EP3728651B1

EP3728651B1 - Kippbares wechselbares metallurgisches gefäss und verfahren zum fixieren und lösen eines kippbaren metallurgischen gefässes

Info

Publication number: EP3728651B1
Application number: EP18826317.2A
Authority: EP
Inventors: Robert Kapl; Helmut Lechner; Gerald Wimmer
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2038-12-19
Also published as: ES2901693T3; EP3728651A1; CN111465708A; WO2019121858A1; CN111465708B; US20200385828A1; EP3502282A1; US11168374B2

Description

Bezeichnung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der metallurgischen Anlagen, konkret ein metallurgisches Gefäß für flüssige Metalle.
Einerseits betrifft die Erfindung ein Kippbares metallurgisches Gefäß mit rundem Querschnitt, wobei das metallurgische Gefäß von einem Tragring - zumindest teilweise - umgeben ist und der Tragring in radialer Richtung einen Abstand zum metallurgischen Gefäß aufweist.
Andrerseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fixieren eines kippbaren metallurgischen Gefäßes an einem Tragring, sowie ein Verfahren zum Lösen eines kippbaren metallurgischen Gefäßes vom Tragring.

Stand der Technik

Für die Erzeugung von Metallen - im Besonderen in der Stahlherstellung - werden kippbare metallurgische Gefäße eingesetzt. Diese metallurgischen Gefäße werden durch einen - diese Gefäße umgebenden - Tragring gehalten. Der Tragring weist einen Abstand zum Gefäß auf, da sich - durch hohe Betriebstemperaturen des flüssigen Metalls - das metallurgische Gefäß ausdehnt. Das metallurgische Gefäß ist, zur Aufnahme von flüssigem Stahl, mit einer Ausmauerung versehen. Diese Ausmauerung muss in bestimmten Abständen erneuert werden. Besonders bei metallurgischen Gefäßen für das AOD (Argon Oxygen Decarburication) Verfahren, zur Herstellung von rostfreien Stählen, ist ein häufiges wechseln der Ausmauerung erforderlich. Um nicht zu viel Produktionszeit zu verlieren, wird das metallurgische Gefäß vom Tragring getrennt und ein neues Gefäß mit erneuerter Ausmauerung montiert. Um das metallurgische Gefäß am Tragring zu befestigen, gibt es unterschiedliche Ausführungen. In der EP29878 B1 ist eine Kraftschlüssige Verbindung gezeigt, welche durch Klappschrauben aufrecht erhalten wird. Der Nachteil dieser Verbindung ist, dass das Lösen der Schrauben manuell erfolgt und somit das metallurgische Gefäß erst gekühlt werden muss, bevor Montagearbeiter die Schrauben lösen können. Um dieses Lösen der Klappschrauben durchführen zu können, sind durch die Montagearbeiter auch einige Sicherungsmaßnahmen durchzuführen, um das Unfallrisiko zu minimieren. All diese Arbeiten und Maßnahmen erfordern Zeit und verringern somit die Produktivität. In der EP 1533389 A1 ist eine automatische Spannvorrichtung offenbart. Hierbei sind am metallurgischen Gefäß Verriegelungskonsolen angeschweißt, welche durch einen Stehbolzen - der am Tragring angebracht ist - durchsetzt wird. Der Stehbolzen weist in horizontaler Richtung eine keilförmige Durchtrittsöffnung auf, ebenso weist die Verriegelungskonsole eine Öffnung auf. Durch diese Durchtrittsöffnung wird ein Keil durch die Verriegelungskonsole und den Stehbolzen eingeschoben. Der Keil wird durch einen Hydraulikzylinder - welcher ortsfest am Tragring angebracht ist - bewegt. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass größere wärmebedingte Verformungen des metallurgischen Gefäßes zu Deformationen der Verriegelungskonsole und/oder Stehbolzens führen und ein Verbinden und Trennen von Verriegelungskonsole und Stehbolzen nur mehr schwer möglich ist, bzw. erst das Abkühlen abgewartet werden muss - bis das metallurgische Gefäß wieder nahezu die ursprünglichen Abmessungen eingenommen hat.
Die DE 102013224072A1 zeigt ein Befestigungssystem für kippbare metallurgische Behandlungsgefäße, insbesondere Konverter.
