EP1109640A1 - Metallurgisches gefäss - Google Patents

Metallurgisches gefäss

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EP1109640A1
EP1109640A1 EP99953529A EP99953529A EP1109640A1 EP 1109640 A1 EP1109640 A1 EP 1109640A1 EP 99953529 A EP99953529 A EP 99953529A EP 99953529 A EP99953529 A EP 99953529A EP 1109640 A1 EP1109640 A1 EP 1109640A1
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EP
European Patent Office
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metal jacket
metallurgical vessel
claws
supporting
ring
Prior art date
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EP99953529A
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EP1109640B1 (de
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Hans-Werner Gohres
Franz-Josef Divjak
Norbert Asmus
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Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmannroehren Werke AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/04—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like tiltable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like

Definitions

  • the invention relates to a metallurgical vessel, in particular a pan for transporting molten metals, according to the preamble of claim 1.
  • a metallurgical vessel is known from DE 195 38 530 C1. It consists of a single tubular tubular that holds the refractory lining
  • Shots composite metal jacket which has two stiffening rings running in the circumferential direction and two vessel support pins, which are supported on the outside of the metal jacket opposite each other by a plate connected to the stiffening rings.
  • the stiffening rings are an integral part of the metal jacket.
  • a somewhat differently constructed metallurgical vessel is known from DE 29 05 283 B2. It is a tiltable and / or rotating steel mill converter. The converter is held by means of individual or connected support brackets attached to the vessel wall and preloading units arranged parallel and / or perpendicular to the longitudinal axis of the vessel, which establish the connection between the support brackets and a circumferential support ring provided with a plate and vessel support journal.
  • a disadvantage of this construction is the need to manufacture and arrange several pretensioning units, which make the construction considerably more expensive.
  • the object of the invention is to provide a metallurgical vessel, in particular a pan for the transport of molten metals, which is easier to manufacture and whose construction takes into account the different wear rates.
  • the supporting structure has two supporting rings located at a parallel distance from one another, which together with the plate and the vessel supporting pins form an independent unit and are at a distance from the outside of the metal jacket and are arranged with axial play between the supporting claws.
  • This constructive proposal is based on the idea that, in particular in the case of the pan, the supporting structure has the function of transferring the most varied of transport situations into the pan container without retroactive effect.
  • the proposed arrangement has the advantage that the structure and the container can be separated from one another at any time and the structure can be used more frequently. It is known that the container has a limited operating life of X melts, then it must be reloaded and, if necessary, repaired. With the previously known
  • Constructions cannot use the structure during redelivery and repair because it is an integral part of the container.
  • the locking ring is removed and the container can be lifted out of the supporting structure forming an independent unit. Then he can z. B. turned inside out, the refractory brickwork broken out and, if necessary, the metal jacket and / or the floor can be repaired. Then it is delivered again. During this entire time, the previously used structure can be used again for a container that has already been delivered.
  • Another advantage of the proposed construction is that the container can expand freely in both the circumferential and axial directions with respect to the structure.
  • the proposed construction allows the realization of a thin-walled, light and nevertheless low-deformation container, which can also be manufactured extremely inexpensively and has considerable advantages for repairs
  • the heat flow between the hot container and the colder structure can be reduced by arranging an insulating layer in the contact area between the structure and the claws or circlip be designed
  • At least two mutually opposite claws, firmly attached to the metal jacket, are required.
  • the claws can also be designed as a ring encompassing the metal jacket.
  • This ring can be welded onto the metal jacket or be an integral part of the metal jacket. In the latter case, this would lead to a desired stiffening of the upper edge of the container.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a vessel designed according to the invention
  • Fig. 2 is a view in the direction X in Figure 1 and
  • Fig. 3 is a perspective view of a structure forming an independent unit.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section and FIG. 2 shows a view of an exemplary embodiment of a metallurgical vessel designed according to the invention.
  • This container consists of, for example, a single pipe section or a metal jacket 1 composed of ring-shaped pipe sections, which is provided on the inside with a refractory lining 2.
  • the bottom 3 is either only inserted or firmly connected to the metal jacket 1.
  • the floor 3 is also provided with a refractory lining 4.
  • Feet 5 are arranged on the underside of the base 3 in order to be able to deposit the container.
  • the support structure 14 itself in this embodiment consists of two support rings 7, 8 and two opposing vessel support pins 9, 9 '. These vessel support pins 9, 9 'are supported on a plate 10, 10' which is arranged between the two support rings 7, 8.
  • the lower support for the structure 14 forms a metal ring 1 comprising removable and mountable locking ring 11. It is essential that the structure 14 forming its own unit has a radial distance 16 to the outside 15 of the metal shell 1 and the structure 14 with axial play between the Claws 6, 6 'and the locking ring 11 is arranged.
  • an insulating layer 12, 13 is provided between the claws 6, 6 'and the locking ring 11.
  • the assembly is carried out in such a way that the structure 14 is mounted on a support frame and a crane inserts the container into the structure 14 from above. Then the locking ring 11 is attached so that the structure 14 can be supported on it.
  • the hook loops, not shown here, are attached so that the crossbar of the casting crane above the upper edge of the container can lift it, transport it and tilt it through the hook loops. Disassembly is carried out in the reverse order.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
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Description

