Lichtbogenofen

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen (2) mit einem Ofengefäß (4) zum Schmelzen von Stahl, einem Deckel (6) zum Verschließen des Ofengefäßes (4) und einer Schwenkeinheit (14), mit der der Deckel (6) vom Ofengefäß (4) wegbewegbar ist, mit folgender Ausgestaltung:
a) das Ofengefäß (4) ist relativ zur Schwenkeinheit (14) in vertikaler Richtung bewegbar gelagert,
b) die Schwenkeinheit (14) weist eine Aufnahme zum lösbaren Fixieren des Deckels (6) in vertikaler Richtung auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen.

[0002] Zur Wiederaufarbeitung von Stahlschrott werden Lichtbogenöfen eingesetzt, bei denen der Stahlschrott mit Hilfe einer Elektrode und einem brennenden Lichtbogen erhitzt und schließlich aufgeschmolzen wird. Ein derartiger Lichtbogenofen umfasst ein Ofengefäß zum Schmelzen des Stahls und einen Deckel zum Verschließen des Ofengefäßes während des Schmelzprozesses. Zur Chargierung des Ofens mit Schrott und zu dessen Wartung ist es notwendig, das Ofengefäß zu öffnen und daher den Deckel aufzuschwenken. Dazu ist der Deckel über einen Pivot-Zylinder mit einer auch als Portal bezeichneten Schwenkeinheit verbunden. Mittels des Pivot-Zylinders wird der Deckel zunächst angehoben, so dass sich dieser vom Ofengefäß löst. Danach kann er mittels der Schwenkeinheit seitlich von dem Ofengefäß weggeschwenkt werden.

[0003] Zum Entleeren des flüssigen Stahls aus dem Ofengefäß wird dieses um eine senkrecht zur Längsachse des Ofens stehende Achse gekippt. Dazu ist das Ofengefäß auf einer Wiege gelagert, welche eine für diese Kippbewegung vorgesehene Abrollbahn umfasst. Bei einer derartigen Kippbewegung wird auch die Schwenkeinheit mit dem Deckel mitgekippt.

[0004] Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Lichtbogenofen anzugeben, mit dem der Öffnungsvorgang vereinfacht wird.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Lichtbogenofen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

[0006] Der erfindungsgemäße Lichtbogenofen weist ein Ofengefäß zum Schmelzen von Stahl, einen Deckel zum Verschließen des Ofengefäßes und eine Schwenkeinheit auf, mit der der Deckel vom Ofengefäß wegbewegbar ist. Des Weiteren ist das Ofengefäß relativ zur Schwenkeinheit in vertikaler Richtung bewegbar gelagert. Außerdem weist die Schwenkeinheit eine Aufnahme zum lösbaren Fixieren des Deckels in vertikaler Richtung auf.

[0007] Der erfindungsgemäße Lichtbogenofen unterscheidet sich also von einem aus dem Stand der Technik bekannten Lichtbogenofen dadurch, dass das Ofengefäß relativ zur Schwenkeinheit in vertikaler Richtung bewegbar gelagert und der Deckel in einer Aufnahme der Schwenkeinheit lösbar fixierbar, also nicht fest mit der Schwenkeinheit verbunden ist.

[0008] In einer Position in der der Schmelzbetrieb erfolgt, ist der Deckel oberhalb des Ofengefäßes angeordnet, so dass dieser verschlossen ist. Dabei ist der Deckel nicht im Eingriff mit der Schwenkeinheit und ist somit mit dieser nicht verbunden. Die Schwenkeinheit ist während des Schmelzbetriebs dadurch frei und ohne Deckel bewegbar. Dadurch wird ein Nachsetzen der an der Schwenkeinheit angeordneten Elektroden vereinfacht.

[0009] Um den Deckel des Lichtbogenofens vom Ofengefäß zu lösen wird dann zunächst durch eine Bewegung des Ofengefäßes relativ zur feststehenden Schwenkeinheit in vertikaler Richtung nach unten der Deckel in die Aufnahme der Schwenkeinheit eingehängt, so dass der Deckel in vertikaler Richtung fixiert ist. Nach dem Einhängen erfolgt eine weitergehende Bewegung des Ofengefäßes in vertikale Richtung nach unten, so dass der Deckel von dem Ofengefäß gelöst ist und danach vom Ofengefäß wegbewegt werden kann.

[0010] Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lichtbogenofens, insbesondere durch die in vertikaler Richtung bewegbare Lagerung des Ofengefäßes mit Deckel wird also erreicht, dass auf den Pivot-Zylinder verzichtet werden kann. Dies ergibt somit eine Einsparung an benötigten Bauteilen und der aufwändigen Bearbeitung des Deckelhubwerks.

