DE1583239B2

DE1583239B2 - Support or race ring fastening for a metallurgical vessel, in particular for a steelworks converter

Info

Publication number: DE1583239B2
Application number: DE1583239A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 4330 Muelheim Langlitz; Karl-Heinz 4100 Duisburg Maehringer
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1967-09-22
Filing date: 1967-09-22
Publication date: 1975-06-05
Also published as: US3601383A; FR1551412A; DE1583239A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Trag- oder Laufringbefestigung für ein metallurgisches Gefäß, insbesondere für einen Stahlwerkskonverter, das mittels an seinem Mantel befestigter, nur in zwei gegenüberliegenden Kreisringzonen vorgesehener und mittels radial- und winkelbeweglicher Pratzen, die in einer kugeligen Aufnahme liegen, am Ringumfang gelagert ist.The invention relates to a support or raceway fastening for a metallurgical vessel, in particular for a steelworks converter, which by means of an attached to its jacket, only in two opposite circular ring zones provided and by means of radially and angularly movable claws, which are in a spherical seat lie, is mounted on the circumference of the ring.

Metallurgische Gefäße bedürfen einer sicheren Lagerung in ihren Kippgestellen. Das noch ungelöste Sicherheitsproblem bezieht sich weniger auf die Tragfähigkeit der Elemente. Es ist ausreichende Festigkeit im Hinblick auf diese Aufgabe gegeben. Die schwierige Stelle liegt jedoch an der Lagerung zwischen Gefäß und dem es umgebenden Tragring. Der Aufbau eines metallurgischen Gefäßes bedingt die Verbindung einer keramischen Ausmauerungsschicht mit einer dieser umgebenden Stahlwand hoher Festigkeit. Die eigentlichen Tragelemente bilden sogenannte Pratzen, das sind Winkelstücke, die an der Stahlwand starr befestigt sind, dagegen ohne großen Aufwand nach dem Stand der Technik auf den Tragringstirnseiten aufliegen. Eine wesentliche Eigenheit des metallurgischen Betriebes liegt in der Wärmebelastung der Ausmauerung, des Stahlmantels und dem kühleren Bereich des Tragringes. Es bildet sich demnach ein Wärmegefälle vom Innern der Ausmauerung bis zur weiteren Umgebung aus. Eine andere Eigenheit bildet die Kippbarkeit des Gefäßes, wodurch wechselnde Belastungszustände sowohl auf die Stahlwand als auch auf die Pratzen entfallen.Metallurgical vessels require safe storage in their tilting racks. The still unresolved Safety problem is less related to the load-bearing capacity of the elements. There is sufficient strength given with regard to this task. The difficult point, however, lies in the storage between vessels and the supporting ring surrounding it. The construction of a metallurgical vessel requires the connection of a ceramic lining layer with a surrounding steel wall of high strength. The real ones Supporting elements form so-called claws, these are angle pieces that are rigidly attached to the steel wall, on the other hand rest on the support ring front sides without much effort according to the state of the art. An essential one The peculiarity of the metallurgical plant lies in the heat load on the brickwork, the steel jacket and the cooler area of the support ring. Accordingly, a heat gradient is formed from the inside of the Lining up to the wider area. Another peculiarity is the tiltability of the vessel, which means There are no changing load conditions on both the steel wall and the claws.

