METALLURGICAL INSTALLATION COMPRISING A PORTAL-LIKE STRUCTURE

Abstract: 1. Metallurgical installation comprising a portal-like structure with vertical supports and a plurality of vertical guide columns carried by the supports, each with a vertically movable electrode holder for accommodating heating electrodes, and a melting vessel which can be introduced into the portal, characterized in that the structure (1) has two platforms (3, 4), and in that the upper ends of the guide columns are mounted in the upper platform (4) and the lower ends of the guide columns are mounted in the lower platform (3).

Description: Metallurgische Anlage mit einem portal ähnlichen Gestell Die Erfindung betrifft eine metallurgische Anlage mit einem portalähnlichen Gestell mit senkrechten Stützen und mehreren, von den Stützen getragenen senkrechten Führungssaulen mit je einem senkrecht verfahrbaren Elektrodenhalter für die Aufnahme von Heizelektroden sowie mit einem in das Portal einfahrbaren Schmelzenbehälter. Durch die DE-OS 20 24 788 ist eine derartige metallurgische Anlage fur das Elektroschlacke-Umschmelzen von Abschmeiz- elektroden bekannt, bei dem die in zwei Koordinaten verfahrbaren Führungssäulen hängend an einem System von Laufwagen befestigt sind. Da die Elektroden mit den Elektrodenhaltern notwendigerweise einen erheblichen seitlichen Abstand von den Führungssäulen aufweisen, muss eine sehr aufwendige und komplizierte Führung der in horizontaler Richtung kreuzweise verfahrbaren Laufwagen angewandt werden, um eine ungewollte Schiefstellung der Führungssäulen zu vermeiden. Hierbei ist es nicht möglich, die Hebelwirkung der Elektroden, die mit ihren Elektrodenhaltern an sogenannten Elektrodentragarmen befestigt sind, durch Gegengewichte zu kompensieren, weil sich das Gewicht der Abschmelzelektroden laufend ändert. Der zu treibende Aufwand für die stabile Aufhängung der Führungssäulen ist daher nicht für alle Anwendungsfälle tragbar. Durch die DE-AS 21 11 047 ist eine metallurgische Anlage bekannt, bei der die Führungssäulen mit ihren galgenartig ausladenden Elektrodentragarmen teleskopartig in Führungskörpern geführt sind. Auch diese Ausführungsform macht eine sehr aufwendige Konstruktion der Führungssäulen erforderlich, da diese freitragend ausgeführt sind und je nach der jeweils ausgefahrenen Länge unterschiedlichistark auf Biegung beansprucht werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine metallurgische Anlage der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, die ein verhältnismässig leichtes Gestell mit schlanken Führungssäulen aufweist, die nicht übermässig von Biegekräften beansprucht werden. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen metallurgischen Anlage er findungsgemass dadurch, dass das Gestell zwei Plattformen aufweist und dass die oberen Enden der Führungssäulen in der oberen Plattform und die unteren Enden der Führungssäulen in der unteren Plattform gelagert sind. Durch die beiden Plattformen, deren vertikaler Abstand der Länge der Führungssäulen entspricht, werden zwei Bezugsebenen geschaffen, in denen die Führungssäulen festgelegt sind. Infolgedessen stellt jede Plattform bzw. Bezugsebene ein in sich geschlossenes Kräftesystem dar, das keine Querkräfte auf die Stützen überträgt. Durch die statisch bestimmte beidseitige Lagerung der Führungssäulen lassen sich diese mit einem erheblich geringeren Widerstandsmoment, d.h. "schlanker" ausführen, was zu einer erheblichen Material- und damit Gewichtsersparung beiträgt. Durch die schlanke Ausführung der Führungssäulen und damit des Gestells wird eine gute Zugänglichkeit der gesamten Umgebung der Elektroden und des Schmeizenbehälters