DE1985335U - Befestigungsvorrichtung fuer metallurgische gefaesse, insbesondere stahlwerks-konverter. - Google Patents

Description

Befestigungsvorrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere Stahlwerks-Konverter

Die Neuerung "betrifft eine Befestigungsvorrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere Stahlwerks= Konverter, die auf einem das Gefäß mit Abstand umgebenden Tragring mittels gefaßaiantelfester Pratzen abgestützt sind.

Das Problem mittels loser Tragringe gehaltener Gefäße liegt im wesentlichen in den durch die thermische Belastung auftretenden Wärmespannungen» Die Wärmedehnungskraft führt zu Zwingungen an der Lagerstelle"-zwischen gefäßmantelfester Pratzen und Tragringstirnflächen, Die Zwängungsspannungen können extrem hohe Werte annehmen, so daß Spannungsspitzen im Gefäßmantel auftreten, die über der Hieß- bzw» Bruchgrenze liegen»

die Ausdehnungsmöglichkeit des Gefäßes in axialer und radialer Richtung sind verschiedene Vorschläge bekannt» Beispielsweise enthält die Deutsehe Auslegeschrift 1 24-6 000 den Vorschlag, am Gefäß und auf der Tragringfläche keilförmige Gleitstücke einzufügen, wobei gemäß den vorhandenen Längs- und Radialabmessungen und den zu erwartenden Temperaturen aus der Wärmedehnung der Steigungswinkel der Keilstücke berechnet werden soll. Die Schwierigkeiten, ein metallurgisches, warmgängiges Gefäß zm lagern, sind gedoch bei weitem größer, als wie wenn nur von zwei Dehnungsrichtungen ausgegangen werden könnte» Bei modernen Großraumgefäßen ist es notwendig, bereits bis zu tausend Tonnen an Gewicht

A 27.2.1968

V El/La

-Gm, 4/68-

des Gefäßes der Ausmauerung und des Fut ζ inhalt es in die Tragpratzen einleiten zu müssen» Die Aufteilung der Last in eine Vielzahl von Tragpratzen scheitert an dem damit gegebenen System einer statisch unbestimmten Lagerung, d»h» es ist nicht feststellbar, welche Lastanteile einer einzelnen Pratze zukommen« Dieser Unsicherheit begegnet man dadurch, daß möglichst statisch bestimmte Lagerungen, d»h<> beispielsweise eine Dreipunktlagerung durchgeführt wird.

Die weiter auftretenden Schwierigkeiten bestehen neben der thermischen Belastung, doh» der reinen Wärmedehnung aus dem Umstand, daß der anfängliche Zustand des Wärmedurchgangs sich fortlaufend ändert, doh_E gegen Inde der Ofenreise immer mehr Wärme durch die Gefäßwandung tritt, wodurch eine erhebliche Erhitzung der Wandungsteile bis zur Rotglut in Betracht zu ziehen ist» Dieser Zustand rührt insbesondere auch daher, daß durch Auswaschungen im Innern des Gefäßes stark unterschiedlich dicke Ausmauerungsstellen entstehen, die meist noch mit Pratzenbefestigungsstellen zusammenfallen«, Die außen am Gefäßmantel inidiesen Zonen befestigten Pratzen verziehen sich, wodurch bereits ein Gleiten auf der schiefen Ebene verhindert wird«.

Gemäß einem weiteren, jedoch unveröffentlichten Vorschlag besteht die Möglichkeit, bei flachen Pratzen die ausdehnungshemmenden Kräfte der Reibung wesentlich herabzusetzen, indem in den Ausdehnungsrichtungen verlaufende Schienenführungen oder dergl«, angeordnet xferden. An und für sich sind anwachsende Spannungen in der Gefäßwandung kaum vermeidbar, jedoch ist die Festigkeit des Gefäßmantels dann gewährleistet, wenn die Spannungen in erträglichen Grenzen gehalten werden können. Durch die Ausdehnungsmöglichkeiten auf gleit-

