EP1391523A1 - Doppelofenanlage für die Erzeugung von Stahlwerkstoffen - Google Patents

Doppelofenanlage für die Erzeugung von Stahlwerkstoffen Download PDF

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EP1391523A1
EP1391523A1 EP03018545A EP03018545A EP1391523A1 EP 1391523 A1 EP1391523 A1 EP 1391523A1 EP 03018545 A EP03018545 A EP 03018545A EP 03018545 A EP03018545 A EP 03018545A EP 1391523 A1 EP1391523 A1 EP 1391523A1
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EP
European Patent Office
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furnace
cover
platform
tilting
double
Prior art date
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EP03018545A
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English (en)
French (fr)
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EP1391523B1 (de
Inventor
Dieter Kersten
Hans Ludwig Schaller
Manfred Schubert
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/06—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5252—Manufacture of steel in electric furnaces in an electrically heated multi-chamber furnace, a combination of electric furnaces or an electric furnace arranged for associated working with a non electric furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5294—General arrangement or layout of the electric melt shop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
    • F27B3/085—Arc furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices

Definitions

  • the invention relates to a double furnace system for the production of steel materials through alternate charging of ferrous feed materials, oxygen inflation and arc melting using furnace A and a furnace B, which are each arranged on a tiltable furnace platform and with a swivel column arranged between furnaces A and B, on which one Liftable and lowerable electrode support device is attached and with a Swiveling device for at least one oxygen inflation lance.
  • Such a double electric arc furnace system is known from DE 44 34 369 and known from EP 0 717 115 B1. It is assumed that the two Furnace vessels are each arranged on a separate tilting platform. Between These two tilting platforms have a swiveling, lifting collar on the fixed oven platform lowerable electrode support device provided. This can be done alternately the scrap is melted in two furnace vessels. During that in a furnace vessel using the swiveling, lifting and lowering electrode support arms electrical energy is introduced into the melt on Second racking the rack and scrap for the next melt be introduced.
  • DE 44 34 369 is both Furnaces assigned a common non-tilting lance device.
  • CONARC double furnace system CONARC is a registered trademark from SMS Demag AG
  • CONARC is a registered trademark from SMS Demag AG
  • an oxygen lance e.g. in shape a top lance
  • the Electrode support not at the same time as the respective tilting platform and can be tilted to the relevant furnace vessel. Provided the electrodes are used is also useful in a tilted position of the furnace vessel, it is missing on the necessary conditions.
  • the electrode feedthrough must have an oversized opening.
  • the Passing the electrodes through the furnace cover as little as possible requires.
  • a small route is generally planned by planning Roll and curve weighing achieved.
  • the use of such cradles is however with high technical effort.
  • Roller and curve cradles are also subject to high wear.
  • the exchange of rollers and rails is also expensive and long Downtime associated with the production facility. With the help of all of these Measures, the achievable tilt angle is at most approx. ⁇ 3 °.
  • the invention has for its object the use of electrodes on one To design a double furnace without any restrictions on the part of the furnace mechanics.
  • the stated object is achieved according to the invention in the double furnace system described at the beginning solved by the fact that between the two tiltable furnace stages a third tilting platform is provided on which the swiveling, lifting or lowering Electrode support device is arranged and that the third tilting platform in direct dependence of the tilting movements of one of the furnace platforms for a furnace vessel is tiltable.
  • the use of such a third tilting platform is at least for a DCund AC double oven possible. There are special advantages for different Process steps such as pig iron charging, dephosphorization, slag reduction u. like.
  • One embodiment consists in that the third tilting platform with the pivotable, Liftable and lowerable electrode carrying device alternately with each can be locked to tilt the furnace platform. This creates absolutely dependent Tilting movements between the furnace platform of one furnace vessel and the third Tilt bed.
  • the invention can also be improved in that the third tilting platform with the swiveling, lifting or lowering electrode carrying device Tilt drive is assigned to a control device. This allows the respective furnace platform and the third tilting platform can be operated absolutely simultaneously.
  • Control device of the own tilt drive formed from a synchronous device is that connectable to the control device of the respective furnace platform to be tilted is.
  • Another measure to secure the different tipping processes is achieved in that with an existing connection of the synchronization device with the respective control device of a furnace platform to be tilted locked to the other control device for the other furnace stage is.
  • a further development of the invention provides that in each of the furnace A and B associated lid swivel device each integrates an oxygen lance is, the combination swivel device for lid and blowing lance on the tiltable Furnace stage is arranged.
  • the advantages lie in the fact that no separate swivel devices are required for the oxygen lances, but rather the lances are integrated into the existing cover swivel devices become.
  • the O 2 lances can be tilted together with the swiveling devices via the furnace platform together with the furnaces. This allows the furnace to tip over with the O 2 lance retracted.
  • the system is less susceptible to failure of an O 2 lance, since operation in the other furnace can continue.
  • the cover pivoting device has at least one further support arm, preferably two support arms, for the furnace cover and the O 2 lance cover.
  • These support arms are arranged at one end on a swivel column.
  • hydraulic lifting cylinders are arranged, which are connected to the respective top of the cover. The lids can be placed on or removed from the respective furnace via these lifting cylinders. These lifting cylinders are distributed over the support arms.
