EP1920076B1 - Kippbares metallurgisches gefäss - Google Patents
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- EP1920076B1 EP1920076B1 EP06791745A EP06791745A EP1920076B1 EP 1920076 B1 EP1920076 B1 EP 1920076B1 EP 06791745 A EP06791745 A EP 06791745A EP 06791745 A EP06791745 A EP 06791745A EP 1920076 B1 EP1920076 B1 EP 1920076B1
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- clamping
- metallurgical vessel
- support ring
- anchor
- clamping device
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/4633—Supporting means
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- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/50—Tilting mechanisms for converters
Definitions
- the invention relates to a tiltable metallurgical vessel with a metallurgical vessel at a distance at least partially surrounding the support ring, wherein the metallurgical vessel mounted support bracket rest on the support ring and the metallurgical vessel is releasably fixed to the support ring with a plurality of actuatable pressure medium cylinder clamping devices, each clamping device with an am metallurgical vessel fastened locking console cooperates and the tensioning device is designed to be movable from a release position releasing the locking console into a clamping position spanning the locking console and with the support ring and vice versa.
- the invention relates to a tensioning device for supporting and securing a tiltable converter on a support ring at least partially surrounding it at a distance.
- Metallurgical vessels of this type as they are used primarily in steel mills for the production and processing of molten steel, are exchangeable vessels that need to be replaced at intervals to renew their refractory lining or make any other repairs to them.
- Tiltable metallurgical vessels such as converters
- this vessel is therefore usually arranged in a support ring which is designed either as a closed annular or open horseshoe-shaped welded construction.
- the support ring is pivotable about a horizontal axis and has trunnions which are mounted in a support frame.
- the metallurgical vessel can be arranged in this support ring either hanging or resting on it or supported on it.
- the present invention aims at avoiding these disadvantages and difficulties and has as its object to propose a tiltable metallurgical vessel in a further embodiment, in which the production of a secure connection and the opening of this secure connection between a metallurgical vessel and a support ring with a minimum number of components in a largely protected from heat and slag ejection environment can be performed.
- the clamping device comprises at least one housing, a clamping armature, a pivot lever and an acting on the pivot lever pressure cylinder, that the clamping armature is pivotally guided in a slotted guide in the housing and hinged pivotably on the pivot lever and that the pivot lever in the housing pivot is supported.
- the clamping anchor has a clamping anchor shaft and a clamping head with a support surface
- the locking console has an insertion slot for receiving the clamping anchor shaft and a mating support surface for supporting the clamping head, that in the clamping position, the support surface of the clamping head is pressed against the mating support surface of the locking console and in the release position, the clamping head is positioned outside of the insertion slot and allows a lift-off movement of the metallurgical vessel from the support ring.
- the clamping device forms or includes a toggle mechanism, which triggers a self-locking in the clamping position in a breakdown point and its Displacement is limited by a stop, which is preferably formed by the groove end of the slotted guide, the advantage achieved in itself already known clamping devices is realized equally in the simple design according to the invention in the same way. However, it is also possible to provide a stop limiting the displacement at a different location in the housing of the clamping device or in another way to achieve the same effect.
- the tensioning device is designed for a high clamping force ensuring the secure maintenance of the tension, taking into account forces and moments which occur in particular during tilting of the metallurgical vessel during charging and discharging.
- the breakdown point of the toggle mechanism can be traversed, it is necessary that the tensioning device is associated with an expansion element, with the otherwise occurring during the passage of the breakdown point tensile stresses are limited in height.
- the expansion element is integrated in the clamping anchor.
- the expansion element comprises a spring assembly formed by a plurality of disc springs.
- the tensioning device is based on a special kinematics. This is determined by arranging a special slotted guide in the housing of the clamping device so that the clamping head of the clamping armature during the transition from the clamping position to the release position in a first phase of movement of the mating support surface on the locking console contrasting, thus predominantly in a direction normal to the counter support surface on the Locking console is moved and that the clamping head of the clamping armature is moved in a further movement phase with a predominantly pivotal movement of the region of the insertion slot of the locking console. Due to the special first movement phase, which includes the lifting of the clamping head of the counter-support surface on the locking console, an action of horizontal forces on the clamping device due to a frictional horizontal movement of the clamping head is avoided.
- the slide guide in the housing of the clamping device is formed by an arcuate in its longitudinal extension groove into which a guide pin of the clamping armature engages and is guided in its sliding.
- the clamping device Due to the arrangement of all components of the clamping device in a common housing, which is not an integrated part of the support ring, the clamping device forms a preassembled module that can be easily mounted on corresponding wall elements of the support ring. This in turn results in advantages for the maintenance personnel and the plant availability, since each clamping device can be replaced in case of necessary maintenance work within a very short time.
