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EP0956171A2 - Gefäss für metallurgische zwecke - Google Patents

Gefäss für metallurgische zwecke

Info

Publication number
EP0956171A2
EP0956171A2 EP96945810A EP96945810A EP0956171A2 EP 0956171 A2 EP0956171 A2 EP 0956171A2 EP 96945810 A EP96945810 A EP 96945810A EP 96945810 A EP96945810 A EP 96945810A EP 0956171 A2 EP0956171 A2 EP 0956171A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vessel
plate
stiffening
stiffening ring
metal jacket
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
EP96945810A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0956171B1 (de
Inventor
Hans Werner Gohres
Klaus Kobusch
Franz-Josef Divjak
Kurt Siewert
Detlef Kirstinat
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.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7775007&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0956171(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Publication of EP0956171A2 publication Critical patent/EP0956171A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0956171B1 publication Critical patent/EP0956171B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a vessel for metallurgical purposes for the transport of molten metals.
  • Such vessels not only serve to transport molten metals such as pig iron from the blast furnace to the pig iron mixer or from the pig iron mixer to the converter, but can also be a metallurgical treatment vessel.
  • vacuum treatment has become increasingly important.
  • the thermal load on the treatment vessel is particularly high, since the process involves operating at a high superheating temperature.
  • this increased combined load of weight and heat can lead to undesired deformations, in particular if the vessel has an oval cross section.
  • the distortions can be so severe that constrictions occur in the area of the stiffening rings.
  • the trunnions can be crooked, so that difficulties arise when the crane hook is attached to the loops.
  • DE 29 01 011 B1 discloses a trunnion or trunnion mounting for ladles, in which the trunnion projects with its foot in a cutout of the shell of the ladle and is welded to the edge of the cutout and attached to the side of the trunnion the plan has a rectangular fastening plate, which, lying between two stiffening rings attached to the jacket of the ladle, is welded to the jacket and to these stiffening rings. It is provided that the mounting plate cast on the bearing journal in a known manner is provided at its lateral edges with a molded leg, which in each case lies approximately perpendicular to the mounting plate and extends between the stiffening rings on the casing and welded to it.
  • the object of the invention is to develop a vessel for metallurgical purposes that is evenly stressed when combined with load and heat and can withstand an intrinsic temperature of up to 400 ° C.
  • the loops for the crane hooks should remain vertical under all operating conditions.
  • the stiffening rings are not welded onto the metal jacket, but rather are an integral part of the partial jacket itself.
  • Another aspect of the invention is the design and arrangement of the plate for fastening the support pins. In the central area it is at a distance from the metal jacket and the upper and lower brim-like edge area is welded to the stiffening rings, the vessel support pin advantageously being connected only to the plate and having no direct contact with the partial jacket.
  • the stiffening rings are designed differently depending on the location, the radial extension, i. H . the thickness of the stiffening ring is an essential factor.
  • the plate is advantageously attached so that it is welded directly to the lower stiffening ring and on the underside of the upper
  • Stiffening ring is welded so that the 'plate is flush with the outer surface of the stiffening ring.
  • the advantage of the vessel according to the invention can be seen in the fact that on the one hand no inadmissible deformations occur even at high inherent temperatures and the stresses in the material of the vessel are evenly distributed.
  • One consequence of this is that the geometry of the vessel does not change under high weight and temperature loads. This can be seen in particular from the fact that the trunnions remain horizontal.
  • FIG. 1 shows a view with partial opening of a vessel according to the invention including the hooked-in crane loops
  • FIG. 2 shows a view rotated by 90 °.
  • FIG. 1 shows a view with partial opening of a vessel according to the invention, which is designed here, for example, as a steel ladle 1.
  • the pan 1 consists of a metal jacket and a pan base 2.
  • the metal jacket is divided into three pipe sections 3 to 5 of different widths. Depending on the pan height and design, the number of pipe sections can be smaller or larger.
  • the stiffening rings 6, 7, which are known per se are not placed on the socket jacket as is customary, but are integrated between two pipe sections 3, 4 and 4, 5, respectively.
  • a further stiffening ring 8 is arranged as the top end, so that this stiffening ring 8 forms the pan edge.
  • the individual stiffening rings 6 to 8 have a different axial and radial extension.
  • Another aspect of the invention is that the plate 10, 10 'holding the support pin 9, 9' is at a distance from the metal jacket in the central region and the upper and lower rim-like edge regions 11, 12 with the adjacent stiffening ring 6, 7 is welded.
  • the support pin 9, 9 ' extends from the plate 10, 10' only to the outside, so that there is immediately no thermal bridge between the support pin 9, 9 'and the metal jacket.
  • Relief recesses 13-13 '" are arranged symmetrically around the pin area in the plate 10, 10'.
  • the refractory lining 14 which consists of several layers, is arranged on the inside of the metal jacket. So that the pan 1 can be placed without problems , feet 15, 15 'are provided on the underside.
  • the loops 16, 16' are shown, which are suspended in the respective trunnion 9, 9.
  • a cover attachment is fastened to the upper stiffening ring 8, which here as Ring cover 17.
  • the ring cover 17 preferably has a frustoconical cross section.
  • FIG. 2 shows a view rotated by 90 ° of the same pan 1 according to the invention as in FIG. 1.
  • the relief recesses 13-13 '"made in the respective plate 10, 10' are clearly visible. They are symmetrical about the support pin 9,
  • a tilting linkage 18 is attached to the outside on the right here in order to be able to tilt the pan 1 by means of a crane.
  • the different axial and radial extension of the respective reinforcing rings 6-8 can also be clearly seen in this illustration, wherein the stipulations for this depend essentially on the height and the circumference of the pan 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

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.
EP96945810A 1995-10-06 1996-10-01 Gefäss für metallurgische zwecke Expired - Lifetime EP0956171B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19538530 1995-10-06
DE19538530A DE19538530C5 (de) 1995-10-06 1995-10-06 Gefäß für metallurgische Zwecke
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Publications (2)

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EP0956171A2 true EP0956171A2 (de) 1999-11-17
EP0956171B1 EP0956171B1 (de) 2001-03-21

Family

ID=7775007

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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Country Status (6)

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EP (1) EP0956171B1 (de)
KR (1) KR100437879B1 (de)
AT (1) ATE199847T1 (de)
DE (2) DE19538530C5 (de)
WO (1) WO1997013598A2 (de)

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