DE2924860C2 - Metallurgischer Ofen, insbesondere Lichtbogenofen - Google Patents

Description

dem 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 darüber hinaus so gut kühlen, daß der Verschleiß wesentlich vermindert wird.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand zweier Figuren näher erläutert Es zeigt ι ο

F i g. 1 einen Horizontalschnitt eines erfindungsgemäßen Ofens an der Stelle 1-1 von F i g. 2,

F i g. 2 den Schnitt H-U von F i g. 1.

Das in den F i g. 1 und 2 schematisch in einem Horizontalschnitt und ausschRittswei.se in einem Axialschnitt dargestellte Ofengefäß eines Lichtbogenofen enthält ein wannenförmiges Untergefäß 1 aus feuerfesten Steinen sowie in einer Höhe oberhalb des maximalen Schmelztiegel 3 eine Vielzahl von Wasserkühlkästen

17/1, 17/2 17/n, die als hohlringsektorförmige EIe-

mente ausgebildet und jeweils mit Anschlüssen 6 und 7 für das getrennte Zuführen von Köhlwaser aus den in F i g. 2 dargestellten Ringleitungen 21 und 2? versehen sind. Von den Anschlüssen 6, die sich oberhalb der in F i g. 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 Schlackenspritzer 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 Ringflansch 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 de~ 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 den rinnenförmigen Ringflansch 14 aufgefangen und nach außen geleitet. Der Flansch ist durch Feuerfestmasse 11 gegen die unmittelbare Hitzeeinwirkung geschützt. Die Elektrodc-η des Lichtbogenofens sind in F i g. 1 mit 10 bezeichnet.

Zur besseren Verankerung und zur Verbesserung der Kühlung sind bei dem Ofen dieser Art die beiden oberen Steinreihen 31 nach außen versetzt und werden durch den Ringflansch 14 auf die darunterliegenden Steinreihen 32 gedrückt. 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 obersten der Steinreihen 32 gesichert sein. Die Steinreihen werden durch den Ringflansch 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 14 verbessert. Statt die Steinreihen 31 nach außen zu versetzen, können bei diesen Reihen r!>e Steine in radialer Richtung des Ofens auch verlängert werden, wie dies in F i g. 2 strichpunktiert (38) 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 Ofenuntergefäßes abgestützten käfigartigen Tragkonstruktion 16 für die hohlringsektorförmig ausgebildeten Wasserkühlkästen 17. 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 35 ergibt, das die Steinreihen 31 aufnimmt Das Kastenprofil 33 enthält Kühlwasserkanäle 36 und 37, wodurch eine gute Kühlung des Ringflansches i4 und der gesamten Ver-neifungskonstruktion 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 Sieinreihen 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 F i g. 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 und dann auf die Steinreihen 32 des Ofenuntergefäßes 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 Herdofen, anwendbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

. Patentansprüche:

1. Metallurgischer Ofen, Insbesondere Lichtbogenofen, mit

— einer Wandzustellung aus übereinander angeordneten Reihen feuerfester Steine und/oder feuerfester Blöcke im unteren Bereich,

— wenigstens einem Wasserkühlkasten im oberen Bereich der Wand, der gegenüber der dem Ofeninneren zugekehrten Innenwand der Steine bzw. Blöcke nach außen versetzt ist und

— mit einem derart zwischen dem Wasserkühlkasten und den Steinen bzw. Blöcken ausgebildeten Ringflansch, daß Leckwasser des Wasserkühlkastens aufgefangen und nach außen geleitet werden kann,

dadurch gekennzeichnet,

— daß bei wenigstens einer Reihe (31) der an den Ringflansch (14) nach unten angrenzenden Steine bzw. Blöcke der äußere Rand gegenüber dem der darunterliegenden Steine bzw. Blöcke nach außen unter den Ringflansch versetzt ist, so daß die an den Ringflansch angrenzenden Reihen (31) durch diesen auf die darunterliegenden Reinen (32) gedrückt werden und