- pneumatic cylinders are used to actuate the tensioning device.
- Damage to the clamping device and in particular of the pressure cylinder by slag and Stahlausgianfe, especially during the Blasphase in a steel-producing converter, or by Wandlerermund crashing slag and Metallbrate can be avoided by the locking console is surrounded by an open toward the support ring housing and this enclosure is attached to the metallurgical vessel.
- the pressure cylinder and the moving parts of the clamping device are housed protected in the housing of the clamping device and optionally shielded by components of the support ring.
- FIG. 1 the basic structure of a converter plant in a steelworks is shown schematically in an elevation.
- the converter 1 consisting of a steel casing and an inner, not shown refractory lining, is supported in a support ring 2 with a short distance to the converter.
- the support ring 2 which is usually designed as a horseshoe-shaped frame construction, is rotatably supported by two support pins 3a, 3b in a support frame 4 and equipped with a tilt drive, not shown here, whereby the adjustment of a vertical or an inclined operating position of the converter for charging feedstocks, blasting of the crude steel or parting of the liquid steel is made possible.
- brackets 5a, 5b are welded, with which the converter rests on the support ring 2 in not shown pads.
- tensioning devices 6a, 6b which are formed in the prior art of screw or a fluid-actuated linkage, the brackets 5a, 5b and thus the converter 1 are fixed in its predetermined position to the support ring 2 and this position even in the tilted operating position held by the converter.
- the tensioning device 6 is in FIG. 2 represented in a possible embodiment as a preassembled module in the installed position to a welded to the converter, not shown locking console 7.
- the clamping device 6 comprises a housing 8, which consists of several steel plates and which forms a frame for receiving the individual components of the clamping device 6 as a welded construction.
- One or more support plates 8a, 8b of the housing with a machined mounting surface allow rapid assembly of the entire clamping device at the designated positions of the support ring 2 (FIG. Fig. 3a, 3b ).
- support plates 8c At two of the support plate 8a normally towering and parallel to each other positioned support plates 8c slide guides 10 are provided which are opposite to each other and in which a clamping anchor 9 is slidably guided.
- Pivot levers 12 are pivotally mounted at one end in a support bearing 13 in the support plates 8c.
- a trained as a pneumatic cylinder pressure cylinder 14 is tiltably supported in bearing housings 15, which are also attached to the support plates 8c.
- the pressure cylinder 14 engages with its piston rod 14a at the other end of the pivot lever 12 on the pivot joint 16.
- Preferably, in the center of the pivot lever 12 of the clamping anchor 9 is pivotally supported in a pivot joint 17.
- the movement of the clamping armature 9 is thus clearly defined by the pivotal movement of the pivot lever 12 in the support bearing 13 and by the course of the slide guide 10.
- the clamping anchor 9 comprises a clamping anchor shaft 18 and at its end a clamping head 19, which has a larger diameter than the clamping anchor shaft 18 Such a way results in a circular ring surface, which has a support surface 20 at the in FIG. 2 invisible underside of the clamping head 19 forms.
- With the clamping anchor shaft 18 of the clamping anchor 9 projects through the locking console 7, which has a U-shaped insertion slot 21 in the passage region of the clamping anchor shaft 18.
- a counter-support surface 22 is formed, wherein the support surface 20 and the counter-support surface 22 come to coincide in the clamping position.
- the clamping anchor 9 is equipped with an expansion element 26, which in FIG. 5 is shown in a longitudinal section.
- the Spannankerschaft 18 consists of two parts, a clamping head 19 carrying upper clamping anchor shaft 18a and a mounted in the pivot joint 17 lower clamping armature shaft 18b.
- the upper clamping anchor shaft 18a is fixed in position in a housing 27a of a two-part housing 27a, 27b of the expansion element.
- the lower clamping anchor shaft 18b passes through the bottom of the housing 27b and carries a thrust washer 28.
- a cup spring assembly 29 between the bottom of the housing 27b and the pressure plate 28 is inserted.
- the two parts of the two-part housing are bolted together.
- This expansion element allows when passing through a breakdown point of the kinematic system of the clamping device shortly before reaching the clamping position and in the very first phase of the release process, an extension of the clamping anchor shaft 18, whereby the Driving through the breakdown point is made possible only by the applied by the pressure cylinder cylinder locking or release force is limited.
- the slotted guide 10 is associated with the opposing support plates 8c of the housing 8 of the clamping device. It consists essentially of curved guide grooves 30 in which the guide pin 11 slidably engages.
- the guide pin 11 is connected to the clamping anchor 9 and oriented normal to the longitudinal axis of the clamping anchor and parallel to the pivot axis of the Schenk joint 17. In the clamping position, the guide pin 11 is in an end position in the guide groove 30, as in FIG. 6 shown.
- the wall of the guide groove forms at this point a clamping movement of the clamping device limiting stop 31.
- the groove width is increased in this area to provide clearance for the guide pin, if the support ring slightly twisted due to the thermal influences.
- the arc shape of the guide groove is chosen so that an optimal lifting and clamping movement of the clamping armature is given.
- FIGS. 3a and 3b the support ring 2 is shown with the necessary for the inclusion of a converter centering 24 and three clamping devices 6 in an oblique view. From converter vessel itself, only the locking brackets 7 are indicated because of the clarity of the illustration.
- the figure representations show three centering devices 24, which offset from each other by 90 ° to each other offset from the support plate of the support ring and where the aufogade converter is centered in its position.
- the three clamping devices 6, which are arranged distributed on horseshoe-shaped support ring each includes a clamping device on the front side at the ends of the support ring and a further clamping device is positioned centrally on the outer surface of the support ring.
- the clamping devices are designed as a preassembled module and mounted as such on the support ring.
- the pressure medium cylinders 14 are arranged in a particularly protected area on the underside of the support ring.
- FIG. 3a shows the clamping device in the clamping position A
- FIG. 3b shows the tensioning device in the release position B.
- FIG. 4 On the basis of in FIG. 4 in a sequence of images schematically illustrated two operating positions and an intermediate position of the clamping device is described in detail below the clamping and releasing operation of the converter on the support ring in detail:
- the upper picture shows the clamping device 6 and the locking console 7 in the clamping position.
- the guide pin 11 of the clamping armature 9 is located in the lower end position of the sliding guide 10 and the pressure medium cylinder 14 is located in the end position provided for the clamping position.
- the force applied by the disc spring assembly of the expansion element resistance force must be overcome.
- the lifting movement of the clamping armature and in particular of the clamping head of the opposite support surface of the locking console is substantially determined by the slotted guide.
- the guide pin 11 of the clamping armature 9 moves into the upper end of the slide guide 10 and the pressure medium cylinder 14 reaches the end position corresponding to the release position of the clamping armature.
- the clamping head is entirely outside the insertion slot 21 of the locking console 7, as in the lower picture of the image sequence of FIG. 4 shown.
- the converter can be lifted off the support ring or inserted into the support ring. The clamping of the converter used is carried out with reversed sequence of the described release process.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein kippbares metallurgisches Gefäß mit einem das metallurgische Gefäß im Abstand zumindest teilweise umgebenden Tragring, wobei am metallurgischen Gefäß befestigte Stützkonsole am Tragring aufliegen und das metallurgische Gefäß am Tragring mit mehreren durch Druckmittelzylinder betätigbare Spannvorrichtungen lösbar fixiert ist, wobei jede Spannvorrichtung mit einer am metallurgischen Gefäß befestigten Verriegelungskonsole zusammenwirkt und die Spannvorrichtung von einer die Verriegelungskonsole freigebende Freigabeposition in eine die Verriegelungskonsole und mit dem Tragring verspannende Klemmposition und umgekehrt bewegbar ausgebildet ist.
- Im speziellen betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung zum Abstützen und Befestigen eines kippbaren Konverters auf einem ihn im Abstand zumindest teilweise umgebenden Tragring.
- Metallurgische Gefäße dieser Art, wie sie vorwiegend in Stahlwerken zur Herstellung und Veredelung von Stahlschmelzen eingesetzt werden, sind Wechselgefäße, die in Zeitabständen ausgetauscht werden müssen, um deren feuerfeste Auskleidung zu erneuern oder sonstige Reparaturen an ihnen vornehmen zu können.
