EP3786308B1 - Konverter mit wechselbarem gefäss - Google Patents

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EP3786308B1
EP3786308B1 EP20192159.0A EP20192159A EP3786308B1 EP 3786308 B1 EP3786308 B1 EP 3786308B1 EP 20192159 A EP20192159 A EP 20192159A EP 3786308 B1 EP3786308 B1 EP 3786308B1
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EP
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vessel
converter
support ring
ring
rotation
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Ulrike Muthwill
Thomas Kaluza
Frank Wagener
Simon ZOVKIC
Timm Lux
Dmitri Hahn
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SMS Group GmbH
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B2014/0825—Crucible or pot support

Definitions

  • the present invention relates to a converter, in particular a Top Blown Rotary Converter (TBRC) converter.
  • TBRC Top Blown Rotary Converter
  • TBRC converters are characterized by the fact that a rotation axis is provided in addition to the tilt or swivel axis.
  • the tilting via the pivot axis is usually carried out via a spur gear in connection with a support ring or according to the drum wheel principle.
  • To rotate the converter vessel it is known to provide a king pin bearing or a rotating cage support ring.
  • metallurgical furnace has a furnace body, a support ring and a base structure.
  • Metallurgical furnaces are also known as converters and furnace bodies are also known as vessels.
  • the furnace body is designed to carry out a rotary movement by means of a support arrangement which is arranged between the support ring and the furnace body and serves to connect the support ring and the furnace body.
  • the support arrangement comprises a bearing arrangement.
  • the support ring is pivotably connected to the base structure for a tilting movement of the furnace body about a horizontal pivot axis.
  • the support assembly comprises a first connection frame means arranged between the furnace body and the bearing assembly and a second connection frame means arranged between the bearing assembly and the support ring, the first connection frame means and the second connection frame means surrounding the furnace body.
  • the first connection frame means is connected to the furnace body and the bearing assembly and the second connection frame means is connected to the bearing assembly and the support ring.
  • the second connection frame means is connected to the support ring via a first attachment which allows movements between the second connection frame means and the support ring.
  • the present invention is consequently based on the object of specifying a converter which can be adapted flexibly and with little outlay in terms of equipment to different amounts of molten metal.
  • the attachment of the vessel by means of vessel pegs and vessel peg bearings enables the vessel to be changed quickly in order to cope with different amounts of molten metal.
  • the vessel has three or more vessel pegs and the support ring has three or more vessel peg bearings.
  • the weight of the vessel filled with molten metal can thus advantageously be distributed over several vessel pegs / vessel peg bearings, so that the respective vessel pegs / vessel peg bearings have to bear less load.
  • the vessel pegs can in particular be distributed around a circumference of the vessel at regular intervals. If only three vessel pegs / vessel peg bearings are used, the vessel automatically assumes a stable position on the vessel peg bearings when changing, so that time-consuming adjustment work can be avoided.
  • the converter has a rotation ring and a large roller bearing.
  • the rotation ring is rotatably fastened to the support ring by means of the large roller bearing and the one or more vessel journal bearings is or are fastened to the rotation ring.
  • the converter can also have a drive for rotating the rotation ring with respect to the support ring.
  • the vessel for receiving a molten metal is designed to be essentially cylindrically symmetrical.
  • one embodiment of the converter provides that the rotation ring is detachably connected to the large roller bearing. The quick one that this makes possible Changing the rotation ring can further increase the flexibility with regard to the use of vessels with different capacities.
  • a releasable connection between the rotating ring and the large roller bearing can be realized in particular by means of a screw connection.
  • the converter 100 shown comprises a vessel 101 for receiving a molten metal and a support ring 102.
  • the support ring 102 has two support pins 103, 104.
  • the support pins 103, 104 form a pivot axis 105 about which the converter 100 can be pivoted for pouring out the molten metal.
  • three vessel pegs 106, 107, 108 are provided on the vessel 101.
  • the vessel pegs 106, 107, 108 are arranged at regular intervals around the circumference of the vessel 101.
  • the vessel pegs 106, 107, 108 are held in vascular peg bearings 109, 110, 111 connected to the support ring 102.
  • the vessel journal bearings 109, 110, 111 are indirectly connected to the support ring 102.
  • the vessel journal bearings 109, 110, 111 are first attached directly to a rotation ring 112.
  • the rotation ring 112 is then attached to the outer ring of a large roller bearing 113.
  • the inner ring of the large roller bearing 113 is then directly connected to the support ring 102. In this way, a rotary movement of the vessel 101 about the axis of rotation 114 is made possible.
  • a drive 115 which can in particular include a motor and a gear, is also provided.
  • the vessel journal bearings 109, 110, 111 can be formed, for example, from half-shells screwed together. In this way, the vessel 101 can be changed quickly, with only the screw connection of the vessel journal bearings 109, 110, 111 having to be loosened in order to lift the vessel with the vessel journal 106, 107, 108. Thus, in an uncomplicated manner, different vessels 101 with different contents can be used with the converter described.
  • the rotation ring 112 can be detachably connected to the outer ring of the large roller bearing 113.
  • a screw connection for example, can be provided for this purpose.
  • Rotation rings 112 with a smaller inner diameter can enable the use of smaller vessels 101 without the vessel pegs 106, 107, 108 having to become too long.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Konverter, insbesondere einen Top Blown Rotary Converter (TBRC) Konverter.
  • TBRC Konverter zeichnen sich dadurch aus, dass es neben der Kipp- bzw. Schwenkachse noch eine Rotationsachse vorgesehen ist. Das Kippen über die Schwenkachse wird üblicherweise über ein Stirnradgetriebe in Verbindung mit einem Tragring oder gemäß dem Rhönrad-Prinzip durchgeführt. Zur Drehung des Konvertergefäßes ist es bekannt, eine Königszapfenlagerung oder einen Drehkäfig-Tragring vorzusehen.
  • Beispielsweise umfasst der aus der EP 2 526 359 B1 bekannte metallurgische Ofen einen Ofenkörper, einen Tragring und eine Sockelstruktur. Metallurgische Öfen werden auch als Konverter und Ofenkörper auch als Gefäß bezeichnet.
  • Die Patentdokumente US3823930 , WO2007028535 und US4298378 beziehen sich auch auf einen Konverter mit einem Gefäß zur Aufnahme einer Metallschmelze und mit einem Tragring.
  • Der Ofenkörper ist dazu eingerichtet, mittels einer zwischen dem Tragring und dem Ofenkörper angeordneten Stützanordnung, die zur Verbindung des Tragrings und des Ofenkörpers dient, eine Drehbewegung durchzuführen. Zu diesem Zweck umfasst die Stützanordnung eine Lageranordnung. Der Tragring ist für eine Kippbewegung des Ofenkörpers um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar mit der Sockelstruktur verbunden.
  • Die Stützanordnung umfasst ein zwischen dem Ofenkörper und der Lageranordnung angeordnetes erstes Verbindungsrahmenmittel und ein zwischen der Lageranordnung und dem Tragring angeordnetes zweites Verbindungsrahmenmittel, wobei das erste Verbindungsrahmenmittel und das zweite Verbindungsrahmenmittel den Ofenkörper umgeben. Das erste Verbindungsrahmenmittel ist mit dem Ofenkörper und der Lageranordnung verbunden und das zweite Verbindungsrahmenmittel ist mit der Lageranordnung und dem Tragring verbunden. Das zweite Verbindungsrahmenmittel ist mit dem Tragring über eine erste Befestigung verbunden, die Bewegungen zwischen dem zweiten Verbindungsrahmenmittel und dem Tragring gestattet.
  • In der Praxis werden häufig unterschiedliche Mengen Metallschmelze einer bestimmten Legierung benötigt.
