EP4644812A1 - Ofenanlage mit lichtbogenofen mit zuführung von flüssigmetall durch eine verschliessbare öffnung - Google Patents

Ofenanlage mit lichtbogenofen mit zuführung von flüssigmetall durch eine verschliessbare öffnung

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Publication number
EP4644812A1
EP4644812A1 EP24173369.0A EP24173369A EP4644812A1 EP 4644812 A1 EP4644812 A1 EP 4644812A1 EP 24173369 A EP24173369 A EP 24173369A EP 4644812 A1 EP4644812 A1 EP 4644812A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closure
vessel
protective cover
electric arc
arc furnace
Prior art date
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Pending
Application number
EP24173369.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schmid
Artur Weil
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Priority to EP24173369.0A priority Critical patent/EP4644812A1/de
Priority to PCT/EP2025/060871 priority patent/WO2025228722A1/de
Publication of EP4644812A1 publication Critical patent/EP4644812A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; 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; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/18—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/18—Door frames; Doors, lids or removable covers
    • F27D1/1858—Doors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/18—Door frames; Doors, lids or removable covers
    • F27D1/1858—Doors
    • F27D2001/1875—Hanging doors and walls

Definitions

  • Such an electric arc furnace is generally known.
  • molten metal is charged into an electric arc furnace through the slag door.
  • the slag door is located at an angle opposite the limited angular range.
  • charging molten metal through the slag door is not possible. This is particularly true if the ladle containing the molten metal is delivered within the limited angular range, where the tap hole of the lower vessel is also located.
  • the object of the present invention is to create possibilities by means of which a reliable and efficient operation of an electric arc furnace of the type mentioned above is possible even when the ladle containing the liquid metal is delivered in the limited angular range.
  • the protective cover also adequately protects the horizontal cover. Therefore, the protective cover is not a channel through which the metal is intended to flow, but purely a protective covering.
  • this channel is not a fixed element of the electric arc furnace within the scope of the present invention. Rather, the channel can, for example, be part of a transport device by means of which the ladle containing the liquid metal is transported. A cover for the channel and a funnel arranged upstream of the channel can also be components of the transport device.
  • the limited opening angle is typically less than 90°. For example, it may be around 60° (+/- 10°).
  • the horizontal cover is usually water-cooled on its upper surface.
  • a hydraulic cylinder unit may be associated with the closure for opening and closing the opening.
  • the upper vessel typically has a water cooling system on its inner side. Therefore, the protective cover preferably has a projection that extends beyond the water cooling system and into the furnace chamber. This ensures that the protective cover not only protects the horizontal cover but also the area of the upper vessel below the opening or the protective cover itself.
  • the closure when closed, is flush with the inside of the upper vessel and also features a refractory reinforcement on its inner surface that becomes thicker towards the bottom. This protects the protective cover from the scrap during the initial loading of the container. This is especially true if the refractory reinforcement of the closure extends inwards beyond the protective cover.
  • the closure has a cleaning edge on its underside for removing slag and/or metal residue from the top of the protective cover when the closure is closed. This prevents contamination of the protective cover as much as possible.
  • the opening is positioned off-center with respect to the limited angular range. This particularly simplifies access to the tapping area of the lower vessel, which is usually also located in the bay window area.
  • the protective cover is arranged in a retaining frame that is detachably attached to the upper vessel, in particular by being hooked onto the upper vessel.
  • This allows the protective cover to be easily attached to and detached from the upper vessel, so that the protective cover can be serviced and possibly repaired independently of the operation of the electric arc furnace. In particular, this allows for the continuation of operation. of the electric arc furnace if, during this time, the removed protective cover is replaced by another protective cover.
  • the protective cover is designed as a sheet metal tray with a fire-resistant lining on its upper surface. This design is simple, robust, reliable, and cost-effective.
  • the protective cover is inclined towards the lower vessel so that any metal or slag striking the protective cover is directed into the lower vessel. This minimizes contamination of the protective cover.
  • the angle of inclination relative to the horizontal is preferably at least 0.5° and at most 10°. Typically, the angle of inclination is between 2° and 5°.
  • the closure is designed as a pivoting flap whose pivot axis runs horizontally and is located at the upper edge of the flap. This design has proven to be particularly advantageous in tests.
