AT17810U1 - Seitlich gestütztes auskragendes Ofendach - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen metallurgischen Ofen (150) und ein Dach (200) für diesen Ofen. Das Dach (200) weist einen Körper (202) auf. Der Körper (202) weist eine obere Fläche (206) auf, die ein Zentrum (299) aufweist. Die obere Fläche (206) weist eine zentrale Öffnung (292) auf, die um die Mitte (299) herum angeordnet ist. Der Körper (202) weist eine untere Fläche (203) auf, die der oberen Fläche (206) gegenüberliegt. Eine äußere Seitenwand (380) verbindet die obere Fläche (206) mit der unteren Fläche (203). Die äußere Seitenwand (380), die untere Fläche (203) und die obere Fläche (206) begrenzen einen Innenbereich, wobei die äußere Seitenwand (380) eine Hebeseite (272) und eine Haubenseite (274) aufweist. Ein internes Sprühkühlsystem ist im inneren Teil des Körpers (202) angeordnet. An der oberen Fläche (206) sind Hebebügel (210) angeordnet. Die Hebebügel (210) sind so konfiguriert, dass sie das gesamte Gewicht des Daches (200) tragen, wenn es von einem Kran (160) aufgehängt wird, wobei alle Hebebügel (210) in einem ersten Segment (290) des Daches (200) angeordnet sind.

Description

Beschreibung

HINTERGRUND DER OFFENBARUNG

GEBIET DER OFFENBARUNG

[0001] Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf einen metallurgischen Ofen, der bei der Verarbeitung von geschmolzenen Materialien verwendet wird, wobei der metallurgische Ofen ein Dach mit einem Sprühkühlsystem aufweist. Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine sprühgekühlte metallurgische Ofen-Dachkonstruktion mit seitlichen Portalstützen.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

[0002] Metallurgische Öfen (z.B. ein elektrischer Lichtbogenofen oder ein metallurgischer Pfannenofen) werden bei der Verarbeitung von geschmolzenen Materialien verwendet. In den Öfen werden geschmolzene Materialien zumindest während des Erhitzungsschritts bei der Verarbeitung von Metallen untergebracht. Metallurgische Öfen verarbeiten geschmolzene Materialien wie Stahl, bei denen auch Schlacke als Nebenprodukt der Verarbeitung anfällt.

[0003] FIGs. 1A und 1B sind schematische Darstellungen eines metallurgischen Ofens 150 mit einem herkömmlichen Dach 100. Der metallurgische Ofen 150 weist verschiedene Komponenten auf, darunter eine mit feuerfesten Steinen ausgekleidete Herdplatte und eine über dem Umfang der Herdplatte angeordnete Seitenwand 124. Die Herdplatte und die Seitenwand 124 begrenzen einen Innenraum des metallurgischen Ofens 150. Der Innenbereich kann mit Material, z.B. Metall, Metallschrott oder anderem schmelzbaren Material, beladen oder beschickt werden, das im metallurgischen Ofen 150 geschmolzen werden soll, um geschmolzenes Material zu bilden.

[0004] Das herkömmliche Dach 100 hat eine zentrale Öffnung 102. In die zentrale Öffnung 102 ist ein aus feuerfestem Material bestehender Delta-Einsatz 132 eingesetzt. Elektroden 152 erstrecken sich von einer Position oberhalb des herkömmlichen Daches 100 durch eine oder mehrere Öffnungen 131 im Delta-Einsatz 132. Während des Betriebs des Ofens 150 werden die Elektroden 152 durch den Delta-Einsatz 132 in das Innere des metallurgischen Ofens 150 abgesenkt, um durch einen Lichtbogen erzeugte Wärme zum Schmelzen des Materials bereitzustellen. Brenner 126, wie z.B. Brennstoffzufuhrbrenner, können um die Seitenwände 124 des Ofens 150 herum angebracht werden, um kalte Stellen im Ofen 150 zusätzlich zu beheizen und das Schmelzen des Materials zu verbessern.

[0005] Das herkömmliche Dach 100 umfasst eine Entlüftungsöffnung 104 und einen Dachkrümmer 144. Der Dachkrümmer 144 ist durch das Entlüftungsloch 104 im herkömmlichen Dach 100 mit dem Innenteil des metallurgischen Ofens 150 fluidmäßig verbunden. Der Dachkrümmer 144 führt heißes Abgas und Luft vom Innenteil des metallurgischen Ofens 150 weg. Das heiße Abgas aus dem metallurgischen Ofen 150 wird durch den Dachkrümmer 144 zur Sammlung durch ein Abgasabfuhrsystem geleitet.

[0006] Der metallurgische Ofen 150 ruht auf einer Kippplattform 151, damit der metallurgische Ofen 150 um eine Achse gekippt werden kann. Die Kippplattform umfasst einen Portalkran 160, mit dem das herkömmliche Dach 100 vom metallurgischen Ofen 150 entfernt werden kann, wenn er nicht gekippt wird. Während der Verarbeitung von geschmolzenen Materialien kippt der metallurgische Ofen 150 in eine erste Richtung, um Schlacke durch eine erste Öffnung im metallurgischen Ofen 150, die so genannte Schlackentür, zu entfernen. Das Kippen des metallurgischen Ofens 150 in die erste Richtung wird gemeinhin als "Kippen auf Schlacke" bezeichnet. Der metallurgische Ofen 150 wird während der Verarbeitung von geschmolzenen Materialien auch in eine zweite Richtung gekippt, um flüssigen Stahl über einen Abstichstutzen zu entnehmen. Das Kippen des metallurgischen Ofens 150 in die zweite Richtung wird gemeinhin als "Kippen zum Abstich" bezeichnet. Die zweite Richtung liegt im Allgemeinen in einer Richtung, die der ersten Richtung direkt entgegengesetzt ist.