Metallurgisches Gefäß
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Gefäß, insbesondere Pfanne zum Transport von schmelzflüssigen Metallen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein metallurgisches Gefäß ist aus der DE 195 38 530 C1 bekannt. Es besteht aus einem die feuerfeste Auskleidung aufnehmenden, aus einzelnen rohrförmigen
Schüssen zusammengesetzten Metallmantel, der zwei in Umfangsrichtung verlaufende Versteifungsringe aufweist und aus zwei Gefäßtragzapfen, die an der Außenseite des Metallmantels gegenüberliegend durch je eine mit den Versteifungsringen verbundene Platte abgestützt sind. Bei dieser bekannten Konstruktion sind die Versteifungsringe integraler Bestandteil des Metallmantels.
Bekannt ist auch, die Versteifungsringe auf den Metallmantel aufzuschweißen (DE-AS 29 01 01 1 ). Alle bekannten Konstruktionen haben den Nachteil, daß sie nur unter großem verformungstechnischen und schweißtechnischen Aufwand herstellbar sind und die unterschiedliche Abnutzungsrate der Hauptbauteile keine Berücksichtigung findet.
Ein etwas anders konstruiertes metallurgisches Gefäß ist aus der DE 29 05 283 B2 bekannt. Es handelt sich um einen kippbaren und / oder umlaufenden Stahlwerkskonverter. Der Konverter wird gehalten mittels an der Gefäßwand befestigter einzelner oder zusammenhängender Tragpratzen und parallel und / oder senkrecht zur Gefäßlängsachse angeordneter Vorspannungseinheiten, die die Verbindung zwischen den Tragpratzen und einem mit Platte und Gefäßtragzapfen versehenen umlaufenden Tragring herstellen. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist die Notwendigkeit der Herstellung und Anordnung mehrerer Vorspannungseinheiten, die die Konstruktion erheblich verteuern. Aufgabe der Erfindung ist es, ein metallurgisches Gefäß insbesondere Pfanne zum Transport von schmelzflüssigen Metallen anzugeben, das einfacher herstellbar ist und dessen Konstruktion die unterschiedlichen Abnutzungsraten berücksichtigt.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.
Nach der Lehre des Patentes weist das Tragwerk zwei im parallelen Abstand zueinander liegende Tragringe auf, die zusammen mit der Platte und den Gefäßtragzapfen eine selbständige Einheit bilden und einen Abstand zur Außenseite des Metallmantels aufweisen und mit axialem Spiel zwischen den Tragpratzen angeordnet ist. Diesem konstruktiven Vorschlag liegt die Idee zu Grunde, daß insbesondere bei der Pfanne das Tragwerk die Funktion hat, die unterschiedlichsten Transportsituationen rückwirkungsfrei in den Pfannenbehälter zu übertragen. Die vorgeschlagene Anordnung hat den Vorteil, daß man jederzeit Tragwerk und Behälter voneinander trennen und das Tragwerk häufiger einsetzen kann. Es ist bekannt, daß der Behälter nur eine begrenzte Betriebsdauer von X Schmelzen hat, dann muß er neu zugestellt und, soweit erforderlich, repariert werden. Bei den bisher bekannten
Konstruktionen kann während der Neuzustellung und der Reparatur das Tragwerk nicht benutzt werden, da es integraler Bestandteil des Behälters ist. Bei der vorgeschlagenen Konstruktion ist nunmehr von Vorteil, daß am Ende einer Behälterreise, d. h. nach Befüllen und Entleeren von beispielsweise 100 Schmelzen der Sicherungsring abgenommen und der Behälter aus dem eine eigenständige Einheit bildenden Tragwerk herausgehoben werden kann. Danach kann er z. B. umgestülpt, die feuerfeste Ausmauerung herausgebrochen und, falls erforderlich, der Metallmantel und / oder der Boden repariert werden. Anschließend wird wieder neu zugestellt. Während dieser ganzen Zeit kann das bisher benutzte Tragwerk für einen schon zugestellten Behälter wieder verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Konstruktion ist darin zu sehen, daß der Behälter sich gegenüber dem Tragwerk sowohl in Umfangs- als auch in Axialrichtung ungehindert ausdehnen kann. Dies führt zu Spannungsminderungen, so daß die Konstruktion schlanker, d. h. mit geringerer Wanddicke ausgeführt werden kann. Anders ausgedrückt erlaubt die vorgeschlagene Konstruktion die Realisierung eines dünnwandigen, leichten und dennoch verformungsarmen Behalters, der sich zudem äußerst preiswert fertigen laßt und für den Reparaturfall erhebliche Vorteile aufweist
Für kleinere Gefäße mit geringem Schmelzinhalt und niedrigen Anforderungen kann es sogar kostengünstig sein, den Behalter als Wegwerfartikel zu konzipieren und das Tragwerk als selbständige Einheit weiterzubenutzen Dieses Konzept durfte für kleine Elektrostahlwerke interessant sein Ein solcher Einfachbehalter wurde aus einem Rohrschuß gefertigt, ein loser Boden eingelegt und die gesamte Innenflache mit einer Feuerfest-Masse monolithisch zugestellt werden
Größere Behalter mit Schmelzmhalten von z B 250 t und mehr wird man etwas aufwendiger herstellen und, soweit erforderlich, an den oberen Rand einen kegelstumpfartigen Aufsatz anbringen, damit der Behalter mit hohem Freibord für eine Vakuumbehandlung geeignet und leicht zu deckein ist
Durch Anordnung einer isolierenden Schicht im Kontaktbereich zwischen Tragwerk und Pratzen bzw Sicherungsring kann der Warmestrom zwischen dem heißen Behalter und dem kälteren Tragwerk gemindert werden Da außer diesen Kontaktbrucken es keinen Festkorperkontakt zwischen Tragwerk und Behalter gibt, kann das Tragwerk hinsichtlich seiner Auslegung in bezug auf Warmfestigkeit kostengünstiger gestaltet werden
Zur Aufnahme des Behalters im Tragwerk sind mindestens zwei einander gegenüberliegende, am Metallmantel fest angebrachte Pratzen erforderlich Damit kein Kippen des Behalters auftreten kann, wird man vorzugsweise drei oder vier
Pratzen vorsehen Alternativ können die Pratzen auch als ein den Metallmantel umfassender Ring ausgebildet sein Dieser Ring kann auf den Metallmantel aufgeschweißt oder integraler Bestandteil des Metallmantels sein Im letzteren Falle wurde dies zu einer erwünschten Versteifung des oberen Behalterrandes fuhren In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles das erfindungsgemäß ausgebildete metallurgische Gefäß näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Gefäß,
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung X in Figur 1 und
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines eine selbständige Einheit bildenden Tragwerkes.
Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt und Figur 2 in einer Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten metallurgischen Gefäßes. Dieser Behälter besteht aus einem beispielsweise einzigen Rohrschuß oder aus ringförmigen Rohrschüssen zusammengesetzten Metallmantel 1 , der innenseitig mit einer Feuerfestauskleidung 2 versehen ist. Der Boden 3 ist entweder nur eingelegt oder fest mit dem Metallmantel 1 verbunden. Auch der Boden 3 ist mit einer Feuerfestauskleidung 4 versehen. Auf der Unterseite des Bodens 3 sind Füße 5 angeordnet, um den Behälter absetzen zu können. Erfindungsgemäß sind im oberen Bereich des Metallmantels 1 mindestens zwei einander gegenüberliegende Pratzen
6,6' fest angeordnet. Diese bilden den Anschlag, wenn der Behälter in das Tragwerk 14 (Fig. 3) eingesetzt wird. Das Tragwerk 14 selbst besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Tragringen 7,8 und zwei einander gegenüberliegenden Gefäßtragzapfen 9,9'. Diese Gefäßtragzapfen 9,9' stützen sich auf eine Platte 10,10' ab, die zwischen den beiden Tragringen 7,8 angeordnet ist. Die untere Abstützung für das Tragwerk 14 bildet ein den Metallmantel 1 umfassender demontierbarer und montierbarer Sicherungsring 11. Wesentlich ist, daß das eine eigene Einheit bildende Tragwerk 14 einen radialen Abstand 16 zur Außenseite 15 des Metallmantels 1 aufweist und das Tragwerk 14 mit axialem Spiel zwischen den Pratzen 6, 6' und dem Sicherungsring 11 angeordnet ist. Um den Wärmeabfluß vom heißen Behälter zum
Tragwerk 14 zu mindern, sind zwischen den Pratzen 6,6' und dem Sicherungsring 11 je eine isolierende Schicht 12, 13 vorgesehen. Die Montage erfolgt in der Weise, daß das Tragwerk 14 auf einem Haltebock aufgeständert ist und ein Kran den Behälter von oben in das Tragwerk 14 einsetzt. Danach wird der Sicherungsring 11 angebracht, so daß sich das Tragwerk 14 darauf abstützen kann. Es erfolgt das Einhängen der hier nicht dargestellten Hakenschlaufen, damit die Traverse des Gießkranes oberhalb der Oberkante des Behälters dieses anheben, transportieren und durch die Hakenschlaufen hindurch kippen kann. Die Demontage erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge.

Claims

Patentansprüche
1. Metallurgisches Gefäß, insbesondere Pfanne zum Transport von schmelzflüssigen Metallen, mit einem nach oben hin offenen Behälter, der einen eine feuerfeste Auskleidung aufnehmenden Boden und einen
Metallmantel aufweist und mit einem Tragwerk versehen ist, das aus an der Außenseite des Metallmantels angeordneter Tragpratzen und mindestens einen in Umfangsrichtung verlaufenden Tragring und zwei einander gegenüberliegenden Gefäßtragzapfen besteht, die sich auf einer mit dem Tragring verbundenen Platte abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragwerk (14) zwei im parallelen Abstand zueinander liegende Tragringe (7,8) aufweist, die zusammen mit der Platte (10,10') und den Gefäßtragzapfen (9,9') eine selbständige Einheit bilden, die einen Abstand (16) zur Außenseite (15) des Metallmantels (1) aufweist und mit Spiel zwischen den
Tragpratzen angeordnet ist.
2. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Metallmantels (1) mindestens zwei einander gegenüberliegende Pratzen (6) zur Aufnahme des Tragwerkes (14) fest angebracht sind und zur Abstützung der Unterseite des Tragwerkes (14) ein den Metallmantel (1) umgreifender de- und montierbarer Sicherungsring (1 1 ) vorgesehen ist.
Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pratzen als ein den Metallmantel (1 ) umgreifender Ring ausgebildet sind.
Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring integraler Bestandteil des Metallmantels (1 ) ist.
5. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel (1) ein Rohrschuß ist, in den der Boden (3) separat einlegbar ist.
6. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel ein Kegelstumpf ist mit einer obenliegenden größeren Deckfläche.
7. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel aus einzelnen rohrförmigen Schüssen zusammengesetzt und mit einem als Kümpelteil geformten Boden verbunden ist.
8. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Tragringen (7,8) des Tragwerkes (14) und den Pratzen (6) einerseits als auch dem Sicherungsring (11) andererseits ein isolierendes Mittel (12, 13) angeordnet ist.
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