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EP2794933A1 - Kippbarer konverter - Google Patents

Kippbarer konverter

Info

Publication number
EP2794933A1
EP2794933A1 EP12798651.1A EP12798651A EP2794933A1 EP 2794933 A1 EP2794933 A1 EP 2794933A1 EP 12798651 A EP12798651 A EP 12798651A EP 2794933 A1 EP2794933 A1 EP 2794933A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
converter
suspension
pendulum elements
support ring
suspension pendulum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12798651.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2794933B1 (de
Inventor
Gerald Wimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority to PL12798651T priority Critical patent/PL2794933T3/pl
Priority to EP12798651.1A priority patent/EP2794933B1/de
Publication of EP2794933A1 publication Critical patent/EP2794933A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2794933B1 publication Critical patent/EP2794933B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C21C5/50—Tilting mechanisms for converters

Definitions

  • the invention relates to a tiltable converter with a
  • Converter vessel which is surrounded at a distance from a support ring, wherein the support ring has two opposite support pin for tilting about a tilt axis and wherein a suspension of the converter vessel on the support ring four circumferentially distributed suspension pendulum elements comprising vertical forces from the converter vessel on the support ring with standing upright converter transfer .
  • Converters are used in steelmaking and usually have a charging side and a tapping side. In some cases, for logistical reasons, it will be charged and tapped from the same page. About the
  • Charging page is the filling of the converter, which is usually inclined by about 45 °.
  • the converter is tilted towards the tapping side.
  • the tilting axis is determined by two support pins diametrically opposed to the support ring. In this case, usually only one support pin is connected to a tilting drive. Sometimes both trunnions are provided with drives.
  • the support ring surrounds the converter vessel, which is connected via a suspension with the support ring.
  • This suspension transfers the forces from the converter vessel to the support ring.
  • the forces to be transmitted are influenced by the filling level and the tilting position of the converter vessel as well as by dynamic loads.
  • the design of the suspension must take into account that it occurs as a result of
  • Support ring comes. It is known from DE 43 27 640 AI a suspension by means of pendulum elements (links), which are mounted spherically both on the converter vessel and on the support ring.
  • pendulum elements links
  • Embodiment when viewing the upright converter three horizontal and three vertical pendulum elements are arranged.
  • a statically determined suspension of the converter vessel is realized in the support ring.
  • this arrangement has the disadvantage that not all vertical pendulum elements are charged equally.
  • the space required for this type of suspension is disadvantageous.
  • Other known embodiments comprise two horizontal ones
  • Pendulum elements and a claw Pendulum elements and a claw.
  • Another embodiment includes an additional vertical shuttle and thus redundancy. This is to ensure that in case of complete failure of a
  • Support element continues to be a safe power transmission possible in all tilted positions.
  • an over-dimensioning of the support elements should be provided in order to ensure sufficient in case of failure
  • WO 2011/069395 Al discloses a suspension with four vertical pendulum elements, which are arranged symmetrically on the circumference of the converter vessel. This results
  • the invention has for its object to provide an improvement over the prior art for a tiltable converter of the type mentioned. According to the invention this object is achieved by a
  • Converter vessel in the support ring takes place both on the vessel and on the support ring by means of spherical bearings.
  • each bearing has a pivot around which the respective
  • Suspension pendulum element is pivotable.
  • the lines of action of the transmitted forces are determined by the two bearing pivots of each suspension pendulum element, when the frictional forces in the bearings are neglected.
  • the respective storage position determined in this context, the location of the respective bearing pivot point.
  • the present invention provides deviations from the
  • Converter vessel and support ring takes place within the space available for the suspension of the largest possible
  • Suspension pendulum elements maintains a degree of freedom that allows easy mounting of the fourth suspension pendulum element.
  • Suspension pendulum elements during a tilting process have an approximately equal maximum load. This uniform distribution of the maximum loads on all four suspension pendulum elements allows a reduction of the component dimensions over known suspension systems or a longer life of the suspension elements.
