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Kippbarer Elektrodenofen mit mitkippenden Elektroden Es sind bereits
verschiedentlich Vorschläge gemacht worden, die Halterung der Elektroden von Elektroschmelzöfen
so zu konstruieren, daß die Elektroden beim Kippen des Ofens nicht mitkippen, sondern
aus dem Deckel bzw. Ofengefäß herausgezogen werden können. Dies bedingt eine vom
Kippwerk unabhängige Aufstellung der Elektrodenständer, welche die Elektroden über
Tragarme tragen. Trotzdem ist die samt Elektroden kippb#are Ofenbauart vorherrschend,
da die Gefahr von Elektro#denbrüchen beim Kippen bei geeigneter Konstruktion nicht
in dem Maße besteht wie angenommen wird.
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Die Erfindung betrifft einen derartigen, auf einer Wiege kippbaren
Elektrodenofen, insbesondere Schmelzofen von großem Fassungsvermögen, mit mitkippenden
Elektroden, deren Elektrodenständer in einem gemeinsamen Schwenkturm senkrecht geführt
und durch regulierte Verstellantriebe bewegbar sind. Der Schwenkturm sowie die Verstellantriebe
stützen sich dabei auf der seitlich des Ofens erweiterten Kippwiege ab. Es ist eine
bekannte Erscheinung, daß insbesondere beim Einschmelzen von Schrott durch die Regulierungseinrichtung
die Elektroden stark wechselnden Regulierungsimpulsen von den Verstellantrieben
unterliegen, die ständige Erschütterungen des gesamten Ofengestells verursachen.
Man hat daher die Kippwiege bisher in den Fällen, wo sie die Elektrodenständer tragen,
sehr schwer ausführen müssen. Für ausgesprochene Großraumöfen ist diese Bauart bewußt
verlassen worden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Elektrodenofen
mit mitkippenden Elektroden zu schaffen, bei dem die Erschütterungen aus den Elektrodenbewegungen
so abgefangen werden, daß sie sich nicht mehr unangenehm bemerkbar machen und keine
Vibrationen verursachen. Ausgehend von der Erkenntnis, daß es letzlich aus Biegebeanspruchungen
herrührende Schwingungen des Ofengestells bzw. der Kippwiege sind, die die gefürchteten
Erschütterungen aus Regelimpulsen verursachen, wird gemäß der Erfindung dafür Sorge
getragen, daß in Betriebsstellung des Scbwenkturmes, der die Elektrodenständer samt
den Verstellantrieb#en trägt, mindestens eine seiner die Last sowie die Reaktionskräfte
der Verstellantriebe zur Kippwiege übertragenden Auflagen und ein Wiegebalken möglichst
in einer senkrechten Ebene liegen. Dieser Wiegeb#alken kann bei Großraumöfen mit
Vorteil für die Unterstützung des Ofengestells als Ganzes als dritter Wiegebalken
an einem Ende der Kippwiege angeordnet sein. Das unmittelbar übei diesem Wiegebalken
liegende Auflager des Schwenkturmes ist zweckmäßig ein exzentrisch zum Turm angeordnetes
Drehzapfenlager, während die weiteren Auflagen von Rädern dargestellt werden, die
in Betriebsstellung des Ofens nahe über dem inneren Wiegebalken liegen.
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Hierdurch wird erreicht, daß die Kräfte aus den vibrierenden Aufbauten
möglichst ohne oder zumindest nur unter einem kleinen Hebelarm auf einen oder zwei
Wiegebalken Übergeleitet werden. Selbst bei leichterer Konstruktion des Ofengestells
etwa in Form eines rechteckigen Rahmens, der einerseits das Ofengefäß und andererseits
den Schwenkturm nüt den Hubsäulen aufnimmt, fallen die Erschütterungen und Vibrationen
beim Ofenhetrieb fort. Es kann der Bau größerer Einheiten etwa von 60 bis
250, t Fassungsvermögen gewagt werden, ohne daß das Ofengestell bzw. die
Wiege besonders starr und schwer ausgeführt werden müßten.
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Lichtbogenöfen mit drei Wiegen und mitkippenden Elektrodenständern
sind bekannt, bei denen ein Wiegebalken mit dem oder den Elektrodenständern etwa
in einer senkrechten Ebene liegt. Hierbei sind aber die Elektrodenständer nicht
schwenkbar. Erst bei schwenkbarer Anordnung in einem Schwenkturrn erwächst das vorliegende
Problem, denn nur dieser hat mehrere Abstützpunkte auf der Wiege, die normalerweise
seitlich vom Wiegebalken zu liegen kommen. Irn übrigen ist beim Bekannten der Zusammenhang
zwischen den auftretenden Erschütterungen und der Lage eines Wiegebalkens zu den
Aufbauten nicht erkannt würden.
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Vergleichbar mit dem Erfindungsgegenstand ist eher ein bekannter Elektroschmelzofen,
dessen Deckelhubwerk an einem einseitig verschwenkbaren Vollportal angebracht ist.
Das Vollportal trägt auch die Verstellantriebe für die Elektroden. Auf der Seite
des
Vollportales, wo die Verstellantriebe angeordnet sind und von
wo die Stoßimpulse ausgehen, ist der die Last und die Reaktionskräfte aus den Verstellantrieben
auf die Kippwiege übertragende Drehzapfen in merklichem Abstand von dem nächstliegend-en
Wiegebalken angeordnet.
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Wenn die Hubsäulen für die Elektroden in bekannter Weise an Zughändern
hängen, die am unteren Ende der Hubsäulen angreifen und nach Umlenkung an Verstellantrieben
angeschlossen sind, so wird gemäß der weiteren Erfindung die unmittelbare
Ab-
leitung der Reaktionskräfte aus den Verstellantrieben dadurch verbessert,
daß die Zugbänder - nicht wie bisher - an Winden angeschlossen sind,
die viel Platz benötigen und die seitliche Erstreckung der Wiege noch mehr vergrößern
würden, sondern an auf dem Schwenkturm angeordnete hydraulische Kolbenantriebe mit
unverändert festliegender Aktions- und Reaktionslinie, deren senkrechte Zylinder
mit einem Auflager des Schwenkturmes und einem Wiegebalken möglichst in einer senkrechten
Ebene liegen, In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein kippbarer Lichtbogen-Schmelzofen
in Seitenansicht quer zur Kippachse dargestellt. Auf dem rahmenartig in Form eines
Rechteckes ausgebildeten Kippgestell 1 ruht auf der eineii Seite das Ofengefäß
2 mit Deckel 3 und auf dem seitlich des Gefäßes erweiterten Rahmen ein Schwenkturm
4. Dieser trägt zunächst zwei auslegerartige Halbportale 5 zum Tragen des
ausschwenkbaren Deckels. Ferner sind in Führungen 7
des Schwenkturmes 4 drei
nebeneinanderliegende Elektrodenschlitten bzw. Hubsäulen 8 senkrecht geführt,
so daß diese an den Schwenkbewegungen des Turmes mit ihren Tragarmen 9 und
Elektroden 6 teilnehmen.
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Die Hubsäulen 8, die sich bis unterhalb des Kippgestells
1 erstrecken, hängen mit ihrem unteren Ende an Zugbändern 10, die
übeT eine Rolle 11 geführt und bei 12 am Schwenkturm festgelegt sind. Die
Rollen 11 sind mittels hydraulischem Kraftantrieb, bestehend aus senkrecht
beweglichen Kolben 13 und Zylindern 14, bewegbar. Der Hub des Kolbens
13 braucht wegen des verwendeten Flaschenprinzips nur halb so groß zu sein
wie der erforderliche Hub der Hubsäulen 8. Das Druckmittel für einen Zylinder
14 wird von der Elektroden-Regulierungseinrichtung gesteuert.
