EP2935634B1 - Befestigungssystem für kippbare metallurgische behandlungsgefässe - Google Patents

Befestigungssystem für kippbare metallurgische behandlungsgefässe Download PDF

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EP2935634B1
EP2935634B1 EP13807991.8A EP13807991A EP2935634B1 EP 2935634 B1 EP2935634 B1 EP 2935634B1 EP 13807991 A EP13807991 A EP 13807991A EP 2935634 B1 EP2935634 B1 EP 2935634B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slot
fastening system
support ring
treatment vessel
load pin
Prior art date
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Active
Application number
EP13807991.8A
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English (en)
French (fr)
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EP2935634A1 (de
Inventor
Rolf Best
Frank Wagener
Maxim SPOLWIND
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
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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
    • C21C5/464—Trunnion bearings
    • 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 fastening system for tiltable metallurgical treatment vessels according to the preamble of claim 1, and a suitable treatment vessel.
  • a converter is a tiltable metallurgical treatment vessel in which liquid metals and metal alloys are manufactured and treated. A converter is exposed during operation to high thermal loads, which can lead to thermal expansion. Accordingly, a converter is mounted at a predetermined distance on a surrounding support ring.
  • a fastening system in which a treatment vessel is suspended by means of connecting elements in the form of lamellae in a support ring. With the suspension of the slats, a thermal expansion of the treatment vessel in the radial direction is possible.
  • circumferential supports of the treatment vessel are provided on an upper side of the support ring, which are fitted without play between abutments on the support ring in the circumferential direction. In this way, the treatment vessel can be supported in a tilted position, ie upon pivoting of the support ring. A possible relative movement between the circumferential supports and the abutments allows a thermal expansion of the treatment vessel in the radial and axial directions.
  • the perimeter supports are not particularly protect against slag ejection from the converter mouth. If soiled by, for example, slag, the relative movement between circumferential supports and abutments can be at least limited and therefore the thermal expansion of the treatment vessel may be hindered.
  • DE 34 10 949 A1 shows a generic fastening system for tiltable metallurgical treatment vessels according to the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a mounting system for tiltable metallurgical treatment vessels and a suitable treatment vessel, the fastening system is protected by simple and robust means against possible contamination and therefore thermal expansion of the specialistssgefä ⁇ es are reliably guaranteed.
  • the fastening system is suitable for tiltable metallurgical treatment vessels, in particular converters, and comprises a support ring having two diametrically opposed tilting pins, wherein a treatment vessel with a plurality of connecting elements can be attached to the support ring.
  • the fastening system further comprises retaining means, which are attachable to an outer side of the treatment vessel, and guide means, which are formed on the support ring and cooperate with the holding means to divert tilting forces from the treatment vessel to the support ring. Both the holding means and the guide means are each arranged on an underside of the support ring.
  • the retaining means comprise a vertically upwardly directed load bolt.
  • the guide means are formed as a provided on the underside of the support ring slot, wherein the load pin engages in the slot.
  • the longitudinal axis of the support ring extends in a plane perpendicular to the central axis of the treatment vessel and parallel to the tilt axis of the treatment vessel, wherein in the vertical operating position of the treatment vessel, the load pin is positioned in the slot, that the load bolt within the slot along an axis respectively.
  • the longitudinal axis of the slot which points radially towards a center of the treatment vessel, and / or is displaceable in the vertical direction.
  • the invention is based on the essential finding that tilting forces can be reliably and without clearance derived from the treatment vessel to the support ring by an interaction of the holding means and the guide means during pivoting of the support ring. Due to the arrangement of the holding and guiding means on an underside of the support ring, these means are "automatic" because of design, against contamination z. B. protected by Schlackeausorulfe that can get from the top of an opening of the treatment vessel on top of the support ring.
  • the interaction of the holding means with the guide means is configured such that, as a result of thermal expansion of the treatment vessel, a movement of the holding means relative to the guide means in both the vertical upward and downward and along an axis which points radially towards a center of the treatment vessel , maintenance-free is possible. Since the holding means and the guide means are sufficiently protected as described against contamination, this mobility is reliably ensured even in the operation of the treatment vessel, in which considerable temperature fluctuations can occur.
  • the holding means comprise a vertically upwardly directed load bolt which engages in the guide means in the form of an elongated hole formed on the underside of the support ring.
  • the design of the holding and guiding means is maintenance-free and ensures in a robust manner just described mobility of the holding means in the vertical and radial directions. Furthermore, this gives the advantages of easy accessibility and installation options.
  • the longitudinal axis of the elongated hole extends horizontally and parallel to a tilting axis of the treatment vessel.
  • the load pin is positioned in a vertical operating position of the treatment vessel substantially centrally within the elongated hole with respect to its longitudinal axis.
  • the said operating position of the treatment vessel is to be understood as meaning that the treatment vessel is ready mounted or supported on the support ring, wherein the energetic startup is not yet has taken place and thus the treatment vessel has substantially ambient temperature.
  • Another advantage for the fastening system according to the invention is achieved in that it is arranged outside of the direct heat radiation through the pan during the tapping and thus subject to a lower thermal cycling.
  • a treatment vessel in particular in the form of a converter, is furthermore provided, holding means being mounted on an outer side of the treatment vessel and cooperating with guide means of the above-described fastening system.
