DE2223909A1

DE2223909A1 - Tragvorrichtung für ein Konvertergefäß

Info

Publication number: DE2223909A1
Application number: DE19722223909
Authority: DE
Inventors: Masahiko; Imaida Takayuki; Funakoshi Hiroyoshi; Kitakyushu Fukuoka Seki (Japan). C21d 9-08
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1972-12-07
Also published as: AU463042B2; IT955633B; DE2223909B2; US3797815A; AU4237972A; BR7203191D0; GB1350341A; ZA723434B; TR17026A

Description

Dr. Werner Häßler

Patentanwalt Lüdenscheid, 16. Mai 1972 -3

588 L O DENSC H EID _A 72 66

Asenberg 3S-Postfach 1704

■' Anmelderin: Firma Nippon Steel Corporation

6-3, Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

j Tragvorrichtung für ein Konvertergefaß

ι

j Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für ein Konverter-• gefäß, bei der zwei sich auf Ständern abstützende Tragzapfen
an einem Tragring jeweils zwischen einem oberen und einem
unteren Tragansatz gehalten sind und bei der die Tragansätze
j an der Gefäßaußenwand befestigt sind. j

I ■ j

! Beim Auskippen des Konverters verschiebt sich der Schwerpunkt j des Gefäßes, was teilweise stoßartige Belastungen für die Trag- j

Vorrichtung bedingt.

Eine Tragvorrichtung für ein Konvertergefäß mit großem Fas- j j sungsvermögen umfaßt zwei Tragzapfen, die auf Ständern aufge- ί

i !

j nommen sind. Die Tragzapfen sitzen an einem Tragring und sind j j zwischen oberen und unteren Tragansätzen der Gefäßwandung ge- j

ι ■

i halten. ' · i

Beim Betrieb des Konverters treten bekanntlich sehr hohe Innen- !

j i

j temperaturen auf, die eine Wärmedehnung des Gefäßes in radialer ' j Richtung und in axialer Richtung bedingen. Das Gefäß und der J j Tragring sind zwei getrennte Teile, die nicht werkstoffeigene j ; Verbindungen miteinander haben. Die Wärmedehnung erfolgt ins- !

1 I

J besondere in Achsrichtung des Gefäßes,, also in vertikaler ; ^<[-~- .-■- - 2 0 9S.5-Ö-/-Ö-7-6-4 ^!

!Richtung. Da der thermische Expansionskoeffizient des Tragrings ;

j ■

j kleiner als derjenige des Gefäßes ist, bildet sich ein Spiel '

!zwischen diesen Teilen im Abstützbereich für das Gefäß aus.

Eine weitere Ursache für ein unerwünschtes Spiel zwischen !

einzelnen Teilen der Tragvorrichtung liegt in der Verformung , des Gefäßes oder der Tragvorrichtung infolge Alterungsvor-

jgangen nach langer Betriebszeit. Wenn ein solches Spiel inner- j

-halb der Tragvorrichtung aufgrund der Wärmedehnung oder der ;

1 '

!Alterung vorhanden ist, ergibt sich beim Umkippen des Konver- ■

|ters über 90° bis zu 180° ein Fallen des Gefäßes mit vollem ·

ι Gewicht von dem oberen Tragansatz auf den unteren Tragansatz I um das Maß des genannten Spiels. Dies bedingt eine Stoßbelastung, des Tragrings, der Lager für die Tragzapfen und andere? Teile,

[wodurch die Tragvorrichtung beschädigt wird. ;

j ^;

;Die japanische Bekanntmachungsschrift 5 322/1967 sieht vor, daß ^j

!das Gefäßgewicht durch frei verschiebbare Tragansätze aufge- ;

nommen wird, die über die scheibenförmigen Köpfe der Tragzapfen _i greifen, die um das Gefäß herum befestigt sind. Nach dem japainischen Gebrauchsmuster 15 926/1968 ist die Tragvorrichtung so
laufgebaut, daß eine sich verjüngende Auskleidung im Unterteil

!derselben benutzt wird. Hierdurch sollen ungünstige Einflüsse j

der Wärmedehnung in radialer und vertikaler Richtung des Ge- ι

fäßes ausgeschaltet werden. I

j !

