EP0271476B1 - Metallurgisches Gefäss mit einem am Gefäss angelenkten Klappdeckel - Google Patents
Metallurgisches Gefäss mit einem am Gefäss angelenkten Klappdeckel Download PDFInfo
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/04—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like tiltable
Definitions
- the invention relates to a metallurgical vessel, in particular a tiltable cast steel ladle, with a hinged lid hinged to the vessel by means of at least one hinge joint.
- a metallurgical vessel of this type is known from Stahl und Eisen 100 (1980), No. 18, pages 1045 to 1050.
- the hinged lid serves to avoid high temperature losses during the pouring of the melt and to maintain the inherent heat of the empty vessel.
- the hinge joint is formed by an open hook rigidly attached to the vessel, into which a hinge pin attached to the hinged lid engages on a type of eyelet.
- the hinged lid automatically opens and closes the vessel depending on the tilting position of the vessel.
- a plug pin is provided which surrounds the hook on the side opposite the hinge pin and is inserted into the eyelet.
- the hinged lid is secured by means of tension chains that can be attached to the hinged lid on the one hand and to the vessel on the other.
- the invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and has as its object to provide a metallurgical vessel of the type described above, the hinged lid of which can be placed on and removed from the vessel in a simple manner and without requiring manual manipulations and which is securely anchored to the vessel in all possible working positions of the vessel.
- a hinge pin and a concentric to the hinge pin and arranged at a distance from it, but which extends only over a portion of the circumference of the hinge pin, is provided on the vessel, and on the hinged cover between the hinge pin and the link guide projecting hinge hook surrounding the hinge bolt over a maximum of 180 ° of its circumference is fastened, the hook opening of the hinge hook expediently pointing upwards when the vessel is upright and closed with the hinged lid, and the free end of the hinge hook is directed away from the hinged lid.
- the hinged cover By guiding the hinge hook between the hinge pin and the link guide arranged concentrically to this, the hinged cover can be swung open without being able to be lifted from the vessel until the free end of the open hinge hook passes the end of the link guide. After this position has been reached, the hinged lid can be conveniently lifted up using a hoist or, in this opened position, can be hooked into the hinge pin from above.
- Adequate securing of the hinged lid against falling when the hinged lid is opened is preferably ensured in that the link guide extends concentrically with the hinge pin over approximately a quarter of the circumference of the hinge pin facing the vessel.
- the link guide is advantageously provided with an extension which extends vertically upward when the vessel is upright, which simplifies the hanging of the hinged lid, since the free end of the hinge hook is guided on the extension of the link guide.
- the hinge hook preferably surrounds the hinge pin over at least 160 ° of its circumference, as a result of which the hinged lid can be pivoted by a pivoting angle of at least 160 ° or secured against unintentional or intended removal, or the vessel can be tilted slightly less than this angle.
- the hinge pin is arranged laterally above the upper edge of the vessel and the hinge hook is rigidly attached to the hinged lid, which results in the resulting geometrical center of gravity, the possibility that the hinged lid when tilting the vessel already before a tilt angle of the vessel of 90 ° to the vertical automatically moves away from the edge of the vessel.
- the resulting gap between the rim of the vessel and the hinged lid allows the liquid contents to be poured out of the vessel without it coming into contact with the hinged lid and contaminating it.
- the hinge pin is arranged laterally below the upper edge of the vessel and the hinge hook on the hinged lid is mounted so as to be pivotable about a pivot axis directed parallel to the hinge pin and above the upper edge of the vessel, wherein stops are expediently provided on the hinged lid which prevent the pivoting movement of the hinge hook limit a range between 5 to 30 ° starting from a vertical position when the vessel is upright and closed with the hinged lid up to a position pivoted outwards from this vertical position to 5 to 30 ° .
- the hinge hook is preferably guided laterally between the hinge cheeks that hold the hinge bolts and are attached to the vessel, which results in good lateral guidance of the hinged cover adjusts, so that under certain circumstances one can find enough with a single hinge joint.
- FIG. 1 illustrating a partially sectioned side view of a metallurgical vessel with a hinged lid in the closed position according to a first embodiment.
- Fig. 2 shows the vessel with the hinged lid so far open that it can be removed from the vessel.
- FIG. 3 shows, in a representation analogous to FIG. 1, a metallurgical vessel according to a second embodiment.
- FIG. 4 the vessel according to FIG. 3 is in a position tilted by approximately 90 °.
- FIG. 5 shows, in an illustration analogous to FIG. 2, the vessel according to FIG. 3 with the hinged lid opened up to the lifting position.
- a metallurgical vessel 1 designed as a ladle for a steel mill is provided with a hinged lid 2.
- the ladle 1 can be tilted about two pivot pins 4 provided diametrically on its outer wall 3.
- the hinged lid 2 is pivotally connected to the ladle 1 by means of a hinge joint 5, this hinge joint being arranged in a plane through the vertical axis 6 of the ladle 1 having a circular cross section.
- the hinge joint 5 is formed by a hinge pin 7 and a hinge hook 8 which interacts with it, the hinge pin 7 being arranged between two hinge cheeks 9 fastened to the outer wall of the vessel 1.
- the hinge cheeks 9 project laterally from the outer wall 3 to above the upper edge 10 of the vessel 1, so that the hinge pin 7 also comes to lie laterally and above the upper edge 10 of the vessel 1.
- the hinge pin 7 is surrounded over part of its circumference by a link guide 11, the link guide 11 also being inserted between the hinge cheeks 9 and fastened to them.
- the link guide 11 extends over approximately a quarter of the circumference of the hinge pin 7 facing the casting ladle 1 and is formed concentrically to the latter.
- the link guide 11 has an extension 12 which extends vertically upwards beyond the horizontal plane 14 through the horizontal axis 13 of the hinge pin 7 with the vessel 1 upright and which extends the link guide 11 which is concentric with the hinge pin 7.
- the hinge hook 8 is rigidly attached to a bracket 16 projecting above the hinged lid 2 and outwardly beyond the hinged lid circumference 15. It is designed as an open hook, the free end 17 of the hinge hook 8 being directed away from the hinged cover 2.
- the hook opening 18 of the hinge hook 8 is directed upwards when the vessel 1 is upright and closed with the hinged lid 2.
- the hinge hook 8 is inserted between the hinge pin 7 and the link guide 11 and wraps around the hinge pin 7 by approximately 180 ° .
- the hinged cover 2 As can be seen in particular from FIG. 2, for the purpose of removing the hinged lid 2 from the vessel 1, it is necessary to open it by at least 180 °. Only after pivoting the hinged cover 2 by this angle can the hinged cover 2 be lifted off the vessel 1, since only then the hinge hook 8 is released from the link guide 11.
- the pivoting angle a around which the hinged lid 2 has to be swung open, in order to be able to remove it from the vessel 1, corresponds approximately to the wrap angle beta of the hinge hook 8 around the hinge pin 7.
- the wrap angle ⁇ is preferably at least 160 °.
- a major advantage of the vessel 1 according to the invention can be seen in the fact that when the hinged lid 2 is mounted, this is well supported on the vessel 1 and conveniently in the closed position after the hinge hook 8 has been hooked into the hinge pin 7 - in an open position by approximately 180 ° or above can be folded, which is preferably accomplished by means of a hoist, such as the overhead crane, the hook of which is hooked into eyelets (not shown) provided on the hinged cover 2 for this purpose.
- a hoist such as the overhead crane
- the hinge hook 8 is articulated to the bracket 16 of the hinged cover 2 by means of a pivot axis 19 arranged parallel to the hinge pin 7.
- the hinge pin 7 is arranged laterally below the upper edge 10 of the vessel 1, which is also designed as a ladle, and the pivot axis 19 is arranged above the upper edge 10 of the vessel 1 and approximately vertically above the hinge pin 7 (when the vessel 1 is upright).
- a stop 20 is rigidly fixed, which limits the pivoting mobility of the hinge hook 8 about its pivot axis 19, so that the hinge hook 8 from its vertical position shown in FIG.
- the invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the description of the figures, but can be modified in various ways.
- a single hinge joint 5 it is possible to provide two of them, which are arranged symmetrically to a vertical center plane of the vessel 1.
- the direction in which the hook opening 18 is open can also deviate from the vertical direction when the vessel 1 is upright and closed.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Gefäß, insbesondere kippbare Stahigießpfanne, mit einem am Gefäß mittels mindestens eines Scharniergelenkes angelenkten Klappdeckel.
- Ein metallurgisches Gefäß dieser Art ist aus Stahl und Eisen 100 (1980), Nr. 18, Seiten 1045 bis 1050 bekannt. Der Klappdeckel dient der Vermeidung hoher Temperaturverluste während des Vergießens der Schmelze und der Erhaltung der Eigenwärme des leeren Gefäßes.