  • Fig. 1 shows the fastening system 1 according to the invention in connection with a treatment vessel 2 in the form of a converter.
  • the treatment vessel 2 is suitable for the production and treatment of liquid metals and metal alloys and is referred to simplifying as a converter, without being limited thereto.
  • the converter 2 is surrounded by a support ring 3 at a distance a.
  • the Fig. 2 which is a sectional view along the line AA of Fig. 1 shows, illustrates that the support ring 3 has a box-shaped cross-section and is positioned at the distance a from a wall of the converter 2.
  • Fig. 1 At diametrically opposite sides of the support ring 3 engage two conical tilting pins 4 in the support ring 3 a. These tilting pins 4 define a tilting axis 4a about which the support ring 3 can be pivoted laterally in connection with the converter 2.
  • Fig. 1 only one lying in the foreground image tilting pin 4 is shown, with the opposite tilting pin is hidden and can not be seen.
  • the Fig. 2 therein openings 5, 6 are formed.
  • the converter 2 is attached to the support ring 3 via a plurality of connecting elements 7.
  • the connecting elements 7 are in the form of lamellae, wherein the converter 2 is suspended or supported by the lamellae 7 on the support ring 3. By the suspension by means of the fins 7, a radial thermal expansion of the converter 2 can be compensated.
  • the support of the converter 2 by means of such slats 7 on the support ring 3 is in the prior art, for. B. off WO 2011/064233 A2 known and therefore not explained in detail.
  • the fastening system 1 comprises retaining means 8, which are attached to an outer side of the converter 2. These holding means cooperate with guide means 9 in the form of an oblong hole, which is formed on an underside of the support ring 3.
  • the fastening system 1 comprises the support ring 3, the holding means 8 and the guide means 9.
  • FIGS Fig. 2-6 Further details thereof are explained, wherein in each case Cartesian coordinate systems are entered for a simplified understanding of the operation of the fastening system 1 in the figures.
  • the holding means 8 comprise a load bolt 10, which is attached to an outer console 11 attached to the wall of the converter 2.
  • the load pin 10 extends with its longitudinal axis, starting from a base 12 of the outer panel 11 vertically upward.
  • the load pin 10 may be attached to the outer panel 11 by a screw 13, which in Fig. 2 symbolically indicated. If necessary, thus the load pin 10 can be replaced by the outer console 11.
  • the slot 9 is formed in a lower flange 14 of the box-shaped support ring 3.
  • the load pin 10 engages in the slot 9 in such a way that it is movable along the longitudinal axis of the elongated hole 9 or along an axis (y) which points radially in the direction of a center point of the converter 2.
  • the base 12 of the outer panel 11 is sufficiently far from the lower flange 13 of the support ring 3, so that the load pin 10 within the slot 9 in the vertical direction (z) is movable.
  • the arrangement of the load bolt 10 within the slot 9 is complementary in the Fig. 3 shown a sectional view along the line BB of Fig. 2 is. It can be seen here that the load bolt 10 is laterally in contact with the longitudinal side edges 15 of the elongated hole 9. This contact between the load pin 10 and the longitudinal side edges 15 of the slot 9 is carried out with respect to the fit dimension and the material pairings to the effect that the load pin 10 on the one hand in a direction (x) is guided without play transverse to the longitudinal axis of the slot 9, and on the other hand, a mobility of the load bolt 10 both in the direction of the longitudinal axis (y) of the slot 9 and in the vertical direction (z) is possible.
  • Figure 4 shows a bottom view of the load pin 10 from the direction of the arrow D of Fig. 1 , Herein, the mobility of the load bolt 10 is symbolized within the slot 9 in the radial direction by the arrow 16r. In Fig. 3 is the mobility of the load pin 10 in the vertical direction symbolized by the arrow 16z.
  • Fig. 5 shows a sectional view taken along the line BB of Fig. 2 .
  • each pressure plates 17 are screwed on diametrically opposite sides, preferably by means of retractable screws. These pressure plates 17 are intended to come into contact with the longitudinal side edges 15 of the slot 9. Upon reaching a wear limit, the pressure plates 17 can be replaced by loosening the screw in a simple manner.
  • sliding plates 18 are attached in the contact area to the load pin.
  • the interaction of the slide plates 18 and the pressure plates 17 is in Fig. 6 which illustrates a sectional view taken along the line CC of FIG Fig. 5 shows.
  • a sliding resistance between the pressure plates 17 and the slide plates 18 can be further reduced by either the pressure plates 17 and / or the slide plates 18 are formed crowned at their respective outer side. Accordingly, the contact surface between the pressure plates 17 and the sliding plates 18 is thereby reduced, which further optimizes the illustrated displaceability of the load bolt 10 in the y-direction or z-direction.
  • the pressure plates 17 and the slide plates 18 are preferably made of a material which is wear-resistant and at the same time has good sliding properties, e.g. Hardened steel or equivalent steel alloys.
  • the pressure plates 17 and the slide plates 18 can be provided with resistant coatings which have further improved sliding properties.
  • movable wedge elements 19 are provided, which are each attached to the longitudinal side edges 15 of the slot 9.
  • a respective wedge element 19 has a vertical side surface 20 and, opposite thereto, an oblique wedge surface 21.
