DE1955713B2 - Stahlpanzer für elektrische Lichtbogenofen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stahlpanzer eines Elektrolichtbogenofens.

Ein mit feuerfesten Steinen zugestellter kippbarer Elektrolichtbogenofen erfordert eine Stützkonstruktion zur Verhinderung einer Versetzung der Steine. Eine solche Stützkonstruktion besteht gewöhnlich aus einem einstückigen zylindrischen Stahlmantel, der die feuerfeste Auskleidung umgibt und abstützt. Ein ernstlicher Mangel bei gewöhnlichen Konstruktionen dieser Art besteht darin, daß die Ummantelung der Seitenwand die feuerfesten Steine vor der wünschenswerten Kühlwirkung der bewegten Umgebungsluft schützt, obgleich sie aus Stahl besteht, die das 40- bis 50fache Wärmeleitvermögen der Steine selbst besitzt. Infolgedessen wird die weißglühende Auskleidung von zerstörend wirkender geschmolzener Schlacke und damit verbundenen Dämpfen bis zu einer Tiefe von beispielsweise 10 cm durchdrungen. Durch diese Schlackeninfiltration platzen die Steine bei Abkühlung ab. Hierdurch entstehen Betriebsunterbrechungen auf Grund der nun fälligen Reparaturen.

In der OE-PS 266 187 ist bereits eine Herdraumwand, insbesondere Rückwand von Industrieöfen, beschrieben worden. Hier sind jedoch lediglich senkrechte Schächte vorgesehen, die auf der Innenseite von dichten Verkleidungen verlaufen, welche von horizontal liegenden, U-förmigen Trägern gebildet sind. In diese Schächte kann Luft lediglich vom unteren Ende eintreten und am oberen Ende austreten. Eine wirksame Kühlung ist daher nur durch Anwendung von Gebläsen möglich. Auch ist ein derartiges Kühlsystem auf Elektrolichtbogenofen nicht anwendbar, weil die in bekannter Weise von Stahlplatten gebildete Stützumkleidung unmittelbar gegen die aus feuerfesten Steinen bestehende Zustellung anliegt.

In der US-PS 2 866 628 ist bereits ein Außenpanzer 6o einen Winkel von 40 bis 45'

eines Siemens-Martinofens beschrieben worden, der kurze waagrechte schlitzförmige öffnungen in den Platten aufweist, die nicht gegen die feuerfeste Zustellung anliegen. Daher kann diese Ausbildung des Außenpanzers noch nicht völlig befriedigen.

Durch die Erfindung sollen nun die bisher aufgetretenen Probleme überwunden werden. Dies geschieht durch einen durchbrochenen Stahlpanzer besonderer Konstruktion, der es erlaubt, daß die feuerfeste Zustellung zur Kühlung mit der bewegten Umgebungsluft in Berührung tritt Hierdurch wird in den feuerfesten Steinen ein steiler Temperaturabfall hervorgerufen, der die eindringende geschmolzene Schlacke sowie die damit verbundenen Dämpfe zum Erstarren bringt, noch bevor sie eine erhebliche liefe erreicht haben. Demgemäß treten geringere Abplatzungen an der Trennschicht zwischen den von der Schicht bzw. deren Dämpfen ίο durchsetzten und den undurchsetzten Abschnitten der Steine auf, so daß sich die Lebensdauer der Auskleidung erhöht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die feuerfeste Ausmauerung innerhalb des Stahlpanzers eines Industrieofens wirksam zu kühlen.

Der Stahipanzer des Elektrolichtbogenofens gemäß der Erfindung ist daher gekennzeichnet durch die An- ordnvng von senkrecht verlaufenden Schlitzen.

Die Schlitze sind vertikal vorgesehen, um die Ausbildung einer natürlichen Konvektion entlang den frei liegenden äußeren Enden der Steine zu ermöglichen und diese hierdurch im besonderen Maße zu kühlen.

Mit der Größe der Schlitze kann die Anzahl der Steine bestimmt werden, die jeweils mit der Umgebungsluft in Berührung treten sollen. Die Ofenummantelung gemäß der Erfindung kann aus einzelnen Stahlplatten gebildet sein, die durch eine Anzahl vertikal angeordneter und mit ihren beiden Enden an darübergezogenen stählernen Reifen festgelegter Stahlträger in vertikaier Lage gehalten werden. Diese Stahlträger können mit den Reifen verschweißt sein.

Nach einer bevorzugten Ausfühningsform der Erfindung kann der Bodenpanzer, gleichgültig ob bereits vorhanden oder neu hergestellt, eines mit feuerfesten Steinen ausgekleideten Ofens mit im wesentlichen radialen, unterschiedlich langen Schlitzen ausgestattet werden, um die davon getragenen Steine unter Ausnutzung der natürlichen Konvektion der Umgebungsluft auszusetzen, durch welche die Steine gekühlt werden.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beschreibung und der Figuren weiter erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Abwicklung eines Stahlpanzers eines Elektrolichtbogenofens;
F i g. 2 ist eine Unteransicht des Ofens. Der in F i g. 1 wiedergegebene vertikale Stahlpanzer 10 für die feuerfesten Steine eines elektrischen Lichtbogenofens besteht im wesentlichen aus einer Anzahl Stahlplatten 12 bis 34. Die Platte 18 weist eine etwa rechteckige Türöffnung 36 auf. Die Platte 30 ist mit einer Abstichöffnung 38 versehen.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist jede der Stahlplatten 12 bis 34 mit Ausnahme der Platte 18 mit Schlitzen versehen. Selbstverständlich kann auch die Platte 18 im Bedarfsfall Schlitze erhalten. Die in der Umgebung der Abstichöffnung 38 auftretenden Platten 28 bis 32 besitzen dabei jeweils mehrere verhältnismäßig schmale vertikale Schlitze, deren Breite geringer ist als diejenige der die Seitenwand bildenden Steine. Damit können diese beim Kippen des Ofens, welches gewöhnlich auf

gegenüber der Vertikalen

erfolgt, um den Ofeninhalt durch die Abstichöffnung 38 zu entleeren, nicht herausfallen. Dabei nehmen die Platten 28 bis 32 nicht nur einen Anteil des Gewichtes der feuerfesten Auskleidung der Seitenwand, sondern auch einen solchen des Gewichtes des Ofeninhalts auf. Infolgedessen sind die betreffenden Schlitze durch relativ breite Stege 84 voneinander getrennt, die ein Verschieben oder Ausbeulen des dortieen Wandhereirhe« heim

Kippen des Ofens verhindern.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem feuerfeste Steine von rund 76 χ 76 nun Querschnitt Verwendung finden, beträgt die Breite der Schlitze etwa 63 mm und diejenige der Stege 84 etwa 190 mm. Die Schlitze 82 sind als vertikale Einschnitte zu erkennen. Wie in der Figur zu erkennen, sind die Platten 28 bis 32 mit solchen Schlitzen von ihrem oberen wie ihrem unteren Ende her versehen, so daß in ihrer Mitte eine horizontale Rippe 86 verbleibt, die sich mit den Stegen 84 zwischen den nebeneinanderliegenden Schlitzen 82 trifft Durch diese Rippe 86 wird der betreffenden Platte weiterhin Steifigkeit verliehen.

In gleicher Weise können alle übrigen Stahlplatten mit Schlitzen versehen sein. Diese Schlitze können an sich die gleichen Abmessungen erhalten wie die Schlitze 82 in den Platten 28 bis 32, um ein Versetzen der Wandauskleidung zu verhindern. Indessen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in den übrigen Platten öffnungen größerer Breite vorzusehen, da diese Platten niemais unter den Steinen der Wandauskleidung zu liegen kommen und daher nur eine weit geringere Last als die platten 28 bis 32 unter dem Kippen des Ofens aufzunehmen haben. Genauer gesagt nimmt die Belastung der Stahlplatten mit deren Entfernung von der Abstichöffnung 38 ab, so daß die Breite der öffnungen in diesen Platten fortlaufend zunehmen kann, um eine ständig wachsende Zahl der feuerfesten Steine dem kühlenden Einfluß der umgebenden Luft auszusetzen. Su besitzt etwa die Stahlplatte 26 drei von ihrem unteren Rand ausgehende Ausschnitte 88 bis 92, wobei der Ausschnitt 88 eine Breite von 228 mm erhalten kann, während der noch weiter von der Abstichöffnung 38 entfernte Abschnitt 90 eine solche von 310 mm aufweisen kann. Die Breite des noch weiter entfernt liegenden Ausschnitts 92 kann beispielsweise 381 mm betragen. Der Steg 94 zwischen den Ausschnitten 88 und 90 kann eine Breite von 267 mm, der Steg 96, zwischen den Ausschnitten 90 und 92, eine solche von 229 mm aufweisen. Unmittelbar über einem jeden der Ausschnitte 88 bis 92 ist ein Ausschnitt 98 vorgesehen, der von dem oberen Rand der Platte 26 ausgeht und die gleichen Abmessungen wie die darunterliegenden Ausschnitte haben kann, jedoch nach F i g. 1 schmäler ausgeführt ist. Diese schlitzförmigen Ausschnitte 98 sind durch Stege 99 voneinander getrennt, die bis auf ihre Breite den Stegen 94 und % entsprechen. Die Breite der Schlitze bzw. Ausschnitte richtet sich weiterhin nach der von den feuerfesten Steinen normalerweise angenommenen Temperatur.

Die Stege 94 bis 99 treffen sich mit einer durchlaufenden horizontalen Rippe 100, welche die oberen öffnungen bzw. Ausschnitte 98 von den unteren 88 bis 92, innerhalb der Platte 26 trennt In F i g. 1 erkennt man, daß die Platte 34 von der Abstichöffnung 38 genauso weit entfernt ist wie die Platte 26. Aus diesem Grunde ist sie mit öffnungen bzw. mit Ausschnitten von der gleichen Größe und in gleicher Anordnung versehen wie die letztere.

Ebenso können die übrigen Platten 12 bis 24 mit öffnungen ausgestattet werden, deren Größe und Abstand sich nach der jeweiligen Belastung richtet, die von der Umkleidung an der betreffenden Stelle aufzunehmen ist, sowie nach der Anzahl der für die Kühlung freizulegenden Steine. Aus diesem Grunde sollten die öffnungen mit der größten Breite, beispielsweise die öffnungen innerhalb der Platte 24, an den heißesten Stellen auftreten, von denen unter Umständen mehrere vorhanden sein werden, je nach der Bauart des Elektrolichtbogenofens. Die generelle Regel, die hierzu aufzustellen ist, ist, daß die Öffnungsfläche zu der Stegfläche mit der in der Ofenauskleidung zu erwartenden Temperatur wachsen soll.

Ein besonderer Vorteil der hier angegebenen vertikal verlaufenden schlitzförmigen öffnungen besteht darin, daß infolge der Erhitzung der freigelegten Steine durch den Ofeninhalt ei«'· di-sen öffnungen entlang und nach oben gerichtete Luftströmung auftreten wird, die an den frei liegenden Steinen entlangstreicht. Mit zunehmender Erwärmung der Steine wird auch diese Luftströmung zunehmen, so daß sich der Kühleffekt erhöht.

In F i g. 2 ist in Unteransicht der nach außen zu gewölbte Bodenpanzer 101 dargestellt, der steif genug ist, um den Ofenboden ebenso wie die Seitenwand und die Charge zu tragen. In diesem Bodenpanzer 101 sind Schlitze wie die Schlitze 102 bis 108 vorgesehen, die gleichfalls dazu dienen, die Außenfläche der feuerfesten Auskleidungssteine des Ofenbodens für den Kühleffekt der umgehenden Luft freizulegen. Die Schlitze innerhalb der Bodenplatte 101 verlaufen radial in Richtung zu der vorausgehend beschriebenen Seitenwand, um eine radial nach außen gerichtete Luftkonvektion entlang diesen Schlitzen und den darin frei liegenden Steinen hervorzurufen. Obgleich die Größe der Schlitze auf Grund der durch die Bodenplatte 101 aufzunehmenden Last begrenzt ist, kann durch Variierung deren Länge doch eine verhältnismäßig große Zahl solcher Schlitze untergebracht werden. Aus diesem Grunde weist die Bodenplatte 101 eine Anzahl zusätzlicher Schlitze wie die Schlitze HO, 112 und 114 auf, so daß insgesamt Schlitze mit vier verschiedenen Längen auftreten, die so verteilt und ausgebildet sind, daß sie nie einander schneiden oder sonstwie beeinträchtigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stahlpanzer eines Elektrolichtbogenofens, g e kennzeichnet durch die Anordnung von senkrecht verlaufenden Schlitzen (82,92,102).

2. Stahlpanzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (82) im Bereich der größten von der Umkleidung aufzunehmenden Last, insbesondere in der Nähe der Abstichöffnung (38) bei einem kippbaren Elektrolichtbogenofen, schmaler ausgebildet sind als die übrigen.

3. Stahlpanzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (82) im Bereich maximaler Wärmebelastiing der Ofenwandung am breitesten ausgebildet sind.

4. Stahlpanzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenpanzer (101) verschieden lange Schlitze (102,114) in radialer Anordnung vorgesehen sind.