DE2615566A1 - Elektrolichtbogenofen-deckel - Google Patents

Description

DR. ITiTG. V. WTRS

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Sigi 1A/1G-47

VEITSCHER MAGNESITWERKE-ACTIEN-GESELLSCHAFT, WIEN (Österreich)

Elektrolichtbogenofen-Deckel

Die Erfindung betrifft einen Elektrolichtbogenofen-Deckel, der aus einer Mehrzahl von feuerfesten, innerhalb eines kreisförmigen Armierungsringes zusammengehaltenen Formkörpern aufgebaut und mit sich über die Formkörper erstreckenden Halteteilen versehen ist, die am Armierungsring befestigt sind, wobei die Halteteile gegebenenfalls unter Federbelastung stehen.

Lichtbogenofen-Deckel der eingangs genannten Art sind beispielsweise in der DT-PS 1 558 566 beschrieben. Bei dieser bekannten Einrichtung werden die den Deckel bildenden Formkörper mittels Halteteilen niedergehalten, die sich über Sehnen gleicher Länge bezüglich des vom Armierungsring gebildeten Kreises erstrecken. Die Enden der Halteteile sind am Armierungsring befestigt und können gegebenenfalls unter Federbelastung stehen, um eine gewisse Bewegung des Deckels zu ermöglichen.

Ein Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß die Halteteile längs der Sehnen verlaufen, wodurch nur ein Teil der Formkörper niedergehalten werden kann. Weiters schließt die bekannte Ausführung ein Niederhalten im am stärksten beanspruchten inneren Bereich des Deckels praktisch aus. Darüber hinaus muß jeder Halteteil genau der entsprechenden Krümmung des Deckels angepaßt werden.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung nach der CH-PS 182 522 weist der Deckel mehrere mit einem starren Ringkörper elastisch verbundene Teilsegmente auf, die durch gefederte Bolzen an den Rand des Deckels gedrückt werden. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Richtung der Federwirkung radial, die infolge der Temperaturänderung auftretende Dehnung des Deckels hingegen axial ist. Demzufolge kann von den Federn nur diejenige Komponente der Axialbewegung des Deckels elastisch aufgenommen werden, die infolge der Querlage der Formsteine in Richtung der Feder fällt. Um eine ausreichende Niederspannung zu gewährleisten, müssen daher verhältnismäßig starke Federn und diese in großer Anzahl angewendet werden. Dadurch ist die gesamte Konstruktion aufwendig. 6 0 9 8 4 3/0875

Nach der DT-PS 1 758 8o4 ist auch eine Niederhalteeinrichtung bekannt, die aus einer Kettenanordnung besteht, die sich aus konzentrischen Kettenringen und radialen Kettenabschnitten zusammensetzt. Dabei sind die Kettenabschnitte ara äußeren Ende des Deckels befestigt. Die Befestigungsart ermöglicht zwar ein gewisses elastisches Niederhalten des Deckels, ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß die gesamte Konstruktion aufwendig und bei Anwendung einer bestimmten Kettenanordnung die Elastizität nicht mehr verlängerbar ist.

Aus der DT-OS 2 163 613 ist eine Stützkonstruktion aus konzentrischen Ringen bekannt, wobei jeder Ring in mehrere bogenförmige Ringstücke unterteilt ist und die konzentrischen Ringstücke gleichen öffnungswinkels zu ausschwenkbaren, sektorförmigen Abstützelementen zusammengefaßt und benachbarte Abstützelemente miteinander verriegelt sind. Die Ausschwenkbarkeit der Abstützelemente soll die Reparatur der feuerfesten Deckelzustellung erleichtern; die Abstützung ist jedoch starr und dadurch unbefriedigend.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, bei einem Elektrolichtbogenofen-Deckel eine Niederspanneinrichtung zu schaffen, der die genannten Nachteile nicht anhaften und die eine den verschieden starken Beanspruchungen in einzelnen Bereichen des Deckels entsprechend einstellbare und nötigenfalls justierbare Niederspannung gewährleistet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Halteteile als um eine Achse drehbare zweiarmige Hebel ausgebildet sind, wobei ein Hebelarm als Stützarm gestaltet und am Armierungsring federnd abgestützt ist, und der andere als Druckarm gestaltete Hebelarm Niederhalteelemente trägt, die auf in bekannter Weise in Radialabständen des Deckels verlaufenden Ringen aufliegend den Deckel nachgiebig niederhalten.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lichtbogenofen-Deckels ermöglicht eine Anpassung der auf die einzelnen Ringe aufzubringenden Druckkräfte. Da der Drehpunkt der Halteteile außerhalb des Wirkungs- und Bewegungsbereiches des Deckels liegt, weiters dadurch, daß der Halteteil als zweiarmiger Hebel aus-