- Kippbare metallurgische Gefäße, wie Konverter, sind durch die in ihnen behandelte metallische Schmelze hohen thermischen Belastungen ausgesetzt und geben große Wärmemengen durch Strahlung an die Umgebung ab. Um die thermische Belastung des Traggerüstes des metallurgischen Gefäßes gering zu halten, ist dieses Gefäß daher üblicherweise in einem Tragring angeordnet, der entweder als geschlossene ringförmige oder offene hufeisenförmige Schweißkonstruktion ausgestaltet ist. Der Tragring ist um eine horizontale Achse schwenkbar und weist Tragzapfen auf, die in einem Traggerüst gelagert sind. Das metallurgische Gefäß kann in diesem Tragring entweder hängend oder auf ihm aufliegend oder auf ihm abgestützt angeordnet sein. Derartige mögliche Ausführungsvarianten sind in der
EP-B 0 029 878 B1 - Um die Unfallgefahr für das Instandhaltungspersonal zu minimieren und die Montagearbeit einfacher zu gestalten wurden die Befestigungssysteme verbessert. Beispielsweise ist aus der
DE 102 51 964 A1 eine Schnellwechselbefestigung für ein metallurgisches Behandlungsgefäß auf einem Tragring bekannt, bei dem einander gegenüber liegende Gefäßkonsolen und Tragringkonsolen mittels eines Klappverschlusses zueinander in einer gesicherten Schließstellung verspannbar und in einer entgegen gesetzten Betätigungsrichtung leicht lösbar sind (Lösestellung). Zum Verspannen und Lösen dieser Klappverschlüsse wird ein manuell anzubringendes hydraulisches Handhabungsgerät vorgeschlagen, wodurch jedoch das grundsätzliche Problem eines gefährlichen Einsatzes für das Instandhaltungspersonal nicht wirklich gelöst ist. - Aus der
DE 25 11 610 A1 und derEP 1 533 389 A1 sind bereits Ausführungsformen von Spannvorrichtungen bekannt, die den unmittelbaren Einsatz des Instandhaltungspersonals zum Lösen der Spannelemente am Tragring in großer Höhe über dem Hüttenflur dadurch vermeiden, dass der Klemm- und Lösevorgang durch Hydraulikelemente erfolgt. In der Ausführungsform nach Figur 9 derDE 25 11 610 A1 und in der Ausführungsform nach den Figuren 4a und 4b derEP 1 533 389 A1 umfasst die Spannvorrichtung jeweils ein Hakenpaar mit dem eine Konsole am Konverter zangenartig hintergriffen wird und damit in Richtung zum Tragring wirkende Druckkräfte aufgebracht werden, die den Konverter in seiner Position am Tragring fixieren. Die Anordnung des Gestänges nach Art eines Kniehebelmechanismus gewährleistet eine selbsthemmende Klemmstellung der Spannvorrichtung. Die weiteren in derDE 25 11 610 A1 dargestellten Ausführungsformen von Spannvorrichtungen sind in ihrem konstruktiven Aufbau wesentlich aufwändiger und erfordern eine nacheinander erfolgende Betätigung von Druckmittelzylindern, wobei in einem ersten Schritt des Klemmvorganges ein Lagerbüchsen-Verriegelungsstück in eine Klemmposition verschwenkt wird und in einem zweiten Schritt dieses Lagerbüchsen-Verriegelungsstück mit einem übergreifenden Zuganker fixiert wird. Diese letztzitierte Ausführungsform ist für den spezifischen Einsatzort jedoch nicht geeignet. - Die vorliegenden Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein kippbares metallurgisches Gefäß in einer weiteren Ausführungsform vorzuschlagen, bei dem die Herstellung einer gesicherten Verbindung und das Öffnen dieser gesicherten Verbindung zwischen einem metallurgischen Gefäß und einem Tragring mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen in einem vor Hitzeeinwirkung und Schlackenauswurf weitgehend geschützten Umfeld durchgeführt werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spannvorrichtung mindestens ein Gehäuse, einen Spannanker, einen Schwenkhebel und einen am Schwenkhebel angreifenden Druckmittelzylinder umfasst, dass der Spannanker in einer Kulissenführung im Gehäuse schwenkbeweglich geführt und am Schwenkhebel schwenkbar angelenkt ist und dass der Schwenkhebel im Gehäuse schwenkbar abgestützt ist.
- Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, dass der Spannanker einen Spannankerschaft und einen Spannkopf mit einer Stützfläche aufweist, dass die Verriegelungskonsole einen Einführschlitz für die Aufnahme des Spannankerschaftes und eine Gegenstützfläche zur Abstützung des Spannkopfes aufweist, dass in der Spannposition die Stützfläche des Spannkopfes gegen die Gegenstützfläche der Verriegelungskonsole gepresst ist und in der Freigabeposition der Spannkopf außerhalb des Einführschlitzes positioniert ist und eine Abhebebewegung des metallurgischen Gefäßes vom Tragring zulässt. Mit dieser besonderen Gestaltung des Spannankers und der Verriegelungskonsole wird unter Verwendung nur eines einzigen ein- und ausschwenkbaren Spannankers eine zentrische, normal auf die Verriegelungskonsole einwirkende Spannkraft aufgebracht, die parallel zur Konverterachse wirkt.
- Indem die Spanneinrichtung einen Kniehebelmechanismus bildet oder umfasst, der in der Klemmposition in einem Durchschlagpunkt eine Selbsthemmung auslöst und dessen Verschiebeweg durch einen Anschlag begrenzt ist, der vorzugsweise von dem Nutende der Kulissenführung gebildet ist, wird der an sich bereits bei bekannten Spanneinrichtungen erreichte Vorteil auch bei der im Aufbau einfachen erfindungsgemäßen Lösung gleichermaßen realisiert. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, einen den Verschiebeweg begrenzenden Anschlag an einer anderen Stelle im Gehäuse der Spannvorrichtung oder in anderer Weise vorzusehen, um denselben Effekt zu erreichen.
