EP2685192A1 - Lichtbogenofen - Google Patents

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EP2685192A1
EP2685192A1 EP12175917.9A EP12175917A EP2685192A1 EP 2685192 A1 EP2685192 A1 EP 2685192A1 EP 12175917 A EP12175917 A EP 12175917A EP 2685192 A1 EP2685192 A1 EP 2685192A1
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EP
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lid
furnace
furnace vessel
vessel
vertical direction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12175917.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Björn Mossmann
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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Publication date
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    • F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
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    • F27D1/18—Door frames; Doors, lids, removable covers

Definitions

  • the invention relates to an electric arc furnace.
  • an arc furnace For the reprocessing of steel scrap, electric arc furnaces are used in which the steel scrap is heated by means of an electrode and a burning arc and finally melted.
  • Such an arc furnace comprises a furnace vessel for melting the steel and a lid for closing the furnace vessel during the melting process.
  • the lid For charging the furnace with scrap and for its maintenance, it is necessary to open the furnace vessel and therefore open the lid.
  • the lid is connected via a pivot cylinder with a pivoting unit, also referred to as a portal. By means of the pivot cylinder, the lid is first lifted, so that it dissolves from the furnace vessel. Thereafter, it can be pivoted laterally away from the furnace vessel by means of the pivoting unit.
  • the furnace vessel For emptying the liquid steel from the furnace vessel this is tilted about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the furnace axis.
  • the furnace vessel is mounted on a cradle which comprises a rolling path provided for this tilting movement. In such a tilting movement and the pivot unit is tilted with the lid.
  • the electric arc furnace comprises a furnace vessel for melting steel, a lid for closing the furnace vessel and a pivoting unit with which the lid of the Oven vessel is moved away. Furthermore, the furnace vessel is mounted movable relative to the pivoting unit in the vertical direction. In addition, the pivot unit has a receptacle for releasably fixing the lid in the vertical direction.
  • the electric arc furnace according to the invention thus differs from an electric arc furnace known from the prior art in that the furnace vessel is mounted so as to be movable relative to the pivoting unit in the vertical direction and the cover is detachably fixable in a receptacle of the pivoting unit, ie not fixedly connected to the pivoting unit.
  • the cover In a position in which the melting operation takes place, the cover is arranged above the furnace vessel, so that it is closed. In this case, the lid is not in engagement with the pivot unit and is therefore not connected to this.
  • the swivel unit is therefore free to move during the melting operation without a lid. This simplifies readjustment of the electrodes arranged on the pivoting unit.
  • the fixed pivot unit that when emptying the furnace vessel and the associated tilting movement of the furnace vessel, the lid and the pivoting unit do not tilt with the furnace vessel, so that a parting with simultaneous power supply to the furnace or to the electrodes is possible, which an increase in the time of total energy input and thus higher productivity.
  • This is achieved by making it possible to work the electrode control when the cover remains in a horizontal position.
  • the furnace vessel is mounted in a movable cradle in the vertical direction.
  • a cradle can preferably be moved by means of hydraulic cylinders.
  • the hydraulic cylinders By operating the hydraulic cylinders, the cradle and the oven vessel stored therein are moved vertically downwards or upwards.
  • the cradle has a plurality of separately controllable hydraulic cylinder, it can not only be moved in a vertical direction up and down but also tilted to empty the furnace vessel.
  • the lid when closing the furnace vessel is supported by means arranged on the cradle supports. In a vertical movement of the cradle with the supports and thus also of the furnace vessel down so after the fixation of the lid in the receptacle of the pivoting unit, the lid is also released from the supports.
  • the lid is moved away by means of the pivoting unit by a rotational movement about an axis extending in the vertical direction of the furnace vessel. The lid is thereby moved away from the furnace vessel in the horizontal direction.
  • Fig. 1 an arc furnace 2 is shown having a furnace vessel 4 for melting steel and a lid 6 for closing the furnace vessel.
  • the lid 6 is in a position in which it closes the oven vessel 4, as is the case during the melting operation of steel.
  • the furnace vessel 4 is mounted on a cradle 8, which has a plurality of separately controllable hydraulic cylinders 10.
  • the hydraulic cylinders 10 are in Fig. 1 shown in its extended position.
  • the cradle 8 is thus movable in the vertical direction downwards or upwards, whereby the furnace vessel 4 is movable in the corresponding direction.
  • the lid 6 of the arc furnace 2 in the closed state of the furnace vessel 4, as in Fig. 1 is supported.
  • a portal pivot unit 14 is also fixed, which only is mounted rotatably about its axis A.
  • the pivoting unit 14 serves to move the lid 6 away from the oven vessel 4.
  • the pivoting unit 14 also has a receptacle 16 in which the lid can be fixed in the vertical direction.
  • the receptacle 16 is formed in the embodiment shown by a support surface and a pin, in which a correspondingly shaped connection unit 18 of the lid can engage.
  • the lid 6 by means of the pivoting unit 14 by a rotational movement about the in the vertical direction extending axis A are moved away from the furnace vessel 4, as in Fig. 3 is shown.
  • the furnace vessel 4 in the open state and can be charged, for example, with scrap.
  • the lid 6 is in this situation laterally of the furnace vessel. 4
  • the lid 6 can then be moved back to the furnace vessel 4, so that in turn the in Fig. 2 shown situation is reached, in which the lid 6 is again arranged above the furnace vessel 4. Subsequently, when the cradle 4 is moved upwardly in the vertical direction by means of the hydraulic cylinders 10, the cover 6 is lifted out of the receptacle 14 of the pivoting unit 16, thereby releasing the fixing in the vertical direction. The cover 6 is then supported again on the supports 12, as it is in Fig. 1 is shown.
  • the inventive design of the arc furnace 2 is thus a pivot cylinder, as it is required in a known from the prior art electric arc furnace dispensable. As a result, fewer components are needed and the opening process of the furnace vessel 4 is simplified.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen (2) mit einem Ofengefäß (4) zum Schmelzen von Stahl, einem Deckel (6) zum Verschließen des Ofengefäßes (4) und einer Schwenkeinheit (14), mit der der Deckel (6) vom Ofengefäß (4) wegbewegbar ist, mit folgender Ausgestaltung: a) das Ofengefäß (4) ist relativ zur Schwenkeinheit (14) in vertikaler Richtung bewegbar gelagert, b) die Schwenkeinheit (14) weist eine Aufnahme zum lösbaren Fixieren des Deckels (6) in vertikaler Richtung auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen.
  • Zur Wiederaufarbeitung von Stahlschrott werden Lichtbogenöfen eingesetzt, bei denen der Stahlschrott mit Hilfe einer Elektrode und einem brennenden Lichtbogen erhitzt und schließlich aufgeschmolzen wird. Ein derartiger Lichtbogenofen umfasst ein Ofengefäß zum Schmelzen des Stahls und einen Deckel zum Verschließen des Ofengefäßes während des Schmelzprozesses. Zur Chargierung des Ofens mit Schrott und zu dessen Wartung ist es notwendig, das Ofengefäß zu öffnen und daher den Deckel aufzuschwenken. Dazu ist der Deckel über einen Pivot-Zylinder mit einer auch als Portal bezeichneten Schwenkeinheit verbunden. Mittels des Pivot-Zylinders wird der Deckel zunächst angehoben, so dass sich dieser vom Ofengefäß löst. Danach kann er mittels der Schwenkeinheit seitlich von dem Ofengefäß weggeschwenkt werden.
  • Zum Entleeren des flüssigen Stahls aus dem Ofengefäß wird dieses um eine senkrecht zur Längsachse des Ofens stehende Achse gekippt. Dazu ist das Ofengefäß auf einer Wiege gelagert, welche eine für diese Kippbewegung vorgesehene Abrollbahn umfasst. Bei einer derartigen Kippbewegung wird auch die Schwenkeinheit mit dem Deckel mitgekippt.
  • Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Lichtbogenofen anzugeben, mit dem der Öffnungsvorgang vereinfacht wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lichtbogenofen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • Der erfindungsgemäße Lichtbogenofen weist ein Ofengefäß zum Schmelzen von Stahl, einen Deckel zum Verschließen des Ofengefäßes und eine Schwenkeinheit auf, mit der der Deckel vom Ofengefäß wegbewegbar ist. Des Weiteren ist das Ofengefäß relativ zur Schwenkeinheit in vertikaler Richtung bewegbar gelagert. Außerdem weist die Schwenkeinheit eine Aufnahme zum lösbaren Fixieren des Deckels in vertikaler Richtung auf.
  • Der erfindungsgemäße Lichtbogenofen unterscheidet sich also von einem aus dem Stand der Technik bekannten Lichtbogenofen dadurch, dass das Ofengefäß relativ zur Schwenkeinheit in vertikaler Richtung bewegbar gelagert und der Deckel in einer Aufnahme der Schwenkeinheit lösbar fixierbar, also nicht fest mit der Schwenkeinheit verbunden ist.
  • In einer Position in der der Schmelzbetrieb erfolgt, ist der Deckel oberhalb des Ofengefäßes angeordnet, so dass dieser verschlossen ist. Dabei ist der Deckel nicht im Eingriff mit der Schwenkeinheit und ist somit mit dieser nicht verbunden. Die Schwenkeinheit ist während des Schmelzbetriebs dadurch frei und ohne Deckel bewegbar. Dadurch wird ein Nachsetzen der an der Schwenkeinheit angeordneten Elektroden vereinfacht.
  • Um den Deckel des Lichtbogenofens vom Ofengefäß zu lösen wird dann zunächst durch eine Bewegung des Ofengefäßes relativ zur feststehenden Schwenkeinheit in vertikaler Richtung nach unten der Deckel in die Aufnahme der Schwenkeinheit eingehängt, so dass der Deckel in vertikaler Richtung fixiert ist. Nach dem Einhängen erfolgt eine weitergehende Bewegung des Ofengefäßes in vertikale Richtung nach unten, so dass der Deckel von dem Ofengefäß gelöst ist und danach vom Ofengefäß wegbewegt werden kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lichtbogenofens, insbesondere durch die in vertikaler Richtung bewegbare Lagerung des Ofengefäßes mit Deckel wird also erreicht, dass auf den Pivot-Zylinder verzichtet werden kann. Dies ergibt somit eine Einsparung an benötigten Bauteilen und der aufwändigen Bearbeitung des Deckelhubwerks.
  • Des Weiteren wird durch die feststehende Schwenkeinheit erreicht, dass beim Entleeren des Ofengefäßes und der damit verbundenen Kippbewegung des Ofengefäßes der Deckel und die Schwenkeinheit nicht mit dem Ofengefäß mitkippen, so dass ein Abstechen bei gleichzeitiger Energiezufuhr zum Ofen bzw. zu den Elektroden möglich ist, was eine Erhöhung der Zeit der Energiezufuhr insgesamt und dadurch eine höhere Produktivität zur Folge hat. Dies wird dadurch erreicht, dass bei dem Verbleib des Deckels in horizontaler Lage ein Arbeiten der Elektrodenregelung ermöglicht wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ofengefäß in einer in vertikaler Richtung bewegbaren Wiege gelagert. Eine derartige Wiege kann bevorzugt mittels Hydraulikzylinder bewegt werden. Somit wird durch das Betätigen der Hydraulikzylinder die Wiege und das darin gelagerte Ofengefäß in vertikaler Richtung nach unten bzw. oben bewegt.
  • Wenn die Wiege mehrere getrennt ansteuerbare Hydraulikzylinder aufweist kann diese nicht nur in vertikaler Richtung nach oben und unten bewegt sondern auch zum Entleeren des Ofengefäßes gekippt werden.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Deckel beim Verschließen des Ofengefäßes mittels auf der Wiege angeordneten Stützen abgestützt. Bei einer vertikalen Bewegung der Wiege mit den Stützen und somit auch des Ofengefäßes nach unten wird also nach der Fixierung des Deckels in der Aufnahme der Schwenkeinheit der Deckel auch von den Stützen gelöst.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Deckel mittels der Schwenkeinheit durch eine Rotationsbewegung um eine in vertikale Richtung verlaufende Achse vom Ofengefäß wegbewegt. Der Deckel wird dadurch also seitlich vom Ofengefäß in horizontaler Richtung wegbewegt.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
  • Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
    • Fig. 1
    einen Lichtbogenofen mit Deckel in einer Position während des Schmelzbetriebs,
    Fig. 2
    einen Lichtbogenofen mit Deckel, der an der Schwenkeinheit fixiert ist,
    Fig. 3
    einen Lichtbogenofen mit geöffnetem Deckel.
  • In Fig. 1 ist ein Lichtbogenofen 2 dargestellt, der ein Ofengefäß 4 zum Schmelzen von Stahl und einen Deckel 6 zum Verschließen des Ofengefäßes aufweist. Der Deckel 6 befindet sich dabei in einer Position, in der er das Ofengefäß 4 verschließt, wie es während des Schmelzbetriebs von Stahl der Fall ist.
  • Das Ofengefäß 4 ist auf einer Wiege 8 gelagert, welche mehrere getrennt ansteuerbare Hydraulikzylinder 10 aufweist. Die Hydraulikzylinder 10 sind in Fig. 1 in ihrer ausgefahrenen Position dargestellt. Durch einen Hub der Hydraulikzylinder 10 ist die Wiege 8 somit in vertikaler Richtung nach unten bzw. oben bewegbar, wodurch auch das Ofengefäß 4 in entsprechender Richtung bewegbar ist. An der Wiege 8 sind ferner mehrere Stützen 12 angeordnet, die den Deckel 6 des Lichtbogenofens 2 im verschlossenen Zustand des Ofengefäßes 4, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, abstützen. Neben der Wiege 8 und dem Ofengefäß 4 ist ferner eine auch als Portal bezeichnete Schwenkeinheit 14 feststehend angeordnet, die lediglich um ihre Achse A drehbar gelagert ist. Die Schwenkeinheit 14 dient dazu, den Deckel 6 vom Ofengefäß 4 wegzubewegen. Die Schwenkeinheit 14 weist ferner eine Aufnahme 16 auf, in der der Deckel in vertikaler Richtung fixierbar ist. Die Aufnahme 16 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Auflagefläche und einen Zapfen gebildet, in der eine entsprechend ausgeformte Verbindungseinheit 18 des Deckels eingreifen kann.
  • Zum Öffnen des Ofengefäßes 4 wird dieses relativ zu der in vertikaler Richtung feststehenden Schwenkeinheit 14 in vertikaler Richtung nach unten bewegt. Dies wird dadurch realisiert, dass die Hydraulikzylinder 10 in einen eingefahrenen Zustand bewegt werden und dadurch die Wiege 8 in vertikaler Richtung nach unten bewegt, also abgesenkt wird. Durch die Bewegung nach unten wird mit der Wiege 8 auch das Ofengefäß 4 und der Deckel 6 nach unten bewegt. Der Deckel 6 wird dabei solange mitbewegt, bis das Verbindungselement 18 in der Aufnahme 16 der Schwenkeinheit 14 zum Eingriff kommt und der Deckel 6 somit in der Schwenkeinheit 14 eingehängt ist. In diesem Fall kommt also das Verbindungselement 18 auf der Aufnahmefläche zum Aufliegen, eine weitere Bewegung des Deckels 6 in vertikaler Richtung ist somit nicht mehr möglich, da der Deckel 6 damit in vertikaler Richtung fixiert ist. Mittels des Zapfens wird der Deckel 6 auch zusätzlich in horizontaler Richtung fixiert, so dass lediglich eine Drehbewegung des Deckels 6 möglich ist.
  • Bei einer weiteren relativen Bewegung der Wiege 8 mit Ofengefäß 4 zur Schwenkeinheit 14 in vertikaler Richtung nach unten wird somit der Deckel 6 nicht mitbewegt. Er bleibt vielmehr in der Aufnahme 16 der Schwenkeinheit 14 fixiert. Durch eine derartige Bewegung wird der Deckel 6 vom Ofengefäß 4 gelöst und hängt somit auskragend an der Schwenkeinheit 14. Eine derartige Situation ist in Fig. 2 dargestellt.
  • Anschließend kann der Deckel 6 mittels der Schwenkeinheit 14 durch eine Rotationsbewegung um die in vertikaler Richtung verlaufende Achse A vom Ofengefäß 4 wegbewegt werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Durch eine derartige Bewegung des Deckels 6 ist dann das Ofengefäß 4 im geöffneten Zustand und kann beispielsweise mit Schrott chargiert werden. Der Deckel 6 befindet sich in dieser Situation seitlich des Ofengefäßes 4.
  • Nach einem Chargieren des Ofengefäßes 4 mit Stahlschrott kann der Deckel 6 dann wieder zum Ofengefäß 4 hin bewegt werden, so dass wiederum die in Fig. 2 dargestellte Situation erreicht wird, bei der der Deckel 6 wieder oberhalb des Ofengefäßes 4 angeordnet ist. Wenn anschließend die Wiege 4 mittels der Hydraulikzylinder 10 in vertikaler Richtung nach oben bewegt wird, wird dabei der Deckel 6 aus der Aufnahme 14 der Schwenkeinheit 16 gehoben und damit die Fixierung in vertikaler Richtung gelöst. Der Deckel 6 ist dann wieder auf den Stützen 12 abstützt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lichtbogenofens 2 ist somit ein Pivot-Zylinder, wie er bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Lichtbogenofen erforderlich ist, entbehrlich. Dadurch werden weniger Bauteile benötigt und der Öffnungsprozess des Ofengefäßes 4 vereinfacht.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (6)

  1. Lichtbogenofen (2) mit einem Ofengefäß (4) zum Schmelzen von Stahl, einem Deckel (6) zum Verschließen des Ofengefäßes (4) und einer Schwenkeinheit (14), mit der der Deckel (6) vom Ofengefäß (4) wegbewegbar ist, mit folgender Ausgestaltung:
    a) das Ofengefäß (4) ist relativ zur Schwenkeinheit (14) in vertikaler Richtung bewegbar gelagert,
    b) die Schwenkeinheit (14) weist eine Aufnahme zum lösbaren Fixieren des Deckels (6) in vertikaler Richtung auf.
  2. Lichtbogenofen (2) nach Anspruch 1,
    bei dem das Ofengefäß (4) in einer in vertikaler Richtung bewegbaren Wiege (8) gelagert ist.
  3. Lichtbogenofen (2) nach Anspruch 2,
    bei dem die Wiege (8) mittels Hydraulikzylinder (10) bewegbar ist.
  4. Lichtbogenofen (2) nach Anspruch 3,
    bei dem die Wiege (8) mehrere getrennt ansteuerbare Hydraulikzylinder (10) aufweist.
  5. Lichtbogenofen (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    bei dem der Deckel (6) beim Verschließen des Ofengefäßes (4) mittels auf der Wiege (8) angeordneten Stützen (12) abgestützt ist.
  6. Lichtbogenofen (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    bei dem der Deckel (6) mittels der Schwenkeinheit (14) durch eine Rotationsbewegung um eine in vertikale Richtung verlaufende Achse (A) vom Ofengefäß (4) wegbewegbar ist.
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