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gebildet ist, dessen Druckarm oberhalb des Deckels wirksam ist, wird erreicht, daß die von den Halteteilen auf den Deckel aufgebrachten Druckkräfte in Richtung des Kernstückes zunehmen. Somit wird der innere Bereich des Deckels immer mit einer größeren Niederhaltekraft als der äußere belastet.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtbogenofen-Deckels liegt darin, daß die zum Abstützen der Halteteile dienenden Ringe genau auf den zugeordneten Formkörpern des Deckels aufliegen, und zwar selbst dann, wenn sich der Deckel auf Grund von Wärmespannungen bewegt. Dadurch werden die Schwierigkeiten behoben, die bei den bekannten Einrichtungen entstehen, bei denen die Halteteile genau den Krümmungen der Formkörper, die entlang der Sehne liegen, angepaßt werden müssen. Die Ringe liegen längs Linien mit im wesentlichen konstanten Krümmungen auf. Damit werden die gestellten Forderungen vollkommen erfüllt.

Zum Verstellen des Drehmomentes bzw. der auf die einzelnen Ringe aufzubringenden Druckkräfte kann nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Stützarm mittels einer im bzw. am Armierungsring und/oder Umfang des Deckels befestigten Stellschraube gegen die Kraft der Feder einstellbar sein. Dabei können die Niederhalteelemente je eine Spindel aufweisen, die im Druckarm in Längsrichtung in einer Unterlage geführt mittels Einstellschraube verstellbar befestigt ist und in bzw. an einem Halteelement des Ringes aufliegt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch das Kernstück des Deckels mittels einer zusätzlichen Niederhalteeinrichtung gesondert niedergespannt sein. Als gesonderte Niederhalteeinrichtungen können dabei mehrere, vorzugsweise drei I-Profile dienen, die in Draufsicht vorzugsweise eine Dreieckform bilden, wobei die äußeren freien Enden der I-Profile auf vom innersten Ring niedergehaltenen Unterlagen aufliegen, und die inneren Enden der I-Profile untereinander fest verbunden sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun an Hand der Zeichnungen, welche zwei Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig.' 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtbogenofen-Deckels, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein

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zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtbogenofen-Deckels, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 ein Detail zum Aufhängen eines Formkörpers an einem Ring.

Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 2 bzw. Fig. 3 und 4 unterscheiden sich lediglich darin, daß im zweiten Ausführungsbeispiel eine zum gesonderten Niederhalten des Kernstückes dienende zusätzliche Einrichtung vorgesehen ist. Aus diesem Grund sind gleiche Bauteile in beiden Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet und in Bezug auf das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist nur die zusätzliche Niederhalteeinrichtung beschrieben.

Der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Deckel besteht aus in an sich bekannter Art zusammengelegten und zusammengefügten, in Fig. 5 gesondert gezeigten Formkörpern 2, die entlang des Umfanges des Deckels 1 durch einen Armierungsring 3 zusammengehalten werden.