gewährleistet. Die Erfindung findet in ganz besonders vorteilhafter Weise Anwendung bei sogenannten Pfarnenöfen in denen metallurgische Reaktionen mittels dreier aus Graphit bestehender Permanentelektroden durchgeführt werden. Derartige Ufen besitzen üblicherweise einen Ofendeckel mit Löchern für den Eintritt der Elektroden, die trotz ihres allmählichen Verbrauchs als Permanentelektroden bezeichnet werden. Die Ausbildung des Ofengestells als "Portal" ermöglicht in üblicher Weise ein Einfahren des Pfannenofens in das Gestell, d.h. unter die unterste Plattform. Die Anbringung der Führungssäulen zwischen zwei Plattformen oberhalb des Schmeizenbehälters ermöglicht das engere Aneinanderrücken der Führungssäulen, da der Abstand der Führungssäulen nicht mehr durch den Bewegungsspielraum des Schmelzenbehälters.bestimmt wird. Dies führt wiederum zu sehr kurzen Elektrodentragarmen, die im Grunde nur noch aus dem Elektrodenhalter mit seinen Klemmbacken und aus den Betätigungsmechanismen bestehen. Dadurch liegen die Resonanzschwingungen der Tragarme weit abseits von den mit Netzfrequenz auftretenden elektromechanischen Kräften. Auch die Länge der Hochstromzuführungen lässt sich durch Unterbringung zwischen zwei Tragarmen begrenzen, so dass niedrige Verluste auftreten. Es ist dabei besonders vorte hart, wenn die beiden Plattformen aus kongruenten Rahmentragwerken bestehen. Einzelheiten werden dabei anhand der Figur 2 noch näher erläutert. Es ist schliesslich besonders vorteilhaft, wenn die oberen Enden der Führungssäulen in radialer Richtung zur Achse des Schmeizenbehälters um Schwenklager verstellbar sind, die in der unteren Plattform angeordnet sind. Hierdurch lassen sich die Elektroden in der Weise zueinander neigen, dass in der Höhe des Badspiegels im Schmelzenbehälter ein kleinerer Teilkreisdurchmesser für die El ektrodenachsen erreicht wird und dass in Deckelhöhe ein ausreichend grosser Querschnitt des Deckelmaterials zwischen den Elektroden verbleibt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren l bis 3 näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht einer vollständigen metallurgischen Anlage, FigLr 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand von Figur 1 und Figur 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Figur 1 in vergrössertem Massstab. In Figur 1 ist ein portalähnliches Gestell 1 mit senkrechten Stützen 2 dargestellt, die in zwei Ebenen durch zwei Plattformen 3 und 4 miteinander verbunden sind. Dabei sind die Stützen 2 von unten nach oben durchgehend ausgebildet und in die Plattformen integriert, wie insbesondere Figur 2 zeigt. Gemäss Figur 2 bestehen die Plattformen aus kongruenten Rahmentragwerken, die in der angegebenen, massstäblich zu wertenden Weise aufgebaut sind. Ein äusserer, rechteckiger Rahmen besteht aus den Profilen 5 und 6, die an den Ecken miteinander verschweisst sind. Parallel zu den Profilen 6 verlaufen drei weitere Innenprofile 7, 8 und 9, und zwischen den Innenprofilen 8 und 9 erstrecken sich wiederum - parallel zu den Profilen 5 - zwei weitere Innenprofile 10 und 11. Die Profile 7/8, 5/10 und 5/11 sind wiederum durch paarweise und parallel zueinander angeordnete Traversen 12, 13 und 14 verbunden, wobei die Mittenebenen zwischen den Traversen unter einem Winkel von 120 Grad zueinander ausgerichtet sind. Zwischen den Traversen befinden sich Führungssäulen 15, 16 und 17. Dabei sind die oberen Enden dieser Führungs- säulen mittels der genannten Traversen in der oberen Plattform 4 und die unteren Enden der Führungssäulen in der unteren Plattform 3 gelagert, wie sich dies aus Figur 1 ergibt. Die unteren Enden der Führungssäulen sind dabei