschlagen, beidseitig der schiedlichen Dauerverformungen der Gefäßwandung, senkrechten Symmetrie-Ebene des Gefäßes jeweils Beispielsweise ist aus den oben beschriebenen Grün- eine in einer radialen Ebene des Gefäßes wirksame den eine Temperaturdifferenz zwischen zwei gegen- 15 Verbindung zwischen Ring und Gefäßmantel vorüberliegenden Konverterseiten möglich, die eine ein- zusehen, wobei die Verbindungsschrauben in dieser seitige Ausdehnung mit sich bringt. Während bei den radialen Ebene des Gefäßes liegen. Ein wesentlicher bekannten Lösungen stets nur die Nachgiebigkeit der Nachteil der einzig und allein pratzengelagerten Elemente in einer Hauptrichtung gegeben ist, bringt metallurgischen Gefäße besteht nämlich in dem bedie vorgeschlagene Lösung mit sich, daß die Anlenk- 20 reits erwähnten Wärmedehnungsspiel, das sich in stellen der Verbindungsschrauben ohne weiteres sehr kurzer Zeit, je nach den herrschenden Betriebsungleichmäßig in ihren Bewegungen sein können. Ein Verhältnissen, rasch vergrößert,
vom Gefäß mit Abstand angeordneter Tragring dehnt Erstaunlicherweise gibt dieses Spiel aus der Natur sich wegen der beträchtlichen Temperaturdifferenz der bekannten Lösungen heraus eine Verdoppelung zwischen Gefäßwandung und Tragring bei weitern 25 deshalb, weil die Anschlagsflächen des das Gefäß weniger aus als ein Laufring, der an der Gefäß- umgebenden Ringes beidseitig der Pratzen vorwandung anliegt und deshalb einen metallischen gesehen sind, wobei meist ein besonders großer Ab-Leiter bildet. Ferner muß damit gerechnet werden, stand zwischen zwei benachbarten Pratzen gewählt daß die am Gefäßmantel befestigten Vorsprünge wird, so daß gemäß der rechnerischen Festlegung betorsionsähnliche Bewegungen ausführen können, 30 dingt durch die Größe der Längendehnungs-Differenz wobei die Verbindungsschrauben diese Verdrehung das Maß der Wärmedehnung erheblich wächst. Demam gefäßseitigen Ende in höherem Maße befolgen gegenüber hebt die erfindungsgemäße Lösung mittels müssen als am tragringseitigen Ende. Die Erfindung der in einer axialen Ebene des Gefäßes wirksamen, bewirkt also in ihrer Gesamtheit, daß die Ver- gelenkigen Verbindung das Spiel der Pratzenbindungsschrauben-Anlenkstellen ohne weiteres nach 35 lagerung auf.

Größe und Zeitraum unterschiedliche Bewegungen In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele

ausführen können, die durch unterschiedliche Aus- der Erfindung dargestellt und im folgenden näher

dehnungen bewirkt werden. erläutert:

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch- F i g. 1 stellt die Ansicht (Aufriß) eines mit der

dringt je eine Verbindungsschraube als Teil der je- 40 Erfindung ausgerüsteten Konverters dar, wobei

weiligen Verbindung deren ring- und gefäßmantel- Boden- und Mündungsbereich der Einfachheit halber

seitige Befestigungsstelle lose und liegt an den Stirn- nicht vollständig gezeichnet sind;

Seiten der Befestigungsstellen jeweils mit ihren Mut- F i g. 2 stellt einen horizontalen Schnitt durch das

tern in sphärisch geformten Lagerscheiben. Die Gefäß gemäß F i g. 1 dar;

Größe und Zugänglichkeit der Befestigungsstellen 45 Fig. 3 zeigt die Seitenansicht zu Fig. 1, von links

bzw. Angriffsstellen der Kräfte an Ring- und Gefäß- gesehen;

wandung können hiermit leicht verbessert werden, F i g. 4 ist eine veränderte Ausführungsform im

ohne daß das Hauptprinzip durchbrochen wird, näm- Schnitt wie F i g. 2;

lieh nur in der Anlenkstelle die Kraft zu übertragen F i g. 5 zeigt in größerem Maßstab die Ergänzung

und im übrigen die Verbindungsschrauben so gün- 50 der axialen Dehnschrauben gemäß der Schnitt-

stig wie möglich, d.h. lediglich auf Zug zu be- linie V-V in Fig.4.