  • the system is further developed by an advantageous exhaust system.
  • a common exhaust pipe pro now takes over Oven removes the hot gases and dusts in the melting and in the Blowing process.
  • This exhaust pipe is constructed in several parts.
  • a pipe part that immediately is arranged on the furnace cover, is releasably opposite as a pipe socket formed the rest of the exhaust pipe and together in the decoupled state pivotable with the furnace lid.
  • this pipe socket is flush with the rest of the exhaust pipe, the exhaust pipe connected to the pipe socket together with the Oven platform is tiltable.
  • Electrodes 6 are moved from an oven transformer 7 (see FIG. 2) via a high-current connection 8 by means of a transformer house wall 9 High current cables 10 supplied.
  • the electrodes 6 can by means of a swivel column 11 can be pivoted over oven A or oven B.
  • the electrodes 6 are brought into an upper position shown in FIG. 1 by a lifting column 15 in the swivel column 11. During this time, this O 2 lance 13a is located above the furnace B by means of a pivoting device 12 for the oxygen inflation lance 13a, which is also on the furnace stage 3.
  • the electrodes 6 are by means of the lifting column 15 with a column guide and Electrode support device 16 in height to regulate the energy supplied used. Then there are support arms 17 and 14 for an inner electrode cover 18 or a similar inner cover 21 for the oxygen inflation lances 13a and b provided.
  • the inner electrode cover 18 can be adjusted in height by means of lifting cylinders 19 (see Fig. 2).
  • the inner electrode cover 18 is held by means of the support arms 17.
  • the exhaust pipe 23 connected to the tilting platform 3 is in the pivoted-in position Able to connect a stationary exhaust pipe 24 with an afterburning chamber 25.
  • the exhaust gases are removed from the furnace B by means of an exhaust connector 26.
  • the furnace cover 21 is pivoted out in Fig. 2).
  • the exhaust pipes 23, 24 and the Exhaust pipe 26 are connected to each other. Between the individual components are gaps that allow corresponding furnace movements.
  • the gap between Tubes 23 and 24 are particularly manually adjustable.
  • the gap between Tube 24 and the exhaust pipe 26 is adjustable by a sliding sleeve. about the change in the air gap becomes the amount extracted from the oven and the Pressure in the furnace vessel influences and that for the afterburning (and cooling) necessary amount of wrong air sucked in.
  • the blow lance inner cover 21 can can be adjusted in height by means of a lifting cylinder 33.
  • a third tilting platform 29 is arranged between the furnace stages 3 of the furnaces A and B, on which the swivel stage 11 and the electrode repositioning device 20 are located. Located on the third tilting platform 29 the pivoting column 11, the pivotable, lifting and lowering electrode support device 16 at the other end to the electrode repositioning device 20.
  • This third tilting platform 29 is alternately according to a first embodiment locked with the furnace platform 3 to be tilted in each case.
  • a second embodiment provides a separate tilt drive 30 for the third tilting platform 29 (cf. FIG. 3), which in the exemplary embodiment consists of a piston-cylinder unit 31 which is inside of the foundation 1 is stored.
  • the third tilting platform 29 is in the normal position according to FIG. 3, in FIG. 4 in forward inclined position and in Fig. 5 in one of the respective oven and Charge position dependent, backward inclined position.
  • the combination swivel device 12 also has the function of bringing the lance for blowing oxygen 13a, b towards the center of the furnace.
  • the O 2 lance system is not on the fixed furnace platform, but is integrated in the revolving tower for pivoting the lid, which is arranged on the tiltable furnace platform 3.
  • the swivel device 12 consists of an inner central support arm 27, at the tip of which an O 2 lance 13a, b is attached, which is supplied by the support arm via an oxygen line.
  • the O 2 lance 13a, b is carried by the support arm 27, which is connected to a guide column and is guided in guide rollers.
  • the lifting movement of support arm 27 and O 2 lance 13a, b takes place via a hydraulic cylinder installed in the guide column.
  • the pivoting device 12 further comprises two support arms 14 of the cover structure, which extend over the furnace cover 5, first parallel to the central lance support arm 27, and then, when they have reached the edge of the O 2 inner cover 21, V - to diverge. In this way, the support arms 14 extend both over the furnace cover and over the O 2 lance inner cover.
  • the support arms 27 and 14 are by means of a rotating column with a roller bearing pivoted, the support arm for the lance 27 and the structure for the lids are pivoted together.
  • the cable winch control of the oxygen lance is replaced by control using a support arm, guide rollers and hydraulic cylinders.
  • the furnace stage becomes free on the door side. This improves the view from the control center to the furnace system and to the electrode repositioning device 20.
  • the scrap basket passage and the vessel transport through the 02 lance system are not obstructed.
  • the pivoting of the O 2 lance should not be taken into account.
  • Lifting cylinders 22, 33 are arranged along the support arms 14, namely three for the furnace cover 5 and four for the lance inner cover 21. They are each corresponding the lid edge arranged. The lid or lids will be pivoted over the furnace and then over the lifting cylinders 22, 33 by the movement move the respective piston rod down into a closed position. The lifting rod of the lifting cylinder 22 for the furnace cover 5 is in the lowered Position decoupled from the lid 5, so that a pivoting of the pivoting device 12 with the support arm 27 and the lance 13 and the support arm 28 with Lance lid 21 in the case of an oven lid 5 resting on the oven vessel 4 is possible.
  • FIG. 6 the blowing process takes place in furnace A, while the melting process with inserted electrodes 6 takes place simultaneously in furnace B.
  • the pivoting device 12 is pivoted over the furnace A for the blowing process.
  • the furnace cover 5 with the flue gas connector 26, the O 2 lance inner cover 21 and the oxygen lance 13b are pivoted into the middle of the furnace.
  • the furnace cover 5 with the flue gas connection is also located 26 on the furnace vessel 4 (in FIG. 6 furnace B).
  • the lance 13a and the lance inner cover 21 are pivoted out.
  • the electrode arm is pivoted to the middle of oven B.
  • the electrode swiveling device also consists of a support arm construction together, with the inner electrode cover 18 over along the Support arms 17 positioned lifting cylinder 19 can be arranged in the lid heart.
  • the support arm construction which is essentially rectangular three electrode support arms 16 are formed, at the ends of which the electrodes 6 are attached.
  • the state of the furnace A shown in FIG. 2 corresponds to the state of the furnace B in FIG. 6.
  • the furnace B in FIG. 2 shows the state of the fully open furnace.
  • the electrodes 6 with the pivoting column 11 pivoted onto a central repositioning device 20 (see FIG. 7), which is in the system shown between the two furnaces A and B located.
  • the use of the third tilting platform 29 is possible with DC or AC double ovens.
  • the construction is particularly advantageous in a CONARC double furnace system, in which different process steps, such as pig iron charging, dephosphorization, Slag reduction u. Like. Be carried out to apply.

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Abstract

Eine Doppelofen-Anlage für die Erzeugung von Stahlwerkstoffen mittels eines Ofens A und eines Ofens B, die jeweils auf einer kippbaren Ofenbühne (3) angeordnet sind und mit einer Schwenksäule (11), an der eine heb- oder senkbare Elektroden-Tragvorrichtung (16) befestigt ist und mit einer Schwenkvorrichtung (12) für zumindest eine Sauerstoff-Blaslanze (13; 13b), gestaltet den Einsatz der Elektroden (6) von Seiten der Ofenmechanik günstiger, indem zwischen den beiden kippbaren Ofenbühnen (3) eine dritte Kippbühne (29) vorgesehen ist, auf der die schwenkbare, heb- oder senkbare Elektroden-Tragvorrichtung (16) angeordnet ist und indem die dritte Kippbühne (29) in unmittelbarer Abhängigkeit der Kippbewegungen jeweils einer der Bewegungen einer der Ofenbühnen (3) für ein Ofengefäß (4) kippbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelofenanlage für die Erzeugung von Stahlwerkstoffen durch wechselweises Chargieren von eisenhaltigen Einsatzstoffen, Sauerstoff-Aufblasen und Lichtbogen-Aufschmelzen jeweils mittels eines Ofens A und eines Ofens B, die auf jeweils einer kippbaren Ofenbühne angeordnet sind und mit einer zwischen den Öfen A und B angeordneten Schwenksäule, an der eine heb- und senkbare Elektroden-Tragvorrichtung befestigt ist und mit einer Schwenkvorrichtung für zumindest eine Sauerstoff-Aufblaslanze.
Eine derartige Doppel-Elektrolichtbogenofen-Anlage ist aus der DE 44 34 369 und aus der EP 0 717 115 B1 bekannt. Es ist davon auszugehen, dass die beiden Ofengefäße auf jeweils einer getrennten Kippbühne angeordnet sind. Zwischen diesen beiden Kippbühnen ist auf der festen Ofenbühne die schwenkbare, hebund senkbare Elektroden-Tragvorrichtung vorgesehen. Dadurch kann wechselweise in zwei Ofengefäßen der Schrott aufgeschmolzen werden. Während demnach in einem Ofengefäß mittels der schwenkbaren, heb- und senkbaren Elektroden-Tragarme elektrische Energie in die Schmelze eingebracht wird, kann am zweiten Ofengefäß der Abstich erfolgen und Schrott für die nächste Schmelze eingebracht werden. Bei der aus der DE 44 34 369 bekannten Anlage ist beiden Öfen eine gemeinsame nicht kippbare Lanzeneinrichtung zugeordnet.
Bei einer sog. CONARC-Doppelofen-Anlage (CONARC ist eine geschützte Marke der Fa. SMS Demag AG) kann während des Einsatzes der Elektroden im ersten Gefäß zum Einschmelzen im zweiten Gefäß eine Sauerstoff-Lanze, z.B. in Form einer Toplanze, eingesetzt werden.
Bei dieser bekannten Anordnung hat sich als weniger günstig ergeben, dass die Elektroden-Tragvorrichtung nicht gleichzeitig mit der jeweiligen Kippbühne und dem betreffenden Ofengefäß gekippt werden kann. Sofern der Einsatz der Elektroden auch in einer gekippten Stellung des Ofengefäßes zweckmäßig ist, fehlt es an den notwendigen Voraussetzungen. Im allgemeinen muss die ElektrodenDurchführung eine übergroße Öffnung besitzen. Weiter ist zu beachten, dass das Durchfahren der Elektroden durch den Ofendeckel einen möglichst geringen Weg erfordert. Ein geringer Weg wird dabei im allgemeinen durch die Einplanung von Rollen- und Kurvenwiegen erreicht. Der Einsatz solcher Wiegen ist allerdings mit hohem technischem Aufwand verbunden. Ferner treten große Kräfte an der Kolben-Zylinder-Einheit beim Kippen des ausgemauerten und chargierten Ofengefäßes auf. Weiter unterliegen Rollen- und Kurvenwiegen einem hohen Verschleiß. Der Austausch von Rollen und Schienen ist ebenfalls mit hohen Kosten und langen Ausfallzeiten der Produktionsanlage verbunden. Unter Zuhilfenahme aller dieser Maßnahmen ist der erreichbare Kippwinkel allenfalls mit ca. ± 3° anzusetzen.
Es sind noch Doppelofen-Anlagen bekannt, die mit Hilfe eines Hub- und Schwenkwerks die Elektroden-Tragvorrichtung jeweils an das zu kippende Ofengefäß anhängen. Dazu ist durch das Hub- und Schwenkwerk ein hoher technischer Aufwand erforderlich. Diese Bauweise hat sich in der Praxis zudem als sehr störanfällig erwiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz der Elektroden an einem Doppelofen ohne Einschränkung von Seiten der Ofenmechanik zu gestalten.
Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs bezeichneten Doppelofen-Anlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen den beiden kippbaren Ofenbühnen eine dritte Kippbühne vorgesehen ist, auf der die schwenkbare, heb- oder senkbare Elektroden-Tragvorrichtung angeordnet ist und dass die dritte Kippbühne in unmittelbarer Abhängigkeit der Kippbewegungen jeweils einer der Ofenbühnen für ein Ofengefäß kippbar ist. Dadurch kann auch bei einem gekippten Ofengefäß mit den Elektroden ungestörter gearbeitet werden, was besonders bei den im Doppelofen- oder CONARC-Verfahren betriebenen Prozessschritte von großem Vorteil ist. Der Einsatz einer solchen dritten Kippbühne ist zumindest bei einem DCund AC-Doppelofen möglich. Besondere Vorteile ergeben sich für unterschiedliche Verfahrensschritte, wie bspw. Roheisen-Chargieren, Entphosphorung, Schlackenreduzieren u. dgl.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die dritte Kippbühne mit der schwenkbaren, heb- und senkbaren Elektroden-Tragvorrichtung wechselweise mit der jeweils zu kippenden Ofenbühne verriegelbar ist. Dadurch entstehen absolut abhängige Kippbewegungen zwischen der Ofenbühne eines Ofengefäßes und der dritten Kippbühne.
Die Erfindung kann ferner dadurch verbessert werden, dass der dritten Kippbühne mit der schwenkbaren, heb- oder senkbaren Elektroden-Tragvorrichtung ein eigener Kippantrieb mit einer Steuereinrichtung zugeordnet ist. Dadurch können die jeweilige Ofenbühne und die dritte Kippbühne absolut gleichzeitig betätigt werden.
Weiterhin besteht für die vorstehende Gestaltungsweise der Vorschlag, dass die Steuereinrichtung des eigenen Kippantriebs aus einer Gleichlaufeinrichtung gebildet ist, die an die Steuereinrichtung der jeweiligen zu kippenden Ofenbühne anschließbar ist.
Eine andere vorteilhafte Gestaltungsweise ist ferner dadurch geschaffen, dass der eigene Kippantrieb aus einer innerhalb des Fundaments angeordneten Kolben-Zylinder-Einheit gebildet ist. Der dafür benötigte Raum zwischen den Ofenbühnen für die Ofengefäße ist bisher nicht genutzt worden.
Eine weitere Maßnahme zur Sicherung der unterschiedlichen Kippabläufe wird dadurch erzielt, dass bei bestehender Verbindung der Gleichlaufeinrichtung mit der jeweiligen Steuereinrichtung einer zu kippenden Ofenbühne eine Verbindung zu der jeweils anderen Steuereinrichtung für die jeweils andere Ofenbühne gesperrt ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in die jeweils dem Ofen A und B zugeordnete Deckelschwenkvorrichtung jeweils eine Sauerstoff-Lanze integriert ist, wobei die Kombi-Schwenkvorrichtung für Deckel und Blaslanze auf der kippbaren Ofenbühne angeordnet ist.
Obwohl für dieses Lay-out der Anlage eine zusätzliche O2-Lanze mit Lanzenführung und O2-Zuleitung vorgesehen werden muss, liegen die Vorteile darin, dass für die Sauerstoff-Lanzen keine separaten Schwenkvorrichtungen notwendig ist, sondern die Lanzen in die bestehenden Deckelschwenkvorrichtungen integriert werden. Gleichzeitig und dies ist ein besonderer Vorteil, sind die O2-Lanzen zusammen mit den Schwenkvorrichtungen über die Ofenbühne zusammen mit den Öfen kippbar. Somit kann der Ofen mit eingefahrener O2-Lanze kippen. Zudem ist die Anlage weniger anfällig bei Ausfall einer O2-Lanze, da der Betrieb im anderen Ofen fortgesetzt werden kann.
Die erfindungsgemäße Anlage mit kippbarer Elektroden-Tragvorrichtung und kippbaren Deckelschwenkvorrichtungen mit integrierten Sauerstoff-Lanzen wird dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das bekannte aufwendige Deckelhubwerk durch eine Tragarm-Konstruktion mit Hubwerk ersetzt wird. Im Einzelnen weist die Deckelschwenkvorrichtung neben dem Tragarm für die Sauerstoff-Lanze mindestens einen weiteren Tragarm, vorzugsweise zwei Tragarme, für den Ofendeckel und den O2-Lanzendeckel auf. Diese Tragarme sind an ihrem einen Ende an einer Schwenksäule angeordnet. An dem anderem Ende, das sich über die Deckel erstreckt, sind hydraulische Hubzylinder angeordnet, die in Verbindung mit der jeweiligen Deckeloberseite stehen. Über diese Hubzylinder können die Deckel auf den jeweiligen Ofen abgesetzt bzw. wieder entfernt werden. Diese Hubzylinder sind über die Tragarme verteilt angeordnet.
Weiterhin wird die Anlage durch eine vorteilhafte Abgasanlage weitergebildet. Vom Grundgedanken her übernimmt nunmehr ein gemeinsame Abgasleitung pro Ofen den Abtransport der heißen Gase und Stäube beim Schmelz- wie beim Blasprozess. Diese Abgasleitung ist mehrteilig ausgebildet. Ein Rohrteil, das unmittelbar auf dem Ofendeckel angeordnet ist, ist als Rohrstutzen lösbar gegenüber dem restlichen Abgasrohr ausgebildet und im entkoppelten Zustand zusammen mit dem Ofendeckel verschwenkbar. Wenn der Ofendeckel auf den Ofen verschwenkt ist, fluchtet dieser Rohrstutzen bündig mit dem restlichen Abgasrohr, wobei das an den Rohrstutzen anschließende Abgasrohr zusammen mit der Ofenbühne kippbar ist. Dies hat den Vorteil, dass auf wenig aufwendige Art und Weise das Ofengefäß zum Chrargieren geöffnet werden kann und nur ein Teil des Rohrkrümmers verschwenkt werden muss.
Insgesamt ergibt sich eine Anlage, die im Vergleich zum Stand der Technik eine weniger kostenintensive Ausführung des Deckelhubwerks und der Absaugkrümmerhubvorrichtung zeigt, die angehoben werden muss. Das Kippen durch die Ofenbühne ist hierbei weniger kostenintensiv als das Kippen mittels einer Rollenwiege. Zudem kann die Kühlwasserversorgung zum Ofendeckel wesentlich betriebssicherer und kostengünstiger ausgeführt werden, weil eine günstige Anordnung der Kühlwasserleitungen zum Ofendeckel möglich ist. Die Herstellungskosten der Gesamtanlage werden insgesamt reduziert, wobei gleichzeitig die Betriebssicherheit und die Flexibilität der Anlage erhöht werden. Auch wird die Möglichkeit verbessert, das Anlagenkonzept in bestehende Hallen einzuplanen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Aufriss einer Doppelofen-Anlage,
Fig. 2
die zu Fig. 1 gehörende Draufsicht auf die Doppelofen-Anlage, mit einem vom Ofengefäß B weggeschwenkten Ofendeckel,
Fig. 3
die dritte Kippbühne in Normalstellung in der Seitenansicht,
Fig. 4
die dritte Kippbühne in der nach hinten gekippten Stellung,
Fig. 5
die dritte Kippbühne in einer nach vorne gekippten Stellung,
Fig. 6
eine zu Fig. 1 gehörende Draufsicht auf die Doppelofen-Anlage in einer anderen Betriebsposition und
Fig. 7
eine Draufsicht auf die Elektroden-Tragvorrichtung mit Nachsetzvorrichtung.
Auf Fundamenten 1 sind für einen Ofen A und einen gleichen Ofen B einer Elektrolichtbogen-Doppelofen-Anordnung mittels eines Unterbaus 2 jeweils eine kippbare Ofenbühne 3 für jeweils ein Ofengefäß 4 mit einem Ofendeckel 5 angeordnet (vgl. Fig. 1). Elektroden 6 werden von einem Ofentransformator 7 ( vgl. Fig. 2) über eine Hochstromverbindung 8 durch eine Transformatoren-Hauswand 9 mittels Hochstromseilen 10 versorgt. Die Elektroden 6 können mittels einer Schwenksäule 11 über den Ofen A oder den Ofen B geschwenkt werden.
Dazu werden die Elektroden 6 in eine in Fig. 1 gezeichnete obere Stellung durch eine Hubsäule 15 in der Schwenksäule 11 gebracht. In dieser Zeit befindet sich mittels einer ebenfalls auf der Ofenbühne 3 stehenden Schwenkvorrichtung 12 für die Sauerstoff-Aufblaslanze 13a diese O2-Lanze 13a über dem Ofen B.
Die Elektroden 6 werden mittels der Hubsäule 15 mit einer Säulenführung und der Elektroden-Tragvorrichtung 16 in ihrer Höhe zur Regelung der zugeführten Energie eingesetzt. Sodann sind Tragarme 17 und 14 für einen Elektroden-Innendeckel 18 bzw. einen ähnlichen Innendeckel 21 für die Sauerstoff-Aufblaslanzen 13a und b vorgesehen. Der Elektroden-Innendeckel 18 ist mittels Hubzylindern 19 höheneinstellbar (vgl. Fig. 2). Außerdem ist eine Elektroden-Nachsetzvorrichtung 20 vorhanden. Der Elektroden-Innendeckel 18 ist mittels der Tragarme 17 gehalten.
An das mit der Kippbühne 3 verbundene Abgasrohr 23 ist bei eingeschwenkter Lage ein ortsfestes Abgasrohr 24 mit einer Nachbrennkammer 25 anzuschließen. Vom Ofen B aus werden die Abgase mittels eines Abgasstutzens 26 abgeführt. (Der Ofendeckel 21 ist in Fig. 2 ausgeschwenkt). Die Abgasrohre 23, 24 und der Abgasstutzen 26 werden miteinander verbunden. Zwischen den einzelnen Bauteilen sind Spalte, die entsprechende Ofenbewegungen zulassen. Der Spalt zwischen Rohr 23 und 24 ist insbesondere manuell einstellbar. Der Spalt zwischen Rohr 24 und dem Abgasstutzen 26 ist durch eine Schiebemuffe verstellbar. Über die Veränderung des Luftspaltes wird die Absaugmenge aus dem Ofen und der Druck im Ofengefäß beeinflusst sowie die für die Nachverbrennung (und Kühlung) notwendige Falschluftmenge angesaugt. Der Blaslanzen-Innendeckel 21 kann mittels eines Hubzylinders 33 in der Höhe eingestellt werden.
Zwischen den Ofenbühnen 3 der Öfen A und B ist eine dritte Kippbühne 29 angeordnet, auf der sich die Schwenkbühne 11 und die Elektroden-Nachsetzvorrichtung 20 befinden. Auf der dritten Kippbühne 29 befindet sich an der Schwenksäule 11 die schwenkbare, heb- und senkbare Elektroden-Tragvorrichtung 16 am anderen Ende zur Elektroden-Nachsetzvorrichtung 20. Diese dritte Kippbühne 29 ist wechselweise nach einer ersten Ausführungsform mit der jeweils zu kippenden Ofenbühne 3 verriegelt. Eine zweite Ausführungsform sieht für die dritte Kippbühne 29 einen eigenen Kippantrieb 30 ( vgl. Fig. 3) vor, der im Ausführungsbeispiel aus einer Kolben-Zylinder-Einheit 31 besteht, die innerhalb des Fundaments 1 gelagert ist.
Die dritte Kippbühne 29 befindet sich gemäß Fig. 3 in Normalstellung, in Fig. 4 in nach vorne geneigter Stellung und in Fig. 5 in einer von der jeweiligen Ofen- und Chargierlage abhängigen, nach hinten geneigter Stellung.
Aus den beiden Fig. 2 und 6 wird die Anordnung der jeweiligen Schwenkvorrichtungen 12 für die Ofendeckel 5 und die O2-Innendeckel 21 mit integrierter Sauerstoff-Lanze 13a, b deutlich. Die Kombi-Schwenkvorrichtung 12 weist neben der Funktion des Deckelverschwenkens ebenfalls die Funktion auf, die Lanze zum Einblasen von Sauerstoff 13a, b zur Ofenmitte zu bringen. Die O2-Lanzenanlage steht nicht auf der festen Ofenbühne, sondern ist in dem Drehturm für das Deckelschwenken integriert, der auf der kippbaren Ofenbühne 3 angeordnet ist. Im Einzelnen besteht die Schwenkvorrichtung 12 aus einem inneren mittigen Tragarm 27, an dessen Spitze eine O2-Lanze 13a, b angebracht ist, die über eine Sauerstoff-Leitung durch den Tragarm versorgt wird. Die O2-Lanze 13a, b wird von dem Tragarm 27 getragen, der mit einer Führungssäule verbunden ist und in Führungsrollen geführt ist. Die Hubbewegung von Tragarm 27 und O2-Lanze 13a, b erfolgt über einen in die Führungssäule eingebauten Hydraulikzylinder.
Die Schwenkvorrichtung 12 umfasst des Weiteren zwei Tragarme 14 des Deckel-Tragwerks, die sich über den Ofendeckel 5 erstrecken und zwar zuerst parallel zu dem mittigen Lanzen-Tragarm 27, um dann, wenn sie den Rand des O2-Innendeckels 21 erreicht haben, V-förmig auseinanderzulaufen. Auf diese Weise erstrecken sich die Tragarme 14 sowohl über den Ofendeckel als auch über den O2-Lanzen-lnnendeckel.
Die Tragarme 27 und 14 sind mittels einer Drehsäule mit einem Rollenlager schwenkbar gelagert, wobei der Tragarm für die Lanze 27 und das Tragwerk für die Deckel gemeinsam verschwenkt werden.
Im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen wird hierbei die Seilwindenregelung der Sauerstoff-Lanze durch die Regelung mittels Tragarm, Führungsrollen und Hydraulikzylindern ersetzt. Indem die Lanzen 13a, b den Schwenkvorrichtungen 12 zugeordnet werden, wird die Ofenbühne türseitig frei. Hierdurch verbessert sich die Sicht vom Leitstand auf die Ofenanlage und auf die Elektroden-Nachsetzvorrichtung 20. Die Schrottkorbdurchfahrt und der Gefäßtransport durch die 02-Lanzenanlage werden nicht behindert. Bei dem Auslegen der Hallenbreite beim Bau einer neuen Anlage ist das Schwenken der O2-Lanze nicht zu berücksichtigen.
