DE19823226A1

DE19823226A1 - Kippbarer Lichtbogenofen

Info

Publication number: DE19823226A1
Application number: DE19823226A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fuchs
Original assignee: Arcmet Technologie GmbH
Current assignee: Arcmet Technologie GmbH
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 1999-12-02
Also published as: HK1038786A1; CN1302370A; DE59902359D1; US6393043B1; CA2332951A1; WO1999061857A1; CA2332951C; ES2182532T3; BR9910694A; RU2206031C2; CN1229614C; AU4365999A; PL344340A1; PL186668B1; EP1090261B1; KR20010071303A; TR200003477T2; EP1090261A1; ATE222346T1

Abstract

Bei einem kippbaren Lichtbogenofen, bei dem ein Ofengefäß (2) und ein Portal (4) für eine Elektrodenhub- und Schwenkvorrichtung auf einer Plattform (1 und 3) einer mittels einer Kippvorrichtung kippbaren Ofenwiege angeordnet sind, die zwei im Abstand voneinander angeordnete, jeweils auf einer Ablaufbahn (17) ablaufende Wiegenkufen (16) enthält, wobei das Ofengefäß (2) auf einen zwischen den Wiegenkufen (16) liegenden ersten Plattformbereich und das Portal (4) auf einem außerhalb der Wiegenkufen (16) liegenden zweiten Plattform angeordnet ist, sind die beiden Plattformbereiche als separate Plattformteile (1, 3) ausgebildet, der das Protal (4) tragende Portalplattformteil (3) stützt sich über eine weitere Wiegekufe (20) auf einer weiteren Wälzbahn (21) ab und ist durch die Kippvorrichtung synchron mit dem das Ofengefäß (2) tragenden Gefäßplattformteil (1) kippbar.

Description

Von den verschiedensten Bauarten für Lichtbogenöfen hat sich bei modernen Öfen die Variante mit gemeinsamer Ofenbühne bzw. Ofenplattform für Gefäß und Portal weitgehend durchgesetzt. Ein solcher im Gattungsbegriff des Anspruches 1 definierter Ofen ist bei spielsweise auf der Titelseite der Zeitschrift "elektrowärme international" April, Nr. 2/1983, Ausgabe B, dargestellt. Die Ofenplattform trägt also auch das Portal mit den Elektrodenführungssäulen, dem Deckelhubwerk und den dazugehörenden Schwenk- und Antriebsmechanismen. Der gesamte Ofen ist mittels einer Kippvorrichtung, z. B. Zylinder über eine Wiege, kippbar. Dabei werden die Wiegenkufen auf einer Ablaufbahn geführt. Der Ofen hat zwei Wiegenkufen und somit zwei Ablaufbahnen, die parallel zur Kipp richtung auf stabilen Fundamenten stehen. Die Geometrie von Wiege und Ablaufbahn bestimmt die Kippbewegung des Ofengefäßes. Die zwischen Gefäß und Portal liegende Hauptablaufbahn hat wegen des überhängenden Portalteils ca. 60% bis 70% der gesamten Vertikallast zu tragen.

Um den Lagersitz für das Portal zu bearbeiten sind Spezialmaschinen erforderlich, denn diese Bearbeitung kann wegen möglichen Verzugs erst nach dem Schweißen vorgenommen werden.

Während des Ofenbetriebes kann es wegen unterschiedlicher Wärmebeaufschlagung und Spannungen innerhalb der Plattform zu Verzug kommen. Das hat beispielsweise einen negativen Einfluß auf die Korrektheit der Elektrodenfahrwege und deren Regelung. Eine Korrektur des Verzugs ist ohne kostspielige und zeitraubende Montage von Gefäß, Portal und Bühne nicht möglich.

Bei der Modernisierung bestehender Öfen wird es nötig, ein neues Portal für eine bessere und schnellere Elektrodenregelung zu installieren. Das Richten und Anpassen der Plattform ist dann sehr aufwendig.

Bei älteren Öfen kann das den Deckel und die Elektrodensäulen tragende Portal auch über einen Drehzapfen (Pivot) angehoben und geschwenkt werden, der unabhängig von der Ofenplattform auf einem separaten Fundament steht. Beim Kippen des Ofens lastet das Portal bei abgesenktem Pivot auf dem Ofengefäß. Hier bestehen Justierprobleme. Es muß sichergestellt sein, daß sich beim Anheben der Pivots zum Schwenken des Portals die Wiegenplattform exakt in der Horizontallage befindet, damit der Pivot exakt in den Lagersitz des Portals eingreift. Ein Umbau dieser meist älteren Öfen auf ein moderneres Design mit durchgehender Wiegenplattform ist wegen der höheren Fundamentlasten der Hauptablaufbahn im allgemeinen nicht möglich.

Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile wird ein kippbarer Lichtbogenofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß die beiden Plattformbereiche als separate Plattformteile ausgebildet sind und daß sich der das Portal tragende Portalplattformteil über wenigstens eine weitere, zu den anderen Wiegenkufen parallele Wiegenkufe auf einer weiteren Wälzbahn ablaufbar abstützt und durch die Kippvorrichtung synchron mit dem das Gefäß tragenden Gefaßplattformteil kippbar ist. Die erfindungsgemäße Lösung kann bei bestehenden Öfen realisiert werden, wenn bei spielsweise das Portal erneuert werden muß. Die Stillstandszeiten können dann wesentlich verringert werden. Es ist auch ohne Probleme möglich, zunächst die Plattform mit dem Portal und später, zeitlich verschoben, die Plattform mit dem Ofengefäß umzubauen. Wird die erfindungsgemäße Lösung bei einer Neuinstallation verwirklicht, ist das spätere Auswechseln von Portal und/oder Gefäß wesentlich einfacher.

An der Portalplattform kann eine zusätzliche Kippvorrichtung angebracht werden, die mit der Hauptkippvorrichtung synchron arbeitet.

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Lichtbogenofen durch ein Ausführungsbeispiel anhand von sechs Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen kippbaren Lichtbogenofen in einer Draufsicht;

Fig. 2 den Lichtbogenofen in einer Frontansicht, teilweise geschnitten;

Fig. 3 die Verbindung der Plattformteile in perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 einen Abschnitt des Gefäßplattformteils in perspektivischer Darstellung;

Fig. 5 in einer Frontansicht einen vergrößerten Ausschnitt, teilweise im Schnitt, die Verbindung zwischen den beiden Plattformteilen durch ein Scharniergelenk, und

Fig. 6 in einer Draufsicht einen vergrößerten Ausschnitt des Anschlags und der Führung zwischen den beiden Plattformteilen.

Mit 1 ist der Gefäßplattformteil bezeichnet, auf dem das Ofengefäß 2 angeordnet ist, mit 3 der Portalplattformteil, auf dem das Portal 4 angeordnet ist. Die Drehachse 5 des Portals 4 ist exzentrisch zu den Elektrodentragarmen 6 angeordnet, die die Elektroden 7 tragen. 8 stellt einen separaten Zapfen zum Anheben und Ausschwenken des Gefäßdeckels 9 dar. 10 ist die Arbeitstür und 11 ein exzentrischer Bodenabstich. Die Plattformteile 1 und 3 sind durch eine Fuge 12 getrennt und durch Scharniergelenke 13 verbunden. Mit 14 ist ein Anschlag bezeichnet.

In der Frontansicht nach Fig. 2 ist zusätzlich das Lager 15 für das Portal erkennbar, ebenso die beiden Wiegenkufen 16 mit den zugehörigen Ablaufbahnen 17 für den Gefäß plattformteil 1, die auf Fundamenten 18 befestigt sind. Der Portalplattformteil 3 stützt sich auf einer der Wiegenkufen 16 und einer weiteren Wiegenkufe 20 mit einer Ablaufbahn 21 ab. Die Ablaufbahn 21 steht auf einem Fundament 22. Mit 23 sind flexible Kabel für die Stromzufuhr bezeichnet.

Die perspektivische Darstellung nach Fig. 3 läßt die Ausbildung und Anordnung der Scharniergelenke 13 sowie die Lage des Anschlages 14 erkennen.

