DE1230054B

DE1230054B - Schuettel converter

Info

Publication number: DE1230054B
Application number: DED43034A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Curt Herrmann; Karl-Heinz Langlitz; Karlheinz Maehringer
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1963-11-26
Filing date: 1963-11-26
Publication date: 1966-12-08

Description

Schüttelkonverter Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Schüttelkonverter, der kippbar mittels Kippzapfen gehalten ist und in einem Tragrahmen derart schüttelbar gelagert ist, daß die Bahn seiner Gefäßhauptachse einen Zylinder- oder Kegelmantel bildet oder in einer vertikalen Ebene liegt.Shaking converter The invention is concerned with a shaking converter, which is held in a tiltable manner by means of a pivot pin and can thus be shaken in a support frame is mounted that the path of its main axis of the vessel has a cylindrical or conical jacket forms or lies in a vertical plane.

Es ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1142 061), Schüttelpfannen stehend auf einem horizontalen Rahmen zu lagern. Der Rahmen ist mit drei parallelen Exzenterwellen gehalten, welche über ortsfeste Antriebe gedreht werden. Dabei beschreibt die Gefäßachse einen Zylindermantel. Diese Vorrichtung ist sehr vorteilhaft, die translatorische Bewegung aufrechtzuerhalten, d. h. trotz der bewegten Schmelze im Innern der Pfanne stets in allen Totpunktlagen der Exzenter das Schütteln des Gefäßes zu bewirken.It is known (German Auslegeschrift 1142 061), Schüttelpfannen to be stored standing on a horizontal frame. The frame is with three parallel Eccentric shafts held, which are rotated via stationary drives. Describes the vessel axis has a cylinder jacket. This device is very beneficial to that maintain translational movement, d. H. despite the agitated melt in the Inside the pan, always shaking the vessel in all dead center positions of the eccentric to effect.

Derartige Schüttelrahmen lassen die gefüllte Pfanne so kreisen, wie es beim Schwenken eines Glases Wasser mit der Hand geschieht. Dabei nimmt die Oberfläche des Eisens mit zunehmender Drehung mehr und mehr die Form eines Paraboloids an. Ist die kritische Drehzahl erreicht, so breiten sich auf der Oberfläche Wellen aus, die mit der Brandung des Meeres zu vergleichen sind. Der Mischeffekt dieser »Brandung« besteht darin, daß alle Teilchen des Eisenbades nacheinander an die Oberfläche gelangen und hier in innigen Kontakt mit den auf der Oberfläche schwimmenden Zusätzen treten. Der Vorteil des Verfahrens liegt in der schnellen und wirksamen Entschwefelung, in der möglichen Aufkohlung und im besonderen in der guten Verteilung der Zuschläge. Für Gießereien ist diese Schüttelpfanne äußerst interessant im Hinblick auf die Behandlung von Grauguß und Sphäroguß.Such shaking frames make the filled pan rotate like it happens when swirling a glass of water by hand. In doing so, the surface takes on the iron more and more the shape of a paraboloid with increasing rotation. If the critical speed is reached, waves spread out on the surface, which can be compared to the surf of the sea. The mixed effect of this "surf" consists in that all particles of the iron bath reach the surface one after the other and here come into intimate contact with the additives floating on the surface. The advantage of the process lies in the rapid and effective desulphurisation, in the possible carburization and in particular in the good distribution of the aggregates. For foundries, this shaker pan is extremely interesting in terms of the Treatment of gray cast iron and nodular cast iron.

Nach einem noch unveröffentlichten, jedoch älteren Vorschlag ist es ferner möglich, die Schüttelpfanne so zu bewegen, daß die Bahn der Gefäßhauptachse einen Kegelmantel bildet oder in einer vertikalen Ebene liegt.According to an as yet unpublished but older proposal, it is also possible to move the shaking pan so that the path of the main axis of the vessel forms a cone shell or lies in a vertical plane.

