DE10034049A1 - Abstichsystem für nicht kippbaren E-Ofen - Google Patents
Abstichsystem für nicht kippbaren E-OfenInfo
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Abstract
Ein metallurgisches Gefäß (1), insbesondere ein Elektrolichtbogenofen, steht beim Abstechen der Metallschmelze (2) in senkrechter Gefäßlage bei senkrechter Abstichkanalachse (4a). Um einen Bodenabstich (3) sicher verschließbar zu gestalten und wieder zu öffnen, auch für portionsweises Öffnen geeignet zu machen, wird vorgeschlagen, dass vom senkrechten Verlauf (5) jeweils ein Abstichkanalabzweig (8) schräg nach unten verläuft und dass ein auf der Abstichkanalachse (4a) in einem Rohr (9) geführter Steuerstopfen (10) aus einer oberen Schließstellung (11), in der die seitliche Abstichkanalabzweigöffnung (8a) ebenfalls verschlossen ist, in eine untere Öffnungsstellung (12) verstellbar ist, in der der Steuerstopfen (10) die seitliche Abstichkanalabzweigöffnung (8a) zum Abstichkanal (6) freigibt.
Description
Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Gefäß, insbesondere einen Elektrolicht
bogenofen, das beim Abstechen der Metallschmelze in senkrechter Gefäßlage
steht und einen Bodenabstich aufweist.
Elektrolichtbogenöfen sind überwiegend mit einem Erker ausgestattet im Einsatz,
in dem sich eine exzentrische Abstichöffnung befindet. Während der Erschmel
zung wird das Abstichloch nicht von der Metallschmelze umspült. Zum Abstechen
wird das Gefäß gekippt. Die Abstichöffnung kann mittels einer Stopfenstangenvor
richtung oder mit einem Schieberverschluss betätigt werden. Der Abstichkanal ist
mit einer Füllmasse ausgefüllt, die verhindern soll, dass z. B. flüssiger Stahl mit
einer abschließenden Blechplatte des Verschlusses in Kontakt kommt und daran
durch Einfrieren festklebt. Die rieselfähige Füllmasse liegt lose auf der Verschluss-
Blechplatte auf und erlaubt eine Bewegung beim Öffnen. Die Füllmasse fällt beim
Öffnen zuerst aus dem Abstichkanal. Danach folgt das Flüssigmetall
(DE 32 30 646 C1).
Derartige Ofengefäße sind jedoch aufwendig, weil eine Kippvorrichtung mit Kipp
antrieb notwendig ist. Das Ofengefäß ist durch den Erker nicht rotationssymme
trisch und deshalb ebenfalls in der Herstellung aufwendig.
Das eingangs bezeichnete metallurgische Gefäß geht von einem nur in senk
rechter Position betätigbaren Abstich aus, so dass der Erker und eine Kippvor
richtung entfallen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein metallurgisches Gefäß in senk
rechter Position einen Abstichverschluss vorzuschlagen, der zuverlässig ver
schließbar und wieder leicht zu öffnen ist, ein portionsweises Öffnen und danach
wieder ein sicheres Verschließen erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass vom senkrech
ten Verlauf eines oder mehrerer Abstichkanäle in der Abstichkanalrohrwand je
weils ein Abstichkanalabzweig schräg nach unten zur Abstichkanalachse und dar
an anschließend etwa senkrecht nach unten verläuft und dass ein auf der Abstich
kanalachse in einem Rohr geführter Steuerstopfen aus einer oberen, am Ge
fäßboden in durch Formschluss abdichtender Schließstellung in der die seitliche
Abstichkanalabzweigöffnung ebenfalls verschlossen ist, in eine untere Öffnungs
stellung verstellbar ist, in der der Steuerstopfen die seitliche Abstichkanalab
zweigöffnung zum Abstichkanal freigibt. Die Vorteile sind ein sicheres Verschlie
ßen beim portionsweisen Abstechen in senkrechter Gefäßlage. Außerdem werden
zwei Abdichtungsstellen für die Metallschmelze geschaffen. Der Abstich ist ferner
ausreichend wartungsfrei. Die Dichtwirkung erfolgt über eine Spaltdichtung zwi
schen zwei Keramikteilen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das im Durchmesser gegen
über dem Abstichkanaldurchmesser größere Rohr für die Führung des Steuer
stopfens in einem am Gefäßboden angebrachten Bodenblock aus Feuerfestwerk
stoff eingelassen ist und dass am Bodenblock ein Schubantrieb und/oder ein
Drehantrieb für den Steuerstopfen gelagert ist und der Schubantrieb und der
Drehantrieb mit dem Steuerstopfen antriebsmäßig verbunden sind. Während der
Einschmelzphase des metallurgischen Gefäßes dichtet der Steuerstopfen an sei
ner oberen Spitze und während des Abstechens dichtet der Steuerstopfen im aus
gefüllten Rohr.