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Insbesondere beim Schmelzbetrieb kommen durch Kurzschlüsse an den
Elektroden, hervorgerufen durch zusammenstürzende Schrotteile, oder sonstwie stark
wechselnde Regelimpulse der Regulierungseinrichtung auf die großen, bewegten Massen
der Teile 6, 8, 9, 10,
11 und 13 zur Einwirkung, die über den
Schwenkturrn 4 in den Rahmen 1 geleitet werden müssen. Die Erweiterung des
Rahmens 1 zur Aufnahme des Schwenkturmes 4 mit den von ihm getragenen Lasten
ist derartig ausladend, daß besondere Maßnahmen gefunden werden mußten, um Erschütterungen
und Schwingungserscheinungen auf Grund der Regel--impulse zu vermeiden. Nur dann
kann die Anordnung eines Schwenkturrnes ohne zusätzliche Abstützung etwa über ein
Vollportal, d. h. also eines allein auf dem erweiterten Teil des Kippgestells
1 ruhendenTurmes 4, zugelassen werden.
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Hierzu erfolgt zunächst die Abstützung des Schwenkturmes 4 auf clern
Kippgestell 1 in Betriebsstellung des Ofens im wesentlichen in einer Linie
parallel zur Kippachse, nämlich über einen Drehzapf en 15 am Ende des Rahmens
und über Räder 16, die auf einer Schiene 17 laufen, an der entgegengesetzten
Seite .des Schwenkturmes. Nunmehr wird dafür Sorge getragen, daß diese Auflagen
mit einem Wiegebalk-en in einer möglichst senkrechten Ebene liegen, wodurch ein
Hebelarm zwischen den Auflagekräften und den Stützkräften klein wird oder überhaupt
verschwindet und im Rahmen 1 keine Biegeschwingungen entstehen können.
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Besonders liegt dies im Ausführungsbeispiel für die Abstützung des
Drehzapfens 15 durch einen dritten Wiegebalken 18, da sich in unmittelbarer
Nähe des Drehzapfens auch die Verstellantriehe 13, 14 befinden. Die Wirkungslinie
der Reaktionskräfte dieser Antriebe soll ebenfalls möglichst in die Stützebene eines
Wiegebalkens fallen, weswegen der Drehzapfen 15 und die Ebene der Zylinder
14 möglichst nahe aneinandergerückt sind.
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Die Auflagekräfte der Räder16 werden direkt in den Wiegebalken
19 geleitet. Die Lage dieses Balkens hat sich jedoch auch nach statischen
Gesichtspunkten, d. h. auch mit Rücksicht auf die ruhende Last des Ofengefäßes,
zu richten. Hier könnte also mehr oder weniger vom Lösungsprinzip, die Auflage-
und Reaktionskräfte unmittelbar undohneHebelarme inWiegebalken zu leiten, abgewichen
werden.
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Die Vorteile der Erfindung, beruhend auf dem weitgehend erschütterungsfreien
Betrieb eines Schmelzofens, sind in erster Linie in ruhigen LichtbÖgen und demzufolge
in -einer Beruhigung der Regulierungseinrichtung an sich zu sehen. Die Erschütterungen
würden bei der Empfindlichkeit moderner Regulierungen für sich schon stets neue
Impulse auslösen. Die Einschmelzung geht also schneller vor sich. Ferner wird die
gesamte Konstruktion geschont und erhöhter Verschleiß vermieden. Auch Elektrodenbrüche
könnten bei Vibrationen zu befürchten sein, welche Gefahr nunmehr behoben ist. Schließlich
kann das Kippgestell 1
in Rahmenausführung verhältnismäßig leicht ausgeführt
werden.
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Die Abstützung des gesamten Ofens über drei Wiegebalken18 bis 20 kann
dazu benutzt werden, das Ofengefäß2 abhebbar und auswechselbar anzuordnen, wenn
nur bei weggeschwenktem Deckel nebst Elektroden die Sch#werlinie des Systems zwischen
den äußeren Wiegebalken 18 und 20 verbleibt.