DE1955713C3 - Stahlpanzer für elektrische Lichtbogenöfen - Google Patents
Stahlpanzer für elektrische LichtbogenöfenInfo
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- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/12—Working chambers or casings; Supports therefor
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stahlpan/er
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 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, daö die feuerfeste Zustellung
zur Kühlung mit der bewegten Umgebungsluft in Berührung tritt. Hierdurch wird in den feuerfesten Steinen
ein steiler Temperaturabfall hervorgerufen, der die s eindringende geschmolzene Schlacke sowie die damit
verbundenen Dämpfe zum Erstarren bringt, noch bevor sie eine erhebliche Tiefe erreicht haben. Demgemäß
treten geringere Abplatzungen an der Trennschicht zwischen den von der Schicht bzw. deren Dämpfen
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 Stahlpanzer des Elektrolichtbogenofens gemäß der Erfindung ist daher gekennzeichnet durch die Anordnung
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 Ausführungsform det 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 Slahlpanzers 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 einen Winkel von 40 bis 4i>° 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 Ofeninhal'ts auf. Infolgedessen
sind die betreffenden Schlitze durch relativ breite Stege 84 voneinander getrennt, die ein Verschieben
oder Ausbeulen des dortigen Wandbereiches beim
Kippen des Ofens verhindern.
3et einem bevorzugten Austührungsbeispiel, bei dem
feuerfeste Steine von rund 76 χ 76 mm Querschnitt Verwendung finden, beträgt die Breite der Schlitze
etwa 63 mm und diejenige der Stege 84 etwa 190 mm. Die Schlitze 82 sind a!s vertikale Einschnitte zu erken-■en.
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. Dieso 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. So 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 entfernie
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 eine diesen 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 110, 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)
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 Wärmebelastung 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.
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Also Published As
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |