DE2502712A1

DE2502712A1 - Wassergekuehlte platte fuer lichtbogenofen

Info

Publication number: DE2502712A1
Application number: DE19752502712
Authority: DE
Inventors: Susumu Mizuno
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1974-01-23
Filing date: 1975-01-23
Publication date: 1975-07-24
Also published as: JPS50101251U; SE7500664L; BR7500417A; DE2502712B2; JPS557827Y2; US3940552A; DE7501932U

Description

DAIDO SEIKO K.K.

Nagoya-shi, Aichi-ken (Japan)

Wassergekühlte Platte für Lichtbogenofen

Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Platte, die in Lichtobgenöfea, insbesondere für die Stahlerzeugung, verwendet wird, um das Auftreten von örtlichen Überhitzungen zu verhindern ο

Bei Lichtbogenofen, insbesondere großen Lichtbogenofen für die Stahlerzeugung, ist es kürzlich vorgeschlagen worden, die Öfen mit dem 1,5- oder 2- oder Mehrfachen der elektrischen Leistung zu betreiben, um nach dem Schmelzvorgang das Erhöhen der Temperatur zu erleichtern, so daß die Frischzeit verkürzt werden kann, und um auch die Schmelzzeit zu verkürzen, so daß die Produktivität erhöht wird» Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Betrieb der Lichtbogen mit einer so großen elektrischen Leistung dazu führt, daß die Abschmelzverluste zunehmen, die auf die durch den Lichtbogen verursachte, örtliche überhitzung der Ofenwand in der Nähe der Elektrode zurückzuführen sind»

Aus diesem Grunde ist vorgeschlagen worden, einen Lichtbogenofen in einem Wandbereich, der so nahe bei der Elektrode liegt, daß in diesem Wandbereich öftliche überhitzungen auftreten können, mit einer wassergekühlten. Platte zu versehen, die eine glatte Oberfläche besitzt. Dadurch

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wird ein örtliches Schmelzen und ein Verlust von Ofenwandteilen verhindert. Da in dieser Anordnung die wassergekühlte Platte hinter der aus feuerfestem Material, beispielsweise feuerfesten Steinen, bestehenden Ofenwand angeordnet ist, kann es vorkommen, daß einige der die Platte bedeckenden feuerfesten Steine örtlich überhitzt werden und daher schmelzen und verlorengehen ο Da die die Platte bedeckenden feuerfesten Steine an ihrer Innenfläche durch den !Lichtbogen erhitzt und an ihrer Außenfläche infolge der Kühlwirkung der Platte gekühlt werden, kann die unterschiedliche Wärmeausdehnung an der Innen- und der Außenfläche zu Verformungen und schließlich zum Abplatzen führen, das so weit gehen kann, daß die Innenfläche der Platte zum Ofeninnern hin freigelegt wird. Da die freiliegende Innenfläche der Platte dann der Lichtbogenhitze direkt ausgesetzt ist, muß der Durchfluß des Kühlwassers durch die Platte vergrößert werden, um eine überhitzung der Plattenoberfläche zu verhindern ο Dadurch wird der Wärmewirkungsgrad des Ofens herabgesetzt» Zwar wird schmelzflüssige Schlacke auf die freiliegende Oberfläche der wassergekühlten Platte gespritzt, so daß dort eine Schlackenschicht aufgebaut wird, welche dieselbe Funktion haben könnte wie die vorher vorhandenen, feuerfesten Steine, doch ist diese Schlackenschicht so dünn und zerbrechlich, daß sie sich sehr häufig ablöst, so daß dann der Wärmewirkungsgrad des Ofens wieder herabgesetzt wird.

Die Hauptaufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung einer verbesserten wassergekühlten Platte, die für Lichtbogenofen bestimmt und frei ist von den vorstehend beschriebenen Nachteilen des Standes der

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Technik und die mit einem geringeren Durchfluß von Kühlwasser betrieben werden kann, so daß der Wärmewirkungsgrad des Ofens erhöht werden kann.

