DE3147338C2

DE3147338C2 - Wassergekühlter Deckel für metallurgische Gefäße

Info

Publication number: DE3147338C2
Application number: DE3147338A
Authority: DE
Inventors: Herbert 4630 Bochum Kuhlmann
Original assignee: Sidepal Sa Industrielle De Participations Luxembourgeoise Luxembourg Lu Ste; Sidepal SA Industrielle De Participations Luxembourgeoise Luxembourg Ste
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1981-11-28
Filing date: 1981-11-28
Publication date: 1985-02-07
Also published as: CA1208007A; FR2517421A1; AR228207A1; DE3147338A1; SE8206762D0; AU9018082A; SE8206762L; GB2110801B; GB2110801A; BR8206845A; US4425656A; FR2517421B1; SU1093261A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen wassergekühlten Deckel für metallurgische Gefäße, insbesondere Lichtbogen öfen, Gießpfannen u.dgl. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören eine Tragkonstruktion aus äußerem, kreisförmigem Tragkranz, innerem Tragkranz, verbindenden radialen Tragarmen sowie eine Mehrzahl von Kühlelementen. Die Tragkränze sowie die Tragarme sind als Rohre ausgeführt und von Kühlwasser durchflossen. Die Kühlelemente sind mechanisch mit der Tragkonstruktion verbunden und kühltechnisch an die Tragkonstruktion angeschlossen. Außerdem sind im Bereich des Deckelzentrums, gegeneinander um etwa 120 ° versetzt, drei Elektrodeneinführungsausnehmungen angeordnet. Der innere Tragkranz umgibt die drei Elektrodeneinführungsausnehmungen über einen Teilumfang mit Teilkreissegmenten, die durch zum Deckelmittelpunkt hin erhaben gekrümmte Bogenstücke vereinigt sind. Im Zentrum zu den Bogenstücken kann sich eine weitere Ausnehmung befinden, in die ein kreisförmiger Kragen aus Kühlrohren eingesetzt ist.

Description

— wobei die Tragkränze sowie die Tragarme als Rohre ausgeführt und von Kühlwasser durchflossen sind,

— wobei ferner die Kühlelemente mechanisch mit der Tragkonstruktion verbunden und kühltechnisch an die Tragkonstruktion angeschlossen sind und

— wobei außerdem im Bereich des Deckelzentrums gegeneinander um etwa 120° versetzt drei Elektrodendurchführungen angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß der innere Tragkranz (2,3) von Teilkreiselementen (2) gebildet ist, die jeweils eine Elektrodendurchführung (6) über einen Teilumfang umgeben und die durch zum Dekkelmittelpunkt erhaben gekrümmte Bogenstücke (3) vereinigt sind.

2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkreiselemente (2) sowie die Bogenstücke (3) außenseitig von zumindest einem weiteren Kühlrohr (7) umschlungen sind.

3. Deckel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum zwischen den Bogenstücken (3) eine weitere Ausnehmung (9) angeordnet ist, in die ein kreisförmiger Kragen (10, 11) aus Kühlrohren (10) eingesetzt ist.

4. Deckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, (ί.,β der kreisförmige Kragen vertikale, durch Kappen (11) zu einer mäanderförmigen Kühlwasserführung verbundene Kühlrohre (10) aufweist.

5. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Elektrodendurchführung (6) zusätzlich feuerfeste Auskleidungen eingesetzt sind.

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen wassergekühlten Deckel für metallurgische Gefäße, insbesondere Lichtbogenofen, Gießpfannen u. dgl. — mit

Tragkonstruktion aus äußerem, kreisförmigen Tragkranz, innerem Tragkranz und verbindenden Tragarmen sowie mit
Kühlelementen,

wobei die Tragkränze sowie die Tragarme als Rohre ausgeführt und von Kühlwasser durchflossen sind, wobei ferner die Kühlelemente mechanisch mit der Tragkonstruktion verbunden und kühltechnisch an die Tragkonstruktion angeschlossen sind und wobei außerdem im Bereich des Deckelzentrums, gegeneinander um etwa 120° versetzt, drei Elektrodendurchführungen angeordnet sind.

