-
Siemens-Martin-Ofen für metallurgische Zwecke Die Erfindung bezieht
sich auf einen Siemens-Martin-Ofen für metallurgische Zwecke.
-
Die bekannten Siemens-Martin-Öfen mit den notwendigen großen Abmessungen
besitzen bei nicht kreisförmigem Querschnitt Seitenwandungen, worunter auch die
Vorder- und Rückwand des Ofens zu verstehen sind, die nach außen geneigt verlaufen,
so daß die in waagerechten Querschnitten gemessene Breite von der Ofensohle zum
Gewölbe stetig zunimmt.
-
Hierdurch ergeben sich insbesondere folgende \Tachteile: Die oberen
Enden der Stützwände bilden in der Nähe des Gewölbes tote Räume. An diesen Stellen
bilden sich wirbelnde Gasströme, die örtlichen Verschleiß der feuerfesten Verkleidung
hervorrufen und den Wärmeübertragungswirkungsgrad zwischen den zu erhitzenden Stoffen
und den heißen Gasen verringern. Außerdem können die Bestandteile des Gewölbes teilweise
schmelzen und in Tröpfchenform auf die Stützwände fallen, die hierdurch angegriffen
werden, weil sie häufig eine andere chemische Zusammensetzung aufweisen.
-
Die Erfindung schafft dadurch Abhilfe, daß die die Vorderwand und
die Rückwand des Siemens-Martin-Ofens bildenden Wände nach der Innenseite des Ofens
hin geneigt und von dem sie überdachenden abnehmbaren Gewölbe unabhängige Bauteile
sind. Hierdurch schafft die Erfindung die Möglichkeit, den Neigungswinkel dieser
Wände in jedem Einzelfalle derart zu wählen, daß man die geringste Spannweite für
das Gewölbe erhält, die gerade noch mit einem Maximum von Wärmestrahlung der inneren
Ofenauskleidung über dem Einsatz vereinbar ist.
-
Für Öfen mit kreisförmigem Querschnitt, nämlich Spezialöfen verhältnismäßig
geringen Fassungsvermögens für metallurgische Zwecke und Elektrostahlöfen, ist es
bekannt, die kreisförmige Seitenwandung unterhalb der Ofenhaube ganz oder teilweise
nach innen zu neigen. Es wurde dabei nicht erkannt, daß dieAnwendung einer solchen
Neigung auf dieVorder-und Hinterwand eines Siemens-Martin-Ofens nicht nur den vorgenannten
Übelstand behebt, sondern überraschende Vorteile mit sich bringt. Dadurch näm-lich,
daß bei dem Siemens-Martin-Ofen gemäß der Erfindung die Projektion des Gewölbes
auf eine waagerechte Ebene kleiner ist als die Projektion der Ofensohle auf die
gleiche Ebene, werden tote Räume für die Strömung der Heizgase vermieden und diese
zum Teil zur Ofensohle hin zurückgeworfen. Dies hat eine verringerte Beanspruchung
des Gewölbes zur Folge, aus der sich eine Erhöhung der Lebensdauer des Gewölbes
um etwa 60% ergibt. Außerdem zeigt überraschenderweise der Ofen gemäß der Erfindung
eine um etwa 12% erhöhte Ausbeute bei gleichzeitiger Verringerung des Brennstoffverbrauchs
gegenüber entsprechend großen bekannten Siem.ens-Martin-Öfen, die bis zu 20°/o erreichen
kann.