  • Ausgehend von dem aus der EP 2 526 359 B1 bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung folglich die Aufgabe zugrunde, einen Konverter anzugeben, der sich flexibel und mit geringem apparativem Aufwand an unterschiedliche Metallschmelzenmengen anpassen lässt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Vorgeschlagen wird ein Konverter mit einem Gefäß, wie in den beigefügten Ansprüchen angegeben.
  • Die Befestigung des Gefäßes über Gefäßzapfen und Gefäßzapfenlager ermöglicht einen schnellen Wechsel des Gefäßes, um unterschiedlichen Metallschmelzenmengen gerecht zu werden.
  • In einer Ausgestaltung weist das Gefäß drei oder mehr Gefäßzapfen und der Tragring drei oder mehr Gefäßzapfenlager auf. Das Gewicht des mit Metallschmelze gefüllten Gefäßes kann somit vorteilhaft auf mehrere Gefäßzapfen/Gefäßzapfenlager verteilt werden, so dass die jeweiligen Gefäßzapfen/Gefäßzapfenlager weniger Last tragen müssen. Die Gefäßzapfen können dabei insbesondere in regelmäßigen Abständen um einen Umfang des Gefäßes verteilt sein. Bei der Verwendung von nur drei Gefäßzapfen/Gefäßzapfenlager nimmt das Gefäß beim Wechseln automatisch eine stabile Position auf den Gefäßzapfenlagern ein, so dass aufwendige Einstellarbeiten vermieden werden können.
  • In einem beanspruchten Ausführungsbeispiel weist der Konverter einen Rotationsring und ein Großwälzlager auf. Der Rotationsring ist mittels des Großwälzlagers drehbar an dem Tragring befestigt und das oder die Gefäßzapfenlager ist bzw. sind am Rotationsring befestigt. Auf diese Weise kann eine Rotation des Gefäßes ermöglicht werden. Dies kann eine bessere Homogenisierung von im Gefäß befindlicher Metallschmelze ermöglichen. Dazu kann der Konverter weiter einen Antrieb zum Drehen des Rotationsrings gegenüber dem Tragring aufweisen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung des Konverters ist das Gefäß zur Aufnahme einer Metallschmelze im wesentlichen zylindersymmetrisch ausgestaltet.
  • Ferner sieht ein Ausführungsbeispiel des Konverters vor, dass der Rotationsring lösbar mit dem Großwälzlager verbunden ist. Der dadurch mögliche schnelle Wechsel des Rotationsrings kann die Flexibilität hinsichtlich der Verwendung von Gefäßen mit unterschiedlichem Fassungsvermögen weiter erhöhen.
  • Eine lösbare Verbindung zwischen Rotationsring mit dem Großwälzlager kann insbesondere mittels einer Verschraubung realisiert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt schematisch:
    • Fig. 1 einen Konverter in einer geschnittenen Ansicht, und
    • Fig. 2 einen Konverter in der Aufsicht.
  • Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Konverter 100 umfasst ein Gefäß 101 zur Aufnahme einer Metallschmelze und einen Tragring 102. Der Tragring 102 weist zwei Tragzapfen 103, 104 auf. Die Tragzapfen 103, 104 bilden eine Schwenkachse 105, um welche der Konverter 100 zum Ausgießen der Metallschmelze geschwenkt werden kann. Weiter sind an dem Gefäß 101 drei Gefäßzapfen 106, 107, 108 vorgesehen. Die Gefäßzapfen 106, 107, 108 sind in regelmäßigen Abständen um den Umfang des Gefäßes 101 angeordnet. Die Gefäßzapfen 106, 107, 108 werden in mit dem Tragring 102 verbundenen Gefäßzapfenlagern 109, 110, 111 gehalten.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Gefäßzapfenlager 109, 110, 111 mittelbar mit dem Tragring 102 verbunden. Unmittelbar sind die Gefäßzapfenlager 109, 110, 111 zunächst an einem Rotationsring 112 befestigt. Der Rotationsring 112 ist anschließend an dem Außenring eines Großwälzlagers 113 angebracht. Der Innenring des Großwälzlagers 113 ist dann direkt mit dem Tragring 102 verbunden. Auf diese Weise wird eine Drehbewegung des Gefäßes 101 um die Drehachse 114 ermöglicht.
  • Zur Drehung des Gefäßes 101 um die Achse 114 ist ferner ein Antrieb 115, der insbesondere einen Motor und ein Getriebe umfassen kann, vorgesehen.
  • Die Gefäßzapfenlager 109, 110, 111 können beispielsweise aus miteinander verschraubten Halbschalen gebildet sein. Auf diese Weise kann das Gefäß 101 schnell gewechselt werden, wobei nur die Verschraubung der Gefäßzapfenlager 109, 110, 111 gelöst werden muss, um das Gefäß mit den Gefäßzapfen 106, 107, 108 anzuheben. Somit können auf unkomplizierte unterschiedliche Gefäße 101 mit unterschiedlichem Fassungsinhalt mit dem beschriebenen Konverter verwendet werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann der Rotationsring 112 lösbar mit dem Außenring des Großwälzlagers 113 verbunden sein. Hierzu kann beispielsweise eine Verschraubung vorgesehen sein. Rotationsringe 112 mit kleinerem Innendurchmesser können die Verwendung kleinerer Gefäße 101 ermöglichen, ohne dass die Gefäßzapfen 106, 107, 108 zu lang werden müssen.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 100
    Konverter
    101
    Gefäß
    102
    Tragring
    103, 104
    Tragzapfen
    105
    Schwenkachse
    106, 107, 108
    Gefäßzapfen
    109, 110, 111
    Gefäßzapfenlager
    112
    Rotationsring
    113
    Großwälzlager
    114
    Drehachse
    115
    Antrieb

Claims (7)

  1. Konverter (100)
    mit einem Gefäß (101) zur Aufnahme einer Metallschmelze und
    mit einem Tragring (102), wobei der Tragring (102) zwei eine Schwenkachse (105) bildende Tragzapfen (103, 104) aufweist, um welche der Konverter (100) zum Ausgießen der Metallschmelze geschwenkt werden kann,
    dass das Gefäß (101) zur Aufnahme einer Metallschmelze wenigstens einen Gefäßzapfen (106, 107, 108) aufweist,
    dass der Konverter (100) wenigstens ein mit dem Tragring (102) direkt oder indirekt verbundenes Gefäßzapfenlager (109, 110, 111) aufweist, dass das Gefäß (101) mittels des Gefäßzapfens (106, 107, 108) und des Gefäßzapfenlagers (109, 110, 111) vom Tragring (102) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Konverter (100) einen Rotationsring (112) aufweist,
    dass der Konverter (100) ein Großwälzlager (113) aufweist,
    dass der Rotationsring (112) mittels des Großwälzlagers (113) drehbar an dem Tragring (102) befestigt ist, und
    das oder die Gefäßzapfenlager (109, 110, 111) am Rotationsring befestigt ist beziehungsweise, sind.
  2. Konverter (100) nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gefäß (101) drei oder mehr Gefäßzapfen (106, 107, 108) aufweist, dass der Konverter (100) drei oder mehr Gefäßzapfenlager (109, 110, 111) aufweist.
  3. Konverter (100) nach Patentanspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Gefäßzapfen (106, 107, 108) in vorzugsweise regelmäßigen Abständen um einen Umfang des Gefäßes verteilt angeordnet sind.
  4. Konverter (100) nach einem der vorherigen Patentanspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter (100) einen Antrieb (115) zum Drehen des Rotationsrings (112) gegenüber dem Tragring (102) aufweist.
  5. Konverter (100) nach einem der vorherigen Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (101) zur Aufnahme einer Metallschmelze im wesentlichen zylindersymmetrisch ausgestaltet ist.
  6. Konverter (100) nach einem der vorherigen Patentansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsring (112) lösbar mit dem Großwälzlager (113) verbunden ist.
  7. Konverter (100) Patentanspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsring (112) mit dem Großwälzlager (113) verschraubt ist.
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