Über der Oberfläche des Deckels 1 sind in unterschiedlichen Radialabständen Ringe 8 angeordnet. Die Anzahl der Ringe hängt vom Deckeldurchmesser ab; im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Ringe 8a und 8b vorgesehen. Die Ringe 8 bestehen aus gebogenen L-Profilen und weisen an ihrer Oberseite Halteelemente 15 auf, die zur Aufnahme von durch Halteteile 4 gehaltenen und gleichzeitig einen Druck auf die Ringe 8 des Deckels 1 ausübenden, später noch zu erläuternden Niederhalteelementen 7 dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind entlang des Umfanges des Deckels 1 in gleichen Abständen sechs Halteteile 4a - 4f vorgesehen. Es ist ohne weiters denkbar, in Abhängigkeit vom Deckeldurchmesser die Anzahl der Halteteile 4 zu vergrößern oder zu vermindern. Auf jeden Fall ist eine gleichmäßige Verteilung der Halteteile 4 notwendig.

Die Halteteile 4a bis 4f, von denen in Fig. 2 die Halteteile 4a und 4d im Schnitt gezeigt sind, sind als zweiarmige Hebel mit den Hebelarmen 5, 6 ausgebildet. Die Hebelarme 5, 6 sind ungleich lang, wobei der Stützarm 5 als kurzer und der Druckarm 6 als langer Hebelarm gestaltet sind. Jeder Halteteil 4 besitzt im Längsschnitt im wesentlichen eine L-Form, wobei die

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Drehachse 9 im Bereich des Knickpunktes 11 der L-Form liegt und vorzugsweise in einer am Armierungsring 3 befestigten Konsole 12 gelagert ist.

Die Lage des Stützarmes 5 ist mittels einer am Armierungsring 3 befestigten Stellschraube 13 einstellbar. Zwischen dem Armierungsring 3 und dem Ende des Stützarmes 5 ist eine Feder vorgesehen, die z.B. aus Tellerfedern besteht und deren Achse

koaxial mit der Achse der Schraube 13 liegt. Durch die Bemessung der Feder Io und Einstellung der Niederhalteelemente 7 ist es möglich, dem Deckel 1 eine vorbestimmte Bewegungsmöglichkeit zu geben. Durch die entsprechende Einstellung der Niederhalteelemente 7 kann der Deckel 1 zu Beginn des Aufheizens auch ohne Niederspannkraft hochsteigen; danach beginnt die Niederspannkraft gemäß der Federcharakteristik zu wirken. Eine Korrektur der Federspannung während der Deckelreise ist im allgemeinen nicht erforderlich, doch ist eine Änderung der Vorspannung mittels der Stellschraube 13 möglich.

Die einzelnen Niederhalteelemente 7 bestehen aus Spindel 14, Unterlage 16 und Einstellschraube 17 und liegen in bzw. an einem Halteelement 15 eines Ringes 8 auf. Da jedem Halteteil 4 je zwei Niederhalteelemente 7 zugeordnet sind und insgesamt sechs Halteteile 4 Anwendung finden, werden die Niederhalteelemente mit 7a¹ bis f' bzw. 7a" bis f" bezeichnet. Der besseren Übersicht halber wurden von den Niederhalteelementen in Fig. 1 und 2 nur die Niederhalteelemente 7a¹, 7a" angedeutet, die dem Halteteil 4a zugehören.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 ist das Kernstück 19 des Deckels mittels einer zusätzlichen Niederhalteeinrichtung 2o gesondert niedergespannt. Dabei besteht die Niederhalteeinrichtung 2o aus einzelnen I-Profilen 21, die hier jedem zweiten Halteteil 4, d.h. den Halteteilen 4a, 4c und 4e, zugeordnet sind. Es sind unterhalb der Ringe 8a Unterlagen 24 vorgesehen, an denen die äußeren Enden 22 der I-Profile 21 befestigt sind. Die inneren Enden 23 der I-Profile 21 sind untereinander fest verbunden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind Halteplatten 25 vorgesehen, an welche die inneren Enden 23 der I-Profile 21 angeschweißt sind.

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Der Deckel 1 ist selbsttragend. Es ist aber auch denkbar, die Konstruktion als einen Hängedeckel zu gestalten. In Fig. 5 ist gezeigt, daß an den als Z-Profil gestalteten Ring 8 Formkörper 2b angehängt sind. Dabei ist zwischen dem Ring 8 und dem Formkörper 2b ein Hängebügel 26 vorgesehen. Zwecks Erhöhung der Stabilität des Kernstückes 19 können auch an der zusätzlichen Niederhalteeinrichtung 2o Formkörper aufgehängt sein.

