DE1583314C2 - Kippbarer Konverter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kippbaren Konverter mit um den Konvertermantel gelegten, zwei koaxiale Kippzapfen aufweisenden Tragring von vorzugsweise kastenförmigem Profil, auf den sich der Konverter mit zwei die Auflagerkräfte aufnehmenden, in der durch die Konverterachse und die Kippachse definierten Ebene, einander gegenüberliegenden Trageinrichtungen abstützt, sowie mit einer in der Kippebene liegenden Kippmomentenstütze, wobei als Trageinrichtungen ringförmige Lageraugen, in welche Tragkörper hineinragen, vorgesehen sind.

Es besteht das Bestreben, beim Bau von Konverteranlagen eine statisch eindeutig bestimmte Aufhängung des Konverters zu erreichen, wobei die durch thermische Ausdehnung bedingten Lage- und Formänderungen einwandfrei beherrscht werden können. Man hat hierzu vorgeschlagen, Konverter mittels einer sogenannten Dreipunktlagerung in ihren Tragringen abzustützen, wobei zwei die Auflagerkräfte aufnehmende, als Pratzenpaare ausgebildete Stützelemente einander gegenüberliegend oberhalb und unterhalb der Kippzapfenachse und ein weiteres, die Kippkraft aufnehmendes Pratzenpaar in senkrechter Richtung hierzu angeordnet sind. Um die während einer Konverterreise auftretende Radial- und Längsdehnung des Konvertergefäßes ausgleichen zu können, ist weiter vorgeschlagen worden, die Auflagerflächen der Pratzen als Schrägflächen auszubilden. Bei der konstruktiven Verwirklichung dieser Bauprinzipien zeigte sich jedoch, daß durch die Notwendigkeit, die Auflager-»Punkte« in eine endliche Größenerstreckung zu verwandeln, aus jedem Auflager-»Punkt« eine Anzahl von Auflagerflächen wurden, die im Verlaufe einer Umdrehung des Konverters nacheinander zur Lastübernahme herangezogen wurden. Abgesehen davon, daß durch eine Mehroder Vielzahl von lastaufnehmenden Elementen ein hoher konstruktiver Aufwand bedingt wird, ist die Konstruktion dann auch nicht mehr statisch bestimmt.

Ein kippbarer Konverter der eingangs bezeichneten Art ist aus der belgischen Patentschrift 6 71 634 bekannt. Bei dieser Ausbildung ist zwar eine statisch bestimmte Aufhängung schon verwirklicht, aber sie weist insofern Nachteile auf, als die an der Konverterwand befestigten, als Achsstummel ausgebildeten Tragkörper infolge der notwendigen Verrippung am Konvertermantel bzw. Anbringung eines eigenen bandagenförmigen Hilfstragringes eine ziemliche Länge haben müssen, was zur Folge hat, daß die Krafteinleitung in die Konverterschale mit erheblichem Abstand zu dieser erfolgt. Es ergeben sich also sehr hohe Krafteinleitungsmomente und dementsprechend eine starke Beanspruchung des Konvertermantels. Weiter ist es nicht möglich, einen Konverter mit an seiner Wand angeschlossenen horizontalen Achsstummeln aus dem Tragring auszubauen, ohne den Tragring zerlegbar auszubilden. Dies stellt insofern einen Nachteil dar, als Konvertergefäße Verschleißteile sind, deren Lebensdauer wesentlich kürzer ist als die des Tragringes. Die Zerlegung eines mehr oder weniger verformten, durch eine Vielzahl von Schrauben zusammengehaltenen zwei- oder mehrteiligen Tragringes ist ein Problem; solche Arbeiten sind aufwendig und zeitraubend. Schließlich besteht ein Nachteil der bekannten Tragkonstruktion noch darin, daß die Achsstummeltragkörper heißer werden als die sie umgebenden Lagerschalen, weshalb es zu einem Klemmen und zu einer Zerstörung der Lager kommen kann. Bei der bekannten Konstruktion wurde also das Problem der freien thermischen Ausdehnbarkeit des Konvertergefäßes nicht gelöst.