[0007] Das herkömmliche Dach 100 wird periodisch von der Seitenwand 124 des metallurgischen Ofens 150 wegbewegt, um den Innenbereich des metallurgischen Ofens 150 freizulegen. Beispielsweise kann der metallurgische Ofen 150 durch Anheben und anschließendes horizontales Schwenken des herkömmlichen Daches 100 mit einem Portalkran 160 mit Material beladen oder beschickt werden. Der Portalkran 160 verfügt über Mastarme 162, die sich von einem Mastpfosten nach außen erstrecken, um das herkömmliche Dach 150 zu tragen und zu bewegen. Die Mastarme 162 erstrecken sich horizontal über die gesamte Breite des herkömmlichen Daches 100. Das herkömmliche Dach 100 hat vier Dachhubelemente 165 (161-164), die durch Ketten, Seile oder andere feste Elemente an den Mastarmen 162 befestigt sind. Die Mastarme 162 sind in der Lage, um einen Punkt des Mastpfostens zu schwenken, um das herkömmliche Dach 100 horizontal zur Seite von und weg von der Seitenwand 124 des metallurgischen Ofens 150 zu schwenken oder zu bewegen.

[0008] Während des Betriebs des metallurgischen Ofens 150 sammelt sich an der Außenseite und auf der Oberseite des herkömmlichen Daches 100 Abfallmaterial an. Das Material muss regelmäßig von der Oberseite des herkömmlichen Dachs 100 gereinigt oder entfernt werden, um einen Gewichtsaufbau und eine Belastung oder ein Versagen des Portalkrans 160 und/oder der Hubelemente 165 zu verhindern. Außerdem muss der feuerfeste Delta-Einsatz 132 regelmäßig ausgetauscht werden. All diese Arbeiten erfordern, dass das Personal gelegentlich auf das Dach steigt, um diese und andere Wartungsarbeiten durchzuführen. Die Mastarme 162, die sich vollständig über das herkömmliche Dach 100 erstrecken, sind jedoch beim Entfernen des DeltaEinsatzes 132 und bei der Durchführung anderer Wartungsarbeiten hinderlich. Uber den Mastarmen 162 befindet sich zwar eine Plattform, die jedoch nicht den erforderlichen Zugang bereitstellt. Daher muss der Portalkran 160 bei solchen Arbeiten möglicherweise vom herkömmlichen Dach 100 abgekoppelt und aus dem Weg geräumt werden. Darüber hinaus gibt es nur sehr wenig sicheren Raum für eine Person, die Wartungsarbeiten auf dem herkömmlichen Dach 100 durchführen muss, und diese Person muss die Vorschriften zur Arbeitssicherheit einhalten und daher angebunden sein. All dies erhöht den Zeitaufwand und die Komplexität jeglicher Wartungsarbeiten auf dem herkömmlichen Dach 100.

[0009] Daher besteht ein Bedarf an einem verbesserten Dach und metallurgischen Ofen.

ZUSAMMENFASSUNG

[0010] Hierin werden ein metallurgischer Ofen und ein Dach für diesen Ofen beschrieben. In einem Beispiel für ein Dach hat das Dach einen Körper. Der Körper hat eine obere Fläche mit einem Zentrum. Die obere Fläche weist eine zentrale Öffnung auf, die um die Mitte herum angeordnet ist. Der Körper hat eine untere Fläche gegenüber der oberen Fläche. Eine äußere Seitenwand verbindet die obere Fläche mit der unteren Fläche. Die äußere Seitenwand, die untere Fläche und die obere Fläche begrenzen einen Innenbereich, wobei die äußere Seitenwand eine Hebeseite und eine Haubenseite aufweist. Ein internes Sprühkühlsystem ist im inneren Teil der Karosserie angeordnet. An der oberen Fläche sind Hebebügel angeordnet. Die Hebebügel sind so konfiguriert, dass sie das gesamte Gewicht des Daches tragen, wenn das Dach von einem Kran aufgehängt wird. Alle Hebebügel sind in einem ersten Segment des Daches angeordnet.

[0011] In einem anderen Beispiel wird ein metallurgischer Ofen offenbart. Der metallurgische Ofen weist eine Kippplattform und einen an der Kippplattform befestigten Portalkran auf. Der Portalkran hat Arme. Ein Ofenkörper ist auf der Kippplattform angeordnet. Der Ofenkörper hat eine Seitenwand. Die Seitenwand hat eine Oberseite, die einer Unterseite gegenüberliegt, wobei die Seitenwand einen inneren Teil des Ofenkörpers umgibt. Auf der Oberseite der Seitenwand ist ein Dach angeordnet. Das Dach hat einen Dachkörper. Der Dachkörper hat eine obere Fläche mit einer Mitte. Die obere Fläche hat eine zentrale Öffnung, die um die Mitte herum angeordnet ist. Der Dachkö6örper hat außerdem eine untere Fläche gegenüber der oberen Fläche und eine äußere Seitenwand, die die obere Fläche mit der unteren Fläche verbindet. Die äußere Seitenwand, die untere Fläche und die obere Fläche bilden einen Innenbereich. Der Innenraum ist so gestaltet, dass er mit einem Sprühkühlsystem gekühlt werden kann. Die äußere Seitenwand hat eine Hebeseite und eine Haubenseite. An der oberen Fläche sind Hebebügel angeordnet. Die Hebebügel

sind mit den Armen des Portalkrans verbunden und so konfiguriert, dass sie das Gewicht des gesamten Daches tragen, wenn das Dach vom Portalkran aufgehängt ist, wobei alle Hebebügel in einem ersten Segment des Daches angeordnet sind.

[0012] In einem weiteren Beispiel wird ein Verfahren zum Bewegen eines Daches von einem metallurgischen Ofen offenbart. Das Verfahren beginnt mit dem Anbringen eines Portalkrans an Hebepunkten, die auf einer ersten Hälfte des Daches, die dem Portalkran am nächsten liegt, angeordnet sind. Das Verfahren wird fortgesetzt, indem das Dach mit dem Kran an den beiden Hebepunkten angehoben wird, wobei das Gewicht des Daches ein Moment um die Hebepunkte verursacht und das Dach so zuführt, dass es den Portalkran berührt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0013] Damit die Art und Weise, in der die oben genannten Merkmale der vorliegenden Offenbarung im Detail verstanden werden können, kann eine genauere Beschreibung der Offenbarung, die oben kurz zusammengefasst ist, durch Bezugnahme auf Ausführungsformen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, erfolgen. Es ist jedoch anzumerken, dass die beigefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen dieser Offenbarung zeigen und daher nicht als Einschränkung ihres Umfangs anzusehen sind, da die Offenbarung auch andere, ebenso wirksame Ausführungsformen zulassen kann.