  • Suspension pendulum elements horizontally and / or vertically offset are also arranged rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the converter.
  • suspension pendulum elements horizontally and / or vertically offset are also arranged rotationally symmetrical with respect to a longitudinal axis of the converter.
  • suspension pendulum elements of the first pair and the suspension pendulum elements of the second pair are each designed to be identical.
  • the suspension pendulum elements of a pair are longer than the other pendulum elements to the distance between the
  • Suspension pendulum elements is cheaper to carry out in this way. Likewise, in a fault case the
  • Suspension pendulum elements on one side of the converter is larger in relation to the ratio of the bearing positions of the two suspension pendulum elements on the other side.
  • the force lines of action of the forces transmitted by the suspension pendulum elements on the charging side then intersect a vertical median plane through the tilting axis at a higher or lower point than the force lines of action of the pendulum pendulum elements on the racking side
  • Tilting axis balanced by forces in the suspension pendulum elements Tilting axis balanced by forces in the suspension pendulum elements.
  • a simple construction of such an arrangement provides that the lines of action of the forces transmitted by the suspension pendulum elements on the tapping side have a common first intersection with the longitudinal axis of the converter and that the lines of action of the
  • Charging side have a common second intersection with the longitudinal axis of the converter.
  • Angular range from 40 ° to 50 ° with respect to the tilt axis are arranged. Such an arrangement causes a
  • the suspension then includes six pendulum elements.
  • the converter 1 comprises a vessel 2 which is suspended at a distance in a support ring 3 by means of a plurality of support elements 6, 7, 8, 9, 10, 11. Four of these support elements are as
  • Suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 carried out and serve to transmit the forces from the converter vessel 2 to the support ring 3 with upright converter 1. In this case take the suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 due to an oblique orientation and horizontal forces, which however, cancel each other out. In neglect
  • Two horizontal pendulum elements 10, 11 serve the
  • Kippaber is the converter 1 by means of two arranged on the support ring 3 trunnions 4, 5, which are rotatably mounted in supports, not shown, and the tilt axis a
  • a plane which is spanned by the tilting axis a and a longitudinal axis b of the converter 1, divides the converter 1 into two sides, which are defined as charging side C (charging side) and as tapping side T (tapping side).
  • charging side C charging side
  • tapping side T tapping side
  • a pair of suspension pendulum elements 6, 7 and 8, 9 are arranged on each side.
  • at least two suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 with offset bearing positions 62, 63, 72, 73, 82, 83 and 92, 93 are provided. So not all
  • Suspension pendulum elements 6, 7, 8, 9 arranged rotationally symmetrically with respect to the longitudinal axis b.
  • Fulcrum defines the respective storage position 62, 63, 72, 73, 82, 83 92, 93 within the arrangement.
  • Suspension pendulum element pairs (6, 7 or 8, 9) thus has a respective common point of intersection Sl or S2.
  • Displacement of the bearing positions 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 is provided against a rotationally symmetrical arrangement.
  • the suspension pendulum elements 6, 7 on the tapping side T have a greater inclination than the suspension pendulum elements 8, 9 on the charging side C.
  • the ratio of the horizontal distance to the vertical distance of each arranged on the converter vessel 2 and the support ring 3 bearing positions 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 is then on the rack side T larger than on the
  • the distance between the two points of intersection Sl, S2 acts as a lever arm of a bearing moment, the one from
  • Converter vessel 2 on the support ring 3 transmitted torque and counteracts forces in the direction of the tilt axis a.
  • a moment arises in an upright converter position, for example, by dynamic movement forces F d of Converter contents.
  • this bearing moment also counteracts a moment which forms the weight force F G with a distance x to the intersection of the tilting axis a with the longitudinal axis b.
  • the respective angle is ⁇ 6, ⁇ 7, ⁇ 8, ⁇ 9 between a central axis of the respective one
  • Suspension pendulum element 6, 7, 8, 9 and the tilting axis a about 45 °.
