JP4995094B2 - 固定システムを有する冶金容器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念の特徴による冶金容器、特に転炉に関する。

ステンレス鋼の製造をするため、主にＡＯＤ炉が使用される。ＡＯＤ（Argon Oxygen Decarburization）法の際、溶湯浴にはプロセスガス（アルゴン、酸素又は窒素）が混合される。このプロセスと結びついた転炉容器内の浴の激しい動的運動に基づいて、転炉の耐火内張りは激しい摩耗の支配下にあるので、転炉の煉瓦の内張りは、規則的な間隔で更新しなければならない。転炉の停止時間をできるだけ短く保つため、普通の実務では、交換用容器で作業が行なわれる。転炉の交換ができるように、容器の固定部を転炉を取り囲む支持リングから取り外し、プロセスガス及び不活性ガスのラインを外す必要がある。

約８０トン以上のチャージ重量の転炉の場合、例えばヒンジボルトのような公知の固定要素は、その重量に基づいて苦労しなければマニュアルで取り扱うことのできない寸法を採用している。転炉から出発する放熱と不適かつ危険な作業性は活動を困難にする。同じことが、フレキシブルホース及びチューブ配管を介して、容器に固定されている吹込みノズルに至るまで案内されるプロセスガスに対して当て嵌まる。

支持リングから取り外された転炉は、引き続き支持リングから持ち上げられる。転炉に対するクレーンの直接的な介入が何ら可能でない場合に限って、転炉交換車により転炉が転炉スタンドに持ち上げられ、冷却しても冷却しなくてもよい支持リングのＵ字の、即ち進行方向に位置する開放側から搬出することができる。転炉の直ぐ上に排気フードが取り付けられているので、転炉を持ち上げる時の持上げ高さは制限されている。

上記のマニュアル操作装置は特許文献１から公知であり、これには、転炉を取り囲む支持リングと転炉の支持ピン間に取外し可能なクランプ装置を有する傾倒可能なるつぼ又は転炉が記載されている。支持ピンは、支持リングと取外し可能に結合された軸受ブッシュ内に軸受けされている。軸受ブッシュ自身は、作用位置の内外に旋回可能であるフックによって支持体に保持されており、このフック結合は、手で解除され、再形成される。

更に、前記特許文献１に対する補助出願である特許文献２に記載されているように、転炉の近傍でマニュアルで介入することのない固定装置を既に提供する解決策が公知である。ここでは、支持ピンに対して個々にそれぞれ１つの下側の軸受シェルと上側の軸受ブッシュロック部材が設けられており、これらは、作用位置で支持ピンの軸受ブッシュを包囲する。上側の軸受ブッシュロック部材は、圧力媒体シリンダによって離間するように旋回させることができるので、軸受ブッシュは上に向かって自由であり、転炉は支持体から持ち上げることができる。この軸受ブッシュロック部材は、更にその上面に取付け面を備え、この取付け面により、支持体に旋回可能に軸受けされたフックのフック端を作用させることができる。このフックは、単独の圧力媒体シリンダを介して移動される。フックは、作用位置で支持体に固定されたセルフロック式の固定装置によりロック位置に保持される。全体として、この解決策によれば、支持ピンは直接軸受ブッシュロック部材とこれに作用するフックを介してロックされる。この固定システムは、その寸法のために大きな持上げ高さを、即ち大きなすペースを転炉の上に必要とする。

特許文献２による別の実施形によれば、転炉は、載置要素として支持ピン及び軸受ブッシュの代わりに転炉壁と結合された鉤爪状のコンソールを備えている。このコンソールは、傾斜した面を備え、この面によってフックのフック端を作用内及び作用外に移行させることが可能である。コンソールの下面は平坦である。コンソールは、平坦に形成された支持体の上面に載置されている。これは、不確実なクランプが行なわれるという欠点と結び付いている。
独国特許出願公開第２０ ５１ ３８２号明細書 独国特許出願公開第２５ １１ ６１０号明細書

従って、本発明の根本にある課題は、公知のシステムの欠点を排除する支持体用の固定システムを有する転炉を提供することにある。転炉の支持リングへの確実なクランプと、プロセスガス用の配管の転炉への確実な連結を得るべきである。