- Die Spannvorrichtung ist für eine hohe, die gesicherte Aufrechterhaltung der Verspannung gewährleistende Spannkraft ausgelegt, mit der Kräfte und Momente berücksichtigt werden, die speziell beim Kippen des metallurgischen Gefäßes während der Beschickung und der Entleerung auftreten. Damit der Durchschlagpunkt des Kniehebelmechanismus durchfahren werden kann, ist es notwendig, dass der Spannvorrichtung ein Dehnungselement zugeordnet ist, mit dem während des Durchfahrens des Durchschlagpunktes ansonsten auftretenden Zugspannungen in ihrer Höhe begrenzt werden. Zweckmäßig ist das Dehnungselement in den Spannanker integriert. Vorzugsweise umfasst das Dehnungselement ein Federpaket, gebildet von mehreren Tellerfedern.
- Der Spannvorrichtung ist eine besondere Kinematik zugrunde gelegt. Diese ist durch Anordnung einer speziellen Kulissenführung im Gehäuse der Spannvorrichtung so festgelegt, dass der Spannkopf des Spannankers während der Überleitung von der Klemmposition in die Freigabeposition in einer ersten Bewegungsphase von der Gegenstützfläche an der Verriegelungskonsole abhebend, somit überwiegend in einer Richtung normal zur Gegenstützfläche an der Verriegelungskonsole bewegt ist und dass der Spannkopf des Spannankers in einer weiteren Bewegungsphase mit einer überwiegend Schwenkbewegung aus dem Bereich des Einführschlitzes der Verriegelungskonsole bewegt ist. Durch die spezielle erste Bewegungsphase, die das Abheben des Spannkopfes von der Gegenstützfläche an der Verriegelungskonsole umfasst, wird ein Einwirken von Horizontalkräften auf die Spannvorrichtung infolge einer reibungsbehafteten Horizontalbewegung des Spannkopfes vermieden.
- Die Kulissenführung im Gehäuse der Spannvorrichtung ist von einer in ihrer Längserstreckung bogenförmigen Nut gebildet, in die ein Führungsbolzen des Spannankers eingreift und in ihr gleitend geführt ist.
- Durch die Anordnung aller Bauteile der Spannvorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse, welches nicht ein integrierter Teil des Tragringes ist, bildet die Spannvorrichtung eine vormontierte Baugruppe, die an entsprechenden Wandelementen des Tragringes leicht montiert werden kann. Daraus ergeben sich wiederum Vorteile für das Instandhaltungspersonal und die Anlageverfügbarkeit, da jede Spannvorrichtung bei fallweise notwendigen Instandhaltungsarbeiten innerhalb kürzester Zeit ausgetauscht werden kann.
- Bevorzugt werden zur Betätigung der Spannvorrichtung Pneumatikzylinder eingesetzt.
- Eine Beschädigung der Spannvorrichtung und insbesondere des Druckmittelzylinders durch Schlacke- und Stahlauswürfe, insbesondere während der Blasphase in einem stahlerzeugenden Konverter, oder durch vom Konvertermund abstürzende Schlacken- und Metallbären kann vermieden werden, indem die Verriegelungskonsole von einer in Richtung zum Tragring offenen Einhausung umgeben ist und diese Einhausung am metallurgischen Gefäß befestigt ist. Zusätzlich sind der Druckmittelzylinder und die bewegten Teile der Spannvorrichtung im Gehäuse der Spanneinrichtung geschützt untergebracht und gegebenenfalls noch durch Bauteile des Tragringes abgeschirmt.
- Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispieles, wobei auf beiliegende Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
- Fig. 1
- einen in einem Tragring abgestützten Konverter entsprechend dem Stand der Technik in einer schematischer Darstellung,
- Fig. 2
- die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in einer Zwischenposition zwischen der Klemmposition und der Freigabeposition in einem Schrägriss,
- Fig. 3a
- die Anordnung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen am Tragring bei nicht dargestelltem Konvertergefäß in der Spannposition,
- Fig. 3b
- die Anordnung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen am Tragring bei nicht dargestelltem Konvertergefäß in der Freigabeposition,
- Fig. 4
- die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in der Spannposition, in einer Zwischenposition und in der Freigabeposition,
- Fig. 5
- einen Längsschnitt durch den Spannanker mit einem Dehnungselement,
- Fig. 6
- Details der Kulissenführung.