  • a range between 40 ° and 50 ° makes sense.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen kippbarer Konverter (1) mit einem Konvertergefäß (2), welches im Abstand von einem Tragring (3) umgeben ist, wobei der Tragring (3) zwei gegenüberliegende Tragzapfen (4, 5) zum Kippen um eine Kippachse (a) aufweist und wobei eine Aufhängung des Konvertergefäßes (2) am Tragring (3) vier am Umfang verteilte Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) umfasst, welche bei aufrecht stehendem Konverter (1) vertikale Kräfte vom Konvertergefäß (2) auf den Tragring (3) übertragen. Dabei sind die Lagerpositionen (62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93) zumindest zweier Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) am Konvertergefäß (2) und/oder am Tragring (3) horizontal und/oder vertikal versetzt angeordnet gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung bezüglich einer Längachse (b) des Konverters (1), sodass nicht alle Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen (6, 7, 8, 9) übertragenen Kräfte einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen oder in einem Punkt einander angenähert sind oder parallel verlaufen. Der Vorteil liegt in einem statisch bestimmten Lagerungssystem mit gleichmäßiger Belastung der Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9).

Description

Kippbarer Konverter
Beschreibung Die Erfindung betrifft einen kippbaren Konverter mit einem
Konvertergefäß, welches im Abstand von einem Tragring umgeben ist, wobei der Tragring zwei gegenüberliegende Tragzapfen zum Kippen um eine Kippachse aufweist und wobei eine Aufhängung des Konvertergefäßes am Tragring vier am Umfang verteilte Aufhängungspendelelemente umfasst, welche bei aufrecht stehendem Konverter vertikale Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring übertragen .
Konverter kommen bei der Stahlerzeugung zum Einsatz und weisen in der Regel eine Chargierseite und eine Abstichseite auf. In manchen Fällen wird aus logistischen Gründen von derselben Seite chargiert und abgestochen. Über die
Chargierseite erfolgt die Befüllung des Konverters, wobei dieser meist um ca. 45° geneigt wird. Zur Entleerung wird der Konverter zur Abstichseite hin gekippt. Die Kippachse ist durch zwei am Tragring diametral gegenüberliegende Tragzapfen bestimmt. Dabei ist in der Regel nur ein Tragzapfen mit einem Kippantrieb verbunden. Manchmal sind auch beide Tragzapfen mit Antrieben versehen.
Der Tragring umgibt das Konvertergefäß, welches über eine Aufhängung mit dem Tragring verbunden ist. Diese Aufhängung überträgt die Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring. Beeinflusst werden die zu übertragenden Kräfte durch den Füllstand und die Kippstellung des Konvertergefäßes sowie durch dynamische Belastungen. Die Gestaltung der Aufhängung muss berücksichtigen, dass es infolge auftretender
Temperaturunterschiede zwischen Konverter und Tragring zu beträchtlichen Verformungen des Konverters relativ zum
Tragring kommt. Bekannt ist aus der DE 43 27 640 AI eine Aufhängung mittels Pendelelemente (Links) , welche sowohl am Konvertergefäß als auch am Tragring sphärisch gelagert sind. In einer
Ausführungsform sind bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters drei horizontale und drei vertikale Pendelelemente angeordnet. Damit ist eine statisch bestimmte Aufhängung des Konvertergefäßes im Tragring realisiert. Allerdings weist diese Anordnung den Nachteil auf, dass nicht alle vertikalen Pendelelemente gleich belastet werden. Zudem ist der für diese Aufhängungsart benötigte Platzbedarf nachteilig. Andere bekannte Ausführungsformen umfassen zwei horizontale
Pendelelemente und eine Pratze.
Eine andere Ausführungsform beinhaltet ein zusätzliches vertikales Pendelelement und somit eine Redundanz. Damit soll erreicht werden, dass bei vollkommenem Versagen eines
Auflageelements weiterhin in allen Kippstellungen eine sichere Kraftübertragung möglich ist. Ein solches
Lagerungssystem ist jedoch einfach statisch unbestimmt.