Um eine weitergehende Sicherheit im Abstichbereich eines metallurgischen Gefä
ßes zu schaffen und dadurch ein Redundanz-System zu erhalten, wird vorge
schlagen, dass am Gefäßboden spiegelbildlich paarweise angeordnete Abstichka
näle mit jeweils einem Schubantrieb und einem Drehantrieb vorgesehen sind.
Weitere, der Funktionssicherheit dienende Merkmale bestehen darin, dass ein
gefäßbodennaher Abschnitt des Steuerstopfens hohl und mit Füllmasse auffüllbar
ist, die durch einen seitlichen Kanal im Steuerstopfen und im Bodenblock mittels
einer Transporteinrichtung für die Füllmasse in Schließstellung des Steuerstopfens
einführbar ist. Dadurch wird die bisherige rieselfähige Füllmasse auf der Blech
platte ersetzt und kann somit als Füllmasse weiterhin verwendet werden. Die
Füllmasse erleichtert die Spaltabdichtung.
Eine andere Verbesserung der Erfindung ist dadurch gegeben, dass der Abstich
kanal im Bodenblock gerade verläuft und außerhalb des Bodenblocks ein bogen
förmiges Abstichrohr angeschlossen ist, dessen Achse lotrecht verläuft oder dass
der Abstichkanal im Bodenblock gebogen verläuft und sich außerhalb des Boden
blocks ein lotrecht verlaufendes Abstichrohr anschließt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Antriebe für den Steuerstop
fen jeweils entweder aus einem Zahnradgetriebe bestehen, das hitzefest in einem
Gehäuse umschlossen und über einen Antriebsstrang mit einem entfernt ange
ordneten Antriebsdrehmotor antriebsmäßig verbunden ist oder aus einem Hydro
motor gebildet ist, der außerhalb des Strahlungsbereichs des Gefäßes angeordnet
ist und mit einer Kolbenfläche des Steuerstopfens über eine Hydraulikleitung zu
sammenwirkt.
Die gewünschten Toleranzen zwischen Steuerstopfen und Rohr können bei Wär
mebeständigkeit dadurch erzielt werden, dass der Steuerstopfen und das ihn füh
rende Rohr jeweils aus Bornitrid hergestellt sind oder einer schlecht benetzten
Keramik. Letztere ist leicht und gut bearbeitbar.
Eine Alternative zur Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, dass am Ge
fäßboden unterhalb dem Bodenabstich ein horizontal liegender Schieberver
schluss angeordnet ist, der mit paarweisen Schieberstangen an zumindest ein am
Gefäßboden befestigtes Schubgetriebe mit einem Antriebsmotor angeschlossen
ist und dass ein vertikal rechteckiger Bodenabstichkanal mittels zwei horizontal
gegenläufig anstellbaren, den rechteckigen Bodenabstichkanal überdeckenden
Kolben aus Feuerfestwerkstoff verschließbar ist. Die Mechanik ist wirtschaftlich
herstellbar. Die Funktionsweise ist klar überschaubar und die Betätigung kann mit
üblichen Mitteln erfolgen.
Die Haltbarkeit und die Herstellung werden auch hier dadurch vorteilhaft beein
flusst, dass die zylindrischen Kolben in Bornitrid-Hülsen geführt und aus Bomitrid
ausgeführt sind.
