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Dokumentenidentifikation DE60015192T2 09.03.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001285208
Titel INTEGRIERTE SEITENWAND UND STICHLOCHSDECKE FÜR EINEN EXZENTERBODENAUSGUSSOFEN (EBA)
Anmelder South Carolina Systems, Inc., El Dorado, Ark., US
Erfinder ARTHUR, Thomas, Mark, Franklin, US;
MINER, Henry, Frank, North Olmsted, US;
ROBERTS, Raymond, Gordon, Strongsville, US
Vertreter v. Füner Ebbinghaus Finck Hano, 81541 München
DE-Aktenzeichen 60015192
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.11.2000
EP-Aktenzeichen 009782467
WO-Anmeldetag 07.11.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/US00/28885
WO-Veröffentlichungsnummer 0001090670
WO-Veröffentlichungsdatum 29.11.2001
EP-Offenlegungsdatum 26.02.2003
EP date of grant 20.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.03.2006
IPC-Hauptklasse F27D 1/12(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse F27B 3/24(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Diese Erfindung betrifft ein Sprühkühlsystem für die Seitenwand- und Abstichlochabdeckung eines elektrischen Stichofens mit exzentrischem Boden (EBT), z.B. eines elektrischen Lichtbogenofens, der einen im Allgemeinen kreisförmigen Herdabschnitt, in dem Stahlschrott geschmolzen wird, unterhalb von einer oder mehreren Elektroden und einen benachbarten, exzentrisch konfigurierten relativ flachen Abschnitt aufweist, der ein mit einem Ventil versehenes Bodenabstichloch aufweist, durch das beim Öffnen des Ventils und Kippen des Ofens geschmolzener Stahl aus dem Ofen austreten kann.

Die gewöhnlichste Konfiguration eines EBT-Ofens umfasst einen "großen" Hauptabschnitt, der sprüh- oder wassergekühlt und oberhalb eines kreisförmigen Abschnitts des Ofens angeordnet ist, und eine benachbarte untere (exzentrische) EBT-Verlängerung, die das "Sandloch" umfasst, durch das Sand geschüttet wird, um das Abstichlochventil des Ofens abzudecken und zu schützen. Der "große" Abschnitt ist mit einem abnehmbaren, kreisförmigen wassergekühlten oder sprühgekühlten Dach versehen und Schrottmetall wird in den Ofen geladen und unter dem Dach geschmolzen. Bei Beendigung des Schmelzens wird der gesamte Ofen bei geöffnetem Abstichventil in Richtung des exzentrischen (Abstich-) Abschnitts gekippt, um zu ermöglichen, dass geschmolzener Stahl aus dem Ofen in eine Gießpfanne abgelassen wird, die unter dem Ofen angeordnet ist. Wenn der Abstich beendet ist, wird das Abstichloch geschlossen und der Ofen gerade ausgerichtet. Daraufhin wird Sand durch das Sandloch in der Abdeckung und in das Abstichloch in dem feuerfesten Herd darunter geschüttet, um das darunterliegende Abstichlochventil zu schützen. Der Ofen ist daraufhin für das Schmelzen und Abstechen der nächsten Charge bereit.

Die Abdeckung für den (exzentrischen) EBT-Abschnitt ist herkömmlicherweise eine unter Druck gesetzte wassergekühlte Platte oder eine getrennte sprühgekühlte Platte. Die wassergekühlte Platte ist gewöhnlich flach und horizontal und umfasst ein Sandloch. Die getrennte sprühgekühlte Platte ist eine Kombination aus einer geneigten Platte und einem konischen Abschnitt, wodurch eine wirksame Strömung von Wasser auf die Platte und von dieser herunter ermöglicht wird. Die sprühgekühlte Platte enthält ebenfalls ein Sandloch und weist eine sprühgekühlte Kammer auf. Bei Gebrauch wird die getrennte sprühgekühlte Platte an den "großen" sprühgekühlten Abschnitt geschraubt, wobei jeder Abschnitt seine eigene Kühlmittelversorgung und unabhängige Ablässe für verbrauchtes Kühlmittel aufweist. Diese Art von sprühgekühlter Konfiguration ist anfällig für Rauch- und Flammenaustritt an der Verbindung zwischen dem "großen" Hauptabschnitt und der EBT-Abdeckung und verbrauchtes Kühlmittel kann sich nicht zwischen den Abschnitten ausgleichen.

Eine andere handelsübliche Anordnung des Stands der Technik umfasste ein eierförmiges Dach, das sowohl den kreisförmigen als auch den EBT-Abschnitt des Ofens abdeckte, was zu einem einzigen, sehr schweren "großen" Abschnitt führte, bei dem das Sandloch im Dach, hoch über dem Abstichloch angeordnet war, wodurch das Befüllen des Abstichlochs verkompliziert wird.

Konstruktionen des Stands der Technik sind beispielsweise aus US-A-4715042, US-A-5561685, US-A-4813055, US-A-5999558 und US-A-5887017 ersichtlich.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine sprühgekühlte, hohle Seitenwand für den kreisförmigen Abschnitt eines EBT-Ofens geschaffen und ein hohler EBT-Abdeckabschnitt ist z.B. durch Schweißen zur Bereitstellung einer einheitlichen, d.h. einstöckigen Seitenwand- und Abstichlochabdeckung, einstöckig mit der Seitenwand verbunden. Der EBT-Abdeckabschnitt ist an einem seitlichen Mittelabschnitt der Seitenwand befestigt und erstreckt sich vertikal, jedoch in geringerem Ausmaß als die Seitenwand, z.B. etwa 1/4 bis 1/3 der Höhe der Seitenwand. Der EBT-Abdeckabschnitt ist hohl und weist eine obere Abdeckung und eine untere gekrümmte Platte auf; die untere gekrümmte Platte wird durch Düsen in der EBT-Abdeckung sprühgekühlt. Die Düsen erhalten Kühlmittel, z.B. Wasser, von einer Leitung, die mit der Wasserleitung in der sprühgekühlten Seitenwand verbunden ist, und verbrauchtes Kühlmittel kann aus der EBT-Abdeckung zur Seitenwand und, wenn der Ofen gekippt ist, aus der Seitenwand zur EBT-Abdeckung abgelassen werden. Die untere Platte der EBT-Abdeckung ist so geformt, dass sie passend an der inneren sprühgekühlten Wand der Seitenwand anliegt, und dieser Passkontakt wird durch einen Metallstreifen geschützt, der an die innere Wand der Seitenwand und die untere Platte geschweißt ist, und der Schweißbereich und der Metallstreifen werden durch Kühlmittel aus den Düsen in der EBT-Abdeckung auf einfache Weise gekühlt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht der integralen einstückigen sprühgekühlten Seitenwand- und Abstichlochabdeckung für einen elektrischen EBT-Ofen;

2 ist eine fragmentarischer, teilweise aufgeschnittener seitlicher Aufriss der Vorrichtung aus 1;

3 ist eine teilweise Draufsicht auf den EBT-Abdeckabschnitt der Vorrichtung aus 1;

3(A) ist ein Querschnitt entlang A-A aus 3;

4(A), 4(B) sind perspektivische Ansichten von Abschnitten der Vorrichtung aus 4;

5 und 6 sind teilsweise Aufrisse der Vorrichtung aus 2;

7 ist ein teilweiser vorderer Aufriss des Abstichlochabdeckungsabschnitts der Vorrichtung aus 1;

8 ist eine teilweise Draufsicht im Schnitt des Abstichlochabdeckungsabschnitts der Vorrichtung aus 1; und