Bekannt sind ferner Kaldo-Gefäße, d. h. drehbar um die eigene Gefäßhauptachse in einem Kipprahmen gelagerte Konverter, wobei der Kipprahmen über Rollenlagerungen abgestützt und gekippt wird. Beispiele hierfür sind in den deutschen Auslegeschriften 1066 751, 1137 458 enthalten.Also known are Kaldo vessels, d. H. rotatable around its own main axis of the vessel Converter stored in a tilting frame, the tilting frame via roller bearings is supported and tilted. Examples of this can be found in the German Auslegeschriften 1066 751, 1137 458 included.

Der Effekt des Sauerstoffaufblasens beim rotierenden Kaldo-Gefäß liegt darin, daß sowohl Erz und Schrott der Schmelze zugesetzt werden können, wobei ein minimaler Phosphorendgehalt von beispielsweise 0,01421% im Durchschnitt erreicht wird. Das Ausgangsmaterial hierfür bildet hochphosporhaltiges Thomas-Roheisen mit 1,75 % Phosphor. Praktisch können alle Roheisensorten in hochwertigen Stahl, wie beispielsweise Tiefziehstahl, umgewandelt werden.The effect of inflating oxygen on the rotating kaldo vessel is in that both ore and scrap can be added to the melt, with a minimum final phosphorus content of, for example, 0.01421% on average will. The starting material for this is made up of high-phosphorus Thomas pig iron 1.75% phosphorus. Practically all types of pig iron can be used in high-quality steel, such as for example deep drawing steel.

Als Zusammenfassung des Standes der Technik kann gesagt werden, daß die bekannte Schüttelpfanne im wesentlichen eine Durchmischungsvorrichtung darstellt, dagegen der Kaldo-Ofen eine Stahlerzeugungsvorrichtung mit der Möglichkeit hoher Schrott-bzw. Erzeinsätze unter weitestgehender Entfernung unerwünschter Eisenbegleiter bildet.As a summary of the prior art, it can be said that the known shaking pan is essentially a mixing device, on the other hand, the Kaldo furnace is a steel-making device with the possibility of higher Scrap or Ore use with the greatest possible removal of unwanted iron companions forms.

Die jeweilige Wahl des metallurgischen Gefäßes wird also sowohl vom Ausgangsmaterial (Roheisenzusammensetzung, Schrottzusätze) als auch vom geforderten Endprodukt (Qualitätsstahl, QuaIitätsgußeisen) bestimmt. Zu diesem Zweck stehen der Kaldo-Ofen sowie die Schüttelpfanne bereit. Eine wirtschaftliche Stahlerzeugung mittels Sauerstoffaufblasens in der Schüttelpfanne ist jedoch noch nicht durchführbar. Lediglich Versuche in dieser Richtung sind bekanntgeworden.The respective choice of the metallurgical vessel is therefore both from Starting material (pig iron composition, scrap additives) as well as the required End product (quality steel, quality cast iron). Stand for this purpose the kaldo oven and the shaking pan are ready. An economical steel production however, by inflating oxygen in the shaking pan is not yet feasible. Only attempts in this direction have become known.