Die wassergekühlte Platte gemäß der Erfindung ist in einem Lichtbogenofen so angeordnet, daß sie einen Teil der Ofenwand bildet und besitzt eine zum Innern des Lichtbogenofens freiliegende Außenfläche, die mit mehreren Rippen oder anderen Vorsprüngen versehen ist.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 im Querschnitt die Ofenwand eines Drehstrom-Lichtbogenofens mit wassergekühlten Platten nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie X-X in Figo

Fig. 3 in größerem Maßstab in einer Vorderansicht eine der wassergekühlten Platten gemäß den Figuren 1 und 2 und

Fig. 4b im Längsschnitt eine wassergekühlte Platte gemäß der Erfindung mit einer auf der zum Innern eines Ofens freiliegenden Oberfläche aufgebauten Schlackenschicht.

Gemäß den Figuren 1 und 2 besitzt ein Drehstrom-Lichtbogenofen A eine Ofenwand 1 aus feuerfestem Material, beispielsweise feuerfesten Steinen, sowie eine Ofendecke 2 und Elektroden 3· Die Ofenwand 1 ist in jedem ihrer den Elektroden 3 benachbarten Bereiche mit einer wassergekühlten Platte k versehen, die aus geeignetem Stahlblech hergestellt sind.

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Zum Festlegen der wassergekühlten Platten liegen diese mit ihrem oberen Ende an der Ofenwand 1 an. Eine Seitenfläche jeder wassergekühlten Platte 4 liegt zum Innern des Ofens A hin frei und bildet somit einen Teil der Ofenwandung. Wie am.besten aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht, ist die freiliegende Seitenfläche fj mit mehreren ^vorstehenden, aufwärtsgeneigten Rippen 6 versehen, die in einem Gitter- oder Schachbrettmuster angeordnet sind und eine gewünschte Größe haben. Die wassergekühlten Platten 4 sind mit einem Kühlwassereintritt 7 und einem Kühlwasseraustritt 8 versehene Mit 9 ist ein Austritt für schmelzflüssigen Stahl und mit 10 ein Austritt für Schlacke bezeichnet.

Im Betrieb wird ständig Kühlwasser von dem Eintritt zu dem Austritt 8 durch die Platte 4 umgewälzt, so daß die freiliegende Fläche 5 wassergekühlt ist· Unter der Einwirkung des Lichtbogens wird schmelzflüssige Schlacke verspritzt. Einige Schlackenspritzer gelangen auf die freiliegende Fläche 5i an der sie infolge der vorgenannten Kühlwirkung festhaften, so daß sie eine Schicht T aus feuerfestem Material bilden_o In dieser Schicht sind die Rippen 6 als Kerne angeordnet, wie in Fig. 4 gestrichelt angedeutet ist. Die auf diese Weise auf der Fläche 5 d©^r Platte 4 gebildete, feuerfeste Schlackenschicht T ist daher so fest, daß sie einen dauerhaften Teil der Ofenwand bildet.

In einem 70 t-Lichtbogenofen mit gemäß der Erfindung ausgebildeten und angeordneten, wassergekühlten Platten wurde die Dicke und Festigkeit der feuerfesten Schlackenschichten T ermittelt, die sich auf den freiliegenden Flächen der Platten gebildet hatten. Nachstehend werden die Ergebnisse im Vergleich mit üblichen wassergekühlten Platten beschrieben.

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Die auf den erfindungsgemäßen Platten gebildeten, feuerfesten Schlackenschichten T hatten eine Dicke von I5 20 mm, während sie bei den üblichen Platten eine Dicke von 5-10 mm hatten. Die auf den erfindungsgemäßen Platten gebildeten, feuerfesten Schichten T hatten eine so hohe Festigkeit, daß sie nur durch kräftiges Abkratzen mit einer Stahlstange abgelöst werden konnten. Bei den üblichen Platten konnten die feuerfesten Schichten durch bloßes Klopfen abgelöst werden« Bei einem gegebenen Kühlwasserdurchfluß betrug die Erwärmung des Kühlwassers in den erfindungsgemäßen Platten 3-5 °C und in den üblichen Platten 8-10

o.

