DE1050464B - - Google Patents

Description

In Stahlwerken sind Lichtbogenofen als Großraumlichtbogenöfen üblich, die für ein Absti'chgewioht von 70 bis 120 t und mehr ausgelegt sind. Diese öfen verfügen über Trafoanlagen erheblicher Leistungen, und zaiigen bei voller Trafolieistunig mit einer Elektrodienspannung von 340 bis 500 V einen untragbaren Verschleiß der feuerfesten Zustellung. Diese feuerfeste Zustellung besteht in dar Regel aus dölomitschem Material, wie halbstabilisierten Dolomitsteinen oder sogenannten Doloblöcken. In Sonderfällen werden auch Magnesitsteiine in. gebrannter und in chemisch gebundener Form angewandt. Die Erfahrung zeigt, daß der Verschleiß nur in einzelnen Teilen der kreisrunden Wandung des Ofengefäßes sehr stark eintritt, während die übrigen Bereiche der Zustellung eine verhältnismäßig lange und sehr befriedigende Haltbarkeit aufweisen. Der Verschleiß bildet sich im wesentlichen in dar unmittelbaren Nachbarschaft der zumeist ein Dreieck des Gefäßquerschnitts aufspannend angeordneten Elektroden und tritt insbesondere im Bereich der sogenannten scharfen Phase auf. Diese Beobachtungen lassen den bereits erfinderischen Schluß zu, der sich auch mit den Potentialverhältnissen des zwischen den Elektroden herrschenden elektrischen bzw. elektromagnetischen Feldes deckt, daß sich um jede Elektrode Linien gleicher Schmelzintensität anordnen lassen, die in der Nähe der Elektroden schon aus Symmetriegründen in Kreisform darstellbar sind. Im Außenbezirk der Elektroden, also auf der dem aufgespannten Dreieck abgewandten Seite, dürften die Linien gleicher Schmelzintensität auch im weiteren Abstand von den Elektroden durch eine Kreisbogenform annäherbar sein. Die den einzelnen Elektroden zugeordneten Schmelzintensitätsfelder haben dabei verschiedenen Durchmesser, wenn man als Begrenzungslinien Linien gleicher Schmelzintensität wählt. Die Schmelzintensitätsfelder der sogenannten scharfen Phase haben den größten Durchmesser.

Unberührt von der oben angedeuteten Erkenntnis über die Linien gleicher Schmelzintensität der Großraumlichtbogenöfen hat man die beschriebenen Nachteile des Verschleißes der feuerfesten Zustellung bisher auf verschiedene Weise zu bekämpfen versucht. So hat man vorgeschlagen, an den besonders expo,-nierten Stellen des Futters Steine aus Schmelzmagnesit anzuordnen. Für eine einzige Ofenzustellung werden jedoch etwa 8 bis 101 dieser Schmelzmagnesitsteiine benötigt, wobei mit einer solchen Zustellung 120 bis 140 Schmelzen von 70 bis 150 t erzeugt werden können. Derartige Zustellungen aus Schmd'zmagnesit sind außerordentlich aufwendig, da die genannten Steine einer besonderen Herstellung bedürfen, und daher untragbar teuer. Es ist außerdem Dreiphasen-Lichtbogenofen,
insbesondere Großraumlichtbogenofen

Anmelder:

Dipl.-Ing. Hans Joachim Eitel,
Duisburg, Am Buchenbaum 8-12

Dipl.-Ing. Hans Joachim Eitel, Duisburg,
ist als Erfinder genannt worden

vorgeschlagen worden, eine Vergleichmäßigung der Wirkung der scharfen Phase durch periodische Vertauschung· der Phasenzuordnung zu den Elektroden vorzunehmen, und es ist umgekehrt bekannt, den Ofen relativ zu den Elektroden um eine senkrechte Mittelachse des Ofens zu drehen. Die letztere Maßnahme scheitert bei großen öfen an den technischen Schwierigkeiten, den Ofen in Rotation zu setzen. Darüber hinaus erreicht man bei' dieser Maßnahme und auch durch den Vorschlag der periodischen Vertauschung der Phasenzuordnung zwar eine Schonung des Ofenmauerwerks, doch im Bad eine ungleichmäßige Beheizung mit Überhitzung im Zentrum, die als nachteilig gilt.

Man könnte zur Vermeidung der beschriebenen Nachteile auch daran denken, die konstruktive Gestaltung des Lichtbogenofens zu ändern. Unter Beibehaltung des runden Gefäßes ergibt sich die Möglichkeit, den Abstand der Elektroden von der Seitenwand zu vergrößern, d. h. den sogenannten Elektrodenteilkreis kleiner auszuführen. Es wäre auch denkbar, nur eine oder zwei Elektroden in einem größeren Abstand von der Seitenwand anzubringen. Mit der Verringerung des Elektrodenteilkreises geht aber andererseits eine Verminderung der Deckelhaltbarkeit in'der Gegend der Elektrodendurchgänge einher, da diese Partien des Deckels dann einer erhöhten Wärmebeaufschlagung und dadurch vorzeitiger Zerstörung ausgesetzt sind. Eine Vergrößerung des Gefäßdurchmessers, die man unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile ebenfalls vornehmen könnte, würde gleichfalls den lokal begrenzten Verschleiß der Seitenwand vermindern oder unterdrücken, allerdings werden damit andererseits in der Gegend der am schwächsten wirkenden Elektrode tote Räume ge-

schaffen, in denen sich dann eine absolut unzureichende und dadurch nachteilige Schmelzleistung einstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtbogenofen, insbesondere einen. Großraumlichtbogenofem für Stahl, so ausKubilden., daß die· beschriebenen Nachteile vermieden werden, also der Verschleiß an den Wandteilen in der Nachbarschaft der Elektroden nicht mehr dem normalen vorauseilt, zugleich aber auch andere Nachteile, wie unzureichende Schmelzleistung in gewissen Zonen des Ofengefäßes oder Gefährdung des Deckels durch erhöhte Wärmebeaufschlagung, nicht eintreten.

Dies wird bei einem Dreiphasen-Lichtbogenofen, insbesondere Großraumlichtbogenofen für Stahl, bei dem die Wirkungen der scharfen Phase auf das Schmelzgut und Ofenfutter ausgeglichen bzw. vermindert sind, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gefäßform des Ofens den Wirkbereichen der einzelnen Elektroden angepaßt ist. Der Querschnitt des Gefäßes ist also nicht mehr kreisförmig, sondern unsymmetrisch ausgebildet und auf die Beaufschlagungen durch die Schmelzleistung der einzelnen Elektroden abgestimmt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gefäßmantel bezüglich seiner geometrischen Querschnittsform aus zu den einzelnen Elektroden konzentrischen Bogenstücken mit dem Wirkbereich der einzelnen Elektroden entsprechenden Radien zusammengesetzt ist. Es ist also bei der an der scharfen Phase liegenden Elektrode der Abstand zum Gefäßmantel größer als bei der an der schwachen Phase liegenden Elektrode.

Soweit die Lichtbogenofen mit einem Drehwerk auszurüsten sind, welches as afllauiben soll, das Gefäß in horizontaler Ebene in einem Bereich von etwa ± 30° oder mehr zu drehen, so steht dem die unsymmetrische Form des erfindungsgemäßen Ofengefäßes dann nicht entgegen, wenn über einen Ausgleichsrand, der seinerseits als symmetrische, kreisrunde Platte in der Arbeitsbühne eingebracht wird und in der das Ofengefäß einzubringen ist, das Gefäß der gewünschten Drehbewegung unterworfen wird. Die Arbeitstüren lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Ofen leicht so anordnen, daß eine gute Beobachtung des gesamten Herdraumes möglich ist. Zu diesem Zweck sind die Arbeitstüren bevorzugt in den Wandbereichen angeordnet, die die bogenförmigen Teile des Gefäßes verbinden.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen vor allem darin, daß ohne zusätzlichen Aufwand und ohne Beeinträchtigung der Schmelzleistung sowie insbesondere auch ohne zu starke Wärmebeaufschlagung des Deckels die eingangs erwähnten Schaden vermieden werden, wobei der Aufbau des Ofengefäßes selbst keinerlei Schwierigkeiten bereitet, da au<jh die Ofenform tradh als quasi rund- anzusprechen ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt

Fig. 1 eiinie Aufsicht auf einem Lichtbogenofen nach der Erfindung und

Fig. 2 zur Erläuterung einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte Lichtbogenofen ist in seinem elektrischen Prinzip ein üblicher Lichtbogenofen, der als Großraumlichtbogenofen ausgeführt ist, wobei neben dem eigentlichen Ofengefäß 1 der Transformator 2 angeordnet ist und lediglich schematisch dargestellt wurde. Wie in der Figur erkennbar, ist die Gefäßform des Ofens den angedeuteten Wirkbereichen der einzelnen im Querschnitt ein Dreieck aufspannenden Elektroden 3 angepaßt, und zwar besteht der Gefäßmantel 1 bezüglich seiner geometrischen Querschnittsform aus zu den einzelnen Elektroden 3 konzentrischen Bogenstücken 4, deren ao Abstand von den einzelnen Elektroden 3 so· gewählt ist, daß Wandschäden vermieden werden. Die Arbeitstüren sind mit 5b bezeichnet und in den Wandteilen a angeordnet, die die Bogenteile 4 der Ofengefäße verbinden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dreiphasen-Lichtbogenofen, insbesondere Großraumlichtbogenofen für Stahl, bei dem die Wirkungen der scharfen Phase auf das Schmelzgut und Ofenfutter ausgeglichen bzw. vermindert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßform des Ofens den Wirkbereichen der einzelnen Elektroden (3) angepaßt ist.

2. Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefäßmantel bezüglich seiner geometrischen Querschnittsform aus zu den einzelnen Elektroden (3) konzentrischen Bogenstücken (4) mit dem Wirkbereich der einzelnen Elektroden (3) entsprechenden Radien zusammengesetzt ist.

3. Lichtbogenofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ofengefäß einen Ausgleichsrand aufweist, der seinerseits als symmetrische kreisrunde Platte in die Arbeitsbühne eingebracht ist und an sich bekannte Drehvorrichtungen, für den Ofen an diesem Ausgleichsrand angreifen.

4. Lichtbogenofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitstüren

(5) in den Verbindungsteilen (4a) der die geometrische Form des Gefäßes des Ofens bildenden Kreisbogenstücke (4) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 506 303;

Buch von R. Taussig : »Die elektrischen Schmelzofen«, Verlag Springer, Wien 1933, insbesondere S. 87.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen