DE3115166A1

DE3115166A1 - Cover for an arc furnace

Info

Publication number: DE3115166A1
Application number: DE19813115166
Authority: DE
Inventors: Peter J. 15235 Pittsburgh Pa. Wynne
Original assignee: Lectromelt Corp
Current assignee: Lectromelt Corp
Priority date: 1980-04-16
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1982-01-28
Also published as: FR2480923A1; IT8121190A0; FR2480923B1; ES501461A0; IT1137216B; ES8300865A1

Description

Anmelder: Lectromelt Corporation, Postfach 4023, Pittsburgh,Applicant: Lectromelt Corporation, PO Box 4023, Pittsburgh,

Pennsylvania 15201,USAPennsylvania 15201, USA

Deckel für einen LichtbogenofenLid for an electric arc furnace

Die Erfindvmg betrifft einen Deckel für einen Lichtbogenofen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cover for an electric arc furnace according to the preamble of claim 1.

Elektrische Lichtbogenöfen weisen im allgemeinen einen metallischen Mantel und eine hitzebeständige Auskleidung auf, die einen tiegelförmigen Schmelzraum begrenzt. Die Oberseite der vertikalen Seitenwand wird durch einen Deckel abgedeckt, der angehoben und von dem Ofen weggeschwenkt werden kann, um eine Füllung des Gefäßes zu ermöglichen. Da in einem Lichtbogenofen sehr hohe Temperaturen auftreten, wird das hitzebeständige Material stark abgenutzt. Um die Standzeit der hitzebeständigen Auskleidung zu verlängern, werden Kühlleitungen in die hitzebeständige Auskleidung eingebettet. Trotz Verwendung derartiger Kühlleitungen ist es jedoch noch erforderlich, periodisch die Auskleidung aus hitzebeständigem Material zu erneuern, wofür ein beträchtlicher Kostenaufwand und Zeitaufwand erforderlich ist.Electric arc furnaces generally have a metallic one Jacket and a heat-resistant lining that delimits a crucible-shaped melting space. The top of the vertical side wall is covered by a lid that can be lifted and pivoted away from the oven to provide a To allow filling of the vessel. Since very high temperatures occur in an arc furnace, it becomes heat-resistant Material badly worn. In order to extend the service life of the heat-resistant lining, cooling lines are inserted into the heat-resistant Lining embedded. Despite the use of such cooling lines, however, it is still necessary to periodically To renew the lining made of heat-resistant material, which requires considerable expenditure of time and money is.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Konstruktion eines Deckels für einen Lichtbogenschmelzofen anzugeben, der eine gute Kühlung und einen einfachen Austausch von Elementen ermöglicht, ohne daß eine vollständig neue Auskleidung erforderlich ist.It is an object of the invention to provide an improved design of a lid for an arc melting furnace that has a good Allows cooling and simple replacement of elements without the need for a completely new lining.

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Gemäß der Erfindung weist ein derartiger Deckel ein inneres und ein äußeres Ringglied auf, welche Ringglieder durch querverlaufende Verbindungsglieder miteinander verbunden sind, um einen Rahmen mit einer Anzahl von offenen Feldern zwischen diesen Gliedern zu bilden, in denen jeweils ein hohler Wandabschnitt angeordnet ist. An den radialen Verbindungsgliedern sind Aufhängeeinrichtungen angeordnet, die an einem angrenzenden Wandabschnitt lösbar angreifen und mit den Wandabschnitten und den Ringgliedern sind Zuführleitungen für Kühlmittel verbunden, um den Ringgliedern und Wandabschnitten Kühlmittel zuzuführen. According to the invention, such a cover has an inner and an outer ring member, which ring members are connected to one another by transverse connecting members to a To form frames with a number of open fields between these members, in each of which a hollow wall section is arranged is. Hanging devices are arranged on the radial connecting members, on an adjoining wall section attack releasably and with the wall sections and the ring members coolant supply lines are connected to supply coolant to the ring members and wall sections.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail, for example, with the aid of the drawing will. Show it:

