DE2338376C2 - Verbindung eines kippbaren metallurgischen Gefäßes mit einem Tragkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verbindung eines kippbaren metallurgischen Gefäßes, insbesondere Konverter, mit einem mit Abstand vom Gefäß angeordneten Tragkörper, welcher mittels Kippzapfen in einer Stützeinrichtung gelagert ist

Es ist bereits eine Tragringlagerung für ein metallurgisches Schmelzgefäß bekannt, bei welcher der kippbar gelagerte Tragring das Gefäß mit Abstand umgibt Als Kraftübertragungselemente dienen im Tragring befestigte Stäbe, welche in radial verlaufende Führungen der oberhalb des Tragringes befindlichen Pratzen und der Tragring-Bodenplatte eingreifen (Deutsche Auslegeschrift 1433 501). Die die Verbindung zwischen dem Tragring und den Pratzen bildenden Stäbe sind dabei vorzugsweise in Gewindestücke im oberen Bereich des Tragringes eingeschraubt und über Muttern an den unterhalb des Tragringes angeordneten Pratzen gehalten.

Bei einer anderen ebenfalls aus der genannten Auslegeschrift bekannten Tragringlagerung wird die axial und radial bewegliche Verbindung zwischen dem Tragring und den Pratzen des Schmelzgefäöes durch in den Tragring einschraubbare Stäbe und die axial unbewegliche und radial begrenzt bewegliche Verbindung durch unterhalb des Tragringes angeordnete Stäbe gebildet, welche mittels Kugelgelenken im Tragring und an den Pratzen befestigt sind. Die radial verlaufenden Führungen in den Pratzen und im Tragring bestehen dabei aus Laiiglöchern.

Aus der deutschen Auslegeschrif¹. 19 03 797 ist ein metallurgisches Gefäß bekannt welches an einer Stirnseite des zugehörigen Tragringes mit einem am Gefäß umlaufenden Ring versehen ist der die Gefäßwandung und den Tragring kraftschlüssig verbindet An der gegenüberliegenden Stirnseite des Tragringes sind Konsolen befestigt von denen dehnbare Zugglieder zu an der Gefäßwandung befestigten weiteren Konsolen verlaufen.

Die Achsen der Zugglieder, die paarweise angeordnet sind, verlaufen vorzugsweise schräg zur Kippebene des Gefäßes.

Schließlich ist in der deutschen Auslegeschrift

19 30 791 eine Befestigung für .vsrmgängige Gefäße beschrieben, welche zentrisch mit Abstand zum

Tragring mittels biegefähiger Zugelemente, die in zwei

aufeinander senkrecht stehenden Projektionsebenen verlaufen, verspannt sind. Die am Gefäß angeschlosse nen Zugelemente verlaufen dabei schräg zur Kippachse und schräg zur Gefäßlängsachse vom Gefäß zum Tragring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung für kippbare metallurgische Gefäße zu so schaffen, welche auch Großkonverter geeignet und spielfrei sowie statisch bestimmt ist. Die Verbindung soll darüber hinaus so beschaffen sein, daß die Kühlwirkung des natürlichen Luftstromes zwischen der Gefäßaußenwand und dem zugehörigen Tragkörper voll ausgenutzt wird.

Die Verbindung soll weiterhin bei Verwendung einer möglichst geringen Anzahl von Verbindungseinheiten zwischen dem Gefäß und dem Tragkörper den Tragkörper möglichst wenig belasten und in der Lage sein, die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Teilen zu kompensieren. Trotz der Berücksichtigung der Wärmebewegungen zwischen dem Gefäß und dem Tragkörper soll der Nachteil zu großer Elastizität der μ Zugelemente bekannter Konverterbefestigungen vermieden werden.

Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß nur im Bereich der durch die Achse

der Kippzapfen und der Gefäßachse festgelegten Ebenen zwei Gruppen von Verbindungseinheiten aus je mehreren auf beide Seiten des Gefäßes verteilten Einzelverbindungsstellen zwischen dem Gefäß und dem Tragkörper vorgesehen sind, wobei die eine Gruppe von Verbindungseinheiten — deren Einzelverbindungsstellen das Gefäß über Gelenkpunkte mit dem Tragkörper verbinden — nur die Lastkomponente des Gefäßes in Richtung der Gefäßachse überträgt, während die zweite Gruppe von Verbindungseinheiten über Anlageflächen neben der zur Gefäßachse senkrechten Lastkomponente das vom Gefäß ausgeübte Kippmoment überträgt

je nach Kipplage des Gefäßes wird die eine oder die andere der beiden vorgesehenen Gruppen zur Lastübertragung vom Gefäß auf den Tragkörper herangezogen. Die mit Gelenkpunkten versehenen Verbindungseinheiten sind dabei vorwiegend in der Blasstellung, d.h. in der eigentlichen Betriebsstellung des Gefäßes wirksam; sie verlieren bei zunehmender Neigung des Gefäßes um seine Kippachse immer mehr ihre Wirksamkeit, um bei Korizontailage des Gefäßes schließlich nahezu unbelastet zu sein.

Bei einer bevorzugten Ausführung des Erfmdungsgegenstandes sind die Bauelemente der ersten Gruppe — die aus zwei sich bezüglich des Gefäßes gegenüberliegenden Verbindungseinheiten besteht — über einen Drehpunkt bzw. über zwei Drehpunkte aneinander befestigt

Vorzugsweise besteht die eine Verbindungseinheit aus einem am Tragkörper befestigten Nocken, welcher zwischen zwei am Gefäß befestigten Kragarmen angeordnet ist; die andere Verbindungseinheit der ersten Gruppe besteht aus einem am Gefäß und zwei am Tragkörper befestigten Nocken, welche unter Zwischenschaltung einer Pendelstütze miteinander verbunden sind.

In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes bilden die Bauelemente der zweiten Gruppe drei Kraftübertragungsstellen, welche aus jeweils zwei Pratzen bestehen, auf denen sich seitlich, d. h. senkrecht zu der durch die Kippzapfen- und Gefäßachse festgelegten Ebene, je ein Nocken abstützt Die Pratzen sind dabei vorzugsweise am Gefäß befestigt, während die Nocken Bestandteil des Tragkörpers sind.

Zwei der Kraftübertragungsstellen — die oberhalb und unterhalb der Ebene des Tragkörpers liegen — und die Pendelstützen-Verbindung sind dabei vorzugsweise auf verschiedenen Seiten des Gefäßes angeordnet

Die zweite Gruppe der Verbindungseinheiten nimmt die vom Gefäß ausgeübten Kippmomente überhaupt sowie mit zunehmender Gefäßneigung in wachsendem Ausmaß auch die vom Gefäß herrührenden Lasten auf; bei Horizontallage der Gefäßachse ist das Maximum dieses Lastenanteils erreicht

Bei senkrechter Gefäßstellung hat die zweite Gruppe der Verbindungseinheiten lediglich stabilisierende Wirkung; sie tritt nur während der Beschleunigungsphase der Kippbewegung zur Überleitung der Beschleunigungsmomente in Erscheinung.

Die bei der Blasstellung eindeutige Zweipunktverbindung des Gefäßes geht bei steigender Gefäßneigung in eine Mehrpunktverbindung über, welche immer eindeutig statisch bestimmte Einzelkräfte aufweist.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des to Erfindungsgegetistandes besteht die zweite Gruppe der Verbindungseinheiten aus vorgespannten seil- oder bandartigen Halteeleisienten, welche das Gefäß halbseitig zumindest auf der der ersten Gruppe gegenüberliegenden Seite des Tragkörpers umschlingen und deren Enden über einstellbare Gewindebolzen an Fühcungsbuchsen des Tragkörpers befestigt sind.

Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele eingehend erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Ansicht eines Konverters mit Blickrichtung auf die Seitenflächen der Kippzapfen des zugehörigen Tragringes,

F i g. 2 die Ansicht des Konverters mit Blickrichtung auf den linksseitigen Kippzapfen,

F i g. 3 eine Draufsicht des Konverters nach F i g. 2,

F i g. 4 eine Ansicht des Konverters mit Blickrichtung auf den rechtsseitigen Kippzapfen (ohne Antriebszahnrad),

Fig.5 eine Ansicht des Konverters und des Tragringes entsprechend F i g. 2 (ohne Verbindungseinheiten) unter einem Kippwinkel von etwa 30°,

F i g. 6 eine Draufsicht des Konverters mit oberhalb des Tragringes angeordneten r,:-'A- oder bandartigen Halteelementen und

F i g. 7 als Einzelheit eine Einrichtung zur Führung der Halteelemente.

Das Konvertergefäß 1 ist über zwei Gruppen von Verbindungseinheiten mit dem als Tragring ausgebildeten Tragkörper 2 verbunden, der über Kippzapfen 3 in Lagern 4 gehalten und gemeinsam mit dem Konvertergefäß 1 mittels eines Zahnrades 5 kippbar ist

Die erste Gruppe der Verbinducgseinheiten, welche bei lotrechter Stellung des Konvertergefäßes 1 allein wirksam ist besteht aus einer mittels eines Bolzens 6 hergestellten gelenkigen Verbindung zwischen dem Gefäß 1 und dem Tragring 2. Der Bolzen ist einerseits in einem am Tragring befestigten Nocken 7 und andererseits in zwei seitlich des Nockens 7 angeordneten Kragarmen 8 des Gefäßes spielfrei gelagert

Die erste Gruppe der Verbindungseinheiten besieht weiterhin aus einer auf der gegenüberliegei-den Seite des Gefäßes angeordneten Pendelstützen-Verbindung. Die Pendelstütze 9 ist dabei über einen Bolzen 10 mit Einern gabelförmigen Nocken 11 des Tragringes 2 spielfrei gelenkig verbunden. Das gegenüber dem Tragring bewegliche Ende der Pendelstütze 9 steht über einen Bolzen 12 mit zwei am Gefäß 1 befestigten Nocken 13 in Verbindung.

Die gelenkige Befestigung des Gefäßes 1 am Tragring 2 ermöglicht ein freies Ausdehnen des hoch erhitzten Gefäßes gegenüber dem weniger hoch erhitzten Tragring. Die Lagerung der Bolzen 6, 10 und 12 im Nocken 7 bzw. in der Pendelstütze 9 erfolgt über kugelbewegliche, handelsübliche Gelenklager, die nicht besonders dargestellt sind. Durch diese wird die Entstehung von Klemmungen und die Einwirkung zusätzlicher Momente auf die Befestigungsstellen und damit das Auftreten von Verformungen sowohl am Gefäß als auch am Tragring vermieden.

Die zweite Gruppe der Verbindungseinheiten, welcher die Aufgabe zufällt, das jeweilige Kippmoment des Gefäßes sowie einen Anteil der Gefäßlast auf den Tragring überzuleiten, besteht jeweils aus zwei am Gefäß befestigten Pratzen, die an den zugehörigen Nocken des Tragringes seitlich anliegen und spielfrei gleiten. Auf der der Antriebsseite gegenüberliegenden Seite des Gefäßes 1 sind unterhalb des Tragringes 2 Pratzen 14,15 unci oberhalb des Tragringes Pratzen 16, 17 angeordnet, in deren Zwischenraum am Tragring befestigte Nocken 7 bzw. 18 eingreifen.-

Auf der Antriebsseite sind unterhalb des Tragringes Pratzen 19, 20 am Gefäß befestigt, zwischen denen der Nocken 11 angeordnet ist.

