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Deckel für elektrische Lichtbogenschmelzöfen Die Erfindung betrifft
einen aus feuerfesten Steinen, vorzugsweise Magnesit- oder Chrommagnesitsteinen,
aufgebauten Deckel für elektrische Lichtbogcnschmelzöfen.
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Elektroofendeckel dieser Art wurden bisher in der Weise ausgeführt,
daß an den äußeren Armierungsring ein Ring aus Widerlagersteinen und an diesen Ring
bis zum Herzstück je nach dem Durchmesser des Deckels eine entsprechende Anzahl
von Ringen aus doppelkonischen Steinen angeschlossen worden sind. Diese Steine müssen,
um den verschiedenen Durchmessern der Ringe Rechnung zu tragen, verschiedene Abmessungen
haben. Auch für das Herzstück ist eine größere Zahl verschiedener Formsteine erforderlich.
Abgesehen von den hohen Herstellungskosten, die diese zahlreichen Steinformate bedingen,
besteht ein großer Nachteil dieser bekannten Deckelbauart darin, daß keinerlei Vorkehrungen
getroffen werden können, um dauernd die Dehnungen bzw. Kontraktionen im Deckel zu
kompensieren, welche bei den Temperaturschwankungen, denen der Deckel unterworfen
ist, auftreten. Eine bloß für die Zeit der Inbetriebnahme eines solchen Elektroofendeckels
bekannte Maßnahme zum Ausgleich übermäßiger Drücke besteht darin, daß zwischen dem
Armierungsring und den Widerlagersteinen zusammendrückbare Stoffe, beispielsweise
Asbest, oder in die Fugen zwischen den Steinen Papierstreifen, gewellte Bleche od.
dgl. eingelegt werden. Bei der Abkühlung eines solchen Deckels nehmen aber die für
die Dehnungsaufnahme vorgesehenen Stoffe ihre ursprüngliche Form nicht mehr an,
so daß sich der Deckel im Scheitel senkt. Bei einer neuerlichen Erhitzung hebt sich
der Scheitel wieder. Diese Wechselwirkung hat zur Folge, daß die Druckkräfte zwischen
den Steinen einmal an der Innenkante und das andere Mal an der Außenkante der Steine
zur Wirkung kommen und einen verstärkten Verschleiß verursachen. Besonders kritisch
wird diese Erscheinung, wenn das Herzstück des Deckels teilweise verbraucht ist;
dieses Herzstück stürzt dann in der Regel schon zu einem Zeitpunkt ein, in welchem
es auf Grund der Steinstärke selbst noch betriebsfähig wäre.
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Die aufgezeigten Nachteile weisen im übrigen auch jene bekannten Elektroofendeckel
auf, bei welchen die zwischen dem Herzstück und dem Ring aus Widerlagersteinen vorgesehenen
Deckelringteile nach Art eines Hängerippengewölbes mit radialen Rippen aus aufgehängten
Rippensteinen und zwischenliegenden Feldern aus nicht aufgehängten Zwischen- oder
Furchensteinen bestehen. Bei diesen bekannten Elektroofendeckeln müssen, nachdem
nur die Rippen aufgehängt sind, das Herzstück und die Furchenfelder als Ganzes ausgewechselt
werden. Das Auswechseln eines beliebigen Teiles des Deckels ist bei dieser bekannten
Deckelausbildung jedenfalls nicht möglich. Das gleiche gilt im wesentlichen auch
für die bekannten abhebbaren, als Hängegewölbe ausgebildeten Elektroofendeckel aus
Ma,nesit- oder Chrommagnesitsteinen, die einen formfesten Deckelring aufweisen,
der sowohl als Widerlager für das aus aufgehängten Rippensteinen und dazwischenliegenden,
nicht aufgehängten Furchen- bzw. Zwischensteinen bestehende Steingewölbe als auch
zur Befestigung der Tragkonstruktion, an der das Gewölbe aufgehängt ist, dient.
Auch bei einem Elektroofendeckel dieser Art können daher nur größere, zusammengehörige
Steingruppen, nicht aber beliebige einzelne Steine ausgewechselt werden.
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Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektroofendeckel
zu schaffen, der die aufgezeigten Nachteile vermeidet und der mit wenigen, vereinfachten
Steinformaten eine vollkommen druckfreie Verlegung der Steine sowie die Auswechslung
jedes Deckelsteines ermöglicht, ohne daß eine Einsturzgefahr für die anderen Deckelsteine
besteht. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß alle Deckelsteine,
die zwischen den Widerlagersteinen und den Elektrodeneinfassungen liegen, außer
den Steinen der Elektrodeneinfassungen selbst, in einer über dem Deckel angeordneten
Tragkonstruktion aufgehängt sind und gleiche Form und Größe aufweisen.
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anderen Worten: Alle Steine des Deckelteiles, der sich von den @i, iderlagersteinen
zumindest bis zum Herzstück erstreckt und der zufolge seiner aufgehängten Steine
dem Herzstück einen sicheren Halt verleiht, sind aufgehängt, und zwar auch dann,
wenn das Herzstück aus den Elektrodeneinfassungen unmittelbar zusammengefaßt ist.