Die DE 2457606A1 offenbart ein Loslager für einen Tragzapfen eines Konverters.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Kippbares wechselbares metallurgisches Gefäß, welches an einem Tragring fixiert wird, zur Verfügung zu stellen, damit trotz großer Temperaturunterschiede ein zuverlässiges Fixieren des metallurgischem Behälter mit dem Tragring und ebenso ein zuverlässiges Lösen ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kippbaren metallurgischen Gefäß dadurch gelöst, dass das metallurgische Gefäß zumindest drei Konsolen mit zumindest einem Zapfen aufweist. Der Tragring weist ebenfalls zumindest drei Aufnahmeöffnungen auf. Die Zapfen können in diese Aufnahmeöffnungen eindringen, wobei die Aufnahmeöffnungen eine Verschiebung des Zapfens in radialer Richtung erlauben. Das metallurgische Gefäß weist einen kreisrunden Querschnitt auf und der Tragring weist - zumindest teilweise - eine kreisrunde Ausführung auf. Der Tragring kann kreisringförmig sein oder auf einer Seite offen sein und eine U-förmige bzw. Hufeisen ähnliche Ausführung sein. Bei Erwärmung dehnt sich das metallurgische Gefäß in seinem Durchmesser aus, was vorwiegend zu einer radialen Verschiebung der Konsolen und somit der Zapfen führt.
Eine im Inneren des Tragrings angeordnete schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung sorgt dafür, dass der Zapfen gegen herausfallen aus der Aufnahmeöffnung und der Konsole gesichert wird. Zusätzlich kann die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung den Zapfen derart Verspannen, dass über den Zapfen die Konsole auf den Tragring gepresst wird.
Die Aufnahmeöffnungen sollen so gestaltet sein, dass sie größer als die Abmessungen des Zapfens sind. In Radialrichtung des Tragringes ist die Aufnahmeöffnung deutlich größer ausgeführt, als die Abmessungen des Zapfens in diese Richtung. Unter Radialrichtung wird, in Bezug auf diese Erfindung, die Richtung vom Innenradius des Tragrings in Richtung des Außenradius des Tragrings verstanden. Durch diese Ausgestaltung sollen Relativbewegungen, zwischen Tragring und dem metallurgischen Gefäß, welche durch Deformation oder Wärmeausdehnung entstehen, ermöglicht werden.
Wenn das metallurgisches Gefäß neu ausgemauert wird, liegt der Temperaturbereich an der äußeren Oberfläche bei Raumtemperatur und im Betrieb, wenn sich flüssiges Metall im metallurgischen Gefäß befindet, bei Temperaturen von bis zu 400°C. Durch Wärmeabstrahlung des metallurgischen Gefäßes erwärmt sich vor allem der Tragring an der dem metallurgischen Gefäß zugewandten Seite. Dies führt ebenso zu Ausdehnungen des Tragrings. Die Relativbewegungen werden somit sowohl durch Bewegungen des metallurgische Gefäß, als auch durch den Tragring ausgelöst. Die im Inneren des Tragrings schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung dient dazu, dass den Relativbewegungen auch während des Betriebs gefolgt wird. In diesem Zusammenhang wird unter schwimmend gelagert alles verstanden, was geeignet ist Relativbewegungen zuzulassen. Als schwimmend gelagert wird somit verstanden, dass die Verriegelungsvorrichtung in einer schwimmenden Lagerung im Tragring in einer Position gehalten wird, die den Zapfen gegen Herausfallen aus der Aufnahmeöffung sichert und Relativbewegungen - des Zapfens gegenüber dem Tragring - in zumindest radialer Richtung des Tragringes nachfolgt. Unter schwimmend gelagert wird im Zusammenhang mit der Erfindung verstanden, dass die Verriegelungsvorrichtung nicht ortsfest am Tragring befestigt ist, sondern sich zumindest in radialer Richtung des Tragringes bewegen kann. Diese schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung wird, wenn das metallurgische Gefäß vom Tragring gelöst ist, temporär von Haltevorrichtungen gehalten. Solche temporären Haltevorrichtungen können beispielsweise umgreifende Führungen sein, welche den Ausgleich der Relativbewegungen - vorzugsweise in Radialrichtung - im Betrieb nicht behindern. Würde diese Verriegelungsvorrichtung ortsfest montiert - wie in der EP 1533389 A1 - kann dies zu Problemen führen. Aufgrund von Relativbewegungen zwischen Tragring und metallurgischem Gefäß kann es zu Deformationen an einem Bauteil kommen und somit wäre das Lösen der Verriegelungsvorrichtung nicht mehr möglich, oder es könnte zu Beschädigungen von anderen Bauteilen führen. Beim Fixieren des metallurgischen Gefäßes auf dem Tragring, kann durch die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung, ein leichteres Sichern des Zapfens gewährleistet werden. Als Sicherungselement kann ein Stift, Keil oder ähnliches vorgesehen werden. Der Zapfen muss entsprechend ausgeführt werden, damit die Verbindung des Sicherungselements mit dem Zapfen ermöglicht wird.
