DE2924860A1

DE2924860A1 - Metallurgischer ofen, insbesondere lichtbogenofen

Info

Publication number: DE2924860A1
Application number: DE19792924860
Authority: DE
Inventors: Emil Dr Elsner
Original assignee: Korf Stahl AG
Current assignee: Primetals Technologies Germany GmbH
Priority date: 1979-06-20
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1981-01-15
Also published as: DE2924860C2; ES492538A0; IT8048988A0; IT1128327B; ZA803509B; ES8102668A1; US4279407A

Description

Xorf-Stahl AG
7570 Baden-Baden

Metallurgischer Ofen insbesondere Lichtbogenofen

Die Erfindung betrifft einen metallurgischen Ofen, insbesondere Lichtbogenofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Ofen dieser Art ist durch die DE-AS 26 31 982 bzw. die DE-OS 28 24 821 bekanntgeworden. Bei Öfen dieser Art ist das Mauerwerk im oberen Bereich der Wand durch einen ringförmigen Vasserkühlkasten bzw. ringsegmentformige Vasserkühlkästen ersetzt die auf der dem Ofeninneren zugekehrten Seite durch eine Schicht aus Feuerfestmasse geschützt sind. In dem Schrumpfspalt zwischen Wasserkühlkasten und feuerfester Schutzschicht herablaufendes Ieckwasser wird von dem hierzu geeignet ausgebildeten Ringflansch unterhalb des Vasserkuhlkastens aufgefangen und nach außen geleitet. Um diesen Zweck besser erfüllen zu können und um das Ofenvolumen zu vergrößern ist die dem Ofeninneren zugekehrte Wand des

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Wasserkühlkastens bzw. der Wasserkühlkästen gegenüber der dem Ofeninneren zugekehrten Innenwand der tieferliegenden feuerfesten Steine bzw. Blöcke nach außen versetzt.

Es hat sich gezeigt, daß bei aus den genannten Gründen nach außen versetzten Wasserkühlkästen die feuerfesten Steine bzw. Blöcke der sich unterhalb der Wasserkühlkästen anschließenden Reihen nicht mehr im gewünschten Maß festgehalten und gekühlt werden können, so daß es hier zu einem verstärktem Verschleiß und häufiger zu einem Ausfall von Steinen kommt. Dies hat sich insbesondere bei einem Ofen gezeigt, bei dem die Wasserkühlkästen wenigstens so weit nach außen versetzt werden, daß ihre dem Ofeninneren zugekehrte Wand etwa mit der Außenwand des tieferliegenden Ofenuntergefäßes fluchtet.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, bei einem Ofen der einleitend genannten Art eine gute Verkeilung bzw. Verankerung der sich unterhalb des Wasserkühlkastens anschließenden Keinen von feuerfesten Steinen bzw. feuerfesten Blöcken zu gewährleisten. Gleichzeitig soll über diese Verkeilung eine Wärmeableitung aus den Steinen bzw. Blöcken ermöglicht werden.

Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

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Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden die oberen Reihen von Steinen bzw. Blöcken entweder nach außen versetzt oder in radialer Richtung des Ofens verlängert, so daß sie durch den dem Auffangen und Ableiten von Leckvasser dienenden Ringflansch festgehalten bzw. verkeilt werden können. Hierdurch wird nicht nur eine verbesserte Verankerung der Steine erzielt, sondern auch der Wärmeübergang zwischen den Steinen und von der obersten Steinreihe zum Ringflansch wesentlich verbessert. Durch eine Wasserkühlung des Ringflansches und einer sich an den Ringflansch unten anschließenden Versteifungskonstruktion lassen sich die oberen Reihen von Steinen bzw. Blöcken darüberhinaus so gut kühlen, daß der Verschleiß wesentlich vermindert wird.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand zweier Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Radialschnitt eines erfindungsgemäßen Ofens an der Stelle I-I von Fig. 2

Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 schematisch in einem Radialschnitt und ausschnittsweise in einem Axialschnitt dargestellte Ofengefäß eines Lichtbogenofen enthält ein wannenförmiges Untergefäß 1 aus feuerfesten Steinen sowie in einer Höhe oberhalb des maximalen Schmelzspiegels 3 eine Vielzahl von Wasser-

