DE4006281A1 - Metallurgisches aggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein metallurgisches Aggregat mit einem kippbaren Gefäß gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 1.

Bei einem als Lichtbogenofen ausgebildeten gattungsgemäßen metallurgischen Aggregat (DE-AS 17 58 776) ist ein Ofenge­ fäß auf ein fahrbares Traggestell aufgesetzt. Diese bauli­ che Einheit kann über eine Hubeinrichtung zusammen mit Elektroden und einer Elektrodenhalterung für einen Schlac­ kenabstich oder einen Abstich der Schmelze in Fahrtrichtung des Traggestells gekippt werden. Zur Ausbildung einer zur Fahrtrichtung senkrechten Kippachse ist dabei das Ofengefäß über Drehgelenke mit ortsfesten Lagerböcken verbunden. Die zum Kippen erforderliche Kraft wird über eine Kolben-/Zy­ lindereinheit aufgebracht, die, jeweils drehbar mit einem Ende an dem Ofengefäß und mit dem anderen Ende an einem ortsfesten Lagerteil festgelegt ist.

Bei einem Lichtbogenofen mit einem verfahrbar auf Schienen gelagerten Traggestell, auf dem sich das Ofengefäß ab­ stützt, ist es ferner bekannt (DE-PS 7 29 569), das Tragge­ stell zum Kippen des Ofengefäßes für einen Abstich zusammen mit dem Gefäßdeckel aus einem Portal in einen Schienenab­ schnitt zu verfahren, der über eine Hubvorrichtung zusammen mit dem Traggestell und dem Ofengefäß in Fahrtrichtung ge­ kippt werden kann. Das Portal trägt lösbar den Gefäßdeckel und den Elektrodenhalter und kann zum Abschlacken in eine zum Abstechvorgang des Ofengefäßes entgegengesetzte Rich­ tung gekippt werden. Außerdem kann das Ofengefäß ohne Ge­ fäßdeckel auf dem Traggestell in zum kippbaren Schienenab­ schnitt entgegengesetzter Richtung aus dem Portal gefahren werden um mittels eines Schrottkorbes chargiert werden zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gat­ tungsgemäßen metallurgischen Aggregat ein Verfahren, Kip­ pen, sowie Anheben und Absenken des Gefäßes mit vereinfach­ ter Konstruktion und mit geringerem Zeit- und Energie­ aufwand zu ermöglichen. Die Kipp- und Hubbewegung des Ge­ fäßes soll zur Vergrößerung der Variationsmöglichkeiten beim Chargieren, Abstechen, Abschlacken und Warten des Ge­ fäßes an verschiedenen Stellen der Halle ausführbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Während sich bei den bekannten Vorrichtungen das Gefäß un­ mittelbar auf dem fahrbaren Traggestell abstützt, und damit dieses in den Kippvorgang einbezogen wird, ist bei dem er­ findungsgemäßen Aggregat das Gefäß in einem Rahmen befe­ stigt, der sich über eine Rahmenhubvorrichtung auf dem Traggestell abstützt. Die Rahmenhubvorrichtung ist hierbei so ausgebildet, daß sie sowohl ein Anheben und Absenken des Gefäßes als auch ein Kippen erlaubt. Dies ist zum Beispiel mittels am Umfang des Rahmens verteilt angeordneter Hubele­ mente möglich, die vorzugsweise als hydraulisch oder pneu­ matisch betätigbare Kolben-/Zylindereinheiten ausgebildet sind.

Vorzugsweise ist das Gefäß quer zur Fahrtrichtung des Trag­ gestells kippbar. Dies ermöglicht, Kippvorgänge zum Abste­ chen und Abschlacken unmittelbar aus der üblichen Betriebs­ position, z. B. der Position zum Einschmelzen einer Charge in einem Schmelzgefäß, vorzunehmen. Gegebenenfalls ist das Gefäß mittels der Rahmenhubvorrichtung vorher geringfügig abzusenken, falls der Gefäßdeckel ortsfest angebracht ist.

Durch die Verlagerung von Hub- und Kippbewegung zwischen Rahmen und fahrbarem Traggestell, können diese Bewegungen auch an einer beliebigen Stelle längs der Fahrbahn des Traggestells durchgeführt werden, wodurch sich ohne zusätz­ lichen Aufwand die Variationsmöglichkeiten beim Chargieren, Abstechen, Abschlacken und Warten des Gefäßes vergrößern. So kann beispielsweise in zwei neben der Fahrbahn angeord­ nete Pfanne abgestochen werden, falls eine nicht den ge­ samten Inhalt des Gefäßes zu fassen vermag. Es kann das Ge­ fäß auch in einem Notfall zu einer Notgrube verfahren, und hier geleert werden. Beim Warten des Gefäßes außerhalb der Betriebsposition kann dieses angehoben, abgesenkt und ge­ kippt werden, wodurch sich das Ausspritzen mit Feuer­ festmasse einfacher durchführen läßt. Die Chargiermöglich­ keiten lassen sich insbesondere in Verbindung mit einem dem Gefäßdeckel zugeordneten Schacht verbessern, wie dies an­ hand des Ausführungsbeispiels erläutert werden wird.

Das Gefäß kann als Schmelzgefäß, z. B. als Lichtbogen- oder Reduktionsofen ausgebildet sein, es kann auch ein Pfannen­ ofen, ein Warmhalteofen, ein Konverter oder dergleichen sein.

Die Erfindung wird anhand von Fig. 7 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 7 in verschiedenen Ansichten als metallurgisches Aggregat ein Einschmelzaggregat und zwar

Fig. 1 eine Seitenansicht des Einschmelzaggregates in der Grundposition des Gefäßes,

Fig. 2 eine Seitenansicht mit verschobenen Gefäß,

Fig 3 die Ansicht III-III von Fig. 2, teilweise im Schnitt,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Einschmelzaggregat,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Traggestell des Ofenge­ fäßes,

Fig. 6 das Ofengefäß in der Abstichposition,

Fig. 7 das Einschmelzaggregat mit vom Schacht entferntem Gefäßdeckel.

Das in den Fig. 1 bis 7 in verschiedenen Ansichten und Be­ triebszuständen dargestellte Einschmelzaggregat enthält einen Lichtbogenofen 1 und einen schachtförmigen Chargier­ gutvorwärmer 2. Der Lichtbogenofen enthält ein Ofengefäß 3 aus einem Ofenherd 4 und einer Gefäßwand 5. Das Ofengefäß 3 ist mit einem Deckel 6 verschlossen, durch den drei von Tragarmen 7 getragene, mittels einer Hub- und Schwenkvor­ richtung 8 anhebbare und seitlich verschwenkbare Elektroden 9 in das Ofengefäß einfahrbar sind. In den Fig. 1 und 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine Elektrode darge­ stellt.

Der Chargiergutvorwärmer 2 ist seitlich am Ofengefäß 3 an­ geordnet. Im unteren Bereich des Chargiergutvorwärmers, der bis zum oberen Rand der Gefäßwand 5 reicht, sind dessen Außenwände durch die Gefäßwand 5 gebildet. In dem Bereich darüber werden die Wände des Chargiergutvorwärmers durch einen Schacht 10 gebildet, der in einer Haltekonstruktion 27 befestigt ist. In dieser Haltekonstruktion ist bei die­ sem Ausführungsbeispiel auch der Gefäßdeckel 6 lösbar befe­ stigt. Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, ist das Ofengefäß 3 in der Draufsicht als ein auf einer Seite durch eine Gerade begrenztes Oval ausgebildet. Der gerade Wandabschnitt 11 bildet zusammen mit angrenzenden Abschnitten 12 des Ovals die Schachtwände im unteren Bereich des Chargiergutvor­ wärmers.

Die Wände des Schachtes 10 sind aus Gewichtsgründen durch wassergekühlte Wandelemente gebildet. Der Querschnitt des Innenraumes 15 des Schachtes 10 erweitert sich nach unten, um einen störungsfreien Materialfluß des Chargiergutes 16 im Schacht 10 zu gewährleisten.

Im vorliegenden Fall ist der Schacht 10 in der Draufsicht nahezu rechteckig ausgebildet und setzt nach oben den durch die Wandabschnitte 11 und 12 des Ofengefäßes 3 bestimmten Querschnitt des Chargiergutvorwärmers 2 fort. Zwischen dem Chargiergutvorwärmer 2 und dem Lichtbogenofen 1 ist eine Verbindungszone 17 gebildet, die sich über die lichte Höhe und die lichte Weite des Ofengefäßes in der gedachten ge­ meinsamen Ebene zwischen Chargiergutvorwärmer und Lichtbo­ genofen erstreckt.

Im oberen Bereich weist der Chargiergutvorwärmer 2 eine verschließbare Beschickungsöffnung 18 sowie einen Gasauslaß 19 auf. Der Gasauslaß 19 ist über ein Gasrohr 20 mit dem Kamin oder einer Vorwärmkammer verbunden, die zur Aufnahme eines mit Chargiergut gefüllten Behälters bzw. Schrottkorbs geeignet ist. Der Ofenherd 4 weist, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ein exzentrisch angeordnetes Abstichloch 21 auf.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, sind der Gefäßdeckel 6 und der Schacht 10 ortsfest mittels Kragarmen 59 auf Fun­ damentsäulen 60 und dem Portal 8 gelagert. Das Ofengefäß 3 ist in einem oberen Rahmen 61 befestigt, der sich über eine Rahmenhubvorrichtung 62 auf einem Traggestell 63 abstützt. Das Traggestell ist parallel zur Verbindungslinie zwischen Mittellinie Schacht und Mitte Ofenherd, das heißt parallel zur Achse 22 (siehe Fig. 4) verfahrbar. Zu diesem Zweck sind bei der Darstellung nach Fig. 1 im Traggestell auf der linken Seite und auf der rechten Seite Räder 57 vorgesehen, die auf Schienen 58 laufen.

Das Ofengefäß ist quer zur Achse 22 kippbar, und zwar zum Abstechen auf die eine Seite, in der sich nahe dem Rand des Ofenherdes 4 ein Abstichloch 21 befindet, und zum Abschlac­ ken auf die andere Seite, an der eine durch eine anhebbare Türe abschließbare Arbeits- bzw. Schlackenöffnung 64 mit einer Schaffplatte 65 vorgesehen ist. Um beim Abstechen des Ofengefäßes Platz für eine Pfanne 66 (siehe Fig. 6) zu schaffen, ist der obere Rahmen 61 auf dieser Seite nach oben gekröpft (vergleiche gestrichelte Linie in Fig. 1). Auf der gegenüberliegenden Seite ist wegen des Platzbedarfs der Arbeitsöffnung 64 der obere Rahmen 61 nach unten ge­ kröpft (vergleiche strichpunktiere Linie in Fig. 1).

Aus Platzgründen für die Pfanne 66 und einen unterhalb der Schaffplatte anzuordnenden, nicht dargestellten Schlacken­ wagen, ist auch das Traggestell 63 in besonderer Form aus­ gebildet. Es weist, wie Fig. 5 zeigt, in der Draufsicht zwei parallele Querträger 67 und 68 und einen diese etwa in der Mitte verbindenden Längsträger 69 auf. Die Laufräder 57 sind jeweils in den Endbereichen des Querträgers 67 und im mittleren Bereich des Querträgers 68 gelagert, wobei auch im mittleren Bereich des Querträgers 68 zwei im Abstand voneinander angeordnete Laufräder 57 vorgesehen sind. Damit können die Schienen für die Laufräder des Querträgers 68 auch in die Mitte verlegt werden, so daß sie weder die Pfanne auf der einen Seite, noch den Schlackenwagen auf der anderen Seite, behindern. Im dargestellten Fall ist die Rahmenhubvorrichtung 62 durch vier am Umfang des Rahmens 61, nämlich im Bereich der Ecken des in der Draufsicht etwa rechteckförmigen Rahmens, angeordnete Hubelemente 70, 71 gebildet. Die Hubelemente bestehen aus hydraulisch betätig­ baren Kolben-/Zylindereinheiten. Sie könnten aber auch aus anderen Elementen, wie Zahnritzel und mit diesem zusammen­ wirkender Zahnstange, oder aus einem Schraubenspindelan­ trieb bestehen. Es sind Hubelemente auf beiden Seiten der Achse 22 vorgesehen, wobei bei dem Ausführungsbeispiel die Hubelemente 71 auf der Abstichseite sowohl im Rahmen 61, als auch im Traggestell 63 um zur Achse 22 parallele Dreh­ achsen schwenkbar sind, während die Hubelemente 70 auf der Schlackenseite (linke Seite in Fig. 3) eine senkrechte Führung aufweisen, und nur im oberen Rahmen 61 über eine zur Achse 22 parallele Drehachse schwenkbar gelagert sind. Die Hubelemente 71 und die Hubelemente 70 sind jeweils syn­ chron steuerbar. Durch synchrones Absenken der Hubelemente 71 läßt sich das Ofengefäß zum Abstechen auf die eine Sei­ te, und durch synchrones Absenken der Hubelemente 70 zum Abschlacken auf die andere Seite kippen. Werden sämtliche Hubelemente synchron abgesenkt, dann läßt sich das Ofenge­ fäß 3 ohne Kippen absenken.