Im Betrieb des metallurgischen Gefäßes, wenn sich flüssiges Metall darin befindet, treten Wärmedehnungen auf. Das metallurgische Gefäße wird im Betrieb bewegt - beispielsweise durch Kippen, auftretende Vibrationen u.ä. - was zu Änderungen der Belastungen von Zapfen und Tragring führt. Diese Änderungen der Belastungen begünstigen zusätzlich ein nachrutschen der schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtungen. Diese Bewegungen unterstützen die Vermeidung von auftretenden Zwangskräften, da diese durch das nachrutschen der schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtung verhindert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform soll der Zapfen eine Keilpressfläche und die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung einen Keil aufweisen. Der Keil wird zum Sichern des Zapfens, gegen herausfallen aus der Aufnahmeöffnung und der Konsole, mit der Keilpressfläche in Verbindung gebracht. Mögliche Ausführungen der Keilpressfläche sind eine seitliche Durchtrittsöffnung oder zumindest eine seitliche Nut. Die seitliche Durchtrittsöffnung oder die seitliche Nut werden vorzugsweise keilförmig ausgeführt.
Die schwimmende Lagerung der Verriegelungsvorrichtung ermöglicht einen Ausgleich, damit sich der Keil während des in Verbindung bringens mit der Keilpressfläche ausrichten kann. Dies hat den Vorteil, dass keine Zwangskräfte ausgeübt werden müssen, wenn die Ausrichtung des Keils und der Keilpressfläche nicht exakt übereinstimmen. Während des Einschiebens des Keils richtet sich die schwimmend gelagerte Verriegelungskonsole automatisch aus. Kurz bevor eine gewünschte Endlage des Keils an der Keilpressfläche erreicht wird, wird die Verriegelungsvorrichtung gegen eine Endlagenbegrenzung gedrückt. Diese Endlagenbegrenzung ermöglicht es eine entsprechende Kraft ausüben zu können, damit der Keil auf die Keilpressfläche des Zapfens gepresst werden kann. Während des in Verbindung bringens des Keils und der Keilpressfläche kann die schwimmend gelagerten Verrieglungsvorrichtung ebenso schon an der Endlagenbegrenzung anliegen. Unter in Verbindung bringen wird - beispielsweise bei einer seitlichen Durchtrittsöffnung - verstanden, dass der Keil in die seitliche Durchtrittsöffnung eingepresst wird. Der Keil und die Keilpressfläche werden so ausgeführt, dass eine Vorspannung in Längsrichtung des Zapfens erzielbar ist, also die Konsole auf den Tragring gepresst wird.
Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird unter einer seitlichen Durchtrittsöffnung alles verstanden das geeignet ist, damit ein Keil eindringen kann. Die seitliche Durchtrittsöffnung soll sich über den gesamten Querschnitt erstrecken, damit zumindest ein Teil des Keil den Zapfen durchdringen kann. Für das Lösen der Zapfen - Keil Verbindung ist ebenfalls eine Endlagenbegrenzung nötig. Die Endlagenbegrenzung für das Lösen liegt vorteilhafterweise gegenüber der Endlagenbegrenzung für das Fixieren.
