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S c h m e l z o f e n Die herkömmlichen Lichtbogenöfen zur Herstellung
von Stahl bestehen im allgemeinen aus einem Ofenbehälter, der aus einem init hitzebeständigen
Werkstoffen ausgekleideten Stahlmantel aufgebaut ist. Die Lebensdauer der Auskleidung
aus hitzebeständigen Werkstoffen oder Ziegeln beträgt im allgemeinen 200 bis 350
Hitzen, Die Ofenwanne und die Schlackenzone werden mit Stampfmaterial in heißem
Zustand jedesmal darin repariert, wenn die Metallschmelze aus dem Ofen entnommen
wird. Die hitzebeständige Ziegelauskleidung der Schmelzofenwand im Bereich der heißen
Stellen die dem IIochtemperatur-Lichtbogen direkt ausgesetzt sind, haben eine kürzere
Lebensdauer, nämlich in der Größenordnung von 30 bis 100 ifitzen.
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Da die Lichtbogenöfen zur llerstellung von Stahl in jlingerer Zeit
mit hohen Strömen und Spannungen hetrieben werden, um die Produktivität zu erhöhen,
wird die Lebensdauer der Ofen wandung bzw. der hitzebeständigen Ziegelauskleidung
umso kürzer. Hierdurch steigen die Kosten ganz beträchtlich an
und
es sinkt der Ausnutzungsgrad des Schmelzofens auf Grund der zunehmenden Reparaturzeiten
für die (fenwandung. Dies stellt ein ernstliches Problem dar.
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Um dieses zu bewältigen, ist bereits eine Vorgangsweise vor geschlagen
uorden, bei der Kühler in Form von Stahlrohren oder in aus verschweißten Stahlplatten
aufgebauten Taschen iu der Ofenwandung angeordnet werden, um die Ziegelauskleidung
zum Zwecke der Lebensdauererhöhung zu kühlen. Dies hat sich aber aus den nachfolgenden
Gründen nicht als zufriedenstellend erwiesen: a) Die vor dem Kühler algeordnete
Ziegel front neigt zum Abfallen, so daß die Lebensdauer der Ziegelauskleidung nicht
wie erwartet erhöht wird.
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b) Bei den Kühlsegmenten oder -taschen führt dieses Abfallen der Ziegelauskleidung
dazu, daß der Kühler der hohen Temperatur des Ofenirnieren ausgesetzt ist. Daraus
resultiert das Austreten von Wasser durch die Schweißnähte des Kühlers.
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c) Wenn für die Bühltaschen oder -segmente dicke Stahlplatten eingesetzt
werden und diese direkt der hohen Temperatur des Oieninneren ausgesetzt sind, tritt
eine starke Nelgung zur Rißbildung aui Grund des Temperaturunterschledes zwischen
der der hohen Temperatur im Ofen und der durch Kühlwasser gekühlten Fläche aui.
Die maximal zulässige Dicke liegt daher in der Größenordnung von 9 bis 12 mm. Dies
führt aber wieder dazu, daß sehr häufig aui Grund der zwischen der Stahlplatte und
dem im Schelzzustand beiindlichen Schrott auitretenden Funken Löcher
in
die Stahlplatte gebrannt werden, so daß Kühlwasser auslecken kanne d) Wie gesagt,
bestehen die Kühltaschen oder -segmente aus dünnen verschweißten Stahlplatten. Die
Innenfläche des Kühlers ist im allgemeinen flach, so daX Spritzer von Schmelze oder
Schlacke sich nur schwer darm festsetzen können. Als Ergebnis davon liegt diese
Oberfläche stets sehr frei und ist dem Lichtbogen ausgesetzt. Dies erfordert eine
große Kühlwassermenge, so da die WärmefluX-dichte bis in die Größenordnung von 600
000 keal/m2h steigt. Dies bedeutet aber eine beträchtliche neduktion der Wärmeausnutzung
des Schmelzofens und außerdem eine Verringerung der Lebeiisdauer des Kühlers.
