DE3147338C2 - Wassergekühlter Deckel für metallurgische Gefäße - Google Patents
Wassergekühlter Deckel für metallurgische GefäßeInfo
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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,
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.
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 (1)
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,
Kühlelementen,
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