Ein bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Verriegelungsvorrichtung aus einem Grundkörper mit einer Grundkörperöffnung, durch welche der Zapfen hindurchdringen kann, besteht. Ein Zylinder ist auf dem Grundkörper montiert und der Zylinder ist direkt mit dem Keil verbunden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Zapfen die Grundkörperöffnung des Grundkörpers durchdringt und bei Betätigung des Zylinders der Keil auf die Keilpressfläche gedrückt wird. Die Grundkörperöffnung dient als Endlagenbegrenzung, welche dazu dient den Keil - durch den Zylinder - entsprechend auf die Keilpressfläche anzupressen. Eine Kante bzw. eine Kantenfläche der Grundkörperöffnung - jene die gegenüber einer Befestigung des Zylinders liegt - wird beim Einpressen gegen den Zapfen gepresst. Dadurch ist gewährleistet, dass der Zylinder die entsprechende Kraft aufbringen kann, um den Keil einzupressen. Diese Ausführungsform stellt eine sehr einfache und platzsparende Ausführung dar. Diese Ausführung ist für kleine metallurgische Gefäße, mit einem entsprechend kleinen Tragring, besonders geeignet.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung sind die Aufnahmeöffnungen des Tragrings Langlöcher. Diese Langlöcher erstrecken sich in Radialrichtung. Dies ist eine besonders bevorzugte Ausführung um die Relativbewegung von Zapfen und Tragring zu gewährleisten und somit Zwangskräfte zu vermeiden.
Vorteilhafterweise ist die Abmessung der Aufnahmeöffnung in Radialrichtung zumindest doppelt so groß, wie die Abmessung des Zapfens in Radialrichtung. Es soll zumindest gewährleistet sein, dass in Radialrichtung eine Relativbewegung, von zumindest der Abmessung des Zapfens in Radialrichtung, möglich ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird auf der Konsole eine Distanzhülse, durch welche der Zapfen hindurchragt, eingesetzt.
Der Zapfen stützt sich auf der Distanzhülse ab statt auf der Konsole. Die Distanzhülse ist so ausgeführt, dass der Zapfen hindurchragen kann, aber ein Kopf des Zapfens sich auf der Hülse abstützt. Denkbar ist auch, dass sich die Distanzhülse zwischen der Konsole und dem Tragring befindet.
Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass bei unvorhergesehen Ereignissen - beispielsweise bei Defekt des Zylinders - der Zapfen oberhalb des Tragringes durchgeschnitten werden kann, um das metallurgische Gefäß abheben zu können. Die Distanzhülse soll zumindest 50mm hoch sein. Durch diese Distanzhülse ist die Zugänglichkeit gut möglich und der Tragring und das restliche metallurgische Gefäß werden durch das Durchschneiden nicht beschädigt. Das Durchschneiden kann bei dieser Ausführung beispielsweise mit einem Brennschneider erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Verriegelungsvorrichtung eine Positionsüberwachungseinrichtung aufweist. Durch diese Positionsüberwachungseinrichtung ist stets gewährleistet, dass der Zapfen gegen das Herausfallen aus der Aufnahmeöffnung und der Konsole gesichert ist.
Eine spezielle Ausführung sieht vor, dass das metallurgische Gefäß vier Konsolen mit Zapfen und der Tragring vier Aufnahmeöffnungen aufweist. Um die Sicherheit zu erhöhen wird eine vierte Konsole mit Zapfen angebracht, um bei Ausfall eines Zapfens die sichere Verbindung von Tragring und metallurgischem Gefäß zu gewährleisten. Der vierte Zapfen ist redundant ausgeführt und erhöht die Sicherheit der Verbindung von Tragring und metallurgischem Gefäß, somit ist bei Ausfall einer Zapfen - Keil Verbindung oder bei Rissen in einer Konsole trotzdem ein sicherer Betrieb gewährleistet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Positionsüberwachungseinrichtung, mittels einer Druckmessvorrichtung und einer Positionsüberwachungsvorrichtung des Zylinders erfolgt. Die Druckmessvorrichtung dient dazu, dass während des Betriebes ein gewisser Mindestdruck am Zylinder anliegt. Die Druckmessvorrichtung überwacht auch, dass ein Maximaldruck nicht überschritten wird. Bei überschreiten eines festgelegten Maximaldruckes, könnte dies zu einem Problem beim Entfernen des Keils, von der Keilpressfläche, führen. Wenn der Keil zu stark eingepresst wird, würde möglicherweise die Kraft zum Herauszuziehen des Keiles nicht mehr ausreichen. Die Positionsüberwachungsvorrichtung kann beispielsweise durch direkte Messung einer Position einer Kolbenstange des Zylinders erfolgen oder auch durch die Messung der Durchflussmenge des Fluids, mit dem der Zylinder beaufschlagt wird. Durch die Messung der Durchflussmenge kann die Position des Keils bestimmt werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführung für das metallurgische Gefäß ist ein Argon Oxygen Konverter, welcher ein Fassungsvermögen von bis zu 180t aufweist. Bei Argon Oxygen Konvertern (AOD) ist ein häufiger Austausch erforderlich, da die Ausmauerung einem großen Verschleiß ausgesetzt ist. Die metallurgischen Gefäße sind üblicherweise kleiner als metallurgische Gefäße für andere Stahlerzeugungsverfahren. Die kleineren metallurgischen Gefäße für AOD Konverter weisen somit auch einen kleineren Tragring auf. Der Platzbedarf innerhalb des Tragrings ist geringer, womit sich die beschriebene schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung besonders gut für AOD Konverter eignet.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, welches die nachfolgenden Schritte umfasst. Ein metallurgisches Gefäß, welches zumindest drei Zapfen aufweist, wird mit einem Tragring in Verbindung gebracht. Der Tragring weist Aufnahmeöffnungen für Zapfen auf. Die Zapfen dringen beim Aufsetzen des Gefäßes in die Aufnahmeöffnungen ein. Sobald das metallurgische Gefäß am Tragring aufliegt, wird durch im inneren des Tragrings schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtungen, jeder Zapfen gegen Herausfallen, aus der Konsole und der Aufnahmeöffnung, gesichert, womit eine Fixierung des metallurgische Gefäß am Tragring durchgeführt wird. Jeder Zapfen soll so gesichert werden, dass möglichst kein Spiel zwischen Tragring und Konsole auftritt. Dies bedeutet, dass die Sicherung derart erfolgt, dass der Zapfen möglichst vorgespannt wird. Eine Bewegung entlang einer Längsachse des Zapfens soll verhindert werden. Der Tragring und das metallurgische Gefäß werden auf diese Weise miteinander fixiert. Während einem Betrieb des metallurgischen Gefäßes wird relativen Bewegungen zwischen Zapfen und Tragring durch die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung gefolgt, sodass durch diese relative Verschiebung die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung der relativen Bewegung des Zapfens, gegenüber dem Tragring, nachfolgt. Dabei sollen
Relativbewegungen in Radialrichtung des Tragringes, zwischen Konsole mit Zapfen und Tragring, ermöglicht werden, welche beispielsweise durch Wärmeausdehnungen entstehen. Das Ermöglichen dieser Relativbewegungen, dient der Vermeidung von ungewünschten Deformationen an Komponenten der Verbindung von metallurgischem Gefäß und Tragring.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung mittels einer Positionsüberwachungsvorrichtung ständig überwacht wird. Dadurch können mögliche Probleme der Sicherung des Zapfens gegen Herausfallen, aus der Konsole und der Aufnahmeöffnung, während des laufenden Betrieb rasch erkannt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung einen Keil aufweist und der Keil mit maximal 75% einer zur Verfügung stehenden maximalen Kraft - zum Entfernen des Keils - eingepresst wird.
Durch die Begrenzung der Kraft, auf maximal 75% der maximal zur Verfügung stehenden Kraft - zum Entfernen des Keils, wird gewährleistet, dass für die Entfernung des Keils - aus der seitlichen Durchtrittsöffnung oder einer seitlichen Nut des Zapfens - noch Kraftreserven zur Verfügung stehen. Bei Verwendung eines doppelt wirkenden Zylinder ist, aufgrund der Kolbenstange, für eine Richtung nur eine verringerte Kraft möglich. Die Kolbenstange reduziert die effektive Fläche des Kolbens.