  • the closure is made of copper. This facilitates cooling of the closure. Furthermore, the closure is preferably water-cooled. This allows for particularly good heat dissipation.
  • the supply of liquid metal to the electric arc furnace is usually accomplished by means of a ladle carriage with a tilting ladle that can be moved to the arc furnace.
  • a ladle carriage is also present in this invention.
  • a pouring trough can be arranged on the ladle carriage, the end of which can be moved through the opening into the interior of the electric arc furnace as the ladle carriage is moved. This allows liquid metal in the ladle to flow from the ladle into the lower vessel via the pouring trough.
  • the trough can, in particular, be heated.
  • FIGS. 1 to 4 They show the same electric arc furnace and are therefore explained together below.
  • the electric arc furnace has a lower vessel 1.
  • the lower vessel 1 is mounted in a base 2 (usually referred to as a cradle).
  • the lower vessel 1 has, see in particular FIG 4 - on its upper surface, a cross-section has a main region 3. Often, the main region 3 forms a vertical central axis 4.
  • the electrodes 5 of the electric arc furnace are arranged exactly or at least approximately uniformly around the central axis 4.
  • the upper surface of the lower vessel 1 also has a bay window 6 adjacent to the main region 3. The bay window 6 extends from the central axis 4 over a limited angular range ⁇ .
  • the electric arc furnace further comprises a vertically projecting upper vessel 7, which extends upwards from the top of the lower vessel 1 and surrounds the main area 3.
  • the upper vessel 7 typically has a water cooling system on its inner side, into which FIGS. 1 to 3 Recognizable by the indicated cooling water pipes.
  • a furnace lid 8 of the electric arc furnace covers the furnace vessel 7 at its top.
  • the electric arc furnace has a horizontal cover 9 (bay window panel) that covers the bay window area 6.
  • an opening is arranged in the upper vessel 7 within the limited angular range ⁇ .
  • the opening is closed by a closure 10.
  • the closure 10 is preferably made of copper.
  • the closure 10 is preferably water-cooled.
  • the closure 10 closes in the closed state (see FIG 1 ) is usually flush with the inside of the upper vessel 7.
  • the closure 10 is preferably designed as a pivotable flap, the pivot axis 10' of which runs horizontally and is arranged at the upper edge of the flap or closure 10.
  • a protective cover 11 is arranged in the area of the closure 10.
  • the protective cover 11 protects the horizontal cover 9 from splashes of metal and slag that occur when liquid metal is fed into the lower vessel 1 via the opening.
  • the opening is preferably arranged off-center with respect to the limited angular range ⁇ . This is particularly advantageous because FIG 4 evident, because in FIG 4 The off-center protective cover 11 is recognizable, which in turn is located below the opening.
  • the supply of liquid metal to the lower vessel 1 via the opening is carried out according to the following procedure: A ladle car 12 with a ladle 13 containing liquid metal 14 is moved to the electric arc furnace. A feed trough 15, usually called a launder, is also arranged on the ladle car 12. Before the end of the feed trough 15 reaches the lower vessel 1, the opening is opened (i.e., the closure 10 is moved accordingly) so that the end of the feed trough 15 can be moved through the opening into the interior of the electric arc furnace. The ladle 13 is then tilted so that the liquid metal 14 flows from the ladle 13, via the feed trough 15, into the lower vessel 1. The ladle car 12 is then moved away from the electric arc furnace so that the opening can be closed again. Before the liquid metal 14 is tilted into the feed trough 15, the feed trough 15 is preferably heated, for example, by means of gas burners.
  • the protective cover 11 has a projection 11' that extends inwards beyond the water cooling (cooling water pipes) into the furnace chamber.
  • the closure 10 In the closed position, the closure 10 is flush with the inner surface of the upper vessel 7.
  • the closure 10 preferably has a refractory reinforcement 10" on its inner surface, which becomes thicker towards the bottom.
  • the refractory reinforcement 10" can, in particular, extend inwards beyond the protective cover 11 – including its projection 11'.
  • the protective cover 11 is preferably arranged in a retaining frame 16, which in turn is detachably attached to the upper vessel 7.
  • the retaining frame 16 can, in particular, be hooked onto the upper vessel 7.
  • the protective cover 11 is inclined towards the lower vessel 1.