- In
Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer Konverteranlage in einem Stahlwerk in einem Aufriss schematisch dargestellt. Der Konverter 1, bestehend aus einem Stahlmantel und einer innen anliegenden, nicht dargestellten feuerfesten Ausmauerung, ist in einem Tragring 2 mit geringem Abstand zum Konverter abgestützt. Dadurch wird die thermische Belastung des Tragringes durch das heiße Konvertergefäß gering gehalten. Der zumeist als hufeisenförmige Rahmenkonstruktion ausgebildete Tragring 2 ist über zwei Tragzapfen 3a, 3b in einem Traggerüst 4 drehbar abgestützt und mit einem hier nicht dargestellten Kippantrieb ausgestattet, wodurch die Einstellung einer vertikalen oder einer geneigten Betriebsposition des Konverters für das Chargieren von Einsatzstoffen, Blasen des Rohstahls oder Abstechen des Flüssigstahles ermöglicht wird. An der stählernen Außenhülle des Konverters sind mehrere Konsolen 5a, 5b angeschweißt, mit denen der Konverter auf dem Tragring 2 in nicht näher dargestellten Auflagen aufliegt. Durch entsprechende Spannvorrichtungen 6a, 6b, die nach dem Stand der Technik von Schraubverbindungen oder von einem druckmittelbetätigten Gestänge gebildet sind, werden die Konsolen 5a, 5b und damit der Konverter 1 in seiner vorbestimmten Lage zum Tragring 2 fixiert und diese Position auch in der gekippten Betriebsposition des Konverters gehalten. - Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung 6 ist in
Figur 2 in einer möglichen Ausführungsform als vormontierte Baugruppe in der Einbauposition zu einer am nicht dargestellten Konverter angeschweißten Verriegelungskonsole 7 dargestellt. Die Spannvorrichtung 6 umfasst ein Gehäuse 8, welches aus mehreren Stahlplatten besteht und welches als Schweißkonstruktion einen Rahmen für die Aufnahme der einzelnen Bauteile der Spannvorrichtung 6 bildet. Eine oder mehrere Tragplatten 8a, 8b des Gehäuses mit einer bearbeiteten Montagefläche ermöglichen eine schnelle Montage der gesamten Spannvorrichtung an den dafür vorgesehenen Positionen des Tragringes 2 (Fig. 3a, 3b ). An zwei von der Tragplatte 8a normal aufragende und parallel zueinander positionierten Stützplatten 8c sind Kulissenführungen 10 vorgesehen, die einander gegenüber liegen und in denen ein Spannanker 9 gleitend geführt ist. Hierbei greift jeweils ein Führungsbolzen 11 des Spannankers 9, von denen zwei einander gegenüberliegend vorgesehen sind, in die Nut einer Kulissenführung 10 ein. Schwenkhebel 12 sind mit ihrem einen Ende in einem Stützlager 13 in den Tragplatten 8c schwenkbar gelagert. Ein als Pneumatikzylinder ausgebildeter Druckmittelzylinder 14 ist in Lagergehäusen 15 kippbar abgestützt, welche ebenfalls an den Stützplatten 8c befestigt sind. Der Druckmittelzylinder 14 greift mit seiner Kolbenstange 14a am weiteren Ende des Schwenkhebels 12 am Schwenkgelenk 16 an. Vorzugsweise in der Mitte des Schwenkhebels 12 ist der Spannanker 9 in einem Schwenkgelenk 17 schwenkbar abgestützt. Die Bewegung des Spannankers 9 ist somit durch die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 12 im Stützlager 13 und durch den Verlauf der Kulissenführung 10 eindeutig festgelegt. Der Spannanker 9 umfasst einen Spannankerschaft 18 und an seinem Ende einen Spannkopf 19, der einen größeren Durchmesser aufweist als der Spannankerschaft 18. Solcherart ergibt sich eine Kreisringfläche, die eine Stützfläche 20 an der inFigur 2 nicht sichtbaren Unterseite des Spannkopfes 19 ausbildet. Mit dem Spannankerschaft 18 durchragt der Spannanker 9 die Verriegelungskonsole 7, die im Durchtrittsbereich des Spannankerschaftes 18 einen U-förmigen Einführschlitz 21 aufweist. Im Randbereich des U-förmigen Einführschlitzes 21 ist eine Gegenstützfläche 22 ausgebildet, wobei die Stützfläche 20 und die Gegenstützfläche 22 in der Klemmposition zur Deckung kommen. - Der Spannanker 9 ist mit einem Dehnungselement 26 ausgestattet, welches in
Figur 5 in einem Längsschnitt dargestellt ist. Der Spannankerschaft 18 besteht aus zwei Teilen, einen den Spannkopf 19 tragenden oberen Spannankerschaft 18a und einen im Schwenkgelenk 17 gelagerten unteren Spannankerschaft 18b. Der obere Spannankerschaft 18a ist in einem Gehäuse 27a eines zweiteiligen Gehäuses 27a, 27b des Dehnungselementes lagefixiert befestigt. Der untere Spannankerschaft 18b durchsetzt den Boden des Gehäuses 27b und trägt eine Druckscheibe 28. In eine ringförmige Ausnehmung des Gehäuses 27b ist ein Tellerfederpaket 29 zwischen dem Boden des Gehäuses 27b und der Druckscheibe 28 eingesetzt. Die beiden Teile des zweiteiligen Gehäuses sind miteinander verschraubt. Dieses Dehnungselement lässt beim Durchlaufen eines Durchschlagpunktes des kinematischen Systems der Spannvorrichtung kurz vor Erreichen des