Weiterhin können auch hier die wärmetechnisch erforderlichen Schutzmaßnah
men angewendet werden, indem jeder Kolben einen eigenen Antrieb besitzt, der
aus einem Hydrozylinder besteht, der außerhalb des Strahlungsbereichs des Ge
fäßes angeordnet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden
nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch den Bodenbereich eines me
tallurgischen Gefäßes für ein erstes Ausführungsbeispiel, mit einem
Schub- und einem Drehantrieb,
Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch den Abstich wie Fig. 1 mit Aus
bildung des Steuerstopfens und Spaltdichtung,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt wie die Fig. 1 und 2 mit einer alternativen
Ausführungsform des Bornitrid-Rohrs und des Bornitrid-Steuer
stopfens,
Fig. 4 den senkrechten Schnitt der Fig. 1 bis 3 während eines Freibohrens
des linken Abstichkanals,
Fig. 5 den Schub- und Drehantrieb für den Steuerstopfen im Schnitt und
vergrößertem Maßstab,
Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform mit Füllmas
sen-Zuführung in einen hohlen Steuerstopfen,
Fig. 7 eine Einzelheit gemäß Fig. 6 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform mit
Schieberverschluss,
Fig. 9 die Ausführungsform der Fig. 8 mit einer alternativen Antriebsge
staltung,
Fig. 10 einen horizontalen Schnitt durch die Ausführungsform der Fig. 9, mit
geöffneten Kolben,
Fig. 11 den horizontalen Schnitt der Fig. 9 mit geschlossenen Kolben und
Fig. 12 einen vertikalen Schnitt durch den Bodenblock mit Inertgas-Spülung.
Das metallurgische Gefäß 1 mit einem Gefäßboden 1a besteht im Ausführungs
beispiel aus einem Elektrolichtbogenofen, der beim Abstechen der Metallschmelze
2 in senkrechter Gefäßlage steht, so dass ein senkrechter Bodenabstich 3 eben
falls eine senkrechte Achsstellung 4 aufweist. Dementsprechend beginnt der Bo
denabstich 3 mit einem senkrechten Verlauf 5 eines oder mehrerer Abstichkanäle
6 und verläuft weiter in der Abstichkanalrohrwand 7 mit jeweils einem Abstichka
nalabzweig 8 schräg nach unten zur Abstichkanalachse 4a und daran anschlie
ßend etwa senkrecht nach unten. In der Abstichkanalachse 4a ist in einem kon
zentrischen Rohr 9 ein Steuerstopfen 10 geführt. Der Steuerstopfen 10 befindet
sich mit seiner konischen Kuppe 10a in einer durch Formschluss abdichtenden
Schließstellung 11 (Fig. 1, linke Hälfte). Dabei ist die seitlich in der Abstichkanal
rohrwand 7 gebildete Abstichkanalabzweigöffnung 8a ebenfalls verschlossen. Der
Steuerstopfen 10 ist (Fig. 1, rechte Hälfte) in eine untere Öffnungsstellung 12 ver
stellbar, in der der Steuerstopfen 10 die seitliche Abstichkanalabzweigöffnung 8a
zum Abstichkanal 6 freigibt.
Das Rohr 9 und damit der Steuerstopfen 10 ist etwa 25-30% größer im Durch
messer 9a gegenüber dem Abstichkanaldurchmesser 6a. Das Rohr 9 ist in einem
am Gefäßboden 1a angebrachten Bodenblock 13 aus Feuerfestwerkstoff einge
lassen. An diesen Bodenblock 13 sind ein Schubantrieb 14 und ein Drehantrieb 15
für den Steuerstopfen 10 gelagert. Der Schubantrieb 14 verstellt den Steuerstop
fen 10 in die Schließstellung 11 oder in die untere Öffnungsstellung 12. Der Steu
erstopfen 10 ist in dem Rohr 9 eng geführt. Der Steuerstopfen 10 und das Rohr 9
sind aus Bornitrid gefertigt und bearbeitet. Der Werkstoff Bornitrid (BN) ist durch
hohe Temperaturschock-Beständigkeit und schlechter Benetzbarkeit durch Flüs
sigkeiten und durch sehr gute Schmiereigenschaften sowie durch gute mechani
sche Bearbeitbarkeit für die Abdichtung geeignet.
Während der Einschmelzphase, die z. B. 50 Minuten betragen kann, dichtet der
Steuerstopfen 10 mit seiner konischen Kappe 10a gegen eine korrespondierende
Konusringfläche im Rohr 9 ab. Innerhalb der Abstichphase, die z. B. 3 Minuten
dauert, dichtet der abgesenkte Steuerstopfen 10 durch seine relativ enge Toleranz
im Rohr 9 (bei ca. 0,5 mm Spiel) ab. Während dieser Zeit führt der Steuerstopfen
10 zur Abdichtung gegen die Metallschmelze 2 eine Drehbewegung über den
Drehantrieb 15 relativ zum Rohr 9 aus.