Außerdem ist eine Überdimensionierung der Auflageelemente vorzusehen, um im Versagensfall eine ausreichende
Belastbarkeit der verbleibenden Links sicherzustellen.
Auch die WO 2011/069395 AI offenbart eine Aufhängung mit vier vertikalen Pendelelementen, welche symmetrisch am Umfang des Konvertergefäßes angeordnet sind. Daraus resultieren
ebenfalls ein einfach statisch unbestimmtes Lagerungssystem mit auftretenden Zwangskräften im Verformungsfall sowie hohe Montageanforderungen .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen kippbaren Konverter der eingangs genannten Art eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen
Konverter gemäß Anspruch 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Lösung sieht vor, dass die Lagerpositionen zumindest zweier Aufhängungspendelelemente am Konvertergefäß und/oder am Tragring horizontal und/oder vertikal versetzt angeordnet ist gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung
bezüglich einer Längachse des Konverters, sodass nicht alle Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen übertragenen Kräfte einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen oder in einem Punkt einander angenähert sind. Es sind also nicht alle Lagerpositionen der einzelnen
Aufhängungspendelelemente am Konvertergefäß und/oder am Tragring bezüglich der Längachse des Konverters
rotationssymmetrisch angeordnet. Bei aufrecht stehendem Konverter werden mittels der Aufhängungspendelelemente sowohl vertikale als auch horizontale Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring übertragen, wobei sich die horizontalen Kräfte gegenseitig aufheben. Konkret gehen die Kräfte in den
Aufhängungspendelelementen in Richtung der Wirklinien durch die Lager des jeweiligen Elements. Die Aufhängung des
Konvertergefäßes im Tragring erfolgt sowohl am Gefäß wie auch am Tragring mittels sphärischer Lager. Damit weist jedes Lager einen Drehpunkt auf, um den das jeweilige
Aufhängungspendelelement schwenkbar ist. Die Wirkungslinien der übertragenen Kräfte sind durch die beiden Lagerdrehpunkte des jeweiligen Aufhängungspendelelements festgelegt, wenn die Reibungskräfte in den Lagern vernachlässigt werden. Die jeweilige Lagerposition bestimmt in diesem Zusammenhang die Lage des jeweiligen Lagerdrehpunktes. In Abgrenzung zum Stand der Technik sieht die vorliegende
Erfindung eine Versetzung der Lagerpositionen bezüglich einer rotationssymmetrischen Anordnung vor, welche weit über
Fertigungstoleranzen hinausgeht. Obwohl bekannte
rotationssymmetrische Anordnung infolge unvermeidbarer
Fertigungstoleranzen in der Realität ebenfalls Abweichungen aufweisen, ist damit nicht die erfindungsgemäße Forderung erfüllt, dass nicht alle Wirkungslinien der übertragenen Kräfte m einem Punkt einander angenähert sind. Denn sobald eine rotationssymmetrische Anordnung vorgesehen ist, weisen die Kraftwirkungslinien auf einen gemeinsamen Punkt, selbst wenn dieser im Falle von parallelen Kraftwirkungslinien unendlich weit entfernt ist.
Die vorliegende Erfindung sieht Abweichungen von der
rotationssymmetrischen Anordnung der Lagerpositionen in einem Ausmaß vor, das die gegebenen Platzverhältnisse ausnutzt. Unter Berücksichtigung der vorgegebenen Anordnung von
Konvertergefäß und Tragring erfolgt innerhalb des für die Aufhängung vorhandenen Bauraums eine größtmögliche
horizontale und/oder vertikale Versetzung der Lagerpositionen zueinander. Damit wird ein gemeinsamer Schnittpunkt aller Kraftwirkungslinien der Aufhängungspendelelemente so weit wie möglich vermieden.