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kühlkästen 17/1, 17/2 .... 17/n die als hohlringsektorformige Elemente ausgebildet und. jeweils mit Anschlüssen 6 und 7 für das getrennte Zuführen von Kühlwasser aus den in Fig. 2 dargestellten Ringleitungen 21 und 22 versehen sind. Von den Anschlüssen 6 die sich oberhalb der in Fig. 1 dargestellten Querschnittsebene befinden ist nur einer gestrichelt angedeutet. Die dem Ofeninneren zugekehrte Oberfläche der Wasserkühlkästen ist mit nicht dargestellten Vorsprüngen versehen, die einerseits eine vorab aufgebrachte Feuerfestmasse 8 festhalten und andererseits bei örtlicher Beschädigung dieser Feuerfestmasse herablaufende Schlackespritzer auffangen, um hierdurch wieder eine feuerfeste Schutzschicht zu bilden. Um beim Austritt von Wasser aus den Wasserkühlkästen zu verhindern, daß dieses bis in den Bereich des Schmelzbades dringen kann, ist, wie Fig. 2 zeigt, ein rinnenförmig ausgebildeter Flansch 14 vorgesehen und es ist außerdem die dem Ofeninneren zugekehrte Wand der Wasserkühlkästen 17 gegenüber der Innenwand des tieferliegenden Ofenuntergefäßes 1 nach außen versetzt. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Innenwand der Wasserkühlkästen so weit nach außen versetzt, daß sie etwa mit der Außenwand des tieferliegenden Ofengefäßes fluchtet. Bei einem Leck auf der dem Ofeninneren zugekehrten Seite der Wasserkühlkästen wird das unterhalb der Feuerfestmasse 8 herabfließende Wasser, das die Ausmauerung des Untergefäßes befeuchten und zu einer Explosionsgefahr führen würde, durch

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den rinnenförmigen Flansch 14 aufgefangen und nach außen geleitet. Der Flansch ist durch Feuerfestmasse 11 gegen die unmittelbare Hitzeeinwirkung geschützt. Die Elektroden des Lichtbogenofens sind in Fig. 1 mit 10 bezeichnet.

Zur besseren Verankerung und zur Verbesserung der Kühlung sind bei dem Ofen dieser Art die beiden oberen Reihen 31 der feuerfesten Steine nach außen versetzt und werden durch den Ringflansch 14 auf die darunterliegenden Reihen 32 der feuerfesten Steine gedruckt. Zu diesem Zweck muß der Ringflansch 14 die Steinreihe 31 um ein gewisses Mindestmass überdecken und es muß noch eine ausreichende Auflagefläche der Steinreihe 31 auf der Steinreihe 32 gesichert sein. Die Steinreihen werden durch den Ringspalt 14 festgehalten, sie können auch durch weitere Steine verkeilt sein. Hierdurch wird nicht nur eine gute Verankerung dieser Steinreihen 31 und auch der darunterliegenden Steinreihen 32 erzielt, sondern auch der Wärmeübergang zum Ringflansch verbessert. Statt die Steinreihen 31 nach außen zu versetzen können bei diesen Reihen die Steine in radialer Richtung des Ofens auch verlängert werden wie dies in Fig. 2

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strichpunktiert/angedeutet ist. Wesentlich ist, daß der äußere Rand der an den Ringflansch 14 angrenzenden Steinreihen 31 gegenüber dem äußeren Rand der darunterliegenden Steinreihen 32 nach außen versetzt ist.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ringflansch 14 Teil einer auf einem Tragflansch 15 des

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Ofenuntergefäßes abgestützten käfigartigen Tragkonstruktion für die hohlringsektorförmig ausgebildeten Wasserkühlkästen Ferner ist der Ringflansch 14 durch eine Versteifungskonstruktion 33 versteift. Im dargestellten Beispiel ist die Versteifungskonstruktion als ein Kastenprofil ausgebildet, das teilweise durch den Ringflansch 14 begrenzt ist und teilweise durch einen Ringflansch 34· der ebenso wie der Ringflansch 14 zum Ofeninneren hin vorsteht, so daß sich ein U-fÖrmiges Profil ergibt, das die Steinreihen 31 aufnimmt. Das Kastenprofil 33 enthält Kühlwasserkanäle 36 und 37 wodurch eine gute Kühlung des Ringflansches 14 und der gesamten Versteifungskonstruktion dieses Ringflansches gewährleistet wird. Da die Steinreihen 31 fest in diese Versteifungskonstruktion eingespannt sind und an die wasserführenden Kanäle angrenzen, wird eine·sehr gute Kühlung dieser Steinreihen erzielt, insbesondere wenn die Steine aus gut wärmeleitenden Feuerfestmaterial wie Kohlenstoff-Magnesit oder Graphit bestehen. Damit kann der Verschleiß dieser Steine wesentlich herabgesetzt werden.