27v2.1968 Hf

C-5324/HS 3> β

Fl/La

-Gm. 4/68-.

reibungsverminaerten Führungen wird die Gefäßspannung entscheidend herabgesetzt, jedoch tritt ein Effekt hinzu, der aus dem notwendigen Lagerspiel der Pratzenführungen herrührt« Da metallurgische Gefäße, insbesondere Stahlwerks-Eonverter, gekippt werden müssen, also eine horizontale Gefäßlängsachslage und auch die Eopfstellung einnehmen, wurde beobachtet, daß das vorhandene Pratzenlagerungsspiel zu einem ruckartigen Nachschieben des Gefäßes führt» Dabei kann es immerhin zu beträchtlichen Stoßen kommen, die zwar nicht bis zur Bruchbeanspruchung der Gefäßwandung führen, jedoch immerhin so unangenehm sind, daß durch einen heftigen Knall dieser Vorgang bestätigt wird«

Das Geräusch des Hachfallens des gesamten Gefäßes in der Pratzenführung wäre im Stahlwerksbetrieb zwar hinzunehmen, jedoch wurde ein starker Verschleiß der Pratzenführungen beobachtet, wodurch sich das Lagerspiel im Laufe der Lebensdauer des Gefäßes wesentlich erhöht, so daß die Führungen immer ungenauer werden»

Die vorliegende Neuerung hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, den aufgezeigten Nachteil des Verschleißes der Pratzenführungen zu vermeiden, wobei nicht von keilförmigen Pratzen ausgegangen wird, sondern von den an. und für sich bekannten, flachen Pratzen und Maßnahmen getroffen sind, um die aus dem hohen Gewicht und der Wärmedehnung herrührenden Reibungskräfte durch entsprechende Führungen in den Äusdehnungsrichtungen zu vermindern»

Die Feuerung geht nunmehr von dem Grundgedanken aus, das Gefäß weiter zu sichern, d=h» festzuhalten und dabei die auftretende Festhaltekraft in den Werkstoff hineinzuverlegen, d.h.» dafür den. elastischen Bereich des Werkstoffes zu benutzen» Ifeuerungsgemäß besteht die Lösung

27.2,1968

-Gm* V68-

der gestellten Aufgabe deshalb darin, daß an den Pratzen dehnfähige Bänder befestigt sind, die den Tragring an der Auflagestelle durchdringen und an der gegenüberliegenden Tragringfläche festgemacht sind« Bei der Wärmedehnung des Gefäßes kommt es im wesentlichen zu einer Zugbeanspruchung der Bänder, wobei jedoch ein Abweichen der Befestigungsstellen am Gefäß und am Tragring von der Bandachse durchaus möglich ist, was zu einer geringfügigen, beherrschbaren Spannungserhöhung innerhalb des Bandwerkstoffes führt. Die Befestigungsstellen können bereits dadurch geschaffen werden, daß die Bänder an den Pratzen und am Tragring verschweißt werden«, Von besonderem Vorteil ist ferner, daß die Bänder innerhalb der Tr_agringe verlaufen, so daß sie ohne jede Schwierigkeit durch Schaulöcher oder dergl«. Ausschnitte betrachtet und kontrolliert werden können, andererseits aber in geschützter Lage angebracht sind» Is sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten gegeben, beispielsweise können die Bandenden mittels Schraubverbindungen oder dergl., Keilen und entsprechenden Ausnehmungen im Band angebracht werden,, Die Länge des Abstandes von den Pratzen zur gegenüberliegenden Befestigungsstelle innerhalb des Tragringes stellt einen Wert dar, nach dem der in der Praxis zu erwartende Abweichungswinkel beim Verschieben der Gefäßwandung relativ zur Tragringwandung in Betracht gezogen werden kann.