— daß dem Ringflansch (14) Kühlwasserkanäle (36,37) zugeordnet sind.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (14) Teil eir:-?r auf dem Ofenuntergefäß abgestützten käfigartigen Tragkonstruktion (16) für den Wasserkühlkaste· (17) ist und selbst durch eine Versteifungskonstruktion (33) versteift ist, der Kühlwasserkanäle (36,37) zugeordnet sind.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungskonstruktion (33) wenigstens eine in Urnfangsrichtung des Ofens verlaufende senkrechte Versteifungsrippe (35) 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 (31) der Steine bzw. Blöcke, deren äußerer Rand nach außen versetzt ist, innerhalb eines U-förmigen Profils gehalten sind, das teilweise durch den Ringflansch (14) gebildet ist.

5. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Versteifungskonstruktion (33) ein Kastenprofil dient, das teilweise durch den Ringflansch (14) gebildet ist.

6. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kastenprofil die Kühlwasserkanäle (36, 37) enthält.

7. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe bzw. die Reihen (31) der Steine bzw. Blöcke, deren äußerer Rand nach außen versetzt ist, in radialer Richtung des Ofens eine größere Länge aufweisen, als die darunterliegenden Steine.

8. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine bzw. Blöcke, deren äußerer Rand nach außen versetzt ist, aus einem gut wärmeleitenden Feuerfestmaterial, wie Kohlenstoff-Magnesit oder Graphit bestehen.

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 Wasserkühlkasten bzw. ringsegmentförmige Wasserkühlkästen ersetzt, die auf der dem Ofeninneren zugekehrten Seite durch eine Schicht aus Feuerfestmasse geschützt sind. In dem Schrumpfspalt zwischen Wasserkühlkasten und feuerfester Schutzschicht herablaufendes Leckwasser wird von dem hierzu geeignet ausgebildeten Ringflansch unterhalb des Wasserkühlkastens 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 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.

Durch die DE-AS 18 06 017 ist ein Lichtbogenofen mit einem dreigeteilten, aus Herd, Seitenwand und Dekkel bestehenden, feuerfest ausgekleideten Ofengefäß bekanntgev/orden. bei dem die Seitenwand eine Auskleidung aus feuerfesten Steinen aufweist. Zur Vermeidung von sonst üblichen Ausbruch- und Ausbesserungsarbeiten wird bei einem Verschleiß der Seitenwand die- ses Teil gegen ein bereits vorgefertigtes analoges Seitenwandteil ausgetauscht Um Transportschwierigkeiten und -schaden bei den vorgefertigten Seitenwandteilen zu vermeiden, ist für diese eine im Querschnitt U-förmige Tragvorrichtung für die aus feuerfesten Steinen bestehende Auskleidung vorgesehen, in der eine oder mehrere Steiniagen mit Hilfe von Klemmorganen auskragend eingespannt sind. Damit stützt sich die gesamte Ringwand aus feuerfesten Steinen auf den auskragend eingespannten Steinten ab und kann ihre Lage beim Transport der Seitenwand nicht ändern. Solange die Seitenwand auf dem Herd des Lichtbogenofens aufsitzt, hai die Tragvorrichtung keine Funktion.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, bei einem Ofen der einleitend genannten Art neben einer guten Verkeilung bzw. Verankerung der sich unterhalb des Wasserkühlkastens anschließenden Reihen von feuerfesten Steinen bzw. feuerfesten Blöcken eine wirksame Wärmeableitung aus diesen Steinen dzw. Blöcken zu gewährleisten. Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkma-Ie des Anspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden die oberen Reihen von Steinen bzw. Blöcken entweder nach außen versetzt oder in radialer Richtung des Ofens verlängen, so daß sie durch den dem Auffangen und Ableiten von LeckwaEser dienenden Ringflansch festgehalten bzw. verkeilt werden können. Hierdurch wird nicht nur eine verbesserte Verankerung der Steine erzielt, son-