  • the oblique wedge surface 21 bears against a contact surface 22 of the support ring 3 which is inclined in a complementary manner thereto.
  • Fig. 5 illustrates that the inclination of the contact surface 22 with a vertical includes an acute angle ⁇ .
  • a respective wedge member 19 includes an upper shoulder portion 23 having a substantially horizontally extending lower bottom surface 24. Adjacent to the shoulder portion 23, a base portion 25 is provided with a horizontal support surface on the support ring 3.
  • the sliding plates 18 explained above can be fixed to the vertical side surface 20 of a wedge element 19, for. B. using a screw 26.
  • recesses 27 may be formed, in which the sliding plates 18 are added. Through the side walls of the recess 27, the transverse forces are advantageously absorbed, which act on the sliding plates 18 within the slot 9 during a sliding movement of the load bolt 10.
  • FIG. 5 illustrates that the longitudinal side edges 15 of the slot 9 are formed by the vertical side surfaces 20 of the respective wedge elements 19.
  • a width b of the elongated hole 9 or a distance of the vertical side surfaces 20 relative to one another can be set by introducing a spacer body 28 having a predetermined thickness between the lower bottom surface 24 of a wedge element 19 and the support surface of the base section 25.
  • this spacer body 28 which is made of any and especially pressure-resistant materials, slides at an assembly of a wedge member 19 whose inclined wedge surface 21 along the inclined contact surface 22, whereby a distance of the vertical side surface 20 fixed with respect to the opposite longitudinal side edge 15 becomes.
  • this can be screwed by a screw 29 with the support ring 3.
  • the embodiment according to the Fig. 5 and 6 is suitable in the same way as the embodiment of Fig. 1 for deriving tilting forces during a pivoting of the support ring 3, because the load bolt 10 rests in the x-direction without play on the longitudinal side edges 15 of the slot 9.
  • the embodiment according to the Fig. 5 or 6 the advantage that the contact points between the load pin 10 and the longitudinal side edges 15 of the slot 9 can be renewed when worn with simple and inexpensive means, if necessary, namely by replacing the pressure plates 15 and / or the sliding plates 18.
  • the width b of the slot 9 suitably adapted by the wedge elements 19 are displaced relative to the inclined contact surfaces 22.
  • a spacer body 28 can be used with a smaller thickness, so that thereby the width b of the slot 9 decreases.
  • the holding means 8 are formed on the support ring 3, namely on its underside, wherein the guide means 9 can be provided or attached to an outer side of the converter 2.
  • the holding means 8 and guide means 9 function in comparison with the embodiment shown in the drawing on the principle of a kinematic reversal and thus in the same way, so that reference is made to avoid repetition to the explanation with respect to the drawing.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für kippbare metallurgische Behandlungsgefäße nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, und ein dafür geeignetes Behandlungsgefäß.
  • Bei einem Konverter handelt es sich um ein kippbares metallurgisches Behandlungsgefäß, in dem flüssige Metalle und Metalllegierungen hergestellt und behandelt werden. Ein Konverter ist während des Betriebes hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, die zu Wärmedehnungen führen können. Entsprechend ist ein Konverter mit einem vorbestimmten Abstand an einem umgebenden Tragring angebracht.
  • Im Stand der Technik ist aus DE 19 03 685 ein Befestigungssystem bekannt, bei dem ein Behandlungsgefäß über Verbindungselemente in Form von Lamellen in einem Tragring eingehängt ist. Mit der Aufhängung an den Lamellen ist eine Wärmedehnung des Behandlungsgefäßes in radialer Richtung möglich. Zusätzlich sind an einer Oberseite des Tragringes Umfangsstützen des Behandlungsgefäßes vorgesehen, die zwischen Widerlagern am Tragring in Umfangsrichtung spielfrei eingepasst sind. Hierdurch kann das Behandlungsgefäß in einer gekippten Position, d.h. bei einem Verschwenken des Tragrings abgestützt werden. Eine mögliche Relativbewegung zwischen den Umfangsstützen und den Widerlagern gestattet eine Wärmedehnung des Behandlungsgefäßes in radialer und axialer Richtung. Nachteilig ist, dass die Umfangsstützen nicht besonders vor Schlackeauswürfen aus dem Konvertermund zu schützen sind. Bei einer Verschmutzung z.B. durch Schlacke kann die Relativbewegung zwischen Umfangsstützen und Widerlagern zumindest eingeschränkt und deshalb die Wärmedehnung des Behandlungsgefäßes behindert sein.