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Selbst wenn die Kühler in der Ofenwandung augeordnet sind, bringt
die Ironstruktion der Kühler das erwähnte Problem einer Verringerung des thermischen
Ausnutzungsgrades des Schmelzofens und außerdem des Wasseraustrittes mit sich, so
daß die angetroffenen Schwierigkeiten durch die bisher vorgenommenen Maßnahmen nicht
beseitigt werden können. Eine Lebensdauererhöhung der Ofenwandung durch entsprechende
Auswahl der derzeit zur Verfügung stehenden hitzebeständigen Werkstoffe hingegen
ist nur in sehr beschränktem Maße möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schmelzofen
vorzuschlagen, dessen Wandung eine erheblich höhere Lebensdauer als bisher aufweist
und dessen-thermischer Ausnutzungsgrad bei gleichzeitiger Verringerung der
Betriebskosten
erhöht wird. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Ofenwandung zumindest
teilweise aus über den Oienboden gelegten Kühlern aufgebaut ist, die aus einem Hauptkörper
aus Gußeisen oder tupfer und eiiier Anzahl von unmittelbar in den liauptkörper eingegossenen
kühlrohren bestehen.
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Der erfindungsgemäße Schmelzofen besteht somit in herkömullicher Weise
aus einer Ofenwanne aus feuerfestem Ziegel-und Stampfmaterial, jedoch mit einer
Ofenwandung aus hütlern, von denen jeder einen Hauptkörper aus Gußeisen oder tupfer
und eine bestimmte Länge Kühlrohr enthält, das in den llauptkörper eingegossen ist.
Die am weitesten unten liegenden Kühler sind von dem Schmelzspiegel etwa 200 bis
500 mm entfernt, so daß ein Anhaften von Stahlschmelze an der Oberfläche der Kühler
unterbleibt. Die Lebensdauer er Ofenwandung wird dadurch erhöht, daß sie mit Wasser
gekühlt wird, wobei ihre Wasserdichtheit gewährleistet ist. Das kühlwasser durchströmt
die Kühlrohre in den Kühlern, so daß die Ofenwandung stets gekühlt wird. Abtragung
und Verschleiß der Ofenwandung sinken auf ein Minimum, so daß die Lebensdauer entsprechend
erhöht und die Ausnutzung des Schmelzofens wesentlich besser wird als bisher.
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Weitere Vorteile, die ebenfalls der aufgezeigten Lösung als Aufgabe
zu Grunde liegen, bestehen darin, daß lokale Besciladigungen der Ofenwand verhindert
werden und daß praktisch die ganze Ofenwandung gekühlt wird und hierdurch deren
Lebensdauer quasi unbegrenzt wird, 90 daß die Reparaturzeiten erheblich verringert
werden können. Weiterhin liegen die heißen Stellen der Ofenwandung so weit wie möglich
von den
Elektroden entfernt, so daß der Schrott gleichförmig eingeschmolzen
werden kann und damit Beschädigungen der Ofenwand allenfalls gleichmäßig auftreten.
Die Kühler haben eine lange Lebensdauer und einen sehr geringen thermischen Verlust.
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Schließlich ist es erfindungsgeuiäß möglich, das Gewicht des Ofendaches
und dessen Größe sehr gering zu halten, weil die bisher erforderliche entsprechende
Menge al Ziegelnuskleidung wegfällt. Auch dies trägt zur Kostenverminderung bei.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugt er Ausführungsbeispiele anhand der
beiliegenden Zeichnungen sowie ans weiteren Unteransprüchen. Sofern in der nachfolgenden
Beschreibung auf Einzelheiten der Zeichnung nicht gesonert eingegangen wird, darf
hierzu ausdrücklich auf die Zeichnungen selbst verwiesen werden.
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In den Zeichnungen zeigt: Fig. i eine Vorderansicht eines- im erfindungsgemäßen
Schmelzofen zum Einsatz kommenden Kühlers; Fig. 2 einen Schnitt des in Fig. 1 gezeigten
Kühlers; Fig. 3 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines Kühlers;
Fig. 4 einen Schnitt des in Fig. 3 ersichtlichen Kühlers; Fig. 5 einen Teilschnitt
einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmelzofens; Fig. 6 einen
Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform, und
Fig. 7 bis 10 Querschnitte
einer dritten bis sechsten Ausführungsform eines Schmelzofens nach -der Erfindung.
