DE9016284U1

DE9016284U1 - Container for molten material

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Publication number: DE9016284U1
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Authority: DE
Original assignee: FA GERLINDE EYRING HILATEC 2000 HAMBURG DE
Current assignee: FA GERLINDE EYRING HILATEC 2000 HAMBURG DE
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1991-03-28
Anticipated expiration: 2000-12-01

Description

Aufnahmebehälter für schmelzflüssiges MaterialContainer for molten material

Aufnahmebehälter für schmelzflüssiges Material, wie z.B. Gießformen oder Schlackenkübel für Schlacke von Stahl-, Eisen- oder Metall - Schmelzöfen, die aus mehreren, lösbar miteinander verbundenen Teilen bestehen, sind seit Jahren mit gutem Erfolg im Einsatz.Containers for molten material, such as casting molds or slag buckets for slag from steel, iron or metal melting furnaces, which consist of several detachably connected parts, have been in use for years with great success.

Die Vorteile, die sich aus dieser Bauart ergeben, sind folgende:The advantages of this design are as follows:

1. Die inneren Spannungen im Behälter können nicht so groß werden wie bei einteiliger Ausführung.1. The internal stresses in the container cannot be as great as in a one-piece design.

2. Beschädigte Teile eines Behälters können ausgewechselt werden, ohne gleich den ganzen Kübel verschrotten zu müssen.2. Damaged parts of a container can be replaced without having to scrap the entire container.

3. Eine Reihe weiterer Vorteile ergeben sich daraus.3. A number of other advantages arise from this.

Die Erfindung löst die Aufgabe, die Lebensdauer solcher mehrteiliger Behälter für schmelzflüssiges Material, die schon bisher wesentlich höher ist als die einteiliger Behälter vergleichbarer Größe, weiter zu erhöhen und die Reparatur - Anfälligkeit erheblich zu vermindern.The invention solves the problem of further increasing the service life of such multi-part containers for molten material, which is already significantly longer than that of one-part containers of comparable size, and of significantly reducing the susceptibility to repair.

Sie hat die folgenden Verbesserungen an mehrteiligen Behältern für schmelzflüssiges Material oder Schlacken Kübeln zum Inhalt:It contains the following improvements to multi-part containers for molten material or slag buckets:

1. Die Oberteil - Segmente solcher mehrteiliger Behälter, von denen z. B. 4 Stück in zusammengebautem Zustand einen Kegelstumpf - Mantel bilden, verwerfen sich durch die wiederholte ungleichmäßige Erwärmung beim Gebrauch des Kübels, ihr Krümmungs - Radius in der waagerechten Ebene, bezogen auf die aufrechte Stellung des Kübels, wird nach und nach kleiner, was zur Folge hat, daß nach längerem Gebrauch ihre in senkrechten Ebenen liegenden Verbindungs - Flansche, über die je zwei nebeneinander eingebaute1. The upper part segments of such multi-part containers, of which e.g. 4 pieces form a truncated cone shell when assembled, warp due to the repeated uneven heating when the bucket is used, their curvature radius in the horizontal plane, related to the upright position of the bucket, gradually becomes smaller, which means that after longer use their connecting flanges lying in vertical planes, over which two adjacent

Bauteile miteinander verbunden sind, sich einander nähern,sodaß die Teilflächen der Flansche,die im Neuzustand einen Abstand voneinander aufweisen, schließlich fest aufeinander liegen. Durch die ständige Beanspruchung durch die hohen Temperaturen der einfließenden Schlacke setzt sich die Verformung in dem oben beschriebenen Sinne fort, sodaß, da der ursprüngliche Luftspalt inzwischen geschlossen ist, eine Öffnung der Dichtflächen nahe der Innenfläche des Kübels stattfindet. Dadurch kann schmelzflüssige Schlacke oder womöglich mit in den Schlackenkübel gelangte Stahl- oder -Metallschmelze dort eindringen und zu Wand - Durchbrüchen führen, die den Kübel bzw. dessen Teile unbrauchbar machen oder . größere Reparaturen notwendig machen.Components are connected to each other, come closer together, so that the partial surfaces of the flanges, which are spaced apart when new, finally lie firmly on top of each other. Due to the constant stress caused by the high temperatures of the inflowing slag, the deformation continues in the sense described above, so that, since the original air gap has now closed, the sealing surfaces near the inner surface of the bucket open up. This can cause molten slag or possibly molten steel or metal that has entered the slag bucket to penetrate there and lead to wall breaks that make the bucket or its parts unusable or require major repairs.