9 und 10 sind eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Metallschutzstreifenkomponente der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist die integrale Seitenwand- und Abstichlochabdeckung der vorliegenden Erfindung mit 10 bezeichnet und weist eine vertikale kreisförmige hohle Seitenwand 20 auf, die über dem kreisförmigen Herd 42 des Ofens 41 liegt. Die hohle Seitenwand 20 umfasst ein äußeres Metallabdeckelement 22, ein inneres Metallbasiselement 24 und einen oberen und einen unteren Metallflansch 26, 28, die das Metallabdeckelement 22 und das innere Metallbasiselement 24 verbinden und den eingeschlossenen Raum 30 in der Seitenwand 20 verschließen. Der Kühlmittelsammler 32 ist im obersten Abschnitt der Kammer 30 angeordnet und erstreckt sich auf dem Umfang entlang des äußeren Metallabdeckelements 22. Kühlmittel, z.B. Wasser, wird dem Kühlmittelzufuhrsammler 32 am Kühlmittelzufuhreinlass 34 bereitgestellt und Kühlmittel fließt abwärts zu vertikalen Sprühstangen 36, die auf dem Umfang in dem eingeschlossenen Raum 30 angeordnet sind. Die Düsen 38 sprühen in einer Menge, die ausreicht, um eine akzeptable Temperatur in dem inneren Metallbasiselement 24 aufrecht zu erhalten, Wassertröpfchen auf die Oberfläche des inneren Metallbasiselements 24, das Wärme ausgesetzt ist, die im Verlauf von Lichtbogenschmelzen von Schrott (nicht gezeigt) in dem in

2 gezeigten Herd 42 von der Elektrode 40 erzeugt wird. Ein sprühgekühltes Ofendach 39 von der im U.S.-Patent Nr. 4,715,042, Heggart et al., beschriebenen Art kann bereitgestellt werden, wie schematisch in 2 gezeigt. Verbrauchtes Kühlmittel aus den Düsen 38 läuft zum Kanal 44 am untersten Abschnitt der Kammer 30 herab und tritt aus den Öffnungen 46 im äußeren Metallabdeckelement 22 aus. Die integrale Abstichlochabdeckung 50 der vorliegenden Erfindung umfasst unter weiterer Bezugnahme auf 4, 5, 6 und 7 ein oberes Metallabdeckelement 52 mit einem horizontalen Abschnitt 51, einen aufwärts geneigten Abschnitt 53, vertikale Seiten 56, 58 und einen vertikalen vorderen Abschnitt 59. Die Abstichlochabdeckung 50 ist an mit 54 bezeichneten Stellen an die Seitenwand 20 des oberen Abdeckungsflansches 26 geschweißt. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 3, 3(A) und 5 und 6 sind die vertikalen Seiten 56, 58 und der vordere Abschnitt 59 des oberen Metallabdeckelements 52 bei 60 an die gekrümmte untere Metallplatte 62 geschweißt, um den EBT-Abdeckelementablass 63 zu bilden, der mit dem eingeschlossenen Raum 30 der Seitenwand 20 kommuniziert, wie bei 33 in 1 und 4, 4(A) und 4(B) gezegit. Wie in 4, 4(A) gezeigt, ist die untere Metallplatte 62 mit Hilfe der Schweißnaht 29 und der Schweißnaht 31 am Metallstreifen 64 an dem inneren Metallbasiselement 24 befestigt. Wie in 9 und 10 gezeigt, ist der Metallstreifen 64, geeigneterweise Stahl, so geformt, dass er den Passkontakt 37 zwischen der Abdeckplatte 62 der Abstichlochabdeckung 50 und dem inneren Metallbasiselement 24 der Seitenwand 20 abdeckt, die sich tangential und konvergierend von den Tangentenpunkten 90, 92 auf dem Metallbasiselement 24 erstreckt. Der Metallstreifen 64 ist an seiner Außenfläche 65 geeigneterweise abgefast oder abgeschrägt und weist eine ausreichende Masse auf, um als Kühlkörper zu wirken und die Kontaktkanten der unteren Platte 62 und des Metallbasiselements 24 bei 37 vor übermäßiger Erwärmung aufgrund des Lichtbogenschmelzens von Schrott im Herd 42 des Ofens 41 zu schützen ( 2). Der Metallstreifen 64 ist an seiner hinteren Fläche 67 an das Metallbasiselement 24 und an seiner unteren Fläche 71 an die untere Metallplatte 62 geschweißt. Zusätzlich zu seiner Wirkung als Kühlkörper wirkt der Metallstreifen 64 als Dichtung, um den Austritt von Ofendämpfen und -flammen am Passkontaktbereich 37 zu verhindern. Der Metallstreifen 64 stellt eine Umfangsdichtung gegen Staub und Flammen am Metallbasiselement 24 und an der unteren Metallplatte 62 bereit. Unter Bezugnahme auf 1, 2 und 8 stellt die Verbindung der unteren Metallplatte 62 mit dem Abdeckelement 52 eine hohle Kammer 70 in der Abstichlochabdeckung 50 bereit, die ein Kühlmittelleitungsmittel 79 enthält, das mit dem Kühlmittelzufuhrsammler 32 der Seitenwand 20 verbunden ist. Horizontal angeordnete Sprühstangen 71 erhalten Kühlmittel aus dem Kühlmittelleitungsmittel 79, das, wie in 4 und 8 gezeigt, in Tröpfchen aus den Düsen 73 auf die untere Metallplatte 62 und den Metallstreifen 64 und ebenfalls bei 85 und 87 aus den Düsen 36 gesprüht wird. Verbrauchtes Kühlmittel läuft zum Ablass 63 der Abstichlochabdeckung 50 herab und kann aus den Ablassöffnungen 66 und ebenfalls den Ablassöffnungen 46 der Seitenwand 20 austreten. Ein Sandloch, d.h. 72, ist zwischen dem horizontalen Abschnitt 51 des oberen Abdeckelements 52 und der unteren Metallplatte 62 bereitgestellt und befindet sich im Allgemeinen über und relativ dicht bei dem Abstichloch 75 im Herd 77. Der Sand 99 im Abstichloch 75 schützt das Abstichlochventil 80. Prüfabdeckungen 90 und Öffnungen 95 können für eine einfache Prüfung und Wiederanbringung leicht bereitgestellt werden. Es sind in 1 und 2 gezeigte Hebeösen 100 bereitgestellt und die einstückige Seitenwand und Abdeckung können in einem Stück angehoben werden.