- Das Schamiergelenk ist bei dem bekannten Gefäß von einem am Gefäß starr befestigten offenen Haken gebildet, in den ein am Klappdeckel an einer Art Öse befestigter Scharnierbolzen eingreift. Beim Kippen des Gefäßes öffnet und verschließt der Klappdeckel das Gefäß selbsttätig je nach Kippstellung des Gefäßes. Um den Klappdeckel beim Kippen gegen Herabfallen zu sichern, ist ein den Haken an der dem Scharnierbolzen gegenüberliegenden Seite umschließender, in die Öse eingesetzter Steckbolzen vorgesehen. Weiters ist der Klappdeckel mittels Spannketten, die einerseits am Klappdeckel, andererseits am Gefäß einhängbar sind, gesichert. Beim Aufsetzen bzw. Abnehmen des Klappdeckels von dem Gefäß sind von Stahlwerksarbeitem händisch durchzuführende Manipulationen notwendig, was umständlich ist und bei heißen Gefäßen zu einer Gefährdung der Arbeiter führen kann. Bei Gefäßen größerer Dimensionen ist der nahe beim Oberrand des Gefäßes befestigte Haken und damit der Steckbolzen zudem nur schwierig zu erreichen. Außerdem kann es durch den Heißbetrieb des Gefäßes zu einem Verziehen des Steckbolzens kommen, so daß dessen Entfernen bzw. Wiedereinsetzen erschwert bzw. unmöglich gemacht wird.
- Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein metallurgisches Gefäß der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Klappdeckel in einfacher Art und Weise, und ohne händische Manipulationen zu erfordern, auf das Gefäß aufgesetzt und von diesem abgenommen werden kann und der in allen in Frage kommenden Arbeitspositionen des Gefäßes sicher am Gefäß verankert ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Gefäß ein Scharnierbolzen sowie eine konzentrisch zum Scharnierbolzen und im Abstand von diesem angeordnete, sich jedoch nur über einen Teilbereich des Umfanges des Scharnierbolzens erstreckende Kulissenführung vorgesehen ist, und am Klappdeckel ein zwischen den Schamierbolzen und die Kulissenführung ragender und den Scharnierbolzen über höchstens 180° seines Umfanges umgebender Schamierhaken befestigt ist, wobei zweckmäßig die Hakenöffnung des Schamierhakens bei aufrechtstehendem und mit dem Klappdeckel verschlossenem Gefäß nach oben gerichtet und das freie Ende des Scharnierhakens vom Klappdeckel weggerichtet ist.
- Durch die Führung des Scharnierhakens zwischen dem Scharnierbolzen und der konzentrisch zu diesem angeordneten Kulissenführung kann der Klappdeckel so weit aufgeschwenkt werden, ohne vom Gefäß abgehoben werden zu können, bis das freie Ende des offenen Scharnierhakens das Ende der Kulissenführung passiert. Nach Erreichen dieser Position kann der Klappdeckel mittels eines Hebezeuges bequem nach oben abgehoben werden bzw. in dieser aufgeklappten Position von oben in den Scharnierbolzen eingehängt werden.
- Eine ausreichende Sicherung des Klappdeckels gegen Herabfallen beim Offnen des Klappdeckels ist vorzugsweise dadurch sichergestellt, daß sich die Kulissenführung über etwa ein Viertel des dem Gefäß zugewendeten Umfanges des Schamierbolzens konzentrisch zu diesem erstreckt.
- Vorteilhaft ist die Kulissenführung mit einem sich bei aufrechtstehendem Gefäß vertikal nach oben erstreckenden Fortsatz versehen, wodurch sich das Einhängen des Klappdeckels vereinfacht, da das freie Ende des Scharnierhakens an dem Fortsatz der Kulissenführung geführt ist.
- Vorzugsweise umgibt der Scharnierhaken den Scharnierbolzen über mindestens 160° seines Umfanges, wodurch der Klappdeckel unter Sicherung gegen unbeabsichtigtes bzw. beabsichtigtes Entfernen um einen Schwenkwinkel von mindestens 160° verschwenkt bzw. das Gefäß um etwas weniger als diesen Winkel gekippt werden kann.