  • the angle of inclination ⁇ relative to the horizontal is usually at least 0.5°, in particular at least 1° or at least 2°. This ensures that any metal 14 or slag (not shown) striking the protective cover 11 is directed into the lower vessel 1.
  • the protective cover 7 is designed according to FIG 6 usually designed as a sheet metal tub 17, which is provided on its upper side with a fireproof lining 18.
  • the closure 10 in turn, shows according to FIG 6
  • a cleaning edge 19 is provided on its underside. This makes it possible to remove slag and/or metal residues from the top of the protective cover 11 when closing the closure 10.
  • the present invention has many advantages.
  • One advantage lies in the arrangement of the opening. Because of the off-center arrangement of the opening, it is possible to ensure that the opening does not obscure an area of the bay window 6 located above a tap hole of the lower vessel 1, nor does it impede access to this area of the bay window 6.
  • a further advantage is that the feed trough 15 is not a fixed component of the electric arc furnace and can therefore be maintained and preheated independently of the electric arc furnace.

Landscapes

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

Abstract

Ein Lichtbogenofen weist ein Untergefäß (1) auf. Das Untergefäß (1) weist an seiner Oberseite einen Querschnitt auf, der einen von einem vertikal nach oben ragenden Obergefäß (7) umgebenen Hauptbereich (3) aufweist, so dass der Hauptbereich (3) eine vertikale Zentralachse (4) bildet. Die Oberseite weist weiterhin einen Erkerbereich (6) auf, der an den Hauptbereich (3) angrenzt und sich von der Zentralachse (4) aus gesehen über einen begrenzten Winkelbereich (a) erstreckt. Der Lichtbogenofen weist einen Ofendeckel (8) auf, der das Obergefäß (7) an seiner Oberseite abdeckt. Der Lichtbogenofen weist eine horizontale Abdeckung (9) auf, durch die der Erkerbereich (6) abgedeckt ist. In dem Obergefäß (7) ist von der Zentralachse (4) aus gesehen innerhalb des begrenzten Winkelbereichs (a) eine mittels eines Verschlusses (10) verschließbare Öffnung angeordnet. Oberhalb der horizontalen Abdeckung (9) ist im Bereich der Öffnung eine Schutzabdeckung (11) angeordnet, mittels derer die horizontale Abdeckung (9) vor Metall- und Schlackespritzern geschützt ist, die beim Zuführen flüssigen Metalls zu dem Untergefäß (1) über die Tür (10) auftreten.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Lichtbogenofen,
    • wobei der Lichtbogenofen ein Untergefäß aufweist,
    • wobei das Untergefäß an seiner Oberseite einen Querschnitt aufweist, der einen von einem vertikal nach oben ragenden Obergefäß umgebenen Hauptbereich aufweist, so dass der Hauptbereich eine vertikale Zentralachse bildet,
    • wobei die Oberseite weiterhin einen Erkerbereich aufweist, der an den Hauptbereich angrenzt und sich von der Zentralachse aus gesehen über einen begrenzten Winkelbereich erstreckt,
    • wobei der Lichtbogenofen einen Ofendeckel aufweist, der das Obergefäß an seiner Oberseite abdeckt,
    • wobei der Lichtbogenofen eine horizontale Abdeckung aufweist, durch die der Erkerbereich abgedeckt ist.
    Stand der Technik
  • Ein derartiger Lichtbogenofen ist allgemein bekannt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • In vielen Fällen erfolgt das Chargieren flüssigen Metalls in einen Lichtbogenofen durch die Schlackentür. Die Schlackentür ist bei einem Lichtbogenofen der vorstehend genannten Art in einem dem begrenzten Winkelbereich gegenüberliegenden Winkelbereich angeordnet. In anderen Fällen ist das Chargieren flüssigen Metalls durch die Schlackentür nicht möglich. Dies ist insbesondere dann nicht möglich, wenn die Pfanne mit dem flüssigen Metall in dem begrenzten Winkelbereich angeliefert wird. Dort befindet sich auch die Abstichöffnung des Untergefäßes.
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, den Ofendeckel zu entfernen und das flüssige Metall von oben in das Untergefäß zuschütten. Diese Vorgehensweise ist möglich, wenn ein Kran - insbesondere ein abstichseitig angeordneter Kran - direkt über das Untergefäß fahren kann. Diese Vorgehensweise ist jedoch nachteilig. Insbesondere besteht ein Sicherheitsrisiko und besteht in manchen Fällen sogar eine Explosionsgefahr. Weiterhin treten deutliche zeitliche Verzögerungen und Energieverluste auf.