Bei senkrechter Gefäßachslage liegt der Gesamtschwerpunkt meist unterhalb des Tragringes. Die entstehende Beanspruchung ist unterhalb der oberen Pratzenringebene etwa Zugspannung in der Stahlwand. Hierzu überlagert sich jedoch die Wärmespannung sowie Radialkräfte, die im Laufe der Betriebsdauer aus dem Mauerwerk erwachsen. Zwar verschiebt sich in waagerechter Gefäßachslage der Schwerpunkt, jedoch ist in gewissen Zonen der Stahlwand die Beanspruchung deshalb nicht kleiner. Hinzu kommt eine Unsicherheit der örtlich anfallenden Wärmebelastung, wei im Lauf der Betriebszeit die Abnutzung der Ausmaue rung ungleichmäßig fortschreitet. In einigen Fällen sine Wandungserwärmungen bis zum Rotglühen nicht aus geschlossen. Der Stahlwerker spricht dabei von dei »roten Backe«, die ihrer Gefährlichkeit willen Folgei eines Wandungsdurchbruches befürchten läßt.If the vessel axis is vertical, the overall center of gravity is usually below the support ring. The emerging The stress is about tensile stress in the steel wall below the upper level of the claw ring. For this purpose, however, the thermal stress and radial forces that arise over the course of the operating period are superimposed grow up to the masonry. Although the center of gravity shifts in the horizontal vessel axis position, however the stress is therefore not less in certain zones of the steel wall. There is also an uncertainty the locally occurring heat load, the wear and tear of the lining over the course of the operating time progress unevenly. In some cases, the wall heating does not stop until the red glow closed. The steelworker speaks of the "red cheek" that obeys its dangerousness a wall breakthrough can be feared.

Die Befestigungsstellen der Pratzen können nacl· den zu erwartenden Mauerwerksverschleißstellen nuiThe attachment points of the claws can only follow the expected masonry wear

ίο unzureichend festgelegt werden. Die Gesamtheit de: Mauerwerks-, Stahlmantels- und Pratzengewichts er fordert eine gleichmäßige Lastverteilung, um Span nungsspitzen zu vermeiden. Die tatsächliche Lage de; Pratzen erlegt diesen wechselnde Biege- und/oder Tor sionsbeanspruchungen auf. Die Unsicherheit des Ver haltens der Stahlwand überträgt sich auf die Verhal tensweise der Pratzen. Diese folgen weder einer bere chenbaren Bewegui^sbahn noch dehnen sie sich nu: radial aus. Es muß weitestgehend mit Schräganlagen zi allen drei Raumachsen gerechnet werden, wie die Pra xis nahelegt.ίο inadequately defined. The entirety of: Masonry, steel jacket and claw weight requires an even distribution of the load around the chip to avoid voltage peaks. The actual location de; Claw imposes this changing bending and / or gate sion loads. The uncertainty of the behavior of the steel wall is carried over to the behavior at least the claws. These neither follow a calculable trajectory nor do they expand: radially out. As far as possible, inclined systems must be expected for all three spatial axes, such as the Pra xis suggests.

Eine bisher unerkannt gebliebene Folge ist aber voi beträchtlicher Bedeutung für die Lagerung des Gefäße: auf dem Tragring. Wenn schon der Verzug jeder ein zelnen Pratze nicht vorhersehbar ist und sich im Lau der Betriebsdauer noch ändert, dann ist ausgeschlosser daß jeder Pratze ein sicherer Lastanteil übertrage; werden kann. Nach Inbetriebnahme eines Gefäßes wir< sich demgemäß der anfänglich auf kalter Basis gegebe ne Zustand aufheben. Jede einzelne Pratze erfährt ent weder eine Entlastung oder eine zusätzliche Belastung Eine entlastete Pratze erfüllt ihren Zweck nicht. Jed Pratze eines Vielpratzen-Systems kann aber kaum fü eine größere Last ausgelegt werden, wenn das Gefäß ii wirtschaftlich vertretbarer Weise hergestellt sein soll.One consequence that has not yet been recognized is of considerable importance for the storage of the vessel: on the support ring. If the delay in each individual claw cannot be foreseen and is in turmoil the operating time still changes, then it is out of the question that each claw transfer a safe load share; can be. After a vessel has been put into operation, it is initially given on a cold basis cancel a state. Each individual claw experiences either a relief or an additional load A relieved claw does not serve its purpose. But every claw of a multi-claw system can hardly do anything a greater load can be designed if the vessel ii is to be produced in an economically justifiable manner.

Zum Stand der Technik gehören neben dem Viei pratzen-System mit dessen aufgezeigten Nachteile! auch statisch bestimmte Lösungen, wie beispielsweis eine Dreipratzenlagerung gemäß der USA.-Patent schrift 32 39 206 (Puxhandl). Zwei runde Zapfen bilde: eine Achse, auf der die Achse des dritten senkrech steht. Das Zapfenpaar liegt in keiner Radialebene. De Grundsatz einer von einem zentralen Punkt kugelför mig ausgehenden Wärmedehnung kann nicht erfüll werden. Eine verdrehende Verzugsbewegung einer ein zelnen Pratze führt zu einer Spannungserhöhung ii Tragring.The state of the art includes, in addition to the Viei pratzen system with the disadvantages shown! also statically determined solutions, such as a three-claw bearing according to the USA patent document 32 39 206 (Puxhandl). Two round cones form: an axis on which the axis of the third perpendicular stands. The pair of pins does not lie in any radial plane. The principle of a ball fiery from a central point Moderate thermal expansion cannot be met. A twisting warping movement of a one individual claw leads to an increase in tension ii support ring.

Die BE-PS 6 71 634 befaßt sich mit der Kompens;: tion von Wärmeausdehnungen bei der Lagerung vo Stahlwerkskonvertern in einem Tragring. Dieses Prc blem wird dort durch eine Kugelgelenklagerung für di Konverter-Pratzen gelöst, wobei jedoch die gesamt Lagerung starr auf dem Tragring befestigt ist. Die Wäi medehnung kann lediglich durch Verschiebung eine Pratzenzapfens in Axialrichtung innerhalb eines Kuge gelenklager aufgefangen werden. Bei verzogene Pratzen ist diese Verschiebung in Axiallichtung nich mehr möglich, weil die Lagerkugel sich lediglich ui ihren Mittelpunkt bewegen kann, während der Ve:BE-PS 6 71 634 deals with the compensation ;: tion of thermal expansion when storing steel works converters in a support ring. This Prc blem is there by a ball joint bearing for di Converter claws solved, but the entire storage is rigidly attached to the support ring. The Wäi expansion can only be achieved by moving a claw pin in the axial direction within a ball pivot bearings are caught. In the case of distorted claws, this shift in the axial direction is not more possible because the bearing ball can only move ui its center, while the Ve:

zugs-Radius der Pratze vom Zentrum des Konvertei ausgeht.Zugs-Radius of the claw emanates from the center of the converter.

Die BE-PS 6 71221 befaßt sich mit dem gleiche Problem. Der dort vorgesehene Lösungsweg besteh ebenfalls in einer Kugelgelenklagerung für die Kor verterpratzen, jedoch ist das Kugelgelenklager stat auf dem Tragring ohne Radialspiel für die Pratzen fe; montiert.BE-PS 6 71221 deals with the same Problem. The solution provided there also exists in a ball joint bearing for the Kor verterpratzen, but the ball joint bearing is stat on the support ring without radial play for the claws fe; assembled.

Dem bekannten Beispiel einer DreipratzenlagerunThe well-known example of a Dreipratzenlagerun

