DE1930791B - Befestigung für ein warmgängiges Gefäß, insbesondere für ein metallurgisches Gefäß des Stahlerzeugungsbetriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigung für ein warmgängiges Gefäß, insbesondere für metallurgische Gefäße des Stahlerzeugungsbetriebs, die zentrisch mit Abstand zum Tragring mittels biegefähiger Zugelemente, die in zwei aufeinander senkrecht stehenden Projektionsebenen verlaufen, verspannt sind.

Größere Gelaßabmessungen sowie insbesondere in der Metallurgie auftretende höhere Temperaturbeanspruchungen bedingen eine Neuorientierung der Gefäßbefestigung. Die Verbreitung des Sauerstoff-Aufblaseverfahrens zur Stahlerzeugung bringt ständig wachsende Gefäßgrößen, deren Haltbarkeit und wirtschaftliche Brauchbarkeit ein bestimmtes Maß erreichen müssen.

An und für sich ist die Trennung von Gefäßwand und Tragring durch einen Luftspalt ein erster Schritt, den unterschiedlichen Erwärmungen beider Teile Rechnung zu tragen. Da Gefäß und Tragring mit ungleichen Aufgaben betraute Baueinheiten darstellen,

ίο gilt es, die unterschiedlichen Verhaltensweisen zu berücksichtigen.

Nach der bezeichneten Gattung einer bekannten Lösung können Längsdehnungen und Querdehnungen des Gefäßes sowie ein Verziehen des Tragringes

ausgeglichen werden. EHe Befestigungsstellen am Gefäß und am Tragring verschieben sich, und die Biegefähigkeit eingespannter Zugstäbe gestattet den außerdem unter Vorspannung stehenden Zugelementen, eine Gefäßverlagerung aufzufangen. Die Zugele-

ao mente verkürzen sich oder längen sich je nach dem Erfordernis der Verlagerung oder je nach stark unterschiedlicher Längen- oder Querdehnung des Gefäßes. Es hat sich nunmehr herausgestellt, daß Anordnung, Befestigung sowie Anzahl der Zugelemente

as einen wesentlichen Einfluß ausüben auf das Verhältnis zwischen Tragfähigkeit und Elastizität des gesamten Stabsystems der Befestigung mittels solcher Zugelemente. Eine hohe Tragfähigkeit bildet die Grundlage für den Bau großer und immer größerer Gefäßeinheiten. Auf der anderen Seite wirkt eine zu starre Befestigung den Ausdehnungsbestrebungen von Gefäß und Tragring nachteilig entgegen, genauso wie eine zu weiche Befestigung die Tragfähigkeit beeinträchtigt.

Gemäß einer bekannten Lösung (deutsches Gebrauchsmuster 1 985 335) sind dehnfähige Bänder vorgesehen, die den Tragring an der Auflagestelle der Pratzen durchdringen und an der gegenüberliegenden Tragringfläche festgemacht sind. Zusätzliche Bänder verlaufen etwa parallel zur Tragringstirnebene. Die ersten, den Tragring durchdringenden Bänder übernehmen die mit diesen Zuggliedern zu übertragende Höchstlast nur in vertikaler Stellung des Gefäßes. Die zusätzlichen, etwa parallel zur Tragringstirnebene verlaufenden Bänder halten das Gefäß bei horizontaler Gefäßachslage im Abstand zum Tragring und übertragen in dieser Gefäßlage die Höchstbelastung. Zwischen der Vertikal- und Horizontallage liegende Kippstellungen des Gefäßes werden daher weniger berücksichtigt. Praktisch sind beide Arten der Bänder nur in der horizontalen bzw. der vertikalen Gefäßachslage voll ausgenutzt. Mit der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Kraftübertragung der Zugglieder beabsichtigt.