anspruchen. Das Gefäß 1 trägt sogenannte Pratzenringe 2, 3 an

Die von sphärisch geformten Lagerscheiben ge- der Oberseite des Tragringes 4 und weitere Pratzen-

bildeten Gelenkstellen bieten die Möglichkeit, Be- ringe 5 und 6 an der Unterseite, wobei jeweils Rip-

wegungen auf einem Kugelmantel liegend aus- 55 pen 7 Verbindungsstege zwischen diesen Pratzen-

zuführen, wobei eventuell eine geringe Form- ringen bilden, so daß am Gefäßmantel eine aus-

abweichung zweier aufeinanderliegender Flächen reichende Möglichkeit zur Befestigung mittels

dazu dienen kann, ein hitzebeständiges Schmiermittel Schweißnähten, Verschraubungen od. dgl. gegeben

einzuführen. ist. Die Pratzenringe 3 und 5 stützen sich jeweils über

Eine weitere Verbesserung ist dadurch gegeben, 60 an ihnen befestigten Auflagern 8 über Zwischendaß zwischen den ring- und gefäßmantelseitigen Be- lagen 9 auf die Tragringflächen 10 ab.
festigungssteilen zusätzliche sphärisch geformte, an- Wie aus F i g. 2 hervorgeht, weisen die Pratzeneinander gleitbar geführte Abstandsscheiben an- ringe 2, 3, 5 und 6 zur Gefäßwandung hin zusätzgeordnet sind, durch die die Verbindungsschrauben liehe Versteifungen 11 auf, so daß eine kompakte hindurchgehen. Die Kraftaufnahme zwischen einem 65 Ringfläche entsteht, unter der sich die Zwischendas Gefäß umgebenden Ring und der Gefäßwandung lagen 9 befinden sowie die Auflager 8. Die Auferfolgt also trotz der gewünschten Elastizität des lager 8 und Zwischenlagen 9 werden außerdem durch Systems kraft- und formschlüssig, wodurch eine be- seitlich angebrachte Pratzenvorsprünge 12 begrenzt,

wobei zwischen den Pratzenvorsprüngen 12 und den Auflagern 8 Leisten 13 liegen, die jedoch, wie bereits erwähnt, mit einem gewissen Spiel, also verhältnismäßig locker, eingesetzt sind. Die so geschaffene Pratzenlagerung dient im wesentlichen der axialen Festlegung des Gefäßes, das Gefäß kann sich jedoch in einem gewissen Bereich bewegen, weil radial und axial zwischen den Auflagern 8 und den Pratzenvorsprüngen 12 sowie dem Tragring 4 keine starre Verbindung besteht.

Diese lockere Lagerung des Gefäßes 1 auf dem Tragring4 wird (Fig.2) eingeengt durch eine in einer radialen Ebene des Gefäßes wirksame Schraubenverbindung, wie sie durch die Erfindung gegeben ist. Dafür sind an denPratzenringen 2, 3, 5 und 6 Vorsprünge 14 vorgesehen, die bei 15 beispielsweise durch Verschweißen und über Rippen 16 fest an den Pratzenringen 2, 3 bzw. 5 und 6 fest angeschlossen sind. Die Vorsprünge 14 bilden deshalb zur Gefäßachse parallele Wände am Gefäßmantel, ao deren Wärmedehnung im wesentlichen durch die Wandstärke beeinflußt wird. Wie weiter aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Tragring 4 eine Gehäusekonstruktion 17 auf, die aus mehreren Wänden 18 gebildet ist und beispielsweise durch Schweißen zu as einer durchgehenden Befestigungsstelle 19 (F i g. 3) für Ober- und Unterseite des Tragringes 4 ausgebaut ist. Der Tragring 4 bietet demgemäß an seiner Ober- und Unterseite das Gegenlager zu den Vorsprüngen 14 am Gefäßmantel.