- Vorzugsweise ist der Scharnierbolzen seitlich oberhalb des Oberrandes des Gefäßes angeordnet und der Scharnierhaken am Klappdeckel starr befestigt, wodurch sich aus den hierdurch entstehenden geometrischen Schwerpunktsverhältnissen die Möglichkeit ergibt, daß sich der Klappdeckel beim Kippen des Gefäßes bereits vor einem Kippwinkel des Gefäßes von 90° zur Vertikalen selbsttätig vom Gefäßrand wegbewegt. Durch den hierdurch entstehenden Spalt zwischen Gefäßrand und Klappdeckel kann der flüssige Inhalt aus dem Gefäß ausgegossen werden, ohne daß er mit dem Klappdeckel in Berührung kommt und diesen verschmutzt.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schamierbolzen seitlich unterhalb des Oberrandes des Gefäßes angeordnet und der Scharnierhaken am Klappdeckel um eine parallel zum Scharnierbolzen gerichtete und oberhalb des Oberrandes des Gefäßes angeordnete Schwenkachse schwenkbeweglich gelagert, wobei zweckmäßig am Klappdeckel Anschläge vorgesehen sind, die die Schwenkbeweglichkeit des Schamierhakens in einem Bereich zwischen 5 bis 30° ausgehend von einer bei aufrechtstehendem und mit dem Klappdeckel verschlossenem Gefäß vertikalen Lage bis zu einer 5 bis 30° von dieser vertikalen Lage nach außen verschwenkten Lage beschränken. Hierdurch kann - wenn man gezwungen ist, den Schamierbolzen aus Platzgründen tiefer zu setzen als den oberen Gefäßrand - ebenfalls erreicht werden, daß der flüssige Inhalt aus dem gekippten Gefäß ausgegossen werden kann, ohne mit dem Klappdeckel in Berührung zu kommen.
- Vorzugsweise ist der Scharnierhaken zwischen den Scharnierbolzen haltenden und am Gefäß befestigten Scharnierwangen seitlich geführt, wodurch sich eine gute seitliche Führung des Klappdeckels einstellt, so daß man unter Umständen mit einem einzigen Schamiergelenk das Auslangen findet.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben, wobei Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines metallurgischen Gefäßes mit aufgesetztem Klappdeckel in geschlossener Position nach einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. Fig. 2 zeigt das Gefäß mit so weit aufgeklapptem Klappdeckel, daß dieser vom Gefäß entfernt werden kann. Fig. 3 zeigt in zu Fig. 1 analoger Darstellung ein metallurgisches Gefäß gemäß einer zweiten Ausführungsform. In Fig. 4 befindet sich das Gefäß nach Fig. 3 in um etwa 90° gekippter Position. Fig. 5 zeigt in zu Fig. 2 analoger Darstellung das Gefäß nach Fig. 3 mit bis in Abhebeposition aufgeklapptem Klappdeckel.
- Gemäß der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist ein als Gießpfanne für ein Stahlwerk ausgebildetes metallurgisches Gefäß 1 mit einem Klappdeckel 2 versehen. Die Gießpfanne 1 ist um zwei diametral an ihrer Außenwand 3 vorgesehene Kippzapfen 4 kippbar. Der Klappdeckel 2 ist mit der Gießpfanne 1 mittels eines Scharniergelenkes 5 gelenkig verbunden, wobei dieses Scharniergelenk in einer durch die Vertikalachse 6 der einen Kreisquerschnitt aufweisenden Gießpfanne 1 gelegten Ebene angeordnet ist.
- Das Scharniergelenk 5 ist von einem Scharnierbolzen 7 und einem mit diesem zusammenwirkenden Scharnierhaken 8 gebildet, wobei der Scharnierbolzen 7 zwischen zwei an der Außenwand des Gefäßes 1 befestigten Scharnierwangen 9 angeordnet ist. Die Scharnierwangen 9 ragen seitlich der Außenwand 3 bis oberhalb des Oberrandes 10 des Gefäßes 1, so daß der Scharnierbolzen 7 ebenfalls seitlich und oberhalb des Oberrandes 10 des Gefäßes 1 zu liegen kommt. Der Scharnierbolzen 7 ist über einen Teil seines Umfanges von einer Kulissenführung 11 umgeben, wobei die Kulissenführung 11 ebenfalls zwischen den Scharnierwangen 9 eingesetzt und an diesen befestigt ist.
- Die Kulissenführung 11 erstreckt sich gemäß dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel über etwa ein Viertel des der Gießpfanne 1 zugewendeten Umfanges des Scharnierbolzens 7 und ist konzentrisch zu diesem ausgebildet. Die Kulissenführung 11 weist einen Fortsatz 12 auf, der sich vertikal nach oben über die durch die horizontale Achse 13 des Scharnierbolzens 7 bei aufrechtstehendem Gefäß 1 gelegte Horizontalebene 14 hinaus erstreckt und der die zum Schamierbolzen 7 konzentrische Kulissenführung 11 verlängert.