Die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe lautet deshalb folgendermaßen: Es ist eine Gefäßbefestigung zu schaffen mit einer Anordnung der Zugelemente zwischen Gefäß und Tragring größtmöglicher Tragfähigkeit und geringster Behinderung gegen rclative Verlagerungen von Tragring und Gefäß. Tragfähigkeit und Ausdehnungsmöglichkeit sind für die einzelnen Stellungen des Gefäßes, d. h. für Senkrecht- und alle Kipplagen von O bis 360° auszulegen. Ein besonderes Problem bilden hierbei die auftretcnden Längs- und Querkräftc. In der sogenannten Bauchlage erleidet das Gefäß eine größere Beanspruchung als in senkrechter Gefäßachs-Stellung. Ferner sind gewisse Nachteile zu überwinden, die beim Kip-

pen des Gefäßes auftauchen. Beim Kippen durchläuft das Gefäß unterschiedliche Spannungszustände und Spannungsarten. Gattunr^gemäß durchlaufen auch die Zugelemente diese Zonen unterschiedlicher Beanspruchung, so daß darauf zu achten ist, die Gefaßbefestigung danach zu schaffen, den übergang von der einen Beanspruchungsart (senkrechte Achslage des Gefäßes) in die anderen Beanspruchungsarten (Bauchlage des Gefäßes) zu erleichtern. Es gehört demnach zur Aufgabenstellung der Erfindung, eine Lösung für den Übergang der einen Beanspruchungsart in die andere zu finden. Es ist wichtig, daß während dieser Vorgänge die Befestigungsstellen der Zugelemente keine Überbeanspruchung erleiden.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung der gestellten Aufgabe darin, daß die am Gefäß angeschlossenen Zugelemente schräg zur Kippachslage (im Grundriß) und schräg zur Gefäßlängsachse (im Aufriß) vom Gefäß zum Tragring verlaufen.

Der schräge Verlauf der Zugelemente sichert in jedem Fall zwei wichtige Voraussetzungen für die L-inwandfreie Gefäßlagerung. Bei senkrechter Gefäßachslage sind schräg verlaufende Zugelemente imstande. Kraftkomponenten des Gefäßgewichtes zu übernehmen. Je mehr das Gefäß gekippt wird, desto günstiger kommt die Aufnahmefähigkeit hinsichtlich Zugbeanspruchung der Zugelemente zur Geltung. Aber auch in senkrechter Lage erfolgt durch schräg •erlaufende Zugelemente eine notwendige Zentrierung des Gefäßes zum Tragring, so daß der Luftspalt /wischen Tragring und Gefäßwandung stets erhalten bleibt. Für alle Gefäß-Kipplagen ist im übrigen eine gleichmäßige oder ungleichmäßige Ausdehnung des Gefäßes in Gefäß-Längsachsrichtung bzw. radial, quer zur Gefäß-Längsachse gesichert.

Eine günstige Einleitung der Kräfte, die durch die Zugelemente übertragen werden, erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Zugelemente gefäßseitig an den Gefäßumfang umgebenden Verstärkungsringen angelenkt sind, die ober- und unterhalb des Tragringes liegen. Die Gefäßwandung wird dadurch weniger einer punktförmigen Einleitung der Kräfte ausgesetzt, die im allgemeinen zu einer starken Spannungserhöhung in den Zonen der Zugelement-Befestigungsstellen führt.

Die nach dem Grundgedanken der Erfindung schräge Anordnung solcher Zugelemente erhält durch ein zusätzliches Erfindungsmerkmal eine Variante. Danach ist es möglich, daß erfindungsgemäß die Zugelemente innerhalb der Höhe des Tragringes im Bereich der ideellen Kippachse am Gefäß angelenkt sind und, den Tragring durchdringend, bis zu dessen Stirnseiten verlaufen. Davon abgesehen, daß eine möglichst enge Bauweise zwischen Gefäßumfang und Tragringdurchmesser erhalten werden kann, sind die Zugelemente geschützt untergebracht. Ferner erhält man durch die mittige Anordnung am Gefäß in Nähe des Gefäßschwerpunktes besonders günstige Beanspruchungsverhältnisse.