Jeder Vorsprung 14 am Gefäßmantel 1 trägt Durchgangsbohrungen 20, die koaxial auch in der Gehäusekonstruktion 17 und in den Wänden 18 vorgesehen sind. Durch diese Bohrungen 20 verlaufen in radialer Ebene des Gefäßes Verbindungsschrauben 21, wobei unter den Muttern 22 jeweils ein kugelig geformtes Paar Lagerscheiben 23, 24 angeordnet ist. Ein drittes Paar Lagerscheiben 23, 24 befindet sich außerdem zwischen dem Vorsprung 14 und der diesem zugekehrten Wand 18. Wenn sich also der Tragring 4 ausdehnt und ebenfalls das Gefäß mit den Pratzenringen 2, 3 bzw. 5, 6, und zwar in der Mehrheit der Fälle stark unterschiedlich, so kann sich die Verbindungsschraube 21 über die kugelig geformten Lagerscheiben 23, 24 in einer zur Gefäßlängsachse 25 radialen Ebene verlagern. Derartig befestigte Schrauben 21 befinden sich beidseitig der senkrechten Symmetrie-Ebene 26 des Gefäßes, wodurch sich das an den Leisten 13 vorgesehene Seitenspiel (in der Zeichnung nicht sichtbar) aufhebt.

Eine solche Pratzenlagerung besitzt demnach eine ausreichende Starrheit, ohne jedoch der Wärmedehnung von Gefäß 1 und Tragring 4 einen Widerstand entgegenzusetzen.

Da die Gehäusekonstruktion 17 mit dem Vorsprung 14 zusammen mit den Lagerscheiben 23, 24 eine geschlossene Einheit bilden, tritt nunmehr an keiner Stelle der Aufstützung zwischen Konverter 1 und Tragring 4 ein freies Spiel ein, das ein übermäßiges Bewegen beim Aufrichten des Konverters 1 zur Folge haben könnte.

Die Anordnung von je einer derartigen Verbindungsschraube 21 jeweils links und rechts der Symmetrie-Ebene 26 genügt im allgemeinen. Es können selbstverständlich bei größeren Gefäßen auch mehrere, vorzugsweise drei bei sodann noch statisch bestimmter Lagerung, vorgesehen sein.

In F i g. 4 ist eine Variante gezeigt, bei der auch zur Gefäßachse 25 parallele Verbindungsschrauben an den Pratzenringen 2, 3 bzw. 5 und 6 vorgesehen sind. Hierzu sind gemäß F i g. 5 in den Pratzenringen 2 Schlitze 28 gebildet und ähnliche Ausnehmungen 29 an der Oberseite des Tragringes 4 angebracht. Die Verbindungsschraube 27 weist ebenfalls kugelig geformte Lagerscheiben 23, 24 auf, so daß das Gefäß 1 eine Schwenkung um die Unterseite des Tragringes 4 bei 31 ausführen kann. Auch dort sind Kugelpfannen 23, 24 vorgesehen, womit die ringseitige Gelenkstelle gebildet ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kippbares und/oder mit waagerechter Achse umlaufendes metallurgisches Gefäß, insbesondere Stahlwerkskonverter, das mit an der Gefäßwandung befestigten Tragpratzen auf mindestens einem das Gefäß tragenden, es umgebenden Ring gestützt ist, wobei Verbindungen zwischen dem Gefäßmantel und dem Ring bestehen, die am Ring gelenkig gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen (14, 17, 21, 23, 24; 2, 23, 24, 27) zusätzlich zu den Pratzen (2, 3, 8; 5, 6, 8) vorgesehen sind, daß auch die Lagerungen der Verbindungen am Gefäßmantel (1) gelenkig sind und daß die Gelenkigkeit der Verbindungen allseitig ist.

2. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Verbindungsschraube (21) als Teil der jeweiligen Verbindungen deren ringseitige (17) und deren gefäßmantelseitige Befestigungsstelle (14) lose durchdringt und an den Stirnseiten der Befestigungsstellen (14, 17) jeweils mit ihren Muttern (22) in sphärisch geformten Lagerscheiben (23, 24) liegt.

3. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ringseitigen (17) und gefäßmantelseitigen Befestigungsstellen (14) zusätzliche sphärisch geformte, aneinander gleitbar geführte Abstandscheiben (23, 24) angeordnet sind, durch die die Verbindungsschrauben (21) hindurchgehen.

4. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der senkrechten Symmetrie-Ebene (26) des Gefäßes (1) jeweils eine in einer radialen Ebene des Gefäßes wirksame Verbindung (14, 17, 21, 23, 24) zwischen Ring (4) und Gefäßwandung (1) vorgesehen ist, wobei die Verbindungsschrauben (21) in dieser radialen Ebene des Gefäßes liegen (F ig. 2).

5. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Achsrichtung des Gefäßes wirksame Verbindungen (2, 23, 24, 27) vorgesehen sind (Fig. 4und5).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen