DE1608588B1 - Elektrolichtbogenofen grossen Fassungsvermoegens zum Erzeugen hoechstwertiger Staehle - Google Patents

Description

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In neuerer Zeit ist der zum Erschmelzen von Stahl hender Seitenwandteil anschließt und das Traggerüst

dienende Elektrolichtbogenofen von den ursprünglich ' den Deckel trägt.

verhältnismäßig kleinen Öfen mit einem Fassungs- Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung eines

vermögen von 2 bis 101 zu Öfen mit einem Fassungs- Elektrolichtbogenofens großen Fassungsvermögens

vermögen von 80 bis 1501 und darüber entwickelt 5 wird das Profil des Ofeninnenraumes im Ofenoberteil,

worden. der lichte Ofenraum, der Form des Böschungskegels

Bei dieser Entwicklung wurde, bedingt durch die des Einsatzgutes nahezu angeglichen, so daß jeglicher zentrale Anordnung der drei senkrecht stehenden freie, zum Deckel hin offene und damit für den Elektroden, die ursprüngliche Form des senkrecht Wärmehaushalt des Ofens und die Haltbarkeit des stehenden zylindrischen Gefäßes mit abhebbarem, die io Deckels nachteilige Ofenraum vermieden wird. Die Elektrodendurchgänge enthaltenden Deckel bei- sich mit der erfindungsgemäßen Abrundung ergebehalten. Lediglich die Abmessungen des Ofens bende Wandfläche bildet infolge ihrer Angleichung wurden der gewünschten Ofenleistung entsprechend an den Böschungskegel des zu schmelzenden Einsatzvergrößert, gutes wie auch an den Schmelzbadspiegel eine wir-

Eine Vergrößerung des Ofens in senkrechter Rieh- 15 kungsvolle, die Ofenleistung wesentlich steigernde

tung hat aber nachteilige Folgen, wie erhöhten Elek- Wärmerückstrahlfläche. Darüber hinaus wird die

trodenabbrand, Mehrverbrauch an feuerfestem außerhalb des Böschungskegels des Einsatzgutes bis-

Wandbaumaterial, schlechteren Wärmehaushalt im her der Strahlungswärme weitgehendst ausgesetzte

Ofen usw. Deshalb ist man bestrebt, Öfen möglichst freie Deckelfläche durch die Abrundung des oberen

großen Durchmessers, bis zu 5000 mm, und dabei 20 Seitenwandteiles gegen den schädigenden Einfluß der

geringerer Ofenraumhöhe zu entwickeln. Strahlungswärme abgedeckt. Diese Wärmestrahlung

Die Erfindung bezieht sich auf einen derartigen kann sich daher auch nicht auf den infolge der Ge-

Elektrolichtbogenofen großen Fassungsvermögen, Wölbepressung besonders stark beanspruchten, nahe

insbesondere von 80 bis 1501, zum Erzeugen höchst- am Widerlager des Deckels liegenden Deckelteil nach-

wertiger Stähle durch Schmelzen von Schrott und 25 teilig auswirken.

Roheisen aus einem während des Schmelzens fest- Weiterhin wird durch die obere Begrenzung der

stehenden Gefäß großen Durchmessers mit nahezu Abrundung der Durchmesser der oberen Ofenöffnung

senkrechten zylindrischen Seitenwänden und oberer in einem für die Spannweite des Deckels tragbaren

durch einen abhebbaren als Kugelkappengewölbe Ausmaß verringert, wobei eine Verringerung des

ausgebildeten und Durchgänge für die Elektroden 30 Deckeldurchmessers bis zu 40% erreicht werden kann,

aufweisenden Deckel verschlossenen Füllöffnung. Die bei der bisherigen Ausweitung der Elektro-

Ein bekannter Lichtbogenofen mit großem lichtbogenofen ■ unter Beibehalten senkrechter oder

Fassungsvermögen, bei dem eine drehende Relativ- nahezu senkrechter Seitenwandungen für die Deckel

bewegung zwischen dem Schmelzbad und den Elek- sich ergebenden Durchmesser, sind für die Bauweise

troden zur Wirkungsgradverbesserung vorgesehen ist, 35 und die Haltbarkeit der Kugelkappengewölbe der

hat eine senkrechte Ofenwandung und der Deckel Deckel kaum noch tragbar. Bei diesen Deckeln soll

muß den von der senkrechten Ofenwand gebildeten die Stichhöhe ihrer Gewölbe zur Vermeidung einer

freien Ofenraum überspannen. Damit der Ofendeckel nachteiligen Ofenraumübefhöhung möglichst gering

eine ausreichende Auflage auf dem oberen Rand der sein. Flache Gewölbe von großer Spannweite haben

Ofenwand findet, ragt dieser in die Füllöffnung vor. 40 bei ihrem erheblichen Eigengewicht aber eine starke

Bei dieser Bauweise ergibt sich zwischen dem Gewölbepressung. Diese aber führt schon bei geringer Böschungskegel (etwa 45 bis 50°) des von oben her Abnutzung des Gewölbes infolge der durch die hohe üblicherweise mittels Chargierkorb in den Ofenraum Arbeitstemperatur bedingten Abschmelzung der Geeingebrachten Schmelzgutes und dem oberen Teil der wölbesteine zum Einsturz. Derartige Gewölbe müssen Ofenwandung ein toter Raum, der sich, für die Ofen- 45 nach kurzen Betriebszeiten laufend durch neue ernutzung und weiterhin für die Haltbarkeit des Ofen- setzt werden.

deckeis infolge der sich in diesem Räume frei aus- Hinzu kommt, daß erhöhter Gewölbedruck auch

wirkenden Strahlungswärme des Schmelzgutes bzw. den Schmelzpunkt (Druckfestigkeit) der für solche

des Schmelzbades äußerst nachteilig auswirkt. Gewölbe üblichen Silikasteine herabsetzt, so daß Öfen

Bei einer weiteren bekannten Ausführung eines 5° mit im Durchmesser großen Deckeln vorsichtiger be-Elektrolichtbogenofens ist die Ofenwandung nicht trieben werden müssen, wodurch sich Beschränkunsenkrecht, sondern nach innen geneigt angeordnet. gen in der Betriebsweise der Öfen ergeben.
Außerdem ist die Ofenwandung konkav verlaufend Eine Entlastung der Kugelkappengewölbe der ausgeführt. Hierdurch wird keine Verringerung, son- Deckel durch Aufhängen der Gewölbesteine an einem dem unter Umständen sogar eine Vergrößerung des 55 Gerüst aus Stahlträgem über der Deckelfläche herbeischädlichen Raumes zwischen der Ofenwand und dem zuführen, scheitert besonders daran, daß diese in der Böschungskegel des Einsatzgutes hervorgerufen. Ins- Nähe der Elektroden anzuordnenden Metallmengen besondere verkleinert sich der schädliche tote Raum zu Lichtbogenüberschlägen führen oder vagabunim oberen Teil des Ofenraumes nicht. dierende Ströme auslösen, die ein einseitiges Kreisen

Durch die Erfindung werden die Mängel vollkom- 60 des Lichtbogens an den Elektroden auslösen, was zu men beseitigt und besteht diese darin, daß sich dem einem einseitigen Verschleiß des feuerfesten Wandzylindrischen Seitenwandteil oberhalb der in diesem und Deckelmauerwerks führt.

Seitenwandteil befindlichen Arbeitsöffnungen ein in Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausbildung den Schmelzgefäßinnenraum bis nahe an den kann darin bestehen, daß das Traggerüst für die auf-Böschungskegel des Einsatzgutes vorspringender und 65 gehängten Steine des abgerundeten Seitenwandteiles mit einer dem Böschungswinkel etwa entsprechenden auf dem nahezu senkrechten Seitenwandteil abgekonvexen Abrundung versehener, aus an einem stützt und/oder an der Ofenaußenpanzerung angemetallischen Traggerüst angehängten Steinen beste- hängt ist. Hierbei kann dieses Traggerüst auch das

Auflager für den Deckel bilden, wodurch sowohl die abgerundeten Seitenwandteile unbelastet bleiben als auch dieser Wandteil den durch Wärmeeinwirkung besonders gefährdeten, nahe seinem Widerlager befindlichen Deckelteil gegen die nachteilige Wärmestrahlung aus dem Ofenraum schützt.

Für den infolge seiner Richtigkeit und Nähe zum Schmelzgut der Strahlwärme desselben besonders ausgesetzten abgerundeten Wandteil werden vorteilhaft die Ofenleistung fördernde Steinqualitäten gewählt, die einerseits hohen thermischen Beanspruchungen widerstehen und andererseits eine intensive Wärmerückstrahlung ausüben. Hierzu eignen sich beispielsweise Zirkoncristobalitsteine oder Magnesitsteine, die auch mit Metallzwischenlagen verlegt sein können oder mit einer Blechummantelung versehen sind.

Diese Wandbausteine können in einer sich über die ganze Wandstärke erstreckenden Steinform, ebenso aber auch in zwei sich gegenseitig verhängenden Steinteilen angewendet werden. Vorteilhaft wird bei sich über die ganze Wandstärke erstreckenden Steinen dessen rückwärtiges Ende als angeschuhter Steinteil oder bei zwei sich gegenseitig verhängenden Steinteilen der rückwärtige Verhängestein in einem wärmeisolierenden Steinmaterial, beispielsweise Schamotte, ausgebildet. Die damit erzielbare schlechte Wärmeleitfähigkeit sichert einen günstigen Wärmehaushalt des Ofens durch die erhöhte Wärmerückstrahlung dieses Wandteiles.

Die besagte Aufhängung des abgerundeten Wandteiles ermöglicht sowohl in bezug auf die Steinaufhängung als auch bezüglich der möglichen Zugänglichkeit von der Ofenaußenseite her ein leichtes und schnelles Auswechseln abgenutzter Steine auf Teilstrecken des Ofenumfanges, gegebenenfalls eine vollständige Erneuerung des abgerundeten Wandteiles. Das Schadhaftwerden von Wandteilen nahe unterhalb des Kugelkappengewölbes des Deckels ergibt sich oftmals dadurch, daß von diesem besonders beanspruchten Teil geschmolzene Silikamasse auf die mit basischem Steinmaterial zugestellte Seitenwand abtropft und dieses durch chemische Einwirkung zerstört.

Hiergegen kann mit Vorteil für die obere Steinlage der Abrundung ein sich sowohl dem sauren Schmelzfluß als auch dem basischen Steinmaterial gegenüber indifferent verhaltendes Steinmaterial, wie Chromerzsteine, verwendet werden.

Durch Verhängen der Steine des abgeschrägten oder abgerundeten Wandteiles werden diese Steine auch so befestigt, daß sie weder beim Kippen des Ofens aus ihrer Lage rutschen noch durch Ankleben am Deckel bei dessen Anheben mit abgehoben werden. Dieses gilt besonders für die besagten, den benachbarten Steinen des Deckels und der Seitenwand gegenüber indifferenten Chromerzsteine, die im Betrieb nicht miteinander verschweißen, nunmehr aber an der zwischen Deckel und Wand liegenden gefährdeten Stelle angewendet werden können.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der abhebbare Ofendeckel aus einer baulichen Einheit des Deckels und des Mauerwerks des abgerundeten Seitenwandteiles besteht.

Der nunmehr aus dem Kugelkappengewölbe und dem Mauerwerk des abgerundeten Seitenwandteiles bestehende Deckel liegt auf dem Seitenwandteil auf. Für den das Kugelkappengewölbe bildenden Teil des Deckels bleibt die dem Ofendurchmesser gegenüber wesentlich geringere Spannweite gewahrt. Das Kugelkappengewölbe liegt hierbei auf dem die Abrundung bildenden Mauerwerk auf.

Die Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den Ofen nach der Linie a-b nach F i g. 2 und

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Liniec-d der

Der im Grundriß kreisförmige, von der nahezu senkrechten Seitenwandung 1 begrenzte Ofenraum enthält in seiner Bodenfläche die Schmelzwanne 2. In der Seitenwandung 1 befinden sich die beiden Arbeitsöffnungen 3 und 4 und der für das erschmolzene Metall dienende Ausguß 5.