An sich ist bei wassergekühlten Deckeln bekannt, Elektrodendurchführungen vorzusehen, die ihrerseits wassergekühlt sind. Hier sind jedoch nicht Elemente der Tragkonstruktion für die Kühlung der Elektrodendurchführungen zusätzlich weiter ausgebildet. — Im allgemeinen handelt es sich bei den metallurgischen GeVaßen um metallurgische Behandlungsgefäße, wobei die Deckel zusätzlich Öffnungen für die metallurgische Behandlung, beispielsweise für die Einführung von Behandlungsmitteln mittels Lanze aufweisen. Auch kann der Deckel zusätzlich mit einer Öffnung zum Abzug von Rauchgasen versehen sein. Die Kühlelemente sind auf die Tragkonstruktion aufgelegt oder untergehängt. Sie bestehen im allgemeinen aus dicht an dicht oder mit geringem Abstand voneinander angeordneten Kühlrohren, die mit Hilfe von Kappen zu einer mäanderförmigen Kühlwasserführung vereinigt sind. Die Kühlrohre können in radialer Richtung oder, vorzugsweise, in Umfangsrichtung verlaufen. Die Kühlelemente selbst sind zumeist sektorenförmig gestaltet.

Bei den bekannten gattungsgemäßen Deckeln (DE-OS 29 17 755) ist auch der innere Tragkranz kreisförmig geführt. Äußerer und innerer Tragkranz, sind über wassergekühlte Tragarme miteinander verbunden. Die Kühlrohre der Kühlelemente sind mechanisch sowohl mit dem äußeren als auch mit dem inneren Tragkranz sowie mit den Tragarmen verbunden, so daß im Ergebnis ein fester Verbund dieser Elemente entsteht. Auf dem inneren Tragkranz und innerhalb dieses Tragkranzes ist ein sogenanntes Herzstück angeordnet, welches aus feuerfesten Werkstoffen besteht und die Elektrodendurchführungen aufweist. Während des Betriebes sind derartig aufgebaute Deckel bekanntlich großen thermischen Belastungen ausgesetzt, was zu erheblichen mechanischen Beanspruchungen infolge von unterschiedlichen Wärmedehnungen führt. Diese mechanischen Beanspruchungen treten nicht nur im Bereich des Herzstückes, sondern auch zwischen äußerem und innerem Tragkranz auf, zumal diese, gleichsam wie ein Speichenrad, ein starres System bilden. Die dabei auf das Herzstück einwirkenden Zwänge hat man durch besondere Spielbemessungen und Spielabstimmungen zu vermeiden versucht. Problematisch ist darüber hinaus die Wärmebelastung des Herzstückes, weil bei der insoweit bekannten Konstruktion eine Kühlung kaum zu verwirklichen ist.

Bei einem anderen bekannten wassergekühlten Dekkel (DE-AS 28 17 869), der ebenfalls aus einem einerseits kreisringförmigen äußeren Tragkranz und andererseits einem kreisförmigen inneren Tragkranz mit verbindenden radialen Tragarmen aufgebaut ist, hat man eine Kühlung des Herzstückes dadurch verwirklicht, daß man an den Tragkranz aus Kühlrohren bestehende Segmente angehängt ist, die benachbarte Elektroden halbkreisförmig umfassen. Hierdurch soll erreicht werden, daß der Deckel gegen radiale Stoßbelastungen geschützt ist. — Ferner ist ein Deckel für metallurgische Gefäße bekannt (US-PS 26 48 714), der lediglich aus einem äußeren Tragkranz mit einer Abdekkung aus keramischen Platten besteht. Die eingangs aufgezeigten Probleme werden durch diese Maßnahmen nicht gelöst.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Deckel für mctallurgi-

b5 sehe Gefäße so weiter auszubilden, daß störend hohe Temperaturen im Bereich der Elektrodendurchführungen nicht mehr auftreten und daß Zwänge aus unterschiedlichen Wärmedehnungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der innere Tragkranz von Teilkreiselementen gebildet ist, die jeweils eine Elektrodendurchführung über einen Teilumfang umgeben und die durch zum Deckeimittelpunkt erhaben gekrümmte Bogenstücke vereinigt sind. — Der innere Tragkranz ist erfindungsgemäß nicht mehr kreisförmig ausgebildet, sondern aufgelöst in eine Mehrzahl A)n Teilkreiselementen und Bogenstücken mit vergleichsweise geringem Krümmungsradius, deren Anordnung insgesamt zu einer Kleeblattform führt Ein solcher kleeblattförmiger innerer Tragkranz verhält sich bei hohen thermischen Beanspruchungen wesentlich anders als ein kreisförmiger Tragkranz, weil die einzelnen Teilkreiseleniente und auch die verbindenden Bogenstücke mechanischen Zwängen, die durch thermisehe Belastung entstehen, ausweichen können.

Wenn das metallurgische Gefäß für sehr hohe Elektrodenleistung ausgelegt ist, so können in weiterer Ausbildung der beschriebenen Maßnahmen dL Teilkreiselememe sowie die Bogenstücke außenseitig von zumindest einem weiteren Kühlrohr umschlungen sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es, innenseitig am äußeren Tragkranz entsprechend zumindest ein weiteres Kühlrohr vorzusehen. Der an die Elektrodendurchführungen anschließende Bereich der Deckelmitte kann auf beliebige Weise abgedeckt oder geschlossen sein. Wenn es erforderlich ist, entstehende Rauchgase abzuziehen, so besteht dazu im Rahmen der Erfindung eine einfache Möglichkeit, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Zentrum zwischen den Bogenstücken eine weitere Ausnehmung angeordnet ist, in die ein kreisförmiger Kragen aus Kühlrohren eingesetzt ist. Der kreisförmige Kragen kann vertikale, durch Kappen zu einer mäanderförmigen Kühlwasserführung verbundene Rohre aufweisen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, in die Elektrodeneinführungsausnehmungen zusätzlich feuerfeste Auskleidungen einzusetzen.

Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß störend hohe Temperaturen im Bereich der Deckelmitte vermieden werden können. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß bei Verwirklichung der Lehre der Erfindung die für die wirksame Kühlung der Tragkränze und Tragarme erforderliche Kühlwasserführung sowie der Anschluß der Kühlelemente an die Tragkränze bzw. Tragarme nicht beeinträchtigt wird. Ohne Schwierigkeiten kann bei dem erfindungsgemäßen Deckel eine überall ausreichende Kühlung verwirklicht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen wassergekühlten Deckel für einen Lichtbogenofen,

F i g. 2 einen Schnitt in Richtung A-B durch den Gegenstand nach F i g. 1, und

F i g. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte wassergekühlte Dekkel ist für metallurgische Gefäße, im Ausführungsbeispiel für Lichtbogenofen bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören zunächst

eine Tragkonstruktion aus äußerem Tragkranz 1, innerem Tragkranz 2, 3 und verbindenden radialen bs Tragarmen 4 sowie
eine Mehrzahl von Kühlelementen 5.

Die Tragkränze 1, 2,3 sowie die Tragarme 4 sind als Rohre ausgeführt und von Kühlwasser durchflossen. Die Kühlelemente 5 sind mechanisch mit der Tragkonstruktion verbunden und kühltechnisch an die Tragkonstruktion angeschlossen. Im Bereich des Deckelzentrums befinden sich, gegeneinander um etwa 120° versetzt, drei Elektrodendurchführungen 6. Insbesondere aus den Fig. 1 und 3 entnimmt man, diß der innere Tragkranz die drei Elektrodendurchfßhrungen 6 über einen Teilumfang mit Teilkreiselementen 2 umgibt. Die Teilkreiselemente 2 sind durch zum Deckelmittelpunkt erhaben gekrümmte Bogenstücke 3 vereinigt. Im Ergebnis entsteht mehr oder weniger der Grundriß eines dreiblättrigen Kleeblattes. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind die Teilkreiselemente 2 und die Bogenstücke 3 außenseitig von zwei weiteren Kühlrohren 7 umschlungen. Das gilt bei dieser Ausführungsform auch für den äußeren Tragkranz 1, wo die weiteren Kühlrohre 8 allerdings innenseitig angeordnet sind.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 erkennt man im Zentrum zwischen den Bogenstücken 3 eine weitere Ausnehmung 9. In diese ist ein kreisförmiger Kragen 10, 11 aus Kühlrohren 10 eingesetzt. Diese weitere Ausnehmung 9 mag dem Rauchgasabzug oder anderen Zwecken dienen. Der kreisförmige Kragen besteht aus vertikalen, durch Kappen 11 zu einer mäanderförmigen Kühlwasserführung verbundenen Kühlrohren 10. In die Elektrodendurchführungen 6 können zusätzlich feuerfeste Auskleidungen eingesetzt sein, was nicht gezeichnet wurde. — Die Kühlwasserführung erfolgt nach den kühltechnischen Gegebenheiten und kann den verschiedensten Zwecken angepaßt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wassergekühlter Deckel für metallurgische Gefäße, insbesondere Lichtbogenofen. Gießpfannen u. dgl, — mit

Tragkonstruktion aus äußerem, kreisförmigen Tragkranz, innerem Tragkranz und verbindenden radialen Tragarmen sowie mit
Kühlelementen,