DE3103770A1 - Decke fuer einen lichtbogenofen - Google Patents

Description

310377Q

CLESID S.A.
424o3 Saint-Chamond
Frankreich

Decke für einen Lichtbogenofen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine zusammengesetzte Decke für einen Lichtbogenofen, mit einem zentralen Teil aus hitzefestem Material und einem durch einen Wasserumlauf gekühlten metallischen Kranz.

Bekanntlich besteht bis heute immer mehr die Neigung, die Decken von Lichtbogenofen derart zusammengesetzt auszubilden, da diese .Anordnung wirtschaftlicher ist. Der vollstän-

130052/0520

dige Aufbau einer derartigen Decke aus Metall ist auf Grund der besonders intensiven Feldänderungen in Höhe des Elektrodendurclitritts unmöglich. Die grosse Energiemenge, die sich auf diesem Niveau in Form von Wärme ausbreitet, bedingt die Ausbildung dieses Deckelteils aus feuerfestem Material. Dagegen kann der Umfangsteil der Decke, wo die Feldänderungen weitaus weniger gross sind, unter der Bedingung aus Metall bestehen, dass er einen Kühlkreislauf aufweist.

Es gibt derart ausgebildete Decken, die aber schwere Nachteile aufweisen, die hauptsächlich darauf beruhen, dass sie eben vorgesehen sind. Somit wird jedes Mal, wenn plötzliche Veränderungen des Volumens der bei der Stahlverarbeitung freigegebenen Gase stattfinden, mit Staub und Gas, etwa Kohlenoxid, beladener Rauch freigegeben.

Gegenstand der Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils und folglich die Vermeidung einer Verunreinigung der Atmosphäre eines Stahlwerks.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemässe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Hierzu hat die Decke nach der Erfindung eine Einrichtung zum Einfangen der von der Verarbeitung des Stahls stammenden Gase und zum Aufnehmen der plötzlichen Volumenänderungen dieser Gase im Verlauf des betrachteten Vorgangs.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorangehenden Anordnung hat die Decke nach der Erfindung eine im allgemeinen gewölbte oder kegelige Form, die zum Boden hin konkav oder kegelig ist. Sie hat ausserdem einen mit einer Entnahmeleitung verbundenen Gassammler. Die Entnahmeleitung hat vorteilhaft etwas grössere Abmessungen als der Sammler, so dass eine Art von Luftstrahlpumpe gebildet wird,

130052/0520

310377Q

durch die sich die Verbrennungsluft mit dem gesammelten Gas mischt. Man erleichtert somit die Verbrennung des Gases, z. B. die Oxidation des Kohlenoxids.

Gemäss einer ersten Ausführungsform ist der Kranz der Decke nach der Erfindung durch zwei ringförmige konzentrische Bohrleitungen gebildet, die durch radiale Rohre miteinander verbunden sind, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, zur Erzeugung eines Umlaufs eines Kühlfluids in diesem Kranz. Gewisse radiale Rohre bilden einen Kanal, der in die Entnahmeleitung eingreift.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform des Kranzes der Decke nach der Erfindung ist eine weitere Rohrleitung vorgesehen, die der innerhalb des Kranzes befindlichen Rohrleitung entspricht und über dieser angeordnet ist. Diese beiden Rohrleitungen sind durch eine doppelte Trennwand oder einen "Wasserkühlmantel" und ein Bündel von Rohren derart miteinander verbunden, dass eine ringförmige Gaseinfangkammer gebildet wird, die eine in die Entnahmerohrleitung eingreifende Hülse aufweist. Die Wände dieser Hülse sind durch nebeneinanderliegende Rohre gebildet, die die beiden Sammler derart miteinander verbinden, dass in der Hülse ein Kühlfluidkreislauf entstehen kann.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Hg. 1 einen Teilschnitt eines Elektroofens mit einer nach der Erfindung ausgebildeten Decke;

Fig. 2 eine Teilansicht von oben, in der die Schnittebene I-I von Fig. 1 angegeben ist;

Fig. 3 einen vergrösserten Schnitt III-III von Fig. 1;

130052/0520

Fig. 4 im gleichen Masstab einen Schnitt IT-IV von Fig. 1; Fig. 5 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer Variante;

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI von Fig. 5 mit einer Darstellung der Schnittebene V-V von Fig. 3.

Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines Behälters 1 eines Lichtbogenofens, dessen Öffnung durch einen gemäss der Erfindung ausgebildeten Deckel 2 geschlossen ist. Die Seitenwand 1a ist doppelt ausgebildet, so dass sie durch Umlauf eines geeigneten Fluids gekühlt werden kann. Der Oberteil der Seitenwand 1a ist mit einem waagerechten TJmfangsflansch 1b zur Abstützung des Deckels 2 versehen.