Die Dicke der sich auf der freiliegenden Fläche der wassergekühlten Platte aufbauenden, feuerfesten Schicht ist von. dem Wärmegleichgewicht zwischen der Kühlwirkung der Platte und der in dem Lichtbogenofen von dem Lichtbogen erzeugten Wärme abhängig· Da die freiliegende Fläche 5 der erfindungsgemäßen Platte mit den Rippen 6 versehen ist, baut sich die Schlackenschicht T zu einer größeren Dicke auf und haftet sie fester an der freiliegenden Fläche 5 als bei üblichen Platten, deren freiliegende Fläche keine Rippen oder andere Vorsprünge besitzt, sondern glatt ist., In der erfindungsgemäßen, wassergekühlten Platte 4, auf der eine dickere und fester haftende feuerfeste Schicht T vorhanden ist, kann die Erwärmung des Kühlwassers sehr niedrig gehalten werden» Man kann infolgedessen den Durchfluß des durch die"wassergekühlte Platte umgewälzten Wassers herabsetzen und den Wärmewirkungsgrad des Lichtbo— genofens selbst erhöhen· ,

Da die vorstehend beschriebene Schlackenschicht eine wärmeisolierende und elektrisch isolierende Schicht darstellt, führt die Erfindung zu dem Vorteil, daß die freiliegende. Innenwand der wassergekühlten Platte nicht

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mit einer Sauerstofflanze aufgeschnitten werden kann, die dazu verwendet wird, an der Wand anhaftenden Stahlschrott zu entfernen, und die freiliegende Innenwand der wassergekühlten Platte auch nicht durch Funken beschädigt werden kann, die beim Schmelzen von Stahlschrott zwischen der Platte und dem Stahlschrott überspringen. Aus diesen Gründen besitzt die wassergekühlte Platte gemäß der Erfindung eine höhere Beständigkeit und Standzeit»

In dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Rippen an der freiliegenden Fläche der Platte angeschweißt₀ Man kann die Rippen jedoch auch im Preß- bzw. Formpreßverfahren einstückig mit der freiliegenden Innenwand der Platte herstellen, anstatt sie anzuschweißen. In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung haben die Vorsprünge die Form von aufwärtsgeneigten Rippen 6, die in einem Gittermuster angeordnet sind. Die erfindungsgemäßen Platten können jedoch mit den verschiedenartigsten Rippen oder anderen Vorsprüngen versehen werden, da die Erfindung auf das dargestellte und beschriebene Ausfuhrungsbeispiel nicht eingeschränkt ist. Beispielsweise können die Rippen im Querschnitt trapezoder fächerförmig sein und sie können sich auch senkrecht zu der freiliegenden Innenfläche der Platte erstrecken» Die Vorsprünge können auch aus Stabmaterial bestehen und wahllos über die freiliegende Innenfläche der Platte verteilt sein, so daß sie ähnlich wie ein Xtfald aussehen.

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Claims

Patentansprüche: "

1. Wassergekühlte Platte, die in einem Lichtbogenofen so angeordnet ist, daß sie einen Teil der Ofenwand bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die -Platte eine zum Innern des Lichtbogens hin freiliegende Außenfläche besitzt, die mit mehreren Rippen oder anderen VorSprüngen versehen ist.

2. Wassergekühlte Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder anderen Vorsprünge an
der freiliegenden Fläche angeschweißt sind.

3« Wassergekühlte Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder anderen Vorsprünge aufwärtsgeneigt und in einem Gitter- oder Schachbrettmuster angeordnet sind.

4· Wassergekühlte Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder anderen Vor sprünge anstatt durch Schweißen durch Pressen, Formpressen usw. einstückig mit der freiliegenden Fläche ausgebildet sind«,

5· Wassergekühlte Platte nach Anspruch 4, dadurch. gekennzeichnet, daß die Rippen oder anderen Vorsprünge auf— wärtsgeneigt und in einem Gitter- oder Schachbrettmuster angeordnet sind·

6· Wassergekühlte Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder anderen Vorsprünge im
Querschnitt trapez- oder fächerförmig sind.

7· Wassergekühlte Platte nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen oder anderen Vorspriinge rechtwinklig zu der freiliegenden Außenfläche erstrecken·

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8. Wassergekühlte Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge stabförmig und auf der freiliegenden Fläche in geringen Abständen voneinander angeordnet sind, so daß sie ähnlich wie ein Wald aussehen.

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