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Einrichtung zum Abgießen eines Herdofens
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abgießen eines
kippbaren Herdofens, insbesondere eines Elektro-Lichtbogenofens, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine derartige Einrichtung ist vorbekannt aus der DE-OS 25 23 928.
Bei dieser bekannten Einrichtung ist an der seitlichen Abstichöffnung eines Elektro-Lichtbogenofens
ein diese in horizontaler Richtung verlängernder mit Feuerfest-Material ausgekleideter
Stutzen angeordnet, dessen Außenseite mit einem Schieber verschluß versehen ist.
Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung liegt bei der Anwendung auf einen Herdofen
darin, daß das Ofengefäß, damit der ausfließende Strahl des flüssigen Metalls den
nachgeschalteten Behälter nichtverfehlt , um einen größeren Winkel gekippt werden
muß. Der stark ausgekleidete Bodenbereich des Herdofens muß deshalb in entsprechender
Weise hochgezogen werden. Außerdem kühlt sich das aus fließende Metall durch den
langen Strahl in größerem Umfang ab und nimmt dabei Vermehrt Gase, insbesondere
Stickstoff, auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der bei einem geringen Kippwinkel des Herdofen-Gefäßes
ein kürzerer Abstich-Strahl erzielt wird.
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Die Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1.
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Aus der DE-PS 148 706 ist zwar bereits ein Gefäß eines Elektro-Lichtbogenofens
bekannt, das ein mit einer nach unten weisenden Ausgußöffnung versehenes und abnehmbar
an einer Seitenwand-Öffnung des Gefäßes angeordnetes Gehäuse aufweist. Bei dieser
vorbekannten Einrichtung ist jedoch die Öffnung in der Seitenwand des Gefäßes offen.
Sie ist deshalb vom Erfindungsgegenstand gattungsverschieden. Da das Gehäuse, an
dessen äußerem Ende eine mit einem Stopfen-Verschluß versehene Ausgußöffnung angeordnet
ist, hochgezogen angeordnet ist, damit die Schmelze in der Arbeitsstellung des Ofens
die Ausgußöffnung nicht erreicht, muß dieses Gefäß zum Abstich der Schmelze ebenfalls
um einen größeren Winkel gekippt werden.
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Die Erfindung bringt den Vorteil, daß um einen geringen Kippwinkel
und einem kurzen Abstich-Strahl gleichzeitig zu erzielen, keine besondere und konstruktiv
aufwendige Erweiterung des Herdofens erforderlich ist. Das abnehmbare Gehäuse kann
sehr geringe Abmessungen aufweisen und auch an bereits bestehende Elektroöfen unter
lediglich geringen Anpassungen angebaut werden. Da der Schwerpunkt des Herdofen-Gefäßes
durch die Anordnung des Gehäuses praktisch nicht verlagert wird, sind keine zusätzlichen
Kippkräfte erforderlich und eine ggf. bereits vorhandene Kippeinrichtung kann beibehalten
werden.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
wiedergegeben.
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Durch die Merkmale der Ansprüche 11 bis 13 wird eine längere Lebensdauer
der feuerfesten Auskleidung des Gehäuses erzielt.
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Wegen seiner geringen Abmessungen (Ansprüche 14 und 15) ist das Gehäuse
billig und daher leicht ersetzbar'bzw. austauschbar. Im Falle, daß Teile, die an
dem Gehäuse angeordnet sind, ersetzt werden müssen, wird zweckmäßig das ganze Gefäß
gegen ein bereitgehaltenes Austauschgefäß ausgetauscht.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
wiedergegeben.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines an einen Herdofen-Gefäß
angeordneten Gehäuses nach der Erfindung in senkrechtem Schnitt durch die Mittelebene,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine andere Ausführungsform
der Erfindung in senkrechtem Mittelschnitt und Fig. 4 eine weitere Ausführungsform
des Gehäuses nach der Erfindung ebenfalls in senkrechtem Mittelschnitt.
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Bei der Ausführungsforn nach Fig. 1 ist ein Gefäß 1 eines Elektro-Lichtbogenofens
unmittelbar anschließend an die feuerfeste Ausmauerung 2 des Gefäßbodens in der
Seitenwand 3 mit einer Offnung 4 versehen. Die Öffnung 4 ist umrahmt von einem Flansch
5, der an der Außenwand des Gefäßes 1 angeschweißt ist. Das mit einem Gegenflansch
6 versehene Gehäuse 7 ist
über eine Bolzen/Keilverbindung 8, deren
Einzelelemente gleichmäßig auf den Flanschumfang verteilt sind, an dem Gefäß 1 befestigt.
Das Gehäuse 7 ist kastenförmig ausgebildet und bis auf seine Oberseite mit feuerfestem
Material 9 ausgekleidet, das sich in dem unteren Bereich zu einer Ausgußöffnung
10 hin verjüngt. Die Ausgußöffnung 10 ist umrahmt von einem ringförmigen Einsatz
11 aus keramischem Material, der sich an der Unterseite des Gehäuses 7 über einen
Bund 12 auf der aus Stahl bestehenden, mit einer entsprechenden Bohrung versehenen
Außenwand des Gehäuses 7 abstützt.
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An der dem Gefäß 1 zugewandten Seite weist das Gehäuse zwischen den
Flanschen 5 und 6 eine kreisförmige Ausnehmung 13 auf, durch die ofenseitig ein
ringförmiger Vorsprung 14 des Feuerfest-Materials 9 hervortritt und an einer entsprechenden
Ausnehmung der Feuerfest-Ausmauerung 2 des Gefäßes 1 anliegt. Der Vorsprung 14 und
das sich anschließende feuerfeste Material 9 sind mit einer Abstichöffnung 16 versehen,
die horizontal und zentral im Vorsprung 14 verläuft. Die Abstichöffnung 16 ist so
mit einem ringförmigen Einsatz 17 aus keramischem Material ausgekleidet, daß die
Abstichöffnung 16 und die Öffnung 4 des Gefäßes 1 mit ihren Unterseiten fluchten.
Der Querschnitt der Abstichöffnung 16 ist geringer als der Querschnitt der öffnung
4, die zu einem nachgerüsteten Gefäß gehört und im Querschnitt nicht reduziert zu
werden braucht.
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Die parallel zu einer Ebene der Seitenwand 3 verlaufende ofenseitige
Innenwand 18 des Gehäuses 7 ist im oberen Bereich mit einer Kulissenführung 19 versehen,
deren Kulissenschieber 20 an der Oberseite über ein Gelenk 21 mit einem Hydraulikzylinder
22 verbunden ist, der kardanisch an einem Vorsprung 23 der Seitenwand 1 gelagert
ist. An der anderen, der unteren Seite ist
der Kulissenschieber
ofenseitig mit einem Deckel 24 versehen, der die Abstichöffnung 16 im Inneren des
Gehäuses 7 verschließt. Die Kulissenführung 19 ist dabei so unter einem Winkel angeordnet,
daß sich der Deckel 24 während des Schließens auf die Abstichöffnung 16 zu und in
entsprechender Weise beim Öffnen von ihr wegbewegt. Deckel 24, Kulissenführung 19
und - wenn erforderlich - auch der Kulissenschieber 20 sind jeweils wassergekühlt.
Die Abstichöffnung 16 ist außerdem bei Schließstellung des Deckels 24 mit einem
Stopfen aus geeignetem bekannten Material zusätzlich verschlossen.
