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Stahlwerkskonverter mit geschweißtem Mantel und seitlichen Tragzapfen
Konverter od. dgl. Gefäße zum Windfrischen von flüssigem Eisen werden gewöhnlich
durch seitlich angebrachte Tragzapfen gehalten und um diese in Füllstellung, Blasstellung,
zum Schlackenabguß und zum Stahlausguß gedreht bzw. gekippt. Von Bedeutung ist der
Anschluß der Tragzapfen an den Konvertermantel, um eine einwandfreie Verlagerung
zu erhalten. Von Bedeutung ist es außerdem in diesem Zusammenhang, die Wärme des
Gefäßes von den Tragzapfen und ihren Lagern fernzuhalten.
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Bisher hat man die Tragzapfen möglichst nicht unmittelbar an dem aus
Blech bestehenden Mantel des Konverters befestigt, sondern an einem besonderen Tragring,
der den Konverter umgibt. Vielfach wird ein Stahlgußring_ verwendet, an den die
Tragzapfen angegossen sind. Es ist aber auch bekannt, die Tragzapfen an den Ring
anzuschrauben. Ferner ist es bekannt, die hohl ausgebildeten Tragzapfen und auch
die Tragringe durch den Gebläsewind oder sonstwie zu kühlen.
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Bei einer in neuerer Zeit bevorzugten Bauweise ist der Tragring über
Pratzen mit dem Konvertermantel verbunden, wobei zwischen Konvertermantel und Tragring
ein gewisser Abstand verbleibt. Dieses hat den Vorteil, daß sich das Gefäß unabhängig
vom Tragring unter dem Wärmeeinfluß ausdehnen kann und daß die Tragzapfen mit ihren
Lagern durch den Zwischenraum gut gegen eine Wärmeübertragung vom Gefäß aus geschützt
sind.
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Nachteilig ist bei dieser Bauweise jedoch der schwere und viel Raum
beanspruchende Stahlgußring.
Man hat deshalb bereits versucht, den
Tragring selber als Teil des Gefäßes zu verwenden, indem man ihn oben und unten
so mit den benachbarten Mantelteilen verbunden hat, daß die benötigte, gleichmäßig
verlaufende innere Mantelfläche für die Aufnahme der Konverterausmauerung gebildet
wird.
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Hierbei wurde der mittlere Mantelteil stärker als die benachbarten
Mantelteile ausgeführt und durch Nietung mit diesen verbunden. Da der mittlere Walzblechring
die Stütz- und Drehkräfte aus den Lagerzapfen nicht von sich aus aufzunehmen in
der Lage ist, sind besondere, kräftige Ringbandagen an ihm aufgeschweißt, an denen
wiederum die Flansche der Drehzapfen angeschweißt sind. Für den Fall einer lösbaren
Anordnung der Drehzapfen wurde ein besonderer Tragring vorgesehen, gewissermaßen
als Ersatz für die verstärkenden Ringbandagen.
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Es ist außerdem bekanntgeworden, den Konvertermantel zu schweißen.
Dabei ist man bereits so weit gegangen, nicht nur den seitlichen Mantelteil 'zu
schweißen, sondern auch mit diesem den Bodenteil und den Mündungskegel durch Schweißnähte
zu verbinden.
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Bei derartigen geschweißten Ausführungen verwendet man entweder den
durchlaufend in etwa gleicher Stärke ausgebildeten Mantel mit gesondertem äußerem
Tragring aus Stahlguß mit angegossenen oder angeschraubten Tragzapfen oder aber
einen Stahlgußring mit Tragzapfen, der Teil des Gefäßmantels ist und an dem oben
und unten die Nachbarbleche befestigt sind. Bisher hat man bei dieser Bauweise den
Stahlgußring mit den Nachbarblechen lediglich durch Nietung verbunden bzw. mit diesen
verschraubt.
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Die erste Ausführung hat zwar neben den Vorteilen des vollkommen geschweißten
Mantels gegenüber einem genieteten Mantel noch den Vorteil der guten Wärmeisolierung
der Tragzapfen und deren Lager, behält aber die Nachteile des zusätzlichen schweren
und Raum beanspruchenden gegossenen Tragringes. Die zweite Ausführung baut zwar
leichter, da der Ring gleichzeitig ein Teil der Gefäßwandung ist und beansprucht
deshalb auch weniger Raum. Bisher wird jedoch, wie gesagt, die Verbindung zwischen
dem Stahlgußtragring und den Nachbarblechen durch Nietung bzw. Verschraubung hergestellt.