Die senkrechte Führung der Hubelemente 70 ist im darge­ stellten Fall dadurch verwirklicht, daß die Hydraulikzylin­ der in fest mit dem Traggestell 63 verbundenen Rohren 72 gehalten sind.

Mit dem beschriebenen Einschmelzaggregat lassen sich die folgenden Verfahrensschritte durchführen.

Nach dem Abstechen einer Schmelze (Fig. 6), wozu die Hube­ lemente 71 abgesenkt werden, und das Ofengefäß 3 um die oberen Drehachsen der festgehaltenen Hubelemente 70 kippt, werden die Hubelemente 71 wieder bis zur einer Position an­ gehoben, in der noch ein ausreichender Abstand zum unteren Rand des Gefäßdeckels 6 bleibt, damit das Ofengefäß 3 hori­ zontal verschoben werden kann. In dieser Position wird das Traggestell aus der in Fig. 1 dargestellten Position nach links verfahren, bis entweder das gesamte Gefäß außerhalb des Bereichs des Schachtes 10 liegt, um unmittelbar in das Gefäß Chargiergut aus einem Schrottkorb einzubringen, oder nur bis in eine Position, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, um aus einem Chargiergutbehälter 73 über den Schacht 10 Chargiergut in die rechte Hälfte, das heißt in die auf Seiten der Elektrodenhubvorrichtung liegende Hälfte des Ofengefäßes einzubringen. Diese Position ist in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt. Um in dieser Position eine Um­ weltverschmutzung durch aus der linken Gefäßhälfte entwei­ chende Ofengase zu vermeiden, kann hier in waagrechter Ver­ längerung des Gefäßdeckels (nach links in Fig. 2), eine nicht dargestellte Abdeckung vorgesehen sein, beispiels­ weise ein mit dem unteren Rand des Deckels fluchtender und an diesem oder anderweitig befestigtes Abdeckblech.

Sodann wird das Ofengefäß wieder in die in Fig. 1 darge­ stellte Ausgangsstellung zurückgefahren und so weit angeho­ ben, daß der gewünschte Abschluß zwischen Ofengefäß und Ge­ fäßdeckel gewährleistet ist. In dieser Position wird durch den Schacht 10 weiteres Chargiergut zugeführt, und hierbei im Schacht eine Schrottsäule aufgebaut, die sich am Boden des Gefäßes und im linken Bereich der Gefäßwand abstützt. Nach dem Schließen des Schachtdeckels 74 der den in Fig. 1 dargestellten Querschnitt in Form eines umgekehrten U auf­ weist, und auf Schienen 75 horizontal verschiebbar ist, wird die nächste Ofencharge eingeschmolzen und hierbei durch die entstehenden Ofengase die Schrottsäule vorge­ heizt.

Die horizontale Verfahrbarkeit des Ofengefäßes erlaubt es selbstverständlich auch, während des Einschmelzprozesses die Lichtbogenelektroden näher an die Chargiergutsäule her­ anzuführen, um hier den Einschmelzprozeß zu beschleunigen. Eine hierdurch bedingte teilweise Öffnung des Gefäßes kann dadurch vermieden werden, daß auch hier in horizontaler Verlängerung des Gefäßdeckelrandes eine Abdeckung (nach rechts in Fig. 2) vorgesehen wird. Ein Austritt von Ofenga­ sen beim Abstechen (siehe Fig. 6) kann beispielsweise durch eine Kettenschürze 76 gebremst werden. Die beim Kippen aus­ tretenden Gase können aber auch durch eine ortsfeste Auf­ fanghaube abgesaugt werden.

Die konstruktive Zuordnung des Schachtes 10 zu dem Gefäß­ deckel 6 bedeutet nicht, daß der Schacht unlösbar mit dem Gefäßdeckel verbunden sein muß. Es ist vielmehr erwünscht, daß der Deckel bei Beschädigung ausgewechselt werden kann. Aus diesem Grund ist bei dem in den Fig. 1 bis 7 darge­ stellten Ausführungsbeispiel der Gefäßdeckel 6 lösbar in der sich auf den Fundamentsäulen 60 abstützenden Haltekon­ struktion 27 des Schachtes befestigt, so daß nach Lösen dieser Befestigung der Gefäßdeckel, wie in Fig. 7 darge­ stellt, durch gleichzeitiges Absenken der Hubelemente auf dem oberen Gefäßrand aufliegend abgesenkt, und mit dem Ofengefäß aus dem Bereich des Schachtes 10 (in der Darstel­ lung gemäß Fig. 1 nach links) herausgefahren, und durch einen Kran abgenommen und ersetzt werden kann.

Claims (13)

1. Metallurgisches Aggregat mit einem kippbaren Gefäß (3), das sich auf einem fahrbaren Traggestell (63) ab­ stützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (3) in einem Rahmen (61) befestigt ist, der sich über eine Rahmenhubvorrichtung (62) auf dem Traggestell (63) ab­ stützt.

2. Metallurgisches Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (3) quer zur Fahrtrichtung des Traggestells (63) kippbar ist.

3. Metallurgisches Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenhub­ vorrichtung (62) durch wenigstens drei, am Umfang des Rah­ mens (61) verteilt angeordnete Hubelemente (70, 71) gebil­ det ist.

4. Metallurgisches Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubelemente (70, 71) durch hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-/Zy­ lindereinheiten gebildet sind.

5. Metallurgisches Aggregat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubele­ mente (70, 71) auf beiden Seiten einer zur Fahrtrichtung des Traggestells (63) parallelen Mittelachse (22) des Ge­ fäßes angeordnet sind, und das oder die Hubelemente (71) der einen Seite sowohl im Rahmen (61) als auch im Tragge­ stell (63) um zur Achse (22) parallele Drehachsen schwenk­ bar gelagert sind, während das oder die Hubelemente auf der anderen Seite eine senkrechte Führung (72) aufweisen.

6. Metallurgisches Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell (63) zwei parallele Querträger (67, 68) und einen diese etwa in der Mitte verbindenden Längsträger (69) aufweist.

7. Metallurgisches Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (69) parallel zur Achse (22) verläuft.

8. Metallurgisches Aggregat nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (61) in der Draufsicht im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist, und die Hubelemente (70, 71) jeweils im Bereich der Ecken dieses Rahmens angeordnet sind.

9. Metallurgisches Aggregat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell (63) jeweils Laufräder (57) in den Endbereichen des einen Querträger (67) und im mittleren Bereich des an­ deren Querträgers (68) aufweist.

10. Metallurgisches Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (3) ein Schmelzgefäß ist mit einem im Randbereich quer zur Mittelachse (22) des Gefäßes angeordneten Abstich­ loch (21) bzw. einer Abstichschnauze.

11. Metallurgisches Aggregat nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gefäß (3) auf der dem Abstichloch (21) bzw. der Abstichschnauze ge­ genüberliegenden Seite eine Arbeits- bzw. Schlackenöffnung (64) aufweist.

12. Metallurgisches Aggregat nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rahmen (61) auf der Abstichseite des Gefäßes nach oben und auf der Seite der Schlackenöffnung (64) nach unten gekröpft ist.

13. Metallurgisches Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (3) durch einen Gefäßdeckel (6) verschließbar ist, der lösbar in einer ortsfesten Halterung (27) befestigt ist.