Entlang der Tragarme 14 sind Hubzylinder 22, 33 angeordnet und zwar drei für den Ofendeckel 5 und vier für den Lanzen-Innendeckel 21. Sie sind jeweils entsprechend des Deckelrandes angeordnet. Der Deckel bzw. die Deckel werden über den Ofen geschwenkt und dann über die Hubzylinder 22, 33 durch die Bewegung der jeweiligen Kolbenstange in eine Verschließposition nach unten verfahren. Das Hubgestänge des Hubzylinders 22 für den Ofendeckel 5 ist in der abgesenkten Position vom Deckel 5 entkoppelt, sodass ein Schwenken der Schwenkvorrichtung 12 mit dem Tragarm 27 und der Lanze 13 und dem Tragarm 28 mit Lanzendeckel 21 bei einem auf dem Ofengefäß 4 aufliegendem Ofendeckel 5 möglich ist.
Mit Hilfe der Fig. 2 und 6 werden unterschiedliche Prozesszustände des Conarc-Verfahrens, insbesondere zur Produktion von Kohlenstoffstählen und Edelstählen, wie Rostfreistahl, dargestellt. Gemäß Fig. 6 läuft in Ofen A der Blasprozess ab, während zeitgleich im Ofen B der Schmelzprozess mit eingesetzten Elektroden 6 stattfindet. Für den Blasprozess ist die Schwenkvorrichtung 12 über den Ofen A geschwenkt. Mit ihr bzw. dem Tragwerk (14) für den Deckel 5 bzw. dem Tragarm 27 für die Lanze 13b ist der Ofendeckel 5 mit Abgasstutzen 26, der O2-Lanzen-Innendeckel 21 sowie die Sauerstoff-Lanze 13b auf Ofenmitte eingeschwenkt.
Während des Schmelzprozesses liegt ebenfalls der Ofendeckel 5 mit dem Abgasstutzen 26 auf dem Ofengefäß 4 (in Fig. 6 der Ofen B) auf. Mit der Schwenkvorrichtung 12 sind die Lanze 13a und der Lanzen-Innendeckel 21 ausgeschwenkt. Der Elektrodenarm ist auf Mitte Ofen B verschwenkt.
Die Elektrodenschwenkvorrichtung setzt sich ebenfalls aus einer Tragarm-Konstruktion zusammen, wobei der Elektroden-Innendeckel 18 über entlang der Tragarme 17 positionierte Hubzylinder 19 im Deckelherz angeordnet werden kann. Innerhalb der als im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Tragarm-Konstruktion sind drei Elektrodentragarme 16 ausgebildet, an deren Enden die Elektroden 6 befestigt sind.
Der gezeigte Zustand des Ofens A der Fig. 2 entspricht dem Zustand des Ofens B der Fig. 6. Ofen B der Fig. 2 zeigt den Zustand des vollkommen geöffneten Ofens. Mittels der Schwenkvorrichtung 12 bzw. dem Tragwerk ist sowohl der Ofendeckel 5 - mit daran befestigtem Abgasstutzen 26 - als auch der O2-Lanzen-lnnendeckel 21 zusammen mit der Lanze 13a verschwenkt.
Zum Nachsetzen der Elektroden 6, die aufgrund des Abbrandes der Elektrodenspitzen ein Stück nach unten gefahren werden müssen, werden die Elektroden 6 mit der Schwenksäule 11 auf eine mittige Nachsetzvorrichtung 20 (vgl. Fig. 7) geschwenkt, die sich bei der gezeigten Anlage zwischen den beiden Öfen A und B befindet.
Der Einsatz der dritten Kippbühne 29 ist bei DC- oder AC-Doppelöfen möglich. Besonders vorteilhaft ist die Bauweise jedoch bei einer CONARC-Doppelofen-Anlage, in der unterschiedliche Verfahrensschritte, wie Roheisen-Chargieren, Entphosphorung, Schlackereduktion u. dgl. durchgeführt werden, anzuwenden.
Bezugszeichenliste
A
Ofen A
B
Ofen B
1
Fundamente
2
Unterbau
3
kippbare Ofenbühne oder Kipprahmen
4
Ofengefäß
5
Ofendeckel
6
Elektroden
7
Ofentransformator
8
Hochstromverbindung
9
Transformatoren-Hauswand (Trafohauswand)
10
Hochstromseile bzw. Hochstromkabel
11
Schwenksäule für Elektrodentragarme und Elektroden-Innendeckel
12
Schwenkvorrichtung für die Blaslanze, den Ofendeckel und den Lanzen-Innendeckel
13
Blaslanzen (a+b)
14
Tragarme für den Ofendeckel und den Lanzen-Innendeckel
15
Hubsäule für die Elektrodentragarme
16
Elektroden-Tragvorrichtung, Elektrodentragarme
17
Tragarme für den Elektroden-Innendeckel
18
Elektroden-Innendeckel
19
Hubzylinder für den Elektroden-Innendeckel
20
Elektroden-Nachsetzvorrichtung
21
Ofendeckel
22
Hubzylinder für den Ofendeckel
23
Abgasrohr auf dem Kipprahmen
24
ortsfestes Abgasrohr bzw. Abgasrohr zur Nachbrennkammer
25
Nachbrennkammer
26
Abgasstutzen
27
Tragarm für die Blaslanze
28
Tragarm für den Lanzen-Innendeckel
29
dritte Kippbühne bzw. dritter Kipprahmen
30
eigener Kippantrieb bzw. eigener Antrieb zum dritten Kipprahmen
31
Kolben-Zylinder-Einheit bzw. Kippzylinder
32
Hubsäule für den Tragarm der Blaslanze
33
Hubzylinder für den Lanzen-Innendeckel

Claims (10)

  1. Doppelofenanlage für die Erzeugung von Stahlwerkstoffen durch wechselweises Chargieren von eisenhaltigen Einsatzstoffen, Sauerstoff-Aufblasen und Lichtbogen-Aufschmelzen jeweils mittels eines Ofens A und eines Ofens B, die auf jeweils einer kippbaren Ofenbühne (3) angeordnet sind und mit einer zwischen den Öfen A und B angeordneten Schwenksäule (11), an der eine heb- und senkbare Elektroden-Tragvorrichtung (16) befestigt ist, und mit einer Schwenkvorrichtung für zumindest eine Sauerstoff-Lanze,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden kippbaren Ofenbühnen (3) eine dritte Kippbühne (29) vorgesehen ist, auf der die schwenkbare, heb- und senkbare Elektroden-Tragvorrichtung (16) angeordnet ist und dass die dritte Kippbühne (29) in unmittelbarer Abhängigkeit der Kippbewegungen jeweils einer der Ofenbühnen (3) für ein Ofengefäß (4) kippbar ist.
  2. Doppelofenanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kippbühne (29) mit der schwenkbaren, heb- oder senkbaren Elektroden-Tragvorrichtung (16) wechselweise mit der jeweils zu kippenden Ofenbühne (3) verriegelbar ist.
  3. Doppelofenanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der dritten Kippbühne (29) mit der schwenkbaren, heb- oder senkbaren Elektroden-Tragvorrichtung (16) ein eigener Kippantrieb (30) mit einer Steuereinrichtung zugeordnet ist.
  4. Doppelofenanlage nach einem der Ansprüche 1 und 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung des eigenen Kippantriebs (30) aus einer Gleichlaufeinrichtung gebildet ist, die an die Steuereinrichtung der jeweiligen, zu kippenden Ofenbühne (3) anschließbar ist.
  5. Doppelofenanlage nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der eigene Kippantrieb (30) aus einer innerhalb des Fundaments (1) angeordneten Kolben-Zylinder-Einheit (31) gebildet ist.
  6. Doppelofenanlage nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei bestehender Verbindung der Gleichlaufeinrichtung mit der jeweiligen Steuereinrichtung einer zu kippenden Ofenbühne (3) eine Verbindung zu der jeweils anderen Steuereinrichtung für die jeweils andere Ofenbühne (3) gesperrt ist.
  7. Doppelofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    gekennzeichnet durch
    eine Deckelschwenkvorrichtung für jeden Ofen A und B, in die jeweils die Schwenkvorrichtung für die Sauerstoff-Lanze (13a, 13b) integriert ist, wobei die gemeinsame Schwenkvorrichtung (12) auf der kippbaren Ofenbühne (3) angeordnet ist.
  8. Doppelofenanlage nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Schwenkvorrichtung (12) ein Tragwerk für den Ofendeckel (5) und den O2-Lanzendeckel (21) und einen hierin integrierten Tragarm (27) für die Sauerstoff-Lanze (13a,b) aufweist und
    dass die Elektroden-Tragvorrichtung (16) ein Tragwerk für die Elektroden (6) und für den Elektroden-Innendeckel (18) aufweist.
  9. Doppelofenanlage nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Deckel-Tragwerk und das Elektroden-Tragwerk Hubzylinder (19, 22, 32) aufweisen, die entsprechend der geometrischen Ausdehnung des Ofendeckels (5), des O2-Lanzendeckels (21) und des Elektroden-Innendeckels (18) über die das Tragwerk bildende Tragarme (14, 17) verteilt angeordnet sind und über die die jeweiligen Deckel von einer erhöhten Schwenkposition in eine abgesenkte Ofen-Verschließposition verfahrbar sind und von denen die Deckel abkoppelbar sind.
  10. Doppelofenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ofen (A, B) eine Abgasleitung zugeordnet ist, durch das Abgas beim Einschmelzvorgang oder beim Frischvorgang aus dem Ofen weggeleitet wird, und dass die Abgasleitung mehrteilig ausgebildet ist,
    wobei ein mit der Kippbühne (3) verbundenes Abgasrohr (23) bei eingeschwenkter Lage über ein ortsfestes Abgasrohr (24) mit einer Nachbrennkammer (25) verbindbar ist, und dass ein Abgasstutzen (26), der auf dem Ofendeckel (5) angeordnet ist, lösbar gegenüber dem Abgasrohr (23) ausgebildet ist und im entkoppelten Zustand zusammen mit dem Ofendeckel (5) verschwenkbar ist.
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