    • Geänderte Beschreibungsseiten
  • DE 34 10 949 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Befestigungssystem für kippbare metallurgische Behandlungsgefäße nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungssystem für kippbare metallurgische Behandlungsgefäße und ein dafür geeignetes Behandlungsgefäß zu schaffen, wobei das Befestigungssystem mit einfachen und robusten Mitteln gegen mögliche Verschmutzungen geschützt ist und deshalb Wärmedehnungen des Behandlungsgefäβes zuverlässig gewährleistet sind.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Befestigungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1, und durch ein Behandlungsgefäß gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Das Befestigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich für kippbare metallurgische Behandlungsgefäße, insbesondere Konverter, und umfasst einen Tragring, der zwei diametral entgegengesetzte Kippzapfen aufweist, wobei ein Behandlungsgefäß mit einer Vielzahl von Verbindungselementen an dem Tragring angebracht werden kann. Das Befestigungssystem umfasst weiter Haltemittel, die an einer Außenseite des Behandlungsgefäßes anbringbar sind, und Führungsmittel, die an dem Tragring ausgebildet sind und mit den Haltemitteln zusammenwirken, um Kippkräfte von dem Behandlungsgefäß an den Tragring abzuleiten. Sowohl die Haltemittel als auch die Führungsmittel sind jeweils an einer Unterseite des Tragrings angeordnet. Die Haltemittel umfassen einen vertikal nach oben gerichteten Lastbolzen. Die Führungsmittel sind als ein an der Unterseite des Tragrings vorgesehenes Langloch ausgebildet, wobei der Lastbolzen in das Langloch eingreift. In einer Grundstellung des Tragrings verläuft die Längsachse des Tragrings in einer zur Mittelachse des Behandlungsgefäßes senkrechten Ebene und parallel zur Kippachse des Behandlungsgefäßes, wobei in der vertikalen Betriebsstellung des Behandlungsgefäßes der Lastbolzen derart in dem Langloch positioniert ist, dass der Lastbolzen innerhalb des Langlochs entlang einer Achse bzw. der Längsachse des Langlochs, die radial in Richtung eines Mittelpunkts des Behandlungsgefäßes weist, und/oder in vertikaler Richtung verschieblich ist.
  • Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass durch ein Zusammenwirken der Haltemittel und der Führungsmittel bei einem Verschwenken des Tragrings Kippkräfte sicher und spielfrei von dem Behandlungsgefäß an den Tragring abgeleitet werden können. Durch die Anordnung der Halte- und Führungsmittel an einer Unterseite des Tragrings sind diese Mittel "automatisch", da konstruktionsbedingt, gegen eine Verschmutzung z. B. durch Schlackeauswürfe geschützt, die von oben aus einer Öffnung des Behandlungsgefäßes auf eine Oberseite des Tragrings gelangen können. Das Zusammenwirken der Haltemittel mit den Führungsmitteln ist derart ausgestaltet, dass in Folge einer Wärmedehnung des Behandlungsgefäßes eine Bewegung des Haltemittels relativ zu den Führungsmitteln sowohl in vertikaler Richtung nach oben bzw. unten als auch entlang einer Achse, die radial in Richtung eines Mittelpunktes des Behandlungsgefäßes weist, wartungsfrei möglich ist. Da die Haltemittel und die Führungsmittel wie erläutert gegen eine Verschmutzung hinreichend geschützt sind, ist diese Beweglichkeit auch im Betrieb des Behandlungsgefäßes, bei dem erhebliche Temperaturschwankungen auftreten können, zuverlässig gewährleistet.
  • Zweckmäßigerweise umfassen die Haltemittel einen vertikal nach oben gerichteten Lastbolzen, der in die Führungsmittel in Form eines an der Unterseite des Tragrings ausgebildeten Langloches eingreift. Die Ausgestaltung der Halte- und Führungsmittel ist wartungsfrei und stellt in robuster Weise die soeben erläuterte Beweglichkeit der Haltemittel in vertikaler und radialer Richtung sicher. Des Weiteren sind hiermit die Vorteile einer einfachen Zugänglichkeit und Montagemöglichkeit gegeben.
  • In einer Grundstellung des Tragrings, wenn das Behandlungsgefäß mit seiner Hochachse vertikal angeordnet ist, verläuft die Längsachse des Langloches horizontal und parallel zu einer Kippachse des Behandlungsgefäßes. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass der Lastbolzen in einer vertikalen Betriebsstellung des Behandlungsgefäßes im Wesentlichen mittig innerhalb des Langloches in Bezug auf dessen Längsachse positioniert ist. Die genannte Betriebsstellung des Behandlungsgefäßes ist dahingehend zu verstehen, dass das Behandlungsgefäß einsatzbereit an dem Tragring montiert bzw. abgestützt ist, wobei die energetische Inbetriebnahme noch nicht stattgefunden hat und somit das Behandlungsgefäß im Wesentlichen Umgebungstemperatur aufweist.
  • Ein weiterer Vorteil für das erfindungsgemäße Befestigungssystem wird dadurch erzielt, dass es außerhalb der direkten Wärmestrahlung durch die Pfanne während des Abstichs angeordnet ist und insoweit einer geringeren Temperaturwechselbelastung unterliegt.
  • Erfindungsgemäß ist weiter ein Behandlungsgefäß, insbesondere in Form eines Konverters, vorgesehen, wobei an einer Aussenseite des Behandlungsgefäßes Haltemittel angebracht sind, die mit Führungsmitteln des vorstehend erläuterten Befestigungssystems zusammenwirken.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen und der beigefügten Zeichnung. Hierin zeigen:
    • Figur 1 ein erfindungsgemäßes Befestigungssystem in Verbindung mit einem Behandlungsgefäß in Form eines Konverters, der in einer vertikalen Betriebsposition angeordnet ist,
    • Figur 2 das Befestigungssystem in einer Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Figur 1,
    • Figur 3 das Befestigungssystem in einer Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Figur 2,
    • Figur 4 das Befestigungssystem in einer Ansicht von unten aus Richtung des Pfeils D von Figur 1,
    • Figur 5 das Befestigungssystem nach einer alternativen Ausführungsform in einer Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Figur 2, und
    • Figur 6 das Befestigungssystem in einer Schnittdarstellung entlang der Linie C-C von Figur 5.
  • Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Befestigungssystem 1 in Verbindung mit einem Behandlungsgefäß 2 in Form eines Konverters. Das Behandlungsgefäß 2 eignet sich zur Herstellung und Behandlung von flüssigen Metallen und Metalllegierungen und wird nachfolgend vereinfachend stets als Konverter bezeichnet, ohne darin eine Einschränkung zu verstehen.
  • Der Konverter 2 ist von einem Tragring 3 in einem Abstand a umgeben. Die Fig. 2, die eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 1 zeigt, verdeutlicht, dass der Tragring 3 einen kastenförmigen Querschnitt aufweist und in dem Abstand a von einer Wandung des Konverters 2 positioniert ist.
  • An diametral entgegengesetzten Seiten des Tragrings 3 greifen zwei konisch ausgebildete Kippzapfen 4 in den Tragring 3 ein. Diese Kippzapfen 4 definieren eine Kippachse 4a, um die der Tragring 3 in Verbindung mit dem Konverter 2 seitlich verschwenkt werden kann. In Fig. 1 ist lediglich ein im Bildvordergrund liegender Kippzapfen 4 dargestellt, wobei der dazu entgegengesetzte Kippzapfen verdeckt und nicht zu erkennen ist. Zur Aufnahme der Kippzapfen 4 in dem Tragring 3 sind ausweislich der Fig. 2 darin Öffnungen 5, 6 ausgebildet.
  • Der Konverter 2 ist über eine Vielzahl von Verbindungselementen 7 an dem Tragring 3 angebracht. Die Verbindungselemente 7 sind in Form von Lamellen ausgebildet, wobei der Konverter 2 mit den Lamellen 7 an dem Tragring 3 aufgehängt bzw. abgestützt ist. Durch die Aufhängung mittels der Lamellen 7 kann eine radiale Wärmedehnung des Konverters 2 kompensiert werden. Die Abstützung des Konverters 2 mittels solcher Lamellen 7 an dem Tragring 3 ist im Stand der Technik z. B. aus WO 2011/064233 A2 bekannt und deshalb nicht weiter im Detail erläutert.
  • Das Befestigungssystem 1 nach der vorliegenden Erfindung umfasst Haltemittel 8, die an einer Außenseite des Konverters 2 angebracht sind. Diese Haltemittel wirken mit Führungsmitteln 9 in Form eines Langloches zusammen, das an einer Unterseite des Tragrings 3 ausgebildet ist.
  • Das Befestigungssystem 1 umfasst den Tragring 3, die Haltemittel 8 und die Führungsmittel 9. Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 2-6 weitere Einzelheiten hiervon erläutert, wobei für ein vereinfachtes Verständnis der Wirkungsweise des Befestigungssystems 1 in den Figuren jeweils kartesische Koordinatensysteme eingetragen sind.
  • Die Haltemittel 8 umfassen einen Lastbolzen 10, der an einer an der Wandung des Konverters 2 befestigten Außenkonsole 11 angebracht ist. Der Lastbolzen 10 erstreckt sich mit seiner Längsachse ausgehend von einer Grundfläche 12 der Außenkonsole 11 vertikal nach oben. Der Lastbolzen 10 kann an der Außenkonsole 11 durch eine Verschraubung 13 befestigt sein, die in Fig. 2 symbolisch angedeutet ist. Bei Bedarf kann somit der Lastbolzen 10 von der Außenkonsole 11 ausgetauscht werden.
  • Das Langloch 9 ist in einem Untergurt 14 des kastenförmigen Tragrings 3 ausgebildet. Der Lastbolzen 10 greift derart in das Langloch 9 ein, dass er entlang der Längsachse des Langloches 9 bzw. entlang einer Achse (y), die radial in Richtung eines Mittelpunktes des Konverters 2 weist, beweglich ist. Des Weiteren ist die Grundfläche 12 der Außenkonsole 11 ausreichend weit von dem Untergurt 13 des Tragrings 3 beabstandet, so dass der Lastbolzen 10 innerhalb des Langlochs 9 auch in vertikaler Richtung (z) beweglich ist.
  • Die Anordnung des Lastbolzens 10 innerhalb des Langlochs 9 ist ergänzend in der Fig. 3 gezeigt, die eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 2 ist. Hierin ist zu erkennen, dass der Lastbolzen 10 seitlich jeweils in Kontakt mit den Längsseitenrändern 15 des Langloches 9 ist. Dieser Kontakt zwischen dem Lastbolzen 10 und den Längsseitenrändern 15 des Langlochs 9 ist bezüglich des Passmaßes und der Materialpaarungen dahingehend ausgeführt, dass der Lastbolzen 10 einerseits in einer Richtung (x) quer zur Längsachse des Langlochs 9 spielfrei geführt ist, und andererseits eine Beweglichkeit des Lastbolzens 10 sowohl in Richtung der Längsachse (y) des Langlochs 9 als auch in vertikaler Richtung (z) möglich ist.