Eine weitere Tragkonstruktion mit Lagerbolzen und Lageraugen ist aus der französischen Patentschrift 13 48 175 bzw. der deutschen Auslegeschrift 12 80 897 bekannt, wobei die die Auflager- und Kippkräfte aufnehmenden Trag- bzw. Stützeinrichtungen als eine Vielzahl von radial in einer Ebene liegenden, mit der Konverterwand verbundenen Lageraugen, in welche mit dem Tragring verbundene, als Bolzen ausgebildete Tragkörper hineinragen, ausgebildet sind. Bei dieser Konstruktion sind die auf den Kon-

verter einwirkenden Kräfte bzw. Beanspruchungen wegen der Vielzahl der Aufhängungspunkte statisch nicht zu erfassen, und es ist eine komplizierte An- und Einpaßtätigkeit erforderlich. Auch ist das Problem der freien thermischen Ausdehnbarkeit des Konvertergefäßes wegen der Vielzahl der Lageraugen und Lagerbolzen nicht gelöst; beim normalen Betrieb, z. B. während des Abstiches, wird der Konverter ungleichmäßig erwärmt und damit auch ungleichmäßig verformt, wobei es unvermeidlich zu Klemmungen kommt.

Die vorliegende Erfindung geht von einem kippbaren Konverter der eingangs bezeichneten Art aus und bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten durch Schaffung einer Konverteraufhängung, die statisch eindeutig bestimmt ist, die geeignet ist, durch thermische Einwirkungen bedingte Formänderungen des Konverters aufzunehmen und auszugleichen, die insbesondere das Auftreten von Stößen beim Kippen vermeidet, ohne gleichzeitig die Gefahr des Klemmens in Kauf zu nehmen, die nur eine geringe und statisch leicht zu erfassende Anzahl von Auflagerkräfte aufnehmenden Flächen umfaßt, eine leichte und schnelle Montage und Demontage des Konverters im Tragring ermöglicht und insgesamt eine konstruktive Vereinfachung gegenüber dem Stand der Technik darstellt.

Der erfindungsgemäße Konverter ist dadurch gekennzeichnet, daß die als Tragscheiben ausgebildeten Tragkörper einen kleineren Durchmesser als die Lageraugen haben, wobei der Konverter mittels einer in der Kippebene liegenden und aus der belgischen Patentschrift 6 67 095 bekannten Führungseinrichtung seitlich geführt ist, die Lageraugen dem Konvertermantel zugeordnet und die Tragscheiben mit dem Tragring durch Schrauben lösbar verbunden sind. Durch die erfindungsgemäße eigenartige Ausbildung der Tragkonstruktion werden mit einfachen Mitteln sichere Vermeidung des Klemmens, sichere Vermeidung von Stößen beim Kippen und leichte Aufnahme von Verformungen und Verziehungen des Gefäßes erreicht, ohne daß Nachteile in Erscheinung treten, die man bei Verwendung von ein Spiel erlaubenden Tragelementen an sich erwarten könnte.

Bei der Erfindung ist es einfach, den Konvertermantel im Bereich der Lageraugen durch an die Konverterwand angeschweißte, von den Lageraugen radial ausgehende Rippen oder Streben zu verstärken, und die Krafteinleitung kann in nahem Abstand zur Konverterschale erfolgen.

Ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung besteht ferner darin, daß die Tragscheiben koaxial zu den Kippzapfen des Tragringes angeordnet sind, wobei sie zweckmäßig mit in die Tragringinnenseite vorgezogenen Teilen der Kippzapfen lösbar verbunden sind.

Zur Übertragung der Kippkraft kann vorteilhaft an dem Konvertermantel, vorzugsweise senkrecht zu und im gleichen Abstand von den in der Kippzapfenachse angeordneten Tragscheiben, ein drittes Lagerauge mit einer darin eingreifenden, mit dem Tragring verbundenen Kippscheibe vorgesehen sein. Eine solche Ausbildung der Kippmomentenstütze ist für die Schaffung statisch eindeutig bestimmter Verhältnisse nützlich.

Weitere zweckmäßig anzuwendende Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß die Tragscheiben oder die Lageraugen an ihrer Berührungsfläche ballig ausgebildet sind, daß die Führungseinrichtung aus zwei am Konvertermantel angeschweißten Führungsleisten, zwischen denen ein mit dem Tragring verbundener Zapfen geführt ist, besteht und daß die Tragscheiben eine Bohrung zur Zirkulation von Kühlluft aufweisen.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt

F i g. 1 einen Konverter im Aufriß, teilweise geschnitten;

Fig. 2 gibt den entsprechenden Grundriß und F i g. 3 einen Kreuzriß wieder; in

Fig. 4 ist die Funktion der erfindungsgemäßen Konverteraufhängung in vier aufeinanderfolgenden Phasen erläutert.

Mit 1 ist ein Konverter zum Frischen von Roheisen bezeichnet, um den etwa in Höhe seines Schwerpunktes der Tragring 2 von kastenförmigem Profil gelegt ist, an den die Kippzapfen 3 angeschlossen sind. Der Konverter stützt sich im Tragring mittels Auflagerkräfte aufnehmender Trageinrichtungen ab, deren konstruktive Einzelheiten aus dem geschnittenen Teil in Fig. 1 ersichtlich sind.

An gegenüberliegenden Stellen des Konverters, in der Achse der Kippzapfen 3, also koaxial mit diesen, sind ringförmige Lageraugen 4 vorgesehen, die hohlzylindrische Gestalt haben. Diese Lageraugen sind mit radialen Verstärkungsrippen 5 mit dem Konvertermantel fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Eine zylindrische Scheibe 6, die sich auf dem in die Tragringinnenseite vorgezogenen Kippzapfenteil 3' abstützt und mit dem Tragring durch Schrauben 7 fest verbunden ist, ragt, wie aus F i g. 1 ersichtlich, in die Lageraugen 4 hinein. Das Gewicht des Konverters wird also je zur Hälfte auf die beiden gegenüberliegenden Tragscheiben 6 und von diesen auf die Kippzapfen 3 übertragen. Bei dieser Anordnung werden im wesentlichen die Querkräfte von dem Kippzapfenteil 3' und die Axialkräfte über die Schrauben 7 vom Tragring übernommen.

Senkrecht zu den einander gegenüberliegenden Lageraugen 4, und zwar jeweils in gleichem Abstand von diesen, ist ein Stützelement zur Aufnahme der Kippkraft zwischen dem Tragring 2 und dem Konverter 1 angeordnet, welches in ähnlicher Weise aufgebaut ist wie die Auflagerkräfte aufnehmenden Elemente. Es besteht wieder aus einem hohlzylindrischen Lagerauge 8 mit radialen Verstärkungsrippen 9, in das die Kippscheibe 10 eingreift. Diese Kippscheibe sitzt auf einem Bolzen 11, der in einer Bohrung des Tragringes geführt ist.

Es ist zweckmäßig, bei dieser die Kippkraft aufnehmenden Einrichtung ein elastisches Glied zwischenzuschalten. Zum Beispiel kann auf den Bolzen 11 eine Hülse aus elastischem Material aufgezogen werden, die einen deformierbaren Polster gegenüber dem Tragring darstellt.

Die in F i g. 2 und 3 dargestellte Anordnung, bei der sich die Achse der Kippscheibe senkrecht zur Kippzapfenachse und damit senkrecht zur Tragscheibenachse befindet und mit den Achsen der Tragscheiben in einer Ebene liegt, stellt die statisch günstigste Lösung dar.

