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Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Schüttelgefäß, insbesondere
Konverter, zur Frischbehandlung des Roheisenbades mittels Sauerstoffblaslanzen,
wobei das Gefäß bewegbar in einem es mit Abstand umgebenden Tragring gelagert ist,
welcher über Kippzapfen in einem Kippgestell oder direkt an einer Säule gehalten
wird.
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Gemäß einer bekannten Lösung (französische Patentschrift
971489) ist ein metallurgisches Gefäß an einer Säule aufgehängt. Die Säule
steht ortsfest auf dem Hüttenflur, weist jedoch an ihrem Auslegerarm einen drehbar
in diesem gelagerten Rahmen auf, der mit einem Ring, der das Gefäß umgibt, starr
verbunden ist. Auf diesem Ring ist der eigentliche Tragring über Kugeln und diesen
beidseitig zugeordneten Kugellaufrillen gelagert. Das Gefäß kann sich somit um seine
eigene Längsachse drehen und zusammen mit dem Tragring um einen geringen Betrag
zusätzlich geschwenkt werden.
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Sinn und Zweck dieser Aufhängung ist, das Gefäß leicht in Ausgießstellung
bzw. schnell in Blasstellung bringen zu können, in der die Ausgießrinne nach schräg
oben gerichtet liegt. Diese Vorrichtung stellt demnach eine starre Gefäßaufhängung
dar.
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Obgleich aus der bekannten Lösung nicht hervorgeht, zwischen Gefäß
und Tragring einen größeren Abstand vorzusehen und den Tragring mittels an diesem
befestigter Kippzapfen in einem Kippgestell zu lagern und an einem der Kippzapfen
einen Kippantrieb angreifen zu lassen, gehört auch eine solche Vorrichtung zum Stand
der Technik.
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Beim sogenannten- Kaldo-Schmelzofen ist es auch bekannt, das Gefäß
im Tragring rotieren zu lassen, wobei es sich auf angetriebene oder lose mitlaufende
Rollen abstützt.
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Im vorliegenden Falle handelt es sich jedoch um ein Schüttelgefäß.
Derartige Vorrichtungen werden benutzt, um die metallurgische Reaktion beim Sauerstoffblasen
zu intensivieren. Man treibt dabei das Gefäß beispielsweise über den Kippantrieb
in kurzen Impulsen an und erteilt ihm Schaukelbewegungen. Nach noch unveröffentlichten
Vorschlägen sind auch Kurbelantriebe oder Schubbewegungen erzeugende Antriebe in
Anwendung, wobei die Gefäßachse pendelt, kreist oder sich auf Kegelmänteln bewegt.
Diese verschiedenartigen Bewegungen bedingen jeweils individuelle Vorrichtungen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vielzahl aller
Bewegungen in eine einzige Vorrichtung zu legen, um damit Kosten zu sparen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß eine
axiale Zugverbindung zum Gefäß und Tragring mittels gleichmäßig über den Gefäßumfang
verteilt angeordneten Federstäben vorgesehen ist, welche jeweils in übereinanderliegenden
radialen Ebenen einerseits am Tragring und andererseits an einer am schüttelbaren
Gefäß befestigten Pratzenreihe angelenkt sind, wobei mittels des Abstandes der radialen
Ebene die Auslenkungsweite des Gefäßes festlegbar ist, sowie eine radiale Abstützung
mittels einzelner oder in Gruppen am Umfang im Tragring angeordneter und mit einem
Druckmittel abstützbarer Kolben vorgesehen ist. An Hand einer solchen Gestaltung
ist es möglich, eine große Anzahl von verschiedenen Bewegungen in einer Vorrichtung
auszuführen. Das Gefäß ist gleichzeitig in puncto Wärmeausdehnung günstig gelagert.
Das Gefäß kann beispielsweise in Torsions-Pendelbewegungen versetzt werden. Es kann
auch geschaukelt werden. Die Einspannlänge der Federstäbe sowie die meist hohlen
Tragringe bilden hierfür keine konstruktiven Schwierigkeiten. In Bauchlage des Gefäßes
übernehmen die Kolben die Abstützung des Gefäßes, so daß die axiale Zugverbindung
zwischen Gefäß und Tragring in diesen Lagern entlastet bleibt.
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In Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere der Federstäbe zu Bündeln
zusammengefaßt. Die Vereinzelung eines Stabes in mehrere dünne Stäbe löst nicht
nur konstruktive Schwierigkeiten, sondern bietet auch Gewähr, Torsionsschwingungen
und Belastungen anderer Art, wie sie beispielsweise bei Schaukelbewegungen auftreten,
leicht aufzunehmen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Anlenkungsstellen
der Federstäbe am Tragring und an der Pratzenreihe entweder aus Verschraubungen
oder aus Kugelgelenken bestehen. Verschraubungen werden vorteilhafterweise dazu
benutzt, die wirksame Einspannlänge der Federstäbe zu verändern. Kugelgelenke tragen
gleichzeitig dazu bei, das Schwingungsverhalten der Federstäbe zu verbessern, um
möglichst keine Biegebeanspruchungen auftreten zu lassen, d. h. Zugbeanspruchungen
in den Stab zu legen.
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Nach der Lehre der Erfindung kann diese weiterhin derart verbessert
werden, daß die Schüttelbewegung des Gefäßes mittels pneumatisch oder hydraulisch
beaufschlagbaren Kolbentriebwerken erzeugbar ist, wobei das Zylindergehäuse entweder
auf dem Tragring oder am Kippgestell befestigt und die Kolbenstange am Konvertergefäßmantel
angelenkt ist. Es ist also mittels Triebwerken, die jeweils Schubbewegungen erzeugen,
möglich, auf einfachste Art in kurzen Zeitabständen das Gefäß anzustoßen, zu verdrehen
oder in Schwingungen zu versetzen. In jedem Falle tritt eine durchmischende Wirkung
auf das Schmelzbad ein, so daß der metallurgische Prozeß beschleunigt wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Schüttelbewegung
mittels am Konvertergefäß befestigter Unwuchtaggregate erzeugbar ist. Damit ist
eine derartige freie Einlagerung des Schmelzgefäßes innerhalb des Tragringes gegeben,
die eine leichte Beobachtung des Gefäßes während des Schüttelbetriebes gewährleistet.
Die Gefäßbewegung erfolgt ohne eine Beanspruchung von gleitenden Lagerstellen. Somit
entfällt eine besondere Wartung. Der Antrieb bildet damit auch kein Hindernis, daß
sich das Gefäß bei einer Veränderung durch Hitzeeinwirkung und die dadurch auftretenden
Spannungen frei ausdehnen kann. Eventuell am Gefäß entstehende Deformationen beeinträchtigen
das Antriebssystem nicht.
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Schließlich besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß
die Stützkolben in entsprechend ausgefahrener Stellung als Begrenzung für die Auslenkungsweite
dienen. Das Gefäß bleibt nach einem erhaltenen Impuls keineswegs sich selbst überlassen,
sondern kann nach allen horizontalen Richtungen hin federnd aufgefangen werden,
was zu einer eindeutig ablaufenden Gefäßbewegung beiträgt.
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Der allgemeine Erfindungsgedanke beinhaltet nicht nur den Vorteil
der günstigen Aufhängung, sondern auch die Möglichkeit, das Gefäß nach Lösen der
Federstäbe leicht aus dem Kippgestell ausbauen zu
können. Bringt
man deshalb die Stützkolben außer Berührung mit der Gefäßwandung, so bedarf es nunmehr
lediglich des Lösens der Verschraubung an den Federstäben, um das Gefäß durch den
Tragring hindurch abzusenken.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt und im folgenden näher erläutert: F i g. 1 zeigt den Konverter im Aufriß,
halb Schnitt, halb Ansicht; F i g. 2 ist der Grundriß zu F i g. 1 in gleicher Weise
halb Schnitt, halb Ansicht gezeichnet, entsprechend der Schnittangabe II-II in F
i g. 1.
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In dem in der Zeichnung dargestellten Konvertergefäß 1 mit seinem
Innenfutter 2 wird die eingefüllte Roheisenschmelze 3 durch eine Blaslanze
4 mittels Sauerstoff dem bekannten metallurgischen Frischprozeß unterworfen.
Der das Konvertergefäß 1 mit einem geringen Abstand umgebende Tragring 5 ist mit
seinen beiden Kippzapfen 6 schwenkbar im Konverterkippgestell7 gelagert, wobei am
verlängerten Kippzapfen 6 a ein Kippantrieb, bestehend aus Zahnrad 8, Ritzel
9, Vorgelege 10 und Motor 11, angreift, wovon die beiden letztgenannten auf der
Kippgestell-Konsole 12 angeordnet sind.
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In dem Tragring 5 sind mehrere auf den Umfang verteilte und nach unten
hin konisch auslaufende Ausnehmungen 5 a vorgesehen, die auch als abgesetzte
Bohrungen ausgeführt sein können. Durch diese Ausnehmungen 5 a sind Federstäbe
13 geführt. Man kann auch Bündel von solchen Federstäben 13 vorsehen. Im Tragring
5 sind diese mittels Verschraubung 14
befestigt. Das andere Ende der Federstäbe
13 ist mit dem Pratzenring 15 verbunden. Zweckmäßigerweise ist hierbei eine Kontermutter
der Verschraubung 16 hinzugefügt. Der Pratzenring 15 stützt sich gegen den
unteren, konischen Bodenteil 1 a des Konvertergefäßes 1 mit mehreren am Konvertergefäß
1 befestigten Bogenplatten 17 ab. Diese werden durch seitliche Rippen
18 ergänzt. Der Pratzenring 15 wird je nach der gewünschten Federcharakteristik,
d. h. nach dem Gefäßgewicht und dessen Größe höher oder tiefer (gestrichelt eingezeichnet
bei 15 a im Schnitteil der F i g. 1) am Konvertergefäß 1 angeordnet.
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An Stelle der festen Einspannung der Federstäbe 13 mittels Verschraubungen
14 oder 16 können auch gelenkige Verbindungen, wie beispielsweise Kugelgelenkverbindungen,
vorgesehen werden. Für einen Längenausgleich einzelner Federstäbe 13 zwecks Verlagerung
des Konvertergefäßschwerpunktes, bezogen auf den Tragring 5, können die Federstäbe
13 an ihren Enden eine Exzenterlagerung erhalten. Auch kann die dargestellte hängende
Anordnung des Konvertergefäßes 1 zum Tragring 5 in eine stehende umgewandelt werden,
wobei dann der Pratzenring 15 am oberen konischen Konverterteil befestigt wird.
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Das Konvertergefäß 1 kann sich über die aufgezeigte Anordnung der
Federstäbe 13 zwischen dem Tragring 5 und dem Pratzenring 15 in wechselnden horizontalen
Richtungen begrenzt durch die Ausnehmungen 5 a bewegen. Es kann pendeln, schaukeln,
schwingen oder kreisen, es kann geschüttelt oder gerüttelt oder in eine oszillierende
Bewegung versetzt werden, sobald ihm entsprechende Impulse für seine möglichen Bewegungen
erteilt werden.
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Für eine hin- und herschwingende Bewegung des Konvertergefäßes 1 kann
zunächst einmal der übliche Kippantrieb 8, 9 bis 11 Verwendung finden, indem er
entsprechende kurze Kippbewegungen als Impulse auf das Konvertergefäß 1 überträgt.
Als andere Impulsgeber können pneumatische oder hydraulische Antriebe in Form von
Kolbentriebwerken 21 eingesetzt werden, deren Kolben mit dem Konvertergefäß
1 in Verbindung stehen. Für eine kreisende Bewegung des Konverters 1 lassen sich
elektromechanische Antriebe, z. B. Kurbeltriebe, verwenden, für eine Rüttelbewegung
des Gefäßes 1 können Unwuchtantriebe zum Einsatz kommen. Diese Antriebe als Impulsgeber
sind je nach ihrer Wirkungsweise am Konverterkippgestell 7, am Tragring 5 oder auch
am Pratzenring 15 zu befestigen, teilweise unter Zwischenschaltung von Gelenken
und/oder Dämpfungseinrichtungen oder auch ortsfest, wie z. B. ein Rüttler 19 am
Pratzenring 15 direkt wirken kann.
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Alle vorgesehenen Konvertergefäßbewegungen wirken sich auf das Schmelzbad
3 im Konvertergefäß 1 aus, dessen metallurgischer Reaktionsablauf durch die intensivere
Badbewegung beschleunigt und verbessert werden kann. Soll der Konverter gekippt
werden, so beispielsweise in Bauchlage gebracht werden, weist zu diesem Zweck der
Tragring 5 mehrere über den Umfang verteilte, in gleichen oder verschiedenen Radialebenen
angeordnete Stützvorrichtungen 20 mit entweder hydraulischer, pneumatischer
oder elektrischer Betätigung auf. Diese können alle gemeinsam oder in Gruppen, welche
die Stützfläche umfassen, betätigbar sein. Damit ist das Konvertergefäß 1 zum Tragring
5 in Kipplagen abgestützt, so daß die Federstäbe 13 ihre Funktion nicht ausüben
können. Mit diesen Vorrichtungen 20 lassen sich aber auch die Bewegungsweiten
des Konvertergefäßes 1 beeinflussen. Bei einer eingetretenen Kopflastigkeit des
Konvertergefäßes 1 durch anhängende Bären im Mündungsbereich werden diesem Bereich
gegenüberliegende Federstäbe 13 in ihrer Einspannlänge verändert oder die Gefäßschwenkweite
auf der Belastungsseite durch weiteres Ausfahren der Stützvorrichtungen
20 eingeengt.
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Durch die nachgiebige Lagerung des Konvertergefäßes 1 innerhalb des
Tragringes 5 mit zwischen diesen vorgesehenem Abstand und durch die Aufhängung über
die Federstäbe 13 in einzelnen Pratzen 17, 18 ohne die Pratzenringe 15 kann das
Konvertergefäß 1 seine Wärmeausdehnung bei Wachsen seiner Wände erfahren,
ohne die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu beeinträchtigen. Ebenso können
sich einseitige Deformationen des Konvertergefäßes 1 nicht störend auswirken.
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Eine notwendige Auswechslung des Konvertergefäßes 1 für eine Neuzustellung
seines Innenfutters 2 läßt sich nach Lösen des Pratzenringes 15 von den Federstäben
13 oder der Federstäbe 13 vom Tragring 5 schnell abwickeln.