  • Die Erfindung funktioniert nun wie folgt:
    • Falls der Konverter 2 im Betrieb durch eine Rotation des Tragrings 3 zur Seite verschwenkt wird, entstehen Kippkräfte, die auf den Konverter 2 einwirken. Diese Kippkräfte treten unter Bezugnahme auf die Fig. 1 in Richtung der x-Achse auf. Wie oben zu Fig. 3 erläutert, ist der Lastbolzen 10 seitlich an den Längsseitenrändern 15 des Langlochs 9 spielfrei geführt bzw. fixiert. Entsprechend können die auftretenden Kippkräfte des Konverters 2 schlüssig in den Tragring 3 abgeleitet werden. Von Vorteil hierbei ist, dass der Lastbolzen 10 in Verbindung mit dem Langloch 9 jeweils an diametral entgegengesetzten Seiten des Konverters 2 vorgesehen ist, nämlich direkt unterhalb der Bereiche, wo die beiden Kippzapfen 4 jeweils in den Tragring 3 eingreifen.
    • Falls es im Betrieb des Konverters 2 in Folge von wechselnden Temperaturen zu Wärmedehnungen kommt, so können diese Dehnungen durch das Gleiten des Lastbolzens 10 ausgeglichen werden, nämlich entweder in Richtung einer Längsachse (y) des Langlochs 9 und/oder in vertikaler Richtung (z) nach oben oder nach unten. Die Materialpaarungen von Lastbolzen 10 und der Längsseitenränder 15 des Langlochs 9 sind geeignet wartungsfrei ausgeführt und gewährleisten ein klemmfreies Gleiten des Lastbolzens 10 innerhalb des Langlochs 9.
  • Fig.4 zeigt eine Ansicht von unten auf den Lastbolzen 10 aus Richtung des Pfeils D von Fig. 1. Hierin ist die Beweglichkeit des Lastbolzens 10 innerhalb des Langlochs 9 in radialer Richtung durch den Pfeil 16r symbolisiert. In Fig. 3 ist die Beweglichkeit des Lastbolzens 10 in vertikaler Richtung durch den Pfeil 16z symbolisiert.
  • In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform des Befestigungssystems 1 dargestellt, mit der sowohl eine Justierung des Lastbolzens 10 innerhalb des Langlochs 9 als auch Wartungsmöglichkeiten weiter vereinfacht sind.
  • Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 2. An dem Lastbolzen 10 sind an diametral entgegengesetzten Seiten jeweils Druckplatten 17 eingeschraubt, vorzugsweise mittels versenkbarer Schrauben. Diese Druckplatten 17 sind dazu vorgesehen, in Kontakt mit den Längsseitenrändern 15 des Langlochs 9 zu gelangen. Bei Erreichen einer Verschleißgrenze können die Druckplatten 17 durch Lösen der Verschraubungen in einfacher Weise ausgetauscht werden.
  • An den Längsseitenrändern 15 des Langlochs 9 sind im Kontaktbereich zum Lastbolzen 10 Gleitplatten 18 befestigt. Das Zusammenwirken der Gleitplatten 18 und der Druckplatten 17 ist in Fig. 6 veranschaulicht, die eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C von Fig. 5 zeigt. Ein Gleitwiderstand zwischen den Druckplatten 17 und den Gleitplatten 18 kann weiter dadurch vermindert werden, dass entweder die Druckplatten 17 und/oder die Gleitplatten 18 an ihrer jeweiligen Außenseite ballig ausgebildet sind. Entsprechend vermindert sich dadurch die Kontaktfläche zwischen den Druckplatten 17 und den Gleitplatten 18, was die erläuterte Verschieblichkeit des Lastbolzens 10 in der y-Richtung bzw. z-Richtung weiter optimiert.
  • Die Druckplatten 17 bzw. die Gleitplatten 18 sind vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das verschleißfest ist und gleichzeitig gute Gleiteigenschaften aufweist, z.B. gehärteter Stahl oder entsprechende Stahllegierungen. Optional können die Druckplatten 17 bzw. die Gleitplatten 18 mit widerstandsfähigen Beschichtungen versehen sein, die weiter verbesserte Gleiteigenschaften haben.
  • Für eine möglichst einfache Montage des Konverters 2 an dem Tragring 3 bzw. eine entsprechende Justierung des Lastbolzens 10 innerhalb des Langlochs 9 vor einer Inbetriebnahme des Konverters 2 sind bewegliche Keilelemente 19 vorgesehen, die jeweils an den Längsseitenrändern 15 des Langlochs 9 angebracht sind. Ein jeweiliges Keilelement 19 weist eine vertikale Seitenfläche 20 und entgegengesetzt dazu eine schräge Keilfläche 21 auf. Die schräge Keilfläche 21 liegt an einer komplementär dazu geneigten Kontaktfläche 22 des Tragrings 3 an. Fig. 5 verdeutlicht, dass die Neigung der Kontaktfläche 22 mit einer Vertikalen einen spitzen Winkel α einschließt.
  • Ein jeweiliges Keilelement 19 umfasst einen oberen Schulterabschnitt 23, der eine im Wesentlichen horizontal verlaufende untere Bodenfläche 24 aufweist. Angrenzend an den Schulterabschnitt 23 ist an dem Tragring 3 ein Sockelabschnitt 25 mit einer horizontalen Auflagefläche vorgesehen.