Die Erfindungsgemäße Aufgabe wird durch das eingangs genannte Verfahren zum Lösen einer Fixierung des metallurgischen Gefäßes vom Tragring gelöst. Die Fixierung von Zapfen durch schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtungen wird gelöst. Beispielsweise werden bei einer Zapfen - Keil Verbindung die Keile durch die schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtungen von der Keilpressfläche der Zapfen entfernt. Im Anschluß wird das metallurgisches Gefäß vom
Tragring abgehoben. Durch die Ausführung mit schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtungen ist das Lösen deutlich leichter, da bleibende Deformationen, durch die schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtungen, weitgehend vermieden werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Konverters mit einem Tragring
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines metallurgischen Gefäßes mit einem geschlossenen Tragring und vier am Umfang angeordneten Konsolen und Zapfen.
Fig. 3 vergrößerte schematische Ansicht von einer schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung und eines Zapfens
Fig. 4 Draufsicht auf die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung
Fig. 5a - 5d verschiedene Ausführungsformen von Zapfen mit Keilpressflächen und dazugehörigen Keilen
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines metallurgischen Gefäßes mit einem offenen Tragring mit vier am Umfang angeordneten Konsolen und Zapfen
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines metallurgischen Gefäßes mit offenem Tragring im kalten und warmen Zustand.
Fig. 8 vergrößerte schematische Ansicht von einem metallurgischen Gefäß mit offenem Tragring im kalten und warmen Zustand.

Beschreibung der Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt ein metallurgisches Gefäß 1 und einen Tragring 2. Das metallurgische Gefäß 1 weist drei Konsolen 12 auf und ist mit dem Tragring 2, welcher drei Aufnahmeöffnungen 14 aufweist, durch drei Zapfen 10 verbunden. Die Zapfen 10 werden mit jeweils einer schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtung 20, gegen Herausfallen aus der Konsole und der Aufnahmeöffnung 14 des Tragrings, gesichert. Die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung 20 weist einen Zylinder 22 und ein Keil 21 auf. Der Zapfen 10 wird durch den Keil 21 fixiert.
In Fig. 2 wird eine weitere Ausführungsform für die Verbindung eines metallurgischen Gefäß 1 mit einem Tragring 2 gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich dadurch, dass der Tragring 2 geschlossen ist. Ein weiterer Unterschied liegt darin, dass zwischen Zapfen 10 und Konsole 12 eine Distanzhülse 13 angebracht ist. Diese Distanzhülse 13 dient dazu, dass bei einem Ausfall der schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtung 20 der Zapfen 10 und die Distanzhülse 13 beispielsweise mit einem Schweißbrenner durchgetrennt werden kann. Die Aufnahmeöffnungen 14 - als Länglöcher ausgeführt - erstrecken sich in radialer Richtung, um eine Relativbewegung von Konsole und Zapfen gegenüber dem Tragring zu ermöglichen. Eine Positionsüberwachungseinrichtung 28 stellt sicher, dass die Keil 21 - Zapfen 10 Verbindung immer aufrecht ist, damit ein Herausfallen des Zapfens aus der Konsole 12 und der Aufnahmeöffnung 14 verhindert wird. Alle anderen Bezugszeichen wurden bereits in der Beschreibung von Figur 1 erläutert.
In Fig. 3 wird die Verbindung von Zapfen 10 und der schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtung 20 vergrößert dargestellt. Auf einem Grundkörper 23 ist der Zylinder 22 montiert. Der Zylinder 22 ist direkt mit einem Keil 21 verbunden. Dieser Grundkörper 23 hat eine Grundkörperöffnung 24 welche eine Endlagenbegrenzung 25 aufweist, ebenso ist eine Endlagenbegrenzung für das Lösen 29 dargestellt. Der Zapfen weist eine Keilpressfläche 11 auf, welche dazu dient den Zapfen 10 - über den Keil 21 - fest einzupressen und dadurch die Verbindung zwischen Tragring 2 und metallurgischem Gefäß zu fixieren. Der Zapfen 10 und die Grundkörperöffnung 24 weisen jeweils Einführschrägen auf. Diese Einführschrägen 27, 15, dienen dazu, dass die schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtungen 20 beim Einführen der Zapfen 10 zentriert werden. Diese Einführschrägen 27, 15 stellen nur eine Möglichkeit dar, es ist auch denkbar, dass andere Einführhilfen verwendet werden. Wenn der Keil 21 nicht auf die Keilpressflächen 11 drückt, wird die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung 20 durch Haltevorrichtungen 26 in Position gehalten. Es ist beispielsweise auch denkbar, dass die Haltevorrichtung 26 - wie dargestellt - eine umgreifende Führung 26 ist und gleichzeitig als Endlagenbegrenzung wirkt, wenn der Grundkörper 23 keine Grundkörperöffnung 24 aufweist.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung 20. In dieser Darstellung werden die wesentlichen Komponenten wie Zylinder 22, Keil 21, Grundkörper 23 mit der Grundkörperöffnung 24 und Endlagenbegrenzung 25 dargestellt. Die Bezugszeichen in Fig. 4 wurden bereits in Fig. 3 erläutert.