  • In den Fällen, in denen die Pfanne mit dem flüssigen Metall in dem begrenzten Winkelbereich angeliefert wird und demzufolge das Chargieren flüssigen Metalls durch die Schlackentür nicht möglich ist, ist an dem Untergefäß oftmals ein Trichter fest installiert, über den das flüssige Metall in das Untergefäß eingebracht werden kann. Auch diese Vorgehensweise ist mit Nachteilen behaftet. Insbesondere kann die Rinne, über welche das flüssige Metall in das Untergefäß geleitet wird, nicht vorgewärmt werden. Dadurch lagern sich dort Rückstände ab, sogenannte Verbärungen. Diese Rückstände müssen von Hand entfernt werden. Weiterhin entsteht während des Betriebs des Lichtbogenofens auf der Metallschmelze eine Schaumschlacke. Die Schaumschlacke kann bis zu dem Ort ansteigen, an dem der Trichter in das Untergefäß mündet. Dadurch kann die Öffnung zuwachsen. Auch hier ist nur eine manuelle Reinigung möglich. In beiden Fällen erfordert die manuelle Reinigung einen Stillstand des Lichtbogenofens.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer ein zuverlässiger und effizienter Betrieb eines Lichtbogenofens der eingangs genannten Art auch dann möglich ist, wenn die Pfanne mit dem flüssigen Metall in dem begrenzten Winkelbereich angeliefert wird.
  • Die Aufgabe wird durch eine Ofenanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Ofenanlage sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 14.
  • Erfindungsgemäß wird eine Ofenanlage der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
    • dass in dem Obergefäß von der Zentralachse aus gesehen innerhalb des begrenzten Winkelbereichs eine mittels eines Verschlusses verschließbare Öffnung angeordnet ist und
    • dass oberhalb der horizontalen Abdeckung im Bereich der Öffnung eine Schutzabdeckung angeordnet ist, mittels derer die horizontale Abdeckung vor Metall- und Schlackespritzern geschützt ist, die beim Zuführen flüssigen Metalls zu dem Untergefäß über die Öffnung auftreten.
  • Dadurch steht zunächst die Öffnung zur Verfügung, durch die hindurch das flüssige Metall dem Untergefäß zugeführt werden kann. Weiterhin kann diese Öffnung verschlossen werden. Durch die Schutzabdeckung ist schließlich auch die horizontale Abdeckung in geeigneter Weise geschützt. Die Schutzabdeckung ist somit keine Rinne, in der Metall fließen soll, sondern eine reine Schutzabdeckung.
  • Es ist zwar weiterhin eine Rinne für das flüssige Metall erforderlich. Diese Rinne ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch kein fest mit dem Lichtbogenofen verbundenes Element. Vielmehr kann die Rinne beispielsweise Bestandteil einer Transporteinrichtung sein, mittels derer die Pfanne mit dem flüssigen Metall transportiert wird. Auch eine Abdeckung für die Rinne und ein der Rinne vorgeordneter Trichter können Bestandteile der Transporteinrichtung sein.
  • Der begrenzte Winkelbereich beträgt in der Regel weniger als 90°. Beispielsweise kann er bei ca. 60° (+/-10°) liegen. Die horizontale Abdeckung ist üblicherweise an ihrer Oberseite wassergekühlt. Zum Öffnen und Schließen der Öffnung kann dem Verschluss eine Hydraulikzylindereinheit zugeordnet sein.
  • In aller Regel weist das Obergefäß an seiner Innenseite eine Wasserkühlung auf. Vorzugsweise weist daher die Schutzabdeckung einen Vorsprung auf, der über die Wasserkühlung hinaus nach innen in den Ofenraum hineinragt. Dadurch wird durch die Schutzabdeckung nicht nur die horizontale Abdeckung geschützt, sondern auch der Bereich des Obergefäßes unterhalb der Öffnung bzw. der Schutzabdeckung.
  • Vorzugsweise schließt der Verschluss im geschlossenen Zustand innen bündig mit dem Obergefäß ab und weist weiterhin der Verschluss an seiner Innenseite eine feuerfeste Bewehrung auf, die nach unten hin dicker wird. Dadurch wird beim anfänglichen Chargieren von Schrott die Schutzabdeckung vor dem Schrott geschützt. Dies gilt ganz besonders dann, wenn die feuerfeste Bewehrung des Verschlusses nach innen über die Schutzabdeckung hinausragt.
  • Vorzugsweise weist der Verschluss an seiner Unterseite eine Räumkante zum Abräumen von Schlacke und/oder Metallresten von der Oberseite der Schutzabdeckung beim Schließen des Verschlusses auf. Dadurch werden Verunreinigungen der Schutzabdeckung so weit wie möglich vermieden.
  • Vorzugsweise ist die Öffnung, bezogen auf den begrenzten Winkelbereich, außermittig angeordnet. Dies vereinfacht insbesondere den Zugang zum Abstichbereich des Untergefäßes, der meistens ebenfalls in dem Erkerbereich angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist die Schutzabdeckung in einem Halterahmen angeordnet, der lösbar an dem Obergefäß befestigt ist, insbesondere an dem Obergefäß eingehakt ist. Dadurch kann die Schutzabdeckung auf einfache Weise mit dem Obergefäß befestigt und auch wieder von ihm gelöst werden, so dass die Schutzabdeckung unabhängig vom Betrieb des Lichtbogenofens gewartet und eventuell auch repariert werden kann. Insbesondere ist eine Fortsetzung des Betriebs des Lichtbogenofens möglich, wenn während dieser Zeit die entfernte Schutzabdeckung durch eine andere Schutzabdeckung ersetzt wird.
  • Vorzugsweise ist die Schutzabdeckung als Blechwanne ausgebildet, die an ihrer Oberseite mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen ist. Diese Ausgestaltung ist einfach, robust, zuverlässig und kostengünstig.
  • Vorzugsweise ist die Schutzabdeckung in Richtung auf das Untergefäß zu geneigt, so dass auf die Schutzabdeckung auftreffendes Metall bzw. auf die Schutzabdeckung auftreffende Schlacke in das Untergefäß geleitet wird. Dadurch können Verunreinigungen der Schutzabdeckung auf ein Minimum reduziert werden. Der Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen liegt vorzugsweise bei mindestens 0,5° und maximal bei 10°. In der Regel liegt der Neigungswinkel zwischen 2° und 5°.
  • Vorzugsweise ist der Verschluss als schwenkbare Klappe ausgebildet, deren Schwenkachse horizontal verläuft und am oberen Rand der Klappe angeordnet ist. Diese Ausgestaltung hat sich in Versuchen als besonders vorteilhaft erwiesen.
  • Vorzugsweise besteht der Verschluss aus Kupfer. Dies erleichtert die Kühlung des Verschlusses. Weiterhin ist der Verschluss vorzugsweise wassergekühlt. Dadurch ist eine besonders gute Wärmeabfuhr möglich.
  • Das Zuführen flüssigen Metalls zum Lichtbogenofen erfolgt üblicherweise mittels eines zum Lichtbogenofen verfahrbaren Pfannenwagens mit einer kippbaren Pfanne. Auch vorliegend ist ein derartiger Pfannenwagen vorhanden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann insbesondere auf dem Pfannenwagen eine Schüttrinne angeordnet sein, deren Ende beim Verfahren des Pfannenwagens durch die Öffnung hindurch in das Innere des Lichtbogenofens verfahren werden kann. Dadurch kann in der Pfanne befindliches flüssiges Metall, ausgehend von der Pfanne, über die Schüttrinne in das Untergefäß gelangen. Die Rinne kann insbesondere beheizbar sein.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 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 eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
    • FIG 1
    einen Schnitt durch einen Lichtbogenofen mit einer geschlossenen Trennung,
    FIG 2
    einen Schnitt durch den Lichtbogenofen von FIG 1 mit geöffneter Öffnung,
    FIG 3
    den Lichtbogenofen von FIG 2 mit einem sogenannten Launder,
    FIG 4
    den Lichtbogenofen von FIG 1 von oben,
    FIG 5
    einen Teilbereich eines Obergefäßes des Lichtbogenofens und
    FIG 6
    einen Schnitt durch eine Schutzabdeckung.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die FIG 1 bis 4 zeigen denselben Lichtbogenofen und werden daher nachstehend gemeinsam erläutert.
  • Gemäß den FIG 1 bis 4 weist der Lichtbogenofen ein Untergefäß 1 auf. Das Untergefäß 1 ist in einem Unterbau 2 (üblicherweise als Wiege bezeichnet) gelagert. Das Untergefäß 1 weistsiehe insbesondere FIG 4 - an seiner Oberseite einen Querschnitt auf, der einen Hauptbereich 3 aufweist. Oftmals bildet der Hauptbereich 3 eine vertikale Zentralachse 4. Insbesondere sind die Elektroden 5 des Lichtbogenofens exakt oder zumindest annähernd gleichmäßig um die Zentralachse 4 herum verteilt angeordnet. Die Oberseite des Untergefäßes 1 weist weiterhin einen Erkerbereich 6 auf, der an den Hauptbereich 3 angrenzt. Der Erkerbereich 6 erstreckt sich von der Zentralachse 4 aus gesehen über einen begrenzten Winkelbereich α.
  • Der Lichtbogenofen weist weiterhin ein vertikal nach oben ragendes Obergefäß 7 auf, das sich ausgehend von der Oberseite des Untergefäßes 1 nach oben erstreckt und den Hauptbereich 3 umgibt. Das Obergefäß 7 weist üblicherweise an seiner Innenseite eine Wasserkühlung auf, in den FIG 1 bis 3 erkennbar durch die angedeuteten Kühlwasserrohre. Ein Ofendeckel 8 des Lichtbogenofens deckt das Ofengefäß 7 an seiner Oberseite ab. Weiterhin weist der Lichtbogenofen eine horizontale Abdeckung 9 (Erkerpanel) auf, durch die der Erkerbereich 6 abgedeckt ist.
  • Von der Zentralachse 4 aus gesehen ist in dem Obergefäß 7 innerhalb des begrenzten Winkelbereichs α eine Öffnung angeordnet. Die Öffnung ist von einem Verschluss 10 verschlossen. Der Verschluss 10 besteht vorzugsweise aus Kupfer. Weiterhin ist der Verschluss 10 vorzugsweise wassergekühlt. Der Verschluss 10 schließt im geschlossenen Zustand (siehe FIG 1) in der Regel innen bündig mit dem Obergefäß 7 ab. Weiterhin ist der Verschluss 10 vorzugsweise als schwenkbare Klappe ausgebildet, deren Schwenkachse 10' horizontal verläuft und am oberen Rand der Klappe bzw. des Verschlusses 10 angeordnet ist.
  • Oberhalb der horizontalen Abdeckung 9 ist im Bereich des Verschlusses 10 eine Schutzabdeckung 11 angeordnet. Mittels der Schutzabdeckung 11 ist die horizontale Abdeckung 9 vor Metall- und Schlackespritzern geschützt ist, die beim Zuführen flüssigen Metalls zu dem Untergefäß 1 über die Öffnung auftreten. Die Öffnung ist, bezogen auf den begrenzten Winkelbereich α, vorzugsweise außermittig angeordnet. Dies ist insbesondere aus FIG 4 ersichtlich, weil in FIG 4 die außermittig angeordnete Schutzabdeckung 11 erkennbar ist, welche ihrerseits unter der Öffnung angeordnet ist.
  • Das Zuführen flüssigen Metalls zu dem Untergefäß 1 über die Öffnung geschieht gemäß folgender Vorgehensweise:
    Ein Pfannenwagen 12 mit einer Pfanne 13, in der sich flüssiges Metall 14 befindet, wird zum Lichtbogenofen verfahren. Auf dem Pfannenwagen 12 ist zusätzlich eine Schüttrinne 15 angeordnet, üblicherweise als Launder bezeichnet. Bevor das Ende der Schüttrinne 15 das Untergefäß 1 erreicht, wird die die Öffnung geöffnet (der Verschluss 10 also entsprechend bewegt), so dass das Ende der Schüttrinne 15 durch die Öffnung hindurch in das Innere des Lichtbogenofens verfahren werden kann. Sodann wird die Pfanne 13 gekippt, so dass das flüssige Metall 14, ausgehend von der Pfanne 13, über die Schüttrinne 15 in das Untergefäß 1 gelangt. Sodann wird der Pfannenwagen 12 wieder vom Lichtbogenofen weg gefahren, so dass die Öffnung wieder verschlossen werden kann. Vor dem Kippen des flüssigen Metalls 14 in die Schüttrinne 15 wird die Schüttrinne 15 vorzugsweise aufgeheizt, beispielsweise mittels Gasbrennern.