Selbst wenn man dazu übergehen wollte, die Verbindung zwischen dem Stahlgußring
und den benachbarten Mantelteilen durch Schweißnähte vorzunehmen, würde der nicht
unbeachtliche Nachteil auftreten, daß die Schweißverbindung zwischen dem Stahlgußring
und den aus gewalztem Material hergestellten Blechen nur schwer und insbesondere
nicht immer einwandfrei herzustellen ist. Dazu kommt der schon erwähnte Nachteil
der guten Wärmeübertragung zwischen Ring und Tragzapfen sowie deren Lagern, die
eine zusätzliche Kühlung erfordern würde.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem voll geschweißten
Konverter auf einen besonderen Tragring verzichten zu können. Diese Aufgabe ist
um deswillen nicht ohne weiteres zu lösen, als die bisherigen Vorbilder bei voll
geschweißter Bauart stets einen schweren Tragring aufweisen, bei Vermeidung des
Tragringes und Verstärkung der mittleren Gefäßwandung aber wiederum die vollgeschweißte
Bauart verlassen wurde.
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Unter Benutzung des Merkmales, daß die Tragzapfen eines Konverters
an einem Walzblechring befestigt sind, der mit größerer Wandstärke als die anderen
Mantelteile Teil des Konverters ist, -wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß
der Walzblechring mit auf die Wandstärke der benachbarten Mantelteile verjüngten
Stoßkanten mit diesen benachbarten Mantelteilen stumpf verschweißt ist und die aus
den Tragzapfen in ihn geleiteten Stütz- und Drehkräfte von sich aus aufzunehmen
vermag.
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Hierdurch wird ein Weg gewiesen, die Tragzapfen unter Vermeidung eines
besonderen Tragringes unmittelbar von einem verstärkten Teil des Gefäßmantf,ls tragen
zu lassen und gleichzeitig der schweißtechnischen Schwierigkeiten Herr zu werden,
die erwachsen, wenn dabei eine voll geschweißte Bauart des Konverters beibehalten
werden soll.
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Der gesamte Mantel, der mit seinem stärkeren Mittelteil die Aufgabe
des bisherigen Gußringes übernimmt, besteht aus dem gleichen Material, und es entsteht
eine einwandfreie Schweißverbindung.
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Es ist zweckmäßig, dem Walzblechring, der mit glatter Oberfläche ausgebildet
sein kann und an dem die Tragzapfen befestigt sind, die zwei- bis dreifache Wandstärke
der übrigen Mantelteile zu geben mit einer Breite, die etwa gleich oder größer ist
als der Flanschendurchrnesser bzw. die Auflagsr der Tragzapfen an dem Ring, und
daß der Ring sich nach oben und unten auf die Wandstärke der benachbarten Mantelteile
mit schwacher Neigung verjüngt. Hierdurch werden in einfacher Weiße Stoßkanten gleicher
oder etwa gleiche Wandstärke außerhalb der Angriffspunkte der Tragzapfen gebildet,
die ohne Schwierigkeit ver schweißt werden können, insbesondere, da Materialien
gleicher Beschaffenheit zu verschweißen sind, und zwar nur Walzmaterial und nicht
Stahlguß und Walzmaterial.
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Diese Bauweise ergibt einen derart günstigen Übergang der Kräfte von
den Tragzapfen über den stärkeren Mantelteil in die Mantelteile normaler Stärke,
daß auf den sonst insbesondere bei größeren Konvertern für unerläßlich gehaltenen
Stahlgußring verzichtet "erden kann. Außerdem ist eine Gesamtschweißung aller Mantelteile
gut möglich.
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Zweckmäßig erfolgt die Befestigung der Tragzapfenflansche über Schrauben
und Auflageböckchen, die mit ringartigen Stützflächen auf dem Walzblechring aufsitzen
und vorzugsweise durch Kehlnähte mit diesem verschweißt sind. Durch die Böckchen
wird ein Luftzwischenraum zwischen den Tragzapfenflanschen und der Gefäßoberfläche
geschaffen, so daß der Wärmeübergang verringert wird.