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Nachdem der Deckel 24 durch Einfahren des Hydraulikzylinders 22 hochgezogen
ist und die Abstichöffnung 16 freigegeben hat, bahnt sich das flüssige Metall seinen
Weg durch die Abstichöffnung 16 hindurch in das Innere des Gehäuses 7 und fließt
über die offene Ausgußöffnung 10 in ein nachgeschaltetes nicht dargestelltes Befäß,
z.B. eine Pfanne. Der Querschnitt der Abstichöffnung 16 ist etwas größer als der
Querschnitt der Ausgußöffnung 10. Zwischen beiden Querschnitten besteht dabei ein
Verhältnis von etwa 1,2..Dadurch wird bewirkt, daß im Gehäuse 7 während des Abstechens
ein Metallbad erhalten bleibt, dessen Oberfläche im Bereich der Abstichöffnung 16
liegt.und das Auskolken der gegenüberliegenden Oberfläche des Feuerfest-Materials
9 erheblich vermindert wird. Um den sogenannten Badewanneneffekt zu vermeiden, wird
das Gefäß 1 während des Abstechens gekippt,.-und zwar so weit, daß noch ein geringer
Metallbad-Sumpf im Gefäß verbleibt,.und auch die Schlacke dadurch zurückgehalten
wird. Diese wird später gesondert abgestochen. Wenn der Ofen vollständig entleert
ist, wird die Abstichöffnung 16 mittels einer nicht dargestellten Sauerstofflanze
in bekannter Weise gereinigt. Dazu wird die Sauerstofflanze durch eine im oberen
Bereich der dem Gefäß abgewandten Seitenwand des Gehäuses 7 angeordnete öffnung
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hindurchgesteckt, welche mittels einer wassergekühlten Klappe
26 verschließbar ist. Die Klappe 26 kann auch zum Beobachten des Abstechens geöffnet
werden. Die Oberseite des Gehäuses 7 ist mit einer abnehmbaren Abdeckung 27 versehen,
die wassergekühlt ist, eine geeignete Öffnung zur Hindurch führung der Kulissenführung
19 aufweist und für Reinigungsarbeiten zusätzlich oder für Ausbesserungsarbeiten
abgenommen werden kann. Das Gehäuse 7 weist in seinem oberen Bereich ferner drei
Auglaschen 28 auf, die der Einhängung in ein Krangeschirr dienen. Das Gehäuse 7
kann an einer senkrechten Außenkante zwischen den Flanschen 5 und 6 mit Scharnieren
versehen sein, um es seitlich abklappen zu können. In dem Fall erübrigt sich in
diesem Flansch-Bereich die Anordnung von Bolzen-Keilverbindungen. Unterhalb der
Klappe 26 ist ein Aufgabetrichter 29 in an der Außenwand des Gehäuses 7 paarweise
angeordneten oben offenen Lageraugen 30 über entsprechende an ihm angeordnete Bolzen
31 eingehängt. Der Aufgabetrichter 29 dient der Zuführung von Legierungszusätzen
in die Pfanne und ist an seinem Ausflußstutzen 32 verschließbar.
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Das Gehäuse 7 ist kastenförmig und hat wie aus Fig. 2 ersichtlich,
einen rechteckigen lichten horizontalen Querschnitt, der sich parallel zur Kippachse
des Gefäßes 1 erstreckt. Der lichte waagerechte Querschnitt im Bereich der Abstichöffnung
16 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel etwa das 15-fache des Querschnitts der
Abstichöffnung 16. Dieses Querschnittsverhältnis kann, um das Gehäuse 7 in seinen
Abmessungen gering zu halten, noch kleiner ausfallen. Die Querschnittsverhältnisse
richten sich nach der erwünschten Ausflußgeschwindigkeit, sowie auch nach der Temperatureinstellung
der Metallschmelze.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß an-die Stelle eines mit einem Schieber
versehenen
Deckels ein Stopfen 33 die entsprechend gestaltete Abstichöffnung 16' verschließt,
der an einer von der Außenseite des Gehäuses 7 durch eine Öffnung 34 hindurchgeführten
Stopfenstange 35 befestigt ist. In geöffneter Stellung ist der Stopfen 33, der gegenüber
der Stopfenstange 35 einen größeren Durchmesser aufweist, in ein Sackloch 36 des
Feuerfest-Materials 9 so eingeführt, daß die Öffnung 34 durch den Stopfen 33, der
durch die Schmelze fest angepreßt wird, abgedichtet wird. Im Bereich der Flansche
5 und 6 weist auch dieses Ausführungsbeispiel einen wassergekühlten Kragen 37 am
Gefäß 1 auf, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
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Bei der weiteren Ausführungsform nach Fig. 4 weist ein Gehäuse 38,
das sich nach unten hin verjüngt, ebenfalls eine Flanschverbindung 39 , mit der
es an einem Gefäß 1' abnehmbar befestigt ist, und einen etwa trichterförmigen, sich
nach unten verjüngenden, oben und unten offenen Einsatz 40 auf. Der Einsatz 40 ist
eingebettet in geeignetes feuerfestes Material 41, das zwischen ihm und der seiner
Form etwa angepaßten Wandung des Gehäuses 38 angeordnet ist. In den trichterförmigen
Einsatz 40 mündet, schräg von oben kommend, eine Abstichöffnung 42, die ebenfalls
wieder mit einem ringförmigen Einsatz 43 aus keramischem Material versehen ist,
welcher in in das Feuerfest-Material 9', das sich an die feuerfeste Ausmauerung
2' des Ofengefäßes 1' anschließt, eingebettet ist. Zwischen dem feuerfesten Material
9' und der Ausmauerung 2' ist noch eine Scheibe 44 aus klebendem und versinterndem
Feuerfest-Mörtel entsprechend der Schicht 41 angeordnet. Die untere äußere Kante
der Öffnung 4' des Gefäßes 1' ist rinneförmig ausgenommen und dabei der Kontur des
ofenseitigen Endes des Einsatzes 43 angepaßt. Die ausfließende Schmelze wird an
der so gebildeten Ecke 45 nach unten abgelenkt.
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Die Abstichöffnung 42 wird vom Inneren des trichterförmigen Einsatzes
40 aus durch einen Deckel 46 ver-
schlossen, dessen Dichtflächen
kugelförmige Gestalt haben. Der Deckel 46 ist am freien Ende eines Winkelhebels
47 angeordnet, der um eine im Bereich über dem Deckel 46 liegende horizontale Achse
48 schwenkbar ist. Die Lagerungspunkte des Winkelhebels 47 liegen zu beiden Seiten
des Gehäuses 38. Die Öffnung 4' ist wieder durch einen wassergekühlten Kragen 37'
eingerahmt, der in die Ausmauerung 2' eingebettet ist und an den sich die Flanschverbindung
39 anschließt.
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Zur Befestigung des äußeren Flansches der Flanschverbindung 39 sind
U-förmige Bolzen 49 in der Weise an den Innenflansch angeschweißt, daß durch den
gebildete Bogen ein den Außenflansch anpressender Keil 50 durchsteckbar ist. Das
Abstechen des Ofens wird bei dieser Ausführungsform in entsprechender Weise wie
bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen durchgeführt, wobei durch die nach
unten weisende Abstichöffnung 42 der aus fließende Strahl dementsprechend bei seinem
Austritt nach unten sich in das sich im Einsatz 40 bildende Metallbad ergießt.
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Der Ausfluß kann durch die offene Oberseite des Einsatzes 40 beobachtet
werden. Zum Schutz gegen etwaige Spritzer kann dieser auch mit einer Scheibe aus
geeignetem durchsichtigem Material abgedeckt werden.
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Das Verhältnis des lichten Querschnitts des Einsatzes 40 im Bereich
der Abstichöffnung 42 liegt hier bei etwa 6, was zur Folge hat, daß der Spiegel
des im Einsatz 40 gebildeten Metallbades nicht bis zur Abstichöffnung 42 reicht,
was wegen des nach unten abgelenkten, aus der Abstichöffnung 42 austretenden Strahls
nicht erforderlich ist.