in Schwenklagern 18 innerhalb der unteren Plattform 3 gelagert. Von diesen Schwenklagern ist in Figur 1 nur eines dargestellt. Diese Schwenklager ermöglichen es, die oberen Enden der Führungssäulen in radialer Richtung innerhalb der oberen Plattform 4 zu verschwenken, wie dies durch den Doppelpfeil 19 symbolisiert ist. Die "radiale Richtung" ist dabei jeweils auf die Achse des Schmelzenbehälters 20 bezogen, wie sich dies unschwer aus Figur 2 ergibt. Jede der Führungssäulen 15 bis 17 trägt einen auf der Führungssäule verfahrbaren Schlitten 21 mit einem radial einwärts gerichteten Elektrodentragarm 22, der an seinem inneren Ende einen Elektrodenhalter 23 trägt, in den die weiter oben beschriebene Elektrode 24 eingesetzt ist. Der Schmel zenbehäl ter 20, der auch als Pfanne bezeichnet werden kann, ist mittels eines Gurtes 25 und zwei nicht näher bezeichnete diametrale Lagerzapfen in entsprechende Aufnahmen 26 eines Fahrgestells 27 eingesetzt, das mit Hilfe von Rädern 28 auf Schienen 29 unter die unterste Plattform 3 in das portalähnliche Gestell 1 einfahrbar ist und in Betriebsstellung die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Position einnimmt. Der Schmelzenbehälter 20 besitzt einen Deckel 30 mit entsprechenden Uffnungen für den Durchtritt der Elektroden 24. Der Deckel 30 ist mittels einer nicht näher bezeichneten und an der Plattform 3 befestigten Hubeinrichtung abhebbar. Einzelheiten der Elektrodenhalter 23 sind an sich bekannt. In aller Regel sind die Elektrodentragarme mit Klemmbacken, Führungselementen, Federpaketen und Betätigungseinrichtungen wie Pneumatikzylinder zum Uffnen der Klemmbacken ausgestattet. Wie aus Figur 2 ersichtlich, besitzen die beiden Plattformen im Bereich oberhalb des Schmelzenbehälters 20 einen grösseren Ausschnitt. Durch den Ausschnitt in der unteren Plattform 3 führen die Elektroden (wie gezeigt), die Absaugleitung, eine Messlanze und eine Einrichtung zur Chargierung (jeweils nicht gezeigt) zum Deckel 30. Der Ausschnitt in der oberen Plattform dient zum Auswechseln und Ansetzen weiterer Elektrodenabschnitte, wobei das Ansetzen neuer Elektrodenabschnitte in herkömmlicher Weise durch Nippel geschieht, die die Form von mit Gewinde versehenen Doppel kegeln aufweisen (DE-OS 30 43 318). Figur 1 zeigt noch, in welcher Weise das Anneoen und Absenken der Schlitten 21 geschieht: Im Innern der hohl ausgebildeten Führungssäule befindet sich ein Druckmittelzylinder 31 mit einer Kolbenstange 32 und einer Seilrolle 33. Eine weitere Seilrolle 34, ist im oberen Ende der jeweiligen Führungssäule befestigt, die zum Zwecke einer ausladenden Lagerung der Seilrolle 34 einen Ausleger 35 besitzt. Durch die strichpunktiert angedeutete Führung eines Seils 36 und die Befestigung dieses Seils an dem Schlitten 21, lässt sich dieser Schlitten um das doppelte Mass absenken oder anheben, wie die Kolbenstange 32 in der entsprechenden Gegenrichtung bewegt wird. Durch die Unterbringunc des Hubantriebes für die Elektroden in den Führungssäulen ergibt sich ein sehr übersichtlicher Aufbau in Verbindung mit einem vollständigen Schutz des Druckmittelantriebs. In Figur 3 ist dargestellt, dass die Führungssäule 16 (die stellvertretend auch für die Führungssäulen 15 und 17 steht) aus einem Rohr 16a besteht, auf das an diametral gegenüberliegenden Seiten U-förmige Kastenprofile 16b angeschweisst sind. Hierdurch werden auf beiden Seiten des Rohres 16a Hohlräume 16c und 16d gebildet, die für die Hin- und Rückleitung eines Kühlmittels dienen können. Der Druckmittelzylinder 31 ist auf diese Weise völlig geschützt im Innern des Rohres 16a untergebracht. Auf den gegenüberliegenden Aussenseiten der Kastenprofile 