この課題は、請求項１及び９の特徴を有する容器によって解決される。有利な発展形は、従属請求項に記載されている。

詳細には、本発明は、支持コンソールと、それぞれの支持コンソールを収容する支持体もしくは支持リングの収容領域が、機械的及び／又は熱的運動時に支持コンソールを確実に案内及び固定するように、互いに相応に形成されていることを提案する。

低い構造のコンパクト容器と組み合わせた自動操作可能な、特に片側から油圧操作可能なレバークランプシステムにより、転炉容器は確実に保持される。クランプレバーシステムの開放状態で、転炉は、確実に容器ガイドから離脱するための値だけ持ち上げることができる。

自動的な固定システムは、本質的に２つの成分から成る。一方で、支持体もしくは支持リングに一体化されて、クランプ手段もしくは油圧操作可能な片側のクランプレバーが存在し、このクランプレバーは、持上げシリンダを介して旋回運動を行なう。他方で、それぞれの支持コンソールが、一体的な容器案内及び／又は容器固定形状を備え、支持コンソールは、その下面及び／又は外面に向かって先細るように形成されている。この容器案内及び／又は容器固定形状が円錐形に形成されていると好ましい。このガイドは、熱膨張及び傾倒運動時に、即ち熱的及び機械的運動時に支持体に対して容器を確実に案内及び／又は固定するために使用される。従って、支持体と転炉容器間に確実で同時に取外し可能な結合が得られる。クランプレバーは、支持コンソールを介して旋回され、最終状態でコンソールを確実の支持体に押し付ける。

好ましい変形例によれば、自動的なセルフロック部を介してクランプレバーの独自の解除が防止される。

提案した特徴により、支持コンソールは、支持体内で軸方向にも接線及び半径方向にも確実にその挿入位置に案内されるか、運転中に固定される。

更に上記のように、必ずしも冶金容器だけが支持体から持ち上げられ、再び組み込まれる必要はない。この工程の場合、プロセスガス及び不活性ガスを運び込む配管を確実に容器から分離し、再び容器と接続するためにも配慮がなされるべきである。従って、本発明は、容器用のプロセスガス及び／又は不活性ガスの媒体供給部の自動的な分離及び接続をするための連結装置も提案する。連結装置は、支持体に第１の連結成分又はオス部分を有し、転炉もしくは転炉壁にシール要素及び第１の連結成分に対する押圧機能を有する第２の連結成分又はメス部分を有する。

支持体と転炉容器間の可変の間隔を、例えば異なった熱膨張に基づいて補償することができるように、連結成分は互いに自己調心するように形成されている。このようにして確実な接続が常に保証される。

本発明の更なる詳細及び利点は、従属請求項及び図に図示した本発明の実施形を詳細に説明する以下の説明から得られる。この場合、上記の特徴の組合せ以外に特徴単独又は他の組合せも本発明に重要である。

図１に示した傾倒可能な冶金容器１は、スチールを製造するための転炉２である。容器壁３は、耐火材料で保護されている。転炉２は、ここではＵ字形に容器壁３の周りに延在する以下では支持リングと呼ぶ支持体４によって支持されている。

転炉２の支持リング４への保持は、ここでは転炉の三面に形成されている自動的な固定システム９を介して行なわれる。支持リング４の一面は、転炉２の出入りのために解放されている。保持のため、転炉２の容器壁３には３つの支持コンソール１０が配設されており、これら支持コンソールは相応に形成された支持リング４の収容領域１１に載置されるが、図２及び３は、自動的な固定システム９、支持コンソール１０及び支持リング４のこの収容領域１１の詳細を示す。

自動的な固定システム９は、それぞれの支持コンソール１０を片側から包囲するクランプレバー１３の形態のクランプ手段１２を有する。このクランプレバー１３は、第１の下側アーム１４にて旋回可能に軸受けされている。第２の下側アーム１５及び旋回可能な連結要素１６を介して、クランプレバー１３は油圧ユニット１７と結合されており、この油圧ユニットのピストンは、ガイド１８に沿って移動可能であり、クランプレバー１３をピボット軸受１９を中心として回転させる。一点鎖線の図は、開放位置にあるクランプレバー１３を示し、実線は作用位置又はクランプ位置にあるクランプレバーを示す。クランプレバー１３は、ピボット軸受１９及び油圧ユニット１７を介して支持リング４に固定されている。