Die Drehachse 19 der Scharniergelenke 13 verläuft parallel zur Schnittlinie zwischen einer Plattformebene, also beispielsweise der durch die Oberseite der Gefäßplattform 1 gebilde te Ebene und der Ebene, in der eine Wiegenkufe 16 bzw. 20 liegt. Bei linearen Ablauf bahnen 17 bzw. 21 verläuft damit die Drehachse 19 parallel zu diesen Ablaufbahnen, wenn sich die Plattform in der Horizontallage befindet.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen, daß die Scharniergelenke 13 benachbart zu den Unterkanten 24 bzw. 25 der einander zugewandten Randseiten 26 bzw. 27 der Plattformteile 1 bzw. 3 angeordnet sind. Die Scharniergelenke 13 sind durch ineinandergreifende, mit Ösen 28 bzw. 29 versehene laschenförmige Vorsprünge 30 bzw. 31 gebildet, die an den einander zugewandten Randseiten 26 bzw. 27 der Plattformteile 1 bzw. 3 angebracht und durch Drehbolzen 32 drehbar miteinander verbunden sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind die beiden Scharniergelenke 13 in den äußeren Berei chen der Randseite 26 bzw. 27, d. h. in der Nähe der Seitenkanten 33 und 34 der Rand seiten vorgesehen, während sich der Anschlag 14 im mittleren Bereich befindet. Der Anschlag 14 wird, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, durch gegenüberliegende Anschlagstücke 35 und 36 gebildet, deren Anschlagflächen im Ofenbetrieb, d. h. wenn der Gefäßdeckel 9 auf dem Ofengefäß 2 aufliegt, einen Abstand von 1 bis 2 mm aufweisen. Durch diesen Spalt ist eine statisch definierte Lastaufteilung auf die drei Fundamente über die drei Wiegenkufen 16 und 20 gewährleistet. Um die bei Anheben des Gefäßdeckels 9 durch die Lastverlagerung auf den Portalplattformteil 3 verursachte Durchbiegung zu begrenzen, ist der Anschlag 14 vorgesehen. Er befindet sich benachbart zu den Oberkanten 37 bzw. 38 der einander zugewandten Randseiten 26 bzw. 27 der Plattformteile 1 bzw. 3 etwa im mittleren Bereich der Randseiten 26 bzw. 27.

Mittels einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Kippvorrichtung, die am Gefäßportal teil 1 angreift, läßt sich die gesamte Plattform kippen. In diesem Fall müssen die Drehbol zen 32 der Scharniergelenke 13 die zum Mitkippen des Portalplattformteils 3 erforderli chen Kräfte übertragen. Hierbei und auch im gekippten Zustand werden im Scharnierge lenk Kräfte in Achsrichtung der Drehbolzen wirksam. Die Scharniergelenke 13 sind deshalb so ausgebildet, daß die laschenförmigen Vorsprünge 31 in paarweise angeordnete laschenförmige Vorsprünge 30 eingreifen. Hierbei muß allerdings wegen der unterschiedli chen Wärmeausdehnungen von Gefäßplattformteil 1 und Portalplattformteil 3 ein ent sprechendes Spiel in Achsrichtung der Drehbolzen 32 berücksichtigt werden. Vorzugsweise wird nur eines der beiden Scharniergelenke als sogenanntes Festlager ausgebildet, d. h. als Lager, bei dem die Verschiebbarkeit in Achsrichtung des Drehbolzens 32 verhindert ist, während das andere Scharniergelenk als Gleitlager ausgebildet ist, bei dem die Bewegung in Achsrichtung des Drehbolzens 32 nicht begrenzt ist.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die relative Lage der beiden Plattform teile in Achsrichtung der Drehbolzen 32 durch Seitenanschläge 39 und 40 festgelegt, zwischen die das Anschlagstück 36 eingreift. Da sich die durch die Seitenanschläge 39 und 40 sowie das Anschlagstück 36 bewirkte Führung zwischen den Plattformteilen 1 und 3 in der Mitte zwischen den Plattformteilen befindet, wirken sich hier unterschiedliche Längen änderungen bei unterschiedlicher thermischer Belastung der beiden Plattformteile minimal aus. Die Führung kann somit mit einem sehr kleinen Spiel von einigen Zehntel Millimetern eingestellt werden. Zur Einstellung dieses Spiels, wie auch des Abstandes zwischen den Anschlagstücken 35 und 36 dienen Justierbleche 41.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nur eine Kippvorrichtung im Bereich der Gefäßplattform 1 vorgesehen, so daß die Portalplattform 3 über die Scharniergelenke 13 und die Führung durch die Seitenanschläge 39 und 40 mitgekippt werden muß. Es ist auch möglich, eine weitere Hilfskippvorrichtung vorzusehen, die am Portalplattformteil 3 angreift. In diesem Fall muß eine synchrone Betätigung der beiden Kippvorrichtungen sichergestellt sein und die Verbindung über die Scharniergelenke könnte im Prinzip entfallen.

