DE3115166A1 - Deckel fuer einen lichtbogenofen - Google Patents

Description

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Pennsylvania 15201,USA

Deckel für einen Lichtbogenofen

Die Erfindvmg betrifft einen Deckel für einen Lichtbogenofen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elektrische Lichtbogenöfen weisen im allgemeinen einen metallischen Mantel und eine hitzebeständige Auskleidung auf, die einen tiegelförmigen Schmelzraum begrenzt. Die Oberseite der vertikalen Seitenwand wird durch einen Deckel abgedeckt, der angehoben und von dem Ofen weggeschwenkt werden kann, um eine Füllung des Gefäßes zu ermöglichen. Da in einem Lichtbogenofen sehr hohe Temperaturen auftreten, wird das hitzebeständige Material stark abgenutzt. Um die Standzeit der hitzebeständigen Auskleidung zu verlängern, werden Kühlleitungen in die hitzebeständige Auskleidung eingebettet. Trotz Verwendung derartiger Kühlleitungen ist es jedoch noch erforderlich, periodisch die Auskleidung aus hitzebeständigem Material zu erneuern, wofür ein beträchtlicher Kostenaufwand und Zeitaufwand erforderlich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Konstruktion eines Deckels für einen Lichtbogenschmelzofen anzugeben, der eine gute Kühlung und einen einfachen Austausch von Elementen ermöglicht, ohne daß eine vollständig neue Auskleidung erforderlich ist.

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Gemäß der Erfindung weist ein derartiger Deckel ein inneres und ein äußeres Ringglied auf, welche Ringglieder durch querverlaufende Verbindungsglieder miteinander verbunden sind, um einen Rahmen mit einer Anzahl von offenen Feldern zwischen diesen Gliedern zu bilden, in denen jeweils ein hohler Wandabschnitt angeordnet ist. An den radialen Verbindungsgliedern sind Aufhängeeinrichtungen angeordnet, die an einem angrenzenden Wandabschnitt lösbar angreifen und mit den Wandabschnitten und den Ringgliedern sind Zuführleitungen für Kühlmittel verbunden, um den Ringgliedern und Wandabschnitten Kühlmittel zuzuführen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht entlang der Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Deckel gemäß der Erfindung, Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2; und Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung entsprechend der Schnittansicht in Fig. 1.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Deckel 10 für einen Lichtbogenofen, von dessen Körper nur das obere Ende 12 dargestellt ist. Das Gefäß des Lichtbogenofens ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und weist beispielsweise einen tiegelförmigen Schmelzraum und eine zylindrische Seitenwand auf. Derartige Lichtbogenofen sind meist auf einem Schwenkmechanismus angeordnet, um geschmolzenes Metall über eine Ausgußschnauze ausgießen zu können. An dem Deckel 10 kann ferner ein Hebewerkzeug in Eingriff gebracht werden, um diesen anzuheben und von dem Lichtbogenofen wegzuschwenken, so daß eine Charge aus geschmolzenem Metall, Schrott oder sonstigen Materialien eingefüllt werden kann. In an sich bekannter Weise erstrecken sich ferner Elektroden 14 durch Öffnungen 16 in den Deckel, die zum Erhitzen der Charge dienen.

Der Deckel 16 weist ein inneres Ringglied 18 und ein äußeres Ringglied 20 auf, welche Glieder durch radial verlaufende Verbindungsglieder 22 miteinander verbunden sind. Durch die von den Gliedern 18,20 und 22 gebildete Rahmenstruktur werden eine Anzahl von offenen Bereichen zwischen diesen Gliedern begrenzt. In jedem

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dieser Bereiche ist ein hohler Kühlwandabschnitt 2 4 angeordnet, der entsprechend den Abmessungen der Bereiche die Form eines Kreisringsegments besitzt, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Das innere Ringglied 18 ist hohl ausgebildet und an der Unterseite eines Bundrings 26 befestigt, der aus parallel und coradial verlaufenden, übereinander angeordneten ebenen Ringgliedern 2 8 und besteht, die durch eine Anzahl Rippenglieder 32 miteinander verbunden sind, die sich im wesentlichen senkrecht zu den ebenen Ringgliedern 28,30 erstrecken. An dem Innenumfang des Bundrings ist ein zylindrischer Ring 34 befestigt, der sich nach unten bis unter das Niveau des Ringglieds 18 erstreckt. Ein kegelstumpfförmiger Stirnring 36 ist an der Innenfläche des Rings 34 befestigt. In dem Spalt zwischen den Ringen 34 und 36 ist hitzebeständiges Material 38 angeordnet. Eine Ringleitung 40 ist zwischen den unteren Enden der Ringe 34,36 angeordnet.