Die erwähnten Arten von metallurgischen Gefäßen bringen beträchtliche Investitionskosten mit sich. Insbesondere stellt eine Kaldo-Anlage einen relativ großen Aufwand dar. Bei der Planung einer neuen Anlage wird man deshalb wirtschaftliche Rechnungen anstellen, ob es sich lohnt, jegliche Art von metallurgischen Gefäßen überhaupt vorzusehen. Von wesentlicher Bedeutung für die Entscheidung dieser Frage ist deshalb, welche Rohstoffe in welcher Menge preisgünstig zur Verfügung stehen und in Zukunft zur Verfügung stehen werden.The aforementioned types of metallurgical vessels bring considerable amounts Investment costs with it. In particular, a Kaldo system represents a relative great effort. When planning a new system, you will therefore be economical Make calculations as to whether any kind of metallurgical vessel is worth it to be provided at all. Essential in deciding this question is therefore what raw materials and in what quantities are available inexpensively and will be available in the future.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Fragen auf wirtschaftliche Art lösen zu helfen. Besondere Berücksichtigung muß dabei das metallurgisch zweckmäßige Behandeln des Ausp,angsmaterials finden. Die Lösung der Aufgabe wurde darin gefunden, daß ein über die Kippzapfen m einem Kippgestell ge- lagerter Tragring außer den Schüttelorganen eine Drehlagerung aufweist, mittels der das Gefäß um seine Hauptachse zusätzlich zur Schüttelbewe5ung in 0 o'@s@o@re Möglichkeit des Mischens von gewünschten Eisenlegierungen mit der Raffination von Roheisen. Jedoch können beide Vorgänge einander überlagert werden. Der Frischofen kann so den verschiedenartigsten Bedingungen bzw. Anforderungen gerecht werden. Es können sowohl Mengenstahl als auch Sonderstahl und sogar, wie in der Schüttelpfanne, Gußeisen höchster Qualität erzeugt werden. Roheisensorten der verschiedensten Gehalte an Phosphor und Silizium können mit Erfolg zu Qualitätsstählen gefrischt werden. Die gleichzeitige Schüttelung und Drehung vermag eine Beschleunigung der Reaktion in dem Maß herbeizuführen, daß eine unerwünscht hohe Wallung der Schmelze unterbleibt. Während bisher die Reaktion der Schmelze unter anderem von der chemischen Zusammensetzung der Schlacke abhing, fällt es im vorliegenden Fall leichter, eine Steuerung desmetallurgischen Reaktionsablaufes durchzuführen. Die Intensivierung der Reaktion wirkt sich aber auch auf die Qualität des erblasenen Stahles günstig aus.The present invention has set itself the task of helping to solve these questions in an economical manner. Special consideration must be given to the metallurgically appropriate treatment of the exhaust material. The solution to the problem was found in that a tilting frame via the tilting pin stored support ring apart from the shaking organs Has pivot bearing, by means of which the vessel to its main axis in addition to the shaking movement in 0 o '@ s @ o @ re Possibility of mixing desired iron alloys with refining of pig iron. However, both processes can be superimposed on one another. The fresh furnace can thus meet the most diverse conditions and requirements. Both bulk and special steel and even, as in the shaking pan, cast iron of the highest quality can be produced. Pig iron with a wide range of phosphorus and silicon contents can be successfully refined into quality steels. The simultaneous shaking and rotation can accelerate the reaction to the extent that an undesirably high surge of the melt does not occur. While the reaction of the melt previously depended, among other things, on the chemical composition of the slag, in the present case it is easier to control the metallurgical reaction sequence. The intensification of the reaction also has a positive effect on the quality of the blown steel.

In Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens stützt sich auf. dem Tragring die Drehlagerung mit Drehantrieb über den Schüttelrahmen ab. In jeder Gefäßlage ist auf diese Weise eine steife Konstruktion geschaffen, die den auftretenden Belastungen gewachsen ist. Die- aus der Last herrührenden Kräfte können auf den Umfang verteilt gleichmäßig in den Tragring eingeleitet werden.In the embodiment of this inventive concept is based on. the support ring the rotary bearing with rotary drive via the shaker frame. In every vascular position In this way, a stiff construction is created that can withstand the loads that occur has grown. The forces resulting from the load can be distributed over the circumference be introduced evenly into the support ring.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Abstützung des Schüttelrahmens über Tragexzenter, von denen zumindest einer mit einem Antrieb versehen ist. Dadurch wird eine gedrängte Bauweise geschaffen, die es ermöglicht, die Massenschwerpunkte von Schüttelrahmen und Tragring einander so nahe wie möglich zu bringen.According to a further feature of the invention, the support takes place Shaking frame via carrying eccentrics, at least one of which is provided with a drive is. This creates a compact design that allows the centers of gravity to bring the shaker frame and support ring as close as possible to each other.