  • Die vorstehend erläuterten Gleitplatten 18 lassen sich an der vertikalen Seitenfläche 20 eines Keilelementes 19 befestigen, z. B. unter Verwendung einer Verschraubung 26. Optional können in den vertikalen Seitenflächen 20 Vertiefungen 27 ausgebildet sein, in denen die Gleitplatten 18 aufgenommen sind. Durch die Seitenwände der Vertiefung 27 werden vorteilhaft die Querkräfte aufgenommen, die bei einer Gleitbewegung des Lastbolzens 10 innerhalb des Langlochs 9 auf die Gleitplatten 18 einwirken.
  • Die Darstellung von Fig. 5 verdeutlicht, dass die Längsseitenränder 15 des Langlochs 9 durch die vertikalen Seitenflächen 20 der jeweiligen Keilelemente 19 gebildet werden. Eine Breite b des Langlochs 9 bzw. ein Abstand der vertikalen Seitenflächen 20 relativ zueinander kann dadurch eingestellt werden, dass zwischen der unteren Bodenfläche 24 eines Keilelementes 19 und der Auflagefläche des Sockelabschnitts 25 ein Abstandskörper 28 mit einer vorbestimmten Dicke eingebracht wird. In Abhängigkeit der Dicke dieses Abstandskörpers 28, der aus beliebigen und insbesondere druckfesten Materialien hergestellt ist, gleitet bei einer Montage eines Keilelements 19 dessen schräge Keilfläche 21 entlang der geneigten Kontaktfläche 22, wodurch ein Abstand der vertikalen Seitenfläche 20 in Bezug auf den gegenüberliegenden Längsseitenrand 15 festgelegt wird. Nach Einstellung einer vorbestimmten Position des Keilelementes 19 kann dieses durch eine Verschraubung 29 mit dem Tragring 3 verschraubt werden.
  • Die Ausführungsform gemäß der Fig. 5 und 6 eignet sich in gleicher Weise wie die Ausführungsform von Fig. 1 zum Ableiten von Kippkräften bei einem Verschwenken des Tragrings 3, weil der Lastbolzen 10 in der x-Richtung spielfrei an den Längsseitenrändern 15 des Langlochs 9 anliegt. Zusätzlich bietet die Ausführungsform nach den Fig. 5 bzw. 6 den Vorteil, dass die Kontaktstellen zwischen dem Lastbolzen 10 und den Längsseitenrändern 15 des Langlochs 9 bei Verschleiß mit einfachen und preiswerten Mitteln ggf. erneuert werden können, nämlich durch einen Austausch der Druckplatten 15 und/oder der Gleitplatten 18. Alternativ zu einem Austausch dieser Elemente ist es nach Eintreten einer geometrischen Veränderung an den Druckplatten 17 und/oder der Gleitplatten 18 möglich, die Breite b des Langlochs 9 geeignet anzupassen, indem die Keilelemente 19 relativ zu den geneigten Kontaktflächen 22 verschoben werden. Hierzu kann zum Beispiel ein Abstandskörper 28 mit einer geringeren Dicke verwendet werden, so dass dadurch die Breite b des Langlochs 9 abnimmt.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, dass die Haltemittel 8 an dem Tragring 3, nämlich an dessen Unterseite, ausgebildet sind, wobei die Führungsmittel 9 an einer Aussenseite des Konverters 2 vorgesehen bzw. angebracht sein können. Bei dieser alternativen Ausführungsform funktionieren die Haltemittel 8 und Führungsmittel 9 im Vergleich zu der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform nach dem Prinzip einer kinematischen Umkehr und somit in gleicher Weise, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterung bezüglich der Zeichnung verwiesen werden darf.

Claims (15)

  1. Befestigungssystem (1) für kippbare metallurgische Behandlungsgefäße (2), insbesondere Konverter, umfassend
    einen Tragring (3), der zwei diametral entgegengesetzte Kippzapfen (4) aufweist, wobei ein Behandlungsgefäß (2) an dem Tragring (3) mit einer Vielzahl von Verbindungselementen (7) anbringbar ist,
    Haltemittel (8), die an einer Außenseite des Behandlungsgefäßes (2) anbringbar sind, und
    an dem Tragring (3) ausgebildete Führungsmittel (9), die mit den Haltemitteln (8) zusammenwirken, um Kippkräfte von dem Behandlungsgefäß (2) an den Tragring (3) abzuleiten, wobei die Haltemittel (8) und die Führungsmittel (9) sich ausschließlich jeweils an einer Unterseite des Tragrings (3) befinden, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Haltemittel (8) einen vertikal nach oben gerichteten Lastbolzen (10) umfassen und die Führungsmittel als ein an der Unterseite des Tragrings (3) vorgesehenes Langloch (9) ausgebildet sind, wobei der Lastbolzen (10) in das Langloch (9) eingreift und in einer Grundstellung des Tragrings (3) die Längsachse des Langlochs (9) in einer zur Mittelachse des Behandlungsgefäßes (2) senkrechten Ebene und parallel zur Kippachse (4a) des Behandlungsgefäßes (2) verläuft, wobei in der vertikalen Betriebsstellung des Behandlungsgefäßes (2) der Lastbolzen (10) derart in dem Langloch (9) positioniert ist, dass der Lastbolzen (10) innerhalb des Langlochs (9) entlang einer Achse bzw. der Längsachse (y) des Langlochs (9), die radial in Richtung eines Mittelpunktes des Behandlungsgefäßes (2) weist, und/oder in vertikaler Richtung (z) verschieblich ist.
