DE2615566C3 - Elektrolichtbogenofen-Deckel - Google Patents
Elektrolichtbogenofen-DeckelInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/18—Door frames; Doors, lids, removable covers
- F27D1/1808—Removable covers
- F27D1/1816—Removable covers specially adapted for arc furnaces
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Description
Die Erfindung betrifft einen Elektrolichtbogenofen-Deckel, der aus einer Mehrzahl von feuerfesten,
innerhalb eines kreisförmigen Armierungsringes zusammengehaltenen Steinen aufgebaut und mit sich über die
Steine erstreckenden Halteteilen versehen ist, die am Armierungsring befestigt sind, wobei die Halteteile
unter Federbelastung stehen.
Lichtbogenofen-Deckel der eingangs genannten Art
sind beispielsweise in der DT-PS !5 58 566 beschrieben.
Bei dieser bekannten Einrichtung werden die den Deckel bildenden Steine mittels Halteteilen niedergel/alten,
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 verlaufer.,
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 1 82 522 weist der Deckel mehrere mit einem
starren Ringkörper elastisch verbundene Teilsegmente auf, die durch gefederte Bolzen an den Rand des
Deckels gedruckt 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 Steine 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.
Nach der DT-PS 17 58 804 ist auch eine Niederhalteeinrichtung bekannt, die aus einer Kettenanordnung
besteht, die sich aus konzentrischen Kettenringen und radialen Kettenabschnitten zusammensetzt. Dabei sind
die Kettenabschnitte am 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 21 63 613 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
Dcckelzustellung 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, 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 Haiteteile in einer am
Armierungsring befestigten Konsole drehbar um eine Achse gelagert und als 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 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 Wirkungsund Bewegungsbereiches des Deckeis liegt, weiters
dadurch, daß der Halteteil als zweiarmiger Hebel ausgebildet iti, 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 Steinen 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 Steine, die entlang der Sehne liegen, angepaßt werden müssen. Die Ringe liegen längs
Linien mit im wesentlichen konstanten Krümmungen auf. Damit werden die gestellten Forderungen vo !kommen
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 !-Profile auf vom innersten Ring niedergehaltenen
Unterlagen aufliegen, und die inneren Enden der !-Profile untereinander fest verbunden sind.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen, welche zwei
Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Lichtbogenofen-Dekkels,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 1,
Fig.3 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lichtbogenofen-Dekkels,
F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3,
Fig. 5 die linke Hälfte der Fig. 2 in größerem Maßstabund
F i g. 6 ein Detail zum Aufhängen von Steinen.
Die Ausführungsbeispiele nach den F i g. 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 F i g. 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 F i g. 6 gesondert gezeigten Steinen 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 8fc 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
bis \f vorgesehen, von denen in F i g. 2 die Halteteile 4a und 4d im Schnitt gezeigt sind. Es ist ohne weiteres
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.
Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die Halteteile 4 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 eine L-Form, wobei die Drehachse 9 im
Bereich des Knickpunktes 11 der L-Form liegt und 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 10 vorgesehen, die z. B. aus
Tellerfedern besteht und deren Achse koaxial mit der Achse der Schraube 13 liegt. Durch die Bemessung der
Feder 10 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', 7" zugeordnet sind und insgesamt sechs Halteteile 4 Anwendung finden, werden die Niederhalteelemente
mit 7a'bis 7/"'bzw. 7a"bis Tf"bezeichnet. Der besseren
Übersicht halber wurden von den Niederhalteelementen 7 in Fig. 2 nur die Niederhalteelemente 7a', 7a"
angedeutet, die dem Halteteil 4a zugehören.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 ist das Kernstück 19 des Deckels mittels einer zusätzlichen
Niederhalteeinrichtung 20 gesondert niedergespannt.
Dabei besteht die Niederhalteeinrichlung 20 aus einzelnen I-Profilen 21, die hier jedem zweiten Halte teil
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 linden 23 derl-Profilc 21
sind untereinander fest verbunden. Genial) dem Ausführungsbeispiel
sind Halteplatten 25 vorgesehen, an welche die inneren Enden 23 der I-Profile 21
angeschweißt sind.
Der Deckel 1 ist selbsttragend. Es ist aber au< denkbar, die Konstruktion als einen Hängedeckel ;
gestalten. In Fig.6 ist gezeigt, daß an den als Z-Pro
gestalteten Ring 8 Steine 26 angehängt sind. Dabei i zwischen dem Ring 8 und dem Stein 2b ein Hängebüg
26 vorgesehen. Zwecks Erhöhung der Stabilität d Kernstückes 19 können auch an der zusätzliche
Niederhalteeinrichtung 20 Sieine aufgehängt sein.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Elektrolichtbogenofen-Deckel, der aus einer Mehrzahl von feuerfesten, innerhalb eines kreisförmigen
Armierungsringes zusammengehaltenen Steinen aufgebaut und mit sich über die Steine
erstreckenden Halteteilen versehen ist, die am Armierungsring befestigt sind, wobei die Halteteile
unter Federbelastung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Halteteile (4)
in einer am Armierungsring (3) befestigten Konsole (12) drehbar um eine Achse (9) gelagert und als
zweiarmige Hebel (5,6) ausgebildet sind, wobei ein Hebelarm als Stützarm (5) gestaltet und am
Armierungsring (3) federnd (Feder 10) abgestützt ist, und der andere als Druckarm (6) gestaiiete
Hebelarm Niederhalteelemente (7) trägt, die auf in Radialabständen des Deckels (1) verlaufenden
Ringen (8) aufliegend den Deckel (1) nachgiebig niederhalten.
2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Haltetcil (4) im Längsschnitt eine
L-Form aufweist, wobei die Achse (9) im Bereich des Knickpunktes (11) der L-Form liegt.
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 (10) einstellbar ist.
4. Deckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10) 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. «n einem
Halteelement (15) des Ringes (8) aufliegt.
6. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrische
Ringe (8a, Sb) vorgesehen sind, auf welche in symmetrischer Anordnung zumindest sechs Halteteile
(4a'bis W) mit je zwei Niederhalteelementen
(7a 'bis 7f'bzv/. 7a "bis Tf") aufliegen.
7. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück (19) des
Deckels (1) mittels einer zusätzlichen Niederhalteeinrichtung (20) gesondert niedergespannt ist.
8. Deckel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Niederhalteeinrichtung (20)
von mehreren, vorzugsweise von drei !-Profilen (21) gebildet ist, die in Draufsicht vorzugsweise eine
Dreieckform bilden, wobei die äußeren freien Enden (22) der !-Profile (21) auf vom innersten Ring (Sa)
niedergehaltenen Unterlagen (24) aufliegen und die inneren Enden (23) der !-Profile (21) untereinander
fest verbunden sind.
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