Eine noch günstigere Führung und Abstützung der großen Summe der Massen von Gefäß und Schüttelrahmen wird dadurch erreicht, daß der Schüttelrahmen unterhalb der Kippachse mit einem glockenförmigen oder speichenartigen Fortsatz sowie mit einer Drehlagerung für das Gefäß ausgestattet ist.An even more favorable guidance and support of the large sum of the masses of the vessel and shaking frame is achieved by placing the shaking frame underneath the tilt axis with a bell-shaped or spoke-like extension and with is equipped with a pivot bearing for the vessel.

Selbst eine kegelmantelförmige Bahn der Gefäßhauptachse beim Schütteln des Konverters kann beschrieben werden, wobei eine günstige Lagerung des Gefäßes sich dadurch ergibt, daß erfindungsgemäß der Tragring unterhalb der Kippachse des Kippgestells mit einem glockenförmigen oder speichenartigen Fortsatz sowie mit einer Drehlagerung für den Schüttelrahmen ausgestattet ist.Even a cone-shaped path of the main axis of the vessel when shaken of the converter can be described, with a favorable storage of the vessel results from the fact that according to the invention the support ring below the tilt axis of the Tilting frame with a bell-shaped or spoke-like extension and with a Rotary bearing for the shaker frame is equipped.

Für die vorstehende Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erweist es sich demnach auch als vorteilhaft, in bezug auf den Antrieb der Ausgestaltungsform, daß der Tragring als Träger für den sich auf einer an ihm vorgesehenen Kreisbahn abwälzenden Schüttelrahmen sowie für den Wälzantrieb dient.For the above design of the device according to the invention proves it is therefore also advantageous in relation to the drive of the embodiment, that the support ring as a carrier for itself on a circular path provided on it rolling shaker frame as well as for the roller drive is used.

-In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert. F i g. 2 ist die zu F i g. 1 zugehörende Draufsicht; F i g. 3 zeigt den Schüttelkonverter in gekippter Stellung, in der er wie ein Kaldo-Ofen arbeitet; F i g. 4 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, ,#ezeIcbnetIB derAr7,fle»teW prec@lC7dF'Ig l @@x ,Hauptteil des @'xagsystems wira' durch a'e@ der über ppzapfen 2 im I pp@ gestell 3 kippbar gelagert ist. Der Kippantrieb erfolgt wie üblich durch Motor 4 und Getriebe 5. In den Tragring 1 sind Triebwerke 6 eingebaut, welche mit Tragexzentern 7 oder Tragkurbeln versehen sind. Im vorgenannten Beispiel sind drei Exzenter 7 vorgesehen, von denen nur einer angetrieben zu sein braucht. Auf diese Tragexzenter 7 stützt sich der Schüttelrahmen 10 ab, welcher die Rollen 16 trägt. Außerdem ist der Schüttelrahmen 10 mit Fortsätzen 11 versehen, die eine untere Drehlagerung 12 tragen. Diese Drehlagerung ist als Spurlager ausgebildet und nimmt den entsprechenden Zapfen 13 am Gefäß 15 auf.-In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown schematically and explained in more detail below. F i g. 2 is that of FIG. 1 associated top view; F i g. 3 shows the shaking converter tilted Position in which he works like a kaldo oven; F i g. 4 shows a further embodiment, , # ezeIcbnetIB derAr7, fle »teW prec @ lC7dF'Ig l @@ x, main part of the @ 'xagsystem wira' through a'e @ the via pp spigot 2 in the I pp @ frame 3 is tiltable. The tilting drive is carried out as usual by the motor 4 and gearbox 5. In the support ring 1, drives 6 are installed, which are provided with support eccentrics 7 or support cranks. In the above example, three eccentrics 7 are provided, only one of which needs to be driven. The shaking frame 10, which carries the rollers 16, is supported on this support eccentric 7. In addition, the shaking frame 10 is provided with extensions 11 which carry a lower pivot bearing 12. This pivot bearing is designed as a thrust bearing and receives the corresponding pin 13 on the vessel 15.