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Erfindungsgemäß kommen Kühler der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Art
zum Einsatz. Wie aus den Fig. 1, 2 hervorgeht, besteht ein solcher im Ganzen mit
I bezeichneter Kühler aus Sondergußeisen oder Kupfer. Seine Dicke ist so gewählt,
daß die Temperatur an der Innenflache des Kii.hlers unter der Schmelztemperatur
seines Hauptkörpers und dem Erstarrungspunkt der stahlschmelze im Ofen liegt. bei
diesem hühler wird kein hitzebeständiges Ziegelmaterial verwendet.
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Mehrere Kühlrohre 2 sind unmittelbar in den Hauptkörper 1 des Fühlers
eingegossen und erstrecken sich in horizontaler Richtung, wobei sie über die Kühlerseitenflächen
hinausragen. Aufeinanderfolgende Kühl rohre sind miteinander an ihren Enden verbunden.
Das freie Ende des untersten Kühlrohres 2 dient als Einlaß 3 und das freie Ende
des obersten Kühlrohres 2 als Auslaß 3' für das Kühlwasser. Die Innenseite des Kühlers
I ist wellenförmig gestaltet (Fig. 2), wobei der Bereich, in dem jeweils ein Kühlrohr
liegt, konvex nach aunen vortritt.
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Der in den Fig. 3,4 gezeigte Kühlblock oder Kühler I' gleicht in seiner
Konstruktion dem in den Fig. i und 2 gezeigten weitgehend. Hier sind jedoch in den
liauptkörper 1' des Kühlers 1' unmittelbar mehrere hitzebeständige Ziegel 5 in vertikalen
Abständen übereinander eingegossen, so daß ihre Enden an der Innenfläche des Hauptkörpers
1' irei liegen.
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Durch den Einsatz der Kühler oder Kuhlblöcke I und I' nach den Fig.
b bis 4 lassen sich Wasser- und Wärmeverluste, die deii thermischen Wirkungsgrad
senken, weitgehend verhindern.
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Bei dem Kühler 1 mit der gewellten Innenfläche sind die nach außen
vortretenden Auswölhungen koaxial zum jeweiligen Kühlrohr, wodurch man einen gleichmäßigen
Kühleffekt erzielt.
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Daher können Risse auf Grund von Thermospannungen, die infolge von
Temperaturunterschieden im Kühler selbst auftreten, verhindert werden0 Sollte trotzdem
ein Riß eintreten, so ist ein Wasseraustritt nicht zu befürchten, da die kühlrohre
in den Hauptkörper eingegossen sind.
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Weiterhin wird die Haftfähigkeit fur Schmelz- und Schlacke-Spritzer
an der gewellten Innenfläche 5 erheblich erhöht, so daß sich eine Schutzwwid oder
-schicht ausbilden kann. Dadurch werden die hohen Wärmeverluste und folglich auch
das Absinken des thermischen Wirkungsgrades vermieden.
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Wie vorstehend erwähnt, muß die Dicke der Kühlblöcke I bzw.
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lt so gewählt werden daß ihre Temperatur an der Innenfläche unter
dem Schmelzpunkt des Kühlerwerkstoffes uiid dem Erstarrungspunkt der Metallschmelze
im Ofen liegt. Liese Dicke läßt sich in der nachfolgend gezeigten Weise bestimmen.
Dabei wird angenommen, daß der Kühler I lediglich durch Strahlungswärme aufgeheizt
wird0 Für die Wärmeflußdichte gilt dann: q = 4.88 . 10-8 . k (tf + 273)4 - (tB +
273)4 keal/m2n (1) Darin ist X ein kombinierter Koeffizient, durch den wärmeleitung,
konvektion und Strahlung berücksichtigt werden;
tf die mittlere
Temperatur in °C der Ofenatmosphäre und tB die Temperatur in °C an der Innenfläche
des Kühlers In der Praxis zum außerdem der hochheiße Gaswind berücksichtigt werden,
der durch die elektrom.inetischen Kräfte der mit sehr hoher Temperatur hrennenden
Lichtbögen (5 000 bis 11 000°C) verursacht wird. Die Bestimmung der Temperatur der
Ofenatmosphäre ist dabei sehr komplex, weil sich die thermisciien Bedingungen im
Lichtbogenofen zeitweilig beim Übergang von einer zur nächsten Phase ändern. Diese
Phasen sind die Zündphase, die Bohrphase, die Phase, bei der ein Teich von Metallschmelze
ausgebildet wird, und die Feinphase. Es ist deshalb notwendig, eine Darchschnittstemperatur
der Ofenatmosphäre und den erwähnten kombinierten Koeffizient, der die Wärmeleitung,
honvektion und Strahlung berücksichtigt, zu bestimmen.
