DE3228726A1

DE3228726A1 - Vorrichtung zur verbindung mehrerer leitungen

Info

Publication number: DE3228726A1
Application number: DE19823228726
Authority: DE
Inventors: Hugues 57000 Metz Zanetta
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1981-08-03
Filing date: 1982-07-31
Publication date: 1983-02-17
Also published as: IT1206099B; JPS5834286A; NL8202961A; BR8204534A; FR2510715A1; IT8222550A0; FR2510715B1; BE893958A; LU84309A1

Description

DR.-ING. EUGEN MAIER DR.-ING. ECKHARD WOLF

PATENTANWÄLTE

STUTTGART

- 4 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

INSTITUT DE RECHERCHES DE LA SIDfiRURGIE FRANQAISE

185, rue President Roosevelt Saint Germain-en-Laye, Yvellnes (Frankreich)

Vorrichtung zur Verbindung mehrerer Leitungen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Verbindung einer Mehrzahl von Leitungen, insbesondere solcher Leitungen, die eine ortsfest angeordnete Quelle eines flüssigen oder gasförmigen Mediums mit einer rotierenden Verbraucherstelle verbinden.

Solche Vorrichtungen finden insbesondere bei metallurgischen Kippbehältern, beispielsweise Stahlkonvertern, Verwendung, bei denen das zum Frischen des Metalls eingeblasene Fluid den im Boden des Konverters angeordneten Winddüsen über die Schwenkzapfen zugeführt wird.

Man kann tatsächlich danach trachten, den Fluß eines Fluids zum Frischen des Metalls durch jede einzelne Winddüse individuell beherrschen zu können, ohne daß eine Beeinflussung

IRSID - 5 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

des Flusses durch eine Winddüse Auswirkungen auf die dynamischen Gegebenheiten des Flusses durch die übrigen Düsen hat.

Es besteht daher das Bedürfnis, einen Schwenkzapfen mit einer Mehrzahl von Durchlässen so auszubilden, daß eine Verbindung zwischen den an der Wand eines Konverters angeordneten Verbraucherleitungen und den an eine ortsfeste Fluidquelle angeschlossenen Zuleitungen, unabhängig von ihrer Anzahl, gewährleistet ist.

Indessen können hierbei Schwierigkeiten auftreten. Wenn man durch einen vorgegebenen, hohlen oder Bohrungen aufweisenden Schwenkzapfen eine möglichst große Zahl von Fluidströmen unabhängig voneinander hindurchführen will, sieht man sich Schwierigkeiten gegenübergestellt, die daraus resultieren, daß die zur Verfügung stehende Querschnittsfläche des Schwenkzapfens nicht ausreicht, um für jede einzelne einer großen Zahl von Rohrleitungen ein Verbindungsstück vorzusehen.

Dieses Problem konnte mit aus dem Stand der Technik sich ergebenden Anordnungen nicht befriedigend gelöst werden.

Einerseits stellt eine beispielsweise in der US-PS 3 477 beschriebene Anordnung einer Mehrzahl von mit dem Schwenkzapfen verbundenen Kupplungen aus Platzgründen und auch wegen der hierbei auftretenden Dichtungsprobletnen keine befriedigende Lösung dar.

Andererseits kann auch eine in der FR-PS 2 405 996 vorgeschlagene Lösung dieses Problems insofern nicht befriedigen,

a «r *

IRSID - 6 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

als bei dieser Vorrichtung nur eine einzige, mehrere Auslässe aufweisende Drehverbindung vorgesehen ist, die oberhalb und im Abstand von dem Schwenkzapfen angeordnet ist. Das Problem, die verschiedenen Fluidströme unabhängig voneinander zu beeinflussen, wird durch diese vorbekannte Anordnung nicht gelöst.

Darüberhinaus beschreibt die FR-PS 2 25 3 093 eine an einem Konverter angeordnete Verbindung mit mehreren Durchlässen, bei der die mit dem Konverter starr verbundenen Verbraucherleitungen mittels biegefähiger, auf einer mit dem Konverter verbundenen Trommel aufgerollter Rohre mit ortsfest angeordneten Zuleitungen verbunden sind. Das Problem, wie man in der Ebene des Schwenkzapfens eine verbaltnsimäßig große Zahl von Verbindungen anordnet, ist auch hier nur unbefriedigend gelöst, da bei dieser Anordnung der Schwenkzapfen ,durch ein Rad mit großem Durchmesser ersetzt wurde, das mit Rollenträgern zusammenwirkt, um die Kippbewegung des Konverters zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorgenannten Art zur dichten Verbindung mehrerer Leitungen so auszubilden, daß die Zahl der Durchlässe infolge des Raumbedarfs der entsprechenden Zahl von Verbindungsorganen nicht begrenzt ist.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, in einem Schwenkzapfen eine verhältnismäßig große Zahl von Durchlässen vorzusehen, ohne die vorhandene Einrichtung wesentlich verändern zu müssen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung

IRSID - 7 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

gelöst, die die im Kennzeichen des Anspruchs l angegebenen Merkmale und vorteilhafterweise die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist somit ebenfalls ein metallurgischer bodenblasender Behälter, der um Zapfenlager kippbar ist, von denen mindestens eines einen hülsenförmigen Schwenkzapfen aufweist und der darüberhinaus einzeln oder in Kombination folgende Merkmale aufweist:

- einen Bohrungen aufweisenden Block mit den Merkmalen des Anspruchs 1, der mit dem Schwenkzapfen fluchtend angeordnet ist und dessen die Sacklochbohrungen aufweisende Stirnfläche gegenüber dem Schwenkzapfen abgedreht ist,

- Zuleitungen, die die Querbohrungen des Blocks mit ortsfest angeordneten Einrichtungen verbinden,

- mit dem metallurgischen Behälter verbundene, den Schwenkzapfen durchsetzende Verbraucher leitungen, die die im Boden des Behälters angeordneten Winddüsen mit den Sacklochbohrungen verbinden.

In der Zeichnung ist in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Achsenschnitt durch den Block nach der Schnittlinie A-A der Fig. 3,

Fig. 2 eine Seitenansicht des mit einem im Schnitt dargestellten Schwenkzapfen verbundenen Blocks mit der dichten Verbindung der Verbraucherleitungen mit den Zuleitungen,

IRSID - 8 - A 12 680

j i - dm

29.7.1982

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Block nach der Schnittlinie B-B der Fig. 2,

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch die sich gegenüberliegenden, miteinander verbundenen Teile des Blocks und des Schwenkzapfens in gegenüber Fig. 2 vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 einen axialen Schnitt durch die Gesamtvorrichtung,

Fig. 6 einen Schnitt durch die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung nach der Schnittlinie E-E der Fig. 5,

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch den Schwenkzapfen nach der Schnittlinie D-D der Fig. 2.

Der längliche, Bohrungen aufweisende Block 1 weist eine Anzahl von kranzförmig um die Achse 3 angeordneten Sacklochbohrungen 2 und eine gleiche Anzahl von Querbohrungen 4 auf, die in die Sacklochbohrungen 2 an deren geschlossenem Ende münden. Die Sacklochbohrungen 2 münden in dieselbe Stirnfläche 5 des Blockj während die Querbohrungen 4 in die Seitenfläche des Blocks münden.

Der die Bohrungen aufweisende Block 1 weist eine rechtwinklige Quaderform auf, von dessen Seitenflächen nur die beiden großen Flächen 6, 6· Bohrungen 4 aufweisen. In diese Bohrungen münden die Zuleitungen 9 über Krümmer 7, die dieselbe Form aufweisen und daher auswechselbar sind.

Die Sacklochbohrungen 2 sind in zwei gleiche Gruppen aufgeteilt, die symmetrisch zur Ebene A-A der Fig. 3 halbkranzförmig angeordnet sind. Die eine unterschiedliche Tiefe aufweisenden Sacklochbohrungen 2 - in dem dargestellten Ausfüh-

IRSID - 9 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

rungsbeispiel die fünf Sacklochbohrungen - sind so angeordnet, daß jede Bohrung gegenüber der einen Nachbarbohrung eine kürzere und gegenüber der anderen Nachbarbohrung eine größere Tiefe aufweist. Die am oberen und am unteren Ende eines Halbkranzes angeordneten Bohrungen weisen die geringste bzw. die größte Tiefe auf, so daß die Tiefe der dazwischen liegenden Bohrungen zu- bzw. abnimmt.

Da die Querbohrungen 4 in die Sacklochbohrungen 2 in der Nähe deren geschlossenen Enden einmünden, sind die in den Seitenfläche 6,6* liegenden Öffnungen der Querbohrungen 4 sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gegeneinander versetzt.

Diese Besonderheit, die nicht auf einen quaderförmigen, Bohrungen aufweisenden Block beschränkt ist, ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Sie ermöglichst es, die Rohrschellen 8 des Bündels der Zuleitungen 9 ohne gegenseitige Behinderung anzuordnen,und so zu vermeiden, daß die Anordnung dieser Rohrschellen eine Beschränkung der Anzahl der Sacklochbohrungen 2 zur Folge hat. Die Anzahl der in dem Block angeordneten Sacklochbohrungen 2 ist ausschließlich dadurch beschränkt, daß zwischen den einzelnen Sacklochbohrungen ein gewisser Mindestabstand eingehalten werden muß, um eine ausreichende Festigkeit des Blocks zu gewährleisten.

Will man die Abmessungen des Blocks 1 möglichst weitgehend reduzieren, so kann dies dadurch erreicht werden, daß man den Abstand zweier benachbarter Mündungen der Querbohrungen 4 auf den Seitenflächen 6,6' auf ein Maß verringert, das im wesentlichen der Breite einer Rohrschelle 8 entspricht, wie dies die Fig. 2 und 3 zeigen.

- 10 -

IRSID - 10 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

Auf diese Weise wird die Tiefe der einzelnen Sacklochbohrungen 2 bestimmt, so daß man in der oberen Hälfte des Blocks Material einsparen und damit das Gewicht des Blocks verringern kann.

Diese Ausbildung der Vorrichtung mit ungleich langen Sacklochbohrungen stellt jedoch aufgrund der im vorstehenden angegebenen Vorteile nur eine bevorzugte Ausführungsform dar. Die Sacklochbohrungen 2 können ohne weiteres dieselbe Tiefe aufweisen, ohne wesentliche Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, da der wesentliche Erfindungsgedanke darin besteht, in dem Block in Längsrichtung verlaufende, kranzförmig angeordnete Sacklochbohrungen vorzusehen, die in Verbindung mit Querbohrungen stehen, die in die Seitenflächen des Blocks einmünden.

Der Block 1 weist auf seiner Stirnseite 5 eine axiale Öffnung 11 auf, durch die eine Befestigungsschraube 12 hindurchgreift, deren Kopf sich der besseren Zugänglichkeit wegen in einer zu diesem Zweck verbreiterten zentralen Aussparung befindet. Um die Vorrichtung auf dem Schwenkzapfen 10 leichter mohtieren zu können, sind zwei Bohrungen 14 und 15 vorgesehen. Aus demselben Grund, ist zwischen dem Schwenkzapfen 10 und dem Block 1 eine Zwischenmuffe 17 vorgesehen, um den Zugang zum Inneren des Schwenkzapfens und das Einbringen der Verbraucherleitungen 10 zu erleichtern. Die Muffe 17 hat noch die weitere Bedeutung, den Schwenkzapfen gewissermaßen zu verlängern, um die Verbraucherleitungen 16 in einem kompakten Bündel anordnen zu können, wie es den Schwenkzapfen 10 durchsetzt und in Fig. 7 dargestellt ist. Da einerseits die Sacklochbohrungen 2 kranzförmig angeordnet sind und es andererseits notwendig ist, zwischen diesen Bohrungen einen gewissen, vom Werkstoff des Blocks erfüllten Zwischenraums zu belassen,

- 11 -

IRSID - 11 - . A 12 680

i - dm 29.7.1982

ist es verständlich, daß auch die mit den Sacklochbohrungen fluchtenden Leitungen 16 einen gewissen Abstand voneinander aufweisen,und daß es zweckmäßig ist, sie vor ihrer Einführung in den Schwenkzapfen zu einem Bündel zusammenzufassen.

Bei einer Anzahl von insgesamt 10 Leitungen ergibt sich eine zweckmäßige, dem Innendurchmesser des Schwenkzapfens angepasste Packung, wie dies Fig. 7 zeigt.

Wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, ist die Muffe 17 an ihrem Ende mit einer Abschlußplatte 18 verschlossen, die kranzförmig angeordnete Durchlässe 19 aufweist, deren Anordnung im wesentlichen derjenigen der Sacklochbohrungen 2 entspricht. In die Platte 18 ist ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Gewinde eingeschnitten, in das die Befestigungsschraube 12 eingeschraubt wird.

Die gegenüberliegende Stirnfläche der Platte 18 nimmt die Enden der Verbraucherleitungen 16 auf. Im Inneren der Durchlässe 19 angeordnete Ringschultern 20 dienen den Enden der Verbraucherleitungen 16 als Anschlag. Mittels zweier über die äußere Stirnfläche der Platte 18 überstehender Zentrierbolzen 21 und 22 unterschiedlicher Länge, die in die Bohrung

14 und 15 eingeführt werden, wird der Zusammenbau der Vor-'richtung erleichtert.