16b sind vertikale Führungsschienen 37 befestigt, auf denen sich Führungsrollen 40 in Vförmiger Anordnung abwälzen, die über Lagerkörper 38 mit einem Rahmen 39 verbunden sind, der den äusseren Teil eines jeden Führungsschlittens 21 bildet. Durch die V-förmige Anordnung der Führungsrollen 40 werden nur vier Führungssysteme je Führungsebene benötigt. Dies bedeutet einen erheblich reduzierten Aufwand gegenüber den üblichen Führungen mit acht Rollen je Führungsebene bei Ufen mit ähnlichen Ofenströmen. Die Lage des Elektrodentragarmes 22 ist nur angedeutet. Aus Figur 1 ergibt sich wiederum, dass bei einer radialen Verschwenkung des oberen Endes der Führungssäule 16 nach aussen, d.h. in Richtung auf den rechten Blattrand die zugehörige Elektrode 24 eine Schwenkbewegung um den gleichen Winkel ausführt. Dies führt dazu, dass sich die Elektrode 24 im Bereich ihres Durchgangs durch den Deckel 30 nur in geringem Masse radial nach aussen bewegt, da das Schwenklager 18 nur in geringem Abstand oberhalb des Deckels 30 angeordnet ist. Das untere Ende der Elektrode 24 führt jedoch eine Schwenkbewegung mit zwar gleichem Drehsinn, aber in entgegengesetzter Richtung aus, nämlich radial nach innen. Da die radiale Verschwenkung in gleichem Masse für alle Führungssäulen durchgeführt werden, bewegen sich die Elektrodenachsen im Bereich des Schmelzenspiegels, den man sich etwa im Bereich des Gurtes 25 denken kann, in Richtung auf einen kleineren Teilkreis.

Claims: A N S P R O C H E: 1. Metallurgische Anlage mit einem portalähnlichen Gestell mit senkrechten Stützen und mehreren, von den Stützen getragenen senkrechten Führungs säulen mit je einem senkrecht verfahrbaren Elektrodenhalter für die Aufnahme von Heiz elektroden sowie mit einem in das Portal ein fahrbaren Schmelzenbehälter, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gestell (1) zwei Platt formen (3, 4) aufweist, und dass die oberen Enden der Führungssäulen in der oberen Platt form (4) und die unteren Enden der Führungssäulen in der unteren Plattform (3) gelagert sind. 2. Metallurgische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformen (3, 4) aus kongruenten Rahmentragwerken bestehen. 3. Metallurgische Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrechten Stützen (2) in die Plattformen (3, 4) integriert sind. 4. Metallurgische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Enden der Führungssäulen (15, 16, 17) in radialer Richtung zur Achse des Schmeizenbehälters (20) um in der unteren Plattform (3) angeordnete Schwenk lager (18) verstellbar sind. 5. Metallurgische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäulen (15, 16, 17) als Hohl körper ausgebildet sind und dass in ihnen je ein Druckmittelzylinder (31) für den Antrieb eines Seils (36) angeordnet ist, das zum Zwecke eines Hebens oder Senkens mit dem zugehörigen Schlitten (21) verbunden ist. 6. Metallurgische Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäulen (16) aus einem Rohr (16a) mit zwei seitlich angesetzten Kastenprofilen (16b) bestehen, in denen sich Hohl räume (16c, 16d) für die Hin- und- Rückleitung eines Kühlmittels befinden. 7. Metallurgische Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Aussenseiten der Kasten profile (16b) Führungsschienen (37) für den Schlitten (21) befestigt sind. 8. Metallurgische Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass im Schlitten (21) auf die Führunss- schienen (37) ausgerichtete Rollen (40) angeordnet sind, deren Achsen paarweise V-förmig zueinander aus gerichtet sind.

Inventors: HENN, ALFRED, STENZEL, OTTO, DR.
Applicants: LEYBOLD AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: C21C7
IPC codes: H05B7, C21C7