DE3607906A1 - Ofengefaess eines metallurgischen ofens, insbesondere eines lichtbogenofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ofengefäß eines metallurgi­ schen Ofens gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspru­ ches 1.

Bei Umbauten von Lichtbogenöfen besteht oft der Wunsch, das Volumen des Ofengefäßes zu vergrößern. Aus Kosten- und Platzgründen sollte hierbei die Peripherie wie Elek­ troden- und Deckeltragwerk möglichst unverändert belassen werden.

Für eine Vergrößerung des Gefäßvolumens bieten sich prin­ zipiell zwei Möglichkeiten an, nämlich entweder den Durch­ messer des Gefäßes oder die Höhe des Gefäßes zu vergrö­ ßern.

Bei einer Vergrößerung des Gefäßdurchmessers ist auch ein Deckel mit größerem Durchmesser vorzusehen und es müssen die Elektrodentragarme verlängert werden. Die letztgenann­ te Maßnahme hat zur Folge, daß das gesamte Elektroden­ tragwerk stabiler ausgebildet und wegen des größeren Ge­ wichtes der Regelmechanismus für die Hubbewegung der Elektrodentragarme neu bemessen werden muß.

Bei einer Vergrößerung der Gefäßhöhe sind zwar weniger aufwendige Änderungen in der Peripherie des Lichtbogen­ ofens notwendig, da lediglich die Höhe des Elektroden- und des Deckeltragwerkes verändert werden muß, es sind damit aber wesentliche Nachteile im Verfahrensablauf ver­ bunden. Die Dauer der Frischzeit beim Entkohlen der im Lichtbogenofen erschmolzenen Eisenschmelze ist von dem Verhältnis Volumen zu Oberfläche des Schmelzbades abhän­ gig. Wird bei in der Größe nicht veränderter Oberfläche das Volumen erhöht, so verlängert sich auch die Frisch­ zeit und damit die notwendige Zeit zwischen zwei Absti­ chen des Lichtbogenofens.

Durch die DE-C2-29 21 702 ist ein Elektro-Metallschmelz­ ofen mit einem Ofengefäß bekannt geworden, bei dem im Bo­ den des Ofengefäßes mindestens eine Abstichöffnung ange­ ordnet ist. Das Ofengefäß kann auch eine im Grundriß von der Kreisform abweichende Form haben, es kann beispiels­ weise im Grundriß oval ausgebildet sein.

Durch die EP-A1-01 28 965 ist ein metallurgischer Schmelz­ ofen bekannt geworden, der einen erkerartigen Vorsprung besitzt, in dessen Boden eine Abstichöffnung vorgesehen ist. Um Einflüssen der Abstichströmung auf die auf der Metallschmelze schwimmende Schlacke während des Abstich­ vorganges entgegenzuwirken und damit ein weitgehend schlackenfreies Abstechen zu ermöglichen, ist der Erker­ teil mit seiner inneren Begrenzungswand im Grundriß ange­ nähert trapezförmig oder rechteckförmig ausgebildet, und es werden die Seitenwände des Erkerteiles in einer bestimmten Weise zu dem Ofeninnenraum angeordnet, der ei­ nen kreisförmigen oder ovalförmigen Grundriß haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Licht­ bogenofen mit einem Ofengefäß der im Oberbegriff des An­ spruches 1 genannten Art die Badoberfläche zu vergrößern, ohne die Elektrodentragarme verlängern zu müssen. Dieses Ziel soll bei vorhandenen Öfen durch einfache Umbauten ohne Änderung der Deckelkonstruktion und der Konstruktion für das Elektroden- und Deckeltragwerk erreichbar sein. Es soll wie bei einem Ofengefäß mit Erkerabstich ein ein­ facher Zugang zum Abstichloch für Wartungsarbeiten mög­ lich sein.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 ge­ kennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird durch zwei Ausführungsbeispiele anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 in einem Längsschnitt und in einer Draufsicht, teilweise geschnitten, eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ofengefäßes,

Fig. 3 und 4 entsprechende Ansichten einer zwei­ ten Ausführungsform.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ofengefäß 1 eines Lichtbogenofens enthält ein eine Metallschmelze 2 aufneh­ mendes Untergefäß 3 mit einer feuerfesten Auskleidung 4 und einem im Boden exzentrisch angeordneten Abstichloch 5, das unten durch ein Verschlußorgan 6 verschlossen ist. Dieses Verschlußorgan kann aus der in Fig. 1 dargestellten Schließposition in eine die Abstichöffnung 5 freigebende Freigabeposition geschwenkt werden.