[0011] Des Weiteren wird durch die feststehende Schwenkeinheit erreicht, dass beim Entleeren des Ofengefäßes und der damit verbundenen Kippbewegung des Ofengefäßes der Deckel und die Schwenkeinheit nicht mit dem Ofengefäß mitkippen, so dass ein Abstechen bei gleichzeitiger Energiezufuhr zum Ofen bzw. zu den Elektroden möglich ist, was eine Erhöhung der Zeit der Energiezufuhr insgesamt und dadurch eine höhere Produktivität zur Folge hat. Dies wird dadurch erreicht, dass bei dem Verbleib des Deckels in horizontaler Lage ein Arbeiten der Elektrodenregelung ermöglicht wird.

[0012] Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ofengefäß in einer in vertikaler Richtung bewegbaren Wiege gelagert. Eine derartige Wiege kann bevorzugt mittels Hydraulikzylinder bewegt werden. Somit wird durch das Betätigen der Hydraulikzylinder die Wiege und das darin gelagerte Ofengefäß in vertikaler Richtung nach unten bzw. oben bewegt.

[0013] Wenn die Wiege mehrere getrennt ansteuerbare Hydraulikzylinder aufweist kann diese nicht nur in vertikaler Richtung nach oben und unten bewegt sondern auch zum Entleeren des Ofengefäßes gekippt werden.

[0014] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Deckel beim Verschließen des Ofengefäßes mittels auf der Wiege angeordneten Stützen abgestützt. Bei einer vertikalen Bewegung der Wiege mit den Stützen und somit auch des Ofengefäßes nach unten wird also nach der Fixierung des Deckels in der Aufnahme der Schwenkeinheit der Deckel auch von den Stützen gelöst.

[0015] Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Deckel mittels der Schwenkeinheit durch eine Rotationsbewegung um eine in vertikale Richtung verlaufende Achse vom Ofengefäß wegbewegt. Der Deckel wird dadurch also seitlich vom Ofengefäß in horizontaler Richtung wegbewegt.

[0016] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.

[0017] Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:

Fig. 1

einen Lichtbogenofen mit Deckel in einer Position während des Schmelzbetriebs,

Fig. 2

einen Lichtbogenofen mit Deckel, der an der Schwenkeinheit fixiert ist,

Fig. 3

einen Lichtbogenofen mit geöffnetem Deckel.

[0018] In Fig. 1 ist ein Lichtbogenofen 2 dargestellt, der ein Ofengefäß 4 zum Schmelzen von Stahl und einen Deckel 6 zum Verschließen des Ofengefäßes aufweist. Der Deckel 6 befindet sich dabei in einer Position, in der er das Ofengefäß 4 verschließt, wie es während des Schmelzbetriebs von Stahl der Fall ist.

[0019] Das Ofengefäß 4 ist auf einer Wiege 8 gelagert, welche mehrere getrennt ansteuerbare Hydraulikzylinder 10 aufweist. Die Hydraulikzylinder 10 sind in Fig. 1 in ihrer ausgefahrenen Position dargestellt. Durch einen Hub der Hydraulikzylinder 10 ist die Wiege 8 somit in vertikaler Richtung nach unten bzw. oben bewegbar, wodurch auch das Ofengefäß 4 in entsprechender Richtung bewegbar ist. An der Wiege 8 sind ferner mehrere Stützen 12 angeordnet, die den Deckel 6 des Lichtbogenofens 2 im verschlossenen Zustand des Ofengefäßes 4, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, abstützen. Neben der Wiege 8 und dem Ofengefäß 4 ist ferner eine auch als Portal bezeichnete Schwenkeinheit 14 feststehend angeordnet, die lediglich um ihre Achse A drehbar gelagert ist. Die Schwenkeinheit 14 dient dazu, den Deckel 6 vom Ofengefäß 4 wegzubewegen. Die Schwenkeinheit 14 weist ferner eine Aufnahme 16 auf, in der der Deckel in vertikaler Richtung fixierbar ist. Die Aufnahme 16 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Auflagefläche und einen Zapfen gebildet, in der eine entsprechend ausgeformte Verbindungseinheit 18 des Deckels eingreifen kann.

