EP1196728A1 - Verfahren und vorrichtung zum entleeren von metallurgischen schmelzgefässen durch kippen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum entleeren von metallurgischen schmelzgefässen durch kippen

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EP1196728A1
EP1196728A1 EP00945702A EP00945702A EP1196728A1 EP 1196728 A1 EP1196728 A1 EP 1196728A1 EP 00945702 A EP00945702 A EP 00945702A EP 00945702 A EP00945702 A EP 00945702A EP 1196728 A1 EP1196728 A1 EP 1196728A1
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tilting
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furnace
overflow edge
melting
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SMS Demag AG
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    • F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/19—Arrangements of devices for discharging

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for emptying metallurgical melting vessels by tilting, such as, for example, electric arc melting furnaces and electrical row melting furnaces, with an underframe frame resting on a foundation, a tilting device, a closable tap hole arranged in the furnace floor and one on the side of the furnace arranged slag overflow edge.
  • these metallurgical melting vessels are usually equipped with a tilting device, by means of which the entire melting vessel is brought into an oblique position from its originally horizontal basic position.
  • the tilting cradle of the furnace is designed in the form of a circular arc and is supported on rollers which are rotatably mounted in a frame resting on the furnace foundation. To stabilize the furnace, it is additionally supported by at least one hydraulic tilt cylinder. Due to the described design of the melting vessel, it can be tilted in both directions for slagging and steel tapping, with the center point of the scrap feed chute also being the center of rotation of the melting vessel during the tilting movement. Furthermore, a cam is attached to the tilting cradle mounted on the rollers in a defined area, which, when a tilting area is exceeded, abuts on the scraper side on the roller and slides upwards along it.
  • a disadvantage of these known designs of the tilting devices with an underframe frame that is supported on cradles is that the position of the tap opening and slag overflow edge changes greatly during tilting and leads, for example, to large distances between the melting vessel and the tap opening and thus the nitrogen content during tapping favored.
  • the tilting cylinders that stabilize the furnace mounted on rollers are adversely impacted by the shocks and vibrations caused during the charging and melting process during furnace operation.
  • the object of the invention is, based on the known prior art, to provide a method and a device for emptying metallurgical melting vessels by tilting, by means of which the disadvantages described, in particular the shifting of the position of the opening and the slag overflow edge during the tilting process, are largely avoided.
  • one side of the lower furnace frame of the melting vessel is raised from its foundation supports, on which the lower furnace frame rests in the basic position of the melting vessel, and is pivoted about the opposite foundation supports as a fulcrum or axis of rotation.
  • the foundation supports which are arranged at the upper end of columnar foundations, are bowl-shaped. In this bowl-shaped foundation supports, the lower furnace frame is supported with its support elements which are rotatable in the foundation supports.
  • the columnar foundations are assigned tilting cylinders, which make it possible to lift any single side of the lower furnace frame or the entire melting vessel, with a tilting movement (rotary movement) over the respective opposite foundation supports as the pivot point or axis of rotation.
  • the tap opening and the slag overflow are in the immediate vicinity Arranged near this axis of rotation, so that during the tilting process advantageously no or only an insignificant ' change in the position of the tap opening and slag overflow edge takes place.
  • the tap opening and slag overflow edge are arranged on the melting vessel in such a way that both slag removal and emptying of the melt are possible by a tilting movement to only one side.
  • the tap opening is advantageously arranged such that it is in the basic position of the melting vessel above the level of the remaining liquid sump remaining after the tap.
  • the tilting cylinders which have to support part of the furnace weight during the tilting process and are of correspondingly large dimensions, are completely relieved of load when the melting vessel is in the basic position, in which the melting vessel rests on all foundation supports.
  • Fig. 1 is a melting vessel according to the invention in its
  • Fig. 2 shows a melting vessel corresponding to Fig. 1 for
  • a melting vessel 1 according to the invention is shown in its basic position.
  • the melting vessel 1 rests here with the support elements 8 of the sub-furnace 2 on shell-shaped foundation supports 7, which form the upper end of pillar-shaped foundations 6.
  • a tilt cylinder 3 which is completely relieved in the basic position shown, since the lower furnace frame 2 was resting on all the existing Fudamentauf 7.
  • the foundations 6 are arranged with their foundation support 7 so that they are as close as possible to the
  • the melting vessel 1 is lifted or tilted for lifting off by lifting the lower furnace frame 2 by means of the tilt cylinders 3 arranged on the right. While the right part of the furnace frame 2 with the tap opening 4 stands out from the foundation supports, the left part of the furnace frame 2 rotates with its support elements 8 within the left-hand foundation supports 7, which thus represent the pivot point or the axis of rotation.
  • the slag overflow edge 5 hardly changes its position with respect to the starting position in the basic position according to FIG. 1 due to the tilting process shown, since the slag overflow edge 5 is in the immediate vicinity the axis of rotation of the foundation supports 7 is arranged.
  • FIG. 3 the tilt position to the opposite side is shown in FIG. 2.
  • the left side of the lower furnace frame 2 is raised in order to discharge the melt from the melting vessel 1 via the tap opening 4.
  • the tap opening 4 practically coincides with the axis of rotation of the foundation supports 7, the position of the tap opening 4 is hardly changed by the tilting movement.
  • the tilting is shown on two opposite sides.
  • the design of the tilting device according to the invention also allows the tilting process to be carried out on any side, which can be advantageous, for example, for repairs and maintenance work.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entleeren von metallurgischen
Schme Lzgef äßen durch Kippen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entleeren von metallurgischen Schmelzgefäßen durch Kippen,, wie beispielsweise Elekt ro-Lichtbogenschmelzöf en und Elekt rowiderst andsschmelzöfen, mit auf einem Fundament aufliegenden Unterofenrahmen, einer Kippvorrichtung, einer im Ofenboden angeordneten verschließbaren Abstichöffnung und einer seitlich am Ofen angeordneten Schlackenüberlaufkante.
Bei der Durchführung von thermischen metallurgischen Reaktionen an Metallen in metallurg schen Schmelzgefäßen liegen nach Abschluss dieser Reaktionen die Metalle in schmelzflüssiger Form vor, überschichtet mit schmelzflüssiger Schlacke. Zur Abschlackung sowie zur Entleerung der Schmelze in ein Gießgefäß sind diese metallurgischen Schmelzgefäße zumeist mit einer Kippvorrichtung ausgestattet, durch die das gesamte Schmelzgefäß aus seiner ursprünglich waagerechten Grundstellung in eine schräge Lage gebracht wird.
Bei einem aus der DE 32 41 987 C2 bekannten Drehstrom-Lichtbogenofen sitzt das Ofengefäß mit seinem Unterofenrahmen auf zwei Kippwiegen auf. Beim Kippen des Ofens rollt die verzahnte, kreisförmig ausgeführte Kippwiege auf einem horizontalen, gleichfalls verzahnten Unterbau ab, wobei nachteilig die Abstichöffnung während des Kippens vom Ofenmittelpunkt wegwandert.
Bei einer aus der DE 42 44 228 C2 bekannten Ausführung eines Schmelzgef ßes ist die Kippwiege des Ofens kreisbogenförmig ausgeführt und auf Laufrollen abgestützt, die in einem auf dem Ofenfundament aufliegenden Fundament rahmen drehbar gelagert sind. Zur Stabilisierung des Ofens wird dieser zusätzlich durch mindestens einen hydraulischen Kippzylinder abgestützt. Durch die beschriebene Ausbildung des Schmelzgefäßes ist es zum Abschlacken und zum Stahlabstich nach beiden Richtungen kippbar, wobei der Schur renmi ttelpunkt der Schrottaufgabeschurre auch der Rolldrehpunkt des Schmelzgef ßes während der Kippbewegung ist. Weiterhin ist an der auf den Laufrollen lagernden Kippwiege in einem definierten Bereich ein Nocken angebracht, der bei überschreiten eines Kippbereiches an der Abschlacksei te an der Laufrolle anliegt und an dieser entlang nach oben gleitet.
Nachteilig bei diesen bekannten Ausführungen der Kippvorrichtungen mit einem auf Wiegen sich abstützenden Unterofenrahmen ist, dass sich die Lage von Abstichöffnung und Schlackenüberlaufkante beim Kippen stark verändert und beispielsweise zu großen Abständen zwischen dem Schmelzgefäß und der Abstichöffnung führt und damit die St i ckstoff aufnähme während des Abstichs begünstigt. Darüber hinaus werden die den auf Laufrollen gelagerten Ofen stabilisierenden Kippzylinder während des Ofenbetriebs mit den beim Chargier- und Schmelzprozess verursachten Stößen und Vibrationen nachteilig beaufschlagt . Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom bekannten Stand der Technik, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entleeren von metallurgischen Schmelzgefäßen durch Kippen anzugeben, durch die die geschilderten Nachteile, insbesondere die Lageverschiebung von Abst i chδffnung und Schlackenüberlaufkante während des Kippvorgangs weitgehend vermieden werden.
Die gestellte Aufgabe wird bei metallurgischen Schmelzgefäßen der vorstehend genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird eine Seite des Unterofenrahmens des Schmelzgefäßes von seinen Fundamentauflagen, auf denen der Unterofenrahmen in der Grundstellung des Schmelzgefäßes ruht, angehoben und um die gegenüberliegenden Fundamentauflagen als Drehpunkt bzw. Drehachse drehend gekippt. Die Fundamentauflagen, die am oberen Ende von säulenförmigen Fundamenten angeordnet sind, sind schalenförmig ausgebildet. In diesen scha lenfδrmigen Fundamentauflagen stützt sich der Unterofenrahmen mit seinen in den Fundamentauflagen drehbar ausgebildeten Stützelementen ab.
Den säulenförmigen Fundamenten sind Kippzylinder zugeordnet, durch die ein Anheben einer beliebigen einzelnen Seite des Unterofenrahmens bzw. des gesamten Schmelzgefäßes möglich wird, mit einer Kippbewegung (Drehbewegung) über die jeweils gegenüberliegenden Fundamentauflagen als Drehpunkt bzw. Drehachse.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Abst ichδffnung und die Schlackenüberlauf ante in unmittelbarer Nähe dieser Drehachse angeordnet, so dass während des Kippvorgangs mit Vorteil keine oder nur eine unwesentliche 'Änderung der Lage von Abstichöffnung und Schlackenüberlaufkante stattfi det.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Abstichöffnung und Schlackenüberlaufkante so am Schmelzgefäß angeordnet, dass sowohl das Abschlacken als auch die Entleerung der Schmelze durch eine Kippbewegung nach nur einer Seite möglich sind. Hierbei ist mit Vorteil die Abstichöffnung so angeordnet, dass sie sich in der Grundstellung des Schmelzgefäßes oberhalb des Niveaus des nach dem Abstich verbleibenden flüssigen Restsumpfes befindet.
Die Kippzylinder, die während des Kippvorgangs einen Teil des Ofengewichts tragen müssen und entsprechend stark dimensioniert sind, sind während der Grundstellung des Schmelzgefäßes, bei der das Schmelzgefäß auf allen Fundamentauflagen ruht, vollständig entlastet.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an einem in Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schmelzgefäß nach der Erfindung in seiner
Grundstellung,
Fig. 2 ein Schmelzgefäß entsprechend Fig. 1 zum
Abschlacken gekippt. Fig ein Schmelzgefäß entsprechend Fig. 1 zur Schmelzenentleerung gekippt.
In Figur 1 ist ein Schmelzgefäß 1 entsprechend der Erfindung in seiner Grundstellung dargestellt. Das Schmelzgefäß 1 ruht hierbei mit den Stützelementen 8 des Unterofens 2 auf scha lenfδrmig ausgeb ldeten Fundamentauflagen 7, die den oberen Abschluss von säulenförmig ausgebildeten Fundamenten 6 bilden. In unmittelbarer Nähe der Fundamente 6 befindet sich jeweils ein Kippzylinder 3, der in der dargestellten Grundstellung vollständig entlastet ist, da der Unterofenrahmen 2 auf allen vorhandenen Fudamentauf lagen 7 ruht. Die Fundamente 6 sind mit ihrer Fundamentauflage 7 so angeordnet, dass sie möglichst nahe an der
Schlackenüberlaufkante 5 (in der Zeichnungsfigur links) und an die Abst i chδffnung 4 (in der Zeichnungsfigur rechts) heranrei chen.
In Figur 2 ist das Schmelzgefäß 1 durch Anheben des Unterofenrahmens 2 mittels der rechts angeordneten Kippzylinder 3 zum Abschlacken angehoben bzw. gekippt. Während sich der rechte Teil des Unterofenrahmens 2 mit der Abst chöffnung 4 von den Fundamentauflagen abhebt, dreht sich der linke Teil des Unterofenrahmens 2 mit seinen Stützelementen 8 innerhalb der Links angeordneten Fundamentauflagen 7, die so den Drehpunkt bzw. die Drehachse darstellen. Die Schlackenüberlaufkante 5 verändert durch den dargestellten Kippvorgang so gut wie nicht ihre Stellung gegenüber der Ausgangslage in der Grundstellung entsprechend Fig. 1, da die Schlackenüberlaufkante 5 in unmittelbarer Nähe der Drehachse der Fundamentauflagen 7 angeordnet ist.
In Figur 3 ist die KippstelLung zur entgegengesetzten Seite entsprechend Fig. 2 dargestellt. Die linke Seite des Unterofenrahmens 2 ist angehoben, um über die Abstichöffnung 4 die Schmelze aus dem Schmelzgefäß 1 abzulassen. Auch in diesem Beispiel wird, da die Abstichöffnung 4 mit der Drehachse der Fundamentauflagen 7 praktisch übereinstimmt, die Lage der Abstichöffnung 4 durch die Kippbewegung so gut wie nicht verändert .
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kippen nach zwei gegenüberliegenden Seiten dargestellt. Je nach Ausführungsform des Schmelzgefäßes 1 ist es gemäß der Erfindung auch möglich, nach nur einer Seite hin abzukippen. Die Ausbildung der Kippvorrichtung gemäß der Erfindung gestattet darüber hinaus, nach jeder beliebigen Seite den Kippvorgang durchzuführen, was beispielsweise für Reparaturen und Wartungsarbeiten von Vorteil sein kann.

Claims

Ans p rüc he
1. Verfahren zum Entleeren von metallurgischen Schmelzgefäßen durch Kippen, wie beispielsweise Elekt rol i chtbogenschme Izöfen und Elektrowiderstandsschmelzöfen, mit auf einem Fundament aufliegenden Unterofenrahmen, einer Kippvorrichtung, einer im Ofenboden angeordneten verschließbaren Abstichöf nung und einer seitlich am Ofen angeordneten Schlackenüberlaufkante, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzgefäß (1) durch Anheben des der Abstichöffnung (4) bzw. der Sc lackenüberlaufkante (5) gegenüberliegenden Seite des Unterofenrahmens (2) seitlich von den Fundamentauflagen (7) gelöst wird und um die gegenüberliegenden Fundamentauflagen (7) als Drehpunkt bzw. Drehachse gekippt wird, wobei sich die Lage der Abstichöffnung (4) und/oder der
Schlackenüberlaufkante (5) während des Kippvorgangs nicht oder nur unwesentlich verändern.
2. Vorrichtung zum Entleeren von metallurgischen Schmelzgefäßen (1) durch Kippen, wie beispielsweise Elekt rolichtbogenschmelzöfen und
Elekt rowiderstandsschmelzδfen, mit auf einem Fundament (6) aufliegenden Unterofenrahmen (2), einer Kippvorrichtung, einer im Ofenboden angeordneten verschließbaren Abst ichöff nung (4) und einer seitlich am Ofen (1) angeordneten
Schlackenüberlaufkante (5), zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
- säulenförmige Fundamente (6) mit an ihrem oberen Ende schalenförmig ausgebildeten Fundamentauflagen (7), auf denen der Unterofenrahmen (2) in der Ofengrundstellung mit seinen an die Form der Fundamentauflagen (7) angepassten Stützelementen (8) drehbar gelagert ist und auf denen sich der Unterofenrahmen (2), die Fundamentauflagen (7) als Drehpunkte bzw. Drehachse nutzend, beim Kippvorgang mit einer Seite abstützt, und
- den säulenförmigen Fundamenten (6) zugeordnete Kippzylinder (3) durch die der Unterofenrahmen (2) durch seitliches Anheben nach jeder Seite kippbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die säulenförmigen Fundamente (6) mit ihren die Drehpunkte bzw. Drehachsen bildenden Fundamentauflagen (7) in unm ttelbarer Nähe der Unterkante der Abst ichδffnung (4) bzw. der Schlackenüberlaufkante (5) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstichöffnung (4) und die Schlackenüberlaufkante (5) so am Schmelzgefäß (1) angeordnet sind, dass nur noch ein Kippen nach einer gemeinsamen Seite erforderlich ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ofengrundstellung die Abstichöffnung (4) oberhalb des Niveaus des nach dem Abstich verbleibenden flüssigen Restsumpfes angeordnet ist.
EP00945702A 1999-06-04 2000-06-05 Verfahren und vorrichtung zum entleeren von metallurgischen schmelzgefässen durch kippen Expired - Lifetime EP1196728B1 (de)

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