[0014] FIGs. 1A und 1B sind schematische Darstellungen eines metallurgischen Ofens mit einem herkömmlichen Dach.

[0015] Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf ein neues freitragendes Dach, das für einen metallurgischen Ofen, wie den metallurgischen Ofen in Fig. 1A, geeignet ist.

[0016] Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht des freitragenden Daches von Fig. 2.

[0017] FIG. 4 ist eine schematische orthogonale Draufsicht auf das freitragende Dach von FIG. 2.

[0018] FIG. 5 ist eine weitere orthogonale Draufsicht auf den auskragenden Teil des

freitragenden Dachs von FIG. 3 und FIG. 4.

[0019] Um das Verständnis zu erleichtern, wurden, soweit möglich, identische Referenznummern verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen, die den Figuren gemeinsam sind. Es wird davon ausgegangen, dass Elemente, die in einer Ausführungsform offenbart werden, in anderen Ausführungsformen vorteilhaft verwendet werden können, ohne dass sie speziell aufgeführt werden müssen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

[0020] Im Folgenden wird auf Ausführungsformen der Offenbarung Bezug genommen. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Offenbarung nicht auf bestimmte beschriebene Ausführungsformen beschränkt ist. Stattdessen wird jede Kombination der folgenden Merkmale und Elemente, ob sie sich auf verschiedene Ausführungsformen beziehen oder nicht, zur Umsetzung und Anwendung der Offenbarung in Betracht gezogen. Obwohl die Ausführungsformen der Offenbarung Vorteile gegenüber anderen möglichen Lösungen und/oder gegenüber dem Stand der Technik aufweisen können, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt, ob ein bestimmter Vorteil durch eine bestimmte Ausführungsform erreicht wird oder nicht. Daher sind die folgenden Aspekte, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile lediglich illustrativ und werden nicht als Elemente oder Beschränkungen der beigefügten Ansprüche betrachtet, es sei denn, sie sind ausdrücklich in einem oder mehreren Ansprüchen aufgeführt. Ebenso ist die Bezugnahme auf "die Offenbarung" nicht als Verallgemeinerung des hierin offengelegten Erfindungsgegenstandes auszulegen und gilt nicht als Element oder Einschränkung der beigefügten Ansprüche, es sei denn, dies ist ausdrücklich in dem/den Anspruch(en) angegeben.

[0021] Ein freitragendes Dach wird hier offenbart, um das herkömmliche Dach 100 zu ersetzen, wie es in FIG. 1B oben offenbart ist, wobei das herkömmliche Dach 100 herkömmliche lange Portalmastarme 162 hat. Das freitragende Dach hat eine Dachkonstruktion, die stärker ist als das herkömmliche Dach 100. Das freitragende Dach hat kurze Portalarme, wodurch die Raumverengung zwischen der Oberseite des freitragenden Dachs und den Portalarmen beseitigt wird, was eine höhere und leistungsfähigere Steilkegeldachkonstruktion ermöglicht, die sich besser für die Sprühkühlung eignet. Das freitragende Dach verfügt über eine flache obere Fläche mit einem umlaufenden Handlauf, der eine ebene, sichere Arbeitsplattform auf der Oberseite des freitragende Dachs zur Verfügung stellt. Das freitragende Dach stellt einen leichteren Zugang zur oberen Fläche bereit und ermöglicht es, das freitragende Dach sicher und effizient von Ablagerungen sauber zu halten und gleichzeitig Gewichtsansammlungen zu vermeiden, die unerwünschte Belastungen für die Struktur der Hebebühne und den Zylinder verursachen. Die leicht zugängliche und flache obere Fläche des freitragenden Daches ermöglicht ein einfacheres und schnelleres Auswechseln des Dachbogens und des feuerfesten Delta-Einsatzes, was die Wartungskosten reduziert.

[0022] Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf ein freitragendes Dach 200, das für die Verwendung mit dem metallurgischen Ofen 150 von Fig. 1A und anderen metallurgischen Öfen geeignet ist. Zusammen mit dem freitragenden Dach 200 ist auch der Portalkran 160 dargestellt. Das freitragende Dach 200 ist hohl und enthält ein internes Sprühkühlsystem, das in einem inneren Teil des freitragenden Dachs 200 angeordnet ist. Das interne Sprühkühlsystem verhindert, dass das Kragarmdach 200 durch die hohen Temperaturen des metallurgischen Ofens 150 beschädigt wird. Das interne Sprühkühlsystem hat eine Flüssigkeitszufuhrleitung 277 und ein Abflusssystem 278. Die Flüssigkeitszufuhrleitung 277 stellt dem internen Sprühkühlsystem Kühlflüssigkeit zur Verfügung, das die Kühlflüssigkeit auf den inneren Teil des freitragenden Daches 200 sprüht und so die Temperatur des Daches 200 auf oder unter einem gewünschten Niveau hält. Das Abflusssystem 278 ist so konfiguriert, dass es die verbrauchte Kühlflüssigkeit aus dem inneren Teil des Kragarmdachs 200 entfernt.