Das Gefäß 15 wird außer in dem Spurlager 12 in den Rollen 16 drehbar gehalten, die am Schüttelrahmen 10 gelagert sind. In F i g. 2 sind lediglich zwei dieser Rollen 16 dargestellt, weil das Gefäß vornehmlich in leicht geneigter Lage (F i g. 3) gedreht werden soll. Es kann aber auch den beiden Rollen 16 eine weitere Rolle 17 gegenübergestellt werden, so daß das Gefäß auch in senkrechter Lage in Umdrehungen versetzt werden kann, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist.In addition to being held in the thrust bearing 12, the vessel 15 is rotatably held in the rollers 16 which are mounted on the shaking frame 10. In Fig. 2 only two of these rollers 16 are shown because the vessel is primarily intended to be rotated in a slightly inclined position (FIG. 3). However, a further roller 17 can also be placed opposite the two rollers 16 so that the vessel can also be rotated in a vertical position, as shown in FIG. 1 is shown.

Die Rollen 16 und 17 können durch die bei 18 angedeutete Anstellvorrichtung entsprechend verstellt werden. Beide Rollen 16 werden durch Motoren 19 angetrieben. Der Antrieb wird durch Reibung übertragen. Es könnte jedoch auch durch eine Verzahnung, Kette od. dgl. angetrieben werden.The rollers 16 and 17 can by means of the adjusting device indicated at 18 adjusted accordingly. Both rollers 16 are driven by motors 19. The drive is transmitted through friction. However, it could also be through a toothing, Chain or the like. Be driven.

Statt die Rollen 16 bzw. 17 anzutreiben, könnte der Antrieb an der Drehlagerung 12 befestigt sein und den Spurzapfen 13 antreiben. .Instead of driving the rollers 16 or 17, the drive could be attached to the pivot bearing 12 and drive the track pin 13. .

Die dargestellte Bauart erlaubt es, das Gefäß entweder in eine Schüttelbewegung zu versetzen, wobei die Exzenter 7 gedreht werden und der Schüttelrahmen 10 eine kreisende Bewegung samt dem Gefäß 15 ausführt, oder das Gefäß kann um seine Längsachse mittels der Drehorgane 16, 17 und 19 oder dem erwähnten Spurzapfenantrieb gedreht werden, wobei das Gefäß sich entweder in der Lage nach F i g. 3 oder in senkrechter und annähernd senkrechter Lage befindet. Es können auch Schüttelbewegung und Drehbewegung überlagert werden, so daß das Gefäß sich während der Schüttelbewegung um seine eigene Hauptachse dreht.The design shown allows the vessel either in a shaking motion to move, the eccentrics 7 are rotated and the shaking frame 10 a executes circular motion together with the vessel 15, or the vessel can about its longitudinal axis rotated by means of the rotating members 16, 17 and 19 or the mentioned track pin drive be, wherein the vessel is either in the position according to FIG. 3 or in vertical and approximately vertical position. It can also use shaking motion and rotating motion be superimposed so that the vessel rotates around its own during the shaking movement Main axis rotates.