Am Umfang der Durchlässe 19 sind an der dem Block 1 zugewandten Stirnfläche der Platte 18 Hohlkehlen 23 vorgesehen, die zur Aufnahme von Dichtungsringen 25 dienen. Der Innendurchmesser der Durchlässe 19 ist größer als derjenige der Sacklochbohrungen 2,³^aB in die Durchlässe 19 Schiebehülsen 24 eingesetzt werden können, die gegen die Stirnfläche 5

- 12 -

IRSID - 12 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

des Blocks 1 anliegen. Diese Schiebehülsen 24 sind anfänglich so angeordnet, daß sie über die Stirnfläche der Platte 18 weniger überstehen als der kürzere Zentrierbolzen 22, aber immer noch etwa 1 cm überstehen, um einen Dichtring 25 aufzunehmen.

Der Zusammenbau der Vorrichtung erfolgt auf folgende Weise:

Man nähert zunächst den Block 1 der Abschlußplatte 18 so, daß der längere Zentrierbolzen 21 in die Bohrung 14 eingeführt wird, so daß bei der Zusammenfügung der beiden Teile für die Bewegung des Blocks 1 nur ein Freiheitsgrad besteht. Bei einer Schwenkbewegung des Blocks 1 um den Zentrierbolzen 21 gelangt dieser in eine Stellung, in der der kürzere Zentrierbolzen 22 mit der Bohrung 15 des Blocks 1 fluchtet, worauf die beiden Teile zusammengeschoben und mittels der Schraube 12 miteinander verbunden werden. Hierbei legen sich die Stirnflächen der Schiebehülsen 24 gegen die Stirnfläche 5 des Blocks 1 an und die Dichtungsringe 25 werden in die Hohlkehlen 23 eingepresst. Aus der Fig. 4 ergibt sich, daß die Schiebehülsen 24 höchstens eine Länge aufweisen dürfen, die der Entfernung der Stirnfläche der Platte 18 von den Ringschultern 20 entspricht.

Entsprechend dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Block 1 in einer Leittrommel 26 ange- ·■ ordnet, auf der sich die Zuleitung 9 nebeneinanderliegend aufrollen. Der Durchmesser der Trommel bestimmt sich nach den mechanischen Eigenschaften der Zuleitung 9, um eine übermäßige Krümmung dieser Zuleitungen zu vermeiden. Die Länge der Zuleitungen 9 ist so bemessen, daß diese eine nicht dargestellte Reserveschleife aufweisen, um die Kippbewegung des Behälters um die Achse 3 nicht zu behindern.

- 13 -

IRSID - 13 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

Die Trommel 26 weist, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, eine Längsöffnung 27 entlang einer Erzeugenden auf, um den Durchtritt der Zuleitungen 9 zu dem Block 1 zu ermöglichen. Der vordere Rand der Längsöffnung 27 weist eine Verlängerung in Gestalt gekrümmter Zungen 28 und 29 auf, die auf eine Seitenfläche 6 bzw. 6* des Blocks 1 gerichtet sind und den Zuleitungen 9 als Anlage dienen. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Trommel 26 mit ihrer Stirnfläche 30 auf die Muffe aufgeschoben und so mit dem Block 1 verbunden ist. Cs ist des weiteren aus Fig. 5 ersichtlich, daß die Verbraucherleitungen 16 mit den nicht dargestellten, im Boden eines metallurgischen Behälters angeordneten Winddüsen verbunden sind, wobei sie mittels eines im Abstand von der Wand 32 des metallurgischen Behälters angeordneten Verteilers 31 radial nach außen geführt werden.

Die Anwendung der Erfindung umfasst nicht nur die üblichen bodenblasenden Stahlkonverter, sondern auch, und vielleicht sogar insbesondere, bestimmte im Oberwindfrischverfahren betriebene Konverter. Die Erfindung kann tatsächlich einen Beitrag zur industriellen Entwicklung einer neuen Art von nach dem LD-, dem LDAC- oder OLP-Verfahren betriebenen Konverter leisten, in deren Boden Organe zur Einblasung eines eine Rührwirkung hervorrufenden Fluids angeordnet sind. Diese letzteren können Düseninjektoren oder auch sehr häufig luftdurchlässige Diffusoren aus feuerfestem Material sein, wie es zur Auskleidung klassischer Konverter verwendet wird.