In Fig. 5 sind die vom Gefäß 1 auf den Tragring 2 ausgeübten Kräfte und Momente bei einem Kippwinkel λ von etwa 30" zwischen der Kippachse 21 und der Gefäßachse 22 dargestellt.

Dabei ist Q die im Abstand a außermittig von der Kippachse 21 angreifende Gefäßlast und Q' die in der Kippachse angreifende Gefäßlast.

Die Kraft Q' muß durch die Verbindungseinheiten vom Gefäß 1 auf den Tragring 2 übertragen werden, und zwar so. daß die Komponente L-Q- cos λ gleichmäßig aufgeteilt wird. Die Übertragung erfolgt auf der einen Seite des Gefäßes über die Kragarme 8. den Bolzen 6 und den Nocken 7, auf der anderen Seite über die Nocken 13. den Bolzen 12. die Pendelstütze 9. den Bolzen 10 und den Nocken 11 vom Gefäß 1 auf den Tragring 2.

gekippter Lage gedacht — ist die Kontakistelle zwischen den Pratzen 16, 17 mit den Nocken 18 mit A und jene zwischen den Pratzen 14,15 mit dem Nocken 7 mit B bezeichnet. Die Kontaktstelle zwischen den Pratzen 19, 20 mit dem Nocken Il ist mit Cbezeichnet.

Die Komponente N= Q' ■ sin α wird — gleichmäßig aufgeteilt — über die Kontaktstellen A und C vom Gefäß 1 auf den Tragring 2 übertragen. Die Verbindungslinie 23 zwischen A und C berührt dabei den Angriffspunkt der Kraft Q'.

Das Kippmoment Q ■ a wird an den Kontaktstellen A und B vom Gefäß 1 auf den Tragring 2 übertragen.

Die Anordnung der Lagerung des Bolzens 6 und der Pendelstütze 9 wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß durch unterschiedliche Wärmeausdehnung hervorgerufene Verformungen des Gefäßes gegenüber dem Tragring so ausgeglichen werden, daß eine möglichst geringe Lageveränderung der genannten Bauelemente gewährleistet ist.

Durch die Wahl entsprechender Passungen für die Bolzen 6, 10 und 12 und die zugehörigen Aufnahmebohrungen kann — unabhängig von unterschiedlichen Wärmedehnungen — ein hohes Maß an Spielfreiheit erreicht werden.

Fig. 6 stellt eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dar, durch welche das in Folge unterschiedlicher Wärmedehnung an den Kontaktstellen/4, öund Cauftretende Spiel vermieden wird.

Die zweite Gruppe von Verbindungseinheiten besteht dabei aus Seilen 24 und 25, welche mit einer Weicheisen-Seele versehen sind und an deren jeweiligem Ende ein Gewindebolzen 26, 27 bzw. 28, 29 befestigt ist.

Die Seile — die ober- und unterhalb des Tragringes 2 angeordnet sind — umspannen halbkreisförmig das

ίο Konvertergefäß 1, wobei die Gewindebolzen in entsprechenden Bohrungen der am Tragring befestigten Führungsbuchsen 30 geführt sind. Die Vorspannung der Seile kann mittels an den Führungsbuchsen anliegender Muttern 31 eingestellt werden.

ι i Die Seile können vorzugsweise auch einen Flachquerschnitt aufweisen. In F i g. 7 ist schematisch eine Einrichtung dargestellt, durch welche das seitliche Abgleiten der Seile von der Gefäßwand verhindert werden soll. Die Einrichtung besteht aus muldenförmin:»»»_n 71 „n/l 1*i ».al^U«. nn Aar ,^Λ, Iiß? H'.VS "d jJüS Gefäßes 1 angeschweißt sind. Der nach außen gerichtete Abschnitt der Rinnen entspricht dabei in etwa dem Querschnitt der in diese eingelegten Seile 24 und 25.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die thermisch hoch beanspruchten Zonen des Gefäßes (Übergang vom zylindrischen Manteiteil in den Konverterhut) weitgehend nicht als Anschlußstellen für Verbindungselemente benutzt werden. Durch Verwendung kugelbeweglicher Gelenklager oder seilartiger Verbindungen wird eine eindeutige Kraftübertragung ohne Klemmung zwischen den miteinander in Verbindung stehenden Teilen erzielt. Die Notwendigkeit einer Bearbeitung der Großbauteile des Gefäßes sowie des Tragringes entfällt.