Dieser Gefahr wird dadurch entgegengewirkt, daß die in senkrechten Ebenen liegenden Dichtflächen der Kübel - Oberteil - Segmente nunmehr in ihrer ganzen radialen Ausdehnung ausschließlich aus je zwei ineinandergreifenden bogenförmigen Flächen ( 4 ) ( Fig. 2 ) bestehen, z. B. mit viertelkreisförmigem Querschnitt, sodaß auch nach der Verformung der Kübel - Oberteil - Segmente, die eine Winkeländerung der Dichtflächen zur Folge hat, die beiden bogenförmigen Auflageflächen, von denen jeweils eine konkav, die andere konvex ausgebildet ist,in voller Breite aufeinander liegen und abdichten, während sie bei ebener Ausbildung der Dichtflächen oder einer teilweise ebenen Ausführung nach dieser Verformung = Verkleinerung des Krümmungsradius der Kübelwandung, also z. B. der Radien eines von ihnen gebildeten Kegelstumpf - Mantels,auf der Innenseite des Kübels auseinanderklaffen müssen.This danger is counteracted by the fact that the sealing surfaces of the bucket top segments, which lie in vertical planes, now consist exclusively of two interlocking curved surfaces (4) (Fig. 2) in their entire radial extension, e.g. with a quarter-circular cross-section, so that even after the deformation of the bucket top segments, which results in a change in the angle of the sealing surfaces, the two curved support surfaces, one of which is concave and the other convex, lie on top of each other across their entire width and seal, whereas if the sealing surfaces are flat or partially flat, they must gape apart on the inside of the bucket after this deformation = reduction in the radius of curvature of the bucket wall, i.e. e.g. the radii of a truncated cone shell formed by them.

Die sich jeweils gegenüberliegenden, in senkrechten Ebenen liegenden Flanschleisten zweier miteinander verbundener Kübel - Bauteile, in denen sich z. B. Bohrungenfür Verbindungsschrauben befinden, haben erfindungsgemäß einen so großen Abstand voneinander, und deren gegenüberliegende Flächen ( 6 ) einen so großen Winkel miteinander, daß sie sich auch nach der beim Gebrauch der Kübel maximal möglichen Verformung , d. h. Verkleinerung der Krümmungsradien der Oberteil - Segmente, noch nicht berühren können.According to the invention, the opposing flange strips, which lie in vertical planes, of two interconnected bucket components, in which there are holes for connecting screws, for example, are so far apart from one another and their opposing surfaces (6) are at such a large angle to one another that they cannot touch one another even after the maximum possible deformation during use of the bucket, i.e. reduction of the radii of curvature of the upper part segments.

Die Flanschen, mit denen einerseits die Segmente des Kübel - Oberteils an den in senkrechten Ebenen liegenden Stoßkanten , andererseits Ober- und Unterteil des Kübels in einer waagerechten Ebene verschraubt oder anderweitig miteinander verbunden sind, reißen nach längerem Gebrauch des Kübels von außen ein, und zwar vorzugsweise, wie es nicht anders zu erwarten ist, an den durch die Öffnungen für die Verbindungselemente geschwächten Stellen. Diese Risse setzen sich dann im weiteren Verlauf des Gebrauchs des Kübels nach innen in die eigentliche Wandung fort und führen zur Notwendigkeit von Reparaturen oder zum Unbrauchbarwerden des betr. Kübelteils.The flanges, with which the segments of the bucket top are screwed together at the abutting edges in vertical planes, and the top and bottom of the bucket in a horizontal plane, or are otherwise connected to one another, crack from the outside after prolonged use of the bucket, and, as is to be expected, primarily at the points weakened by the openings for the connecting elements. These cracks then continue inwards into the actual wall as the bucket is used, leading to the need for repairs or to the bucket part in question becoming unusable.