Erreicht wird mit der erfindungsgemäßen Kennzeichnung ein statisch bestimmtes Lagerungssystem mit vier
Aufhängungspendelelementen. Damit ist zunächst der Vorteil verbunden, dass das System bei drei montierten
Aufhängungspendelelementen einen Freiheitsgrad behält, der eine einfache Montage des vierten Aufhängungspendelelements erlaubt .
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass alle vier
Aufhängungspendelelemente während eines Kippvorgangs eine annähernd gleiche maximale Belastung aufweisen. Diese gleichmäßige Verteilung der maximalen Belastungen auf alle vier Aufhängungspendelelemente erlaubt eine Reduktion der Bauteilabmessungen gegenüber bekannten Aufhängungssystemen bzw. eine länger Lebensdauer der Aufhängungselemente.
Zudem treten infolge thermischer Verformungen keine
unbeherrschbaren Zwangskräfte auf, welche zu einer
Überlastung einzelner Aufhängungselemente führten könnten. Von Vorteil ist es, wenn die Lagerpositionen eines ersten Paares der Aufhängungspendelelemente rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse des Konverters angeordnet sind und wenn die Lagerpositionen eines zweiten Paares der
Aufhängungspendelelemente horizontal und/oder vertikal versetzt ebenfalls rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse des Konverters angeordnet sind. Somit sind jeweils nur zwei Aufhängungspendelelemente rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse des Konverters angeordnet. Das spart Platz und erleichtert die Auslegung der einzelnen Aufhängungspendelelemente .
Dabei ist es günstig, wenn die Aufhängungspendelelemente des ersten Paares und die Aufhängungspendelelemente des zweiten Paares jeweils baugleich ausgeführt sind. Beispielsweise sind die Aufhängungspendelelemente eines Paares länger als die anderen Pendelelemente, um den Abstand zwischen den
Schnittpunkten der Wirkungslinien der von den
Aufhängungspendelelernentpaaren übertragenen Kräfte zu maximieren .
Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, alle
Aufhängungspendelelemente baugleich auszuführen. Die
Fertigung, Montage und Lagerhaltung der
Aufhängungspendelelemente ist auf diese Weise günstiger durchführbar. Ebenso ist in einem Störungsfall die
Austauschbarkeit eines Aufhängungspendelelements einfacher.
Eine vorteilhafte Ausprägung der Erfindung sieht vor, dass zwei Aufhängungspendelelemente auf einer Chargierseite des Konverters und dass zwei Aufhängungspendelelemente auf einer Abstichseite des Konverters jeweils bezüglich einer
Längsachse des Konverters rotationssymmetrische
Lagerpositionen aufweisen. Somit weist die Aufhängung beidseits einer senkrechten Mittelebene durch die Kippachse jeweils Aufhängungspendelelemente mit gleichartigen
Lagerpositionen auf. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird als Chargierseite die von der Abstichseite abgewandte Seite bezeichnet, auch wenn in Sonderfällen von der gleichen Seite chargiert und abgestochen wird. Dabei ist es günstig, wenn bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters das Verhältnis des horizontalen Abstands zum vertikalen Abstand der jeweils am Konvertergefäß und am Tragring befindlichen Lagerpositionen der beiden
Aufhängungspendelelemente auf einer Seite des Konverters größer ist gegenüber dem Verhältnis der Lagerpositionen der beiden Aufhängungspendelelemente auf der anderen Seite. Die Kraftwirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen auf der Chargierseite übertragenen Kräfte schneiden dann eine senkrechte Mittelebene durch die Kippachse an einer höheren oder niedrigeren Stelle als die Kraftwirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen auf der Abstichseite
übertragenen Kräfte. Der Abstand zwischen den Schnittpunkten mit der Mittelebene wirkt dabei als Hebelarmlänge eines von dieser Anordnung aufnehmbaren Moments um die Kippachse. Zudem können Kräfte in Richtung der Kippachse übertragen werden. Zum Beispiel werden dynamische Kräfte in Richtung der
Kippachse durch Kräfte in den Aufhängungspendelelementen ins Gleichgewicht gebracht. Ein einfacher Aufbau einer solchen Anordnung sieht vor, dass die Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen übertragenen Kräften auf der Abstichseite einen gemeinsamen ersten Schnittpunkt mit der Längsachse des Konverters aufweisen und dass die Wirkungslinien der von den
Aufhängungspendelelementen übertragenen Kräften auf der
Chargierseite einen gemeinsamen zweiten Schnittpunkt mit der Längsachse des Konverters aufweisen.
Für die Aufteilung der Aufhängungspendelelemente in der Grundrissbetrachtung des aufrecht stehenden Konverters ist es günstig, wenn die Lagerpositionen jeweils in einem
Winkelbereich von 40° bis 50° bezogen auf die Kippachse angeordnet sind. Eine solche Anordnung bewirkt eine
gleichmäßige Kräfteübertragung vom Konvertergefäß auf den Tragring . Bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters ist es von Vorteil, zur Übertragung horizontaler Kräfte zwei horizontale Pendelelemente zwischen Konvertergefäß und Tragring
anzuordnen. Insgesamt umfasst die Aufhängung dann sechs Pendelelemente. Die als horizontale Pendelelemente
bezeichneten Links übertragen Kräfte vom Konvertergefäß auf den Tragring bei gekipptem Konverter. Je nach Lage des
Schwerpunkts werden bei einer 90° Kippstellung die größten Kräfte mittels horizontaler Pendelelemente und kleinere Kräfte mittels der Aufhängungspendelelemente übertragen.
Dabei ist es günstig, auch diese beiden horizontalen
Pendelelemente baugleich mit den Aufhängungspendelelementen auszuführen .
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 Konverter im Seitenriss
Fig. 2 Konverter im Aufriss
Fig. 3 Konverter im Grundriss
Der Konverter 1 umfasst ein Gefäß 2, das beabstandet in einem Tragring 3 mittels mehrerer Tragelemente 6, 7, 8, 9, 10, 11 aufgehängt ist. Vier dieser Tragelemente sind als
Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 ausgeführt und dienen zur Übertragung der Kräfte vom Konvertergefäß 2 auf den Tragring 3 bei aufrecht stehendem Konverter 1. Dabei nehmen die Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 aufgrund einer schrägen Ausrichtung auch horizontale Kräfte auf, welche sich jedoch gegenseitig aufheben. Unter Vernachlässigung
dynamischer Kräfte sind die von den Aufhängungspendelelementen 6, 7, 8, 9 übertragenen Kräfte mit der Gewichtskraft FG des Konvertergefäßes 2 und dessen
Inhalts in einem Kräftegleichgewicht. Zwei horizontale Pendelelemente 10, 11 dienen der
Kräfteübertragung in Kippstellungen des Konverters 1.
Kippaber ist der Konverter 1 mittels zweier am Tragring 3 angeordneter Tragzapfen 4, 5, welche in nicht dargestellten Auflagern drehbar gelagert sind und die Kippachse a
festlegen. In der Regel ist nur einer dieser Tragzapfen 4 mit einem entsprechenden Kippantrieb verbunden.
Eine Ebene, welche durch die Kippachse a und einer Längachse b des Konverters 1 aufgespannt ist, teilt den Konverter 1 in zwei Seiten, welche als Chargierseite C (Charging Side) und als Abstichseite T (Tapping Side) definiert sind. Auf jeder Seite ist ein Paar Aufhängungspendelelemente 6, 7 bzw. 8, 9 angeordnet . Erfindungsgemäß ist zumindest zwei Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 mit versetzten Lagerpositionen 62, 63, 72, 73, 82, 83 bzw. 92, 93 vorgesehen. Somit sind nicht alle
Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 bezüglich der Längachse b rotationssymmetrisch angeordnet.
Zur Vermeidung von Zwangskräften sind die Pendelstäbe 6, 7, 8, 9, mittels sphärischer Lager an das Konvertergefäß 2 und an den Tragring 3 angeschlossen. Jede dieser Lagerungen weist somit einen Drehpunkt auf, um den der jeweilige Pendelstab 6, 7, 8, 9 in alle Richtungen schwenkbar ist. Der jeweilige
Drehpunkt definiert dabei die jeweilige Lagerposition 62, 63, 72, 73, 82, 83 92, 93 innerhalb der Anordnung.
Die von einem Aufhängungspendelelement 6, 7, 8, 9 übertragene Kraft wirkt entlang einer Wirkungslinie, welche durch die beiden Drehpunkte der Lagerungen dieses Penelementes 6, 7, 8, 9 geht. Somit bewirkt eine versetzte Lagerposition 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93, dass nicht alle Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen 6, 7, 8, 9 übertragenen Kräfte einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen, wie dies bei einer rotationssymmetrischen Anordnung der Fall wäre.
Im vorliegenden Beispiel, welches in den Figuren 1-3
dargestellt ist, sind jeweils zwei Aufhängungspendelelemente 6, 7 bzw. 8, 9 rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse b des Konverters angeordnet. Als Längsachse b ist die
Symmetrieachse des Konvertergefäßes 2 und die Symmetrieachse des Tragrings 3 anzusehen, wobei diese Symmetrieachsen geringfügig voneinander abweichen können. Jedes dieser
Aufhängungspendelelementpaare (6, 7 bzw. 8, 9) weist somit einen jeweils gemeinsamen Schnittpunkt Sl bzw. S2 auf.
Wesentlich ist dabei ein ausreichender Abstand zwischen diesen Schnittpunkten Sl bzw. S2, um günstige
Kraftverhältnisse und Baugrößen sicherzustellen.
Erfüllt wird diese Anforderung, indem innerhalb der zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse eine größtmögliche
Versetzung der Lagerpositionen 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung vorgesehen ist. So weisen beispielsweise die Aufhängungspendelelemente 6, 7 auf der Abstichseite T eine stärkere Neigung als die Aufhängungspendelelemente 8, 9 auf der Chargierseite C auf. Das Verhältnis des horizontalen Abstands zum vertikalen Abstand der jeweils am Konvertergefäß 2 und am Tragring 3 angeordneten Lagerpositionen 62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93 ist dann auf der Abstichseite T größer als auf der
Chargierseite C.
Der Abstand zwischen den beiden Schnittpunkten Sl, S2 wirkt als Hebelarm eines Lagerungsmoments, das einem vom
Konvertergefäß 2 auf den Tragring 3 übertragenen Moment und Kräften in Richtung der Kippachse a entgegenwirkt. Ein solches Moment entsteht in einer aufrechten Konverterstellung beispielsweise durch dynamische Bewegungskräfte Fd des Konverterinhalts. Dieses Lagerungsmoment wirkt jedoch auch einem Moment entgegen, das die Gewichtskraft FG mit einem Abstand x zum Schnittpunkt der Kippachse a mit der Längsachse b bildet.
Die Anordnung der Aufhängungspendelelemente 6, 7, 8, 9 am Umfang des Tragrings 3 ist in Fig. 3 ersichtlich. Der
Übersichtlichkeit halber sind hier unter anderem die
horizontalen Pendelelemente 10, 11 nicht eingezeichnet.
Idealerweise beträgt der jeweilige Winkel φ6, φ7, φ8, φ9 zwischen einer Mittelachse des jeweiligen
Aufhängungspendelelements 6, 7, 8, 9 und der Kippachse a ungefähr 45°. Für eine gleichmäßige Kräfteverteilung ist ein Bereich zwischen 40° und 50° sinnvoll.