Ein weiterer Vorteil der seilartigen Verbindung des Konverters mit dem zugehörigen Tragkörper besteht darin, daß die genannten Halteelemente eine Reifenwirkung haben und somit geringere Gefäßwandstärken gewählt werden können. Gleichzeitig wird durch diese Anordnung der Ein- und Ausbau des Gefäßes aus dem Tragkörper erleichtert.

Zusätzlich ermöglicht die seilartige Verbindung auch während des Betriebes des Konverters ein Nachstellen der Vorspannung.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Verbindung eines kippbaren metallurgischen Gefäßes, insbesondere Konverter, mit einem mit Abstand vom Gefäß angeordneten Tragkörper, welcher mittels Kippzapfen in einer Stützeinrichtung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur im Bereich der durch die Achse der Kippzapfen (3) und der Gefäßachse (22) festgelegten Ebene zwei Gruppen von Verbindungseinheiten aus je mehreren auf beiden Seiten des Gefäßes (1) verteilten Einzelverbindungsstellen zwischen dem Gefäß (1) und dem Tragkörper (2) vorgesehen sind, wobei die eine Gruppe von Verbindungseinheiten — deren Einzelverbindungsstellen das Gefäß über Gelenkpunkte (6, 1O₁ 12) mit dem Tragkörper (2) verbinden — nur die Lastkomponente des Gefäßes (1) in Richtung der Gefäßachse (22) überträgt, während die zweite Gruppe von Verbindungseinheiten über Anlageflächen neben der zur Gefäßachse (22) senkrechten Lastkomponente das vom Gefäß (1) ausgeübte Kippmoment überträgt.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente der ersten Gruppe — die aus zwei sich bezüglich des Gefäßes (1) gegenüberliegenden Verbindungseinheiten besteht — über einen Drehpunkt (6) bzw. über zwei Drehpunkte (10,12) aneinander befestigt sind.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Verbindungseinheit aus einem am Tragkörper (2) befestigten Nocken (7) besteht, welcher Aschen zwei am Gefäß befestigten Kragarmen (8) angeordnet ist, und die andere Verbindungseinheit aus einem am Gefäß (1) und zwei am Tragkörper (2) befestigten Nocken (13 bzw. 11) besteht, welche unter Zwischenschaltung einer Pendelstütze (9) miteinander verbunden sind.

4. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente der zweiten Gruppe drei Kraftübertragungsstellen (A, B und C) bilden, welche aus jeweils zwei Pratzen (16, 17; 14, 15; 19, 20) bestehen, auf denen sich seitlich, d. h. senkrecht zu der durch die Kippzapfen- end Gefäßachse festgelegten Ebene, je ein Nocken (18 bzw. 7 bzw. 11) abstützt.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Kraftübertragungsstellen (A, B) — die oberhalb und unterhalb der Ebene des Tragkörpers (2) liegen — und die Pendelstützen-Verbindung auf verschiedenen Seiten des Gefäßes (1) angeordnet sind.

6. Verbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gruppe aus vorgespannten seil- oder bandartigen Halteelementen (24,25) besteht, welche das Gefäß (1) halbseitig (zumindest auf der der ersten Gruppe gegenüberliegenden Seite des Tragkörpers (2)) umschlingen und deren Enden über einstellbare Gewindebolzen (26, 27, 28, 29) an Führungsbuchsen (30) des Tragkörpers (2) befestigt sind.