EP2794933B1 - Kippbarer konverter - Google Patents

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EP2794933B1
EP2794933B1 EP12798651.1A EP12798651A EP2794933B1 EP 2794933 B1 EP2794933 B1 EP 2794933B1 EP 12798651 A EP12798651 A EP 12798651A EP 2794933 B1 EP2794933 B1 EP 2794933B1
Authority
EP
European Patent Office
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converter
suspension elements
support ring
pendulum suspension
tiltable
Prior art date
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Active
Application number
EP12798651.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2794933A1 (de
Inventor
Gerald Wimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
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Priority to EP12798651.1A priority patent/EP2794933B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4633—Supporting means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/50—Tilting mechanisms for converters

Definitions

  • the invention relates to a tiltable converter with a converter vessel, which is surrounded at a distance from a support ring, wherein the support ring has two opposite support pins for tilting about a tilt axis and wherein a suspension of the converter vessel on the support ring comprises four circumferentially distributed suspension pendulum elements, which in upright Converter transferred vertical forces from the converter vessel to the support ring.
  • Converters are used in steelmaking and usually have a charging side and a tapping side. In some cases, for logistical reasons, it will be charged and tapped from the same page. The filling of the converter takes place via the charging side, whereby it is usually tilted by approx. 45 °. For emptying, the converter is tilted towards the tapping side.
  • the tilting axis is determined by two support pins diametrically opposed to the support ring. In this case, usually only one support pin is connected to a tilting drive. Sometimes both trunnions are provided with drives.
  • the support ring surrounds the converter vessel, which is connected via a suspension with the support ring.
  • This suspension transfers the forces from the converter vessel to the support ring.
  • the forces to be transmitted are influenced by the filling level and the tilting position of the converter vessel as well as by dynamic loads.
  • the design of the suspension must take into account that it occurs due to temperature differences between converter and support ring to considerable deformations of the converter relative to the support ring.
  • Another embodiment includes an additional vertical shuttle and thus redundancy. This is to ensure that in case of complete failure of a support element in all Kipp einen a safe power transmission is possible.
  • a storage system is simply statically indefinite.
  • an oversizing of the support elements should be provided in order to ensure a sufficient load capacity of the remaining links in case of failure.
  • WO 2011/069395 A1 discloses a suspension with four vertical pendulum elements, which are arranged symmetrically on the circumference of the converter vessel. This also results in a simple statically indeterminate storage system with coercive forces occurring in the deformation case and high mounting requirements.
  • D1 is the closest prior art.
  • the invention has for its object to provide an improvement over the prior art for a tiltable converter of the type mentioned.
  • the solution provides that the bearing positions of at least two suspension pendulum elements on the converter vessel and / or on the support ring is arranged offset horizontally and / or vertically relative to a rotationally symmetrical arrangement with respect to a longitudinal axis of the converter, so that not all lines of action of the forces transmitted by the suspension pendulum elements have a common point of intersection or in one point approximating each other.
  • not all bearing positions of the individual suspension pendulum elements on the converter vessel and / or on the support ring are rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis of the converter.
  • each bearing has a pivot about which the respective suspension pendulum element is pivotable.
  • the lines of action of the transmitted forces are determined by the two bearing pivots of each suspension pendulum element, when the frictional forces in the bearings are neglected.
  • the respective storage position determined in this context, the location of the respective bearing pivot point.
  • the present invention provides a displacement of the bearing positions with respect to a rotationally symmetrical arrangement, which goes far beyond manufacturing tolerances.
  • known rotationally symmetrical arrangement as a result of unavoidable manufacturing tolerances in reality also deviations, so that the claim of the invention is not satisfied that not all lines of action of the transmitted Forces in a point are approximated to each other.
  • the force lines of action point to a common point, even if this point is infinitely far away in the case of parallel force action lines.
  • the present invention provides deviations from the rotationally symmetric arrangement of bearing positions to an extent that utilizes the space available. Taking into account the predetermined arrangement of converter vessel and support ring takes place within the space available for the suspension a maximum horizontal and / or vertical displacement of the bearing positions to each other. This avoids as far as possible a common point of intersection of all the force action lines of the suspension pendulum elements.
  • Another advantage is that all four suspension pendulum elements have approximately the same maximum load during a tilting operation. This uniform distribution of the maximum loads on all four suspension pendulum elements allows a reduction of the component dimensions over known suspension systems or a longer life of the suspension elements.
  • the bearing positions of a first pair of suspension pendulum elements are arranged rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the converter and if the bearing positions of a second pair of suspension pendulum elements horizontally and / or vertically offset are also arranged rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the converter.
  • the bearing positions of a second pair of suspension pendulum elements horizontally and / or vertically offset are also arranged rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the converter.
  • only two suspension pendulum elements are arranged rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the converter. This saves space and facilitates the design of the individual suspension pendulum elements.
  • suspension pendulum elements of the first pair and the suspension pendulum elements of the second pair are each designed to be identical.
  • the suspension pendulum elements of one pair are longer than the other pendulum elements in order to maximize the distance between the intersections of the lines of action of the forces transmitted by the suspension pendulum element pairs.
  • suspension pendulum elements may also be advantageous to design all suspension pendulum elements identical.
  • the production, assembly and storage of the suspension pendulum elements is cheaper feasible in this way.
  • the interchangeability of a suspension pendulum element is easier in a fault.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that two suspension pendulum elements on a charging side of the converter and that two suspension pendulum elements on a tapping side of the converter each have rotationally symmetrical bearing positions with respect to a longitudinal axis of the converter.
  • the suspension on each side of a vertical median plane through the tilt axis each suspension pendulum elements with similar storage positions.
  • Chargierseite the side facing away from the tapping side, even if charged and tapped in special cases from the same side.
  • the ratio of the horizontal distance to the vertical distance between the bearing positions of the two suspension pendulum elements on each side of the converter is greater than that of the bearing positions of the two suspension pendulum elements on the other Page.
  • the force lines of action of the forces transmitted by the suspension pendulum elements on the charging side then intersect a vertical median plane through the tilting axis at a higher or lower point than the force action lines of the forces transmitted by the pendulum pendulum elements on the racking side.
  • the distance between the points of intersection with the median plane acts as Hebelarmin a recordable by this arrangement torque about the tilt axis.
  • forces can be transmitted in the direction of the tilt axis. For example, dynamic forces in the direction of the tilt axis are balanced by forces in the suspension pendulum elements.
  • a simple construction of such an arrangement provides that the lines of action of the forces transmitted by the suspension pendulum elements on the tapping side have a common first intersection with the longitudinal axis of the converter and that the lines of action of the forces on the charging side transmitted by the suspension pendulum elements have a common second intersection with the Have longitudinal axis of the converter.
  • the storage positions each in an angular range of 40 ° to 50 ° relative to the tilt axis are arranged. Such an arrangement causes a uniform force transmission from the converter vessel to the support ring.
  • the suspension When viewing the upright converter, it is advantageous to arrange two horizontal pendulum elements between converter vessel and support ring for transmitting horizontal forces.
  • the suspension then includes six pendulum elements.
  • the links referred to as horizontal pendulum elements, transmit forces from the converter vessel to the support ring when the converter is tilted.
  • horizontal pendulum elements transmit forces from the converter vessel to the support ring when the converter is tilted.
  • the greatest forces are transmitted by means of horizontal pendulum elements and smaller forces by means of the suspension pendulum elements in a 90 ° tilted position. It is advantageous to perform these two horizontal pendulum elements identical to the suspension pendulum elements.
  • the converter 1 comprises a vessel 2 which is suspended at a distance in a support ring 3 by means of a plurality of support elements 6, 7, 8, 9, 10, 11.
  • Four of these support elements are designed as suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 and serve to transfer the forces from the converter vessel 2 to the support ring 3 with upright converter 1.
  • the suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 take also horizontal due to an oblique orientation Forces, which cancel each other out. Neglecting dynamic forces, those of the Suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 transmitted forces with the weight F G of the converter vessel 2 and its contents in a balance of forces.
  • Kippaber is the converter 1 by means of two arranged on the support ring 3 trunnions 4, 5, which are rotatably mounted in supports, not shown, and define the tilting axis a. As a rule, only one of these trunnions 4 is connected to a corresponding tilting drive.
  • a plane which is spanned by the tilt axis a and a longitudinal axis b of the converter 1, divides the converter 1 into two sides, which are defined as charging side C (charging side) and as tapping side T (tapping side).
  • charging side C charging side
  • tapping side T tapping side
  • At least two suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 with offset bearing positions 62, 63, 72, 73, 82, 83 and 92, 93 are provided.
  • not all suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 are arranged rotationally symmetrically with respect to the longitudinal axis b.
  • each of these bearings thus has a pivot point about which the respective pendulum rod 6, 7, 8, 9 is pivotable in all directions.
  • the respective pivot point defines the respective storage position 62, 63, 72, 73, 82, 83 92, 93 within the arrangement.
  • each suspension pendulum element 6, 7 and 8, 9 arranged rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis b of the converter.
  • a longitudinal axis b the axis of symmetry of the converter vessel 2 and the axis of symmetry of the support ring 3 is to be considered, these axes of symmetry may differ slightly from each other.
  • Each of these suspension pendulum element pairs (6, 7 or 8, 9) thus has a respective common point of intersection S1 or S2. It is essential that a sufficient distance between these intersections S1 and S2, to ensure favorable force conditions and sizes.
  • the bearing positions 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 is provided in relation to a rotationally symmetrical arrangement within the available space.
  • the suspension pendulum elements 6, 7 on the tapping side T have a greater inclination than the suspension pendulum elements 8, 9 on the charging side C.
  • the ratio of the horizontal distance to the vertical distance of the respectively arranged on the converter vessel 2 and the support ring 3 bearing positions 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 is then greater on the tapping side T than on the charging side C.
  • the distance between the two points of intersection S1, S2 acts as a lever arm of a bearing moment which counteracts a torque and forces transmitted by the converter vessel 2 to the support ring 3 in the direction of the tilting axis a.
  • a bearing moment arises in an upright converter position, for example, by dynamic movement forces F d of Converter contents.
  • this bearing moment also counteracts a moment which forms the weight force F G with a distance x to the intersection of the tilting axis a with the longitudinal axis b.
  • the arrangement of the suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 on the circumference of the support ring 3 is in Fig. 3 seen.
  • the horizontal pendulum elements 10, 11 are not shown here.
  • the respective angle ⁇ 6, ⁇ 7, ⁇ 8, ⁇ 9 between a central axis of the respective suspension pendulum element 6, 7, 8, 9 and the tilting axis a is approximately 45 °.
  • a range between 40 ° and 50 ° makes sense.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen kippbaren Konverter mit einem Konvertergefäß, welches im Abstand von einem Tragring umgeben ist, wobei der Tragring zwei gegenüberliegende Tragzapfen zum Kippen um eine Kippachse aufweist und wobei eine Aufhängung des Konvertergefäßes am Tragring vier am Umfang verteilte Aufhängungspendelelemente umfasst, welche bei aufrecht stehendem Konverter vertikale Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring übertragen.
  • Konverter kommen bei der Stahlerzeugung zum Einsatz und weisen in der Regel eine Chargierseite und eine Abstichseite auf. In manchen Fällen wird aus logistischen Gründen von derselben Seite chargiert und abgestochen. Über die Chargierseite erfolgt die Befüllung des Konverters, wobei dieser meist um ca. 45° geneigt wird. Zur Entleerung wird der Konverter zur Abstichseite hin gekippt. Die Kippachse ist durch zwei am Tragring diametral gegenüberliegende Tragzapfen bestimmt. Dabei ist in der Regel nur ein Tragzapfen mit einem Kippantrieb verbunden. Manchmal sind auch beide Tragzapfen mit Antrieben versehen.
  • Der Tragring umgibt das Konvertergefäß, welches über eine Aufhängung mit dem Tragring verbunden ist. Diese Aufhängung überträgt die Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring. Beeinflusst werden die zu übertragenden Kräfte durch den Füllstand und die Kippstellung des Konvertergefäßes sowie durch dynamische Belastungen. Die Gestaltung der Aufhängung muss berücksichtigen, dass es infolge auftretender Temperaturunterschiede zwischen Konverter und Tragring zu beträchtlichen Verformungen des Konverters relativ zum Tragring kommt.