Wie in den Fig. 1-4 gezeigt ist, sind am Gefäßboden 1a über den Bodenblock 13
spiegelbildlich paarweise angeordnete Abstichkanäle 6 mit jeweils einem Schub
antrieb 14 und einem Drehantrieb 15 vorgesehen.
Gemäß Fig. 1 ist der Steuerstopfen 10 in einem Rohr 9 gelagert, das als Hülse mit
einem auf dem Bodenblock 13 aufliegenden Flansch 9b gestaltet ist.
In Fig. 2 ist der Steuerstopfen 10 in der linken Hälfte der Darstellung bis über den
Rand des Gefäßbodens 1a in Schließstellung 11 gefahren. Hierzu wird in einer
einfachen Ausführung der Schubantrieb 14 eingesetzt.
Gemäß Fig. 3 ist das Rohr 9 wie beschrieben ausgeführt. In Abänderung gegen
über den Fig. 1 und 2 ist jedoch das Rohr 9 als Hülse mit einem unteren Flansch
9c ausgeführt und von unten befestigt.
Eine weitere Abänderung ergibt sich aus Fig. 4. In dem Bodenblock 13 sind wieder
die beiden schrägen Abstichkanäle 6 vorgesehen. Der Steuerstopfen 10 gleitet
jedoch unmittelbar in dem Bodenblock 13, der das Rohr 9 selbst bildet. Hier ist nur
ein Abstichkanal 6 vorhanden. In dem senkrechten Verlauf 5 ist ein Abstichkanal
abzweig 8 nur für die Zuführung von Füllmasse 16 durch ein Fördermittel 17 an
geordnet. Der zweite Kanal ist mit Füllmasse 16 gefüllt. Die Füllmasse 16 (z. B.
Sand) wird mittels einer motorisch angetriebenen Förderschnecke 28a (vgl. Fig.
6) in den Raum über dem Steuerstopfen 10 gefördert. Das Dichten wird dabei
während der langen Aufschmelzphase des Gefäßes 1 von eingefördertem Sand
übernommen. Sobald der Steuerstopfen 10 nach unten gefahren wird, um das
Gefäß 1 zu entleeren, wird der Füllmassenkanal durch den dortigen Steuerstopfen
10 verschlossen. Der auf dem Steuerstopfen 10 liegende Sand kann nicht
nachrutschen und blockiert die Bohrung gegen das Eindringen von Metallschmel
ze 2. Der Abstichkanal 6 wird frei. Der Sand und die Metallschmelze 2 können das
Gefäß 1 verlassen. Die Dichtung zwischen dem Rohr 9 und dem Steuerstopfen 10
in der geöffneten Stellung erfolgt wieder durch die vorstehend beschriebene
Spaltdichtung. Das Abdichten wird dabei durch Sandreste unterstützt, die wegen
ihrer kugeligen Form der Stopfen-Kuppe 10a in den Raum zwischen dem Rohr 9
und dem Steuerstopfen 10 verbleiben. In dieser Gestaltung kann in der geschlos
senen Stellung bei ca. 50 Minuten beim Aufschmelzen von Schrott das Rohr 9 im
45°-Winkel mit Flanschen 9b bzw. 9c durch einen automatischen Manipulator ge
wechselt werden.
In Fig. 5 ist ein Beispiel eines Schubantriebs 14 mit Drehantrieb 15 dargestellt. Ein
Antriebsdrehmotor 17 treibt über ein Zahnradgetriebe 18 eine Gewindespindel 19,
auf der eine Spindelmutter 20 geführt ist. Die Spindelmutter 20 ist über eine T-
Nute 21 mit dem Steuerstopfen 10 verbunden. Auf der Spindelmutter 20 ist ein
Zahnrad 22 verkeilt und wird über ein weiteres Zahnrad 23 über deren Welle 23a
und auf der Welle 23a und am Gehäuse 24 angeflanschtem Planetengetriebe 25
mit eigenem Antriebsmotor 26 angetrieben. Der Antriebsdrehmotor 17 und der
Antriebsmotor 26 werden unabhängig voneinander geschaltet. Der Antriebs
drehmotor 17 verstellt den Steuerstopfen 10 in der axialen Höhenlage und der
Antriebsmotor 26 dreht den Steuerstopfen 10 in der beschriebenen Art, um eine
Dichtung gegen die Metallschmelze 2 zu erzeugen.