Eine andere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung stellt sich darin dar, daß jeder Kippgestellseite des mittels am Tragring befestiger Kippzapfen kippbaren Gefäßes, an der Gefäßwandung Anlenkkonsolen vorgesehen sind, von denen jeweils Zugelemente kreuzförmig zum Tragring verlaufen.

Das Prinzip des Tragringes bzw. die Anordnung von Kippzapfen auf einer ideellen Kippachse bringt den Anschluß der Kippzapfen mit sich, der am äußeren Umfang des Tragringes zu erfolgen hat. Obgleich der Grundgedanke der Erfindung die Schwierigkeiten einer Gefäßzentrierung, einer zweckmäßigen Befestigung für sämtliche Kipplagen und einer größtmöglichen Ausdehnungsfähigkeit nach allen bzw. unterschiedlichen Seiten löst, ist es auch möglich, zusätzlich folgende Maßnahmen durchzuführen: Im Tragring sind konzentrisch zur Kippachse Öffnungen vorgesehen, in die Arme reichen, die an der Gefäßwand befestigt sind, wobei an den Armen und am Öffnungsumfang Zuglaschen angelenkt sind. Die Zuglaschen entsprechen im allgemeinen den Zugelementen. Für die vorstehende Maßnahme wird selbstständige Erfindungseigenschaft unterstellt. Vorzugsweise besitzt die Anordnung des Armes mit Zuglaschen die Eigenschaft, entsprechender Verlauf der Zuglaschen vorausgesetzt, sowohl Längs- als auch Querbeanspruchungen auf sich nehmen zu können. Dem Fachmann ist somit ein Mittel an Hand gegeben, den Grundgedanken der Erfindung alleine durch den schrägen Verlauf der Zugelemente zu verwirklichen, oder abei die vorstehende Maßnahme unter Verwendung eines entsprechenden Verlaufes der Zuglaschen anzuwenden, wobei keineswegs die Kombination beider Maßnahmen ausgeschlossen wird. Insbesondere für große Konverter-Gefäße mit einem NuLzinhall· von "3001 oder mehr stellt sich die Kombination des ursprünglichen und des abgewandelten Grundgedankens als besonders vorteilhaft dar. Mit der Anordnung einer Öffnung für den Kippzapfen am Tragring ergibt sich der Vorteil, daß beide Öffnungen — für den Kippzapfen und für die in die Öffnungen reichenden Arme — zusammenfallen. Sind die Öffnungen seitlich zur Kippzapfenachse versetzt, so bilden sie eine freie Zugänglichkeit zu den Armen bzw. zu den Zuglaschen. Außerdem wird dadurch die Wärmeabfuhr von der Konverterwandung verbessert.

Besonders steife und tragfähige Zuglaschen bestehen nach einer Zusatzmaßnahme aus Federstäben. Die Federwirkung der Stäbe kann in vielfältiger Art erreicht werden. Als zweckmäßig erweist sich eine Aufteilung in mehrere Einzelstäbe.

Die Krafteinleitung in die Arme, die an der Gefäßwandung befestigt sind, braucht ebenfalls nicht punktförmig zu erfolgen. Deshalb ist vorgesehen, daß die Arme an den Kippgestelbeiten mittels um den Gefäßumfang laufender Verstärkungsringe miteinander verbunden sind. Die Verstärkungsringe kann man so ausführen, daß Ringe in größerem axialen Abstand angeordnet sind, der durch Rippen, Versteifungen od. dgl. überbrückt wird.

