WO1997013598A2 - Gefäss für metallurgische zwecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gefäß für metallurgische Zwecke zum Transport von schmelzflüssigen Metallen mit einem die hitzebeständige Auskleidung aufnehmenden, aus einzelnen rohrförmigen Schüssen zusammengesetzten Metallmantel, der zwei in Umfangsrichtung verlaufende Versteifungsringe aufweist und mit zwei Gefäßtragzapfen, die an der Außenseite des Metallmantels gegenüberliegend durch je eine mit dem Versteifungsring verbundene Platte abgestützt sind. Damit ein solches Gefäß bei kombinierter Belastung von Last und Wärme gleichmäßig beansprucht wird und einer Eigentemperatur bis zu 400 °C widerstehen kann und außerdem unter allen Betriebszuständen die Schlaufen für die Kranhaken senkrecht bleiben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Versteifungsringe (6-8) integrierter Bestandteil des Metallmantels (3-5) sind und der Mittelbereich der Platte (10, 10') einen geringen Abstand zum Metallmantel aufweist und der obere und untere krempenartig ausgebildete Randbereich (11, 12) der Platte (10, 10') mit den benachbart liegenden Versteifungsringen (6, 7) verbunden, vorzugsweise verschweißt ist und der Gefäßtragzapfen (9, 9') sich von der Platte (10, 10') aus nur nach außen erstreckt, wobei je nach Größe der axialen Erstreckung des Gefäßes (1) mehr als zwei Versteifungsringe (6-8) vorgesehen sind.

Description

Gefäß für metallurgische Zwecke

Die Erfindung betrifft ein Gefäß für metallurgische Zwecke zum Transport von schmelzflüssigen Metallen.

Derartige Gefäße dienen nicht nur dem Transport von schmelzflüssigen Metallen wie um Beispiel Roheisen vom Hochofen zum Roheisenmischer oder vom Roheisenmischer zum Konverter, sondern können auch ein metallurgisches Behandlungsgefäß sein. Insbesondere hat im Zuge der Erhöhung der Anforderung aπ den Reinheitsgrad und der Absenkung der Gehalte an gelösten Gasen die Vakuumbehandlung stetig an Bedeutung gewonnen. Bei diesem Verfahren ist die thermische Belastung für das Behandluπgsgefäß bsonders hoch, da verfahrensbedingt mit einer hohen Überhitzungstemperatur gefahren wird. Bei den Gefäßen der konventionellen Bauart kann diese erhöhte kombinierte Belastung aus Gewicht und Wärme zu nicht erwünschten Verformungen führen, insbesonderre dann, wenn das Gefäß einen ovalen Querschnitt aufweist. Die Verwerfungen können so stark sein, daß im Bereich der Versteifungs¬ ringe Einschnürungen entstehen. Außerdem können die Tragzapfen schief stehen, so daß beim Anschlagen der Kranhaken in die Schlaufen Schwie¬ rigkeiten auftreten.

Durch die DE 29 01 011 Bl ist eine Tragzapfen- bzw. Lagerzapfenbefe¬ stigung für Gießpfannen bekannt, bei der der Lagerzapfen mit seinem Fuß in einem Ausschnitt des Mantels der Gießpfanne ragt und mit dem Rand des Ausschnittes verschweißt ist und mit einer seitlich am Lagerzapfen angebrachten im Grundriß rechteckigen Befestigungs¬ platte versehen ist, welche, zwischen zwei am Mantel der Gießpfanne befestigten Versteifungsringen liegend, am Mantel und an diesen Versteifungsringen angeschweißt ist. Dabei ist vorgesehen, daß die in bekannter Weise am Lagerzapfen angegossene Befestigungsplatte an ihren seitlichen Rändern mit je einem angegossenen Schenkel ver¬ sehen ist, welcher jeweils etwa senkrecht zur Befestigungsplatte und zwischen den Versteifungsringen verlaufend am Mantel anliegt und mit diesem verschweißt ist.

Mit dieser Ausbildung der Lagerzapfenbefestigung wird neben einem einfachen Aufbau, einer preiswerten Herstellung insbesondere erreicht, daß eine einfache Überprüfung auf Risse oder dergleichen möglich ist, weil insgesamt nur vier umlaufende Schweißnähte benötigt werden, die von außen leicht zugänglich sind und daher auch mit Ultraschallgeräten oder dergleichen leicht überprüft werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gefäß für metallurgische Zwecke zu entwickeln, das bei kombinierter Belastung von Last und Wärme gleichmäßig beansprucht wird und einer Eigentemperatur bis zu 400° C widerstehen kann. Außerdem sollen unter allen Betriebszuständen die Schlaufen für die Kranhaken senkrecht bleiben.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik sind die Versteifungsringe nicht auf dem Metallmantel aufgeschweißt, sondern integrierter Bestandteil des Teilmantels selbst. Ein anderer Aspekt der Erfindung ist die Ausgestaltung und die Anordnung der Platte zur Befestigung der Tragzapfen. Im Mittelbereich weist sie einen Abstand zum Metallmantel auf und der obere und untere krempenartig ausgebildete Randbereich ist mit den Versteifungsringen verschweißt, wobei der Gefäßtragzapfen vorteilhaft nur mit der Platte verbunden wi.d und keinen unmittelbaren Kontakt zum Teilmantel hat.

Die Versteifungsringe werden je nach Lage unterschiedlich ausgebildet, wobei die radiale Erstreckung , d . h . die Dicke des Versteifungsringes ein wesentlicher Faktor ist. Vorteilhaft wird die Platte so befestigt, daß sie auf dem unteren Versteifungsring direkt aufgeschweißt ist und an der Unterseite des oberen

Versteifungsringes so angeschweißt ist, daß die' Platte mit der äußeren Mantelfläche des Versteifungsringes bündig abschließt.

Der Einbeulungsgefahr, insbesondere des Gefäßrandes wird in der Weise entgegengetreten, daß man auch in diesem Bereich einen Versteifungsring vorsieht, der ebenfalls mit dem Metallmantel verbunden ist .

Je nach Verwendung kann es erforderlich sein, das Gefäß zu deckein, um die Abstrahlungsveriuste gering zu halten. Dies gilt insbesondere bei Pfannen für den Strangguß, da sie längere Zeit im Pfannendrehturm stehen und ohne Deckel der obere Bereich der Schmelze stark abkühlen würde, was zu unzulässigen Spannungen im Pfannenmantel führen würde. Aus diesem Grunde wird weiterbildend vorgeschlagen, einen Deckelaufsatz vorzusehen, der mit dem oberen Versteifungsring verbunden, vorzugsweise verschweißt ist.

Alle zuvor genannten Maßnahmen haben in Kombination den Zweck an keiner Stelle die Verformung zu behindern, keine unzulässigen Materialanhäufungen zuzulassen, die Steifigkeit des Gefäßes in den Kopfbereich und damit in den kälteren Bereich zu verlegen, • Stabilisierung der schmalen Seite bei einer ovalen Form des Gefäßes. Diese Bedingungen kann man in der Weise zusammenfassen, daß die Gestaltung des Gefäßes im Hinblick auf eine optimale Betriebsfestigkeit ausgelegt ist.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Gefäßes ist darin zu sehen, daß zum einen auch unter hohen Eigentemperaturen keine unzulässigen Verformungen auftreten und die Spannungen im Material des Gefäßes gleichmäßig verteilt sind. Eine Folge davon ist auch eine unter hoher Gewichts- und Temperaturbelastung sich nicht verändernde Geometrie des Gefäßes. Dies ist insbesondere daran zu erkennen, daß die Tragzapfen waagerecht verbleiben.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles das erfindungsgemäße Gefäß näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht mit Teilaufbruch eines erfindungsgemäßen Gefäßes einschließlich der eingehängten Kranschlaufen, Figur 2 eine um 90° gedrehte Ansicht.

Figur 1 zeigt eine Ansicht mit Teiiaufbruch eines erfindungsgemäßen Gefäßes, die hier beispielsweise als Stahlgießpfanne 1 ausgebildet ist. Die Pfanne 1 besteht aus einem Metallmantel und einem Pfannenboden 2. Der Metallmantel ist in diesem Ausführungsbeispiel in drei unterschiedlich breite Rohrschüsse 3 bis 5 aufgeteilt. Je nach Pfannenhöhe und Ausgestaltung kann die Anzahl der Rohrschüsse geringer oder größer sein. Erfindungsgemaß sind die an sich bekannten Versteifungsringe 6, 7 nicht wie sonst üblich auf dem Pfannenmantel aufgesetzt, sondern zwischen zwei Rohrschüssen 3, 4 bzw. 4, 5 integriert. Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel als oberster Abschluß ein weiterer Versteifungsring 8 angeordnet, so daß dieser Versteifungsring 8 den Pfannenrand bildet. Je nach Belastung hinsichtlich der Kräfte und Temperaturen weisen die einzelnen Versteifungsringe 6 bis 8 eine unterschiedliche axiale und radiale Erstreckung auf. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die den Tragzapfen 9, 9' haltende Platte 10, 10' im Mittelbereich einen Abstand zum Metallmantel aufweist und der obere und untere krempenartig ausgebildete Randbereich 11, 12 mit dem benachbart liegenden Versteifungsring 6, 7 verschweißt ist. Der Tragzapfen 9, 9' erstreckt sich von der Platte 10, 10' nur nach außen, so daß unmittelbar keine Wärmebrücke zwischen Tragzapfen 9, 9' und Metallmantel besteht. Symmetrisch um den Zapfenbereich herum sind in der Platte 10, 10' Entlastungsausnehmungen 13-13'" angeordnet. Auf der Innenseite des Metallmantels ist, hier gestrichelt dargestellt, die aus mehreren Schichten bestehende Feuerfestauskleidung 14 angeordnet. Damit die Pfanne 1 ohne Probleme abgestellt werden kann, sind auf der Unterseite Füße 15, 15' vorgesehen. In dieser Darstellung sind die Schlaufen 16, 16' wiedergegeben, die im jeweiligen Tragzapfen 9, 9' eingehängt sind. Je nach Ausführung ist am oberen Versteifungsring 8 ein Deckelaufsatz befestigt, der hier als Ringdeckel 17 ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Ringdeckel 17 einen kegelstumpfartigen Querschnitt auf.

Figur 2 zeigt eine um 90° gedrehte Ansicht der gleichen erfindungsgemäßen Pfanne 1 wie Figur 1. In dieser Ansicht sind die in der jeweiligen Platte 10, 10' angebrachten Entlastungsausnehmungen 13-13'" gut zu erkennen. Sie sind symmetrisch um den Tragzapfen 9, 9' herum angeordnet. An der hier rechts liegenden Außenseite ist ein Kippgestänge 18 angebracht, um die Pfanne 1 mittels eines Kranes kippen zu können. Die unterschiedliche axiale und radiale Erstreckung der jeweiligen Verstärkungsringe 6-8 ist in dieser Darstellung ebenfalls gut zu erkennen, wobei die Festlegungen dafür sich im wesentlichen nach der Höhe und dem Umfang der Pfanne 1 richten.

Claims

Patentansprüche

1. GefäQ für metallurgische Zwecke zum Transport von schmelzflüssigen Metallen mit einem eine hitzebeständige Auskleidung aufnehmenden, aus einzelnen rohrformigen Schüssen (3-5) zusammengesetzten Metallmantel, der in Umfangsrichtung verlaufende Versteifungsringe (6,7) aufweist und an dem zwei Gefäßtragzapfen (9, 9* ) an der Außenseite gegenüberliegend angeordnet und mittels je einer mit den Versteifungsringen (6, 7) verbundenen Platte (10, 10' ) abgestützt sind, wobei je nach Größe der axialen Erstreckung des Gefäßes mehr als zwei Verstei fungsriπge (6-8) als integrierter Bestandteil des Metallmantels vorgesehen sind und der Mittelbereich der Platte (10, 10' ) einen geringen Abstand zum Metallmantel aufweist und der obere und untere krempenartig ausgebildete Randbereich (11, 12) der Platte (10, 10' ) mit den benachbart liegenden Versteifungsringen (6, 7) verbunden ist und der Gefäßtragzapfen (9, 9¹ ) sich von der Platte (10, 10' ) aus nur nach außen erstreckt .

2. Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Boden (2) näherliegende Versteifungsring (6) eine Dicke aufweist, die bis um den Faktor 4 und der dem Boden (2) weiter entfernt liegende zweite Versteifungsring (7) eine Dicke aufweist, die bis um den Faktor 6 größer ist als die des anschließenden Metallmantels (3, 4), wobei die Dicke des erstgenannten Versteifungsringes (6) gleich oder größer ist als die des zweiten (7).

3. Gefäß nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere krempenartige Randbereich (12) der Platte (10, 10') auf dem unteren Versteifungsring (6) und der obere krempenartige Randbereich (11) der Platte (10, 10') an der Unterseite des über dem Metallmantel (4) herauskragenden oberen Versteifungsringes (7) befestigt ist und zwar so, daß der mit der äußeren Mantelfläche des Versteifungsringes (7) bündig abschließt.

4. Gefäß nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10, 10') symmetrisch um den Zapfenbereich (9, 9') herum angeordnet Entlastungsausnehmungen (13-13'")aufweist.

5. Gefäß nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefäßrand mit einem Versteifungsring (8) versehen ist, der mit dem Metallmantel (5) verbunden, vorzugsweise verschweißt ist.

6. Gefäß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen Versteifungsring (8) ein Deckelaufsatz (17) befestigt ist, der vorzugsweise einen kegelstumpfartigen Querschnitt aufweist.