Die Erfindung kann in mannigfaltiger Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise kann statt der Schüttelexzenter 7 ein Taumelantrieb gewählt werden, wie er in F i g. 4 dargestellt ist. Das Gefäß 15 wird in diesem Fall mit zwei Laufringen 1 a und 1 b ausgestattet, welche in radialer Richtung durch die Rollen 16 und in axialer Richtung durch die Rollen 26 gehalten sind. Sämtliche Rollen sind wiederum in dem Schüttelrahmen 10 gelagert. Auch dieser Schüttelrahmen ist am unteren Ende mit Zapfen 13 versehen, der sich in der Drehlagerung 12 a des Tragringes 21 abstützt, welcher in diesem Fall bis unter das Gefäß herabgezogen ist.The invention can be modified in many ways. For example, instead of the shaking eccentric 7, a wobble drive can be selected, as shown in FIG. 4 is shown. The vessel 15 is in this case with two races 1 a and 1 b equipped, which in the radial direction by the rollers 16 and in are held in the axial direction by the rollers 26. All roles are in turn stored in the shaking frame 10. This shaker frame is also at the lower end provided with pin 13, which is supported in the pivot bearing 12 a of the support ring 21, which in this case is drawn down to under the vessel.

Der Tragring 21 ist auch hier durch Kippzapfen 2 kann das Gefäß in eine Taumelbewegung versetzt werden, so daß es mit dem Ringwulst 22 auf der Bahn bei 21 des Tragringes abrollt.The support ring 21 is also here by pivot pin 2 the vessel can be set in a tumbling motion so that it rolls with the annular bead 22 on the track at 21 of the support ring.

Statt das Gefäß während der Drehung abzurollen bzw. in Taumel- oder Schüttelbewegungen zu versetzen, kann man es auch in eine Pendelbewegung versetzen, also in eine Bewegung, die nur in einer Ebene ausgeführt wird, insbesondere in einer senkrechten Ebene. In diesem Fall kann die bei der Bezugszahl21 gezeigte Kreisbahn am Tragring sowie der Ringwulst 22 am Schüttelrahmen 10 entfallen. Das Konvertergefäß 15 wird dann um eine horizontale Pendelachse im Schüttelrahmen 10 oder am Tragring 21 schwingbar aufgehängt oder abgestützt.Instead of rolling the vessel during rotation or causing it to tumble or shake, it can also be set in a pendulum movement, that is, in a movement that is only carried out in one plane, in particular in a vertical plane. In this case, the circular path shown at reference number 21 on the support ring and the annular bead 22 on the shaking frame 10 can be omitted. The converter vessel 15 is then suspended or supported so that it can swing about a horizontal pendulum axis in the shaking frame 10 or on the support ring 21.

Claims

Claims: 1. Shaking converter, which can be tilted by means of a pivot pin is held and is mounted in a support frame such that it can be shaken so that the web its main axis of the vessel forms a cylinder or cone jacket or in a vertical one Level is, characterized in that one over the pivot pin (2) in a tilting frame (3) bearing ring (1 or 21) apart from the shaking elements (6, 7, 10 or 11, 12a, 13a) has a rotary bearing (16, 17), by means of which the vessel (15) around its Main axis can be set in rotation in addition to the shaking movement.

2. Shake converter according to claim 1, characterized in that the Rotary bearing (16, 17) with rotary drive (19) via the shaker frame (10 or 11) supports.

3. Shaking converter according to Claims 1 and 2, characterized in that that the support of the shaking frame (10) takes place via a support eccentric (7), of which at least one is provided with a drive (6).

4. Shaking converter according to claim 1, characterized in that the shaking frame (10) is equipped below the tilting axis (2) of the tilting frame (3) with a bell-shaped or spoke-like extension (11) and a rotary bearing (12) for the vessel (15) .

5. Shaking converter according to claim 1, characterized in that the support ring (21) is equipped below the tilting axis (2) of the tilting frame (3) with a bell-shaped or spoke-like extension (11) and a pivot bearing (12a) for the shaking frame (10) .

6. Shaking converter according to claims 1, 2 and 5, characterized in that the support ring (21) serves as a carrier for the shaking frame (10) rolling on a circular path provided for it and for the roller drive (20). Considered publications: German Auslegeschriften No. 1066 751, 1137458.