  • Bekannt ist aus der DE 43 27 640 A1 eine Aufhängung mittels Pendelelemente (Links), welche sowohl am Konvertergefäß als auch am Tragring sphärisch gelagert sind. In einer Ausführungsform sind bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters drei horizontale und drei vertikale Pendelelemente angeordnet. Damit ist eine statisch bestimmte Aufhängung des Konvertergefäßes im Tragring realisiert. Allerdings weist diese Anordnung den Nachteil auf, dass nicht alle vertikalen Pendelelemente gleich belastet werden. Zudem ist der für diese Aufhängungsart benötigte Platzbedarf nachteilig. Andere bekannte Ausführungsformen umfassen zwei horizontale Pendelelemente und eine Pratze.
  • Eine andere Ausführungsform beinhaltet ein zusätzliches vertikales Pendelelement und somit eine Redundanz. Damit soll erreicht werden, dass bei vollkommenem Versagen eines Auflageelements weiterhin in allen Kippstellungen eine sichere Kraftübertragung möglich ist. Ein solches Lagerungssystem ist jedoch einfach statisch unbestimmt. Außerdem ist eine Überdimensionierung der Auflageelemente vorzusehen, um im Versagensfall eine ausreichende Belastbarkeit der verbleibenden Links sicherzustellen.
  • Auch die WO 2011/069395 A1 offenbart eine Aufhängung mit vier vertikalen Pendelelementen, welche symmetrisch am Umfang des Konvertergefäßes angeordnet sind. Daraus resultieren ebenfalls ein einfach statisch unbestimmtes Lagerungssystem mit auftretenden Zwangskräften im Verformungsfall sowie hohe Montageanforderungen. definiert kippbare Konverter mit dem vom Anmelder bekannten VAI-CON Aufhängung-Systems (Abb. 1 und 3), wobei eine Aufhängung des Konvertergefäßes am Tragring zumindest drei am Umfang verteilte vertikale Pendelelemente umfasst und zumindest zwei vertikale Pendelelemente am Tragring angeordnet sind, gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung bezüglich einer Längsachse des Konverters. D1 ist nächstliegenden Stand der Technik.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen kippbaren Konverter der eingangs genannten Art eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Konverter gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Lösung sieht vor, dass die Lagerpositionen zumindest zweier Aufhängungspendelelemente am Konvertergefäß und/oder am Tragring horizontal und/oder vertikal versetzt angeordnet ist gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung bezüglich einer Längachse des Konverters, sodass nicht alle Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen übertragenen Kräfte einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen oder in einem Punkt einander angenähert sind. Es sind also nicht alle Lagerpositionen der einzelnen Aufhängungspendelelemente am Konvertergefäß und/oder am Tragring bezüglich der Längachse des Konverters rotationssymmetrisch angeordnet. Bei aufrecht stehendem Konverter werden mittels der Aufhängungspendelelemente sowohl vertikale als auch horizontale Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring übertragen, wobei sich die horizontalen Kräfte gegenseitig aufheben. Konkret gehen die Kräfte in den Aufhängungspendelelementen in Richtung der Wirklinien durch die Lager des jeweiligen Elements. Die Aufhängung des Konvertergefäßes im Tragring erfolgt sowohl am Gefäß wie auch am Tragring mittels sphärischer Lager. Damit weist jedes Lager einen Drehpunkt auf, um den das jeweilige Aufhängungspendelelement schwenkbar ist. Die Wirkungslinien der übertragenen Kräfte sind durch die beiden Lagerdrehpunkte des jeweiligen Aufhängungspendelelements festgelegt, wenn die Reibungskräfte in den Lagern vernachlässigt werden. Die jeweilige Lagerposition bestimmt in diesem Zusammenhang die Lage des jeweiligen Lagerdrehpunktes.
  • In Abgrenzung zum Stand der Technik sieht die vorliegende Erfindung eine Versetzung der Lagerpositionen bezüglich einer rotationssymmetrischen Anordnung vor, welche weit über Fertigungstoleranzen hinausgeht. Obwohl bekannte rotationssymmetrische Anordnung infolge unvermeidbarer Fertigungstoleranzen in der Realität ebenfalls Abweichungen aufweisen, ist damit nicht die erfindungsgemäße Forderung erfüllt, dass nicht alle Wirkungslinien der übertragenen Kräfte in einem Punkt einander angenähert sind. Denn sobald eine rotationssymmetrische Anordnung vorgesehen ist, weisen die Kraftwirkungslinien auf einen gemeinsamen Punkt, selbst wenn dieser im Falle von parallelen Kraftwirkungslinien unendlich weit entfernt ist.
  • Die vorliegende Erfindung sieht Abweichungen von der rotationssymmetrischen Anordnung der Lagerpositionen in einem Ausmaß vor, das die gegebenen Platzverhältnisse ausnutzt. Unter Berücksichtigung der vorgegebenen Anordnung von Konvertergefäß und Tragring erfolgt innerhalb des für die Aufhängung vorhandenen Bauraums eine größtmögliche horizontale und/oder vertikale Versetzung der Lagerpositionen zueinander. Damit wird ein gemeinsamer Schnittpunkt aller Kraftwirkungslinien der Aufhängungspendelelemente so weit wie möglich vermieden.
  • Erreicht wird mit der erfindungsgemäßen Kennzeichnung ein statisch bestimmtes Lagerungssystem mit vier Aufhängungspendelelementen. Damit ist zunächst der Vorteil verbunden, dass das System bei drei montierten Aufhängungspendelelementen einen Freiheitsgrad behält, der eine einfache Montage des vierten Aufhängungspendelelements erlaubt.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass alle vier Aufhängungspendelelemente während eines Kippvorgangs eine annähernd gleiche maximale Belastung aufweisen. Diese gleichmäßige Verteilung der maximalen Belastungen auf alle vier Aufhängungspendelelemente erlaubt eine Reduktion der Bauteilabmessungen gegenüber bekannten Aufhängungssystemen bzw. eine länger Lebensdauer der Aufhängungselemente.
  • Zudem treten infolge thermischer Verformungen keine unbeherrschbaren Zwangskräfte auf, welche zu einer Überlastung einzelner Aufhängungselemente führten könnten. Von Vorteil ist es, wenn die Lagerpositionen eines ersten Paares der Aufhängungspendelelemente rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse des Konverters angeordnet sind und wenn die Lagerpositionen eines zweiten Paares der Aufhängungspendelelemente horizontal und/oder vertikal versetzt ebenfalls rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse des Konverters angeordnet sind. Somit sind jeweils nur zwei Aufhängungspendelelemente rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse des Konverters angeordnet. Das spart Platz und erleichtert die Auslegung der einzelnen Aufhängungspendelelemente.
  • Dabei ist es günstig, wenn die Aufhängungspendelelemente des ersten Paares und die Aufhängungspendelelemente des zweiten Paares jeweils baugleich ausgeführt sind. Beispielsweise sind die Aufhängungspendelelemente eines Paares länger als die anderen Pendelelemente, um den Abstand zwischen den Schnittpunkten der Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementpaaren übertragenen Kräfte zu maximieren.
  • Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, alle Aufhängungspendelelemente baugleich auszuführen. Die Fertigung, Montage und Lagerhaltung der Aufhängungspendelelemente ist auf diese Weise günstiger durchführbar. Ebenso ist in einem Störungsfall die Austauschbarkeit eines Aufhängungspendelelements einfacher.
  • Eine vorteilhafte Ausprägung der Erfindung sieht vor, dass zwei Aufhängungspendelelemente auf einer Chargierseite des Konverters und dass zwei Aufhängungspendelelemente auf einer Abstichseite des Konverters jeweils bezüglich einer Längsachse des Konverters rotationssymmetrische Lagerpositionen aufweisen. Somit weist die Aufhängung beidseits einer senkrechten Mittelebene durch die Kippachse jeweils Aufhängungspendelelemente mit gleichartigen Lagerpositionen auf. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird als Chargierseite die von der Abstichseite abgewandte Seite bezeichnet, auch wenn in Sonderfällen von der gleichen Seite chargiert und abgestochen wird.
  • Dabei ist es günstig, wenn bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters das Verhältnis des horizontalen Abstands zum vertikalen Abstand der jeweils am Konvertergefäß und am Tragring befindlichen Lagerpositionen der beiden Aufhängungspendelelemente auf einer Seite des Konverters größer ist gegenüber dem Verhältnis der Lagerpositionen der beiden Aufhängungspendelelemente auf der anderen Seite. Die Kraftwirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen auf der Chargierseite übertragenen Kräfte schneiden dann eine senkrechte Mittelebene durch die Kippachse an einer höheren oder niedrigeren Stelle als die Kraftwirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen auf der Abstichseite übertragenen Kräfte. Der Abstand zwischen den Schnittpunkten mit der Mittelebene wirkt dabei als Hebelarmlänge eines von dieser Anordnung aufnehmbaren Moments um die Kippachse. Zudem können Kräfte in Richtung der Kippachse übertragen werden. Zum Beispiel werden dynamische Kräfte in Richtung der Kippachse durch Kräfte in den Aufhängungspendelelementen ins Gleichgewicht gebracht.
  • Ein einfacher Aufbau einer solchen Anordnung sieht vor, dass die Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen übertragenen Kräften auf der Abstichseite einen gemeinsamen ersten Schnittpunkt mit der Längsachse des Konverters aufweisen und dass die Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen übertragenen Kräften auf der Chargierseite einen gemeinsamen zweiten Schnittpunkt mit der Längsachse des Konverters aufweisen.
  • Für die Aufteilung der Aufhängungspendelelemente in der Grundrissbetrachtung des aufrecht stehenden Konverters ist es günstig, wenn die Lagerpositionen jeweils in einem Winkelbereich von 40° bis 50° bezogen auf die Kippachse angeordnet sind. Eine solche Anordnung bewirkt eine gleichmäßige Kräfteübertragung vom Konvertergefäß auf den Tragring.
  • Bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters ist es von Vorteil, zur Übertragung horizontaler Kräfte zwei horizontale Pendelelemente zwischen Konvertergefäß und Tragring anzuordnen. Insgesamt umfasst die Aufhängung dann sechs Pendelelemente. Die als horizontale Pendelelemente bezeichneten Links übertragen Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring bei gekipptem Konverter. Je nach Lage des Schwerpunkts werden bei einer 90° Kippstellung die größten Kräfte mittels horizontaler Pendelelemente und kleinere Kräfte mittels der Aufhängungspendelelemente übertragen. Dabei ist es günstig, auch diese beiden horizontalen Pendelelemente baugleich mit den Aufhängungspendelelementen auszuführen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    Konverter im Seitenriss
    Fig. 2
    Konverter im Aufriss
    Fig. 3
    Konverter im Grundriss
  • Der Konverter 1 umfasst ein Gefäß 2, das beabstandet in einem Tragring 3 mittels mehrerer Tragelemente 6, 7, 8, 9, 10, 11 aufgehängt ist. Vier dieser Tragelemente sind als Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 ausgeführt und dienen zur Übertragung der Kräfte vom Konvertergefäß 2 auf den Tragring 3 bei aufrecht stehendem Konverter 1. Dabei nehmen die Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 aufgrund einer schrägen Ausrichtung auch horizontale Kräfte auf, welche sich jedoch gegenseitig aufheben. Unter Vernachlässigung dynamischer Kräfte sind die von den Aufhängungspendelelementen 6, 7, 8, 9 übertragenen Kräfte mit der Gewichtskraft FG des Konvertergefäßes 2 und dessen Inhalts in einem Kräftegleichgewicht.
  • Zwei horizontale Pendelelemente 10, 11 dienen der Kräfteübertragung in Kippstellungen des Konverters 1. Kippaber ist der Konverter 1 mittels zweier am Tragring 3 angeordneter Tragzapfen 4, 5, welche in nicht dargestellten Auflagern drehbar gelagert sind und die Kippachse a festlegen. In der Regel ist nur einer dieser Tragzapfen 4 mit einem entsprechenden Kippantrieb verbunden.