Fig. 1 eine Schnittansicht entlang der Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Deckel gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2; und Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung entsprechend der Schnittansicht in Fig. 1.1 shows a sectional view along the line 1-1 in FIG. 2, FIG. 2 shows a plan view of a cover according to the invention, Fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in Fig. 2; and FIG. 4 is an enlarged partial illustration corresponding to the sectional view in Fig. 1.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Deckel 10 für einen Lichtbogenofen, von dessen Körper nur das obere Ende 12 dargestellt ist. Das Gefäß des Lichtbogenofens ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und weist beispielsweise einen tiegelförmigen Schmelzraum und eine zylindrische Seitenwand auf. Derartige Lichtbogenofen sind meist auf einem Schwenkmechanismus angeordnet, um geschmolzenes Metall über eine Ausgußschnauze ausgießen zu können. An dem Deckel 10 kann ferner ein Hebewerkzeug in Eingriff gebracht werden, um diesen anzuheben und von dem Lichtbogenofen wegzuschwenken, so daß eine Charge aus geschmolzenem Metall, Schrott oder sonstigen Materialien eingefüllt werden kann. In an sich bekannter Weise erstrecken sich ferner Elektroden 14 durch Öffnungen 16 in den Deckel, die zum Erhitzen der Charge dienen.The embodiment shown in Figs. 1 and 2 shows a Lid 10 for an electric arc furnace, of the body of which only the upper end 12 is shown. The vessel of the arc furnace is formed in a manner known per se and has, for example, a crucible-shaped melting chamber and a cylindrical side wall on. Such arc furnaces are usually on a swivel mechanism arranged in order to be able to pour out molten metal via a pouring spout. On the cover 10 can also be a Lifting tool can be engaged to lift and pivot away from the arc furnace, so that a batch is out molten metal, scrap or other materials can be filled. Extend in a manner known per se further electrodes 14 through openings 16 in the lid, which are used to heat the charge.

Der Deckel 16 weist ein inneres Ringglied 18 und ein äußeres Ringglied 20 auf, welche Glieder durch radial verlaufende Verbindungsglieder 22 miteinander verbunden sind. Durch die von den Gliedern 18,20 und 22 gebildete Rahmenstruktur werden eine Anzahl von offenen Bereichen zwischen diesen Gliedern begrenzt. In jedemThe lid 16 has an inner ring member 18 and an outer ring member 20, which members are connected to one another by radially extending connecting members 22. By the limbs 18, 20 and 22, a number of open areas are defined between these members. In each

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dieser Bereiche ist ein hohler Kühlwandabschnitt 2 4 angeordnet, der entsprechend den Abmessungen der Bereiche die Form eines Kreisringsegments besitzt, wie in Fig. 2 dargestellt ist.A hollow cooling wall section 2 4 is arranged in these areas, which, according to the dimensions of the areas, has the shape of a Has a circular ring segment, as shown in FIG.

Das innere Ringglied 18 ist hohl ausgebildet und an der Unterseite eines Bundrings 26 befestigt, der aus parallel und coradial verlaufenden, übereinander angeordneten ebenen Ringgliedern 2 8 und besteht, die durch eine Anzahl Rippenglieder 32 miteinander verbunden sind, die sich im wesentlichen senkrecht zu den ebenen Ringgliedern 28,30 erstrecken. An dem Innenumfang des Bundrings ist ein zylindrischer Ring 34 befestigt, der sich nach unten bis unter das Niveau des Ringglieds 18 erstreckt. Ein kegelstumpfförmiger Stirnring 36 ist an der Innenfläche des Rings 34 befestigt. In dem Spalt zwischen den Ringen 34 und 36 ist hitzebeständiges Material 38 angeordnet. Eine Ringleitung 40 ist zwischen den unteren Enden der Ringe 34,36 angeordnet.The inner ring member 18 is hollow and on the underside a collar ring 26 attached, which consists of parallel and coradially extending, superposed planar ring members 2 8 and consists, which are interconnected by a number of rib members 32 which are substantially perpendicular to the planar Ring members 28,30 extend. A cylindrical ring 34 is attached to the inner circumference of the collar ring and extends downwards extends below the level of the ring member 18. A frustoconical end ring 36 is attached to the inner surface of ring 34. Heat-resistant material 38 is arranged in the gap between the rings 34 and 36. A ring line 40 is between the lower ends of the rings 34,36 arranged.

An dem äußeren Ringglied 20 ist ein zylindrischer Ring 42 an dessen Unterseite befestigt. Eine zweite Ringleitung 4 8 ist an der Unterkante des zylindrischen Rings 42 angeordnet. Der Ring 42 und die Ringleitung 48 erstrecken sich nach unten bis etwa zur Höhe der Unterkante der Wandabschnitte 24, und ein dazwischen vorhandener Zwischenraum ist mit hitzebeständigem Material 50 ausgefüllt.On the outer ring member 20, a cylindrical ring 42 is on it Fixed underside. A second ring line 48 is arranged on the lower edge of the cylindrical ring 42. The ring 42 and the Ring lines 48 extend down to approximately the level of the lower edge of the wall sections 24, and one therebetween The space is filled with heat-resistant material 50.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das innere Ringglied 18 etwas höher als das äußere Ringglied 20 angeordnet. Die Verbindungsglieder 22, die aus kurzen I-Trägern gebildet sind, sind an ihrem inneren Ende an dem' Ringglied 18 und am anderen Ende mit der Unterseite des Ringglieds 20 und der Innenfläche des Rings 42 verbunden. Deshalb sind die Verbindungsglieder 22 zum Rande des Dekkels nach unten geneigt, so daß die durch die Glieder 18,20 und gebildete Rahmenstruktur im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet ist.As can be seen from FIG. 1, the inner ring member 18 is arranged somewhat higher than the outer ring member 20. The connecting links 22, which are formed from short I-beams, are at their inner end to the 'ring member 18 and at the other end to the Underside of ring member 20 and the inner surface of ring 42 connected. Therefore the connecting links 22 are towards the edge of the lid inclined downwards, so that the frame structure formed by the members 18, 20 and 12 is essentially frustoconical is.

Die Wandabschnitte 2 4 bestehen aus oberen und unteren Platten 52 und 54, welche die Form eines Ringsegments besitzen. Die Platten 52 und 54 werden in einer parallelen Anordnung durch vordere und hintere Wände 56,58 und durch konvergierende Seitenwände 60 und 62 gehalten, so daß die Wandabschnitte 24 einen Innenraum 55 begrenzen. An der Innenfläche der Platten 52,5 4 sind eine Anzahl von Umlenkblechen 64 angeordnet, die konzentrisch und parallel zu denThe wall sections 2 4 consist of upper and lower plates 52 and 54, which have the shape of a ring segment. The plates 52 and 54 are in a parallel arrangement by front and rear walls 56,58 and by converging side walls 60 and 62 held so that the wall sections 24 delimit an interior space 55. On the inner surface of the plates 52,5 4 are a number of Baffles 64 arranged, the concentric and parallel to the

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vorderen und hinteren Wänden 56,58 verlaufen. Die Umlenkbleche 64 können sich auch über die Mittellinie des Innenraums 55 erstrecken, um einen gewundenen Strömungsweg zwischen den vorderen und hinteren Wänden 56,58 zu bilden.front and rear walls 56,58 extend. The baffles 64 may also extend across the centerline of interior space 55 to provide a tortuous flow path between the front and rear Walls to form 56.58.

Die Wandabschnitte 24 sind an den Verbindungsgliedern 22 jeweils mit Hilfe von zwei Tragarmen 66 aufgehängt. Jeder Tragarm 66 besteht aus einer Tragarmplatte 68, von der eine Kante an dem oberen Flansch des zugeordneten Verbindungsglieds 22 befestigt ist, und die in einer im wesentlichen horizontalen Lage mit Hilfe einer Stützstange 70 angeordnet ist, deren Oberkante an dem freien Ende der Platte 68 befestigt ist und deren Unterkante an dem oberen Flansch des Verbindungsglieds 22 befestigt ist. Die Seitenwand 60 erstreckt sich im wesentlichen quer zu dem Verbindungsglied 22 nach außen über die Kanten davon. Auf der Oberseite jedes Wandabschnitts 2 4 unter den seitlichen Enden jeder der Seitenwände 60 sind parallel zueinander Zapfenlager 72 mit einer vertikalenThe wall sections 24 are each suspended from the connecting members 22 with the aid of two support arms 66. Each bracket 66 is made a bracket plate 68, one edge of which is attached to the upper flange of the associated link 22, and which is arranged in a substantially horizontal position with the aid of a support rod 70, the upper edge of which is at the free end of the plate 68 and the lower edge of which is attached to the upper flange of the connecting member 22. The side wall 60 extends substantially transversely of the link 22 outwardly over the edges thereof. On top of each wall section 2 4 under the lateral ends of each of the side walls 60 are parallel to each other journal bearings 72 with a vertical