Klemmposition und in der allerersten Phase des Lösevorganges eine Verlängerung des Spannankerschaftes 18 zu, wodurch das Durchfahren des Durchschlagpunktes erst ermöglicht wird, indem die vom Druckmittelzylinder aufzubringende Verriegelung- bzw. Lösekraft begrenzt wird. - Die Kulissenführung 10 ist in die einander gegenüber liegenden Stützplatten 8c des Gehäuses 8 der Spannvorrichtung zugeordnet. Sie besteht im Wesentlichen aus gebogenen Führungsnuten 30, in denen der Führungsbolzen 11 gleitend eingreift. Der Führungsbolzen 11 ist mit dem Spannanker 9 verbunden und normal zur Längsachse des Spannankers und parallel zur Schwenkachse des Schenkgelenkes 17 orientiert. In der Spannposition befindet sich der Führungsbolzen 11 in einer Endposition in der Führungsnut 30, wie in
Figur 6 dargestellt. Die Wand der Führungsnut bildet in diesem Punkt einen die Klemmbewegung der Spannvorrichtung begrenzenden Anschlag 31. Die Nutbreite ist in diesem Bereich vergrößert, um einen Freiraum für den Führungsbolzen zu schaffen, falls sich der Tragring infolge der thermischen Einflüsse geringfügig verwindet. Die Bogenform der Führungsnut ist so gewählt, dass eine optimale Abhebe- und Klemmbewegung des Spannankers gegeben ist. - In den
Figuren 3a und3b ist der Tragring 2 mit den für die Aufnahme eines Konverters notwendigen Zentriereinrichtungen 24 und drei Spanneinrichtungen 6 in einem Schrägriss dargestellt. Von Konvertergefäß selbst sind wegen der Anschaulichkeit der Darstellung nur die Veriegelungskonsolen 7 angedeutet. Die Figurendarstellungen zeigen drei Zentriereinrichtungen 24, die im Wesentlichen um 90° zueinander versetzt von der Stützplatte des Tragringes aufragen und an denen der aufzusetzende Konverter in seiner Lage zentriert wird. Von den drei Spanneinrichtungen 6, die am hufeisenförmigen Tragring verteilt angeordnet sind, schließt jeweils eine Spanneinrichtung stirnseitig an den Enden des Tragringes an und eine weitere Spanneinrichtung ist mittig an der äußeren Mantelfläche des Tragringes positioniert. Die Spanneinrichtungen sind als vormontierte Baugruppe ausgebildet und als solche am Tragring montiert. Die Druckmittelzylinder 14 sind in einem besonders geschützten Bereich an der Unterseite des Tragringes angeordnet. Es ist allerdings auch möglich, die Spanneinrichtungen in ihrem strukturellen Aufbau in den Tragring zu integrieren.Figur 3a zeigt die Spannvorrichtung in der Klemmposition A undFigur 3b zeigt die Spannvorrichtung in der Freigabeposition B. - Anhand der in
Figur 4 in einer Bildfolge schematisch dargestellten zwei Betriebspositionen und einer Zwischenposition der Spannvorrichtung wird im Weiteren der Spann- und Lösevorgang des Konverters am Tragring im Detail beschrieben:
Das obere Bild zeigt die Spannvorrichtung 6 und die Verriegelungskonsole 7 in der Klemmposition. Der Führungsbolzen 11 des Spannankers 9 befindet sich in der unteren Endposition der Kulissenführung 10 und der Druckmittelzylinder 14 befindet sich in der für die Klemmposition vorgesehen Endposition. Diese Positionen sind so festgelegt, dass eine Selbsthemmung des kinematischen Systems vorliegt und erst nach dem Durchfahren eines Durchschlagpunktes bei entsprechender Druckbeaufschlagung des Druckmittelzylinders ein Lösen der Verspannung zwischen dem Konverter und dem Tragring möglich wird. Hierbei muss die vom Tellerfederpaket des Dehnungselementes aufgebrachte Widerstandskraft überwunden werden. Die Abhebebewegung des Spannankers und insbesondere des Spannkopfes von der Gegenstützfläche der Verriegelungskonsole wird durch die Kulissenführung wesentlich bestimmt. Bei der weiteren Beaufschlagung des Druckmittelzylinders kommt es in einer ersten Bewegungsphase des Spannankers zu einem Abheben des Spannkopfes 19 von der Gegenstützfläche 22 durch eine Bewegung die vorwiegend in einer Richtung normal von der Gegenstützfläche weg erfolgt. In einer weiteren Bewegungsphase wird dem Spannkopf überwiegend eine Schwenkbewegung aufgeprägt. In dieser Phase wird eine Position des Spannankers erreicht wie sie im mittleren Bild der Bildfolge dargestellt ist. Bei weiterer Beaufschlagung des Druckmittelzylinders wandert der Führungsbolzen 11 des Spannankers 9 bis in den oberen Endpunkt der Kulissenführung 10 und der Druckmittelzylinder 14 erreicht die Endposition, die der Freigabeposition des Spannankers entspricht. In dieser Position ist der Spannkopf zur Gänze außerhalb des Einführungsschlitzes 21 der Verriegelungskonsole 7, wie im unteren Bild der Bildfolge derFigur 4 dargestellt. In dieser Freigabeposition kann der Konverter vom Tragring abgehoben oder in den Tragring eingesetzt werden. Die Klemmung des eingesetzten Konverters erfolgt mit umgekehrtem Ablauf des beschriebenen Lösevorganges.