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Auf Grund voll durchgeführten Untersuchungen ergab sich als Temperatur
für die Ofenatmosphäre ein Wert von i 6000C; der hoeffizient K wurde mit 0,35 bis
1,0 bestimmt. Beide Werte gelten für den Fall eines gewöhnlichen Lichtbogenofens,
der mit gewöhnlicher Leistung betrieben wird, während die thermische Belastung am
höchsten ist, so daß der die Ofenwandung bedeckende Schrott eingeschmolzen und dadurch
die Ofenwandung freigelegt wird.
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Der ert von 1,0 für den kombinierten Koeffizienten gilt tun sogenannten
Heißpunkt, das ist die Stelle, die dem heißen Gaswind unmittelbar ausgesetzt ist.
Für die an>teren Stellen gilt ein Wert unter 1,0. araus ergibt sich, daß die
Kühler den verschiedenen
thermischen Zuständen im Ofen hinreichend
standhalten, wenn als Durchschnittstemperatur der Otenatmosphäre 1 600°C und als
kombinierter Koeffizient K:1 ,0 bei der Auslegung der kuhler angenommen werden Durch
Einsetzen dieser Werte in die Gleichung (1) erhält maii:
Aus der Beziehung zwischen der Wärmeleitfähigkeit, die vom Kühlermaterial abhängt,
und der Dicke der kühler läßt sich die Dicke in folgender Weise ermitteln: # = #/#
(tB - to) [m] ...................................... (3) dabei bedeutet e den Abstand
in Metern von der Oberfläche des Stahl-Kühlrohres bis zur Innenfläche des Kühlers;
# die Wärmeleitfähigkeit in kcal/mh °C des Kühlerhauptkörpers und to die Temperatur
in °C an der Kühlrohroberfläche auf der der Innenfläche des Kühlers abgewendeten
Seite.
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Wird beispielsweise der Kühlerhauptkörper aus Sondergußeisen, das
einen hohen Widerstand gegenüber thermischer Ermüdung besitzt, hergestellt und beträgt
die Dicke # = 100mm, und wird dabei die Temperatur an der Innenfläche des Kühlerhauptkörpers
unter
1 100°C gehalten, so lassen sich als Lebensdauer des Kühlers über 1 000 Hitzen erreichen,
Einer der Faktoren, der zur Lebensdauerverlängerung beiträgt, ist dabei die Haftfähigkeit
für Metallschmelze und Schlacke an den Kühlern. Diese führt dazu, daß die Metallschmelze
und die Schlacke, deren Erstarrungspunkte üher dem Schmelzpunkt des Hauptkorperwerkstoffes
liegen, eine Schutzschicht von 3 bie 10 mm Dicke auf der Innenfläche des Kühlers
I bilden und demzufolge die Temperatur an dieser Innenfläche so weit absenken, daß
eine beträchtliche Lebensdauererhöhung eintritt. Diese Schutzschicht dient auch
dazu, die den Kühler passierende Wärmemenge zu verringern, so daß das Absinken des
thermischen Ausnutzungsgrades verhindert werden kann. Durchgeführte Versuche haben
bei den herkömmlichen, aus Stahlplatten verschweißten Taschenkühlern eine Wärmeflußdichte
von maximal 6 x 105 kcal/m2h ergeben, während die Wärmeflußdichte des Kühlers I
mit relativ großen Abmessungen 1 x 105 keal/m2h ergab. Daraus ist ersichtlich, daß
der Wärmeverlust bei dem erfindungsgemäßen Kühler sehr klein ist.
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Bei dem Kühler I', der eine Anzahl von Ziegeln 5 in seinem Hauptkörper
1' eingegossen aufweist, die aus der Kühlerinnenfläche nach innen vorstehen, wird
die Haftfähigkeit von Schmelze- oder Schlackespritzern noch erhöht, so daß sich
entsprechend leichter die erwähnte Schutzschicht ausbilden kann.