Claims

Patentansprüche
1. Kippbarer Konverter (1) mit einem Konvertergefäß (2), welches im Abstand von einem Tragring (3) umgeben ist, wobei der Tragring (3) zwei gegenüberliegende Tragzapfen (4, 5) zum Kippen um eine Kippachse (a) aufweist und wobei eine
Aufhängung des Konvertergefäßes (2) am Tragring (3) vier am Umfang verteilte Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) umfasst, welche bei aufrecht stehendem Konverter (1)
vertikale Kräfte vom Konvertergefäß (2) auf den Tragring (3) übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lagerpositionen (62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93) zumindest zweier Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) am
Konvertergefäß (2) und/oder am Tragring (3) horizontal und/oder vertikal versetzt angeordnet ist gegenüber einer rotationssymmetrischen Anordnung bezüglich einer Längachse (b) des Konverters (1), sodass nicht alle Wirkungslinien der von den Aufhängungspendelelementen (6, 7, 8, 9) übertragenen Kräfte einen gemeinsamen Schnittpunkt aufweisen oder in einem Punkt einander angenähert sind oder parallel verlaufen.
2. Kippbarer Konverter (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lagerpositionen (62, 63, 72, 73) eines ersten Paares der Aufhängungspendelelemente (6, 7) rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse (b) des
Konverters (1) angeordnet sind und dass die Lagerpositionen (82, 83, 92, 93) eines zweiten Paares der
Aufhängungspendelelemente (8, 9) horizontal und/oder vertikal versetzt ebenfalls rotationssymmetrisch bezüglich einer Längachse (b) des Konverters (1) angeordnet sind.
3. Kippbarer Konverter nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aufhängungspendelelemente (6, 7) des ersten Paares und die Aufhängungspendelelemente (8, 9) des zweiten Paares jeweils baugleich ausgeführt sind.
4. Kippbarer Konverter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Aufhängungspendelelemente (6, 7, 8, 9) baugleich ausgeführt sind.
5. Kippbarer Konverter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei
Aufhängungspendelelemente (8, 9) auf einer Chargierseite (C) des Konverters (1) und dass zwei Aufhängungspendelelemente (6, 7) auf einer Abstichseite (T) des Konverters (1) jeweils bezüglich einer Längsachse (b) des Konverters (1)
rotationssymmetrische Lagerpositionen (62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93) aufweisen.
6. Kippbarer Konverter (1) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass bei Betrachtung des aufrecht
stehenden Konverters (1) das Verhältnis des horizontalen Abstands zum vertikalen Abstand der jeweils am Konvertergefäß (2) und am Tragring (3) befindlichen Lagerpositionen (62, 63, 72, 73 bzw. 82, 83, 92, 93) der beiden
Aufhängungspendelelemente (6, 7 bzw. 8, 9) auf einer Seite (T bzw. C) des Konverters gegenüber dem Verhältnis der
Lagerpositionen (82, 83, 92, 93 bzw. 62, 63, 72, 73) auf der anderen Seite (C bzw. T) größer ist. 7. Kippbarer Konverter (1) nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wirkungslinien der von den
Aufhängungspendelelementen (6, 7) übertragenen Kräften auf der Abstichseite (T) einen gemeinsamen ersten Schnittpunkt
(51) mit der Längsachse (b) des Konverters (1) aufweisen und dass die Wirkungslinien der von den
Aufhängungspendelelementen (8, 9) übertragenen Kräften auf der Chargierseite (C) einen gemeinsamen zweiten Schnittpunkt
(52) mit der Längsachse (b) des Konverters (1) aufweisen. 8. Kippbarer Konverter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundrissbetrachtung des aufrecht stehenden Konverters (1) die Lagerpositionen (62, 63, 72, 73, 82, 83, 92, 93) der
Aufhängungspendelelemente (6,
7,
8, 9) bezogen auf die
Kippachse (a) innerhalb eines Winkelbereichs von 40° bis 50° liegen .
9. Kippbarer Konverter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Betrachtung des aufrecht stehenden Konverters (1) zur Übertragung horizontaler Kräfte zwei horizontale Pendelelemente (10, 11) zwischen
Konvertergefäß (2) und Tragring (3) angeordnet sind.
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