:hlt die Berücksichtigung der unabhängigen Verdreungsmöglichkeit einer einzelnen Pratze sowie der rundsätzlichen Dehnungsvorgänge. Insofern bereitet ie bekannte Lösung allerdings schon Schwierigkeiten esonderer Art, weil der Tragring nicht geschlossen, jndern hufeisenförmig ausgeführt ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe geommen, die aufgezeigten Mängel des Standes der echnik zu beheben, das heißt eine Gefäßlagerung zu ehaffen, deren Verhalten sich während der Betriebslauer nicht wesentlich ändert. Es soll eine sichere Betimmung der anteiligen Pratzenlasten möglich genacht werden.: keeps the consideration of the independent twisting possibility of an individual claw as well as the general expansion processes. In this respect, however, the known solution already creates difficulties of a special kind because the support ring is not closed, but is otherwise designed in the shape of a horseshoe.
The present invention has set itself the task of eliminating the deficiencies in the state of the art which have been identified, that is to say of providing a vessel support, the behavior of which does not change significantly during operation. A reliable determination of the proportional claw loads should be made possible.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vor- ;eschlagen, daß die kugelige Aufnahme für die Pratzen nit ihrer äußeren Kugelform in einer Aufnahme liegt lie zwischen zur Radialen parallel verlaufenden Fühungen bewegbar ist. Zunächst liegt ein wesentlicher 3edanke in der Kombination einer statisch bestimmten lagerung mit der unabhängigen Dehnungs- und Verjrehungsmöglichkeit der Pratzen. Weitergehend je-Joch stellt sich heraus, daß der auf zwei Zonen, die sich gegenüberliegen, verteilte Lastanteil nun mehr sicher oestimmt werden kann.To achieve the object, it is proposed according to the invention that the spherical receptacle for the claws Its outer spherical shape in a receptacle lies between guides running parallel to the radial is movable. First of all, an essential idea lies in the combination of a statically determined one Storage with the possibility of independent expansion and twisting the claws. Going on, it turns out that the yoke is divided into two zones opposite, the distributed load share can now be determined more reliably.

Neben der statischen Bestimmtheit einer Drei-Punktauflage gestattet die freie Beweglichkeit der Pratzen ein freies Ausdehnen des Gefäßes. Die vorausgesetzten Lastanteile jeder einzelnen Pratze bleiben über die gesamte Betriebsdauer erhalten.In addition to the static definition of a three-point support, the free mobility of the Claw a free expansion of the vessel. The assumed load shares of each individual claw remain Preserved over the entire service life.

Die Erfindung geht somit von dem Prinzip aus, Warmespannungen ihren freien Lauf zu lassen, das heißt, jede Verlagerungsbewegung einer Pratze weitestgehend zu gestatten. Auf diese Weise verhindert man eine Rückwirkung der auftretenden Wärmespannung auf die Gefäßwandung. Insbesondere lassen sich aber auch radiale und in anderen Ebenen ablaufende Bewegungen der Pratzen zu gleicher Zeit auffangen.The invention is thus based on the principle of thermal stresses to let their free run, that is, every displacement movement of a claw as far as possible to allow. In this way, the thermal stress that occurs is prevented from having a retroactive effect the vessel wall. In particular, however, radial movements and movements occurring in other planes can also be used catch the claws at the same time.

Nach den bisherigen Beispielen war es teilweise zweckmäßig, Pratzen auch für das Senkrechtstellen des Gefäßes (Kopflage) auf der unteren Tragringseite vorzusehen. Derartige Pratzenpaare können gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch entfallen, daß die Aufnahmen für die kugelige Aufnahme der Pratze in Ausnehmungen des Trag- bzw. Laufrings eingelassen und daß die Ausnehmungen mit einer Abdeckung versehen sind.According to the previous examples, it was sometimes useful to use claws for vertical positioning of the The vessel (head position) is to be provided on the lower side of the support ring. Such pairs of claws can according to a Another feature of the invention is omitted in that the recordings for the spherical recording of the claw in Recesses of the support or race ring let in and that the recesses are provided with a cover are.

Schließlich besteht eine erfinderische Ausführungsform daraus, daß die Aufnahme für die kugelige Aufnahme der Pratzen auf der Stirnseite des Trag- bzw. Laufringes befestigt ist. Insbesondere für die Gattung der Wechselgefäße zeigt sich ein schnelles Loslösen des Gefäßes vom Tragring als günstig, um die Ausbauvorgänge zu beschleunigen.Finally, an inventive embodiment consists in the fact that the receptacle for the spherical receptacle the claw is attached to the face of the support ring or raceway. Especially for the genus With the interchangeable vessels, a quick detachment of the vessel from the support ring is beneficial for the expansion processes to accelerate.

Der Gegenstand der Erfindung ist in seiner Gesamtheit geeignet, von einer einzelnen Radialebene durch das Gefäß hindurch ausgehend eine Wärmedehnung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung zu erlauben. Es werden also Einzelbewegungen der Pratzen in gleichem Maße erfaßt wie auch die gesamte Ausdehnung des Gefäßes als solche. Die Gesamtausdehnung des Gefäßes rührt dabei von der normalen Wärmedehnung her, während einzelne Pratzen zusätzlich bedingt durch überhitzte Wandungszonen am Gefäß Verlagerungen ausführen können.The object of the invention in its entirety is suitable, from a single radial plane through starting through the vessel to allow thermal expansion both in the axial and in the radial direction. Individual movements of the claws are recorded to the same extent as the entire extension of the vessel as such. The overall expansion of the vessel is due to normal thermal expansion while individual claws are also displaced due to overheated wall zones on the vessel can perform.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown schematically and in more detail below explained.

F i g. 1 ist die Draufsicht in Richtung der Hauptachse eines Konvertergefäßes.F i g. 1 is a plan view in the direction of the major axis of a converter vessel.

F i g. 2 stellt die Ansicht einer Pratzenlagerung gemäß der Erfindung dar.F i g. 2 shows the view of a claw support according to the invention.

F i g. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 in derselben Ansicht, jedoch an Stelle einer Drei-Punktauflagerung als Zwei-Punktausführung.F i g. 3 shows the embodiment according to FIG. 1 in the same view, but instead of a three-point support as a two-point version.

F i g. 4 ist die zu F i g. 3 gehörenden Seitenansicht, wobei das Gefäß in Bauchlage gezeichnet ist.F i g. 4 is that of FIG. 3 belonging side view, the vessel being drawn in the prone position.

F i g. 5 ist wiederum eine Einzelheit entsprechend F i g. 2 der Pratzenlagerung in einer besonderen Ausführungsform. F i g. 5 is again a detail corresponding to FIG. 2 of the claw storage in a special embodiment.

In F i g. 1 wird das Gefäß 1 über drei Pratzen 2 vom Tragring 3 getragen, wobei auf diesem an allen Pratzen 2 besondere Pratzenlagerungen 4 vorgesehen sind. Diese Bestehen im wesentlichen aus einer radialen Führung 5,6 und einer kugeligen Lagerung 7. Die Pratzenlagerung 4 ist in F i g. 2 näher dargestellt, wobei der Bück senkrecht von außen auf eine Pratze 2 gerichtet ist. Pratzen 2 sind sowohl an der Unter- und Oberseite des Tragringes 3 vorgesehen. Sie lagern jeweils in einer kugeligen Aufnahme 8, deren äußere Kugelform genauso in einer gleichgeformten Aufnahme 9 geführt ist. Jede Pratze 2 kann also radiale Ausdehnungen innerhalb der Führungen 5 und 6 ausführen und jede Winkelbewegung innerhalb der Kugelaufnahmen 8 und 9 vollziehen. Es versteht sich, daß die radialen Führungen 5, 6 auch aus auf die Tragringstirnseite 10 geschweißten oder geschraubten Führungsleisten gebildet werden können.In Fig. 1, the vessel 1 is carried by three claws 2 from the support ring 3, on this on all claws 2 special claw bearings 4 are provided. These essentially consist of a radial one Guide 5, 6 and a spherical bearing 7. The claw bearing 4 is shown in FIG. 2 shown in more detail, the Bück is directed vertically from the outside onto a claw 2. Claws 2 are on both the bottom and top of the support ring 3 is provided. They are each stored in a spherical receptacle 8, the outer spherical shape of which is also guided in a receptacle 9 of the same shape. Each claw 2 can therefore have radial expansions within the guides 5 and 6 run and any angular movement within the ball seats 8 and Perform 9. It goes without saying that the radial guides 5, 6 are also welded onto the end face 10 of the support ring or screwed guide strips can be formed.