-
Weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Anschluß an das
Ausführungsbeispiel aufgeführt. Die Innenflächen der Ofenwandungen können eben oder
gekrümmt ausgeführt sein und erstrecken sich, abgesehen von den Öffnungen für die
Arbeits- bzw. Beschickungstüren, stetig von der Sohle bis zum Gewölbe. Sind die
Innenflächen eben, so bilden sie vorzugsweise mit einer in der Höhe der Ofensohle
verlaufenden waagerechten Ebene einen Winkel, der von der Bauart der Einrichtung
unterschiedlich abhängt und sich ferner nach den Arbeitsbedingungen und sonstigen
Bedingungen richtet. Der Neigungswinkel dieser inneren Oberflächen gegenüber der
Horizontalen liegt im allgemeinen zwischen 45 und 85°. Sind diese Oberflächen der
Seitenwandungen gekrümmt bzw. gewölbt, so liegt die Hohlseite der Wölbung nach dem
Innern des Ofens zu. Gemäß Ausführungsform der Erfindung besitzen die einander gegenüberliegenden
gewölbten Flächen in gleicher Höhenlage gleiche Krümmungsradien; die Krümmungsradien
können auch voneinander verschieden sein, und die Seitenwandungen und das von diesen
unabhängige Gewölbe können auch gleiche Krümmungsradien erhalten.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Ofens nach der Erfindung
haben die Innenwandungen parabolische Form. Der Vorteil dieser Form liegt
darin,
daß der Höchstbetrag der von der Feuerung und dem Bade ausgestrahlten Wärme von
den Ofenwandungen auf die Ofensohle reflektiert wird. Ähnlich günstige Reflexionsverhältnisse
ergeben sich, wenn die Innenwandungen längs einer aus einer ungeraden Anzahl von
Kreisbogen gebildeten Korbbogenlinie verlaufen, deren beide äußeren Kreisbögen den
gleichen Krümmungsradius besitzen. Ein solcher Verlauf des Ofenquerschnittes an
den Innenwandungen läßt sich einfacher als ein parabolischer Verlauf herstellen.
-
Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und schaubildlich,
teilweise im Schnitt, einen abgebrochenen Teil eines Siemens-Martin-Ofens gemäß
der Erfindung, dessen Vorderseite weggenommen ist.
-
Gemäß der Zeichnung besitzt der Siemens-Martin-Ofen eine Ofensohle
2, die z. B. auf Trägern 2 a. ruht. Auf der Sohle sind die Seitenwandungen 3 abgestützt,
die gemäß der Erfindung nach dein Innern des Ofens zu geneigt sind, d. h., die Innenflächen
3 a. nähern sich einander in dem Maße, in dem sie sich dem Gewölbe 4 nähern. Das
von den Wandungen 3 unabhängige Gewölbe ist aus einer Vielzahl getrennter Bauelemente,
z. B. (feuerfesten) Mauerziegeln, gebildet, die durch einen nicht gezeichneten Rahmen
zu einer Einheit zusammengehalten werden. Beiderseits des die Stützwandungen 3 überdachenden
Gewölbes 4 sind Träger 4a zur Aufhängung des Gewölbes angebracht, an denen Stangen
4 b od. dgl. angelenkt sind. In einer der Seitenwandungen 3 sind Beschickungstüren
3 b angebracht, und diesen gegenüber befinden sich in der anderen Seitenwand Ausgußöffnungen
3c. In der Zeichnung sind die Innenwandungen 3 a gekrümmt dargestellt und erstrecken
sich stetig von der Sohle zum Gewölbe.
-
Unter den verschiedenen Vorteilen eines Ofens gemäß der Erfindung
ist vor allem noch die sehr erhebliche Verringerung der Größe bzw. Breite des Gewölbes
zu nennen, die sich in einer Verringerung des Gewichtes des feuerfesten Werkstoffs,
einer erhöhten Festigkeit und darin auswirkt, daß Ausbesserungen schneller und leichter
durchgeführt werden können.
-
Zu beachten ist ferner, daß, wenn die feuerfesten Werkstoffe des Gewölbes
und der Seitenwandungen voneinander unterschiedliche chemische Eigenschaften besitzen,
schädliche Reaktionen zwischen dem einen und dem anderen Teil auftreten könnten.
Die Gestaltung eines Ofens gemäß der Erfindung verhindert indessen eine unmittelbare
Berührung der Schmelzprodukte der feuerfesten Bestandteile dieser Teile und demzufolge
auch eine chemische Reaktion zwischen diesen, so daß der durch Ausschmelzen des
Gewölbes bedingte Verschleiß der Auskleidungen dieser Teile herabgesetzt wird.
-
Außerdem weisen die feuerfesten Auskleidungen, die die Ofensohle überdachen,
bezogen auf ein und dieselbe Oberflächengröße der Sohle, eine geringere äußere abstrahlende
Oberfläche als hei den bekannten Ofen auf, so daß der Wärmeverlust bei einem Ofen
gemäß der Erfindung gegenüber den bekannten Ofen wesentlich geringer ist.