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Hierdurch läßt sich die vom Kühler 1' abgeführte Wärmemenge weiter
reduzieren, was entsprechend zu einer Verringerung des Wärmeverlustes führt. Versuche
haben ergeben, daß die Wärmeflußdichte bei dem Kühler I' in der Größenordnung von
8 x 105 keal/m2h liegt. Es versteht sich, daß dies zu einer weiteren Verringerung
des Wärmeverlustes beiträgt und das
bisher beobachtete Absinken
des thermischen Ausnutzungsgrades des Schmelzofens verhindert wird. Dabei wird die
Lebensdauer der Ofenwandung erhöht. Da auch in den Hauptkörper 1' die Stahl-K@hlrohre
2 unmittelbar eingegossen sind, ist ein Wasseraustritt selbst dann nicht zu befiircllten,
wenn im Kühler Risse auftreten.
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Da bei den Kühlern T und I' eine Mehrzahl von Kühlrohren 2 in deren
Hauptkörper so eingegossen ist, daß sie horizontal liegen, können geschmolzene Kühlrohre
vom Kühlsystem abgeschaltet werden, selbst wenn eine große Menge an Metallschmelze
und Schlacke am Kühler anliegt und dessen Kühlrohre zum Schmelzen bringt. Durch
die Anwendung der Kühler I und I' können folglich die bei her@ömmlichen Kühlern
auftretenden Nachteile beseitigt werden, die darin liegen, daß infolge der vertikalen
Anordnung der Kühlrohre die untere kante des Kühlerhauptkörpers einer hohen therniischen
Belastung ausgesetzt und nicht ausreichend gekühlt ist, während die obere Kante
sehr häufig beschädigt wird. Dies bewirkt eine Verringerung der Lebensdauer.
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Außerdem werden die Kühler I und I' im Lichtbogen/ofen unmittelbar
eingesetzt, wobei es unnötig ist, vor den Kühlern eine Ziegel schicht aufzubauen,
so daß die bisher anfallende Wartung und Reparatur der Ziegelschicht wegfällt.
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Bei der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausfühflangsform eines Schmelzofens
ist ein Kühler I gemäß den Fig. 1 und 2 am "Heißpunkt" einer Schmelzofenwandung
7 angeordnet, die durch Aufbauen von Ziegeln über einer Ofenwanne 6 erstellt ist0
Das untere Ende des Fühlers I liegt in einem Abstaiid vou 200 bis
mm
aber dem Schmelzespiegel 8, so daß die Schmelze mit dem Kühler nicht in Berührung
kommt. Der llauptkörper 1 des iihlers I wird durch Wasser gekühlt, das die Kühlrohre
2 vom Einlaß 3 her durchströmt. Hierdurch wird auch das mit dem Kühler I in Berüllrung
befindliche hitzebeständige Ziegelwerk gekühlt. Dies führt zu einer Erhöhung der
Lebensdauer der Ofenwandung und des Ausnutzungsgrades des Schmelzofens.
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Da die Kühl rohre 2 mit dem Hauptkörper 1 des Kühlers I direkt vergossen
sind, ist selbst beim Aui'treten von Rissen im Kühler kein Wasseraustritt zu befürchten.
Der Kühler I verhindert auch eine örtliche Beschädigung der Ofenwandung.
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Auf Grund der horizontalen Erstreckung der Kühlrohre 2 im Hauptkörper
1 fällt eine Beschädigung des oberen Kühlerendes im Gegensatz zu den herkömmlichen
Kühlern selbst dann weg, wenn Ziegelwerk über dem Kühler I aufgebaut ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5, bei der der Kühler unmittelbar
über der Ofenwanne 6 aufgebaut ist, kommt der Kühler I zum Einsatz. Es versteht
sich aber, daß auch der Kohler I' gemäß den Fig. 3, 4 verwendet werden kann.
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Bei der zweiten Ausführungsform eines Schmelzofens gemäß Fig. 6 ist
die Ofenwandung aus Kühlern I gemäß den Fig. 1 und 2 aufgebaut. Wie bei der ersten
Ausführungsform halten die untersten Kühler I wieder von dem Schmelzespiegel 8 einen
Abstand von 200 bis 500 mm ein, so daß die Metallschmelze mit den Kühlern nicht
in Berührung kommen kann. Die Kuhler I werden durch Wasser gekühlt, das die Kühlrohre
2 vom Einlaß 3 her durchströmt. Dadurch wird die Lebensdauer der Ofenwandung
quasi
unbegrenzt oder halb unbegrenzt. Die Kühler I können aus der Wandung zum Zweck der
Wartung und der Reparatur herausgenommen werden. Auch hier können anstelle der gezeigten
Kühler I die Kühler I' gemäß den Fig. 3 und 4 eingesetzt werden0 Gemäß Fig. 7 hat
die dort gezeigte Ausführungsform eines Schm@lzofens eine im Querschnitt kreisförmige
Ofenwandung.
