DE2502712B2 - Wassergekühlter Plattenkühler als Teil der Wandung eines Elektro-Lichtbogenofens - Google Patents

Description

IS

Die Erfindung betrifft einen wassergekühlten Plattenkühler als Teil der Wandung eines Elektro-Lichtbogenofens mit einer zum Innern des Elektro-Lichtbogen- ofens freiliegenden unebenen Oberfläche.

Es ist kürzlich vorgeschlagen worden, Elektrolichtbogenofen, insbesondere große öfen für die Stahlerzeugung, mit dem 1,5-fachen, 2-fachen oder mehrfachen der üblichen elektrischen Leistung zu betreiben, um nach dem Einschmelzvorgang das Erhöhen der Temperatur zu erleichtern, so daß zur Erhöhung der Ofenleistung die Einschmelz- und Frischzeiten verkürzt werden können. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Betrieb von Elektrolichtbogenofen 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 Elektrolichtbogenofen in einem Wandbereich, der so nahe bei der Elektrode liegt, daß in diesem örtliche Überhitzungen auftreten können, mit einer wassergekühlten Platte zu versehen, die eine glatte Oberfläche besitzt Dadurch 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 abschmelzen. Da die die bedeckenden feuerfesten Steine an ihrer Innenfläche durch den Lichtbogen erhitzt und an ihrer Außenfläche infolge der Kühlwirkung der Platte gekühlt werden, kann die unterschiedli- ehe Wärmeausdehnung an der Innen- und Außenfläche zu Spannungen und schließlich zum Abplatzen führen, das so weit gehen kann, daß die Innenfläche der Platte zum Ofeninnem 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. Durch die stärkere Kühlung wird jedoch der Wärmewirkungsgrad des Ofens herabgesetzt. Zwar wird schmelzflüssige Schlacke auf die freiliegende Oberfläche der wassergekühlten Platte gespritzt, so daß sich dort eine Schlackenschicht aufbaut, welche dieselbe Funktion haben könnte wie die der vorher vorhandenen feuerfesten Steine. Diese Schlackenschicht ist jedoch so dünn und zerbrechlich, daß sie sich sehr häufig ablöst und somit das Absinken des Wärmewirkungsgrades des Ofens nicht verhindern kann.

Aus der FR-PS 2182 562 ist ein wassergekühlter Plattenkühler der eingangs angegebenen Art bekannt, der den überwiegenden Teil der Wandung eines Elektro-Lichtbogenofens bildet. Bei dem bekannten Elektrolichtbogenofen weist die von Kühlrohren durchzogene Wandung innen eine gewellte Oberfläche auf. Die gegen diese Oberfläche beim Ofenbetrieb gespritzte Schlacke Findet an dieser nur wenig Halt, so daß die sich bildenden Schlackeschichten häufig abplatzen und sich eine wärmeisolierende Schlackenschicht ausreichender Stärke nicht ausbilden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Plattenkühler der eingangs angegebenen Art zu schaffen, auf dessen innerer Wandung sich beim Elektrolichtbogenofenbetrieb eine Schutzschicht aus Schlacke hinreichender Stärke und Festigkeit ausbilden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Oberfläche der Platte aufwärts geneigte Rippen aufweist, die in einem Gitter- oder Schachbrettmuster angeordnet sind. An der erfindungsgemäß mit aufwärts geneigten Rippen versehenen Plattenoberfläche kann sich eine dicke, fest und haltbar mit der Oberfläche verbundene Schutzschicht aus Schlacke anlagern.

Aus der GB-PS 8 98 532 ist ein mit Kühlrohren versehener Deckel für einen Elektrolichtbogenofen bekannt, der auf seiner Innenseite eine Schutzschicht aus feuerfestem Material trägt, die durch mit den Rohren verbundene Rippen oder Vorsprünge gehalten wird. Diese Schutzschicht aus feuerfestem Material wird jedoch eigens bei der Herstellung des Lichtbogenofens auf den Deckel aufgebracht und vermag sich nicht durch aufgespritzte Schlacke zu bilden und zu erneuern.

Aus der Zeitschrift »Neue Hütte«, 9. Jahrgang, Heft 2, Febr. 1964, Seiten 118/119 ist ein wassergekühlter Deckel für Elektrolichtbogenofen bekannt, auf dessen innere Seite eine Schutzschicht aus einer feuerfesten Stampfmasse aufgebracht ist. Auch diese Schutzschicht muß bei der Herstellung des Deckels aufgebracht werden und vermag sich nicht durch anspritzende Schlacke auszubilden oder zu erneuern.

Zweckinäßigerweise sind die Rippen durch Walzen, Pressen, Formpressen einstückig mit der Oberfläche ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. I einen Horizontalschnitt durch die Wand eines Drehstrom-Lichtbogenofens mit einen Teil der Ofenwand bildenden wassergekühlten Platten,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie X-X in F i g. 1,

Fig.3 eine Vorderansicht einer wassergekühlten Platte gem. den F i g. 1 und 2 in größerem Maßstab und

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine wassergekühlte Platte.

Gemäß den F i g. 1 und 2 besitzt ein Elektrolichtbogenofen A eine Ofenwand 1 aus feuerfestem Material, beispielsweise feuerfesten Steinen, sowie eine Ofendekke 2 und Elektroden 3. Die Ofenwand 1 ist in jedem ihrer den Elektroden 3 benachbarten Bereiche mit einer wassergekühlten Platte 4 versehen, die aus geeignetem Stahlblech hergestellt ist.

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 F i g. 3 und 4 hervorgeht, ist die freiliegende Seitenfläche 5 mit

mehreren vorstehenden, aufwärts geneigten Rippen 6 versehen, die in einem Gitter- oder Schachbrettmuster angeordnet sind. Die wassergekühlten Plenen sind mit einem Kühlwassereintritt 7 und einem Kühlwasseraustritt 8 versehen. Mit 9 ist ein Abstich für schmelzflüssigen Stahl und mit 10 ein Abstich für Schlacke bezeichnet

Unter der Einwirkung des Lichtbogens wird schmelzflüssige Schlacke aufgespritzt. Einige Schlackenspritzer gelangen auf die freiliegende Fläche 5, an der sie infolge der vorgenannten Kühlwirkung festhaften, so daß sie eine Schicht Taus feuerfestem Material bilden. In dieser Schicht sind die Rippen 6 als Kerne angeordnet, wie in F i g. 4 gestrichelt angedeutet ist. Die auf diese Weise auf der Fläche 5 der Platte 4 gebildete, feuerfeste Schlackenschicht T ist daher so fest, daß sie einen dauerhaften Teil der Ofenwand bildet.

In einem Elektrolichtbogenofen mit 70 Tonnen Abstichgewicht 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.

Die auf den erfindungsgemäßen Platten gebildeten, feuerfesten Schlackenschichten Thatten eine Dicke von 15—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 8-10⁰C.

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 Elekürolichtbogenofen von dem Lichtbogen erzeugten Wärme abhängig. Da die freiliegende Fläche 5 der erfindungsgemäßen Platte mit den Rippen 6 versehen ist, baut sich die Schlackenschicht Tzu 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 Lichtbogenofens selbst erhöhen.

Da die vorstehend beschriebene Schiackenschicht eine wärmeisolierende und elektrisch isolierende Schicht darstellt, führt die Erfindung zu dem Vorteil, daß die freiliegende Innenwand der wassergekühlten Platte nicht 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 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 angeschweißt. 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 aufwärts geneigten Rippen 6, die in einem Gittermuster angeordnet sind. Die erfindungsgemaßen Platten können jedoch mit den verschiedenartigsten Rippen oder anderen Vorsprüngen versehen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wassergekühlter Plattenkühler als Teil der Wandung eines Elektro-Lichtbogenofens mit einer zum Innern des Elektro-Lichtbogenofens freiliegenden unebenen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (5) der Platte (4) aufwärts geneigte Rippen (6) aufweist, die in einem Gitter- oder Schachbrettmuster angeordnet sind.

2. Plattenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (6) durch Walzen, Pressen, Formpressen einstückig mit der Oberfläche (5) ausgebildet sind.