Gemäß Fig. 6 ist ein gefäßbodennaher Abschnitt 10b des Steuerstopfens 10 hohl
und mit der Füllmasse 11 aufgefüllt, die durch einen seitlichen Kanal 27 im Steu
erstopfen 10 und im Bodenblock 13 durch ein Fördermittel 28 in Form der Förder
schnecke 28a für die Füllmasse 16 in Schließstellung 11 des Steuerstopfens 10
eingeführt wird und den gefäßbodennahen Abschnitt 10b erreicht und auffüllt.
Der Abstichkanal 6 kann im Bodenblock 13 erst gerade verlaufen (Fig. 1-5) und
außerhalb des Bodenblocks 13 kann ein bogenförmiges Abstichrohr 29 ange
schlossen sein, dessen Achse 30 lotrecht verläuft (Fig. 1-4).
Eine andere Führung des Abstichkanals 6 sieht vor, dass der Abstichkanal 6 im
Bodenblock 13 gebogen verläuft und sich außerhalb des Bodenblocks 13 ein lot
recht verlaufendes Abstichrohr 31 anschließt.
Die Antriebe 14, 15 für den Steuerstopfen 10 bestehen jeweils entweder aus dem
Zahnradgetriebe 18 und sind hitzefest in dem Gehäuse 24 umschlossen und über
einen nicht näher dargestellten Antriebsstrang mit dem entfernt angeordneten An
triebsdrehmotor 17 verbunden oder wie in Fig. 5 ersichtlich ist, mit dem unmittel
bar, jedoch hitzegeschützten Antriebsdrehmotor 17 bzw. dem Antrieb 26. Eine
andere Bauweise sieht einen Hydromotor (17; 26) vor, der außerhalb des Strah
lungsbereiches des metallurgischen Gefäßes 1 angeordnet ist und mit einer Kol
benfläche 32 des Steuerstopfens 10 über eine (nicht gezeigte) Hydraulikleitung
zusammenwirkt.
Fig. 6 zeigt den geschlossenen Bodenabstich 3. Es ist nur ein Abstichkanal 6 vor
gesehen. Im Bodenblock 13 verläuft der Abstichkanal 6 gerade, währenddem der
Abstichkanal 6 einen Bogenteil aufweist. Die Transporteinrichtung 28 fördert durch
die Förderschnecke 28a aus einem Vorratsbehälter Füllmasse 16 durch den Kanal
27 im Bodenblock 13 bis in den gefäßbodennahen Abschnitt 10a des Steuerstop
fens 10. Das Rohr 9 ist von unten mit einem Flansch 9c befestigt. Der sich in
Schließstellung 11 befindliche Steuerstopfen 10 ist durch die rieselfähige Füllmas
se 16 bis in den Bodenabstich 3 gefüllt. Über der Füllmasse 16 steht die Metall
schmelze 2. Alle Kanäle im Bodenblock 13 können von außen freigebohrt werden,
falls diese nicht von allein leerlaufen.
In Fig. 7 ist die Situation um den geöffneten Bodenabstich 3 in vergrößertem Maß
stab dargestellt. Der Steuerstopfen 10 ist über die in der T-Nute 21 angeschlosse
ne Gewindespindel 19 in die untere Öffnungsstellung 12 abgesenkt, wobei der
Kanal 27 für die Füllmasse 16 verschlossen wird, so dass die Abstichkanalab
zweigöffnung 8a den Weg für die Metallschmelze 2 durch den Abstichkanal 6 frei
gibt. Reste der Füllmasse 16 dichten den Steuerstopfen 10 am Rand ringsum ab,
so dass keine Schmelze in den Spalt zwischen den Steuerstopfen 10 und das
Rohr 9 gelangen kann. Aus diesem Grund kann anstelle des Bornitrids auch eine
andere Keramik gewählt werden.
Die Betätigung des Bodenabstichs 3 kann in den nachstehenden Schritten erfol
gen:
- a) Öffnen des Bodenabstichs
- - der Steuerstopfen 10 wird nach oben gefahren und zwar um ca. 50 mm, um die versinterte Schicht aus der Füllmasse 16 über den Steuerstopfen 10 aufzubrechen,
- - der Steuerstopfen 19 wird dann nach unten gefahren in die Abstichposition (untere Öffnungsstellung 12), um der Metallschmelze 2 den Weg in den Ab stichkanal 6 freizugeben.
- b) Schließen des Bodenabstichs
- - Der Steuerstopfen 10 wird aus der unteren Position nach oben gefahren, bis die konische Kuppe 10a den Abstichkanal 6 versperrt, d. h. die Schließ stellung 11 erreicht hat.