In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Gesamtansicht teilweise im Schnitt, Abb, 2 einen
Teilquerschnitt durch den verstärkten Mantelteil in Höhe der Tragzapfen, Abb. 3
einen Teillängsschnitt hierzu, vergrößert. Der mit i bezeichnete Konverter ruht
mit den seitlichen Tragzapfen 2 kippbar in den Stützsäulen 3. Wie aus der Abb. i
zu ersehen, setzt sich der Konvertermantel aus einzelnen Blechteilen zusammen, die
durch Schweißnähte S miteinander verbunden sind. Dieses ist bekannt, jedoch nur
bei Konvertern mit durchlaufend etwa gleich starker Wandung und besonderem, gegossenem
Tragring.
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Neu ist für einen Konverter in geschweißter Bauart, daß die Mantelbleche
4 in Höhe der Tragzapfen 2 stärker. und zwar etwa zwei- bis dreifach so stark sind
als die Nachbarbleche 5. Die Bleche .4 bilden einen verstärkten ringartigen Mantelteil,
der die Aufgabe übernimmt, die bisher einem besonderen Gußtragring zufiel. Verjüngungen
-« sorgen für etwa gleich starke Stoßkanten der zu verschweißenden Bleche 4 und
5.
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Zum Anschluß an die starken Mantelbleche 4 sind die Tragzapfen 2 mit
einem Flansch 6 versehen. Böckchen 7 stützen sich mit ringartigen Flächen 8 auf
den Blechen 4. ab und sind mit diesen durch Kehlnähte K verschweißt. Die Befestigungsschrauben
tragen das Bezugszeichen g. Die Flansche 6 können vorteilhaft einen quadratischen
oder rechteckigen Grundriß haben, wobei die Böckchen 7 und Schrauben 9 entsprechend
in Reihen neben- und untereinander angeordnet sind. Dadurch, daß die Flansche 6
nicht unmittelbar an den Blechen 4 anliegen, sondern mittelbar über den Böckchen
7, entsteht ein genügender Luftzwischenraum, so daß die Tragzapfün 2 nicht unzulässig
vom Konverter aus erhitzt werden.
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Die Böckchen erfüllen eine zweite Aufgabe, und zwar die der Erleichterung
des Zusammenbaues bzw. des Ausrichtens der Tragzapfen. Sie sind etwa so geformt,
daß sie gegenüber der zumeist nicht gerade verlaufenden Mantelfläche ungefähr die
notwendige vertikale Anschlußfläche für die Flansche 6 bilden. Nach ihrem Aufschweißen
auf den :Mantel, d. h. auf die starken Bleche 4., werden sie durch Fräsen od. dgl.
so bearbeitet, daß sich eine genau liegende Anschlußfläche für die Tragzapfenflansche
6 ergibt, dabei können Zentrierabsätze io vorgesehen werden. Diese Ausbildung erlaubt
nicht nur einen leichten und genauen Zusammenbau, sie ermöglicht es außerdem, die
Tragzapfen durch Nacharbeiten der Böckchen 7 wieder genau auszurichten, falls sich
das Gefäß später verzogen haben sollte.
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Der Konverter nach der Erfindung benötigt keinen Gußring mehr für
die Aufnahme der auftretenden Kräfte. Sein Mantel kann ohne weiteres vollkommen
geschweißt werden, da er überall aus dem gleichen Material besteht. Die Gefäßwandung
kann denkbar nahe an den Traglagern bzw. den Stützsäulen liegen. Die Raumbeanspruchung
ist deshalb gering. Von Vorteil ist es dabei auch, daß in bereits vorhandene Tragteile
bzw. Tragsäulen, die nachträglich schlecht auf einen größeren Abstand gebracht werden
können, nunmehr ein Ge fäß mit größerem Querschnitt, also größerem Fas -sungsvermögen,
eingebaut werden kann, als es bei einem Gefäß mit gesondertem äußerem Tragring möglich
war. Bei den bekannten Gefäßen mit Mantelmittelteil in der Ausführung als Stahlgußring
ist dieses zwar auch möglich, jedoch können diese Gefäße nicht vollkommen geschweißt
werden, da die Wandurig zum Teil aus gewalzten Blechen und zum Teil aus Guß besteht.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Gefäße der dargestellten und
beschriebenen Art, also auf Konverter, sie kann auch bei anderen Gefäßen im Stahlwerksbetrieb
mit Vorteil verwendet werden, bei denen gleiche oder ähnliche Verhältnisse vorliegen.