Die Anwendung der Neuerung erstreckt sich nicht nur auf die axiale Richtung, sondern bietet weitere Vorteile für das in die sogenannte Bauchlage gekippte Konvertergefäß» Danach ist es auch möglich, das Gefäß mittels der Bänder zum Tragring zu zentrieren, d„h„ die in der horizontalen Gefäßachslage auftretenden Kräfte aufzufangen«, Heuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für metallurgische Gefäße mit Gefäßmantel- und TragringvorSprüngen

; ψ ■

- 3 - 27.2.1968

(-5324/HS 3}

Fl/La : -Gm. 4/68^:-

zusätzliGhe₅ etwa parallel zur Tragring-Stirnebene verlaufende Bänder vorgesehen sind» Insbesondere bei radialer Wärmedehnung schwenken diese Bänder aus und verlagern sich entsprechend der axialen Dehnung auch in dieser Richtung. Je nach der geforderten Nachgiebigkeit Ist es vorteilhaft, nach der einen oder anderen Eichtung ein größeres WiderStandsmoment durch geeignete Wahl des Bandquerschnittes zu bewirken»

So ist es für die axiale Sefäßausdehnung nach der weiteren Heuerung von Vorteil, daß die Bänder rechteckigen Querschnitt aufweisen und mit ihrer Breitseite senkrecht auf einer !Radialen zur Gefäßmitte stehen., !ür die etwa parallel zur Tragring-Stirnebene verlaufenden Bänder kann eine ähnliche Anordnung vorgesehen werden.

Gemäß einer Verbesserung der Neuerung ist vorgesehen«, daß die Bänder mittels der Befestigungselemente oder besonderer Streckvorrichtungen vorspannbar sind» Die in der jeweils vorhandenen Gefäßachslage auftretenden Kräfte können dazu benutzt werden, die an und für sich auftretenden KOrmalspannuhgen zu vermindern» Dafür ergeben sich insbesondere in der Bauchlage des- Gefäßes mit deren hohen Gefäßmantelbeanspruchungen Torteile«

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Neuerung schematiseh dargestellt und im folgenden näher erläutert:

Fig« 1 zeigt die Einzelheit der Bandbefestigung in axialer Eichtung des Gefäßes, wobei nur ein senkrechter Schnitt mit einem Pratzenpaar und dem Tragring gezeigt ist,

Fig« 2 stellt die Draufsicht auf einen Umfangsteil des Tragringes und den angrenzenden

■ - 6 -

79

- 6 ■- -(532VHS 3)·

Fl/La -Gm. 4/68-

G-efäßteil dar. Biese Darstellung gilt für das Beispiel der parallel zur Tragring-Stirnebene Terlaufenden Bänder.

Gemäß Figur 1 sind an der Gefäßwandung 1 befestigte, obere Tragpratzen 2 und untere Tragpratzen 3 vorgesehen₉ die sich, jeweils bei Hormal- oder Kopflage des Gefäßes auf den Tragring 4 abstützen. Der Tragring 4 besteht im wesentlichen aus einem geschweißten Kastenprofil mit ringförmigen bzw. quer dazu verlaufenden Yerrippungen 5 und 6. Auf ähnliche Weise sind die Tr_agpratzen 2 und aufgebaut und an die Gefäßwandung 1 angeschweißt. Auf dem Tragring 4 laufen die Pratzen 2 und 3 in Führungen und können auch weiter nicht gezeigte Gleitschienen aufweisen, die zur Reibungsverminderung bei der Wärmedehnung der Pratzen beitragen.

Gemäß der Neuerung sind nunmehr jeweils an den Pratzen 2 und 3 dehnfähige Bänder 8 und 9 befestigt, die durch Ausnehmungen 10 des Tragringes 4 geführt sind und mit ihrem anderen IDnde jeweils bei 11 an den Pratzen 2 und fest eingespannt sind« Die -JSinspannungen 11 können aus reinen Schweißbefestigungen_r aus Schraubverbindungen, Keilen oder dergl. bestehen. Auch die an der Querveri rippung 5 angelenkten Baden der Bänder 8 sind so zu befestigen.