  • Eine Ebene, welche durch die Kippachse a und einer Längachse b des Konverters 1 aufgespannt ist, teilt den Konverter 1 in zwei Seiten, welche als Chargierseite C (Charging Side) und als Abstichseite T (Tapping Side) definiert sind. Auf jeder Seite ist ein Paar Aufhängungspendelelemente 6, 7 bzw. 8, 9 angeordnet.
  • Erfindungsgemäß ist zumindest zwei Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 mit versetzten Lagerpositionen 62, 63, 72, 73, 82, 83 bzw. 92, 93 vorgesehen. Somit sind nicht alle Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 bezüglich der Längachse b rotationssymmetrisch angeordnet.
  • Zur Vermeidung von Zwangskräften sind die Pendelstäbe 6, 7, 8, 9, mittels sphärischer Lager an das Konvertergefäß 2 und an den Tragring 3 angeschlossen. Jede dieser Lagerungen weist somit einen Drehpunkt auf, um den der jeweilige Pendelstab 6, 7, 8, 9 in alle Richtungen schwenkbar ist. Der jeweilige Drehpunkt definiert dabei die jeweilige Lagerposition 62, 63, 72, 73, 82, 83 92, 93 innerhalb der Anordnung.
  • Die von einem Aufhängungspendelelement 6, 7, 8, 9 übertragene Kraft wirkt entlang einer Wirkungslinie, welche durch die beiden Drehpunkte der Lagerungen dieses Penelementes 6, 7, 8, 9 geht. Somit bewirkt eine versetzte Lagerposition 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93, dass nicht alle Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen 6, 7, 8, 9 übertragenen Kräfte einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen, wie dies bei einer rotationssymmetrischen Anordnung der Fall wäre.
  • Im vorliegenden Beispiel, welches in den Figuren 1-3 dargestellt ist, sind jeweils zwei Aufhängungspendelelemente 6, 7 bzw. 8, 9 rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse b des Konverters angeordnet. Als Längsachse b ist die Symmetrieachse des Konvertergefäßes 2 und die Symmetrieachse des Tragrings 3 anzusehen, wobei diese Symmetrieachsen geringfügig voneinander abweichen können. Jedes dieser Aufhängungspendelelementpaare (6, 7 bzw. 8, 9) weist somit einen jeweils gemeinsamen Schnittpunkt S1 bzw. S2 auf. Wesentlich ist dabei ein ausreichender Abstand zwischen diesen Schnittpunkten S1 bzw. S2, um günstige Kraftverhältnisse und Baugrößen sicherzustellen.
  • Erfüllt wird diese Anforderung, indem innerhalb der zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse eine größtmögliche Versetzung der Lagerpositionen 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung vorgesehen ist. So weisen beispielsweise die Aufhängungspendelelemente 6, 7 auf der Abstichseite T eine stärkere Neigung als die Aufhängungspendelelemente 8, 9 auf der Chargierseite C auf. Das Verhältnis des horizontalen Abstands zum vertikalen Abstand der jeweils am Konvertergefäß 2 und am Tragring 3 angeordneten Lagerpositionen 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 ist dann auf der Abstichseite T größer als auf der Chargierseite C.
  • Der Abstand zwischen den beiden Schnittpunkten S1, S2 wirkt als Hebelarm eines Lagerungsmoments, das einem vom Konvertergefäß 2 auf den Tragring 3 übertragenen Moment und Kräften in Richtung der Kippachse a entgegenwirkt. Ein solches Moment entsteht in einer aufrechten Konverterstellung beispielsweise durch dynamische Bewegungskräfte Fd des Konverterinhalts. Dieses Lagerungsmoment wirkt jedoch auch einem Moment entgegen, das die Gewichtskraft FG mit einem Abstand x zum Schnittpunkt der Kippachse a mit der Längsachse b bildet.