  • Wie besonders deutlich aus den FIG 1 und 2 erkennbar ist, weist die Schutzabdeckung 11 einen Vorsprung 11' auf, der über die Wasserkühlung (Kühlwasserrohre) hinaus nach innen in den Ofenraum hineinragt. Im geschlossenen Zustand schließt der Verschluss 10 innen bündig mit dem Obergefäß 7 ab. Weiterhin weist der Verschluss 10 gemäß diesen beiden FIG vorzugsweise an seiner Innenseite eine feuerfeste Bewehrung 10" auf, die nach unten hin dicker wird. Die feuerfeste Bewehrung 10" kann insbesondere nach innen über die Schutzabdeckung 11 - einschließlich deren Vorsprung 11' - hinausragen.
  • Die Schutzabdeckung 11 ist vorzugsweise in einem Halterahmen 16 angeordnet, der seinerseits lösbar an dem Obergefäß 7 befestigt ist. Der Halterahmen 16 kann insbesondere an dem Obergefäß 7 eingehakt sein. Wie weiterhin aus der schematischen Darstellung in FIG 5 ersichtlich ist, ist die Schutzabdeckung 11 in Richtung auf das Untergefäß 1 zu geneigt. Der Neigungswinkel β gegenüber der Horizontalen liegt üblicherweise bei mindestens 0,5°, insbesondere bei mindestens 1° oder bei mindestens 2°. Dadurch wird erreicht, dass auf die Schutzabdeckung 11 auftreffendes Metall 14 bzw. auf die Schutzabdeckung 11 auftreffende Schlacke (nicht dargestellt) in das Untergefäß 1 geleitet wird. Weiterhin ist die Schutzabdeckung 7 gemäß FIG 6 üblicherweise als Blechwanne 17 ausgebildet, die an ihrer Oberseite mit einer feuerfesten Ausmauerung 18 versehen ist.
  • Der Verschluss 10 wiederum weist gemäß FIG 6 an seiner Unterseite vorzugsweise eine Räumkante 19 auf. Dadurch ist es möglich, beim Schließen des Verschlusses 10 Schlacke und/oder Metallreste von der Oberseite der Schutzabdeckung 11 abzuräumen.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Einer der Vorteile liegt in der Anordnung der Öffnung . Denn durch die außermittige Anordnung der Öffnung kann erreicht werden, dass die Öffnung einen Bereich des Erkerbereichs 6, der sich über einem Abstichloch des Untergefäßes 1 befindet, nicht verdeckt und auch den Zugang zu diesem Bereich des Erkerbereichs 6 nicht behindert. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Schüttrinne 15 kein fester Bestandteil des Lichtbogenofens ist und daher unabhängig vom Lichtbogenofen gewartet werden kann und auch vorgeheizt werden kann.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele 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.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Untergefäß
    2
    Unterbau
    3
    Hauptbereich
    4
    Zentralachse
    5
    Elektroden
    6
    Erkerbereich
    7
    Obergefäß
    8
    Ofendeckel
    9
    Abdeckung
    10
    Verschluss
    10'
    Schwenkachse
    10"
    Bewehrung
    11
    Schutzabdeckung
    11'
    Vorsprung
    12
    Pfannenwagen
    13
    Pfanne
    14
    Metall
    15
    Schüttrinne
    16
    Halterahmen
    17
    Blechwanne
    18
    Ausmauerung
    19
    Räumkante
    α
    Winkelbereich
    β
    Neigungswinkel

Claims (14)

  1. Ofenanlage mit einem Lichtbogenofen,
    - wobei der Lichtbogenofen ein Untergefäß (1) aufweist,
    - wobei das Untergefäß (1) an seiner Oberseite einen Querschnitt aufweist, der einen von einem vertikal nach oben ragenden Obergefäß (7) umgebenen Hauptbereich (3) aufweist, so dass der Hauptbereich (3) eine vertikale Zentralachse (4) bildet,
    - wobei die Oberseite weiterhin einen Erkerbereich (6) aufweist, der an den Hauptbereich (3) angrenzt und sich von der Zentralachse (4) aus gesehen über einen begrenzten Winkelbereich (α) erstreckt,
    - wobei der Lichtbogenofen einen Ofendeckel (8) aufweist, der das Obergefäß (7) an seiner Oberseite abdeckt,
    - wobei der Lichtbogenofen eine horizontale Abdeckung (9) aufweist, durch die der Erkerbereich (6) abgedeckt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass in dem Obergefäß (7) von der Zentralachse (4) aus gesehen innerhalb des begrenzten Winkelbereichs (α) eine mittels eines Verschlusses (10) verschließbare Öffnung angeordnet ist und
    - dass oberhalb der horizontalen Abdeckung (9) im Bereich der Öffnung eine Schutzabdeckung (11) angeordnet ist, mittels derer die horizontale Abdeckung (9) vor Metall- und Schlackespritzern geschützt ist, die beim Zuführen flüssigen Metalls zu dem Untergefäß (1) über die Öffnung auftreten.
  2. Ofenanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Obergefäß (7) an seiner Innenseite eine Wasserkühlung aufweist und dass die Schutzabdeckung (11) einen Vorsprung (11') aufweist, der über die Wasserkühlung hinaus nach innen in den Ofenraum hineinragt.
  3. Ofenanlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verschluss (10) im geschlossenen Zustand innen bündig mit dem Obergefäß (7) abschließt und dass der Verschluss (10) an seiner Innenseite eine feuerfeste Bewehrung (10") aufweist, die nach unten hin dicker wird.
  4. Ofenanlage nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die feuerfeste Bewehrung (10") des Verschlusses (10) nach innen über die Schutzabdeckung (11) hinausragt.
  5. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verschluss (10) an seiner Unterseite eine Räumkante (19) zum Abräumen von Schlacke und/oder Metallresten von der Oberseite der Schutzabdeckung (11) beim Schließen des Verschlusses (10) aufweist.
  6. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verschluss (10), bezogen auf den begrenzten Winkelbereich (α), außermittig angeordnet ist.
  7. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schutzabdeckung (11) einem Halterahmen (16) angeordnet ist, der lösbar an dem Obergefäß (7) befestigt ist, insbesondere an dem Obergefäß (7) eingehakt ist.
  8. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schutzabdeckung (11) als Blechwanne (17) ausgebildet ist, die an ihrer Oberseite mit einer feuerfesten Ausmauerung (18) versehen ist.
  9. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schutzabdeckung (11) in Richtung auf das Untergefäß (1) zu geneigt ist, so dass auf die Schutzabdeckung (11) auftreffendes Metall (14) bzw. auf die Schutzabdeckung (11) auftreffende Schlacke in das Untergefäß (1) geleitet wird.
  10. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verschluss (10) als schwenkbare Klappe ausgebildet ist, deren Schwenkachse (10') horizontal verläuft und am oberen Rand der Klappe angeordnet ist.
  11. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verschluss (10) aus Kupfer besteht.
  12. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Verschluss (10) wassergekühlt ist.
  13. Ofenanlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ofenanlage einen zum Lichtbogenofen verfahrbaren Pfannenwagen (12) mit einer kippbaren Pfanne (13) aufweist und dass auf dem Pfannenwagen (12) eine Schüttrinne (15) angeordnet ist, deren Ende beim Verfahren des Pfannenwagens (12) durch die Öffnung hindurch in das Innere des Lichtbogenofens verfahren werden kann, so dass in der Pfanne (13) befindliches flüssiges Metall (14), ausgehend von der Pfanne (13), über die Schüttrinne (15) in das Untergefäß (1) gelangen kann.
  14. Ofenanlage nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schüttrinne (15) beheizbar ist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696013A (en) * 1985-09-21 1987-09-22 Fuchs Systemtechnik Gmbh Vessel of a metallurgical furnace, especially of an arc furnace
US20200018550A1 (en) * 2016-12-02 2020-01-16 Tenova S.P.A. Convertible metallurgical furnace and modular metallurgical plant comprising said furnace for conducting production processes for the production of metals in the molten state, in particualr steel or cast iron
US20230133535A1 (en) * 2021-11-03 2023-05-04 Badische Stahl-Engineering Gmbh Slag door arrangement and cleaning method

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