Aus den F i g. 2 und 3 ist weiter ersichtlich, daß gegenüber der die Kippkraft aufnehmenden Einrichtung noch eine Führungseinrichtung vorgesehen ist. Diese besteht aus zwei am Konvertermantel angeschweißten Führungsleisten 14 und dem im Tragring befestigten Zapfen 13, der zwischen die Führungs-

leisten eingreift. Durch diese Einrichtung wird der Konverter gegen Verschiebungen in horizontaler Richtung gesichert; in vertikaler Richtung werden keine Kräfte übernommen.

Aus den beschriebenen Figuren ist weiter ersiehtlieh, daß die Stützelemente Bohrungen 15 aufweisen können, durch die Kühlluft eingeleitet werden kann.

In F i g. 4 ist das Abrollen unter Gleiten erläutert. Die Tragscheiben 6 haben einen kleineren Durchmesser als die Lageraugen 4, so daß diametral gegenüber dem Auflagerpunkt der Spielabstand 16 zwischen Tragscheibe und der Innenkontur des Lagerauges frei bleibt. Dieser Spielabstand ist in F i g. 4 zur besseren Anschaulichkeit übertrieben dargestellt; in Wirklichkeit beträgt dieses Spiel nur wenige Millimeter.

Im einzelnen sind in F i g. 4 vier aufeinanderfolgende Stellungen des Konverters bei einer Umdrehung mit I, II, III und IV bezeichnet, während F i g. 4 a, 4 b, 4 c und 4 d die den verschiedenen Stellungen des Konverters entsprechenden Abrollvorgänge der Tragscheiben 6 in den Augen 4 in vergrößertem Maßstab wiedergeben.

In Stellung I befindet sich der Konverter in aufrechter Blasstellung. Der Punkt α der Tragscheibe deckt sich mit dem Punkt A des Lagerauges.

Stellung II wird durch eine Kippbewegung des Konverters um 90° im Gegenuhrzeigersinn erreicht. Der Berührungspunkt zwischen Tragscheibe und Lagerauge verschiebt sich dabei von α nach b, wobei auch eine gewisse Gleitbewegung, zwischen Tragscheibe und Lagerauge stattfindet. Die Größe dieses Gleitens ist bei einer Vierteldrehung gleich der Differenz der beiden Viertelkreisbögen

^ '—.

AB minus ab.

Stellung III wird nach weiterer Drehung um 90°, also um 180°, aus der Blasstellung erreicht. Der Berührungspunkt zwischen Tragscheibe und Lagerauge verschiebt sich von b nach c. Die Größe des Gleitens ist nunmehr die Differenz der Halbkreisbögen

AC minus ac.

Stellung IV wird durch weitere Drehung des Konverters um 90°, also insgesamt um 270°, gerechnet von der aufrechten Blasstellung an, erreicht, wobei das Maß der Gleitbewegung der Differenz der Dreiviertelkreisbögen ^ ^
AD minus ad
entspricht. _

Eine weitere Drehung um 90° führt in die Ausgangsstellung zurück. Der Lastpunkt hat sich dabei um den gesamten Umfang der Tragscheibe und des Lagerauges verschoben. Durch eine volle Umdrehung des Konverters ergibt sich also eine Gleitbewegung in der Größe der Differenz zwischen dem Umfang des Lagerauges minus dem Umfang der Tragscheibe.

Um die Gleitbewegung beim Abrollen und eine axiale Bewegung zu erleichtern, können zweckmäßig die Tragscheiben 6 oder die Lageraugen 4 an ihrer Berührungsfläche ballig ausgeführt sein, was im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Weiter ist zu empfehlen, zwischen den Tragscheiben und den Lageraugen ein hochtemperaturbeständiges Schmiermittel einzubringen, welches sich während der gleitenden Wälzbewegung gut verteilt.