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Orientierung angeordnet. Der Kopf eines I-Bolzens 74/zwischen jeweils zwei Zapfenlagern 72 mit einem Zapfen 76 gelagert.Jeder Bolzen 74 erstreckt sich nach oben von den Zapfenlagern 72 durch eine Öffnung 78 in der Platte 68. Die Bolzen sind am oberen Ende mit einem Gewinde versehen, auf die eine Mutter 80 aufgeschraubt ist, so daß durch diese Einrichtung die Wandabschnitte 24 zwischen, den Gliedern 18,20 und 22 gehaltert sind. Die Zapfen 76 ermöglichen eine Schwenkbewegung der Bolzen 76, so daß kleine Fehlausrichtungen zwischen den Tragarmen 66 und den Zapfenlagern 72 aufgenommen werden können, und damit unterschiedliche Ausdehnungen ebenfalls aufgenommen werden können. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist hitzebeständiges Material 81 zwischen den Seiten angrenzender Wandabschnitte 24 angeordnet. Um einen Wandabschnitt 24 während der Montage abzustützen, kann ein Tragarm 82 an jeder oberen Platte 52 etwa im Bereich des Schwerpunkts befestigt wer-Orientation arranged. The head of an I-bolt 74 / between each two journal bearings 72 supported by a journal 76. Each bolt 74 extends upward from the journal bearings 72 through an opening 78 in the plate 68. The bolts are threaded at the upper end onto which a nut 80 is screwed is, so that by this device the wall sections 24 between, members 18, 20 and 22 are supported. The pins 76 permit pivotal movement of the bolts 76, eliminating small misalignments can be received between the support arms 66 and the journal bearings 72, and thus different dimensions can also be included. As can be seen in Figure 3, refractory material 81 is contiguous between the sides Wall sections 24 arranged. In order to support a wall section 24 during assembly, a support arm 82 can be attached to each upper plate 52 is attached approximately in the area of the center of gravity

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den.Für s zusätzliche Abstützung der Wandabschnitte 24 können Ansätze 83 an jeder oberen Platte 52 und angrenzend an die vorderen und hinteren Wände 56,58 angeordnet werden, um eine Befestigung an Tragarmen 84 zu ermöglichen, die an den Ringgliedern 18,20 befestigt sind.den.Für s additional support of the wall sections 24 can approach 83 to allow attachment to the support arms 84 are disposed adjacent to the front and rear walls 56,58 at each top plate 52 and which are attached to the ring members 18,20.

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Der Ringleitung 48 wird Kühlwasser zugeführt, das entlang parallelen Strömungswegen durch Rohrleitungen 85 zu dem hohlen Ringglied 20 fließt. Leitungen 86 führen das Kühlwasser von dem Ringglied 2O zu jedem der Wandabschnitte 24, so daß Kühlwasser entlang dessen Innenwand fließt. Leitungen 88 führen das Kühlwasser zu dem inneren Ring 22 und Leitungen 90 von dem Ring 22 zu der Ringleitung 40. Erhitztes Kühlwasser fließt aus dem Ringglied 18 über Leitungen 92 ab.The ring line 48 is supplied with cooling water that runs along parallel lines Flow paths through conduits 85 to the hollow ring member 20 flows. Lines 86 carry the cooling water from the ring member 2O to each of the wall sections 24, so that cooling water flows along its inner wall. Lines 88 supply the cooling water to the inner ring 22 and lines 90 from the ring 22 the ring line 40. Heated cooling water flows out of the ring member 18 via lines 92.