[0023] Das freitragende Dach 200 hat einen Körper 202. Der Körper 202 hat eine äußere Seitenwand 380, eine obere Fläche 206 und eine untere Fläche 203. Die untere Fläche 203 und die äußere Seitenwand 380 sind in FIG. 3 deutlicher dargestellt. Die obere Fläche 206 und die untere Fläche 203 sind durch die äußere Seitenwand 380 miteinander verbunden. In dem Körper 202 ist ein Mittelloch 292 ausgebildet, das von Wänden begrenzt wird, die sich von der oberen Fläche 206 bis zur unteren Fläche 203 des Körpers 202 erstrecken. Ein innerer Teil des Körpers 202 wird von der oberen Fläche 206, der unteren Fläche 203, der äußeren Seitenwand 380 und der Wand des Mittellochs 292 umschlossen. Die obere Fläche 206 weist eine Vielzahl von Zugangsklappen 269 auf, die den Zugang zum Innenteil des freitragenden Dachs 200 ermöglichen. Ein internes Sprühkühlsystem ist im Innenteil des Körpers 202 angeordnet. Das interne Sprühkühlsystem kann über die Zugangspaneele 269 erreicht und gewartet werden.

[0024] Der Körper 202 hat einen äußeren Umfang 204 entlang der äußeren Seitenwand 380. Der Körper 202 hat zusätzlich Halterungen 216, die auf oder durch die obere Fläche 206 angeordnet sind. Der Körper 202 hat einen äußeren Stützring 282 an der Verbindung der oberen Fläche 206 mit der Seitenwand 380. Der Körper 202 kann zusätzlich einen mittleren Stützring 284 aufweisen, der auf der oberen Fläche 206 zwischen dem äußeren Stützring 282 und dem Mittelloch 292 angeordnet ist. Der äußere Stützring 282 und der mittlere Stützring 284 stellen ein Strukturelement bereit, das in der Lage ist, den Körper 202 entlang des äußeren Umfangs 204 zu stützen.

[0025] Das freitragende Dach 200 weist eine Ausrichtung auf, die sich darauf bezieht, wie das freitragende Dach 200 und die Merkmale des freitragenden Daches 200 in Bezug auf den Portalkran 160 und den metallurgischen Ofen 100 ausgerichtet sind. Diese Ausrichtung des freitragenden Daches 200 ist für die weiteren Ausführungen von Nutzen. Das freitragende Dach 200 hat eine Mitte 299. Entlang der Seitenwand 380 hat das freitragende Dach 200 eine Kranseite 272 und eine Lüftungsseite 274. Eine erste Mittellinie 298 ist ein Durchmesser, der sich von der Kranseite 272 zur Lüftungsseite 274 durch die Mitte 299 erstreckt. Die erste Mittellinie 298 ist orthogonal zu einem zweiten Durchmesser, d.h. der zweiten Mittellinie 297, in der Mitte 299. Da das

freitragende Dach 200 möglicherweise nicht ganz rund ist, befindet sich die zweite Mittellinie 297 etwa auf halber Strecke entlang der oberen Fläche 206 zwischen der Kranseite 272 und der Entlüftungsseite 274 des freitragenden Dachs 200. Eine imaginäre Sehne 296 verläuft orthogonal zur ersten Mittellinie an einer Stelle zwischen der zweiten Mittellinie 297 und der Kranseite 272 des freitragenden Dachs 200. In einem Beispiel liegt die imaginäre Sehne 296 etwa auf halber Strecke zwischen der zweiten Mittellinie 297 und der Kranseite 272 des freitragenden Dachs 200. Ein erstes Segment 290 wird zwischen der imaginären Sehne 296 und dem äußeren Umfang 204 entlang der Kranseite 272 des freitragenden Dachs 200 gebildet. In einem Beispiel schneidet die imaginäre Sehne 296 das Mittelloch 292 nicht. In anderen Beispielen verläuft die Sehne 296 durch das Mittelloch 292. Somit ist das erste Segment 290 des freitragenden Dachs 200 die FIläche des freitragenden Dachs 200 zwischen der Kranseite 272 und der imaginären Sehne 296 in einem ersten Viertel eines Abstands entlang der ersten Mittellinie 198 zwischen der Kranseite 272 und der Lüftungsseite 274.

[0026] Die obere Fläche 206 des freitragenden Dachs 200 hat einen äußeren Abschnitt 254 und einen inneren Abschnitt 252. Der äußere Abschnitt 254 ist zwischen dem äußeren Stützring 282 und dem mittleren Stützring 284 angeordnet. Der innere Abschnitt 252 ist zwischen der mittleren Ringstütze 284 und dem Mittelloch 292 angeordnet. In einem Beispiel ist der äußere Abschnitt 254 und/oder der innere Abschnitt 252 der oberen Fläche 206 ausreichend flach, um eine sichere und ebene Fläche für Personen bereitzustellen, die während der Wartungsarbeiten auf dem Dach 200 arbeiten. Ein Entlüftungsbogen 244 kann durch den äußeren Teil 254 und optional in den inneren Teil 252 der oberen Fläche geführt werden. Das heiße Abgas aus dem metallurgischen Ofen 150 wird durch ein Entlüftungsloch 344 (in FIG. 3 und FIG. 4 dargestellt) im Dach 200 durch den Entlüftungsbogen 244 zum Sammeln durch ein Abgasabfuhrsystem aus dem Ofen 150 geleitet.

[0027] Das Mittelloch 292 ist so konfiguriert, dass es den Delta-Einsatz 132 aufnehmen kann. Der Delta-Einsatz 132 ist so konfiguriert, dass sich die Elektrode 152 durch ihn hindurch und in den metallurgischen Ofen 150 hinein erstrecken kann. Der Delta-Einsatz 132 (dargestellt in FIG. 1A) ist aus feuerfestem Stein geformt und wird routinemäßig in dem freitragenden Dach 200 ausgetauscht.

[0028] Der Körper 202 hat Auslegerstützen 216. Die Auslegerstützen 216 können mit einem oder mehreren der äußeren Stützringe 282 und/oder dem mittleren Stützring 284 verbunden sein. Alternativ können die Halterungsstützen 216 an einem ersten Ende und einem zweiten Ende mit dem äußeren Stützring 282 verbunden sein. Die Auslegerstützen 216 sind strukturell so in den Körper 202 integriert, dass die beiden Auslegerstützen 216 das gesamte Gewicht des freitragenden Daches 200 tragen können, wenn das Dach 200 aus dem Ofen 150 herausgehoben wird. In einem Beispiel hat das freitragende Dach 200 zwei Auslegerstützen 216. In einem anderen Beispiel hat das freitragende Dach 200 drei Auslegerstützen 216. Alternativ kann das freitragende Dach 200 eine Auslegerstütze 216 oder vier Auslegerstützen 216 haben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass alle Auslegerstützen 216 zwischen der Kranseite 272 und der zweiten Mittellinie 297 des freitragenden Dachs 200 angeordnet sind.