Auf den oberen Rand 7 des Untergefäßes 3 ist ein aus flüssigkeitsgekühlten Wandelementen 8 gebildetes Oberge­ fäß 9 mit seinem unteren Rand 10 aufgesetzt. Das Oberge­ fäß 9 weist einen ersten oberen Gefäßabschnitt 11 auf, der in der Draufsicht (vgl. Fig. 2) in Form eines Kreisrings ausgebildet ist mit einem ersten Kreismittelpunkt 12. Das Untergefäß 3 weist einen zweiten Gefäßabschnitt 13 auf, der in der Draufsicht in Form eines Kreisringsektors aus­ gebildet ist mit einem zweiten Kreismittelpunkt 14, der mit dem ersten Kreismittelpunkt 12 zusammenfällt. Im dar­ gestellten Fall beträgt der Zentriwinkel 15 des Kreisring­ sektors 180°, das heißt der Kreisringsektor ist als Halb­ kreisringsektor ausgebildet. Der Zentriwinkel 15 sollte zwischen 120° und 180° liegen.

Das Untergefäß 3 weist außerdem einen dritten Gefäßab­ schnitt 16 auf, der in der Draufsicht gemäß Fig. 2 wie der zweite Gefäßabschnitt 13 in Form eines Kreisringsek­ tors mit einem Zentriwinkel 15 von 180° ausgebildet ist und diesem gegenüber liegt. Dem dritten Gefäßabschnitt 16 ist ein dritter Kreismittelpunkt 17 zugeordnet, der gegen­ über dem zweiten Kreismittelpunkt um den Abstand 18 nach außen versetzt ist.

Schließlich weist das Untergefäß 3 noch einen vierten Ge­ fäßabschnitt 19 auf, der in der Draufsicht nach Fig. 2 den zweiten und dritten Gefäßabschnitt 13 bzw. 16 gerad­ linig verbindet, so daß der obere Rand 7 des Untergefäßes 3, wie Fig. 2 erkennen läßt, eine ovale Form besitzt. Falls der Zentriwinkel 15 weniger als 180° beträgt, ist es zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Übergangs zweck­ maßig, wenn der vierte Gefäßabschnitt 19 in der Draufsicht den zweiten und dritten Gefäßabschnitt jeweils schwach nach außen gekrümmt verbindet. Dieser Fall ist nicht dar­ gestellt.

Das Obergefäß 9 weist noch einen fünften unteren Gefäßab­ schnitt 20 auf, dessen unterer Rand 10 der ovalen Form des oberen Randes 7 des Untergefäßes 3 angepaßt ist.

Das Abstichloch 5 befindet sich in der Draufsicht (Fig. 2) auf der Längsachse 21 des ovalen Untergefäßes 3 und liegt in der Nähe der Gefäßwand. Das Ofengefäß ist in Richtung der Längsachse des ovalen Untergefäßes kippbar. Zu diesem Zweck sind eine Ofenwiege 22 und ein Hydraulikzylinder 23 vorgesehen. Auf der der Abstichseite 5 gegenüber lie­ genden Seite des Ofengefäßes befindet sich in der Gefäß­ wand eine durch eine Türe 24 verschließbare Arbeitsöff­ nung 25.

Der fünfte Gefäßabschnitt 20 ist in dem in den Fig. 1 und 2 rechts dargestellten Teil zylindrisch in gleicher Weise wie der erste Gefäßabschnitt 11 ausgebildet und im in den Figuren links dargestellten Bereich, das heißt im Übergangsbereich vom ersten zum dritten und vierten Ge­ fäßabschnitt stufenförmig. In der Draufsicht gemäß Fig. 2 stellt sich dieser stufenförmige fünfte Gefäßabschnitt als Kreissichelstück dar.

Schräg oberhalb der Abstichöffnung 5 befindet sich im fünften Gefäßabschnitt eine durch einen Deckel 26 ver­ schließbare Wartungsöffnung 27, die einen Zugang zum Ab­ stichloch 5 ermöglicht. Über diese Wartungsöffnung kann zum Beispiel nach dem Abstechen auch das Auffüllen der Abstichöffnung 5 mittels rieselfähigem, feuerfestem Ma­ terial erfolgen. Um die Bedienungsperson, die über eine Arbeitsbühne 28 zur Wartungsöffnung 27 gelangen kann, vor den heißen, aus der Wartungsöffnung 27 austretenden, Ga­ sen zu schützen, ist längs eines Randes ein Rohr 29 mit schräg zur Ebene der Wartungsöffnung 27 nach innen gerich­ teten Austrittsöffnungen vorgesehen. Durch dieses Rohr werden schräg in das Innere gerichtete Gasstrahlen er­ zeugt, die wie ein Vorhang verhindern, daß die heißen Ofengase austreten können.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß der fünf­ te Gefäßabschnitt 20 im Übergangsbereich vom ersten zum dritten und vierten Gefäßabschnitt nicht stufenförmig, sondern schräg ausgebildet ist. Bei einer solchen Aus­ bildung kann bei Wahrung eines ausreichenden Sicherheits­ abstandes der flüssigkeitsgekühlten Elemente des Oberge­ fäßes von dem Bereich des Metallschmelzbades, der ober­ halb der Abstichöffnung liegt, und in dem Eruptionen auf­ treten können, der Abstand zwischen der Wartungsöffnung 27 und dem Abstichloch 5 verringert und damit die Zugäng­ lichkeit zum Abstichloch verbessert werden. Bei dieser Ausführungsform kommt dem Rohr 29 zur Erzeugung eines Gas­ schleiers eine erhöhte Bedeutung zu. Im übrigen ist bei dieser Ausführungsform (vergl. Fig. 3) der Boden des Ge­ fäßes zum Abstichloch 5 hin fallend ausgebildet, so daß sich ein Kippen beim Abstechen erübrigt.

Wie in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, verlaufen die Elektrodentragarme 30 quer zur Längsachse 21 des ovalen Untergefäßes. Außerdem ist aus diesen Figuren ersichtlich, daß der obere Rand des Obergefäßes kreisringförmig ausge­ bildet ist. Dies bedeutet, daß sich der erfindungsgemäße Ofen hinsichtlich des Deckels und der Elektrodentragarme sowie des nicht dargestellten Deckeltragwerkes nicht von einem runden Ofen unterscheidet, und daß bei einem Umbau eines runden Ofens Deckel, Deckeltragwerk und Elektroden­ tragwerk unverändert bleiben. Trotzdem kann bei dem er­ findungsgemäßen Ofen durch Überführung des Untergefäßes aus der runden in eine ovale Form das Volumen und gleich­ zeitig die Badoberfläche um etwa ein Drittel vergrößert werden, wenn, wie im dargestellten Fall, der Abstand 18 zwischen den Mittelpunkten 14 und 17 etwa dem Abstand der Elektrodenachsen gemacht wird. Da nicht nur das Volumen, sondern auch die Badoberfläche erhöht wird, wird die not­ wendige Frischzeit nicht vergrößert, das heißt es sind mit der Volumenvergrößerung keine verfahrensmäßigen Nach­ teile verbunden.

Bei einem Umbau eines runden Ofengefäßes genügt es, so­ wohl das Obergefäß als auch das Untergefäß in der Mitte aufzutrennen, beim Untergefäß zwischen den dritten und vierten Gefäßabschnitt 13 bzw. 16 den Gefäßabschnitt 19 einzusetzen und bei Obergefäß im Übergangsbereich vom ersten Gefäßabschnitt 11 zum dritten und vierten Gefäß­ abschnitt 16 bzw. 19 einen stufenförmig oder schräg aus­ gebildeten Gefäßabschnitt 20 vorzusehen. Obwohl das erfin­ dungsgemäße Ofengefäß keinen erkerartigen Vorsprung auf­ weist, ist über die Wand des Obergefäßes ein Zugang zum Abstichloch gegeben, wobei im Vergleich zu einem erker­ artigen Vorsprung der Abstand zu wassergekühlten Elemen­ ten im gefährdeten Bereich oberhalb der Abstichöffnung vergrößert ist.