Auf Grund der vorstehenden Beschreibung ist für den Fachmann ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Konverterlagerung die folgenden wesentlichen Vorteile gegenüber den bekannten Konstruktionen erreicht werden:

1. Die Auflagerung des Konvertergewichtes auf zwei zylindrische Flächen mit sehr kleiner Länge im Verhältnis zu deren Durchmesser ergibt eine eindeutig statisch bestimmte Auflage des Konvertergefäßes am Tragring, wobei sich der Konverter auf den balligen, geschmierten Tragscheibenflächen frei ausdehnen kann. Dadurch ist die Überlastung einzelner Elemente der Aufhängung durch Wärmedehnungen und Verzüge ausgeschlossen.

2. Die Kräfte beim Kippen des Konverters werden in jeder Konverterstellung eindeutig durch Kippscheibe und Tragscheiben aufgenommen.

3. Die Krafteinleitung in den Konvertermantel erfolgt mit nur ganz geringem Abstand zu diesem.

4. Die für die Lagerung des Tragringes notwendigen schweren Kippzapfen werden an der Innenseite des Tragringes auch gleich zur Aufnahme des Konvertergewichtes herangezogen. Dadurch ergeben sich günstige Krafteinleitungsverhältnisse der Konverterlast in den Tragring, da man fast ohne zusätzlichen Aufwand die starke Tragzapfeneinbindung im Tragring zur Lastübernahme heranziehen kann. Die Kippkraftübernahme durch das die Kippkraft aufnehmende Stützelement erfolgt in der Mitte der Tragringhöhe, wodurch günstige Krafteinleitungsverhältnisse geschaffen werden. Man benötigt keine Tragringaufbauten mehr. Der Tragring ist an seiner Ober- und Unterseite vollkommen glatt.

5. Für Konverter mit extremen Lastbedingungen ist durch einfache Mittel eine wirkungsvolle Kühlung der Stützelemente möglich. Durch den Einbau von Axiallüftern in die hohlen Kippzapfen kann Kühlluft an die Tragscheiben herangebracht werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kippbarer Konverter mit um den Kon veriermantel gelegten, zwei koaxiale Kippzapfen aufweisenden Tragring von vorzugsweise kastenförmigem Profil, auf den sich der Konverter mit zwei die Auflagerkräfte aufnehmenden, in der durch die Konverterachse und die Kippachse definierten Ebene, einander gegenüberliegenden Trageinrichtungen abstützt, sowie mit einer in der Kippebene liegenden Kippmomentenstütze, wobei als Trageinrichtungen ringförmige Lageraugen, in welche Tragkörper hineinragen, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die als Tragscheiben ausgebildeten Tragkörper (6) einen kleineren Durchmesser als die Lageraugen (4) haben, wobei der Konverter mittels einer in der Kippebene liegenden an sich bekannten Füfrrungseinrichtung (13, 14) seitlich geführt ist, die Lageraugen (4) dem Konvertermantel zugeordnet und die Tragscheiben (6) am Tragring (2) durch Schrauben lösbar befestigt sind.

2. Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheiben (6) koaxial zu den Kippzapfen (3) des Tragringes (2) angeordnet sind, wobei sie vorzugsweise mit in die Tragringinnenseite vorgezogenen Teilen (3') der Kippzapfen (3) lösbar verbunden sind.

3. Konverter nach den Ansprüchen 1- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheiben (6) oder die Lageraugen (4) an ihrer Berührungsfläche ballig ausgebildet sind.

4. Konverter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvertermantel im Bereich der Lageraugen (4, 8) durch an der Konverterwand angeschweißte, von den Lageraugen radial ausgehende Streben (5, 9) verstärkt ist.

5. Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung aus zwei am Konvertermantel angeschweißten Führungsleisten (14), zwischen denen ein mit dem Tragring (2) verbundener Zapfen (13) geführt ist, besteht.

6. Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheiben eine Bohrung (15) zur Zirkulation von Kühlluft aufweisen.

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