[0029] Das freitragende Dach 200 ist mit dem Portalkran 160 an einer oder mehreren Hebebügel 210 verbunden. Die Hebebügel 210 sind an den Auslegerstützen 216 zwischen der mittleren Öffnung und dem äußeren Stützring 282 angeordnet, d.h. sie erstrecken sich weniger als zur Hälfte über die obere Fläche 206. Das heißt, die Hebebügel 210 sind innerhalb desselben Abschnitts des freitragenden Dachs 200 angeordnet, der zwischen der zweiten Mittellinie 297 und der Kranseite 272 des freitragenden Dachs 200 definiert ist. In einem Beispiel weist das Kragarmdach 200 zwei Hebebügel 210 auf und ist an den beiden Hebebügeln 210 mit dem Portalkran 160 gekoppelt. In einem Beispiel befinden sich die Hebebügel 210 alle in einem Segment (ein Bereich, der nicht den Mittelpunkt enthält, der durch eine Sehne und einen zwischen den Endpunkten der Sehne liegenden Bogen begrenzt wird) des freitragenden Dachs 200. Zum Beispiel sind die Hebebügel 210 im ersten Segment 290 angeordnet. Das erste Segment 290 mit allen Hebebügeln 210 ist im ersten Viertel eines Dachdurchmessers angeordnet, der sich senkrecht zum Portalkran 160 erstreckt. Alternativ sind alle Dachhubpunkte, d.h. die Hebebügel 210, zwischen dem Mittel-

loch 292 und dem Portalkran 160 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass keine der Hebebügel 210 zwischen der zweiten Mittellinie 297 und der Entlüftungsseite 274 des freitragenden Dachs 200 angeordnet sind.

[0030] Das freitragende Dach 200 wird von dem Portalkran 160 getragen und bewegt. Der Portalkran 160 ist an den beiden Hebebügeln 210 mit dem Kragarmdach 200 gekoppelt. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der Portalkran 160 kurze Mastarme 262 zur Ankopplung an die Hebebügel 210 hat. Die Mastarme 262 sind insofern kurz, als sie sich nicht über die obere Fläche 206 des freitragenden Dachs 200 erstrecken und den Bereich oberhalb der oberen Fläche 206 freigeben. Wie oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1A und 1B erläutert, erstrecken sich herkömmliche Mastarme fast über die gesamte obere Fläche herkömmlicher Dächer. In einem Beispiel hat der Portalkran 160 zwei kurze Mastarme 262. In einem anderen Beispiel hat der Portalkran 160 eine Anzahl von kurzen Mastarmen 262, die gleich oder geringer ist als die Anzahl der Hebebügel 210. Das Kragarmdach 200 ist jedoch nicht auf den Hebebügeln 210 ausbalanciert. Um eine Drehung des freitragenden Dachs 200 um die Hebebügel 210 zu verhindern und das freitragende Dach 200 an den Wänden des metallurgischen Ofens 150 ausgerichtet zu halten, weist das freitragende Dach 200 einen oder mehrere Stoßfänger 230 auf. In einem Beispiel weist das freitragende Dach 200 ein Paar Stoßfänger 230 auf, d.h. einen ersten Stoßfänger 231 und einen zweiten Stoßfänger 232. Die Stoßfänger 230 sind so konfiguriert, dass sie den Portalkran 160 berühren oder an ihm anliegen. Auf diese Weise stützen die Hebebügel 210 das freitragende Dach 200 schwenkbar ab, während die Puffer 230 am Portalkran 160 anliegen, um eine weitere Drehung des freitragenden Daches 200 zu verhindern und eine Ausrichtung mit den Wänden des metallurgischen Ofens 150 beizubehalten. In einem Beispiel befinden sich die Stoßfänger 230 und die Hebebügel 210 alle in dem einen Segment 290 des freitragenden Dachs 200, wie oben beschrieben. Das Segment 290, das die Hebebügel 210 enthält, ist im ersten Viertelabschnitt des freitragenden Dachs 200 angeordnet, der sich von den Stoßstangen 230 aus erstreckt.

[0031] FIG. 3 und FIG. 4 werden nun gemeinsam besprochen. FIG. 3 ist eine schematische Seitenansicht des freitragenden Dachs 200 aus FIG. 2. FIG. 4 ist eine schematische orthogonale Draufsicht auf das freitragende Dach von FIG. 2.

[0032] Die Anordnung der beiden Hebebügel 210 auf dem Kragarmdach 200 ermöglicht es, die herkömmlichen langen Portalhubarme, die zum Anheben des herkömmlichen Daches/Ellbogens an drei oder vier Punkten verwendet werden, durch kurze Mastarme 262 zu ersetzen, die das Dach/den Ellbogen nur an den beiden Hebebügel 210 anheben. Der Portalkran 160 hat zwei kurze Arme 262. Die kurzen Mastarme 262 erstrecken sich vom Portalkran 160 bis zu den beiden Hebebügeln 210. In einem Beispiel erstrecken sich die kurzen Mastarme 262 nicht über das Mittelloch 292. In einem anderen Beispiel reichen die kurzen Mastarme 262 nicht über das erste Segment 290 der oberen Fläche 206 des freitragenden Dachs 200 hinaus. Die kurzen Mastarme 262 sind sowohl beim Austausch als auch bei der Wartung der Arme des Portalkrans 160 weniger kostspielig als herkömmliche längere Arme. Das Design und die Ausrichtung der kurzen Mastarme 262 sind so, dass die Hub- und Schwenkvorgänge des Portalkrans 160 unverändert bleiben.

[0033] Die kurzen Mastarme 262 sind durch eine Halteranordnung 400 an den beiden Hebebügeln 210 befestigt. Die Halteranordnung 400 ist in FIG. 5 dargestellt. FIG. 5 zeigt einen Teil der orthogonalen Draufsicht auf das Kragarmdach 200 von FIG. 3 und FIG. 4. Die Halteranordnung 400 ist so ausgelegt, dass die beiden Hebebügel 210 an den kurzen Portalarmen 262 befestigt werden können. Die Halteranordnung 400 ist so konfiguriert, dass sie ein gewisses Maß an Bewegung zwischen den beiden an den kurzen Portalarmen 262 befestigten Hebebügeln 210 bereitstellt. Die Halteranordnung 400 umfasst eine Armhalterung 514, eine Kupplung 516 und eine Dachhalterung 512.

[0034] Die Armhalterung 514 ist mit den kurzen Armen 262 verbunden. Die Armhalterung 514 kann mit den kurzen Mastarmen 262 verschweißt, verschraubt, zusammenhängend mit ihnen ausgebildet oder mit jeder geeigneten Technik bereitgestellt werden, die eine ausreichende struk-

turelle Integrität bietet, um die Scherkraft aufzunehmen, die sich aus der Aufnahme von mindestens der Hälfte des Gewichts des Kragarmdachs 200 ergibt. In einem Beispiel wird die Armhalterung 514 durch eine Vielzahl von Schrauben an den kurzen Armen 262 befestigt. In einem anderen Beispiel ist die Armhalterung 514 ein zusammenhängender Teil der kurzen Arme 262.

[0035] Die Dachhalterung 512 ist mit den beiden Hebebügeln 210 des Kragarmdaches 200 verbunden. Die Dachhalterung 512 kann mit den beiden Hebebügeln 210 verschweißt, verschraubt, zusammenhängend mit ihnen ausgebildet oder auf jede geeignete Weise bereitgestellt werden, die eine ausreichende strukturelle Integrität bietet, um mindestens die Hälfte des Gewichts des freitragenden Dachs 200 zu tragen. In einem Beispiel wird der Dachhalterung 512 durch eine Vielzahl von Schrauben an den beiden Hebebügeln 210 befestigt. In einem anderen Beispiel ist die Dachhalterung 512 ein zusammenhängender Teil der beiden Hebebügel 210.

[0036] Die Armhalterung 514 ist über die Kupplung 516 mit der Dachhalterung 512 verbunden. In einem Beispiel ist die Armhalterung 514 gelenkig mit der Dachhalterung 512 verbunden. Die Kupplung 516 ist sowohl von der Armhalterung 514 als auch von der Dachhalterung 512 oder von beiden abnehmbar. Die Armhalterung 514 und die Dachhalterung 512 können ein Loch oder einen Schlitz aufweisen, der zur Aufnahme der Kupplung 516 konfiguriert ist. In einem Beispiel ist die Kupplung 516 ein Stift, ein Bolzen, eine Kette, ein Draht oder ein Kunststoffseil oder eine andere geeignete mechanische Verbindung, die eine Drehbewegung zwischen der Armhalterung 514 und der Dachhalterung 512 ermöglicht, während sie die Armhalterung 514 und die Dachhalterung 512 mechanisch miteinander verbindet. Zum Beispiel können die Armhalterung 514 und die Dachhalterung 512 mit der Kupplung 516 miteinander verbunden werden, um ein Scharnier zu bilden.

[0037] Die Halteranordnung 400 ermöglicht eine zusätzliche vertikale Bewegung eines Hubzylinders, um das freitragende Dach 200 nicht auf die Seitenwand 124 des metallurgischen Ofens 100 zu drücken, wenn sich das Gewicht des Metallschrotts auf der oberen Fläche 206 des freitragenden Daches 200 aufbaut. Die Konstruktion der Dachhalterung 512 ist ein vertikaler Schlitz, der es der Kupplung 516 (und den kurzen Armen 262) ermöglicht, sich um einen bestimmten Betrag nach oben/unten zu bewegen, so dass beim Absenken des freitragenden Daches 200 auf die Seitenwand 124 noch ein zusätzlicher Hub im Hubzylinder vorhanden ist. Auf diese Weise kann die Halteranordnung 400 das freitragenden Dachs 200 frei absenken, ohne dass es im Schlitz stecken bleibt und das freitragende Dach 200 nach unten auf die Seitenwand 124 gezogen/gezwungen wird.

[0038] Die Halteranordnung 400 stellt einen engeren Verbindungspunkt für die kurzen Mastarme 262 bereit, um die Momentenbelastung des Portalkrans 160 zu verringern, was den Verschleiß der Struktur und die Häufigkeit von kostspieligen und zeitaufwändigen Zylinder- und Lager- oder Buchsenwechseln reduziert.

[0039] Zurück zu FIG. 3 und FIG. 4, der Portalkran 160 hat zusätzlich zwei harte Anschläge 330, die so konfiguriert sind, dass sie mit den Stoßfängern 230 des freitragenden Dachs 200 fluchten. Vorteilhaft ist, dass durch den Wegfall der langen Portalarme der Zugang zur Oberseite des freitragenden Dachs 200 geöffnet wird, was einen einfacheren Austausch des feuerfesten DeltaEinsatzes 132 ermöglicht, der in der Regel alle 3-10 Tage erforderlich ist. Die kurzen Mastarme 262 ermöglichen es, den feuerfesten Delta-Einsatz 132 auszutauschen, indem nur die Elektroden 152 entfernt werden, ohne das freitragende Dach 200 zu lösen, so dass der Portalkran 160 aus dem Weg geschwenkt werden kann, wie es bei konventionellen Konstruktionen erforderlich ist, was die Ausfallzeiten reduziert und die Wartungskosten senkt.

[0040] Die obere Fläche 206 kann ausreichend flach sein, damit eine Person sicher darauf gehen kann. Zum Beispiel kann die obere Fläche 206 Abschnitte aufweisen, die zwischen 0° und 10° geneigt sind, um darauf zu gehen. An der äußeren Begrenzung 204 ist auf der oberen Fläche 206 ein Geländer 306 angeordnet. Das Geländer 306 ist ausreichend hoch, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, so dass eine Person auf der oberen Fläche des freitragenden Dachs 200 laufen kann, ohne ein Sicherheitsgeschirr zu tragen. Das Geländer 306 trägt dazu bei, dass Personen, die sich auf der oberen Fläche 206 befinden, nicht vom Kragarmdach 200 herunterfal-

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len können.

[0041] Das Kragarmdach 200 hat eine Seitenwand 380. Die Seitenwand 380 ist ausreichend hoch, damit das interne Sprühkühlsystem und das Abflusssystem, die im Kragarmdach 200 angeordnet sind, effizient arbeiten und die Schwerkraft nutzen können. Die Seitenwand 380 hat einen oberen Teil 384 und einen unteren Teil 386. Der untere Abschnitt 386 einer Seitenwand 380 ist entlang des äußeren Umfangs 204 angeordnet. Der untere Abschnitt 386 einer Seitenwand 380 enthält das Abflusssystem 278. Die kurzen Mastarme 262 des Portalkrans 160 ermöglichen eine deutlich größere Höhe der Seitenwand 380 als bei herkömmlichen Dächern, wodurch ein größeres Volumen innerhalb des Dachs entsteht, das die Sprühkühlung und Entwässerung des freitragenden Dachs 200 unterstützt. Das heißt, die kurzen Mastarme 262 beseitigen die Raumverengung zwischen der Oberseite des freitragenden Dachs 200 und den herkömmlichen langen Portalarmen, wodurch ein höheres und leistungsfähigeres Dach möglich ist.

[0042] Das freitragende Dach 200 macht das Arbeiten um lange Portalarme herum überflüssig und stellt mit der flachen oberen Fläche und dem Geländer 306 ein erhöhtes Maß an Sicherheit bereit. Das freitragende Dach 200 stellt ein Geländer 306 bereit, das den äußeren Umfang 204 des freitragenden Dachs 200 umschließt und eine sicherere Zugangsplattform für die Arbeit schafft. Das freitragende Dach 200 stellt einen einfacheren Zugang zur Verfügung, um die Oberseite des Daches von Abfallmaterial sauber zu halten, wodurch Gewichtsansammlungen und zusätzliche Belastungen für den Portalkran 160 vermieden werden. Das freitragende Dach 200 stellt einen leichteren Zugang und einen einfacheren Austausch des Entlüftungsbogens 244 bereit, was die Wartungskosten reduziert.

[0043] Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das freitragende Dach 200 die traditionellen langen Portalarme, die das Dach/den Bogen an drei oder vier Punkten anheben, durch kurze Portalarme ersetzt, die das Dach/den Bogen nur an zwei Punkten am äußeren Rand des Daches anheben. Vorteilhafterweise eröffnet der Wegfall der langen Portalarme den Zugang zur Oberseite des freitragenden Daches für einen einfacheren Wechsel des feuerfesten Delta-Einsatzes, der normalerweise alle 3 bis 10 Tage erforderlich ist, indem er den Wechsel des feuerfesten Delta-Einsatzes ermöglicht, indem nur die Elektroden entfernt werden und das Dach nicht abgenommen werden muss, um das Portal aus dem Weg zu schwenken, was die Stillstandszeit reduziert und die Wartungskosten senkt.

[0044] Das freitragende Dach ist stabiler als herkömmliche 3- oder 4-Punkt-Aufzugsdächer. Durch die kurzen Portalarme des freitragenden Daches entfällt jedoch die Raumverengung zwischen der Oberseite des Daches und den langen Portalarmen, was ein höheres und leistungsfähigeres Steilkegeldach ermöglicht. Kürzere Portalarme sind in Bezug auf Austausch und Wartung weniger kostspielig als längere Arme. Die Konstruktion und Ausrichtung der Portalarme und Lagerplatten sind so gestaltet, dass die Hub- und Schwenkvorgänge des Ofens unverändert bleiben.

[0045] Das freitragende Dach macht die Arbeit um lange Portalarme herum überflüssig und stellt mit der flachen Dachkonstruktion und dem Handlauf ein gewisses Maß an Sicherheit bereit. Das freitragende Dach ermöglicht einen vollständigen Handlauf um den Umfang des Daches, wodurch eine sicherere Arbeitsplattform geschaffen wird. Das freitragende Dach ermöglicht einen leichteren Zugang, um das Dach sauber zu halten, und vermeidet Gewichtsansammlungen und zusätzliche Belastungen für die Struktur der Hebebühne und den Zylinder. Das freitragende Dach ermöglicht einen leichteren Zugang und einen einfacheren Austausch des Dachbogens, was die Wartungskosten reduziert.

[0046] Der engere Verbindungspunkt zwischen der Hubkonsole und dem Portalkran reduziert die Länge der kürzeren Arme sowie die Momentbelastung auf die Struktur des Portallifts. Die kürzeren Arme verringern somit den Verschleiß der Portalstruktur und die Häufigkeit kostspieliger und zeitaufwändiger Reparaturen an den Portalzylindern, Lagern und Buchsen.

[0047] Während das Vorstehende auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zuführt, können andere und weitere Ausführungsformen entwickelt werden, ohne vom grundsätzlichen

Umfang derselben abzuweichen, und der Umfang derselben wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims (16)

Ansprüche

1. Ein Dach (200) für einen metallurgischen Ofen (150), umfassend: einen Körper (202) umfassend: eine obere Fläche (206) mit einem Zentrum (299), wobei die obere Fläche (206) eine um das Zentrum (299) angeordnete zentrale Öffnung (292) aufweist; eine untere Fläche (203) gegenüber der oberen Fläche (206); und eine äußere Seitenwand (380), die die obere Fläche (206) mit der unteren Fläche (203) verbindet, wobei die äußere Seitenwand (380), die untere Fläche (203) und die obere Fläche (206) einen Innenbereich definieren, wobei die äußere Seitenwand (380) eine Hebeseite (272) und eine Haubenseite (274) hat; ein internes Sprühkühlsystem, das in dem inneren Teil des Körpers (202) angeordnet ist; gekennzeichnet durch

Hebebügel (210), die auf der oberen Fläche (206) angeordnet sind, wobei die Hebebügel

(210) ein Gewicht des gesamten Daches (200) tragen, wenn das Dach (200) von einem Kran (160) aufgehängt wird, wobei alle Hebebügel (210) in einem ersten Segment (290) des Daches (200) angeordnet sind.

