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Dokumentenidentifikation DE10150628B4 19.04.2007
Titel Elektrolichtbogenofenanlage mit einem Abgaskrümmer
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Schubert, Manfred, 46147 Oberhausen, DE
Vertreter Hemmerich und Kollegen, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 12.10.2001
DE-Aktenzeichen 10150628
Offenlegungstag 30.04.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse F27B 3/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse C21C 5/52(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F27D 17/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Elektrolichtbogenofenanlage mit einem Untergefäß und einem Obergefäß, das im Betrieb mittels eines Ofendeckels abgeschlossen ist, ferner mit einem Abgaskrümmer, der über ein für die Luftzuführung zwecks Nachverbrennung der Ofengase im Abstand einstellbares Klappstück mit einer Brennkammer oder einer stationären Abgasleitung in Verbindung steht.

Die Rauchgasabsaugung aus dem Ofengefäß erfolgt über einen wassergekühlten Abgaskrümmer. Der Abgaskrümmer befindet sich auf dem Ofendeckel über dem vierten Deckelloch eines ausgemauerten Ofendeckels und mündet vor dem Klappstück oder der Schiebemuffe der stationären Abgasleitung. Um, auch in einer Kippstellung von +/– 5° Rauchgas absaugen zu, können, ist die Mündung mit einem Flansch versehen. Der Abstand zwischen dem Flansch und dem Klappstück dient der Falschluftzufuhr zur Temperatur-Reduzierung und als Luftzuführung für die Nachverbrennung der Ofengase.

Eine solche Rauchgasabsaugung ist auch im Zusammenhang mit einer Beschickungsvorrichtung bekannt (DE 43 32 913 A1). Die DE 32 14 300 A1 offenbart eine Einrichtung zur Verwertung von Abgasen eines elektrischen Schmelzofens, wobei eine Leitung vorgesehen ist, durch die die Abgase zu einem Behälter zum Vorwärmen von Schrott geleitet werden. Aus der WO 99/41560 ist ein Lichtbogenofen bekannt, der mit einem gekühlten Dach ausgestattet ist. Eine mögliche Ausgestaltung eines Dachs eines Lichtbogenofens wird auch in der WO 00/43719 gezeigt. Die DE-AS 2 203 161 betrifft eine Absaugvorrichtung für Elektroöfen, die mit einem abnehmbaren Deckel und einer Abzugshaube versehen sind. Dabei ist zusätzlich eine Absaughaube vorgesehen, die aus zwei Einzelhauben aus gewendelten Wasserrohleitungen besteht. Die DE-PS 1 217 416 zeigt schließlich eine Abgasführung für einen Elektroofen mit einem Abgasstutzen auf dem Ofendeckel, der mit einer Abgasleitung zusammenwirkt. Dort ist vorgesehen, dass die schwenkbare Abgasleitung über ein Gelenkgestänge mit einem geeigneten Punkt des Ofens derart verbunden ist, dass sich die Abgasleitung in jeder Ofenstellung oberhalb des Abgasstutzens befindet.

Bei den derzeit gestalteten Rauchgasabsaugungen sind die große Falschluftmenge im Elektrodenbereich und damit ein hoher Abbrand der Elektroden nachteilig.

Es treten auch unangemessen hohe Staubablagerungen und Schlackenanbackungen in dem Abgaskrümmer auf. Die einseitige Anordnung des Absaugkrümmers ergibt im Ofen eine thermische Unsymmetrie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Falschluftmengen im Elektrodenbereich kontrollierter zu führen und damit eine gleichmäßigere Wärmeverteilung im Ofen zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch kann bei kontrollierter Führung der Falschluftmengen eine thermische Symmetrierung des Ofens erreicht werden. Durch die Anpassung an die Elektroden und die in der Abgashaube für die an Tragarmen ein- oder ausfahrbaren Elektroden jeweils vorgesehene Ausnehmung, wird für das Ein- oder Ausfahren der erforderliche Raum für die Tragarme gewonnen.

Weitere vorteilhafte Merkmale und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

So sieht eine Ausgestaltung vor, dass der Ofendeckel ohne oder mit erheblich reduzierter Ausmauerung ausgeführt ist, womit eine erhebliche Ersparnis an Betriebskosten und an Ausfallzeiten verbunden ist.

Entsprechend dem zur Verfügung stehenden Raum über dem Ofendeckel ist weiter vorteilhaft, dass die Abgashaube an ihren Stirnseiten kanalförmige Öffnungen für die Falschluftzufuhr bildet. Dieses Merkmal trägt daher zur Kontrolle der Falschluftmenge entsprechend den herrschenden Saugdruck-Verhältnissen bei.

Konstruktiv ist diese Volumenverteilung günstig derart gestaltet, dass die kanalförmigen Öffnungen für die Falschluftzufuhr symmetrisch zu den Elektroden angeordnet sind.

In Anwendung auf unterschiedliche Ofenbauarten eines Elektrolichtbogenofens ist vorgesehen, dass für einen Gleichstrom-Elektrolichtbogenofen symmetrisch zur mittig angeordneten Elektrode die Absaughaube etwa U-förmig ausgebildet und dass der Tragarm mit der Elektrode zwischen den U-Schenkeln ein- oder ausfahrbar ist. Auch bei dieser Bauart sind die Strömungsquerschnitte leicht beherrschbar und die Falschluftmengen können besser kontrolliert werden.

Dazu ist günstig, dass am Ende der U-Schenkel jeweils eine stirnseitige Öffnung für den Falschlufteintritt angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

1 einen senkrechten Schnitt durch ein Ofengefäß mit Wechselstrombetrieb und einer angeschlossenen Brennkammer,

2 die zu 1 gehörende Draufsicht auf die Ofenanlage für den Wechselstrom-Lichtbogenofen,

3 einen senkrechten Schnitt durch den oberen Bereich des Wechselstrom-Lichtbogenofen,

4 einen senkrechten Schnitt durch ein Ofengefäß im Gleichstrombetrieb mit einer angeschlossenen Brennkammer,

5 die zu 4 gehörende Draufsicht auf die Ofenanlage für den Gleichstrom-Lichtbogenofen und

6 einen senkrechten Schnitt durch den oberen Bereich des Gleichstrom-Lichtbogenofens.

Der Elektrolichtbogenofen (1) ist mit einem Ofengefäß 1 ausgestattet, das in ein Untergefäß 2 und einem Obergefäß 3 mit einem Ofendeckel 4 gegliedert ist. An das Deckelloch 4a ist ein Abgaskrümmer 5 angeschlossen, um die Ofenabgase über ein Klappstück 6 (oder eine Schiebemuffe) in eine Brennkammer 7 zur Nachverbrennung zu führen. Die Nachverbrennung erzeugt Energieeinsparung und kann anderen, Energie verbrauchenden Anlagen zugeführt werden. Das Ofengefäß 1 kann eine geringe Kippbewegung ausführen, wobei das Klappstück 6 (oder die Schiebemuffe) an einen Flansch des Abgaskrümmers 5 mit veränderbarem Spaltabstand 13 angestellt werden kann. Für den Antrieb des Klappstücks 6 ist ein Stellantrieb 6a vorgesehen. Das Ofengefäß 1 wird über Kippzylinder gekippt.

Der Abgaskrümmer 5 ist nunmehr auf der Seite des Ofengefäßes 1 als sich zur Ansaugrichtung 5b hin verbreiternde Abgashaube 5a ausgebildet (2) und überdeckt das Deckelloch 4a. Dabei kann der Ofendeckel 4 ohne oder nur mit einer erheblich reduzierten Ausmauerung ausgeführt sein.

In der Abgashaube ist jeweils eine Ausnehmung 8 für die an Tragarmen 9 ein- oder ausfahrbaren Elektroden 10 vorgesehen. Die Abgashaube 5a bildet an ihren Stirnseiten 5c kanalförmige Öffnungen 11 für die Falschluftzufuhr. Die Pfeile in den 1 und 2 zeigen den Abgas- und Falschlufteintritt in die Abgashaube 5a für einen im Wechselstrombetrieb geführten AC-Ofen an.

Die kanalförmigen Öffnungen 11 für die Falschluftzufuhr sind symmetrisch zu den Elektroden 10 angeordnet (2). Ein Beschickungsrohr 14 kann sowohl wie gezeichnet durch die Absaughaube 5a oder unmittelbar durch den Ofendeckel 4 geführt sein.

In 3 ist die Absaughaube 5a im Obergefäß 3, das sich an den Ofendeckel 4 nach unten hin anschließt und das Deckelloch 4a bildet, sichtbar. Die drei Wechselstrom-Elektroden 10 sind mittels des Tragarms 9 gehalten.

Für einen Gleichstrom-Elektrolichtbogenofen (4) ist symmetrisch zur mittig angeordneten Elektrode 10 die Absaughaube 5a etwa U-förmig ausgebildet und der Tragarm 9 mit der Elektrode 10 ist zwischen den U-Schenkeln 12a und 12bein- oder ausfahrbar. Dabei ist am Ende der U-Schenkel 12a und 12b jeweils eine stirnseitige Öffnung 11 (5) für den Falschlufteintritt angeordnet. Die Pfeile in den 4 und 5 zeigen ebenfalls den Abgas- und Falschlufteintritt in die Abgashaube 5a für den DC-Ofen (4 und 5).

In 6 sind die Absaughaube 5a mit den beiden stirnseitigen Öffnungen 11 und der Ausnehmung 8 für die Elektrode 10 über dem Ofendeckel 4 und dem Deckelloch 4a sichtbar.


Anspruch[de]
Elektrolichtbogenofenanlage mit einem Untergefäß (2) und einem Obergefäß (3), das im Betrieb mittels eines Ofendeckels (4) abgeschlossen ist, ferner mit einem Abgaskrümmer (5), der über ein für die Luftzuführung zwecks Nachverbrennung der Ofengase im Abstand einstellbares Klappstück (6) mit einer Brennkammer (7) oder einer stationären Abgasleitung in Verbindung steht, wobei das auf der Seite der Brennkammer (7) angeordnete Klappstück (6) mit einstellbarem Spaltabstand (13) an den Abgaskrümmer (5) anstellbar ist, und wobei der Abgaskrümmer (5) auf der zum Ofengefäß (1) weisenden Seite zu einer Abgashaube (5a) verbreitert ist, die das Deckelloch (4a) überdeckt und eine Öffnung (11) für Falschluftzufuhr sowie mindestens eine Ausnehmung (8) für mindestens eine an Tragarmen (9) ein- oder ausfahrbare Elektrode (10) aufweist. Elektrolichtbogenofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofendeckel (4) ohne oder mit erheblich reduzierter Ausmauerung ausgeführt ist. Elektrolichtbogenofenanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgashaube (5a) an ihren Stirnseiten (5c) kanalförmige Öffnungen (11) für die Falschluftzufuhr bildet. Elektrolichtbogenofenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kanalförmigen Öffnungen (11) für die Falschluftzufuhr symmetrisch zu den Elektroden (10) angeordnet sind. Elektrolichtbogenofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung des Elektrolichtbogenofens als Gleichstrom-Elektrolichtbogenofen symmetrisch zur mittig angeordneten Elektrode (10) die Absaughaube (5a) etwa U-förmig ausgebildet und dass der Tragarm (9) mit der Elektrode (10) zwischen den U-Schenkeln (12a, 12b) ein- oder ausfahrbar ist. Elektrolichtbogenofenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende der U-Schenkel (12a, 12b) jeweils eine stirnseitige Öffnung (11) für den Falschlufteintritt angeordnet ist.






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