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Wie bei der zweiten Ausführungsform nach Fig 6 sind mehrere Kühler
I austauschbar über der Ofenwanne in Kreisform angeordnet. Anstelle der gezeigten
kühler I können auch andere geeignete Kühler eingesetzt werden. Mit dem Bezugszeichen
9 sind Elektroden bezeichnet.
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Da sämtliche Kühler die gleichen Abmessungen haben, kann jeder beschadigte
kühler sehr rasch durch einen neuen ersetzt werden.
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Bei der vierten Ausführungsform eines Schmelzofens gemäß Fig. 8 ist
der Ofenquerschnitt polygonal. Eine Anzahl von Kühlern I ist austauschbar über der
Ofenwanne 6 in gleicher Weise wie bei der dritten Ausführungsform angeordnet, so
daß die den Elektroden 9 jeweils gegenüberliegende Wandung entfernbar ist.
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Die fünfte Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist im wesentlichen der Konstruktion
gemäß Fig. 8 ähnlich. Der Ofenquerschnitt ist hier jedoch dreieckförmig. Bei beiden
Ausführungsformen gemäß den Fig. 8 und 9 werden die Kühler 1 durch Wasser gekühlt,
das durch die kühlrohre 2 zirkuliert. Jeder beschädigte Kühler kann aus der Ofenwandung
zum Zwecke des AUS-tausches
oder der Reparatur entnommen werden,
so daß er durch die Lebensdauer des Ofens beträchtlich erhö@t wird.
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Bei Dreiphasen-Lichtbogenöfen zur Herstellung von Stahl werden die
Lichtbögen im allgemeinen unter Einwirkung der elektrom@gnetischen kräfte auf die
Ofenwandung zu abgelenkt, so daß hochhelßer Gaswind gegen die Ofenwandung geblasen
wird. Bei halb wird der den Elektroden 9 gegen@berliegende Schrott rasch eingeschmolzen,
so daß das Schmelzen ungleichmäßig auftritt. Die Bereiche der Ofenwandung, auf denen
der Heißgaswind auftrifft, sind Beschädigungen am ehesten ausgesetzt (Heißpunkt-Erscheinung).
Bei den Ausführungsfermen gemäß den den Fig. 8 und 9 sind aber die Elektroden 9
gegenüberliegenden Wandbereiche so weit von den Elektroden bgerückt, daß ein gleichförmiges
Schmelzen dee Schrotts im Ofen auftritt Es versteht sich, daß anstelle der in Fig.
3 und 9 gezeigten Kühler I jegliche andere geeignete Kühler, z.B. die Kühler I'
gemäß Fig. 3, 4, eingesetzt werden können.
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Die sechste Ausführungsform eines Ofens gemäß Fig. 10 ähnelt weitgehend
dem in Fig 6 gezeigten Ofen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 verjüngt sich
jedoch die Oberseite des Ofens.
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Zusätzlich zu den Vorteilen des Ofene gemäß Fig. 6 treten hier die
folgenden Vorteile auf-: a) Das Ofendach kann sehr klein gehalten werde, so der
die zu dessen Konstruktion benötigte Ziegelmenge ebenfalls gering ist. Das erniedrigt
die Kosten des Ofens.
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b) Auf Grund der Kleinheit und Leichtigkeit des Ofendaches können
kleinere Geräte zum Anheben des Otendaches eingesetzt werden.
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c) Das Einschmelzen des Schrottes wird erleichtert und das Auf treten
von Überbrückungserscheinungen ausgeschaltet.
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d) Da der Ofen seiner Gestalt nach einem Konverter ähnelt, ist ein
Frischen mittels Sauerstoff möglich.