[0020] Zum Öffnen des Ofengefäßes 4 wird dieses relativ zu der in vertikaler Richtung feststehenden Schwenkeinheit 14 in vertikaler Richtung nach unten bewegt. Dies wird dadurch realisiert, dass die Hydraulikzylinder 10 in einen eingefahrenen Zustand bewegt werden und dadurch die Wiege 8 in vertikaler Richtung nach unten bewegt, also abgesenkt wird. Durch die Bewegung nach unten wird mit der Wiege 8 auch das Ofengefäß 4 und der Deckel 6 nach unten bewegt. Der Deckel 6 wird dabei solange mitbewegt, bis das Verbindungselement 18 in der Aufnahme 16 der Schwenkeinheit 14 zum Eingriff kommt und der Deckel 6 somit in der Schwenkeinheit 14 eingehängt ist. In diesem Fall kommt also das Verbindungselement 18 auf der Aufnahmefläche zum Aufliegen, eine weitere Bewegung des Deckels 6 in vertikaler Richtung ist somit nicht mehr möglich, da der Deckel 6 damit in vertikaler Richtung fixiert ist. Mittels des Zapfens wird der Deckel 6 auch zusätzlich in horizontaler Richtung fixiert, so dass lediglich eine Drehbewegung des Deckels 6 möglich ist.

[0021] Bei einer weiteren relativen Bewegung der Wiege 8 mit Ofengefäß 4 zur Schwenkeinheit 14 in vertikaler Richtung nach unten wird somit der Deckel 6 nicht mitbewegt. Er bleibt vielmehr in der Aufnahme 16 der Schwenkeinheit 14 fixiert. Durch eine derartige Bewegung wird der Deckel 6 vom Ofengefäß 4 gelöst und hängt somit auskragend an der Schwenkeinheit 14. Eine derartige Situation ist in Fig. 2 dargestellt.

[0022] Anschließend kann der Deckel 6 mittels der Schwenkeinheit 14 durch eine Rotationsbewegung um die in vertikaler Richtung verlaufende Achse A vom Ofengefäß 4 wegbewegt werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Durch eine derartige Bewegung des Deckels 6 ist dann das Ofengefäß 4 im geöffneten Zustand und kann beispielsweise mit Schrott chargiert werden. Der Deckel 6 befindet sich in dieser Situation seitlich des Ofengefäßes 4.

[0023] Nach einem Chargieren des Ofengefäßes 4 mit Stahlschrott kann der Deckel 6 dann wieder zum Ofengefäß 4 hin bewegt werden, so dass wiederum die in Fig. 2 dargestellte Situation erreicht wird, bei der der Deckel 6 wieder oberhalb des Ofengefäßes 4 angeordnet ist. Wenn anschließend die Wiege 4 mittels der Hydraulikzylinder 10 in vertikaler Richtung nach oben bewegt wird, wird dabei der Deckel 6 aus der Aufnahme 14 der Schwenkeinheit 16 gehoben und damit die Fixierung in vertikaler Richtung gelöst. Der Deckel 6 ist dann wieder auf den Stützen 12 abstützt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

[0024] Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lichtbogenofens 2 ist somit ein Pivot-Zylinder, wie er bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Lichtbogenofen erforderlich ist, entbehrlich. Dadurch werden weniger Bauteile benötigt und der Öffnungsprozess des Ofengefäßes 4 vereinfacht.

[0025] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Ansprüche

1. Lichtbogenofen (2) mit einem Ofengefäß (4) zum Schmelzen von Stahl, einem Deckel (6) zum Verschließen des Ofengefäßes (4) und einer Schwenkeinheit (14), mit der der Deckel (6) vom Ofengefäß (4) wegbewegbar ist, mit folgender Ausgestaltung:

a) das Ofengefäß (4) ist relativ zur Schwenkeinheit (14) in vertikaler Richtung bewegbar gelagert,

b) die Schwenkeinheit (14) weist eine Aufnahme zum lösbaren Fixieren des Deckels (6) in vertikaler Richtung auf.

2. Lichtbogenofen (2) nach Anspruch 1,
bei dem das Ofengefäß (4) in einer in vertikaler Richtung bewegbaren Wiege (8) gelagert ist.

3. Lichtbogenofen (2) nach Anspruch 2,
bei dem die Wiege (8) mittels Hydraulikzylinder (10) bewegbar ist.

4. Lichtbogenofen (2) nach Anspruch 3,
bei dem die Wiege (8) mehrere getrennt ansteuerbare Hydraulikzylinder (10) aufweist.

5. Lichtbogenofen (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
bei dem der Deckel (6) beim Verschließen des Ofengefäßes (4) mittels auf der Wiege (8) angeordneten Stützen (12) abgestützt ist.

6. Lichtbogenofen (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Deckel (6) mittels der Schwenkeinheit (14) durch eine Rotationsbewegung um eine in vertikale Richtung verlaufende Achse (A) vom Ofengefäß (4) wegbewegbar ist.

Zeichnung