Der erfindungsgemäße Lichtbogenofen-Deckel ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Es sind Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung für die Halteteile 4 in Form einer Ringkonstruktion gestaltet sein, die von außerhalb der Bereiche der Halteteile angeordneten Halteelementen getragen wird. Diese Halteelemente können dann ohne Rücksicht auf die anzubringenden Halteteile berechnet und geformt werden.

Auch die Gestaltung der Niederhalteelemente 7 ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform eingeschränkt. Anstatt Spindel, Unterlage und Einstellschraube kann eine hydraulisch und/oder pneumatisch betätigte Einstellung erfolgen, wobei dann ein Kolben in einem Zylinder verstellbar angeordnet sein wird. Aber auch eine Abwandlung der mechanischen Verstellung ist beispielsweise unter Anwendung einer in einem Halteelement verstellbaren Zahnstange möglich.

Die elastische Abstützung der Halteteile 4 kann statt durch die Feder Io auch durch eine hydraulische und/oder pneumatische Abstützung erfolgen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   V 1.J Elektrolichtbogenofen-Deckel, der aus einer Mehrzahl von "feuerfesten, innerhalb eines kreisförmigen Armierungsringes zusammengehaltenen Formkörpern aufgebaut und mit sich über die Formkörper erstreckenden Halteteilen versehen ist, die am Armierungsring befestigt sind, wobei die Halteteile gegebenenfalls unter Federbelastung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Halteteile (4) als um eine Achse (9) drehbare zweiarmige Hebel (5, 6) ausgebildet sind, wobei ein Hebelarm als Stützarm (5) gestaltet und am Armierungsring (3) federnd (Feder lo) abgestützt ist, und der andere als Druckarm (6) gestaltete Hebelarm Niederhalteelemente (7) trägt, die auf in bekannter Weise in Radialabständen des Deckels (1) verlaufenden Ringen (8) aufliegend den Deckel (1) nachgiebig niederhalten.

   2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch ·gekenn ze i c h net, daß jeder Halteteil (4) im Längsschnitt im wesentlichen eine L-Form aufweist, wobei die Achse (9) im Bereich des Knickpunktes (11) der L-Form liegt und vorzugsweise in einer am Armierungsring (3) befestigten Konsole (12) gelagert ist.

   3. Deckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützarm (5) mittels einer im bzw. am Armierungsring (3) und/oder Umfang des Deckels (1) befestigten Stellschraube (13) gegen die Kraft der Feder (lo) einstellbar ist.

   4. Deckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (lo) aus Tellerfedern besteht, deren Achse koaxial mit der Achse der Schraube (13) liegt.

   5. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhalteelemente (7) je eine Spindel (14) aufweisen, die im Druckarm (6) in Längsrichtung in einer Unterlage (16) geführt mittels einer Einstellschraube (17) verstellbar befestigt ist. und in bzw. an einem Halteelemeht (15) des Ringes (8) aufliegt.

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   6. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrische Ringe (8a, b) vorgesehen sind, auf welche in symmetrischer Anordnung zumindest sechs Halteteile (4a¹ bis f) mit je zwei Niederhalteelementen (7a¹ bis' f' bzw. 7a" bis f") aufliegen.

   7. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück (19) des Deckels (1) mittels einer zusätzlichen Niederhalteeinrichtung (2o) gesondert niedergespannt ist.

   8. Deckel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Niederhalteeinrichtung (2o) von mehreren, vorzugsweise von drei I-Profilen (21) gebildet ist, die in Draufsicht vorzugsweise eine Dreieckform bilden, wobei die äußeren freien Enden (22) der I-Profile (21) auf vom innersten Ring (8a) niedergehaltenen Unterlagen (24) aufliegen und die inneren Enden (23) der I-Profile (21) untereinander fest verbunden sind.

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