Der Deckel hat einen zentralen Teil 3 aus feuerfestem Material und einen diesen zentralen Teil umgebenden Kranz 4-, Dieser ist mit drei Öffnungen 3a für den Durchtritt von Elektroden 5 des Lichtbogenofens versehen, von denen nur eine strichpunktiert dargestellt ist.

Der Kranz 4- des Deckels 2 ist gebildet durch zwei zueinander konzentrische Leitungen 6, 7, von denen sich die zweite in einer Ebene befindet, die höher als die die erste Leitung enthaltende Ebene angeordnet ist, so dass die allgemeine Form des Deckels gewölbt ist mit einer zum Behälter 1 gerichteten Konkavität. Der zwischen den beiden Leitungen 6, 7 befindliche Raum ist durch eine Vielzahl von radialen Rohren 8 verschlossen, die die beiden Leitungen derart verbinden, dass eine ausgedehnte Rohrschlange zur Zirkulation eines Eühlfluids gebildet ist. Jedes Rohr 8 hat zu Beginn einen kreisförmigen Querschnitt, vgl. Fig. 3. Jedes Rohr hat die Form eines stumpfwinkeligen Winkelstücks, d. h. ist mit einem senkrechten kurzen Schenkel 8a mit kreisförmigem Querschnitt und einem weiteren schrägen Schenkel 8b mit weitaus grösserer Länge versehen. Der Schenkel 8a der Rohre

130052/0520

_ __ 310377Q

ist auf die Oberseite der Leitung 6 geschweisst. Der Schenkel 8b jedes Rohrs ist allmählich, derart verengt, dass an der Leitung 7 seine Breite weitaus kleiner als der Durchmesser des Schenkels 8a ist, vgl. Fig. 2 und 4. Anders ausgedrückt, jedes Rohr nimmt im Profil und in der Draufsicht an Breite in dem Mass ab, wie es sich der Mitte des Deckels nähert. Zwischen jedem Rohr ist eine Abdeckung 9 derart angeordnet, dass eine durchlaufende Fläche gebildet ist. Die Abdeckungen aus Stahlblech haben eine zweckmässige Form, um ihr Zusammenarbeiten mit den beiden Seitenflächen gegenüber den beiden benachbarten Rohren zu ermöglichen. TJm der Abdeckung unter Beibehaltung ihrer Abdichtung mehr Nachgiebigkeit zu verleihen, können als in Fig. 4 gestrichelt dargestellte Variante Abdeckungen 9 angewendet werden, die die nicht benachbarten Rohre miteinander verbinden, die z. B. zu je drei angeordnet sind.

Zur Bildung eines Sammlers oder einer Auslassleitung 10 für die durch die Yerarbeitung des Stahls im Ofen freigegebenen Gase sind die Schenkel 8b einer gewissen Anzahl von Rohre derart verformt, dass sie diese Auslassleitung bilden. Gemäss Fig. 1 und 2 ist der obere Schenkel 8b aller betrachteten Rohre zunächst nach oben gebogen und nimmt dann die Form eines Kreisabschnitts an, bevor er sich an die Leitung 7 anschliesst. Der Aussendurchmesser der Auslassleitung 7 wird geringfügig kleiner als derjenige einer Abzugleitung 11 gewählt, die dazu bestimmt ist, aus den obigen Gründen die Gase zu einer Verbrennungsvorrichtung abzuführen.

Es ist zu beobachten, dass die Innenfläche der Leitung 7 mit einem Profil 12 verbunden ist, das eine Abstützung des feuerfesten Mittelteils 3 der Decke bilden soll. Die Fläche dieses Trägers ist kegelförmig mit. einer derart nach oben gerichteten Öffnung, dass der umfang des Mittelteils 3 entsprechendem Profil lediglich darauf aufliegt.

130052/0520

G-emäss einer Variante gemäss 5ig. 5 und 6 ist vorgesehen, die bei der Verarbeitung des Stahls freigegebenen Gase zentral um den Mitteilteil 3 des Deckels zusammeln. Hierzu ist über der Leitung 7 ein rohrförmiger Ring 13 mit denselben Abmessungen vorgesehen. Dieser Ring ist mit der Leitung 7 verbunden über eine doppelte äussere Trennwand 14 oder einen "Wasserkühlmantel" und über ein Bündel von gebogenen Rohren 15 innerhalb der Trennwand 14. Es wird auf diese Weise eine ringförmige Kammer 15 zum Einfangen der Gase gebildet. Das Bündel von Rohren 15 bildet eine durchlaufende Wand, die durch Durchtritte 17 unterbrochen ist, die deren Verbindung mit dem Innenraum des Decke, d. h. mit dem Behälter 1, ermöglichen. Die bei der Verarbeitung des Stahls gebildeten Gase sammeln sich somit im Oberteil des Deckels an und dringen dadurch in die Kammer 16 ein, dass diese mittels einer mit der Entnahmeleitung in Verbindung stehenden Hülse 18 unter Unterdruck gesetzt wird. Die Hülse 18 ist durch zwei rohrförmige Sammler 19, 20 gebildet, die durch Rohre 21 miteinander verbunden sind.