- - Die Förderschnecke 28a fördert Füllmasse 16 durch den Kanal 27 in den hohlen, gefäßbodennahen Abschnitt 10b des Steuerstopfens 10, die Füllmasse 16 verdrängt die Metallschmelze 2 über dem Steuerstopfen 10 und füllt den Raum über dem Steuerstopfen 10 mit Füllmasse 16 aus, so dass ein späteres Öffnen wieder ermöglicht wird.
Eine andere Ausführungsform ist in den Fig. 8-12 dargestellt. Am Gefäßboden 1a
unterhalb dem Bodenabstich 3 ist ein horizontal liegender Schieberverschluss 33
angeordnet, der mit paarweisen Schieberstangen 34 an zumindest ein am Ge
fäßboden 1a befestigtes Schubgetriebe 35 mit dem Antrieb 36 angeschlossen ist.
Ein vertikal rechteckiger Bodenabstichkanal 37 ist mittels zwei horizontal gegen
läufig anstellbaren Kolben 38a, 38b aus Feuerfestwerkstoff (BN) verschließbar.
Die zylindrischen Kolben 38a und 38b sind in Bornitrid-Hülsen 39 (vgl. Fig. 9) ge
führt und selbst aus Bornitrid hergestellt und durch mechanische Bearbeitung in
einander gleitend eingepasst.
Jeder der Kolben 38a, 38b ist mit einem eigenen Antrieb 36 ausgestattet. Der An
trieb 36 besteht aus einem Hydroantrieb 40, der (anders als gezeichnet) ca. 2500
mm außerhalb des Strahlungsbereichs des Gefäßes 1 angeordnet ist. Die Verbin
dung zwischen dem Gehäuse 24 und einem Drehantrieb 15 kann auch über eine
hitzegeschützte Kardanwelle erfolgen, die das jeweilige Eingangszahnritzel dre
hen kann.
Gemäß den Fig. 9 und 10 ist der Durchmesser der Kolben 38a, 38b ca. 15-25%
größer als die Tiefe des rechteckigen Abstichkanals 6. Das Rohr 9 ist im Bereich
des Abstichkanals 6 freigefräst. Die Kolben 38a, 38b bewegen sich gegenläufig. In
der geschlossenen Stellung (Fig. 9) wird der Abstichkanal 6 blockiert. Beim Zu
sammenfahren mit definierter Kraft wird die sich dazwischen befindliche Metall
schmelze 2, wie z. B. der Flüssigstrahl, weggequetscht. Beim Auseinanderfahren
der Kolben 38a, 38b wird der Abstichkanal 6 völlig freigegeben. Der für jeden Kol
ben 38a, 38b eigene Antriebsmotor 36 besteht aus dem Hydrozylinder 40. Das
Öffnen des Abstichkanals 6 kann extrem schnell erfolgen mit sinusförmigem Ge
schwindigkeitsverlauf des Anstiegs und des Abfalls.
Das Schließen der Kolben 38a, 38b geschieht in einer ersten Phase ebenfalls
schnell, während in einer zweiten Phase langsamer, mit Kraftregelung gearbeitet
wird, um die Kolben 38a, 38b nicht durch hartes Zusammenstoßen zu beschädi
gen. Dieser Geschwindigkeits- oder Kraftverlauf kann jeweils über die Hydrozylin
der 40 mit einer Servoventil-Regelung erzielt werden.
In den Fig. 10 und 11 sind jeweils rechteckige Abstichkanäle 6, Kolben 38a, 38b
mit der Länge, rundzylindrische Bornitrid-Stangen 41, ein Kolbendurchmesser,
eine Kanaltiefe und eine Kanalbreite dargestellt.