Das Schmelzgut wird durch die obere Öffnung 6, üblicherweise mittels eines Chargierkorbes od. dgl., in den Ofen eingebracht. Die Öffnung 6 wird durch den abhebbaren, mit den Elektrodendurchgängen 8 versehenen Deckel 7 geschlossen.

Das in den Ofen von oben her eingebrachte, meistens sperrige Schmelzgut lagert sich im Ofenraum etwa gemäß dem angedeuteten Böschungskegel 9. Der dabei zwischen dem Böschungskegel 9 und der nahezu senkrechten Seitenwandung 1 vorhandene freie Ofenraum wird durch den im oberen Teil der nahezu senkrechten Seitenwandung 1, oberhalb oder nahezu oberhalb der Seitenwandöffnungen 3, 4 und des Ausgusses 5 angeordneten, zum Ofeninnern hin gerichteten abgerundeten Seitenwandteil 10 ausgefüllt. Die Abrundung und die Nähe zum Böschungskegel 9 machen diesen Seitenwandteil 10 zu einer das Schmelzen des Schmelzgutes wirksam fördernden Wärmerückstrahlfläche. Gleichzeitig verringert diese Ofenraumprofilierung den Durchmesser der oberen Öffnung 6 des Ofens und damit die Spannweite des Deckels 7 beträchtlich, ohne daß das nutzbare Ofenvolumen verringert wird.

Der abgerundete Seitenwandteil 10 wird durch an einem metallenen Traggerüst 11 angehängte Wandsteine gebildet. Das metallene Traggerüst 11 kann sich auf der Seitenwandung 1 abstützen und/oder an der Außenpanzerung des Ofens angehängt werden.

Eine besondere vorteilhafte Ausführung kann darin bestehen, daß der abgerundete Seitenwandteil 10 zusammen mit dem Kugelkappengewölbe des Deckels 7 einen einheitlichen hantierbaren Bauteil bilden. Dieser Bauteil liegt auf der Seitenwandung 1 auf. Für das Kugelkappengewölbe des Deckels 7 bleibt die gegenüber dem Ofendurchmesser wesentlich geringere Spannweite gewahrt, da das Kugelkappengewölbe auf dem abgerundeten Seitenwandteil 10 aufliegt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrolichtbogenofen großen Fassungsvermögens, insbesondere von 80 bis 1501, zum Erzeugen höchstwertiger Stähle durch Schmelzen von Schrott und Roheisen aus einem während des Schmelzens feststehenden Gefäß großen Durchmessers mit nahezu senkrechten zylindrischen Seitenwänden und oberer durch einen abhebbaren als Kugelkappengewölbe ausgebildeten und Durchgänge für die Elektroden aufweisenden Deckel verschlossenen Füllöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß sich dem zylindrischen Seitenwandteil (1) oberhalb der in diesem Seiten-

wandteil befindlichen Arbeitsöffnungen (3, 4 und 5) ein in den Schmelzgefäßinnenraum bis nahe an den Böschungskegel (9) des Einsatzgutes vorspringender und mit einer dem Böschungskegel etwa entsprechenden konvexen Abrundung versehener, aus an einem metallischen Traggerüst (11) angehängten Steinen bestehender Seitenwandteil (10) anschließt und das Traggerüst (11) den Deckel (7) trägt.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst (U) für die aufgehängten Steine des abgerundeten Seitenwandteiles 10) auf dem nahezu senkrechten Seitenwandteil

(1) abgestützt und/oder an der Ofenaußenpanzerung angehängt ist.

3. Ofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgerundete Seitenwandteil (10) aus Zirkoncristobalitsteinen besteht.

4. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der abgerundete Seitenwandteil (10) mit Chromerzsteinen abgedeckt ist.

5. Ofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abhebbare Ofendeckel aus einer baulichen Einheit des Deckels (7) und des Mauerwerks des abgerundeten Seitenwandteiles (10) besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen