Lichtbogenofen

Abstract

 Zum Chargieren eines Lichtbogenofens wird der Deckel (3) des Ofens etwas angehoben und - von einem Deckeltragwerk (10,11) gehalten - zur Seite geschwenkt. Das Deckeltragwerk (10,11) steht in Verbindung mit einem um eine vertikale Achse drehbaren Portal (13). Gleichzeitig werden horizontale Elektrodentragarme (5, 6, 7) mit den an ihren freien Enden befestigten Elektroden zur Seite geschwenkt. Die Elektrodentragarme sind an vertikal verschieblichen Hubsäulen (19, 20, 21) befestigt. Die Hubsäulen sind in einer Ebene angeordnet und besitzen in zwei horizontalen Ebenen liegende Rollenführungen (15a, 15b; 16a, 16b). Die Rollen jedes Rollenpaares (15a, 15b ...) sind so geneigt, daß ihre Drehachsen einen Winkel zwischen 90 und 160 Grad einschließen. Damit können-Momente um vertikale Achsen beim Verschwenken der Anordnung und beim Betrieb des Ofens aufgenommen werden. Aufgrund der raumsparenden Anordnung der Rollenführungen und Hubsäulen läßt sich das Portal als Rollendrehkranz ausführen, bei dem es sich um ein handelsübliches Bauelement handeln kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Ein Lichtbogenofen dieser Art ist durch die Zeitschrift _ELE_KTROWÄRME international, April 1983, Nr. 2, Ausgabe B, _Titelseite, bekanntgeworden. Es sind hier drei die Elektrodentragarme tragenden Hubsäulen mit kreisförmigem Querschnitt nebeneinander angeordnet von denen jede sowohl auf der dem Ofendeckel zugewandten Seite als auch auf der dem Ofendeckel abgewandten Seite eine Leiste mit rechteckigem Querschnitt aufweist, deren Oberflächen als Laufbahnflächen für die Rollenführungen dienen. Jeder Leiste sind in zwei verschiedenen Höhe jeweils drei Rollenführungen zugeordnet, deren Rollen jeweils einen Winkel von 90° zueinander bilden. Damit liegen jeweils zwei Rollen in einer Ebene die parallel zur Reihenanordnung der Hubsäulen verläuft und bestimmen durch ihren Platzbedarf den Abstand zwischen den benachbarten Hubsäulen.

[0003] Die Rollenführungen für die Hubsäulen sind zusammen mit dem Deckeltragwerk auf einem Portal befestigt, das um einen vertikalen Drehzapfen verschwenkt werden kann und mit Hilfe von Stützrädern auf der Plattform der Ofenwiege gelagert ist.

[0004] Durch die ältere Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 85115111.8 ist vorgeschlagen worden die üblichen auf die Elektrodentragarme aufgesetzten Hochstromrohre wenigstens teilweise durch eine Kupferschicht oder eine Schicht aus einem anderen gut leitenden Material zu ersetzen, das auf die Außenseite der Elektrodentragarme aufgebracht ist. Bei einer solchen Ausführung kann der Abstand zwischen den einzelnen Tragarmen verringert werden. Es ist damit erwünscht, auch den üblichen Abstand'zwischen den Hubsäulen, auf denen die Tragarme befestigt sind, zu verringern.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtbogenofen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, der es ermöglicht, den Abstand der Hubsäulen und damit deren Platzbedarf zu verringern. Es soll hierdurch für die Drehl-ageranordnung des Portals auch der Einsatz einer handelsüblichen Konstruktion ermöglicht werden, die eine Spezialanfertigung überflüssig macht.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Lichtbogenofen weisen die Hubsäulen auf der dem Ofendeckel zugewandten Seite und auf der dem Ofendeckel abgewandten Seite jeweils zwei im Abstand voneinander angeordnete Laufbahnen für die Rollen der Rollenführungen auf und die Laufbahnflächen schließen von den zugehörigen Rollenführungen aus gesehen einen Winkel ein der kleiner als 180° ist. Damit können die Hubsäulen mit sehr geringem Abstand voneinander nebeneinander angeordnet werden, weil zwischen den einzelnen Hubsäulenkein Platz für die Rollenführungen vorgesehen werden muß. Vorzugsweise werden die Hubsäulen mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet und so angeordnet, daß die Breitseiten benachbarter Hubsäulen mit geringem Abstand einander gegenüberliegen. Die Laufbahnen für die Rollen sind dann an den Schmalseiten des rechteckigen Querschnitts angeordnet.

[0008] Durch den geringen Bedarf an Grundrißfläche für die Hubsäulen einschließlich der Rollenführungen ist es möglich, einen handelsüblichen Rollendrehkranz, wie er zum Beispiel bei Baggern und dergleichen verwendet wird, einzusetzen, so daß auf eine Spezialanfertigung verzichtet werden kann.

[0009] Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Konstruktion wegen ihres kleinen Abstandes zwischen den Hubsäulen für einen Lichtbogenofen, bei dem entsprechend der genannten älteren Anmeldung die Elektrodentragarme auf ihrer Außenseite eine Schicht aus Kupfer oder einem anderen gut leitenden Material aufweisen, durch die der Hochstromleiter für die Stromzufuhr zu den an der Elektrode anliegenden Kontaktbacken gebildet wird. Es wird hierdurch ermöglicht, den gewünschten kleinen Abstand zwischen den einzelnen Tragarmen zu realisieren, ohne daß bei den äußeren Elektrodentragarmen besondere Auskragungen an den Verbindungsstellen zu den Hubsäulen erforderlich sind.

[0010] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils eines Lichtbogenofens mit teilweise weggebrochenen Teilen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Lichtbogenofen nach Fig. 1, wobei ebenfalls einige Teile weggebrochen sind, und

Fig. 3 eine vereinfachte Horizontalschnittansicht einer Hubsäule mit Laufbahnen.

[0011] _Fig. zeigt einen auf einer Ofenwiege 2 ruhenden Lichtbogenofen 1 mit einem Ofendeckel 3. In der Darstellung nach Fig. 1 verschließt der Ofendeckel 3 den Lichtbogenofen 1. In der Darstellung nach Fig. 2 ist der Deckel 3 zur Seite verschwenkt, so daß der Ofenraum 4 nach oben offen ist und eine Chargierung des Ofens vorgenommen werden kann.

[0012] Der Drei-Phasen-Lichtbogenofen weist drei etwa horizontal verlaufende Elektrodentragarme 5, 6, und 7 auf, von denen die Elektrodentragarne5 und 7 in einer unteren Ebene und der Elektrodentragarm 6 in einer oberen Ebene liegt. An den Enden oberhalb des Ofens 1 ist jeweils mit Hilfe einer Einspannvorrichtung 8 eine Elektrode 9 befestigt, die durch eine zugehörige Elektrodendurchführöffnung im Deckel 3 hindurch in den Ofenraum 4 hineinragt. Die Elektrodentragarme 5, 6 und 7 sind wenigstens auf einem Teil ihrer Länge an der Außenseite mit einer elektrisch gut leitenden Schicht (nicht dargestellt) versehen, die in diesem Bereich den Hochstromleiter für die Stromzufuhr zur Kontaktbacke der zugehörigen Elektrode bildet.

[0013] Zwei etwa horizontal verlaufende Deckeltragarme 10 und 11 sind Bestandteil eines hier nicht in allen Einzelheiten dargestellten Deckeltragwerks. Mit Hilfe eines Verbindungsstücks 12 steht z.B. der Deckeltragarm 11 mit einem Portal 13 in Verbindung. Das Portal 13 ist eine um eine vertikale Achse A schwenkbare Konstruktion, die nicht nur das Deckeltragwerk, sondern auch die gesamte Elektroden- und Elektrodenhalteanordnung trägt.

[0014] Fest in dem Portal 13 angeordnet befinden sich mehrere Rollenführungen, und zwar in einer oberen Ebene die Rollenführungen 14a, 14b; 15a, 15b und 16a, 16b, denen in einer unteren Ebene jeweils Rollenführungen zugeordnet sind, von denen in Fig. 1 die den Rollenführungen 14a, 14b zugeordneten unteren Rollenführungen 17a, 17b zu sehen sind.

[0015] Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind jeder Hubsäule in der oberen Rollenführungsebene zwei in jeweils einem Lagerblock drehbar gelagerte Rollenpaare 14a und 14b, 15a und 15b sowie 16a und 16b zugeordnet. Die untere Rollenführungsebene ist in gleicher Weise ausgebildet.

[0016] Die Rollenführungen dienen zur Führung von in einer Reihe angeordneten Hubsäulen 19, 20 und 21, an deren oberen Enden die _Elektrodentragarme 5, 6 bzw. 7 befestigt sind. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, besitzen die Hubsäulen 19, 20 und 21 nicht-quadratischen, rechteckigen Querschnitt mit schmalen Seiten a und breiten Seiten b. Die breiten Seiten b benachbarter Hubsäulen liegen mit geringem Abstand einander gegenüber, so daß die Gesamtbreite der Anordnung möglichst gering ist. Jeder Hubsäule sind jeweils in zwei Ebenen zwei Rollenpaare zugeordnet, beispielsweise sind der Hubsäule 19 in einer oberen Ebene die Rollenführungen 14a, 14b und in einer unteren Ebene die Rollenführungen 17a, 17b zugeordnet, wobei jede Rollenführung zwei Rollen 18 enthält.

[0017] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bilden die einer Hubsäule jeweils zugeordneten Rollen 18 von Rollenführungen in einer Ebene imGrundrißein "0", das heißt, die Drehachsen der einem Rollenpaar, z.B. dem Rollenpaar der Rollenführung 15a zugeordneten Rollen, schließen von der den Laufbahnflächen abgewandten Seite aus gesehen zwischen sich einen Winkel a ein, der kleiner ist als 180 Grad. Dieser Winkel liegt vorzugsweise zwischen 90 und 160 Grad. Durch die geneigte Anordnung der Rollen können die Rollenlager Momente um vertikale Achsen aufnehmen. Die "O"-Anordnung der Rollen vergrößert den Hebelarm des Kräftepaares der Rollen vorteilhaft.

[0018] Fig. 3 zeigt zur besseren Veranschaulichung eine vereinfachte Horizontalschnittansicht der Hubsäule 21 mit dem in einem Lagerblock gelagerten Rollenpaar der Rollenführung 16a. Das gegenüberliegende Rollenpaar ist in der Zeichnung nicht dargestellt, damit die Ausgestaltung der Hubsäule besser erkennbar ist. Da die Drehachsen der beiden Rollen der Rollenführung 16a - wie gesagt - einen Winkel a einschließen, schließen die Laufbahnen 30 bei ebener Ausbildung der Laufbahnflächen ebenfalls einen Winkel a in dem genannten Bereich ein.

[0019] Das Portal 13 steht über hier nicht dargestellte Verbindungsglieder in Verbindung mit einem Horizontalträger 22 unterhalb der Ofenwiege 2 (Fig. 1). Jede Drehbewegung des Portals 13 geht also einher mit einer entsprechenden Drehbewegung des Trägers 22. Der Träger 22 stützt die einzelnen _Hubsäulen 19, 20 und 21 ab. Über hier nicht dargestellte Hubzylinder läßt sich jede Hubsäule 19, 20 und 21 separat nach oben fahren, so daß der daran befestigte Elektrodentragarm ebenfalls nach oben bewegt und die zugehörige Elektrode hochgefahren wird.

[0020] Das Portal besitzt einen Rollendrehkranz 23, bestehend aus einem Drehkranz-Unterteil 24, das in einer Ausnehmung 26 der Ofenwiege 2 eingelassen ist, und einem Drehkranz-Oberteil 25. Flansche 27 und 28 der Drehkranzteile nehmen in ihren einander zugewandten Seiten die Rollen auf. Das obere Drehkranzteil 25 läßt sich also in bezug auf das untere, feststehende Drehkranzteil 24 um die vertikale Achse A (diese entspricht auch der Mittel-Längsachse der Hubsäule 20) verschwenken. Bei dem Rollendrehkranz 23 handelt es sich um ein handelsübliches Bauteil, wie es z.B. in Baggern oder ähnlichen Maschinen verwendet wird.

[0021] Im Betrieb nehmen die einzelnen Teil des Ofens die in _Fig. 1 skizzierte Lage ein. Zum Chargieren wird der Deckel 3 zur Seite geschwenkt, so daß der Ofenraum zugänglich ist. Hierzu werden zunächst die einzelnen Hubsäulen 19, 20 und 21 nach oben gefahren, und zwar zumindest so weit, bis die (in der Zeichnung nicht dargestellten) unteren Enden sämtlicher Elektroden zumindest oberhalb des oberen Rands des Ofengefäßes liegen und beim Verschwenken nicht mit dem Ofenrand kollidieren. Sodann wird der Deckel 3 durch hier nicht näher dargestellte Mittel etwas angehoben. Der von dem Deckeltragwerk 10, 11 gehaltene Deckel 3 wird dann zusammen mit den Elektrodentragarmen und den daran hängenden Elektroden zur Seite geschwenkt, bis der Ofeninnenraum zum Chargieren frei ist, so daß die Teile die in Fig. 2 dargestellte Lage einnehmen. Die Schwenkbewegung wird vollzogen durch Drehen des Drehkranz-Oberteils 25 mit Hilfe hier nicht näher dargestellter Antriebsmittel.

[0022] Das Verschließen des Ofens erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge der beschriebenen Schritte.

Ansprüche

1. Lichtbogenofen (1), mit mehreren, insbesondere drei, _Elektrodentragarmen (5, 6, 7), die jeweils an je einer, in Rollenführungen (14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b) etwa vertikal bewegbaren Hubsäule (19, 20, 21) befestigt sind, wobei die nebeneinander, in einer Reihe angeordneten _Hubsäulen (19, 20 21) sowohl auf der dem Ofendeckel (3) zugewandten Seite als auch auf der dem Ofendeckel (3) abgewandten Seite jeweils mehrere Laufbahnen (30) für die Rollen (18) der Rollenführungen (14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b) aufweisen, mit einem Deckeltragwerk (10, 11), das den Ofendeckel (3) trägt, wenn dieser zum Chargieren des Ofens bei hochgefahrenen Elektrodentragarmen (5, 6, 7) angehoben und zur Seite verschwenkt wird, und mit einem neben dem Ofen (1) angeordneten, um eine vertikale Achse (A) schwenkbaren Portal (13), das auf Rollen gelagert ist und das das Deckeltragwerk (10, 11) sowie die Rollenführungen für die Hubsäulen trägt, dadurch gekennzeichnet , daß auf den genannten Seiten jeder Hubsäule jeweils zwei Laufbahnen (30) vorhanden sind, deren Laufbahnflächen von den zugehörigen Rollenführungen (14a, 14b; 15a, 15b; 16a, 16b; 17a, 17b) aus gesehen, einen Winkel (a) einschließen, der kleiner als 180° ist, und daß das Portal (13) auf einem Rollendrehkranz (23) gelagert ist, der die Hubsäulen (19, 20, 21) umschließt.

2. Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Laufbahnflächen (30) einer Seite einen Winkel (a) von 90° bis 160° einschließen.

3. Lichtbogenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hubsäulen (19,20,21) einen rechteckigen Querschnitt mit schmalen Seiten (a) und breiten Seiten (b) aufweisen, und daß die breiten Seiten (b) benachbarter Hubsäulen mit geringem Abstand einander gegenüberliegen.

4. Lichtbogenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Laufbahnflächen (30) an den Rändern der schmalen Seiten (a) vorgesehen sind.

5. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollendrehkranz (23) ein zylindrisches Oberteil (25) und ein zylindrisches, drehfest auf der Ofenwiege angeordnetes Unterteil (24) aufweist.

6. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrodentragarme (5, 6, 7) wenigstens auf einem Teil ihrer Länge an der Außenseite mit einer elektrisch gut leitenden Schicht aus Kupfer oder dergleichen versehen sind, die in diesem Bereich den Hochstromleiter für die Stromzufuhr zur Kontaktbacke der zugehörigen Elektrode bildet.

Zeichnung