An dem äußeren Ringglied 20 ist ein zylindrischer Ring 42 an dessen Unterseite befestigt. Eine zweite Ringleitung 4 8 ist an der Unterkante des zylindrischen Rings 42 angeordnet. Der Ring 42 und die Ringleitung 48 erstrecken sich nach unten bis etwa zur Höhe der Unterkante der Wandabschnitte 24, und ein dazwischen vorhandener Zwischenraum ist mit hitzebeständigem Material 50 ausgefüllt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das innere Ringglied 18 etwas höher als das äußere Ringglied 20 angeordnet. Die Verbindungsglieder 22, die aus kurzen I-Trägern gebildet sind, sind an ihrem inneren Ende an dem' Ringglied 18 und am anderen Ende mit der Unterseite des Ringglieds 20 und der Innenfläche des Rings 42 verbunden. Deshalb sind die Verbindungsglieder 22 zum Rande des Dekkels nach unten geneigt, so daß die durch die Glieder 18,20 und gebildete Rahmenstruktur im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

Die Wandabschnitte 2 4 bestehen aus oberen und unteren Platten 52 und 54, welche die Form eines Ringsegments besitzen. Die Platten 52 und 54 werden in einer parallelen Anordnung durch vordere und hintere Wände 56,58 und durch konvergierende Seitenwände 60 und 62 gehalten, so daß die Wandabschnitte 24 einen Innenraum 55 begrenzen. An der Innenfläche der Platten 52,5 4 sind eine Anzahl von Umlenkblechen 64 angeordnet, die konzentrisch und parallel zu den

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vorderen und hinteren Wänden 56,58 verlaufen. Die Umlenkbleche 64 können sich auch über die Mittellinie des Innenraums 55 erstrecken, um einen gewundenen Strömungsweg zwischen den vorderen und hinteren Wänden 56,58 zu bilden.

Die Wandabschnitte 24 sind an den Verbindungsgliedern 22 jeweils mit Hilfe von zwei Tragarmen 66 aufgehängt. Jeder Tragarm 66 besteht aus einer Tragarmplatte 68, von der eine Kante an dem oberen Flansch des zugeordneten Verbindungsglieds 22 befestigt ist, und die in einer im wesentlichen horizontalen Lage mit Hilfe einer Stützstange 70 angeordnet ist, deren Oberkante an dem freien Ende der Platte 68 befestigt ist und deren Unterkante an dem oberen Flansch des Verbindungsglieds 22 befestigt ist. Die Seitenwand 60 erstreckt sich im wesentlichen quer zu dem Verbindungsglied 22 nach außen über die Kanten davon. Auf der Oberseite jedes Wandabschnitts 2 4 unter den seitlichen Enden jeder der Seitenwände 60 sind parallel zueinander Zapfenlager 72 mit einer vertikalen

ist

Orientierung angeordnet. Der Kopf eines I-Bolzens 74/zwischen jeweils zwei Zapfenlagern 72 mit einem Zapfen 76 gelagert.Jeder Bolzen 74 erstreckt sich nach oben von den Zapfenlagern 72 durch eine Öffnung 78 in der Platte 68. Die Bolzen sind am oberen Ende mit einem Gewinde versehen, auf die eine Mutter 80 aufgeschraubt ist, so daß durch diese Einrichtung die Wandabschnitte 24 zwischen, den Gliedern 18,20 und 22 gehaltert sind. Die Zapfen 76 ermöglichen eine Schwenkbewegung der Bolzen 76, so daß kleine Fehlausrichtungen zwischen den Tragarmen 66 und den Zapfenlagern 72 aufgenommen werden können, und damit unterschiedliche Ausdehnungen ebenfalls aufgenommen werden können. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist hitzebeständiges Material 81 zwischen den Seiten angrenzender Wandabschnitte 24 angeordnet. Um einen Wandabschnitt 24 während der Montage abzustützen, kann ein Tragarm 82 an jeder oberen Platte 52 etwa im Bereich des Schwerpunkts befestigt wer-

G inc

den.Für s zusätzliche Abstützung der Wandabschnitte 24 können Ansätze 83 an jeder oberen Platte 52 und angrenzend an die vorderen und hinteren Wände 56,58 angeordnet werden, um eine Befestigung an Tragarmen 84 zu ermöglichen, die an den Ringgliedern 18,20 befestigt sind.

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Der Ringleitung 48 wird Kühlwasser zugeführt, das entlang parallelen Strömungswegen durch Rohrleitungen 85 zu dem hohlen Ringglied 20 fließt. Leitungen 86 führen das Kühlwasser von dem Ringglied 2O zu jedem der Wandabschnitte 24, so daß Kühlwasser entlang dessen Innenwand fließt. Leitungen 88 führen das Kühlwasser zu dem inneren Ring 22 und Leitungen 90 von dem Ring 22 zu der Ringleitung 40. Erhitztes Kühlwasser fließt aus dem Ringglied 18 über Leitungen 92 ab.

An dem Deckel 10 kann eine Abzugsöffnung 94 für Rauchgas vorgesehen sein, das durch eine Kühlwendel 96 gekühlt wird. Eine Ein-IMi leitung 98 verbindet die KUhlwondel 96 mit einer Zuführeinrichtung für Kühlwasser und eine Auslaßleitung 100 stellt eine Verbindung mit dem Ringglied 18 her. Eine Abzugshaube 102 ist über der Abzugsöffnung 94 zur Ableitung von Rauch und heißen Gasen angeordnet, um diese einer Reinigungseinrichtung zuzuführen. An der Innenseite des Rings 36 ist ein gewölbter Deckelabschnitt 104 abgestützt, der in Fig. 1 in gestr.lrhe.lten Linien dargestellt ist. Der Deekelabschnitt 104 kann eine an sich bekannte Konstruktion aufweisen und enthält vorzugsweise hohle Abschnitte für eine Zirkulation von Kühlwasser. In diesem Deckelabschnitt 104 sind die öffnungen 16 für die Elektroden 14 ausgebildet.

Der beschriebene Deckel für einen Lichtbogenofen ermöglicht eine mis ι eichende Kühlung,um den Betrieb des Llohtboyenofenn hol hohf-n Temperaturen zu ermöglichen. Wenn es erforderlich werden sollte, irgendwelche der Wandabschnitte 2 4 auszutauschen, kann dies schnell und verhältnismäßig einfach dadurch erfolgen, daß die Wasseranschlüsse abgekuppelt und die Muttern 80 entfernt werden. Ein neuer Wandabschnitt 24 kann dann wieder in der beschriebenen Weise In-fV'Htifjt werden, so daß nur eiru· verhält lU.'uuSßiq cjetinqti Mcnqe von hitzebeständigem Material ersetzt werden muß.

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Claims (1)

1. Deckel für einen Lichtbogenofen, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Rahmenstruktur aufweist, die aus einem äußeren Ringglied (20), einem inneren Ringglied (18) und diese Ringglieder verbindenden radialen Verbindungsgliedern (22) besteht, daß in den Bereichen zwischen diesen Gliedern jeweils ein hohler Kühlwandabschnitt (24) mit einer Aufhängeeinrichtung (72,74) an den angrenzenden Verbindungsgliedern (22) befestigt ist, und daß zwischen den Kühlwandabschnitten (24) lösbare Verbindungsleitungen für eine Kühlmittelzufuhr in den Innenraum der Kühlwandabschnitte vorgesehen sind.

   Deckel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Ringglieder (18,20) Ringleitungen sind, die mit dem Innenraum der Kühlwandabschnitte (24) in Verbindung stehen, und daß in dem Innenraum der Kühlwandabschnitte Umlenkbleche (64) derart angeordnet sind, daß die Kühlmittelströmung gewunden verläuft.

   Deckel nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeeinrichtungen Tragarme (66) aufweisen, die an den Verbindungsgliedern (22) befestigt sind, und daß eine verschwenkbare Kupplungseinrichtung (72,74,80) auf der Oberseite jedes Kühlwandabschnitts (2 4) angeordnet ist, die an dem betreffenden Tragarm befestigt ist und die Aufnahme von relativen Fehlausrichtungen ermöglicht.

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   Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Aufhängeeinrichtungen (72,74,80) an jedem der radialen Verbindungsglieder (22) befestigt sind, und daß die beiden Aufhängeeinrichtungen an dem einen beziehungsweise dem anderen von zwei angrenzenden Kühlwandabschnitten (24) angreifen.

   Deckel nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Kühlwandabschnitte (2 4) Zapfenlager (72) befestigt sind, in denen ein querverlaufender Zapfen (76) an einem Bolzen (74) gelagert ist, und daß auf das andere Ende des Bolzens (74) eine Mutter (80) aufgeschraubt ist, die auf der Oberseite des betreffenden Tragarms (66) angreift, so daß durch Verschwenken der Aufhängeeinrichtungen Fehlausrichtungen und Ausdehnungseffekte aufnehmbar sind.

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