In Fig. 5a und 5b sind mögliche Ausführungsformen des Zapfens 10 und der Keilpressfläche 11 dargestellt. In der Fig. 5a ist es eine Durchtrittsöffnung 16 durch den Zapfen 10 dargestellt. In der Fig. 5b sind die Keilpressflächen 11 zwei seitliche Nuten 17. Dies sollen nur zwei Beispiele darstellen, wie diese Keilpressflächen 11 ausgeführt sind. Es ist auch denkbar, dass der Zapfen 10 nur eine seitliche Nut 17 aufweist. In der Fig. 5c ist eine mögliche Ausführung für einen Keil 21 - für die Durchtrittsöffnung 16 von Fig. 5a - dargestellt. In Fig. 5d ist eine mögliche Ausführungsform für einen Keil 21 - für die zwei seitlichen Nuten 17 aus Fig. 5b - gezeigt.
In Fig 6 ist eine Ausführungsform eines metallurgischen Gefäßes 1 mit einem Tragring 2 und vier Konsolen 12 dargestellt. Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass bei Ausfall einer Konsole 12, eines Zapfens 10 oder der schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtung (nicht dargestellt) immer noch der sichere Betrieb, des am Tragring 2 fixierten metallurgischen Gefäßes 1, gewährleistet ist.
In Fig. 7 und Fig. 8 ist schematisch die Ausdehnung von dem metallurgischen Gefäß 1 dargestellt. Im Betrieb hat das warme metallurgische Gefäß 3 einen größeren Durchmesser - dargestellt durch die strichpunktierten Linien.
Auch der offene Tragring 2 verändert seine Form, durch eine Wärmeabstrahlung des warmen metallurgischen Gefäßes 3- von einer U-Form zu einer V-Form. In der Fig. 7 und Fig. 8 ist die Veränderung des Tragrings als warmer Tragring 4 dargestellt. In Folge dessen ändert sich auch die Position des Zapfens 10 relativ zur Aufnahmeöffnung 14. In Fig. 8 ist diese relative Bewegung vergrößert dargestellt, ebenso ist die Bewegung der schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtung 20 - schematisch im unteren Bereich - dargestellt. In Fig. 8 ist auch zu sehen, dass die Relativbewegung von Zapfen 10 und Aufnahmeöffnung 14 im Bereich der offenen Seite geringer sein können, als beispielsweise im unteren Bereich, wo die Verriegelungsvorrichtung 20 dargestellt ist. In Fig. 8 ist die radiale Verschiebung des Zapfens 10 in der Aufnahmeöffnung 14 dargestellt. Die Bewegung der schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtung 20, um dieser radialen Verschiebung nachzufolgen, ist in Fig. 8 ebenso ersichtlich.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1: Metallurgisches Gefäß
2: Tragring
3: warmes Metallurgisches Gefäß
4: warmer Tragring
10: Zapfen
11: Keilpressfläche
12: Konsole
13: Distanzhülse
14: Aufnahmeöffnung
15: Einführschräge
16: seitliche Durchtrittsöffnung
17: Nut
20: schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung
21: Keil
22: Zylinder
23: Grundkörper
24: Grundkörperöffnung
25: Endlagenbegrenzung
26: Haltevorrichtung
27: Einführschräge
28: Positionsüberwachungseinheit
29: Endlagenbegrenzung zum Lösen

Claims

Kippbares metallurgisches Gefäß mit rundem Querschnitt, wobei das metallurgische Gefäß 1 von einem Tragring (2), zumindest teilweise, umgeben ist und der Tragring (2) in radialer Richtung einen Abstand zum metallurgischen Gefäß (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das metallurgische Gefäß (1) zumindest drei Konsolen (12) mit jeweils einem Zapfen (10) aufweist, der Tragring (2) zumindest drei Aufnahmeöffnungen (14) aufweist, welche geeignet sind die Zapfen (10) aufzunehmen, wobei die Aufnahmeöffnungen (14) eine Verschiebung des Zapfens (10) in radialer Richtung zulassen, und zumindest drei im Inneren des Tragrings (2) angeordnete schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung (20) vorhanden sind, welche die Zapfen (10), gegen Herausfallen aus der Aufnahmeöffnung (14) und der Konsole (12) sichern.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1, wobei