Wie bei dem in Hg. 1 dargestellten Beispiel ist der rohrförmige Ring 13 mit dem Träger 12 des Mittelteils 3 verbunden.

Auf Grund der Konstruktion der Decken gemäss der beiden obigen Varianten kann ohne weiteres zwischen den beiden Kränzen 4 ein Kühlfluid umgewälzt werden. Bei der Variante von !"ig. 5 und 6 erfolgt dieser Umlauf durch die doppelte Trennwand 14 in den rohrförmigen Ring 13ι um durch das Bündel von Rohren 15 zurückzukommen, oder umgekehrt. Überdies wird der Kühlfluidumlauf auch in die hohlen Elemente der Hülse zu deren Kühlung geschickt.

Der Plansch 1b ist mit einem Einsatz 22 versehen, der eine hervorragende Abdichtung zwischen dem Oberteil des Behälters und der Decke derart herstellt, dass alle freigesetzten Gase

130062/0520

310377Q

und jeglicher Kauch in die Entnahmeleitung 11 gesaugt werden, wobei lediglich, einige geringe Verluste um die Elektroden 5 entstehen. Man vermeidet somit grösstenteils die Verunreinigung der Atmosphäre des Stahlwerks. Überdies können die Gase und der Eauch für geeignete Verwendungszwecke zurückgewonnen wird.

Die Innenfläche der Eohre 8 kann mit geeigneten Spitzen oder Stiften 8c versehen werden zur Erleichterung des Einhängens der während der Stahlverarbeitung gegen den Kranz 4- geschleuderten Schlacke, die somit gratis eine geeignete Wärmeisolierung bildet, die die Lebensdauer der Decke erhöht und die Wärmeverluste verringert.

130052/0520

Claims (8)

310377Q PsfsrrfanwSitö BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ 8QQQ München 22 « Steinsdorfstr. 10 31O-31.967P(31.968H) 4. Febr. 1981 Ansprüche

1. Decke für einen Lichtbogenofen,

- mit einem Teil aus feuerfestem Material und

- mit einem gekühlten metallischen Kranz einschliesslich einer Einrichtung zum Auffangen und Entfernen der

von der Verarbeitung von Stahl stammenden Gase, gekennzeichnet ,

- dass die Decke im allgemeinen gewölbt und nach unten konkav ist und

- dass der Kranz (4) einteilig ist.

2. Decke nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- dass der Kranz (4) durch zwei ringförmige konzentrische Leitungen (6, 7) gebildet ist, die durch radiale Rohre (8) verbunden sind, die durch volle Abdeckungen (9) abgedeckt sind.

3. Decke nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

- dass der Querschnitt der Bohre (8) zur Mitte hin abnimmt.

4. Decke nach Anspruch 2 oder 3»
dadurch gekennzeichnet,

310-(80/28)

130052/05 20

310377Q

- dass ein Teil der Rohre (8) eine Bohrleitung (10) bildet, die mit Spiel in eine Abzugsleitung (11) eingreift .

5. Decke nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet,

- dass die kreisförmige innere Leitung (7) des Kranzes (4) mit einer weiteren gleichartigen darüber befindlichen Leitung verbunden ist über eine doppelte Trennwand

(14) oder "einen Wasserkühlmantel" und über ein Bündel von Rohren (15) zur Bildung einer ringförmigen Kammer (16) zum Einführen von Gasen, und

- dass die Kammer (16) eine mit Spiel in die Abzugsleitung (11) eingreifende Hülse (18) und Kanäle (17) aufweist, die sie in Verbindung mit dem Innenraum des Lichtbogenofens setzen.

6. Decke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Wände der Hülse (18) als nebeneinanderliegende Rohre (21) ausgebildet sind, die zwei Sammler (19, 20) derart verbinden, dass in der Hülse (18) zu deren Kühlung ein Fluidumlauf entstehen kann.

7· Decke nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

- dass die innere Leitung (7 bis 13) des Kranzes (4) mit einem Träger (12) für ihren mittleren feuerfesten Teil (3) versehen ist.

8. Decke nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,

- dass ihr ügenvolumen wenigstens gleich dem Volumen des im Lichtbogenofens verarbeiteten flüssigen Strahls ist.

130052/0520