Anspruch[de]
  1. Integrale einstückige Seitenwand- und Abstichtochabdeckung (10) für einen elektrischen Stichofen mit exzentrischem Boden, die Folgendes umfasst:

    (i) eine im Wesentlichen vertikale hohle Seitenwand (20) mit einem im Allgemeinen kreisförmigen Querschnitt, die von dem im Allgemeinen kreisförmigen Abschnitt (42) eines elektrischen Stichofens mit exzentrischem Boden (41) gestützt wird, um mindestens eine Graphitelektrode (40) zu umgeben, die sich abwärts in den elektrischen Stichofen mit exzentrischem Boden erstreckt, wobei die Seitenwand Folgendes aufweist:

    (a) ein inneres Metallbasiselement (24), das den inneren Abschnitt der hohlen Seitenwand bildet;

    (b) ein äußeres Metallabdeckelement (22), das von dem inneren Metallbasiselement beabstandet ist;

    (c) ein Mittel zum Verbinden des äußeren Metallabdeckelements mit dem inneren Metallbasiselement und zum Abgrenzen eines im Wesentlichen eingeschlossenen Raums (30) zwischen dem inneren Metallbasiselement und dem Metallabdeckelement, wobei der im Wesentlichen eingeschlossene Raum einen untersten Abschnitt mit mindestens einer äußeren Flüssigkeitsablassöffnung (63) aufweist, die sich im untersten Abschnitt des eingeschlossenen Raums befindet;

    (d) eine Vielzahl von Sprühmitteln (36), die an vorherbestimmten peripheren Stellen benachbart zu dem inneren Metallbasiselement und von diesem beabstandet in dem eingeschlossenen Raum angeordnet sind, um einen Sprühstrahl eines Flüssigkühlmittels in Form von flüssigen Tröpfchen auf das innere Metallbasiselement zu richten, und zwar in einer Menge, die ausreicht, um eine akzeptable Temperatur in dem inneren Metallbasiselement aufrechtzuerhalten;

    (e) einen Flüssigkühlmittelzufuhrsammler (32) in dem eingeschlossenen Raum der Seitenwand, der sich peripher entlang des inneren Metallbasiselements erstreckt, um der Vielzahl von Sprühmitteln Flüssigkühlmittel zuzuführen;

    (f) mindestens ein Flüssigkühlmittelablassauslassmittel (46) in Kommunikation mit der mindestens einen Ablassöffnung zur Aufnahme eines Stroms von Flüssigkühlmittel aus dem Inneren des eingeschlossenen Raums;