Eine andere Ausführungsform der als Federstäbe ausgebildeten Zuglaschen läßt die Wahl für ein besonders tragfähiges System frei, wobei die Wärmeausdehnungsmöglichkeit trotzdem Berücksichtigung findet. Für die Ausgestaltung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die Arme und der öffnungsumfang jeweils mittels einer oder mehreren tellerförmigen Platten verbunden sind. Die Platten entsprechen nach Art, Form und Wirkung etwa Tellerfcdern, die in kleineren Maßstäben als Federelemente an Maschinen und Werkzeugen dienen. In abgeänderter Form, beispielsweise durch eine mehr oder weniger starke Wölbung oder Ausnehmungen erweist sich ihre Verwendung besonders vorteilhaft für die Gefäßbefestigung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert:

Fig.) stellt einen Stahlwerkskonverter mit Tragring und Kippgestell im Aufriß dar;

F i g. 2 ist der zu F i g. 1 gehörende Grundriß;

F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des im Aufriß gezeichneten Stahlwerkskonverters mit Tragring und Kippgestell;

F i g. 4 bildet den zu F i g. 3 gehörenden Grundriß;

F i g. 5 ist eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach den F i g. 3 und 5.

F i g. 1 zeigt das Konvertergefäß 1 mit der erfindungsgemäßen Befestigung in einem Tragring 2 gehalten, der sich über Kippzapfen 3 bzw. 4 in den Kippgestellen 5 und 6 abstützt. Gefäß 1, Tragring sowie die Kippzapfen 3 und 4 sind um die ideelle Kippachse 7 schwenkbar, beispielsweise um in einer bestimmten Kippstellung Rohstahl aus der Abstichöffnung auslaufen zu lassen.

Die Gefäßbefestigung besteht nunmehr im wesentlichen aus den Zugelementen8 und 9 (Fig.2). In der Praxis wählt man als Zugelemente 8 und 9 Stäbe runden Querschnitts oder Drähte in einer Vielzahl zu einem Bündel zusammengefaßt. Jedes Zugelemente oder 9 besitzt am Tragring 2 eine Anlenkungsstelle 10 und im Bereich der Gefäßwandung 11 eine Anlenkungsstelle 12. Die Zugelemente 8 und 9 verlaufen dabei so, daß sie schräg zur Gefäßlängsachse 13 angeordnet sind (Fig. 1) und schräg zur Kippachse7 (Fig.2). Außerdem liegen die Zugelemente 8 und 9 jeweils achsensymmetrisch schräg zur ideellen Achse 14, die gemäß F i g. 2 senkrecht auf der Kippachse? steht. Für die Befestigung der Zugelemente 8 bzw. 9 können am Tragring 2 verschiedene Konstruktionen ausgeführt werden. Zur Anlenkung der Zugelemente 8 und 9 an der Gefäßwandung 11 dienen Verstärkungsringe 15 und 16. Die Verstärkungsringe 15 und 16 stehen mit dem Gefäßmantel 11 in direkter, fester Verbindung, die beispielsweise durch Schweißen hergestellt ist. Die Anordnung gemäß den F i g. 1 und 2 kann hinsichtlich der Zugelemente 8 und 9 (Fig. 2) symmetrisch zur Achse 14 auf beiden Seiten erfolgen.

F i g. 1 und 2 zeigen außerdem im Tragring 2 zur Kippachse 7 konzentrische Öffnungen 17, in denen zunächst Ansätze 18 der Kippzapfen 3 bzw. 4 lagern. Die öffnungen 17 durchstoßen den Tragring 2 total. An der Gefäßwand Il sind Arme 19 befestigt, die bis in das Innere der öffnungen 17 am Tragring 2 reichen. Die Arme 19 bestehen aus winklig zueinander liegenden Rippen 20. Im Innern der öffnungen 17 des Tragringes 2 verlaufen vom Öffnungsrand bis zur Spitze der Arme 20 Zuglaschen 21. Falls die öffnung

ίο 17 rund oder quadratisch oder von ähnlicher, auch polygonaler Form ist, lassen sich die Zuglaschen 21 sternförmig anordnen. Je nach Bedarf stehen paarweise angeordnete Arme 19 über Verstärkungsringe 22 miteinander in Verbindung. Die Verstärkungsringe besitzen Rippen 23 und weisen derlei Gestaltung auf, daß eine Stützung des Gefäßinar.tels 11 erfolgt, jedoch keine die Wärmeausdehnung behindernde XJmschnürung. Innerhalb der öffnung 17 des Tragringes 2, der selbst aus Rippen 24 aufgebaut ist,

ao wobei zwei solcher Rippen vorzugsweise die öffnung 17 begrenzen, können auch an Stelle der Zuglaschen 21 tellerförmige Platten 25 (F i g. 2) angebracht werden. Solche gewölbte Scheiben erhalten ihre Federwirkung beispielsweise durch entsprechende Ausneh-

»5 mungen in Form von Löchern u. dgl.