Da bei der in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform die Steinreihen 31 innerhalb eines U-förmigen Profils gehalten sind, können diese Steinreihen bei der Herstellung der Ofenwandung der Tragkonstruktion 16 zugeordnet werden, d.h. die Tragkonstruktion für die Wasserkühlkästen 17 kann bereits mit eingebauten und- verkeilten Steinreihen 31 vorgefertigt

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und dann auf die Steinreihen 32 des Ofenuntergefaßes aufgesetzt werden. Hierdurch lassen sich hinsichtlich der Einspannung der Steinreihen 31 und des Wärmeübergangs zum Ringflansch 14- und zur Versteifungskonstruktion des Ringflansches optimale Verhältnisse verwirklichen.

Anstelle von Steinen, wie gut-wärmeleitenden Kohlenstoff-Magnesit-Steinen_;können für die Reihen 31 auch Blöcke^ wie Graphitblöcke^ eingesetzt werden. In der Regel wird die Anzahl der Reihen von Steinen bzw. Blöcken zwischen 1 und 4. liegen.

Das Beispiel ist anhand eines Lichtbogenofens erläutert worden, da hier wegen der hohen Beanspruchung durch die Lichtbogen der erfindungsgemäßen Maßnahme eine besondere Bedeutung zukommt. Diese Maßnahmen sind Jedoch allgemein bei metallurgischen öfen, insbesondere bei Herdöfen, anwendbar.

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AA

Leerseite

Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZW.RNER - BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Korf-Stahl AG 79/0105

Baden-Baden

Patentansprüche

Metallurgischer Ofen, insbesondere Lichtbogenofen, mit einer Wandzustellung aus übereinander angeordneten Reihen feuerfester Steine und/oder feuerfester Blöcke im unteren Bereich sowie wenigstens einem Wasserkühlkasten im oberen Bereich der Wand, der gegenüber der dem Ofeninneren zugekehrten Innenwand der Steine bzw. Blöcke nach außen versetzt ist, ferner mit einem Ringflansch zwischen dem Wasserkühlkasten und den Steinen bzw. Blöcken, der Leckinasser des Wasserkühlkastens auffängt und nach außen leitet, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bei einer Reihe der an den Ringflansch grenzenden Steine bzw. Blöcke der äußere Rand gegenüber dem der darunterliegenden Steine bzw. Blöcke nach außen versetzt ist und die an den Ringflansch angrenzenden Reihen durch diesen auf die darunter-

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer, nat. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phll. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dlpl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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liegenden Reihen gedrückt werden.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch Teil einer auf dem Ofenuntergefäß abgestützten, käfigartigen Tragkonstruktion für den Wasserkühlkasten ist und selbst durch eine Versteifungskonstruktion versteift ist.
3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungskonstruktion wenigstens eine in Umfangsrichtung des Ofens verlaufende senkrechte Versteifungsrippe umfaßt, die an die Reihe bzw. Reihen der Steine bzw. Blöcke angrenzt deren äußerer Rand nach außen versetzt ist.
4. Ofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe bzw. die Reihen der Steine bzw. Blöcke deren äußerer Rand nach außen versetzt ist, innerhalb eines U-förmigen Profils gehalten sind, das teilweise durch den Ringflansch gebildet ist.
5. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Versteifungskonstruktion ein Kastenprofil dient das teilweise durch den Ringflansch gebildet ist.
6. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich-

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net, daß dem Ringflansch und einer vorhandenen Versteifungskonstruktion des Ringflansches Kühlwasserkanäle zugeordnet sind.
7. Ofen Nach Anspruch $ und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kastenprofil die Kühlwasserkanäle enthält.
8. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe bzw. die Reihen der Steine bzw. Blöcke deren äußerer Rand nach außen versetzt ist in radialer Richtung des Ofens eine größere Länge aufweisen, als die darunterliegenden Steine.
9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Steine bzw. Blöcke deren äußerer Rand nach außen versetzt ist ein gut wärmeleitendes Feuerfestmaterial wie Kohlenstoff-Magnesit oder Graphit verwendet ist.

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