Diese Organe dienen bei einem erst vor kurzem unter der Bezeichnung "L.B.E." bekannt gewordenen Windfrischverfahren zum unmittelbaren Einblasen eines Fluids in das Bad, während gleichzeitig oder auch in bestimmten Zeitabschnitten Sauer-

- 14 -

IRSID - 14 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

stoff auf das Bad aufgeblasen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch bei solchen Konvertern Verwendung finden, bei denen ein die Rührwirkung hervorrufendes Gas, beispielsweise ein inertes Gas wie Stickstoff order Argon, oder auch ein eine Reaktion hervorrufendes Gas, wie z.B. Sauerstoff, eingeblasen wird.

Aus diesem Grund kommt der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine große Bedeutung zu, da es mit ihr möglich ist, die Einblasung unterschiedlicher Fluide unabhängig voneinander zu steuern.

Claims

DR.-ING. EUGEN MAIER DR.-ING. ECKHARD WOLF PATENTANWÄLTE ZUGELASSENE VERI RETERVOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT ""'17-FtHMpHt tf DRESDNER BANK AQ TELEFON: (0711)2*3701/2 STUTTGART NR. 1930 TELEGRAMME: MENTOR 7 STUTTGART 1, PISCHEKSTR, 19 POSTSCHECK STQT. 252OO-7O9 A 12 680 i - dm 29. Juli 1982 INSTITUT DE RECHERCHES DE LA SIDERURGIE FRA^AISE 185, rue President Roosevelt Saint Germain-en-Laye, Yvelines (Frankreich) Vorrichtung zur Verbindung mehrerer Leitungen Patentansprüche

1. Mehrere Durchlässe aufweisende Vorrichtung zur gleichzeitigen Verbindung mehrerer Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Bohrungen (2,3) aufweisenden Block (1) länglicher Gestalt besteht, der kranzförmig angeordnete, nach derselben Stirnseite (5) des Blocks (1) offene Sacklochbohrungen (2) und eine entsprechende Zahl von die einzelnen Sacklochbohrungen (2) mit einer Seitenfläche (6,6·) des Blocks (1) verbindenden Querbohrungen (4) aufweist, die in diese Seitenfläche (6,6·) über sowohl in der Längs-

IRSID - 2 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

richtung des Blocks (1) als auch in einer zu dieser Längsrichtung senkrechten Richtung gegeneinander versetzte Öffnungen münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sacklochbohrungen (2) eine unter sich ungleiche Tiefe aufweisen und .die Querbohrungen (4) am Ende der Sacklochbohrungen (2) in diese münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sacklochbohrungen (2) zwei identische, symmetrisch zueinander halbkranzförmig angeordnete Gruppen bilden, und die eine unterschiedliche Tiefe aufweisenden Bohrungen Jeder Gruppe so angeordnet sind, daß eine einzelne Bohrung gegenüber der einen Nachbarbohrung eine kleinere und gegenüber der anderen Nachbarbohrung eine größere Tiefe aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hohlen, in Achsrichtung des Blocks (1) sich erstreckenden Schwenkzapfen (10) eines metallurgischen Kippbehälters, eine ortsfest angeordnete Fluidquelle mit den Querbohrungen (4) verbindende Zuleitungen (7,9) und den Boden des metallurgischen Behälters mit den Sacklochbohrungen (2) verbindende, den Schwenkzapfen (10) durchsetzende Leitungen (16) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine zwischen dem Schwenkzapfen (10) und dem Block (1) angeordnete Muffe

IRSID ■ - 3 - A 12 680

i - dm 29.7.1982

(17) auf ihrer dem Block (1) zugewandten Seite eine Abschlußplatte (18) mit kranzförmig angeordneten, in Verlängerung der Sacklochbohrungen (2) sich erstreckenden Durchlässen (19) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß an der Oberfläche der Abschlußplatte (18) am Umfang der Durchlässe (19) Hohlkehlen (23) zur Aufnahme von gegen den Block (1) anliegenden Dichtungen (25) vorgesehen sind und in den Durchlässen (19) Schiebehülsen (24) angeordnet sind, die einen größeren Außendurchmesser als die Sacklochbohrungen (2) aufweisen und zusammen mit der Abschlußplatte (18) Ringkehlen (23) zur Aufnahme der Dichtungen (25) bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Block (1) im Abstand von einer Trommel (26) umgeben ist, an der sich die Zuleitungen (9) zusammenrollen und die eine Längsöffnung (27) für den Durchtritt der Zuleitungen (9) aufweist.

8. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 bei einem Konverter mit Sauerstoffeinblasung mittels Lanzen, dadurch gekennzeichnet , daß die zum Konverter führenden Leitungen (16) mit im Boden des Konverters (32) angeordneten Winddüsen verbunden sind.