In F i g. 3 ragt der Kippzapfenansatz 18 voll in den Tragring 2, entsprechend dessen Dicke. An der Gefäßwandung 11 befinden sich Konsolen 26, die ebenfalls durch Schweißen, Nieten od. dgl. befestigt sind. Von den Konsolen 26 verlaufen die Zugelemente 8 bzw. 9 schräg in der beschriebenen Weise zum Tragring 2. Die Ausführungsbeispiele nach den F i g. 3 bis 5 sehen ein Durchstoßen des Tragringes 2 durch die Zugelemente 8 und 9 vor. Dabei ist die Anordnung der Zugelerr.ente gemäß F i g. 5 kreuzförmig. Die Konsole 26 bildet die Anlenkungs^ielle 12 für vier Zugelemente 8 bzw. 9. Die Anlenkstellen IC am Tragring 2 sind entsprechend wie beschrieber vorgesehen. Die Erfindung berücksichtigt sowohl Zugelemente 8 bzw. 9, die von innen (Gefäßmantel nach außen (Tragring) als auch von außen nach innen verlaufen, wobei nicht nur die Stirnseiten 27 unc 28 des Tragrin-;sb2 herangezogen sind, sonderr selbstverständlich auch in den Bereichen des Umfanges 29 die bezeichneten Anlenkstellen vorgeseher sein können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Befestigung für warmgängige Gefäße, insbesondere für metallurgische Gefäße des Stahlerzeugungsbetriebs, die zentrisch mit Abstand zum Tragring mittels biegefähiger Zugelemente, die in zwei aufeinander senkrecht stehenden Projektionsebenen verlaufen, verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die am Gefäß (1) angeschlossenen Zugelemente (8,9) schräg zur Kippachse (7) (im Grundriß) und schräg zur Gefäßlängsachse (13) (im Aufriß) vom Gefäß (1) zum Tragring (2) verlaufen.

2. Befestigung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (8,9) gefäßseitig an den Gefäßumfang umgebenden Verstärkursgsringen (15, 16) angelenkt sind, die ober- und unterhalb des Tragringes (2) liegen.

3. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekerinzeiäinel, tiaß die Zugelemeiile (8, 9) innerhalb der Höhe des Tragringes (2) im Bereich der ideellen Kippachse (7) am Gefäß (1) angelenkt sind und den Tragring (2) durchdringend, bis zu dessen Stirnseiten (27. 28) verlaufen.

4. Befestigung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kippgesteilseite (5, 6) des mittels am Tragring (2) befestigter Kippzapfen (3,4) kippbaren Gefäßes (1), an der Gefäßwandung (11) Anlenkkonsolen (26) vorgesehen sind, von denen jeweils Zugelemente (8, 9) kreuzförmig zum Tragring (2) verlaufen.

5. Befestigung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Tragring (2) konzentrisch zur Kippachse (7) Öffnungen (17) vorgesehen sind, in die Arme (19) reichen, die an der Gefäßwand (11) befestigt sind, wobei an den Armen (19) und am öffnungsumfang Zuglaschen (21) angelenkt sind.

6. Befestigung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuglaschen (21) aus Federstäben bestehen.

7. Befestigung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (19) an den Kippgestellseiten (5,6) mittels um den Gefäßumfang laufender Verstärkungsringe (22) miteinander verbunden sind.

8. Befestigung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme und der öffnungsumfang jeweils mittels einer oder mehreren tellerförmigen Platten (25 verbunden sind.