支持リング４自身には、平坦な上面２０（図３参照）に転炉２の支持コンソール１０用の溝状の収容領域１１が形成されている。このため、支持リングの上面２０に相応のブロック２１，２２が溶接されており、これらブロックの内面２３は斜めに延在する。転炉容器の支持コンソール１０は、溝状の収容領域１１に適合させたコンソール下側領域２４を備える。このコンソール下側領域２４は、下に向かって先細るように形成されており、しかも支持リングの収容領域１１の形状に応じて形成されている。この容器案内及び容器固定形状により、支持コンソール１０自身は、機械的及び／又は熱的運動時に確実に支持リング４内に接線方向に案内及び固定される。

図４は、図１のＢ−Ｂ断面を基にして、支持リング４に対する転炉２の半径方向の固定を保証する、突出する支持コンソール１０の形状を明示する。支持コンソール１０の側面下側の頬部２５は、その下面に向かって先細るように形成されているばかりでなく、その外面に向かっても先細るように形成されている。頬部は、最初は強い湾曲部２６を介して平坦領域２７へとカラー状に延在し、平坦領域は、支持リング４の平坦な上面２０に載置され、横をブロック２１，２２によって固定される。

支持コンソール１０がこの所定の位置又は固定位置に存在する場合、クランプレバー１３は自動的にその開放位置から図示した円弧（図２参照）に沿ってそのクランプ位置に旋回する。このため、支持コンソール１０の上面もしくは屋根板２８が円弧に適合させた面２９を備えるので、クランプレバー１３の上側クランプアーム３０は確実に当接する。このクランプ位置で、クランプレバー１３はもう一度更に旋回させることができるので、セルフロックが行なわれる。

支持コンソール１０自身は、示した実施形では、簡単に支持コンソール下側領域２４を所望の形状にするために（特に図３参照）、板構造から組立溶接されている。ここでは、１つの屋根板２８、１つの底板３２、垂直な２つの横板３３及び側面の２つの頬板２５のことである。付加的な中央の板３１により、支持コンソール１０はクランプレバーの作用領域に支持される。他の変形例、例えば鋳造又は鍛造された支持コンソールも、同様に本発明に含まれる。

従って、提案した発明は、熱変動時でも最適な能力をもたらす、自動的な固定システム９を有する転炉２を提供する。同時に、転炉２の交換時に供給システムの取外しを最適に可能にし、同時に運転中に熱変動を補償することができる連結装置を提案する。この連結装置は、図５に示される。容器壁３に、凹型アーチ状部３４を有する第２の連結成分３７が取り付けられており、このアーチ状部は、通路３５を介して更に続くチューブ配管／ホースと接続されており、これらは、更にまたプロセスガスノズルに至るまで案内される。容器壁３のこの形成が第２の連結成分３７を形成するのに対し、第１の連結成分３８は支持リング４に取り付けられている。第１の連結成分３８は、軸方向の貫流領域３９と第２の連結成分３７の凹型の湾曲に適合させた先端部４０とを備え、この先端部は相応にアーチ状にされている。シールは、第２の連結成分３７のシール要素４１を介して得られる。連結部がシールされている場合もしくは運転位置にある状態で、ディスク４２が貫流領域３９を解放し、プロセスガスは、プロセスノズルに至るまで通じるチューブ配管／ホースを介して転炉内に導入することができる。圧力測定システム４３を介して、場合によっては生じるガス漏れは、直ちに検出及び表示することができる。

本発明は、全体としてプロセスガスノズルを有する転炉システム用の自動的なプロセスガス連結部を有する自動的な容器固定システムを提供する。冶金容器の交換は、通常の容器固定要素のマニュアル解除がなくなるので、本質的に簡素化される。加えて、マニュアルで介入することのないプロセスガス供給部及び不活性ガス供給部の自動的な分離／接続が保証される。交換用冶金容器の交換時間は著しく短縮されている。加えて、本発明によれば、さもなければ不適かつ危険な作業性を前提として、操作員を転炉支持体もしくは転炉支持リング又は容器直近に接近する必要が何らないことが保証される。

支持体もしくは支持リング並びに自動的な固定システムを有する転炉容器の平面図を示す。 図１のＡ−Ａ断面を示す。 図１のＣ−Ｃ断面を示す。 図１のＢ−Ｂ断面を示す。 吹込みノズル用のプロセスガス及び不活性ガスのための媒体供給配管の分離及び連結をするための本発明による連結装置の断面図を示す。

符号の説明

１ 冶金容器
２ 転炉
３ 容器壁
４ 支持体又は支持リング
６ 支持ピン
９ 自動的な固定システム
１０ 支持コンソール
１１ 支持リングの収容領域
１２ クランプ手段
１３ クランプレバー
１４ クランプレバーの第１の下側アーム
１５ クランプレバーの第２の下側アーム
１６ 連結要素
１７ シリンダを有する油圧ユニット
１８ ガイド
１９ ピボット軸受
２０ 支持リングの上面
２１ ブロック
２２ ブロック
２３ ブロックの内面
２４ 支持コンソール下側領域
２５ 支持コンソールの側面下側の頬部
２６ 頬部の湾曲部
２７ 頬部の平坦領域
２８ 支持コンソールの上面もしくは上板
２９ クランプレバーの作用面
３０ クランプレバーの上側クランプアーム
３１ 支持板
３２ 底板
３３ 横板
３４ 凹型アーチ状部
３５ 軸方向の貫流領域
３７ 第２の連結成分
３８ 第１の連結成分
３９ 軸方向の貫流領域
４０ 第１の連結成分の先端部
４１ シール要素
４２ ディスク
４３ 圧力測定システム

Claims (14)

1. 支持コンソール（１０）が、支持コンソール（１０）に作用するクランプ手段（１２）を有する固定システム（９）によって、容器の周囲を不完全に取り囲む支持体（４）に固定可能であり、クランプ手段（１２）が作用位置にない場合にだけ、容器（１）が支持体（４）から取外し可能で、再びこの支持体と結合可能である、支持コンソール（１０）が容器壁（３）に配設された冶金容器（１）において、
   容器が支持体（４）から取り外される際にプロセスガス及び／又は不活性ガス用の媒体供給部を容器（１）から自動的に分離し、容器が支持体（４）と結合される際に媒体供給部を容器（１）と自動的に接続するために、第１の連結成分（３８）が支持体（４）に配設され、第２の連結成分（３７）が容器壁（３）に配設された連結装置が設けられていることを特徴とする冶金容器。
2. クランプ手段（１２）が、油圧により作用位置の内外に旋回可能なレバークランプシステムとして形成されていること、クランプ手段（１２）が、作用位置で支持コンソール（１０）を片側から包囲することを特徴とする請求項１に記載の冶金容器。
3. 支持コンソール（１０）と、それぞれの支持コンソールを収容する支持体（４）の収容領域（１１）が、機械的及び／又は熱的運動時にそれぞれの支持コンソール（１０）を確実に案内及び固定するように、互いに相応に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冶金容器。
4. 支持コンソール（１０）の形状と支持体（４）の収容領域（１１）の形状が、半径方向及び／又は接線方向に支持コンソール（１０）を確実に固定するように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の冶金容器。
5. 支持コンソール（１０）が、支持コンソール下側領域（２４）に向かって先細るように形成された一体的な容器案内及び／又は容器固定形状を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の冶金容器。
6. 支持コンソール（１０）が、その外面に向かって先細るように形成された一体的な容器案内及び／又は容器固定形状を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の冶金容器。
7. 支持コンソール（１０）が、円錐形に形成された一体的な容器案内及び／又は容器固定形状を備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の冶金容器。
8. 支持コンソール（１０）を接線方向に固定するために、支持体（４）の収容領域（１１）が溝状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の冶金容器。
9. クランプ手段（１２）がセルフロック部を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の冶金容器。
10. 連結装置が、シール要素（４１）を備え、第２の連結成分（３７）に対する第１の連結成分（３８）の押圧機能を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の冶金容器。
11. プロセスガスの連結及び／又は不活性ガスの連結をするための両連結成分（３８，３７）が、自己調心するように形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の冶金容器。
12. 第１の連結成分がオス部分として形成され、第２の連結成分がメス部分として形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の冶金容器。
13. シール要素（４１）が、生じたガス漏れを検出及び表示する圧力測定システム（４３）と接続されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の冶金容器。
14. 貫流領域（３９）が、連結解除状態で異物が侵入しないようにディスク（４２）によって保護されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の冶金容器。

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