Ein anderes Ausführungsbeispiel (F i g. 3) sieht vor, auf dem Tragring 3 das Gefäß 1 nur jeweils mit zwei Pratzen 2 zu lagern. Wenn, die kugeligen Aufnahmen 8 und 9 innerhalb eines auf den Tragring 3 gesetzten Gehäuses 11 F i g. 4 eingebaut sind, und dieses Gehäuse 11 nicht auf der Unterseite des Tragringes 3 wiederholt werden soll, dann genügt auch eine am Gefäß 1 befestigte Kippmomentstütze 12, die über Leisten 13 an Vorsprüngen 14 anliegt, um so das Gefäß daran zu hindern, um die durchgehende Achse 15 (F i g. 3) schwingen zu können.Another exemplary embodiment (FIG. 3) provides that the vessel 1 on the support ring 3 has only two in each case To store claws 2. If so, the spherical receptacles 8 and 9 within a housing placed on the support ring 3 11 F i g. 4 are installed, and this housing 11 should not be repeated on the underside of the support ring 3, then one attached to the vessel 1 is sufficient Tilting moment support 12, which rests against projections 14 via strips 13 in order to prevent the vessel from to be able to swing the continuous axis 15 (FIG. 3).

Für alle Ausführungsformen ist es auch möglich, die kugeligen Aufnahmen 8, 9 innerhalb des Tragringes 3, wie in F i g. 5 gezeigt, einzulassen und hierfür eine Ausnehmung 16 vorzusehen. In dieser vermag die Aufnahme 9 radial zu gleiten, wie dies mit den ursprünglichen radialen Führungen 5 und 6 vorgeschlagen ist. Um einen raschen Ein- und Ausbau des Gefäßes zu gewährleisten, schließt hierbei eine Abdeckung 17 die Ausnehmung derart ab, daß die Zapfen 2 des Gefäßes 1 praktisch verriegelt sind und daß Gefäß sich sowohl radial als auch axial ausdehnen kann, jedoch fest in seiner Verbindung mit dem Tragring 3 steht.For all embodiments, it is also possible to have the spherical receptacles 8, 9 within the support ring 3, as in Fig. 5 and to provide a recess 16 for this purpose. In this the reception is capable 9 to slide radially as suggested with the original radial guides 5 and 6. Around To ensure rapid installation and removal of the vessel, a cover 17 closes the recess in such a way that the pins 2 of the vessel 1 are practically locked and that the vessel is both radially and can expand axially, but is firmly connected to the support ring 3.

Es versteht sich, daß die Ausführungsbeispiele nur in ihrer schematischen Form dargestellt sind und im übrigen die Regeln der praktischen Ausführung, sei es betreffend einer Gleit- oder sphärischen Lagerung, anzuwenden sind.It goes without saying that the exemplary embodiments are shown only in their schematic form and otherwise the rules of practical implementation, be it with regard to a sliding or spherical bearing, to apply are.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Support or raceway attachment for a metallurgical Vessel, especially for a steelworks converter, which is attached to its jacket by means of provided only in two opposite circular ring zones and by means of radial and angular movable Claws, which are in a spherical receptacle, is mounted on the ring circumference, thereby characterized in that the spherical receptacle (8) for the claws (2) with its outer spherical shape in a receptacle (9) which can be moved between guides (5, 6) running parallel to the radial is.

2. Fastening according to claim 1, characterized in that the receptacles (9) for the spherical Recording (8) of the claw (2) let into recesses (16) of the support or race ring and that the Recesses (16) are provided with a cover (17).

3. Fastening according to claims 1 and 2, characterized in that the receptacle (9) for the spherical receptacle (8) of the claws (2) is attached to the end face (10) of the support or race ring (3).