An dem Deckel 10 kann eine Abzugsöffnung 94 für Rauchgas vorgesehen sein, das durch eine Kühlwendel 96 gekühlt wird. Eine Ein-IMi leitung 98 verbindet die KUhlwondel 96 mit einer Zuführeinrichtung für Kühlwasser und eine Auslaßleitung 100 stellt eine Verbindung mit dem Ringglied 18 her. Eine Abzugshaube 102 ist über der Abzugsöffnung 94 zur Ableitung von Rauch und heißen Gasen angeordnet, um diese einer Reinigungseinrichtung zuzuführen. An der Innenseite des Rings 36 ist ein gewölbter Deckelabschnitt 104 abgestützt, der in Fig. 1 in gestr.lrhe.lten Linien dargestellt ist. Der Deekelabschnitt 104 kann eine an sich bekannte Konstruktion aufweisen und enthält vorzugsweise hohle Abschnitte für eine Zirkulation von Kühlwasser. In diesem Deckelabschnitt 104 sind die öffnungen 16 für die Elektroden 14 ausgebildet.An exhaust opening 94 for flue gas can be provided on the cover 10 which is cooled by a cooling coil 96. A single IMi line 98 connects the KUhlwondel 96 with a feed device for cooling water and an outlet line 100 connects to the ring member 18. A hood 102 is Arranged above the exhaust opening 94 for the removal of smoke and hot gases in order to supply them to a cleaning device. A curved cover section 104 is supported on the inside of the ring 36 and is shown in FIG is. The cover portion 104 can be of a construction known per se preferably have and contain hollow sections for circulation of cooling water. In this cover section 104 the openings 16 for the electrodes 14 are formed.

Der beschriebene Deckel für einen Lichtbogenofen ermöglicht eine mis ι eichende Kühlung,um den Betrieb des Llohtboyenofenn hol hohf-n Temperaturen zu ermöglichen. Wenn es erforderlich werden sollte, irgendwelche der Wandabschnitte 2 4 auszutauschen, kann dies schnell und verhältnismäßig einfach dadurch erfolgen, daß die Wasseranschlüsse abgekuppelt und die Muttern 80 entfernt werden. Ein neuer Wandabschnitt 24 kann dann wieder in der beschriebenen Weise In-fV'Htifjt werden, so daß nur eiru· verhält lU.'uuSßiq cjetinqti Mcnqe von hitzebeständigem Material ersetzt werden muß.The described cover for an electric arc furnace enables mis ι calibrating cooling in order to operate the Llohtboyenofenn hol hohf-n Allow temperatures. Should it become necessary to replace any of the wall sections 2 4, this can be done quickly and relatively easy to do in that the water connections are disconnected and the nuts 80 are removed. A New wall section 24 can then be activated again in the manner described, so that only eiru behaves lU.'uuSßiq cjetinqti Mcnqe must be replaced by refractory material.

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Claims

Lid for an electric arc furnace, characterized in that that it has a frame structure that from an outer ring member (20), an inner ring member (18) and radial connecting members connecting these ring members (22) consists that in the areas between these members a hollow cooling wall section (24) with a suspension device (72,74) is attached to the adjacent connecting members (22), and that between the cooling wall sections (24) releasable connecting lines are provided for a coolant supply into the interior of the cooling wall sections.

Lid according to Claim 1, characterized in that the ring members (18, 20) are ring lines which are in communication with the interior of the cooling wall sections (24), and that in the interior of the cooling wall sections Deflection plates (64) are arranged in such a way that the coolant flow is winding.

Lid according to claim 1 or 2, characterized in that that the suspension devices have support arms (66) which are attached to the connecting links (22) are, and that a pivotable coupling device (72,74,80) is arranged on the upper side of each cooling wall section (2 4), which is attached to the relevant support arm and allows for relative misalignments to be accommodated.

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Lid according to one of the preceding claims, characterized in that two Suspension means (72,74,80) on each of the radial links (22) are attached, and that the two suspension devices on one or the other attack by two adjacent cooling wall sections (24).

Lid according to claim 4, characterized in that that on the top of the cooling wall sections (2 4) journal bearings (72) are attached, in which a transverse pin (76) is mounted on a bolt (74), and that on the other end of the bolt (74) a nut (80) is screwed, which engages on the top of the relevant support arm (66), so that by pivoting the Hanger misalignments and expansion effects are absorbable.

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