Um dieses Risiko zu vermindern oder gänzlich auszuschalten, werden die Flansche zwischen den Öffnungen für die Verbindungselemente eingezogen, d. h. schmaler gemacht, sodaß der Querschnitt der Flansche, über deren Verlauf gesehen, sich weniger verändert. Dadurch, daß die Außenkanten bzw. Außenflächen der Flansche nun keine geraden, ebenen, sondern einer Sinuskurve ähnliche Oberflächen aufweisen,werden die darin möglichen Zugspannungen, die sich bei ungleichmäßiger Erwärmung der Kübel - Bestandteile ergeben, abgebaut und damit die Rißgefahr vermindert.In order to reduce or completely eliminate this risk, the flanges are drawn in between the openings for the connecting elements, i.e. made narrower, so that the cross-section of the flanges, seen over their course, changes less. Because the outer edges or outer surfaces of the flanges no longer have straight, flat surfaces, but rather surfaces similar to a sine curve, the possible tensile stresses that arise when the bucket components are heated unevenly are reduced, thus reducing the risk of cracking.

AA

3. Die Verbindungsflansche von Kübel - Oberteil, das aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist, und kübel Unterteil werden beanspruchungsgerechter gestaltet. Dadurch, daß bei der bisherigen Ausführung mit senkrecht angeordneten Verbindungselementen, z. B. Schraubender waagerechte Flansch des Unter- oder Bodenteils ziemlich weit nach außen ragen muß, um Auflageflächen für die Halteelemnte der Verbindungen, also z. B. Muttern und Unterlegscheiben zu bieten, wird der Weg der Wärme durch das Material des Kübels, in diesem Falle des Kübel - Unterteils, verlängert, die Oberfläche vergrößert und dadurch der Temperatur - Gradient erhöht.3. The connecting flanges of the bucket top, which is made up of several segments, and the bucket bottom are designed to be more resilient. Because in the previous design with vertically arranged connecting elements, e.g. screws, the horizontal flange of the bottom or base part has to protrude quite far outwards in order to provide support surfaces for the retaining elements of the connections, e.g. nuts and washers, the path of the heat through the material of the bucket, in this case the bucket bottom, is extended, the surface is enlarged and the temperature gradient is increased.

Nunmehr werden die Verbindungselemente, z. B. Schrauben, schräge angeordnet, z. B. parallel zur Wandung( 2 ) des Kübel - Oberteils, ohne daß allerdings die Lage der Teilflächen = Dichtflächen zwischen Ober- und Unterteil des Kübels in einer waagerechten Ebene ( 10 ) verändert wird. ( Fig. 4 ) Der Verbindungsflansch am oberen Rand des Kübel - Unterteils und damit die wärmeabgebende Oberfläche werden dadurch verkleinert, der Temperatur - Gradient verringert. Now the connecting elements, e.g. screws, are arranged at an angle, e.g. parallel to the wall ( 2 ) of the bucket top, without however changing the position of the partial surfaces = sealing surfaces between the top and bottom of the bucket in a horizontal plane ( 10 ). ( Fig. 4 ) The connecting flange on the upper edge of the bucket bottom and thus the heat-emitting surface are thereby reduced, the temperature gradient is reduced.

Weiterhin wird die Unterfläche dieses Flansches in Form eines flachen Kegels (11) an die Wandung des Kübel - Unterteils ( 1 ) herangeführt, und weist nur dort zylindrisch oder ähnlich geformte Vertiefungen auf, wo die Halteelemente der Verbindungsglieder,Furthermore, the lower surface of this flange is brought to the wall of the bucket lower part (1) in the form of a flat cone (11) and has cylindrical or similarly shaped recesses only where the holding elements of the connecting links,

z. B. Schraubenköpfe und Muttern mit Unterlegscheiben, aufliegen.e.g. screw heads and nuts with washers.

Dadurch wird der Wärmeverlauf innerhalb der Kübel wandung verb essert, die Gefahr des Einreißens von der äußeren Kante her geringer.This improves the heat distribution within the bucket wall and reduces the risk of cracking from the outer edge.