    (ii) eine Flüssigkühlmittelzufuhrleitung (34) zur Zufuhr von Flüssigkeit zu dem Flüssigkühlmittelzufuhrsammler;

    (iii) eine hohle Abstichlochabdeckung (50), die fest an der hohlen Seitenwand befestigt ist und sich von der hohlen Seitenwand weg erstreckt, so dass sie über einem Abstichlochabschnitt des elektrischen Stichofens mit exzentrischem Boden liegt, wobei die hohle Abstichlochabdeckung einen eingeschlossenen Raum (70) und eine untere Platte (62) aufweist, die an dem inneren Metallbasiselement der Seitenwand befestigt ist und sich direkt über dem Abstichlochabschnitt des elektrischen Ofens befindet und eine Öffnung abgrenzt, um Sand in das Abstichloch des elektrischen Ofens einzuführen, wobei der eingeschlossene Raum der Abstichlochabdeckung einen untersten Abschnitt mit mindestens einer Flüssigkühlmittelablassöffnung aufweist, die im untersten Abschnitt des eingeschlossenen Raums der Abstichlochabdeckung angeordnet ist, wobei der unterste Abschnitt der Abstichlochabdeckung in Kommunikation mit dem im Wesentlichen eingeschlossenen Raum zwischen dem inneren Metallbasiselement und dem Metallabdeckelement der Seitenwand steht;

    (a) eine Vielzahl von Sprühmitteln (71), die in dem eingeschlossenen Raum der Abstichlochabdeckung angeordnet ist, um einen Sprühstrahl eines Flüssigkühlmittels in Form von flüssigen Tröpfchen auf ihre untere Platte zu richten, und zwar in einer Menge, die ausreicht, um eine akzeptable Temperatur in der unteren Platte aufrechtzuerhalten;

    (b) mindestens ein Flüssigkühlmittelablassauslassmittel zur Aufnahme eines Stroms von Flüssigkühlmittel aus dem Inneren des eingeschlossenen Raums; und

    (c) ein Leitungsmittel (79) in dem eingeschlossenen Raum der Abstichlochabdeckung, um der Vielzahl von Sprühmitteln in dem eingeschlossenen Raum der Abstichlochabdeckung Flüssigkühlmittel zuzuführen, wobei das Leitungsmittel mit dem Flüssigkühlmittelzufuhrsammler in dem eingeschlossenen Raum der Seitenwand verbunden ist.
  2. Integrale einstückige Seitenwand- und Abstichlochabdeckung für einen elektrischen Stichofen mit exzentrischem Boden nach Anspruch 1, wobei die hohle Abstichlochabdeckung vertikale Seitenabschnitte aufweist, die sich tangential und konvergierend von der hohlen Seitenwand weg erstrecken.
  3. Integrale einstückige Seitenwand- und Abstichlochabdeckung für einen elektrischen Stichofen mit exzentrischem Boden nach Anspruch 1, wobei der unterste Abschnitt der Abstichlochabdeckung die Form eines Troges aufweist, aus dem Flüssigkühlmittel durch die Erdanziehungskraft aus der Abstichlochabdeckung in den eingeschlossenen Raum zwischen dem inneren Metallbasiselement und dem Metallabdeckelement der Seitenwand fließen kann.
  4. Integrale einstückige Seitenwand- und Abstichlochabdeckung für einen elektrischen Stichofen mit exzentrischem Boden nach Anspruch 1, wobei die untere Platte der Abstichlochabdeckung einen bogenförmigen Querschnitt aufweist und das innere Metallbasiselement der Seitenwand konform berührt und ein Metallstreifen bereitgestellt ist, der an die untere Platte und das innere Metallbasiselement geschweißt ist, um den konformen Kontakt zwischen der unteren Platte und dem inneren Metallbasiselement abzudecken.
  5. Integrale einstückige Seitenwand- und Abstichlochabdeckung für einen elektrischen Stichofen mit exzentrischem Boden nach Anspruch 1, wobei die Abstichlochabdeckung mit einem oberen Abdeckelement versehen ist, das durch Schweißen an dem äußeren Metallabdeckelement der Seitenwand befestigt ist.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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