- der Zapfen (10) eine Keilpressfläche (11), vorzugsweise eine seitliche Durchtrittsöffnung (16) oder zumindest eine seitliche Nut (17), aufweist,

- die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtungen (20) einen Keil (21) aufweisen,

- die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung (20) dazu geeignet ist, den Keil (21) zum Sichern des Zapfens (10) gegen Herausfallen aus der Aufnahmeöffnung (14) und der Konsole (12) mit der Keilpressfläche (11) in Verbindung zu bringen.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 2, wobei die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung (20) einen Grundkörper (23) mit einer Grundkörperöffnung (24), durch welche der Zapfen (10) hindurchdringen kann, und einen Zylinder (22), der auf dem Grundkörper (23) montiert ist, aufweist und der Zylinder (22) direkt mit dem Keil (21) verbunden ist.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufnahmeöffnungen (14) des Tragrings (2) Langlöcher sind.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1 - 4, wobei der Zapfen (10) in Radialrichtung des metallurgischen Gefäßes (1) eine Abmessung aufweist und die Aufnahmeöffnung (14) in Radialrichtung zumindest doppelte so groß ist, wie die Abmessung des Zapfens (10) in Radialrichtung.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Konsole (12) eine Distanzhülse (13), durch welche der Zapfen (10) hindurchragt, angebracht wird.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung (20) eine Positionsüberwachungseinrichtung (28) aufweist.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das metallurgische Gefäß (1) vier Konsolen (12) mit Zapfen (10) aufweist, der Tragring (2) vier Aufnahmeöffnungen (14) aufweist und im Inneren des Tragrings (2) vier schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtungen (20) vorhanden sind.
Kippbares metallurgisches Gefäß nach Anspruch 2, wobei die Positionsüberwachungseinrichtung (28), mittels einer Druckmessvorrichtung und einer Positionsüberwachungsvorrichtung des Zylinders (22), erfolgt.
Kippbares metallurgische Gefäß nach Anspruch 1, wobei das metallurgische Gefäß (1) ein Argon Oxygen Konverter ist mit einem Fassungsvermögen von bis zu 180t.
Verfahren zur Fixierung eines kippbaren metallurgischen Gefäßes an einem Tragring nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass das metallurgische Gefäß (1) derart mit dem Tragring (2) in Verbindung gebracht wird, dass Zapfen (10) in Aufnahmeöffnungen (14) eindringen, sobald das metallurgische Gefäß (1) am Tragring (2) aufliegt, und danach durch schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtungen (20) jeder Zapfen (10) gegen Herausfallen aus der Konsole (12) und der Aufnahmeöffnung (14) gesichert wird.
Verfahren zum Fixieren eines kippbaren metallurgischen Gefäßes an einem Tragring nach Anspruch 11, wobei die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung (20) mittels einer Positionsüberwachungsvorrichtung (28) ständig überwacht wird.
Verfahren zum Fixieren eines kippbaren metallurgischen Gefäßes an einem Tragring nach Anspruch 12, wobei die schwimmend gelagerte Verriegelungsvorrichtung (20) einen Keil (21) zur Sicherung des Zapfens (10) aufweist, und der Keil (21) mit maximal 75% der zur Verfügung stehenden maximalen Kraft, welche für ein Entfernen des Keils (21) möglich ist, eingepresst wird.
Verfahren zum Lösen einer Fixierung eines kippbaren metallurgischen Gefäßes an einem Tragring nach Anspruch 11, wobei die Fixierung von Zapfen (10) durch schwimmend gelagerten Verriegelungsvorrichtungen (20) gelöst wird und anschließend das metallurgisches Gefäß (1) vom Tragring (2) abgehoben wird.