Bezugszeichenliste

1

Gefäßplattformteil

2

Ofengefäß

3

Portalplattformteil

4

Portal

5

Drehachse für das Portal

6

Elektrodentragarme

7

Elektrode

8

separater Zapfen zum Ausschwenken des Deckels

9

Gefäßdeckel

10

Arbeitstür

11

exzentrischer Bodenabstich

12

Fuge

13

Scharniergelenk

14

Anschlag

15

Lager für das Portal

16

Wiegenkufen

17

Ablaufbahnen

18

Fundamente

19

Drehachse

20

Wiegenkufe

21

Ablaufbahn

22

Fundament

23

flexible Kabel für die Stromzufuhr

24

Unterkante von

1

25

Unterkante von

3

26

Randseite von

1

27

Randseite von

3

28

Öse von

30

29

Öse von

31

30

laschenförmiger Vorsprung von

1

31

laschenförmiger Vorsprung von

3

32

Drehbolzen

33

Seitenkante

34

Seitenkante

35

Anschlagstück von

1

36

Anschlagstück von

3

37

Oberkante von

1

38

Oberkante von

3

39

Seitenanschlag

40

Seitenanschlag

41

Justierblech

Claims

1. Kippbarer Lichtbogenofen, bei dem ein Ofengefäß (2) und ein Portal (4) für eine Elektrodenhub- und Schwenkvorrichtung auf einer Plattform (1 und 3) einer mittels einer Kippvorrichtung kippbaren Ofenwiege angeordnet sind, die zwei im Abstand voneinander angeordnete, jeweils auf einer Ablaufbahn (17) ablaufende Wiegenkufen (16) enthält, wobei das Ofengefäß (2) auf einem zwischen den Wiegenkufen (16) liegenden ersten Plattformbereich und das Portal (4) auf einem der außerhalb der Wiegenkufen (16) liegenden zweiten Plattformbereich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Plattformbereiche als separate Plattformteile (1, 3) ausgebildet sind und
daß sich der das Portal (4) tragende Portalplattformteil (3) über wenigstens eine weitere, zu den anderen Wiegenkufen (16) parallele Wiegenkufe (20) auf einer weiteren Wälzbahn (21) ablaufbar abstützt und durch die Kippvorrichtung synchron mit dem das Ofengefäß (2) tragenden Gefäßplattformteil (1) kippbar ist.

2. Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Portalplattformteil (3) neben der Elektrodenhub- und Schwenkvorrichtung auch eine Deckelhub- und Schwenkvorrichtung trägt.

3. Lichtbogenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Plattformteile (1, 3) durch wenigstens ein Scharniergelenk (13) miteinander verbunden sind, dessen Drehachse (19) parallel zur Schnittlinie zwischen einer Plattformebene und der Ebene, in der eine Wiegenkufe (16, 20) liegt, verläuft.

4. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattformteile (1, 3) einander zugewandte Randseiten (26, 27) mit Unter kanten (24, 25) und Oberkanten (37, 38) aufweisen und wenigstens ein Scharniergelenk (13) benachbart zu den Unterkanten (24, 25) der Plattformteile (1, 3) angeordnet ist.

5. Lichtbogenofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Scharniergelenk (13) durch ineinandergreifende, mit Ösen (28, 29) ver sehene, laschenförmige Vorsprünge (30, 31) gebildet ist, die an den einander zugewandten Randseiten (26, 27) der Plattformteile (1, 3) angebracht und durch Drehbolzen (32) drehbar miteinander verbunden sind.

6. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander zugewandten Randseiten (26, 27) der Plattformteile (1, 3) benachbart zu den Oberkanten (37, 38) wenigstens ein die Drehbewegung des Scharnierge lenks (13) begrenzender Anschlag (14) aus je einem an den einander zugewandten Rand seiten (26, 27) angebrachten Anschlagstück (35 bzw. 36) angeordnet ist.

7. Lichtbogenofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei auf dem Ofengefäß (2) aufliegendem Gefäßdeckel (9) die Anschlagflächen der Anschlagstücke (35, 36) einen Abstand in der Größenordnung von Millimetern auf weisen.

8. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung der beiden Plattformteile (1, 3) in Kipprichtung ein Seiten anschlag (39, 40, 36) vorgesehen ist.

9. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Scharniergelenk (13) als ein eine Verschiebung in Richtung der Drehachse (Kipprichtung) verhinderndes Festlager und ein Scharniergelenk als ein eine Verschiebung in Richtung der Drehachse (19) des Drehbolzens (32) zulassendes Gleitlager ausgebildet ist.