ι Diese bekannten Vorrichtungen sind gegenüber Störung infolge ^!

j der Vi/arme dehnung und der Kontraktion des Gefäßes weitgehend j !wirksam, insbesondere weil Beschädigungen durch Stöße infolge

j eines unerwünschten Spiels zwischen den Teilen der Tragvor- ;

j richtung ausgeschaltet werden, die von einer Dehnung des Gefäßes·

I in Richtung der Gefäßachse bewirkt werden könnten. ^;

I i

! Im praktischen Betrieb spielen jedoch auch Verformungen oder ι !Verwindungen infolge Alterung eine Rolle, die im einzelnen nicht!

j vorhersehbar sind. Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung ■ einer Tragvorrichtung, die auch beim Auftreten von bleibenden

Verformungen sowie von Verformungen infolge von .Värmedehnung \

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j ein spielfreies und stoßfreies Auskippen des Gefäßes ermöglicht,-j indem ein gleichmäßiger Übergang des Schwerpunkts des Gefäßes : I sichergestellt ist. ,

3
ι

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst _r daß obere
Tragelemente jeweils mit einem Endteil an einem oberen Traganj satz sitzen und mit dem jeweils anderen Endteil aus einer -j Gleitplatte in einer Führungsnut an der Oberseite des Tragrings
i in radialer Richtung des Gefäßes verschiebbar sind,, wobei die
I beiden Endteile teilweise frei gegeneinander verschiebbar sind, ^: j und daß untere Tragelemente mit einem Endteil an einem Tragan- ι ■ satz und mit dem anderen Endteil an dem Tragring befestigt < j sind, wobei zur freien gegenseitigen Verschiebbarkeit der End-
; teile in radialer Richtung des Gefäßes ein einen halbkreis- '■ förmigen Querschnitt aufweisender Gleitkopf des einen Endteils \ in dem anderen Endteil verschiebbar ist.

j Diese Ausbildung der Tragvorrichtung ergibt den Vorteil, daß · ¹ sich Dehnungen und Verformungen in radialer Richtung in vollem

Umfang ausgleichen können, ohne die gegenseitige Passung der j

Tragelemente zu beeinflussen. Jedoch auch Dehnung oder Ver- i j formungen in axialer Richtung des Gefäßes werden so von der

j Tragvorrichtung aufgenommen, daß auf der Seite eines jeden j

Tragzapfens eine Auflage in mindestens drei Punkten gewähr- i

! leistet ist. Infolgedessen wird die Belastung bei einer Kipp- '

bewegung gleichmäßig übernommen, so daß keine Stoße auf die !

Tragvorrichtung auftreten können." !

i Die Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen unter ■ j Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in

, denen darstellen: ·

; Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Konverters mit einer |

! Ί

j Tragvorrichtung nach der Erfindung, j

! Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in .Pig. 1, I

• Fig. 3 eine Stirnansicht eines oberen Tragelements, |

j Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, j

2 0 9 8 5 0 / Π 7 6 h

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3»

Fig. 6 eine Stirnansicht eines unteren Tragelements,

Fig. 7 einen'Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 8,

Fig. 8 Ansichten der Tragvorrichtung mit dem Konverter

bis 13 in verschiedenen Betriebsstellungen und

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten

Ausführungsform der Erfindung.

Die Tragvorrichtung für das Konvertergefäß besteht im wesentlichen aus oberen Tragelemehten 11 und unteren Tragelementen

31. Jeweils an vier Stellen der Außenwand des Oberteils des Gefäßes 1 oberhalb eines Tragrings 2 befindet sich ein oberer Tragansatz 4.

Nach den Fig. 1 bis 5 gehören zu einem oberen Tragelement 11 ein Führungsstück 12, ein Gleitstück 20 und eine Kugelaufnahme. Dieses Tragelement befindet sich zwischen dem Tragring 2 und dem oberen Tragansatz 4. Jedes Führungsstück 12 umfaßt zwei Anschlagleisten 13 und 14, die von der Oberfläche des Tragrings 2 in vorgegebenen Abständen in Umfangsrichtung abstehen. Die einander zugewandten, parallel zueinander ausgerichteten Stirnj flächen der Anschlagleisten 13 und 14 liegen senkrecht gegenüber der Oberfläche des Tragrings und sind als Führungsflächen 15 und 16 wirksam; die Oberfläche des Tragrings 2 bildet zusammen mit den Führungsflächen 15 und 16 eine Führungsnut, die in radialer Richtung zu dem Gefäß 1 ausgerichtet ist. Auch in Kippstellung des Gefäßes 1 nehmen die Anschlagleisten 13 und das Gewicht des Gefäßes 1 auf, so daß jeweils Verstärkungen und 18 zur Aufnahme dieser Belastung vorhanden sind.

Das Gleitstück 20 umfaßt eine rechtkantige Gleitplatte 21 sowie einen halbkugelformigen Gleitkopf 22, der aus der Oberfläche der Gleitplatte 21 herausragt. Die Gleitplatte 21 ! ist innerhalb der Führungsnut 19 in radialer Richtung bezogen auf das Gefäß 1 verschiebbar.

Die Aufnahme 23 ist mit Schraubbolzen 5 oder äquivalenten

I ' ι

!Elementen an dem oberen Tragansatz 4 befestigt. Eine halb- ' j kugelförmige Kugelpfanne 24 ist als Gegenstück zu dem Gleit- I

kopf 22 ausgebildet, so daß derselbe innerhalb der Kugelpfanne , frei verschwenkbar ist. !

ι Insgesamt sind vier obere Tragelemente 11 gleicher Ausführung ί

I ■ ,

■vorhanden, die jeweils symmetrisch auf beiden Seiten der j

I ;

j Achse X-X der Tragzapfen 3 nach Fig. 2 angeordnet sind. j Diese vier Tragelemente 11a und 11b sowie 11c und 11d liegen j

auf Linien Y-Y und Z-Z, die parallel zur Achse X-X der i

Tragzapfen 3 verlaufen. Im Rahmen der dargestellten Ausfüh- j

rungsform sind vier obere Tragelemente 11 vorhanden. Je nach · ,

dem Fassungsvermögen, der Form und anderen Größen des Kon- j

verters kann man die Anzahl dieser Tragelemente ändern. Unab- j

hängig von ihrer Anzahl müssen die Tragelemente jedoch in der j

beschriebenen Weise angeordnet sein. ί

Nach den Fig. 6 und 7 sind zwei untere Tragansätze 6 an gegen- j

überliegenden Stellen des Gefäßes 1 auf dessen Außenwand j

j unterhalb der Tragzapfen 3 befestigt. Ein unteres Tragelement j

31 umfaßt einen Gleitkopf 32 mit halbkreisförmigem Querschnitt ί

und eine Aufnahme 33 mit ebenfalls halbkreisförmigem Quer- j

j schnitt. Das jeweilige Tragelement befindet sich zwischen dem I

Tragring 2 und dem unteren Tragansatz 6. Der Gleitkopf 32 j

ist blockartig mit einem Halbkreisquerschnitt ausgebildet. Er ! j ist in Achsrichtung der Tragzapfen 3 ausgerichtet und an der

i oberen Abschlußplatte des Tragansatzes 6 derart befestigt,
ι daß die bogenförmige Oberfläche nach oben weist. Die Auf-

j ι

nähme 33 besitzt eine Kinne 34 mit Halbkreisquerschnitt, die j

ebenfalls in Achsrichtung des Tragzapfens 3 ausgerichtet ist. ί

Diese Aufnahme ist an der Unterseite des Tragrings 2 gegen- i

; über dem Tragansatz 6 befestigt. Die Kinne 34 nimmt den j

j Gleitkopf 32 auf, |

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j -6- 1

I :

!so daß derselbe frei verschiebbar ist. Jeweils das.untere Trag- ; element 31 befindet sich unterhalb und in der Nähe des zugeord- : neten Tragzapfens 3₅ damit das Gefäß 1 möglichst stabil abge- ' istützt werden kann. ;

j Die Arbeitsweise der beschriebenen Tragvorrichtung soll nunmehr j !unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden. Wenn '

!sich nach den Fig. 1 und 6 das Gefäß 1 durch Erwärmung ausdehnt :

j j wird eine mögliche Verschiebung des unteren Tragelements in i radialer Richtung des Gefäßes durch eine entsprechende Verschie-j bung der Aufnahme 33 gegenüber dem Gleitkopf 32 längs der j i Gleitfläche mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgeglichen. Nach, Fig. 9 bewirkt eine Verzerrung des Gefäßes infolge einer Wärme- ! dehnung in Richtung der Gefäßachse V-V in vertikaler Richtung , ein Spiel S zwischen der Aufnahme 33 und dem Gleitkopf 32. ; Wenn das Gefäß 1 des Konverters mit diesem unerwünschten Spiel ι zum Ausgießen in der durch den Pfeil R nach Fig. 10 angegebenen j Richtung gekippt wird, kommen die seitlichen Abschnitte 32a :

] und 33a des Gleitkopfes 32 und der Aufnahme 33,die jeweils zu ^: dem unteren Tragelement gehören, miteinander in Berührung, weil ' das infolge der Pendelbewegung des Gefäßes 1 im Zentrum P der ι

j Kugel des Gleitkopfes 22 des oberen rechten Tragelements 11 j wirksame Moment infolge der Verschiebung des Schwerpunktes G j des Gefäßes 1 von links nach rechts bezogen auf die Senkrechte ! N-N durch den Mittelpunkt P der Kugel des Gleitkopfes 22 im ; Sinne der genannten Anlage wirkt. In den Fig. 10 bis 12 geben j jeweils die Vektoren Ka und Kb die unteren und oberen Angriffspunkte der Belastung durch diese Pendelwirkung an. ;

¹ Wenn das Gefäß 1 um einen Winkel von 90 gekippt ist, so daß ι

die Achse horizontal verläuft, wird der Oberteil des Gefäßes I

i am Berührungspunkt zwischen der kugelförmigen Aufnahme 23 und ι

j dem halbkugelförmigen Gleitkopf 22 aufgenommen. Das Gewicht >

des Gefäßunterteils wird im Berührungspunkt zwischen der Auf- i

j nähme 33 und dem Gleitkopf 32 abgefangen, so daß kein Nach- '

j fallen des Gefäßes 1 infolge des Spiels S auftritt, infeigelb dessen ergibt sich keine Schlagwirkung.

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Wenn das Kippen des Gefäßes 1 sich über 90° bis zu 180° fortsetzt, wird das Gefäß 1 weiterhin in den genannten Abstützpunkten abgestützt. Dabei wird das Gewicht des Gefäßes 1 in zunehmendem Maß von der Aufnahme 33 und dem- Gleitkopf 32 gemäß Fig. 12 übernommen. Schließelich bei vollständxgem Kippen um 180° gemäß Fig. 13 ruht das Gefäß mit seinem gesamten "Gewicht ]auf dem unteren Tragelement, so daß das Gefäß 1 allein in den ]unteren Abstützpunkten abgestützt wird.

I Eine Wärmedehnung des oberen Tragelementes in Richtung des Ge-fäßradius wird durch das Gleiten des jeweiligen Gleitelementes 20 innerhalb der Führungsnut 19 in radialer Richtung des Gefäßes ausgeglichen, wie dies durch den Pfeil A in Fig. 5 angegeben ist.

Bei einer Verformung des Gefäßes 1 infolge einer Schweißung, einer Alterung oder aus anderen Gründen wird sich das obere Tragelement 4 auf komplizierte Weise verschieben, die sich aus drei Bewegungselementen zusammensetzt, nämlich einer Kippbewegunjg B der Horizontalebene in Richtung des Gefäßradius, einer Kippbewegung C in der Richtung senkrecht zu dem Gefäßradius und einer Bewegung A in der angegebenen Richtung. Diese komplizierten Bewegungsgrößen des Gefäßes, die auch die thermische Verformung einschließen, lassen sich bei Anwendung der Erfindung leicht ausgleich. Verschiebungen infolge der genannten

Kippbewegung B der Horizontalebene in axialer Richtung des ι
I Gefäßes und der genannten Kippbewegung C in einer Richtung senkrecht dazu werden durch entsprechende Gleitbewegungen des halbkugelförmigen Gleitkopfes 22 innerhalb der Aufnahme 23 ■ ausgeglichen. Verschiebungen in Pfeilrichtung A in radialer Richtung des Gefäßes lassen sich in der bereits beschriebenen Weise ausgleichen. .

Diese vergleichsweise einfache Tragvorrichtung nach der Erfinl dung unter Verwendung von sphärischen Gleitflächen ermöglicht \ eine wirksame Abstützung des Konvertergefaßes , Damit lassen < sich ochlÜRe oder otöße beim Kippvorgang des Gefäßes aus-

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ι ;

j schalten, weil der Schwerpunkt des Gefäßes gleichmäßig überge- |

(führt wird, auch wenn eine komplexe thermische Verformung des ^!

Gefäßes oder der Tragvorrichtung vorliegt. Damit lassen sich ^:

nicht nur Beschädigungen der Tragvorrichtung ausschalten, ;

I sondern man erreicht auch eine Verlängerung der Lebensdauer j

!derart, daß die Tragvorrichtung auch beim Auftreten von ther- J

j mischen Verformungen brauchbar bleibt, solange diese ther- j

' mischen Verformungen bestimmte Grenzen nicht überschreiten. i

'Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wo j j ein halbkugelförmiger Gleitkopf 22' an dem Tragansatz sitzt,

j Eine Kugelaufnahme 23' sitzt in einer Führungsnut und stützt j

j sich an dem Tragring 2 ab. Die Gleitflächen sind damit umge- j

kehrt wie zuvor beschrieben angeordnet. In weiterer Abwandung j

der Erfindung können auch die Gleitteile des unteren Tragele- i

I ments in umgekehrter Weise angeordnet sein. Man kann α ie j

j Gleitelemente der unteren und oberen Tragelemente in unter- !

I schiedlicher //eise ausbilden. ϊ

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Claims

j — 9 -

Patentansprüche ι

11. Tragvorrichtung für ein Konvertergefäß, bei der zwei sich
j auf Ständern abstützende Tragzapfen an einem Tragring jeweils
!zwischen einem oberen und einem unteren Tragansatz gehalten
^! sind und bei der die Tragansätze an der Gefäßaußenwand bejfestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß obere Tragelemente
^;(11) jeweils mit einem Endteil an einem oberen Tragansatz
: (4) sitzen und mit dem jeweils anderen Endteil aus einer
!Gleitplatte (21) in einer Führungsnut (19) an der Oberseite des
\ Tragrings (2) in radialer Richtung des Gefäßes verschiebbar
I sind, wobei die beiden Endteile teilweise frei gegeneinander
j.verschiebbar sind, und daß untere Tragelemente (31) mit einem
I Endteil an einem Tragansatz (6) und mit dem anderen Endteil

■ an dem Tragring (2) befestigt sind, wobei zur freien gegen-I seitigen Verschiebbarkeit der Endteile in radialer Richtung
] des Gefäßes ein einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisender!

I Gleitkopf (32) des einen Endteils in dem anderen Endteil ver-

: schiebbar ist.

; 2. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-■ daß jedes obere Tragelement (11) ein an der Oberfläche des
j Tragrings (2) befestigtes Führungsstück (12), ein Gleitstück

(20) mit einem halbkugelformigen Gleitkopf (22) sowie eine ! I Aufnahme (23) mit einer halbkugelformigen Kugelpfanne (24) \ I zur Aufnahme des Gleitkopfes (22) umfaßt, wobei der halbkugel- ,

! j

förmige Gleitkopf (22) oder die halbkugelförmige Kugelpfanne '

(24) auf der Seite des Tragansatzes (4) und die halbkugel- I

förmige Kugelpfanne (24) oder der halbkugelförmige Gleitkopf !

(22) an der Gleitplatte (21) sitzen, welche innerhalb der ge- i

nannten Führungsnut (19) frei in radialer Richtung des Gefäßes .

verschiebbar ist, und daß jedes untere Tragelement (31) aus ^: einem Gleitkopf (32) mit halbkreisförmigem wuerschnitt, dessen
Achse in Achsrichtung des Tragzapfens (3) ausgerichtet ist,sowie

einer Aufnähme (33) mit einer halbkreisförmigen, ebenfalls in ■

radialer Richtung des Gefäßes ausgerichteten Rinne (34) be- :

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- ίο -

!steht, wobei der Gleitkopf (32) oder die Aufnahme (33) an der ■Unterseite des Tragrings (2) und die Aufnahme (33) oder der j Gleitkopf (32) an der Oberseite des unteren Tragansatzes be-■ festigt sind.

! 3· Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-I zeichnet, daß mehrere obere Tragelemente (11) über den und

symmetrisch zu den Tragzapfen (3) auf geraden Linien Y-Y, Z-Z) .parallel * zueinander angeordnet sind und daß zwei untere j Tragelemente (31) sich auf gegenüberliegenden Seiten des j Gefäßes (1) unterhalb der Tragzapfen (3) befinden.

j 4. Tragvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenni zeichnet, daß Anschlagleisten (13, 14) des Führungsstücks j (12) in vorgegebenen Abständen in Umfangsrichtung auf dem j Tragring (2) mit parallel zueinander ausgerichteten, einander ; J vertikal gegenüberstehenden Führungsflächen (15» 16) angeordnet j sind, wobei die Anschlagleisten (13» 1^z0 mit der Oberfläche \ des Tragrings (3) eine Führungsnut (19) zur Führung der Gleit- _: platte (21) bilden. !

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