Claims (12)
- Kippbares metallurgisches Gefäß, insbesondere ein Konverter, mit einem das metallurgische Gefäß im Abstand zumindest teilweise umgebenden Tragring (2), wobei am metallurgischen Gefäß befestigte Stützkonsolen am Tragring aufliegen und das metallurgische Gefäß am Tragring mit mehreren durch Druckmittelzylinder (14) betätigbare Spannvorrichtungen (6, 5a, 6b) lösbar fixiert ist, wobei jede Spannvorrichtung mit einer am metallurgischen Gefäß befestigten Verriegelungskonsole (7) zusammenwirkt und die Spannvorrichtung (6) von einer die Verriegelungskonsole freigebende Freigabeposition (B) in eine die Verriegelungskonsole und mit dem Tragring verspannende Klemmposition (A) und umgekehrt bewegbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung mindestens ein Gehäuse (8), einen Spannanker (9), einen Schwenkhebel (12) und einen am Schwenkhebel angreifenden Druckmittelzylinder (14) umfasst, dass der Spannanker (9) in einer Kulissenführung (10) im Gehäuse (8) schwenkbeweglich geführt und am Schwenkhebel (12) schwenkbar angelenkt ist und dass der Schwenkhebel im Gehäuse schwenkbar abgestützt ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannanker (9) einen Spannankerschaft (18) und einen Spannkopf (19) mit einer Stützfläche (20) aufweist, dass die Verriegelungskonsole (7) einen Einführschlitz (21) für die Aufnahme des Spannankerschaftes (18) und eine Gegenstützfläche (22) zur Abstützung des Spannkopfes aufweist, dass in der Klemmposition (A) die Stützfläche des Spannkopfes gegen die Gegenstützfläche der Verriegelungskonsole gepresst ist und in der Freigabeposition (B) der Spannkopf außerhalb des Einführschlitzes positioniert ist und eine Abhebebewegung des metallurgischen Gefäßes vom Tragring zulässt.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (6) einen Kniehebelmechanismus bildet oder umfasst, der in der Klemmposition (A) in einem Durchschlagpunkt eine Selbsthemmung auslöst und dessen Verschiebeweg durch einen Anschlag (31) begrenzt ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (31) von der Kulissenführung (10) gebildet ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannvorrichtung (6) ein Dehnungselement (26) zugeordnet ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnungselement (26) in den Spannanker (9) integriert ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnungselement (26) von einem Tellerfederpaket (29) gebildet ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (10) im Gehäuse (8) der Spannvorrichtung so angeordnet ist, dass der Spannkopf (19) des Spannankers (9) während der Überleitung von der Klemmposition (A) in die Freigabeposition (B) in einer ersten Bewegungsphase von der Gegenstützfläche (22) an der Verriegelungskonsole (7) abhebend bewegt ist und dass der Spannkopf (19) des Spannankers (9) in einer weiteren Bewegungsphase mit einer Schwenkbewegung aus dem Bereich des Einführschlitzes (21) der Verriegelungskonsole (7) bewegt ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführung (10) im Gehäuse der Spannvorrichtung von einer bogenförmigen Führungsnut (30) gebildet ist, in die ein Führungsbolzen (11) des Spannankers (9) eingreift und in ihr gleitend geführt ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung als vormontierte Baugruppe ausgebildet ist und am Tragring lösbar befestigt ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelzylinder (14) ein Pneumatikzylinder ist.
- Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungskonsole (7) von einer in Richtung zum Tragring offenen Einhausung umgeben ist und diese Einhausung am metallurgischen Gefäß befestigt ist.
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