Claims (11)

1. Ofengefäß eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Lichtbogenofens mit den folgenden Merkmalen

• a) das Ofengefäß (1) enthält ein eine Metallschmelze (2) auf­ nehmendes Untergefäß (3) mit einer feuerfesten Auskleidung (4) und einem im Boden exzentrisch angeordneten Abstichloch (5),
• b) das Ofengefäß (1) enthält ein aus flüssigkeitsgekühlten Wandelementen (8) gebildetes Obergefäß (9), dessen unterer Rand (10) auf den oberen Rand (7) des Untergefäßes (3) aufgesetzt ist,
• c) das Obergefäß (9) weist einen ersten oberen Gefäßabschnitt (11) auf, der in der Draufsicht in Form eines Kreisrings ausgebildet ist, mit einem ersten Kreismittelpunkt (12),
• d) das Untergefäß (3) weist einen zweiten Gefäßabschnitt (13) auf, der in der Draufsicht in Form eines Kreisringsektors ausgebildet ist, mit einem zweiten Kreismittelpunkt (14), der mit dem ersten Kreismittelpunkt (12) zusammenfällt,

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale

• e) das Untergefäß (3) weist einen dritten Gefäßabschnitt (16) auf, der in der Draufsicht wie der zweite Gefäßabschnitt (13) in Form eines Kreisringsektors ausgebildet ist und diesem gegenüber liegt, mit einem dritten Kreis­ mittelpunkt (17), der gegenüber dem zweiten Kreismittel­ punkt (14) nach außen versetzt ist,
• f) das Untergefäß (3) weist einen vierten Gefäßabschnitt (19) auf, der in der Draufsicht den zweiten und dritten Gefäßabschnitt (13 bzw. 16) geradlinig oder schwach nach außen gekrümmt verbindet, so daß der obere Rand (7) des Untergefäßes (3) eine ovale Form besitzt,
• g) das Obergefäß (9) weist einen fünften unteren Gefäßab­ schnitt (20) auf, dessen unterer Rand (10) der ovalen Form des oberen Randes (7) des Untergefäßes (3) ange­ paßt ist.

2. Ofengefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte Gefäßabschnitt (13 bzw. 16) in der Draufsicht als Halbkreisringsektoren ausgebildet sind.

3. Ofengefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Abstichloch (5) in der Draufsicht auf der Längsachse (21) des ovalen Untergefäßes (3) in der Nähe der Gefäßwand liegt.

4. Ofengefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in Richtung der Längsachse (21) des ovalen Untergefäßes (3) kippbar ist.

5. Ofengefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte Gefäßabschnitt (20) im Über­ gangsbereich vom ersten (11) zum dritten (16) und vierten (19) Gefäßabschnitt stufenförmig ausgebildet ist.

6. Ofengefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte Gefäßabschnitt (20) im Über­ gangsbereich vom ersten (11) zum dritten (16) und vierten (19) Gefäßabschnitt schräg ausgebildet ist.

7. Ofengefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im fünften Gefäßabschnitt (20) im Bereich oberhalb der Abstichöffnung (5) eine verschließbare Wartungsöffnung (27) vorgesehen ist.

8. Ofengefäß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens längs eines Randes der Wartungsöffnung (27) ein Rohr (29) mit schräg zur Ebene der Wartungsöffnung (27) nach innen gerichteten Austrittsöffnungen vorgesehen ist zur Erzeugung eines Gasschleiers.

9. Lichtbogenofen mit drei in der Draufsicht dreieck­ förmig angeordneten Elektroden und einem Ofengefäß (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (18) zwischen dem zweiten und dem dritten Mittelpunkt (14 bzw. 17) etwa dem Abstand der Mittelachsen der Elektroden entspricht.

10. Lichtbogenofen mit einem Ofengefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elek­ trodentragarme (30) quer zur Längsachse des ovalen Unter­ gefäßes (3) angeordnet sind.