Vorteilhafter ist es allerdings, die Elektrodeneinfassungen in Abständen voneinander
anzuordnen und auch noch alle zwischen den Elektrodeneinfassungen liegenden Steine
auf der Tragkonstruktion aufzuhängen. Zweckmäßig sind die Deckelsteine parallel
zu zwei gegenüberliegenden Seiten der in an sich bekannter Weise rechteckige oder
quadratische Grundrißforin aufweisenden Elektrodeneinfassungen angeordnet, und die
Tragkonstruktion besteht aus außerhalb der lotrechten Projektion der Elektrodeneinfassungen
verlaufenden Trägern, die sich zum Teil parallel zur Richtung der parallelen Steinreihen
und zum Teil quer dazu erstrecken. Hierbei hat es sich für eine sichere Halterung
der Elektrodeneinfassungen als ausreichend erwiesen, nur die an zwei gegenüberliegenden
Seiten der Elektrodeneinfassungen liegenden Steine dieser Fassungen an der Außenseite
mit Keilflächen auszustatten, womit sich diese Steine an den aufgehängten Deckelsteinen
abstützen, während die an den zwei anderen gegenüberliegenden Seiten der Elektrodeneinfassungen
angeordneten Steine in den Radialfugen keilig ausgebildet sind. Bei dieser Ausbildung
sind für die Ausführung der Elektrodenfassungen nur einige wenige Steinformate notwendig.
Ferner genügt es, für die Abstützung der Elektrodenfassungen nur an zwei Seiten
eines Elektrodenfeldes Hängesteine mit einer schrägen Seitenfläche vorzusehen.
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Bei der erwähnten bevorzugten Ausführungsform, bei der die Tragkonstruktion
zum Aufhängen der Deckensteine aus Trägern besteht, von denen sich ein Teil in der
Richtung der parallelen Steinreihen und ein anderer Teil quer dazu erstreckt, sind
zweckmäßig die quer verlaufenden Träger im Bereich des mittleren, die Elektrodeneinfassungen
aufweisenden Deckelteiles, also des Herzstückes, angeordnet.
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Was die Aufhängung der Steine an der Tragkonstruktion anbelangt, so
erfolgt diese vorzugsweise mittels hammerförmig ausgebildeter Hänger, die mit ihrem
hammerartigen Teil in hinterschnittene, zweckmäßig von eingepreßten Blechbügeln
gebildete Ausnehmungen eingreifen. Als aufgehängte Steine werden vorteilhaft blechummantelte
Steine, die durch gemeinsames Verpressen des Steinmaterials mit der Blechummantelung
erhalten worden sind, verwendet. Dadurch wird nicht nur die Zustellung des Ofendeckels,
sondern auch die Durchführung von Teilreparaturen außerordentlich einfach, da jede
Anwendung von Mörtel oder Fugenbaustoff entfällt.
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Beim Elektroofendeckel gemäß der Erfindung können zwischen den einzelnen
Steinen keine so großen Druckkräfte auftreten, dar das Steinmaterial beschädigt
werden würde. Insbesondere ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen Elektroofendeckel
als ebene Deckel auszubilden.
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Es ist in diesem Zusammenhang abschließend noch festzuhalten, daß
es an sich seit längerem bekannt ist, bei der Zustellung von Decken von Industrieöfen,
wie Siemens-Martin-Üfen, alle Deckensteine mit Hilfe einer Tragkonstruktion aufzuhängen.
Gegen die Aufhängung sämtlicher Steine bei Elektroofendeckeln hat jedoch in der
Fachwelt insofern immer ein Vorurteil bestanden, als durch eine solche Aufhängung
das Gewicht der Tragkonstruktion stark erhöht und die Kosten für die Zustellung
erheblich verteuert werden, ohne daß der Fachmann voraussehen konnte, daß diese
Nachteile durch Vorteile aufgewogen werden könnten. Dieses Vorurteil tritt unter
anderem deutlich bei der obenerwähnten Konstruktion von Elektroofendeckeln. die
mit aufgehängten Rippensteinen und dazwischenliegenden, nicht aufgehängten Furchen-
oder Zwischensteinen zugestellt sind, in Erscheinung. Erst durch planmäßige Versuche
konnte festgestellt werden, daß die angeführten Nachteile der schwereren Konstruktion
und der erhöhten Kosten der Zustellung von Elektroofendeckeln, bei welchen sämtliche
Steine aufgehängt sind, von den dabei erreichten Vorteilen bei weitem übertroffen
werden, so daß letzten Endes die Aufhängung sämtlicher Steine in Elektroofendeckeln
den Erfolg zeitigt, daß diese Deckel im Gesamtergebnis bei einer wesentlich erhöhten
Lebensdauer beträchtlich wirtschaftlicher sind als die bekannten Deckel mit nicht
oder nur teilweise aufgehängten Steinen.
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In der Zeichnung ist der Elektroofendeckel gemäß der Erfindung in
einem Ausführungsbeispiel, und zwar in Form einer ebenen Decke dargestellt.
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Fig. 1 zeigt den Ofendeckel in Draufsicht, und zwar in der oberen
Hälfte bei weggenommener Tragkonstruktion und in der unteren Hälfte bei aufgesetzter
Tragkonstruktion; Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie II-I1 der Fig. 1; in Fig.
3 ist ein Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1 dargestellt.
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In der Zeichnung ist mit 1 der äußere Widerlagerring bezeichnet, auf
dessen unterem, nach einwärts gerichtetem Flansch 2 sich die Widerlagersteine 3
aufstützen. Die verbleibenden Fugen zwischen den Widerlagersteinen 3 und dem Widerlagerring
1 sind mit feuerfestem Fugenbaustoff 4, z. B. feuerfestem Mörtel, ausgefüllt. Die
mit 5 bezeichneten Elektrodenöffnungen werden von Elektrodeneinfassungen gebildet,
die, wie Fig.l zeigt, rechteckige oder quadratische Grundrißform haben. Jede Elektrodeneinfassung
wird von mehreren Steinen, bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel von zwölf Steinen
10, 11 ... 20, 21, gebildet, von denen die an zwei gegenüberliegenden Seiten
der rechteckigen oder quadratischen Grundrißform liegenden Steine 11, 12, 13, 14
bzw. 17, 18, 19 und 20 an der Außenseite Keilflächen 23, 24 aufweisen (Fig.3), während
die zwischen den Steinpaaren 10, 11; 14, 15; 16; 17; 20, 21 verlaufenden Radialfugen
keilig derart verlaufen, daß die Steine 10, 15, 16 und 21 eine echte Keiligkeit,
die Steine 11, 14, 17 und 20 dagegen eine verkehrte Keiligkeit besitzen; letztere
ist aber auf die Halterung der Elektrodeneinfassungen nicht nachteilig, nachdem
sich die Steine mit verkehrter Keiligkeit durch die Keilflächen 23, 24 an aufgehängten
Steinen 25' abstützen, wie dies noch an späterer Stelle beschrieben wird.
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Die zwischen den Widerlagersteinen 3 und den Steinen 10 bis 21 der
Elektrodeneinfassungen einerseits und zwischen den Elektrodeneinfassungen andererseits
liegenden Deckelteile werden von Steinen 25 gebildet, die alle aufgehängt sind.
Die Steine 25 weisen untereinander gleiche Form und Größe auf und sind, wie insbesondere
die obere Hälfte der Fig. 1 zeigt, in parallelen Reihen angeordnet; lediglich die
an die Keilflächen 23, 24 der Einfassungssteine angrenzenden Hängesteine 25' weisen
eine diesen Keilflächen angepaßte schräge Seitenfläche auf, sind aber in den sonstigen
Abmessungen mit den übrigen Hängesteinen 25 gleich ausgebildet.
Die
Aufhängung der Steine 25, 25' kann einzeln oder in kleinen Gruppen erfolgen. Bei
dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Steine paarweise aufgehängt. Die Steine
weisen zu diesem Zwecke an ihrem kalten Stirnende gegenüberliegende unterschnittene
Einhängetaschen 26 auf, die von eingepreßten Blechbügeln 27 gebildet werden. In
diese Taschen greifen die hammerförmig ausgebildeten Teile von Hängern 28 ein, die
mit ihrem hakenförmigen Ende 29 auf einer Tragkonstruktion aufgehängt sind.
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Die Tragkonstruktion besteht aus parallel zu den Reihen der Steine
25 angeordneten Trägern 31 bis 39 und aus quer verlaufenden Trägern 40 bis 46, die
in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise ausgespannt und miteinander zu einem Tragwerk
verbunden sind, derart, daß jedes Steinpaar 25 durch einen Hänger 28 auf dem darüber
angeordneten Träger der Tragkonstruktion aufgehängt werden kann. Wie Fig.l zeigt,
erstrecken sich die beiden quer verlaufenden Träger 40, 46 insbesondere im Bereich
des mittleren, die Elektrodeneinfassungen aufweisenden Deckelteiles radial nach
außen hin zum Umfassungsring 1. Selbstverständlich ist die Tragkonstruktion spiegelbildlich
zur dargestellten unteren Hälfte auch in der oberen Hälfte der Fig. 1 vorgesehen;
sie ist in der oberen Hälfte nur darum nicht eingezeichnet, um die reihenweise Verlegung
der aufgehängten Steine 25 deutlicher zum Ausdruck zu bringen.
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Die Steine des Elektroofendeckels gemäß der Erfindung bestehen zweckmäßig
aus Magnesit- oder Chrommagnesitsteinen; hierbei werden die aufgehängten Steine
25, 25' vorzugsweise als blechummantelte Steine der obenerwähnten Art verlegt.