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e) Wenn der Ofen als Lichtbogenofen zum Schmelzen von reduziertem
Eisen (Roheisen) eingesetzt wird, wird dieses allmählich in bereits geschmolzenes
Eisen eingegeben, so daß ein Schmelzvorgang bei flachem Schmelzbad über eine lange
Zeit aufrechterhalten wird. Auf Grund dessen ist die Lebensdauer der Ofenabdeckung
oder des Daches im allgemeinen kurz, da die Ziegelauskleidung durch die aus der
Eisenschmelze abgestrahlte Wärmestrahlung beschädigt wird. Da aber im vorliegenden
Fall das Ofendach klein ist, ist der Verlust relativ gering.
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Die Oienausfilhrungen gemäß den Fig. 8 und 9 können ebenfalls ein
sich verjdngendes oberes Ende des Ofens aufweisen. Es versteht sich auch hier, daß
anstelle der gezeigten Kühler 1 jegliche sonstige geeignete Kühler, z.B. die Kühler
I' nach den Fig. 3 und 4 eingesetzt werden können.
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Im vorstehenden ist die Erfindung im Zusammenhang mit Lichtbogenöfen
zur Herstellung von Stahl beschrieben worden. Die Erfindung kann aber auch auf andere
Schmelzöfen angewendet werden. Außerdem können derartige Ofen jegliche geeignete
Querschnittsform
über die gezeigte sechseckige und dreieckige hinaus (Fig. 8, 9) annehmen. Zusätzlich
zu den kühlern I und I' können auch andere geeignete Kühler eingesetzt werden. Die
hier gezeigten Kühler sind allerdings bevorzugt.
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Bei den Ofenausführungen gemäß den Fig. 7 bis 10 ist die ganze Ofenwandung
aus Kühlen auigebaut. Auch hier liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Kühler
nur an den "Heißpunkten" des Ofens angeordnet sind entsprechend der Ausführung gemäß
Fig. 5.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schmelzöfen lassen sich folgendermaßen
zusammenfassen: t. Da die Ofenwandung aus Kühlern aufgebaut ist, die unmitteilbar
eingegossene Kühlrohre enthalten, durch die Kühlwasser zirkuliert, kann ein Wasseraustritt
verhindert werden. Die Lebensdauer der Oienwandung wird erhöht und der Ausnutzungsgrad
des Schmelzofens beträchtlich verbessert, so daß insgesamt eine erhebliche Kostenzeduzierung
anfällt. Da die Innenfläche der Kühler so gestaltet ist, daß Schlacke- und Schmelzespritzer
leicht daran haften können, bildet sich leichter als bisher eine Schutzschicht darauf
aus, die die Lebensdauer der Kühler und damit auch der Ofenwandung erhöht.
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2. Da die Kühler an-segennnnten Heißpunkten der Ofenwandung angeordnet
werden, lassen sich örtlich auftretende Schäden vermeiden.
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3. Da die Kühler aufeinandergelegt werden, ist eine Kühlung der gesamten
Ofenwand erzielbar, was zu einer quasi unbegrenzten Lebensdauer führt.
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4. Da sich die Kühler leicht austauschen lassen, fallen nur geringe
Wartungs- und Reparaturzeiten an.
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5. Die Querschnittsform des Ofens kann beliebig gewählt werden. Insbesondere
dann, wenn der Ofenquerschnitt polygonal ist, können die Reißpunkte der Ofenwandung,
die den Elektroden gegenüberliegen, von diesen abgerückt werden. Als Folge davon
tritt ein gleichmäßiges Schmelzen des im Ofen befindlichen Schrotts ein und die
bisher aufgetretenen örtlichen Schäden der Ofenwandung werden weitgehend ausgeschlossen.
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6, Wenn-das obere Ende des Ofens verjüngt ausgebildet ist, können
die Abmessungen und das Gewicht des Otendaches reduziert werden. Dies entspricht
einer Verringerung der zur Konstruktion des Ofendaches notwendigen Ziegelmenge.
Da außerdem das Dach leichtgewichtig ist, brauchen nur entsprechend kleinere Geräte
zum Anheben des Daches eingesetzt zu werden. Das Einschmelzen des Schrottes wird
erleichtert und der Ziegelverbrauch aui ein Minimum herabgesetzt.
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Zusammengefaßt liegt die Erfindung darin, daß eine Schmelzofenwandung
vollständig oder teilweise aus Kühlern aufgebaut ist, die einen Hauptkörper aus
Gußeisen oder Kupier mit darin eingegossenen Kühlrohren auiweisen. Somit wird die
Ofenwandung durch Wasser gekühlt, das die Kühlrohre durchströmt.