4. Um eine sichere Handhabung der Schlackenkübel zu gewährleisten, die bei einer bestimmten Ausführung z.B. im gefüllten Zustand ein Gesamtgewicht von 50 000 kg haben, werden die Tragzapfen bei der Herstel-^ lung aus bestimmten Materialien aus Stahl hergestellt und in einer dafür bestimmten Nabe eines Kübelsegments eingegossen. An diesen Tragzapfen wird der Kübel z. B. von einem Spezial - Transportfahrzeug aufnenommenund auch ausgekippt.4. In order to ensure safe handling of the slag buckets, which in a certain design e.g. have a total weight of 50,000 kg when filled, the support pins are made from certain steel materials during manufacture and cast into a hub of a bucket segment . The bucket is picked up and tipped out by a special transport vehicle, for example, using these support pins.

Die Nabe am Kübelsegment, in die der Tragzapfen eingegossen ist, ist mit beispielsweise 4 Rippen zusätzlich mit der Wandung des Kübelsegments verbunden und abgestützt. Diese Rippen, bisher mit rechteckigem Querschnitt und ebenen Außenflächen ausgeführt, neigen infolge der erheblichen Temperatur - Unterschiede innerhalb eines kübelteils beim Einfließen schmelzflüssiger Schlacke oder Stahl- bzw. Metallschmelze dazu, von außen einzureißen. The hub on the bucket segment, into which the support pin is cast, is additionally connected and supported with 4 ribs, for example, to the wall of the bucket segment. These ribs, which previously had a rectangular cross-section and flat outer surfaces, tend to crack from the outside due to the significant temperature differences within a bucket section when molten slag or steel or metal melt flows in.

Dieser Gefahr wird dadurch begegnet, daß diese Rippen erfindungsgemäß nunmehr mit einem trapezförmigen oder ähnlichem Querschnitt ausgeführt werden, sodaß sie am Übergang zur Kübelwandung erheblich stärker sind als an den Außenkonturen, die außerdem abgerundet, z. B. halbkreisförmig im Querschnitt gestaltet werden.( 7 ) ( Fig. 5 )This risk is counteracted by the fact that these ribs are now designed with a trapezoidal or similar cross-section, so that they are considerably stronger at the transition to the bucket wall than at the outer contours, which are also rounded, e.g. semicircular in cross-section.( 7 ) ( Fig. 5 )

In der zum Querschnitt senkrechten Ebene verlaufen die Außenkonturen nicht mehr als gerade Flächen, sondern in Form einer konvexen Kurve. ( 13 )In the plane perpendicular to the cross-section, the outer contours no longer run as straight surfaces, but in the form of a convex curve. ( 13 )

Durch alle diese Maßnahmen wird der Temperatur - Gradient innerhalb der Kübelwandung verringert, die Zugspannungen an den äußeren Konturen verringert und so duch die Riß-Gefahr. All of these measures reduce the temperature gradient within the bucket wall, reduce the tensile stresses on the outer contours and thus reduce the risk of cracking.

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5. Auch die weiteren rippenförmigen, von den Kübelwandungen nach außen verlaufenden Bauelemente, wie z. B.5. The other rib-shaped structural elements that run from the bucket walls outwards, such as

Verbindungs - Flansche,Connecting flanges,

Standfüße,Stand feet,

Anlagen für Kipp - Elemente undSystems for tilting elements and

KippösenTilting eyes

werden bisher mit rechteckigen Querschnitten und geraden Außenkanten ausgeführt.are currently designed with rectangular cross-sections and straight outer edges.

Um den Temperatur - Gradienten auch darin zu senken, und damit die Rißgefahr an den kälteren Außenkanten zu verringern, werden auch diese Querschnitte!"trapezförmig mit abgerundeten Außenkanten gestaltet, die, sov/eit es die Form des jeweilig en Elements zuläßt, die Form einer konvexen Kurve bekommen.In order to reduce the temperature gradient therein and thus reduce the risk of cracks on the colder outer edges, these cross-sections are also designed to be trapezoidal with rounded outer edges, which, as long as the shape of the respective element allows, are given the shape of a convex curve.