  2. Befestigungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (8) und die Führungsmittel (9) jeweils unterhalb der beiden Kippzapfen (4) ausgebildet sind.
  3. Befestigungssystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastbolzen (10) in der vertikalen Betriebsstellung des Behandlungsgefäßes (2) im Wesentlichen mittig innerhalb des Langlochs (9) in Bezug auf dessen Längsachse (y) positioniert ist.
  4. Befestigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastbolzen (10) an einer an dem Behandlungsgefäß (2) befestigen Außenkonsole (11) angeordnet ist.
  5. Befestigungssystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastbolzen (10) an der Außenkonsole (11) durch eine Verschraubung (13) befestigt ist, wobei der Lastbolzen (10) durch Lösen der Verschraubung (13) von der Außenkonsole (11) austauschbar ist.
  6. Befestigungssystem (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkonsole (11) eine Grundfläche (12) aufweist, an der der Lastbolzen (10) angebracht ist, wobei die Grundfläche (12) in der vertikalen Betriebsstellung des Behandlungsgefäßes (2) von einer Unterseite des Tragrings (3) beabstandet ist, so dass der Lastbolzen (10) vertikal nach oben (z) in das Langloch (9) hinein verschieblich ist.
  7. Befestigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lastbolzen (10) zumindest eine austauschbare Druckplatte (17) angebracht ist, die in Kontakt mit einem Längsseitenrand (15) des Langlochs (9) ist, wobei an dem Lastbolzen (10) an diametral entgegengesetzten Seiten jeweils eine austauschbare Druckplatte (17) angebracht ist, wobei die Druckplatten (17) jeweils in Kontakt mit daran angrenzenden Längsseitenrändern (15) des Langlochs (9) sind.
  8. Befestigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Längsseitenrand (15) des Langlochs (9) eine austauschbare Gleitplatte (18) angebracht ist, die in Kontakt mit dem daran angrenzenden Lastbolzen (10) ist, wobei die Gleitplatte (18) länglich ausgebildet ist und sich in Längsrichtung (y) des Langlochs (9) erstreckt, wobei an beiden Längsseitenrändern des Langlochs (9) jeweils eine austauschbare Gleitplatte (18) angebracht ist, wobei die Gleitplatten (18) jeweils in Kontakt mit dem daran angrenzenden Lastbolzen (10) sind.
  9. Befestigungssystem (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (17) an ihrer dem Lastbolzen (10) entgegengesetzten Außenfläche und/oder die Gleitplatte (18) an ihrer zum Langloch (9) weisenden Seitenfläche (20) jeweils ballig, insbesondere konvex ausgebildet sind.
  10. Befestigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zumindest eines Längsseitenrands (15) des Langlochs (9) ein bewegliches Keilelement (19) vorgesehen ist, das eine vertikale Seitenfläche (20) und entgegengesetzt dazu eine schräge Keilfläche (21) aufweist, wobei das Keilelement (19) mit seiner vertikalen Seitenfläche (20) zumindest einen Teil des Längsseitenrands (15) des Langlochs (9) bildet und mit seiner Keilfläche (21) an einer komplementär dazu geneigten Kontaktfäche (22) des Tragrings (3) anliegt, wobei durch eine Verschiebung des Keilelements (19) entlang der Kontaktfläche (22) ein Abstand der vertikalen Seitenfläche (20) bezüglich des gegenüberliegenden Längsseitenrands (15) des Langlochs (9) veränderlich ist, wobei das Keilelement (19)in einer vorbestimmten Position an dem Tragring (3) befestigbar ist.
  11. Befestigungssystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (22) des Tragrings (3) derart geneigt ist, dass sie mit einer Vertikalen (z) einen spitzen Winkel (α) einschließt.
  12. Befestigungssystem (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Keilelement (19) einen oberen Schulterabschnitt (23) mit einer horizontalen unteren Bodenfläche (24) aufweist, wobei die Bodenfläche (24) des Schulterabschnitts (23) auf einem horizontal verlaufenden Sockelabschnitt (25) des Tragrings (3), der an seine geneigte Kontaktfläche (22) angrenzt, aufliegt, wobei zwischen der Bodenfläche (24) des Schulterabschnitt (23)s und dem Sockelabschnitt (25) ein Abstandskörper (28) mit einer vorbestimmten Dicke in vertikaler Richtung (z) einbringbar ist.
  13. Befestigungssystem (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, soweit rückbezogen auf Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitplatte (18) an der vertikalen Seitenfläche (20) des Keilelements (19) angebracht ist.
  14. Befestigungssystem (1) nach einem der Ansprüche Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Keilelement (19) jeweils an beiden Längsseitenrändern (15) des Langlochs (9) vorgesehen ist.
  15. Kippbares metallurgisches Behandlungsgefäß (2), insbesondere Konverter, mit Haltemitteln (8), die an einer Außenseite des Behandlungsgefäßes (2) angebracht sind, wobei die Haltemittel (8) mit Führungsmitteln (9) eines Befestigungssystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in Wechselwirkung bringbar sind.
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