DE19915575B4

DE19915575B4 - Niederschacht-Lichtbogenofen

Info

Publication number: DE19915575B4
Application number: DE1999115575
Authority: DE
Inventors: Guido Dr.-Ing. Grund; Joachim Dr.-Ing. Lemke; Klaus Dipl.-Ing. Schmale; Andreas Dipl.-Ing. Schüring
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: DE19915575A1

Abstract

Niederschacht-Lichtbogenofen mit koaxial zum Ofenobergefäß angeordneten Schachtrohr, in dem mindestens eine Elektrode axial verfahrbar angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektrode (21) über Führungselemente (51) mit der Innenwand (32) des Schachtrohres (31) in Verbindung steht,
dass die dem Ofenuntergefäß (12) zugewandte Mündung des Schachtrohres (31) ein Wechselteil (33) aufweist, das teilweise aus einer Ringscheibe (34) besteht, durch deren Öffnung die Elektrode (21) hindurchgeführt ist, wobei mindestens der der Öffnung zugewandte Teil (35) der Ringscheibe (34) als Isolierung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederschacht-Lichtbogenofen mit koaxial zum zylindrischen Ofenobergefäß angeordneten Schachtrohr, in dem mindestens eine Elektrode axial verfahrbar angeordnet ist.

Aus US 3,812,620 ist ein Gleichstromofen bekannt, bei dem an einem Deckel ein Schachtrohr befestigt ist, welches in den Schacht des Ofengefäßes hineinragt. Im Zentrum des Deckels ist eine Öffnung vorgesehen, durch die eine Elektrode geführt wird. Die aus dem Schachtrohr herausragende Elektrode weist außer an ihrem Fußende keine weitere Führung auf.

Aus DE 42 36 510 C2 ist eine Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott bekannt, bei dem eine Elektrode von einer Elektrodentragvorrichtung gehalten wird, die als konzentrisch zur Gefäßmittenachse angeordnetes Rohr ausgebildet ist. Hierzu sind im Rohr Abstützelemente für die als Kathode ausgebildete Elektrode vorgesehen, die eine Lageänderung der Kathode in axialer Richtung ermöglichen.

Außer der an seinem unteren Ende vorgesehenen konischen Verjüngung weist das Schachtrohr keine besonderen Ausgestaltungen auf. In nachteiliger Weise lässt diese konische Verjüngung des Schachtrohres keine konstante definierte Kavernenbildung im unteren Schachtraum zu. Hinzu tritt, dass die Mündung des Schachtofens so dicht an die Elektrode heranragt mit der Folge, dass im erhöhten Maße Überschläge von der Elektrode zur Schachtrohrmündung hervorgerufen werden. Hierdurch wird die Verschleißrate des Schachtrohrunterteils vergrößert bzw. die elektrische Leistung wäre zur Vermeidung des Verschleißes nach oben zu begrenzen.

Weiter ist bei dem bekannten Lichtbogenofen der Innenschacht oben geschlossen. Die Folge hiervon ist, dass die Versorgung der Elektrode mit elektrischer Energie und des Innenschachtunterteils mit Kühlwasser nur möglich ist, wenn die Schrottsäule unterbrochen wird.

Die Erfindung strebt das Ziel an, einen Niederschacht-Lichtbogenofen mit koaxial zum Ofenobergefäß angeordneten Schachtrohr zu schaffen, bei dem mit einfachen und konstruktiven Mitteln instandhaltungsfreundlich ein exaktes Führen der Elektrode erreicht wird.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder die des Anschpruchs 2. Die übrigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß steht die Elektrode über Führungselemente mit der Innenwand des Schachtrohres in Verbindung. Die dem Ofenuntergefäß zugewandte Mündung des Schachtrohres weist ein Wechselteil auf, das teilweise aus einer Ringscheibe besteht, durch deren Öffnung die Elektrode hindurchgeführt ist, wobei mindestens der der Öffnung zugewandte Teil der Ringscheibe als Isolierung ausgebildet ist.

Alternativ kann das Wechselteil auch teilweise aus Ringscheiben bestehen, wobei auf der dem Ofenuntergefäß abgewandten Seite der einen Ringscheibe und mit dieser eine Kammer bildend die zweite Ringscheibe vorgesehen ist. Die Kammer weist Anschlüsse auf, über die sie mit Gas füllbar ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der die elektrische Isolierung der Ringscheibe bildende Teil aus feuerfestem Material aufgebaut ist.

In einer anderen Ausgestaltung weist das Wechselteil Rohre auf, die über Anschlüsse mit einer Kühlmittelversorgungseinrichtung in Verbindung stehen. Die Anschlüsse weisen Schnellverschlüsse auf.

Damit sind diese Anschlüsse nicht nur vor Zerstörung geschützt, sondern sie lassen auch ein einfaches und schnelles Wechseln des Verschleißteils an der Schachtmündung zu.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gehen die Ringscheiben in zylindrisch angeordnete Rohrwände über, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die in Bezug auf die Elektrode (21) innere Rohrwand der Rohrwände weist Rohre aus Kupfer auf. Hierdurch wird nicht nur eine besonders intensive Wasserkühlung des Innenschachtunterteils möglich, sondern hier werden auch in besonderem Maße Überschläge zwischen Elektrode und der Schachtinnenwandung vermieden.

Im Innenraum des Schachtes sind Führungselemente vorgesehen, welche die Elektroden zentrisch führen.

Nach einer Ausführung sind die Führungselemente als Stützelemente ausgebildet und besitzen an ihrem der Elektrode zugewandten Ende jeweils ein Gleitelement, welches formmäßig mit der Wandung der Elektrode korrespondiert.

In einer anderen Ausgestaltung sind die Führungselemente als zweiarmige Hebel ausgestaltet, die an ihrem der Innenwand des Schachtrohres zugewandten Ende jeweils ein Druckelement aufweisen.

Schließlich können die Führungselemente einer anderen Ausgestaltung jeweils eine Rolle aufweisen, die mit jeweils einer an der Innenwand des Schachtofens vorgesehenen Schiene korrespondiert. Zudem kann an die Rolle ein erstes konisches Bauteil angeschlossen sein, welches mit einem zweiten konischen Bauteil korrespondiert, das sich gegen die Elektrode abstützt

Zum besonders sauberen Führen der Elektrode sind diese Führungselemente in Zwei Ebenen des Innenteils des Schachtrohres angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden diese Führungselemente gleichzeitig zur Stromzuführung eingesetzt.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigen die

1 Längsschnitt durch das Ofengefäß.

2 Draufsicht des Schachtrohres.

Die 1 zeigt ein Ofenuntergefäß 12 und ein darauf aufgesetztes Ofenobergefäß 11, in welche durch eine Öffnung 14 eines Deckels 13 ein Schachtrohr 31 ragt.

Die dem Ofenuntergefäß 12 zugewandte Mündung des Schachtrohr 31 weist ein Wechselteil 33 auf. Zwischen dem Wechselteil 33 und der Elektrode 21 ist eine Ringscheibe 34 vorgesehen, die mindestens im Mündungsbereich 36 der Ringscheibe als elektrisch isolierendes Ringscheibenteil 35 ausgebildet ist. Die Abmessungen des Mündungsbereichs 36 sind so bemessen, dass zwischen ihr und der Elektrode 21 ein Dichtungsspalt 64 vorhanden ist, der ein unbehindertes Bewegen der Elektrode 21 zulässt.

Im rechten Teil der 1 ist die Ringscheibe 34 aus Rohren 71 aufgebaut, wobei die Ringscheibe 34 unmittelbar übergeht in eine zylindrisch angeordnete Rohrwand 38.

Parallel zur Ringscheibe 34 ist eine mit dieser eine Kammer 62 bildende zweite Ringscheibe 39 vorgesehen, die in eine zylindrisch ausgestaltete Rohrwand 37 übergeht.

Die Ringscheiben 34 und 39 gehen in zylindrische Rohrwände 37 und 38 über und bilden zusammen mit diesen das Wechselteil 33.