Bei Bewegungen der Pratzen 2 und 3s herrührend aus Gewichts- oder lärmespannungen oder aus besonderen Belastungszustanden bei den einzelnen Gefäßachslagen ist eine Verlagerung der Pratzen 2 und 3 durchaus möglich,: weil es zur Biegung der Bänder 8 bzw» 9 kommt. Insbesondere axiales Dehnen und radiales Dehnen kann durch die Bänder aufgefangen werden.

- 7 - ■ 27*2o1968

-(5324/HS 3}

Fl/La 4Gm. 4/68-

Gemäß Figur 2 sind gleiche oder ähnliche Bänder 12 vorgesehen, die in der bereits beschriebenen Weise mittels Einspannungen 11 nunmehr auch parallel zur Tragring-Stirnebene 4a verlaufend an Vorsprüngen 13 der Gefäßwandung 1 und an solche 14 des Tragringes 4 angeschlossen sind,

ifenn es zu einer unterschiedlichen Ausdehnung des Tragringes 4 kommt, verschwenken die Torsprünge 14 in Pfeilrichtung 15₅ oder es gibt eine Überlagerungsbewegung in Pfeilrichtung 16, die jedoch alle durch die Elastizität des Bandes 12 aufgefangen werden können< > Dasselbe gilt für das Verziehen der Vorsprünge 13 in Pfeilrichtung 17 sowie für eine Bewegung des Vorsprunges 13 in rein radialer Richtung 18. Die Anordnung der Bänder 12 braucht nicht in der dargestellten, etwa tangentialen Richtung zum Gefäßumfang zu erfolgen, sondern kann unbeschränkt, entweder in größerer Anzahl über den Tragringumfang verteilt und / oder auch in nur zwei parallelen Eichtungen an zwei Umfangsstellen erfolgen.

Von besonderem Vorteil ergibt sich die Möglichkeit„ die Bänder je nach den Erfordernissen ausführen zu können. Beispielsweise kann nur ein Bereich im Anlen» kungsteil in der reinen Bandquerschnittsform ausgeführt werden, und in der Bandmitte befinden sich dann Verstärkungen, Sine geeignete, zusammengesetzte Bandquerschnittsform kann auch dazu dienen, eine Durchbiegung des Bandes an den Einspq.nnstellen 11 zu gestatten, jedoch hinsichtlich Figur 2 eine Bewegung senkrecht zur Zeichenebene zu ermöglichen. Gewissermaßen besteht dann das Band 12 aus zwei Längsteilen, die durch eine besondere Gelenkstelle in der litte miteinander verbunden sind.

Claims (1)

ΡΑ127125 BSBiLiG Ait ienges el Isohaft, Ι|Π' ' 2?. 2.1968 Duisburg, Wolfgang-Reuter-Piatz -(-5524/HS 3} ία/La Schutzansprüche

1. Befestigungsvorrichtung für metallurgische insbesondere Stahlwerks-Konverter, die auf einem das Gefäß mit Abstand umgebenden Tragring mittels gefäßmantelfester Pratzen abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß an den Pratzen (2,3) dehnfähige Bänder (8,9) befestigt sind (11), die den !Tragring (4) an der Auflagestelle (7) durchdringen und an der gegenüberliegenden Tragringfläche festgemacht sind (11).

2«. Befestigungsvorrichtung für metallurgische Gefäße, insbesondere Stahlwerks-Eonverter, mit Gefäßmantel= und Tragringvorsprüngen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,

daß zusätzliche, etwa parallel zur $ragring-Stirn„ ebene (4a) verlaufende Bänder (12) vorgesehen sind»

3* Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, .

daß die Bänder (8,9*12) rechteckigen Querschnitt aufweisen und mit ihrer Breitseite senkrecht auf einer Radialen zur Gefäßmitte stehen.

4ο Befestigungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3$ dadurch gekennzeichnet,

daß die Bänder (8,9_S12) mittels der Befestigungselemente (11) oder besonderer Streckvorrichtungen vorspannbar sind»