Gemäß Fig. 12 sind Maßnahmen getroffen, ein Einfrieren der Metallschmelze 2 im
Bereich der Kolben 38a, 38b zu verhindern. Damit das Einfrieren in der geschlos
senen Stellung der Bornitrid-Kolben 38a, 38b vermieden wird, erfolgt über Inert
gas-Spüldüsen 42 innerhalb von Spülsteinen 43 eine Bewegung der Metall
schmelze 2. In der geöffneten Stellung der Kolben 38a, 38b (vgl. Fig. 10) wird im
Feuerfestwerkstoff eine Heizung 44 eingebaut. Die Heizung 44 wird während des
Abstichs aktiviert und vermeidet, dass beim Schließen der Kolben 38a, 38b Me
tallschmelze 2 an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten der Kolben 38a, 38b
erstarrt. Diese Bauweise benötigt daher keine Füllmasse 16. Die Kolben 38a, 38b
werden in ihrer geschlossenen Stellung (vgl. Fig. 11) durch die darüber befindli
che Metallschmelze 2 ausreichend beheizt, so dass keine Gefahr einer Blockie
rung des Abstichkanals 6 durch erstarrte Schmelze 2 besteht. Vor dem endgülti
gen Schließen der Kolben 38a, 38b wird eine Mittelstellung angefahren. Die aus
fließende Metallschmelze 2 heizt die Stirnbereiche der Kolben 38a, 38b auf. Diese
Heizung bringt die Kolben 38a, 38b aus Bornitrid auf annähernd Schmelztempe
ratur der Metallschmelze 2. Beim anschließenden Zusammenfahren der Kolben
38a, 38b wird ein Ankleben von erstarrter Metallschmelze 2 vermieden.
1
metallurgisches Gefäß
1
a Gefäßboden
2
Metallschmelze
3
Bodenabstich
4
senkrechte Achsstellung
4
a Abstichkanalachse
5
senkrechter Verlauf
6
Abstichkanal
6
a Abstichkanaldurchmesser
7
Abstichkanalrohrwand
8
Abstichkanalabzweig
8
a Abstichkanalabzweigöffnung
9
Rohr (aus BN)
9
a Durchmesser
9
b Flansch, oben
9
c Flansch, unten
10
Steuerstopfen
10
a konische Kuppe
10
b gefäßbodennaher Abschnitt
11
Schließstellung
12
untere Öffnungsstellung
13
Bodenblock
14
Schubantrieb
15
Drehantrieb
16
Füllmasse
17
Antriebsdrehmotor
18
Zahnradgetriebe
19
Gewindespindel
20
Spindelmutter
21
T-Nute
22
Zahnrad
23
Zahnrad
23
a Welle
24
Gehäuse
25
Planetengetriebe
26
Antriebsmotor
27
Kanal
28
Transporteinrichtung
28
a Förderschnecke
29
bogenförmiges Abstichrohr
30
Achse
31
lotrechtes Abstichrohr
32
Kolbenfläche
33
Schieberverschluss
34
Schieberstange
35
Schubgetriebe
36
Antrieb
37
rechteckiger Bodenabstichkanal
38
a Kolben
38
b Kolben
39
Bornitrid-Hülse
40
Hydrozylinder
41
Bornitrid-Stangen
42
Inertgas-Spülung
43
Spülsteine
44
Heizung
Claims (10)
1. Metallurgisches Gefäß, insbesondere Elektrolichtbogenofen, das beim Ab
stechen der Metallschmelze in senkrechter Gefäßlage steht und einen Bo
denabstich aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass vom senkrechten Verlauf (5) eines oder mehrerer Abstichkanäle (6) in
der Abstichkanalrohrwand (7) jeweils ein Abstichkanalabzweig (8) schräg
nach unten zur Abstichkanalachse (4a) und daran anschließend etwa senk
recht nach unten verläuft und dass ein auf der Abstichkanalachse (4a) in
einem Rohr (9) geführter Steuerstopfen (10) aus einer oberen, am Ge
fäßboden (1a) in durch Formschluss abdichtender Schließstellung (11), in
der die seitliche Abstichkanalabzweigöffnung (8a) ebenfalls verschlossen
ist, in eine untere Öffnungsstellung (12) verstellbar ist, in der der Steuer
stopfen (10) die seitliche Abstichkanalabzweigöffnung (8a) zum Abstichka
nal (6) freigibt.
2. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das im Durchmesser (9a) gegenüber dem Abstichkanaldurchmesser
(6a) größere Rohr (9) für die Führung des Steuerstopfens (10) in einem am
Gefäßboden (1a) angebrachten Bodenblock (13) aus Feuerfestwerkstoff
eingelassen ist und dass am Bodenblock (13) ein Schubantrieb (14) und/
oder ein Drehantrieb (15) für den Steuerstopfen (10) gelagert ist und der
Schubantrieb (14) und der Drehantrieb (15) mit dem Steuerstopfen (10)
antriebsmäßig verbunden sind.
3. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Gefäßboden (1a) spiegelbildlich paarweise angeordnete Abstich
kanäle (6) mit jeweils einem Schubantrieb (14) und einem Drehantrieb (15)
vorgesehen sind.
4. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein gefäßbodennaher Abschnitt (10b) des Steuerstopfens (10) hohl
und mit Füllmasse (16) auffüllbar ist, die durch einen seitlichen Kanal (27)
im Steuerstopfen (10) und im Bodenblock (13) mittels einer Transportein
richtung (28) für die Füllmasse (16) in Schließstellung (11) des Steuerstop
fens (10) einführbar ist.
5. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstichkanal (6) im Bodenblock (13) gerade verläuft und außer
halb des Bodenblocks (13) ein bogenförmiges Abstichrohr (29) angeschlos
sen ist, dessen Achse (30) lotrecht verläuft oder dass der Abstichkanal (6)
im Bodenblock (13) gebogen verläuft und sich außerhalb des Bodenblocks
(13) ein lotrecht verlaufendes Abstichrohr (31) anschließt.
6. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebe (14; 15) für den Steuerstopfen (10) jeweils entweder aus
einem Zahnradgetriebe (18) bestehen, das hitzefest in einem Gehäuse (24)
umschlossen und über einen Antriebsstrang mit einem entfernt angeord
neten Antriebsdrehmotor (17) antriebsmäßig verbunden ist oder aus einem
Hydromotor (17; 26) gebildet ist, der außerhalb des Strahlungsbereichs des
Gefäßes (1) angeordnet ist und mit einer Kolbenfläche (32) des Steuer
stopfens (10) über eine Hydraulikleitung zusammenwirkt.
7. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Steuerstopfen (10) und das ihn führende Rohr (9) jeweils aus Bor
nitrid hergestellt sind oder aus einer schlecht benetzenden Keramik.
8. Metallurgisches Gefäß, insbesondere Elektrolichtbogenofen, das beim Ab
stechen der Metallschmelze in senkrechter Gefäßlage steht und einen zen
trischen Bodenabstich aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Gefäßboden (1a) unterhalb dem Bodenabstich (3) ein horizontal
liegender Schieberverschluss (33) angeordnet ist, der mit paarweisen
Schieberstangen (34) an zumindest ein am Gefäßboden (1a) befestigtes
Schubgetriebe (35) mit einem Antriebsmotor (36) angeschlossen ist und
dass ein vertikal rechteckiger Bodenabstichkanal (37) mittels zwei horizon
tal gegenläufig anstellbaren, den rechteckigen Bodenabstichkanal (37)
überdeckenden Kolben (38a; 38b) aus Feuerfestwerkstoff verschließbar ist.
9. Metallurgisches Gefäß nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zylindrischen Kolben (38a; 38b) in Bornitrid-Hülsen (39) geführt
und aus Bornitrid ausgeführt sind.
10. Metallurgisches Gefäß nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Kolben (38a; 38b) einen eigenen Antrieb (36) besitzt, der aus
einem Hydrozylinder (40) besteht, der außerhalb des Strahlungsbereichs
des Gefäßes (1) angeordnet ist.
Priority Applications (2)
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DE2000134049 DE10034049A1 (de) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | Abstichsystem für nicht kippbaren E-Ofen |
EP01116091A EP1174671A3 (de) | 2000-07-13 | 2001-07-03 | Metallurgisches Gefäss, insbesondere Elektrolichtbogenofen, das beim Abstechen der Metallschmelze in senkrechter Gefässlage steht |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000134049 DE10034049A1 (de) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | Abstichsystem für nicht kippbaren E-Ofen |
Publications (1)
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DE10034049A1 true DE10034049A1 (de) | 2002-01-24 |
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ID=7648786
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE2000134049 Withdrawn DE10034049A1 (de) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | Abstichsystem für nicht kippbaren E-Ofen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1174671A3 (de) |
DE (1) | DE10034049A1 (de) |
Families Citing this family (1)
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DE102009013869A1 (de) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Metallurgisches Gefäß, insbesondere Elektrolichtbogenofen |
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DE4316669A1 (de) * | 1993-05-13 | 1994-11-17 | Mannesmann Ag | Vorrichtung zum Verschließen des Bodenabstichs eines metallurgischen Gefäßes |
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2000
- 2000-07-13 DE DE2000134049 patent/DE10034049A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-07-03 EP EP01116091A patent/EP1174671A3/de not_active Withdrawn
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Publication number | Publication date |
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