Die Rohre 71 sind über Anschlüsse 72 mit einer Kühlmittelversorgungseinrichtung 73 versehen. Die Anschlüsse 72 sind durch einen Schnellverschluß 74 trennbar. Im rechten Teil der 1 ist der Schnellverschluß 74 im Innenraum des Schachtrohres 31 angeordnet.

Im linken Teil der 1 ist das Wechselteil 33 mit Rohren bzw. Kanälen 71 versehen, die ebenfalls über Anschlüsse 72 mit einer nicht weiter dargestellten Kühlmittelversorgungseinrichtung 73 verbunden ist. Diese Anschlüsse 72 weisen einen Schnellverschluß 74 auf, der an der Außenwand des Schachtrohres 31 geführt ist. Zum Schutz dieser Schnellverschlüsse 74 und der Anschlüsse 72 ist ein Abweichblech 15 am Schachtrohr 31 befestigt.

Der Mündungsbereich 36 der Ringscheiben 34 und 39 im rechten Teil der 1 ist über Isoliermaterial 41 mit der Elektrode 21 verbunden. Dieses Isoliermaterial ist ringförmig ausgestaltet und weist koaxial zur Mittenachse I auf dem dem Schachtrohr 31 zugewandten Außenteil eine konische Ausgestaltung auf. Durch nicht weiter dargestellte Verstellelemente wird das als Dichtelement ausgestattete Isoliermaterial 41 definiert an die Elektrode 21 angelehnt.

Die durch die Ringscheiben 34 und 39 geschaffene Kammer 62 ist über Anschlüsse 63 mit einer Gasversorgungseinrichtung 65 verbunden. Der Gasdruck in der Kammer 62 läßt sich dabei so einstellen, daß er geringfügig über dem Innendruck im Ofenschacht liegt und somit das Eindringen von Rauchgasen aus dem Ofenschacht in den Innenraum des Schachtrohres 31 vermieden wird.

Die Elektrode 21 wird über untere Führungselemente 51 und über obere Führungselemente 52 geführt. Im rechten Teil ist das Führungselement 51 als Stützelement 56, hier als zweiarmiger Hebel, ausgestaltet, der im Kopfbereich eine Rolle 53 aufweist. Auf dem der Innenwand 32 des Schachtrohres 31 zugewandten Ende des Stützelementes 56 ist ein Druckelement 57, hier eine Feder, vorgesehen.

Im oberen Teil der 1 ist das Führungselement 52 an seinem einen Ende über ein Druckelement, hier eine Kolbenzylindereinheit, gegen die Innenwand 32 des Schachtrohres 31 abgestützt. Am anderen Ende des Stützelementes 56 ist ein Gleitelement 55 vorgesehen, das formmäßig mit der Elektrode 21 korrespondiert.

Im linken Teil der 1 ist an der Innenwand 32 des Schachtrohres 31 eine Schiene 54 vorgesehen, die mit einer Rolle 53 eines Führungselementes 51 korrespondiert. Dieses Führungselement 51 weist konische Bauteile 58 und 59 auf, die eine Veränderung des Innendurchmessers zulassen.

Im vorliegenden Beispiel ist das konische Bauteil 58 über ein Isolierelement 42 mit den Rollen 53 verbunden und dient der elektrischen Trennung von dem Schachtrohr 31 zur Elektrode 21.

Weiterhin ist dieses Führungselement 51 mit seinem konischen Bauteil 59 mit einer hier als Kette ausgestalteten Stromzuführung 22 verbunden.

Die 2 zeigt einen Schnitt AA durch das Schachtrohr 31 und die Elektrode 21.

Insgesamt sind drei Führungselemente 51 vorgesehen.

Im oberen Teil der 2 ist das Führungselement 51 als Stützelement 56 ausgebildet und weist in seinem Kopfbereich das Gleitelement 55 auf.

Im rechten Teil der 2 ist das Führungselement 51 ebenfalls als Stützelement 56 ausgestaltet. Hier weist es in seinem Kopfbereich die Rolle 53 auf.

Im linken Teil der 2 ist an der Innenwand 32 des Schachtrohres 31 die Schiene 54 vorgesehen, die mit einer Rolle 53 korrespondiert, welche in einem Isolierelement 42 gehaltert ist, das über konische Bauteile 58 und 59 mit der Elektrode 21 korrespondiert.

Claims

Niederschacht-Lichtbogenofen mit koaxial zum Ofenobergefäß angeordneten Schachtrohr, in dem mindestens eine Elektrode axial verfahrbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (21) über Führungselemente (51) mit der Innenwand (32) des Schachtrohres (31) in Verbindung steht, dass die dem Ofenuntergefäß (12) zugewandte Mündung des Schachtrohres (31) ein Wechselteil (33) aufweist, das teilweise aus einer Ringscheibe (34) besteht, durch deren Öffnung die Elektrode (21) hindurchgeführt ist, wobei mindestens der der Öffnung zugewandte Teil (35) der Ringscheibe (34) als Isolierung ausgebildet ist.
Niederschacht-Lichtbogenofen mit koaxial zum Ofenobergefäß angeordneten Schachtrohr, in dem mindestens eine Elektrode axial verfahrbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (21) über Führungselemente (51) mit der Innenwand (32) des Schachtrohres (31) in Verbindung steht, dass die dem Ofenuntergefäß (12) zugewandte Mündung des Schachtrohres (31) ein Wechselteil (33) aufweist, das teilweise aus Ringscheiben (34, 39) besteht, durch deren Öffnungen die Elektrode (21) hindurchgeführt ist, wobei auf der dem Ofenuntergefäß (12) abgewandten Seite der Ringscheibe (34) und mit dieser eine Kammer (62) bildend die zweite Ringscheibe (39) vorgesehen ist und die Kammer (62) Anschlüsse (63) aufweist, über die sie mit Gas füllbar ist und dass die mindestens den jeweiligen Öffnungen zugewandten Teile der Ringscheibe (34, 39) als elektrische Isolierung (41) ausgebildet sind.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Ringscheibe (34), durch die die Elektrode (21) geführt ist, so bemessen ist, dass der Ofeninnenraum zwar sicher vom Innenraum des Schachtrohres getrennt ist, jedoch ein Dichtungsspalt (64) vorhanden ist, der ein unbehindertes Bewegen der Elektrode erlaubt.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die elektrische Isolierung der Ringscheiben (34, 39) bildende Teil aus feuerfestem. Material aufgebaut ist.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselteil (33) Rohre (71) aufweist, die über Anschlüsse (72) mit einer Kühlmittelversorgungseinrichtung (73) in Verbindung stehen.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (72) Schnellverschlüsse (74) aufweisen.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheiben (34, 39) in zylindrisch angeordnete Rohrwände (38, 37) übergehen, die koaxial zueinander angeordnet sind.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in Bezug die Elektrode (21) innere Rohrwand (38) der Rohrwände (38, 37) Rohre aus Kupfer aufweist.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass mindestens drei in einer Ebene angeordnete Führungselemente (51) vorgesehen sind, welche die Elektrode (21) zentrisch führen.
Niederschachtofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (51) jeweils ein Isolierelement (42) besitzen, das die Elektrode (21) elektrisch vom Schachtrohr (31) trennt.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (51) als Stützelemente (56) ausgebildet sind und an ihrem der Elektrode (21) zugewandten Ende jeweils ein Gleitelement (55) besitzen, welches formmässig mit der Wandung der Elektrode (21) korrespondiert.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (51) als zweiarmige Hebel ausgestaltete Stützelemente (56) sind, die an ihrem der Innenwand des Schachtrohres (31) zugewandten Ende jeweils ein Druckelement (57) aufweisen.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Führungselemente (51) jeweils eine Rolle (53) aufweist, die mit jeweils einer an der Innenwand (32) des Schachtrohres (31) vorgesehenen Schiene (54) korrespondiert.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an die Rolle (53) ein erstes konisches Bauteil (58) angeschlossen ist, welches mit einem zweiten konischen Bauteil (59) korrespondiert, das sich gegen die Elektrode (21) abstützt.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 14; dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (42) das konische Bauteil (58) mit der Rolle (53) verbindet.
Niederschacht-Lichtbogenofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (51) an die Stromzuführung (22) angeschlossen sind.