PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4235662A1 28.04.1994
Titel Hitze- und Lichtbogenschutz an Wand- und Deckelkühlelementen für Elektrolichtbogenöfen
Anmelder Schmidt, Rainer, Ing.(grad.), 4000 Düsseldorf, DE
Erfinder Schmidt, Rainer, Ing.(grad.), 4000 Düsseldorf, DE
DE-Anmeldedatum 22.10.1992
DE-Aktenzeichen 4235662
Offenlegungstag 28.04.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.1994
IPC-Hauptklasse F27D 1/12
IPC-Nebenklasse F27D 11/08   F27B 3/10   
Zusammenfassung Die Standzeiten der bisher bekannten Kühlelemente in Rohr-an-Rohr- oder/und Rohr-Spalt-Rohr-Konstruktion werden bei steigenden elektrischen Leistungen und kürzeren Schmelzzeiten durch Querrisse in den Rohrwandungen, verursacht durch höhere thermische Wechselbelastungen, und durch Abschmelzungen an den Rohrwandungen, verursacht durch elektrische Lichtbögen, stark herabgesetzt. Die mit dem Hitze- und Lichtbogenschutz geschützten Kühlelemente sollen die Standzeiten verlängern und Betriebsstörungen reduzieren.
Die Wände der Kühlrohre, Umkehrkappen, Bogen und Schweißnähte werden aus einem Verbund des Werkstoffes Stahl und eines aufgeschweißten, gut wärmeleitenden und nicht, oder nur bedingt magnetischen Werkstoffes (z. B. Kupfer) gefertigt. Durch die gute Wärmeleitfähigkeit wird das Temperaturgefälle in der Rohrwand verkleinert und somit die Bildung von Querrissen gemindert, und durch den nicht magnetischen Werkstoff die Häufigkeit von Lichtbogenbildungen reduziert.
Die Wand- und Deckelkühlelemente mit Hitze- und Lichtbogenschutz werden im Obergefäß und Deckel eines Elektrolichtbogenofens eingesetzt.

Beschreibung[de]
Titel

Hitze- und Lichtbogenschutz für Wand- und Deckelkühlelemente an Elektrolichtbogenöfen.

Stand der Technik

Wand- und Deckelkühlelemente werden in Elektrolichtbogenöfen bei der Elektrostahlerzeugung als Ersatz für die feuerfeste Ausmauerung eingesetzt. Sie sind im Ofengefäß und Ofendeckel als auswechselbare Kühlflächen in Rohr-an-Rohr- oder Rohr-Spalt-Rohr-Konstruktion angeordnet. Als Kühlmedium wird im Regelfall Kühlwasser in einem Temperaturbereich 20°C bis 50°C oder Heißwasser in einem Temperaturbereich ca. 10°C unter Sattdampftemperatur bis Sattdampftemperatur verwendet. Um kürzere Einschmelzzeiten und damit eine höhere Produktion zu erreichen, werden die elektrischen Ofenleistungen erhöht.

Probleme

1. Risse in den Rohrwandungen durch höhere thermische Wechselbelastungen.

Während einer Schmelze vom Chargieren der Schrottkörbe bis zum Abstich gibt es Schmelzphasen mit niedrigen thermischen Kühlflächenbelastungen und sehr hohen Belastungen. Durch diese Wärmewechselbelastungen in Verbindung mit dem Temperaturgefälle zwischen der Rohraußen- und Rohrinnenwand ermüdet der Rohrwerkstoff und es bilden sich Querrisse in der Rohrwand, die zu Undichtigkeiten führen.

2. Abschmelzungen bei elektrischen Lichtbögen.

Während der Schmelzphase kommt es häufig zu einer elektrischen Lichtbogenbildung zwischen dem einzuschmelzenden Schrott und den Rohrwandungen der Kühlelemente, die zu Abschmelzungen führt und Leckagen hervorrufen kann.

Lösung

Durch die Verwendung von Rohren, Umkehrkappen und Bogen aus dem Werkstoff Stahl mit einer Wandstärke gemäß der Festigkeitsberechnung und Auftragschweißung eines gut wärmeleitenden und nicht, oder nur bedingt magnetischen Werkstoffes (z. B. Kupfer, Messinglot, Silberlot) bis zur benötigten Wandstärke, werden durch die gute Wärmeleifähigkeit die Temperaturdifferenz zwischen der Rohraußen- und Rohrinnenwand und damit die Wärmespannungen kleiner. Außerdem wird ein Teil der Wärme von dem hochbelasteten, der Ofenmitte zugewandten Rohrwandbereich in den unbelasteten Bereich (Rückseite des Kühlelementes) geleitet. Durch diese Gegebenheiten wird die Bildung von Querrissen in den Wandungen stark gemindert.

Durch den gleichzeitig nicht, oder nur bedingt magnetischen Werkstoff geht die Häufigkeit von Schäden durch elektrische Lichtbögen zurück.

Erreichter Vorteil

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Standzeiten der Wand- und Deckelkühlelemente verlängert werden, und weniger Produktionsausfälle durch Undichtigkeiten an dem Elektrolichtbogenofen auftreten.

Beschreibung eines Ausführungsbeispieles

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen Blatt 1 und 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 Die Vorderansicht eines Wandkühlelementes in Rohr-Spalt-Rohr-Konstruktion mit Hitze- und Lichtbogenschutz.

Fig. 2 Die Draufsicht des Wandkühlelementes mit Hitze- und Lichtbogenschutz.

Fig. 3 Einen Teilschnitt durch das Wandkühlelement mit Hitze- und Lichtbogenschutz.

Das Wandkühlelement besteht im Hauptsächlichen aus den Kühlrohren (1), den Umkehrkappen (2), den Segmentbogen (3), den Kühlmediumanschlüssen (4), den Abdeckungen der Spalte (5) und den Elementaufhängungen (6). Die kühlmediumführenden Bauteile (1, 2, 3 und 4) sind im Grundaufbau aus Stahl gefertigt und zwar mit einer Wandstärke von 4-6 mm entsprechend den Festigkeitsberechnungen. Die Wandoberflächen dieser Bauteile (1, 2, 3 und 4) werden in den belasteten, der Ofenmitte zugewandten Bereichen mit einem Hitze- und Lichtbogenschutz (7) aus dem gut wärmeleitenden und nicht magnetischen Werkstoff Kupfer in einer Wandstärke von 6-8 mm durch Auftragschweißung beschichtet.


Anspruch[de]
  1. Hitze- und Lichtbogenschutz für Wand- und Deckelkühlelemente in Rohr-an-Rohr- oder/ und Rohr-Spalt-Rohr-Konstruktion eingebaut in Elektrolichtbogenöfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Kühlrohre, Umkehrkappen oder Enden, Bogen und sonstiger wärmebeaufschlagter Bauelemente, sowie der dazugehörenden Schweißnähte aus einem Verbund des Werkstoffes Stahl und eines aufgeschweißten oder plasmaaufgespritzten, gut wärmeleitenden und nicht, oder nur bedingt magnetischen Werkstoffes bestehen, und daß die Auftragung 3-12 mm beträgt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com