- Der Schamierhaken 8 ist an einer den Klappdeckel 2 nach oben und über den Klappdeckelumfang 15 nach außen überragenden Konsole 16 starr befestigt. Er ist als offener Haken ausgebildet, wobei das freie Ende 17 des Schamierhakens 8 vom Klappdeckel 2 weg gerichtet ist. Die Hakenöffnung 18 des Scharnierhakens 8 ist bei aufrechtstehendem und mit dem Klappdeckel 2 verschlossenem Gefäß 1 nach oben gerichtet. Der Scharnierhaken 8 ist zwischen den Scharnierbolzen 7 und der Kulissenführung 11 eingesetzt und umschlingt den Scharnierbolzen 7 um etwa 180°.
- Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist es zum Zweck des Abnehmens des Klappdeckels 2 vom Gefäß 1 notwendig, diesen um mindestens 180° aufzuklappen. Erst nach Schwenken des Klappdeckels 2 um diesen Winkel ist der Klappdeckel 2 vom Gefäß 1 abhebbar, da erst dann der Scharnierhaken 8 von der Kulissenführung 11 freigegeben ist. Der Schwenkwinkel a, um den der Klappdeckel 2 aufgeschwenkt werden muß, um ihn vom Gefäß 1 entfernen zu können, entspricht etwa dem Umschlingungswinkel beta des Schamierhakens 8 um den Schamierbolzen 7. Um den Klappdeckel 2 ausreichend gegen Herabfallen bei allen in Frage kommenden Arbeitspositionen der Gießpfanne 1 zu sichern, beträgt der Umschlingungswinkel ß vorzugsweise mindestens 160°.
- Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gefäßes 1 ist darin zu sehen, daß beim Montieren des Klappdeckels 2 dieser nach Einhängen des Schamierhakens 8 in den Schamierbolzen 7 - in um etwa 180° oder darüber aufgeklappter Stellung - am Gefäß 1 gut abgestützt ist und bequem in die Schließstellung geklappt werden kann, was vorzugsweise mittels eines Hebezeuges, wie des Hallenkranes, bewerkstelligt wird, dessen Haken in am Klappdeckel 2 zu diesem Zweck vorgesehene, nicht dargestellte Ösen eingehängt wird.
- Gemäß der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform ist der Schamierhaken 8 an der Konsole 16 des Klappdeckels 2 mittels einer parallel zum Scharnierbolzen 7 angeordneten Schwenkachse 19 gelenkig befestigt. Der Scharnierbolzen 7 ist seitlich unterhalb des Oberrandes 10 des ebenfalls als Gießpfanne ausgebildeten Gefäßes 1 und die Schwenkachse 19 oberhalb des Oberrandes 10 des Gefäßes 1 sowie etwa vertikal oberhalb des Scharnierbolzens 7 (bei aufrechtstehendem Gefäß 1) angeordnet. An der Konsole 16, die hier von zwei zueinander parallelen Wangen 16', zwischen denen der Schamierhaken 8 beweglich eingesetzt ist, gebildet ist, ist ein Anschlag 20 starr befestigt, der die Schwenkbeweglichkeit des Scharnierhakens 8 um seine Schwenkachse 19 begrenzt, so daß der Schamierhaken 8 aus seiner - bei aufrechtstehendem, verschlossenem Gefäß 1 - in Fig. 3 dargestellten vertikalen Lage um 5 bis 30° vom Klappdeckel 2 weg nach außen schwenkbar ist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird hierdurch ein frühzeitiges Öffnen des Klappdeckels 2, u.zw. noch vor Erreichen der horizontalen Lage des Gefäßes 1 beim Kippen desselben bewirkt. Der Hakenrücken 21 stützt sich hierbei an der Verlängerung 12 der Kulissenführung 11 ab.
- Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Figurenbeschreibung dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, anstelle eines einzigen Schamiergelenkes 5 deren zwei vorzusehen, die symmetrisch zu einer vertikalen Mittelebene des Gefäßes 1 angeordnet sind. Auch kann die Richtung, in die die Hakenöffnung 18 hin geöffnet ist, von der vertikaln Richtung bei aufrechtstehendem und verschlossenem Gefäß 1 abweichen.
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