2. Das Dach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Segment (290), das die Hebebügel (210) enthält, in einem ersten Viertel eines Dachdurchmessers angeordnet ist, der sich von der Hebeseite (272) aus erstreckt.

3. Das Dach nach Anspruch 1 ferner umfassend: Stoßstangen (230), die an der Hebeseite (272) der äußeren Seitenwand (380) angeordnet sind, wobei sich die Stoßstangen (230) in dem ersten Segment (290) des Daches befinden.

4. Das Dach nach Anspruch 1 ferner umfassend: eine erste Mittellinie (298), die sich durch die Mitte von der Hebeseite (272) zur Haubenseite (274) erstreckt; und eine zweite Mittellinie (297), die sich durch die Mitte und orthogonal zur ersten Mittellinie (298) erstreckt, wobei zwischen der zweiten Mittellinie (297) und der Haubenseite (274) keine Hebepunkte angeordnet sind.

5. Das Dach nach Anspruch 1 ferner umfassend: ein Sicherheitsgeländer (306), das an der oberen Fläche (206) entlang eines äußeren Umfangs der oberen Fläche (206) angeordnet ist.

6. Das Dach nach Anspruch 1 ferner umfassend: eine Entlüftungshaube (244), die eine Entlüftungsseite (274) des Körpers (202) definiert, wobei die Entlüftungshaube (244) durch die obere Fläche (206) und die untere Fläche (203) hindurch angeordnet ist, wobei die Entlüftungshaube (244) einen inneren Teil eines metallurgischen Ofens (150) mit einem Abgasabsaugsystem fluidisch verbindet.

7. Metallurgischer Ofen (150), der Folgendes aufweist:

eine Kippplattform (151);

einen Portalkran (160), der an der Kippplattform (151) befestigt ist, wobei der Portalkran (160) Arme (162) hat;

einen auf der Kippplattform (151) angeordneten Ofenkörper, wobei der Ofenkörper Folgendes aufweist: eine Seitenwand (124), wobei die Seitenwand (124) eine Oberseite aufweist, die gegenüber einer Unterseite angeordnet ist, wobei die Seitenwand (124) einen inneren Abschnitt des Ofenkörpers umgibt;

ein Dach (200), das auf der Oberseite der Seitenwand (124) angeordnet ist, wobei das Dach (200) Folgendes aufweist:

einen Dachkörper (202), der aufweist:

eine obere Fläche (205) mit einer Mitte (299), wobei die obere Fläche (206) eine um die Mitte (299) herum angeordnete zentrale Öffnung (292) aufweist; eine untere Fläche gegenüber der oberen Fläche; und eine äußere Seitenwand (380), die die obere Fläche (206) mit der unteren Fläche (203) ver-

bindet, wobei die äußere Seitenwand (380), die untere Fläche (203) und die obere Fläche (206) einen Innenabschnitt definieren, wobei ein Sprühkühlsystem vorhanden ist zum Kühlen des Innenabschnitts, und wobei die äußere Seitenwand (380) eine Hebeseite (272) und eine Haubenseite (274) aufweist; gekennzeichnet durch Hebebügel (210), die auf der oberen Fläche (206) angeordnet sind, wobei die Hebebügel (210) mit den Armen (162) des Portalkrans (160) gekoppelt sind und ein Gewicht des gesamten Daches (200) tragen, wenn das Dach (200) von dem Portalkran (160) aufgehängt ist, wobei alle Hebebügel (210) in einem ersten Segment (290) des Daches (200) angeordnet sind.

8. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (200) nicht mehr als zwei Hebebügel (210) aufweist.

9. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (200) weiterhin aufweist: eine erste Mittellinie (298), die sich durch die Mitte (299) von der Hebeseite (272) zur Haubenseite (274) erstreckt; und eine zweite Mittellinie (297), die sich durch die Mitte (299) und orthogonal zur ersten Mittellinie (298) erstreckt, wobei keine Hebepunkte zwischen der zweiten Mittellinie (297) und der Haubenseite (274) angeordnet sind.

10. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Länge der Arme (162) für den Portalkran (160) kurz über die zweite Mittellinie (297) erstreckt.

11. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Segment (290), das die Hebebügel (210) enthält, in einem ersten Viertel einer von der Hebeseite (272) ausgehenden Decke angeordnet ist.

12. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Länge der Arme (162) für den Portalkran (160) nicht über das erste Segment (290) hinaus erstreckt.

13. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (200) ferner aufweist: Stoßstangen (230), die an der Hebeseite (272) der äußeren Seitenwand (380) angeordnet sind, wobei die Stoßstangen (230) im ersten Segment (290) des Daches (200) angeordnet sind und den Portalkran (160) berühren, wenn der Portalkran (160) das Gewicht des Daches (200) trägt.

14. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine Entlüftungshaube (244), die eine Entlüftungsseite (274) des Daches (200) definiert, wobei die Entlüftungshaube (244) durch die obere Fläche (206) und eine untere Fläche (203) hindurch angeordnet ist und den Innenbereich des metallurgischen Ofens (150) mit einem Abgasabfuhrsystem fluidisch koppelt.

15. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (200) ferner aufweist: ein Sicherheitsgeländer (306), das an der oberen Fläche (206) entlang eines äußeren Umfangs der oberen Fläche (206) angeordnet ist.

16. Metallurgischer Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (162) des Portalkrans (160) durch einen Schlitzstift an der Hubkonsole befestigt ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen