ARC FURNACE

Abstract: 1. An electric arc furnace comprising - a furnace vessel upper casing portion which at least partially comprises a lining with water-cooled wall elements, and - a furnace vessel lower casing portion with a refractory lining, wherein the furnace vessel casing has vertical ribs on its outer cylindrical surface, characterised in that - the lining of the furnace vessel lower casing portion (3) comprises refractory bricks with a high degree of heat transmission, and - only the furnace vessel lower casing portion (3) has ribs (7) which are suitable for air cooling in that they form completely or partially closed cooling passages (8) which are extended to below the furnace charging floor (5), - that funnel-shaped guide plates (10) are provided for directing the flow of air, with an annular gap (6) between the tippable furnace charging floor (5) and the furnace vessel (1), and - the ribs (7) are welded to the furnace vessel casing (3) or are produced in one piece therewith.

Description: Die Erfindung betrifft ein Schmelzgefäss, insbesondere Lichtbogenofen, mit feuerfester Auskleidung oder teilweiser Auskleidung mit wassergekühlten Wandelementen, Lichtbogenöfen mit Ausgussschnauze oder Bodenabstich werden heutzutage mit hohen elektrischen Leistungen und kurzen Chargenzeiten gefahren. Diese Ofenfahrweise bedingt den Einsatz von hochverschleissfester Ausmauerung oder wassergekühlten Wandelementen sowie wassergekühlten Deckeln. Die im Schmelzgefäss vorhandene Ausmauerung, insbesondere im Bereich unmittelbar über der-Schlackenzone und an den hot spots, ist infolgedessen einer steigenden Belastung ausgesetzt, die einen früheren Verschleiss zur Folge hat und damit zum öfteren Auswechseln der verschlissenen Teile zwingt. Um die Haltbarkeit der Ausmauerung in den gefährdeten Bereichen zu verbessern, wurden spezielle Steinqualitäten, wie beispielsweise kohlenstoffhaltige Steine, entwickelt. Mit diesen Steinqualitäten lassen sich infolge des hohen Wärmedurchgangs längere Standzeiten erreichen. Der hohe Wärmedurchgang führt nicht nur örtlich, sondern auch grossflächig zur Uberhitzung der Mantelbleche. Bei Mantelblechen, deren radiale Dehnung behindert ist, wirkt sich diese hohe Temperaturbelastung in der Weise aus, dass Verformungen der Mantelbleche auftreten, die letztlich zur Zerstörung nicht nur der Mantelbleche selbst, sondern auch des Stützgerüstes des Schmelzgefässes führen können. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schmelzgefässkonstruktion zu entwickeln, die den Einsatz der zuvor genannten optimierten Steinqualitäten ermöglicht, ohne dass die aufgezeigten Nachteile entstehen. Diese Aufgabe wird in der Weise gelöst, wie es in den Patentansprüchen angegeben ist. Durch die Anordnung von vertikalen Rippen, Vorsprüngen oder dergl. im Bereich der feuerfesten Auskleidung des Schmelzgefässes wird die wärmeabgebende Ofenfläche ver grössert, so dass im Gefässmantel ein Wärmestau verhindert wird. Die vertikale Anordnung der Rippen oder dergl. erweist sich insofern als besonders vorteilhaft, als eine natürliche, gerichtete Luftströmung mit guter Konvektion erzielbar ist und die radiale Wärmedehnung des Gefässmantels nicht behindert wird. Die Rippen, Vorsprünge oder dergl. lassen sich ganzflächig an den Gefässmantel anschweissen, worunter eine Schweissverbindung uber die gesamte Stirnfläche der Rippen, die am Gefässmantel anliegen, zu verstehen ist. Andererseits kann es auch zweckmässig sein, die Rippen oder dergl. mit durchgehenden oder aber unterbrochenen Rehinähten an den Gefässmantel anzuschweissen. Als Rippen, Vorsprünge usw. sind eine ganze Reihe von Ausführungsformen denkbar. Man kann Rippen aus Blechstreifen, Profilstählen (z.B. L-, T-, U-Profilen usw.) oder Hohlprofilen herstellen. Als Material zur Herstelung der Rippen lässt sich Stahl, Stahlguss, Grauguss, Nichteisenmietall oder Verbunametall verwenden. Der Gefässmantel mit Rippen oder dergl. lässt sich aber auch so herstellen, dass dieser Mantel aus mehreren Mantelsegmenten besteht, wobei die einzelnen Mantelsegmente T-, U- oder L-Profile sind, die durch vertikales Aneinanderschweissen den Gefässmantel mit Rippen bilden. Die am Gefässmantel angeordneten Rippen, Vorsprünge oder dergl. können, was sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, so gestaltet werden, dass durch ihre Formgebung vollständig oder teilweise geschlossene vertikale Kühlkanäle gebildet werden. Um die natürliche Luftströmung durch die somit entstandenen Kühlkanäle noch zu verbessern, ist es zweckmässig, den Ringspalt zwischen der Kippbühne des Ofens und dem Ofengefässmantel so gross zu bemessen, dass die Breite des Ringspaltes mit den Abmessungen der durch die Rippen am Gefässmantel gebildeten Kühlkanäle übereinstimmt. Der Luftumsatz zur Verbesserung der Konvektion an der Schmelzgefässwand lässt sich gegebenenfalls noch weiter verbessern, wenn man eine Fremdbelüftung durch Ventilatoren vorsieht Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Ansicht eines Lichtbogen Ofengefässes, Fig. 2 bis 7 ausschnittsweise Horizontalschnitte des Ofengefässmantels. Das Ofengefäss 1 nach Fig. 1 weist ein Gefässmantel-Oberteil 2 und ein Gefässmantel-Unterteil 3 auf. Oberteil und Unterteil sind im Ubergangsbereich von Wandelementen und Ausmauerung getrennt, um ein unabhängiges Arbeiten bei Temperaturbeanspruchung zwischen beiden Teilen zu gewährleisten. An den Trennstellen sind Gefässmantel-Ober- und-Unterteil durch (nicht dargestellte) Schraubverbindungen lösbar miteinander verbunden. Am Gefässmantel-Unterteil 3 erkennt man die vertikalen Rippen 7, mit denen dieser Mantelteil rinosum versehen ist. Diese Rippen 7 dienen der Vergrösserung der wärmeabgebenden Oberfläche und sollen insofern einen Wärmestau im Gefässmantel vermeiden. Die Stützen des Ofen-Traggerüstes sind mit 4 bezeichnet. Um das Gefässmantel-Unterteil 3 sind Aussteifungsringe 17 gelegt, die mit dem Ofen-Traggerüst 4 verbunden sind. Der Ofengefässmantel-Ausschnitt gemäss Fig. 2 zeigt rechts eine Rippe 7, die ganzflächig an den Gefässmantel 3 angeschweisst ist. Die linke Rippe 7 ist dagegen mittels Kehlnaht, d.h. nicht ganzflächig, angeschweisst. Es kann sich dabei um eine gänzlich oder teilweise umlaufende Kehlnaht handeln. In Fig. 3 sind unterschiedliche Rippenformen gezeigt, wie 1-, L-, T-Profile, sowie Rippen, die aus Halbrohren gebildet werden. Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt des Gefässmantel-Unterteils 3 mit Rippen 7, wobei Mantel mit Rippen aus einem Stück bestehen. Die Herstellung kann durch Schmieden, Giessen, Pressen oder mechanische Bearbeitung aus dickwandigen Rohlingen erfolgen. Nach Fig. 5 ist das Gefässmantel-Unterteil durch Aneinan derschweissen von T-Profilstählen hergestellt, wodurch ein berippter Gefässmantel gebildet wird. Durch Anschweissen von jeweils zwei L-Profilen (Fig. 7, links), zwei T-Profilen (Fig. 7, Mitte) oder U-Profilen (Fig. 7, rechts) lassen sich geschlossene vertikale Kühlkanäle 8 herstellen. In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Gefässrnantel-Unterteil 3 aus lose eingesetzten Mantelblechen mit Rippen 7 besteht. Die Mantelbleche haben nur über Distanzklötze 9 Kontakt mit dem Ofen-Traggerüst 4. Der Vertikalspalt zwischen den Mantelblechen dient der radialen Wärmedehnung. In dem von einem Kreis umgebenen vergrösserten Ausschnitt der Fig. 1 ist der Bereich des Ringspaltes 6 zwischen Kippbühne 5 und Cefässmantel-Unterteil 3 dargestellt. Ein umlaufendes Leitbiech 10 unter der Kippbühne 5 dient der Führung der Kühlluft, die von unten aufwärts in die von den Rippen 7 gebildeten Kühlkanäle 8 gelangen soll.

Claims: Patentansprüche: 1. Schmelzgefäss, insbesondere Lichtbogenofen, mit feuerfester Auskleidung oder teilweiser Ausklei dung mit wassergekühlten Wandelementen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der feuerfesten Auskleidung die äussere, zylindrische Oberfläche des Gefässman tels (3) des Ofengefässes (1) durch vertikale Rippen, Vorsprünge oder dgl. (7) vergrössert ist. 2. Schmelzgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen, Vorsprünge oder dgl. (7) ganzflächig an den Gefässmantel (3) angeschweisst sind. 3. Schmelzgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen, Vorsprünge oder dgl. (7) mit einer um laufenden oder unterbrochenen Kehlnaht an den Gefäss mantel (3) des Ofengefässes (1) angeschweisst sind. 4. Schmelzgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen, Vorsprünge oder dgl. (7) aus Blech streifen, aus Profilstählen, Rohr- oder Hohlprofilen, hergestellt sind. 5. Schmelzgefäss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefässmantel mit Rippen, Vorsprüngen oder dgl. (7) aus einem Stück besteht, hergestellt durch Schmie den, Giessen, Pressen oder mechanische Bearbeitung aus dickwandigen Rohlingen. 6. Schmelzgefäss nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefässmantel (3) mit Rippen, Vorsprüngen oder dgl. (7) aus mehreren Mantelsegmenten zusammenge setzt ist, verbunden durch Aneinanderschweissen von T-, U- oder L-Profilen. 7. Schmelzgefäss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die als Gefässmantel (3) lose eingesetzten Nan- tel segmente sich über Distanzklötze (9) zum Trag gerüst (4) des Ofengefässes (1) abstützen. 8. Schmelzgefäss nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen, Vorsprünge oder dgl. (7) so aus gebildet sind, dass sie vollständig oder teilweise geschlossene Kühlkanäle (8) bilden. 9. Schmelzgefäss nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (8) bis unter die Ofenbühne (5) verlängert sind und trichterförmige Leitbleche (10) für das Richten der Luftströmung angeordnet sind. 10. Schmelzgefäss nach den Ansprüchen 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringspalt (6) zwischen Kippbühne (5) und Ofengefäss (1) vorhanden ist, dessen Breite wenig stens der Breite der Kühlkanäle (8) entspricht. 11. Schmelzgefäss nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung der Luftströmung an dem be rippten Gefässmantel-Unterteil (3) eine Fremdbelüf tung angeordnet ist. 12. Schmelzgefäss nach Anspruch li dadurch gekennzeichnet, dass das Gefässmantel-Oberteil (2) vom Gefässmantel Unterteil (3) im Ubergangsbereich zwischen Wand elementen und Ausmauerung getrennt ist. 13. Schmelzgefäss nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefässmantel-Oberteil (2) mit dem Gefässmantel Unterteil (3) an den Trennstellen durch Schrauben, Keile oder andere lösbare Verbindungen verbunden ist.

Inventors: BERENTSEN, HEINZ, DIPL.-ING., JAGER, NORBERT, WILLASCHEK, HORST, DIPL.-ING., Jäger, Norbert
Applicants: MAN GUTEHOFFNUNGSHUTTE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: F27D9
IPC codes: F27D1, F27B3, F27D11