6. Soweit sich die Segmente, aus denen das Kübel-Oberteil zusammengebaut ist, beim Gebrauch des Kübels verformen,nämlich ihren Krümmungsradius in einer waagerechten Ebene verkleinern, besteht die Gefahr, daß die untere Innenkante des Oberteils über die obere Innenkante des Unterteils nach innen hinausragt und dadurch das Entleeren des Kübels erschwert, insbesondere dann, wenn die Schlacke schon ganz oder teilweise erstarrt ist.6. If the segments from which the bucket top is assembled deform during use of the bucket, i.e. their radius of curvature in a horizontal plane decreases, there is a risk that the lower inner edge of the top will protrude inwards beyond the upper inner edge of the bottom, thereby making it difficult to empty the bucket, especially if the slag has already solidified completely or partially.

Daher werden erfindungsgemäß die Innenmaße des Kübel-Oberteils in der Nähe der Verbindungsflächen von Ober- und Unterteil so viel größer gewählt als die entsprechenden Maße des Unterteils,daß in keinem Stadium der tatsächlich eintretenden Verformung beim Gebrauch des Kübels die untere Innenkante des Oberteils ( 2 ) über die obere Innenkante des Unterteils ( 1 ) nach innen hinausragen kann. ( Fig. 4 )Therefore, according to the invention, the internal dimensions of the bucket upper part near the connecting surfaces of the upper and lower parts are chosen to be so much larger than the corresponding dimensions of the lower part that at no stage of the deformation actually occurring when the bucket is in use can the lower inner edge of the upper part (2) protrude inwards beyond the upper inner edge of the lower part (1). (Fig. 4)

Claims

- 7 Protection - Claims

1. Container for molten material, such as a casting mold, slag bucket, etc. for slag from steel, iron or metal melting furnaces, or the like, consisting of several components that are detachably connected to one another, e.g. a lower part (1) and 4 upper part segments (2), whereby the abutting surfaces (10) of the individual components can lie in both vertical and horizontal planes (Fig. 1).
characterized,

that the abutting edges ( 3 ) lying in vertical planes = sealing surfaces &zgr;. B. of the bucket top in their cross sections exclusively consist of 2 arched interlocking support curves ( 4 } &uacgr;&eegr; Section A-A, (Fig. 2 ) , e.g. similar to quarter circles, of which one is convex and one concave, as well as of trapezoid-like surfaces as &ngr; cross sections of e.g. flange strips ( 5 ) on each part, the sides ( 6 ) of which are opposite one another in the assembled state form an angle to one another that corresponds at least to the greatest possible change in the angle of the abutting surfaces that occurs due to the deformation of the bucket parts when the bucket is in use, and at the feet of the flange strips &ogr;. etc. are so far apart from one another that they also after the greatest possible deformation that occurs when the bucket is in use, i.e. reduction in the radii of curvature the bucket parts in horizontal planes cannot touch.

2. Container according to claim 1,
characterized,

that the connecting flanges of the individual components in vertical and/or horizontal planes, relative to the upright position of the container, are designed to be wave-shaped on their outer surfaces, i.e. they are wider at the openings for the connecting elements and narrower in between. ( Fig. 3 )

3. Container according to claim 1,
characterized,

that the connecting elements, e.g. screws, which connect the upper and lower parts of the container together, as well as the support surfaces for their holding elements, e.g. screw heads, nuts and washers, are arranged at an angle, e.g. parallel to the wall of the upper part of the container ( 2 ) or at right angles to it. ( 6 ) in section B-B (Fig. 4 )

4. Container according to claim 1,
characterized,

that the ribs (7) which reinforce the transition between the hubs for the support pins (12) or the reinforcements for other lifting or receiving elements and the walls of the containers have uneven, e.g. trapezoidal cross-sections, which are therefore stronger on the walls of the containers, weaker on the outer parts and rounded and have convex outer edges in their main plane. (Fig. 5)

5. Container according to claim 1,
characterized,

that all other ribs, which serve as connecting flanges ( 5 ), feet ( 8 ), contact surfaces and eyelets ( 9 ) for tilting elements, etc., also have cross-sections that are reinforced at the foot, weaker on the outer contours, and also rounded, and, as far as possible, are convex in the main planes of the ribs.

6. Container according to claim 1,
characterized,

That at the connecting surfaces (sealing surfaces) (10)' between the upper and lower parts of the container, the internal dimensions, e.g. the internal diameter, of the upper part are so much larger than the corresponding internal dimensions of the lower part that even after the greatest possible deformation of the upper part segments, their corners still do not protrude inwards beyond the inner edge of the lower part.