  • Die Anordnung der Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 am Umfang des Tragrings 3 ist in Fig. 3 ersichtlich. Der Übersichtlichkeit halber sind hier unter anderem die horizontalen Pendelelemente 10, 11 nicht eingezeichnet. Idealerweise beträgt der jeweilige Winkel ϕ6, ϕ7, ϕ8, ϕ9 zwischen einer Mittelachse des jeweiligen Aufhängungspendelelements 6, 7, 8, 9 und der Kippachse a ungefähr 45°. Für eine gleichmäßige Kräfteverteilung ist ein Bereich zwischen 40° und 50° sinnvoll.

Claims (9)

  1. Kippbarer Konverter (1) mit einem Konvertergefäß (2), welches im Abstand von einem Tragring (3) umgeben ist, wobei der Tragring (3) zwei gegenüberliegende Tragzapfen (4, 5) zum Kippen um eine Kippachse (a) aufweist und wobei eine Aufhängung des Konvertergefäßes (2) am Tragring (3) vier am Umfang verteilte Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) umfasst, welche bei aufrecht stehendem Konverter (1) vertikale Kräfte vom Konvertergefäß (2) auf den Tragring (3) übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerpositionen (62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93) zumindest zweier Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) am Konvertergefäß (2) und/oder am Tragring (3) horizontal und/oder vertikal versetzt angeordnet ist gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung bezüglich einer Längachse (b) des Konverters (1), sodass nicht alle Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen (6, 7, 8, 9) übertragenen Kräfte einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen oder in einem Punkt einander angenähert sind oder parallel verlaufen.
  2. Kippbarer Konverter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerpositionen (62, 63, 72, 73) eines ersten Paares der Aufhängungspendelelemente (6, 7) rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse (b) des Konverters (1) angeordnet sind und dass die Lagerpositionen (82, 83, 92, 93) eines zweiten Paares der Aufhängungspendelelemente (8, 9) horizontal und/oder vertikal versetzt ebenfalls rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse (b) des Konverters (1) angeordnet sind.
  3. Kippbarer Konverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhängungspendelelemente (6, 7) des ersten Paares und die Aufhängungspendelelemente (8, 9) des zweiten Paares jeweils baugleich ausgeführt sind.
  4. Kippbarer Konverter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) baugleich ausgeführt sind.
  5. Kippbarer Konverter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aufhängungspendelelemente (8, 9) auf einer Chargierseite (C) des Konverters (1) und dass zwei Aufhängungspendelelemente (6, 7) auf einer Abstichseite (T) des Konverters (1) jeweils bezüglich einer Längsachse (b) des Konverters (1) rotationssymmetrische Lagerpositionen (62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93) aufweisen.
  6. Kippbarer Konverter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters (1) das Verhältnis des horizontalen Abstands zum vertikalen Abstand der jeweils am Konvertergefäß (2) und am Tragring (3) befindlichen Lagerpositionen (62, 63, 72, 73 bzw. 82, 83, 92, 93) der beiden Aufhängungspendelelemente (6, 7 bzw. 8, 9) auf einer Seite (T bzw. C) des Konverters gegenüber dem Verhältnis der Lagerpositionen (82, 83, 92, 93 bzw. 62, 63, 72, 73) auf der anderen Seite (C bzw. T) größer ist.
  7. Kippbarer Konverter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen (6, 7) übertragenen Kräften auf der Abstichseite (T) einen gemeinsamen ersten Schnittpunkt (S1) mit der Längsachse (b) des Konverters (1) aufweisen und dass die Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen (8, 9) übertragenen Kräften auf der Chargierseite (C) einen gemeinsamen zweiten Schnittpunkt (S2) mit der Längsachse (b) des Konverters (1) aufweisen.
  8. Kippbarer Konverter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundrissbetrachtung des aufrecht stehenden Konverters (1) die Lagerpositionen (62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93) der Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) bezogen auf die Kippachse (a) innerhalb eines Winkelbereichs von 40° bis 50° liegen.
  9. Kippbarer Konverter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters (1) zur Übertragung horizontaler Kräfte zwei horizontale Pendelelemente (10, 11) zwischen Konvertergefäß (2) und Tragring (3) angeordnet sind.
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