Beschreibung

Deckel für einen Ofen zur Aufnahme von Schmelzgut, insbesondere Metall, und Ofen zur Aufnahme von Schmelzgut

Die Erfindung betrifft einen Deckel für einen Ofen zur Aufnahme von Schmelzgut, insbesondere Metall, sowie einen Ofen zur Aufnahme von Schmelzgut, insbesondere Metall, mit einem mit Schmelzgut befüllbaren Tiegel und mit einem Deckel zum Verschließen des Tiegels.

Bei der Herstellung oder Aufbereitung, insbesondere Nachbehandlung, von Stahl ist es in der Regel erforderlich, den Stahl durch Erhitzen in eine flüssige Phase zu überführen. Aufgrund des hohen Schmelzpunktes von Metall im Allgemeinen sind damit hohe Temperaturen verbunden. Daher wurden für dieses Temperaturregime entsprechende Tiegel und ggf. Deckel entwickelt .

Der Deckel ist in der Regel von einem Tiegel abnehmbar und dient beim Schmelzen des Stahls zur Zurückhaltung und gezielten Abführung von beim Schmelzprozess entstehenden Gasen, sowie zur effektiven Ausnutzung der zugeführten Schmelzenergie. Durch den Deckel wird verhindert, dass ein Großteil der zuge- führten Energie nach oben ungenutzt entweicht.

Derartige Deckel und Tiegel werden in der Regel bei Lichtbogenöfen zur Herstellung von Metallschmelzen und Pfannenöfen, in der Regel zur Nachbehandlung von Metallschmelzen, einge- setzt. Ein Deckel für einen Lichtbogenofen umfasst in der Regel mindestens eine zentrale öffnung für die Einführung von Graphitelektroden und eine peripher angeordnete öffnung, die mit einem Saugsystem zur Abführung von Gasen, flüchtigen Ab- brandteilen und Pulvern vorgesehen ist.

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Problem, welches beim Umgang mit Metallschmelzen auftritt. Hierbei wird bspw. Rohstahl derart nachbehandelt, dass eine gewünsch-

te Legierungszusammensetzung des Stahls in engen Grenzen eingestellt wird. Teil der Nachbehandlung dieses Rohstahls ist die Zugabe von Zuschlagsstoffen in die Stahlschmelze, die teilweise heftige Reaktionen der Schmelze hervorrufen. Bei diesen heftigen Reaktionen des flüssigen Stahls auf die Zuschlagsstoffe entstehen Spritzer bzw. Tropfen aus flüssigem Metall, welche die Schmelze verlassen. Diese Spritzer treffen u.a. auch auf den Deckel des Ofens.

Derartige Probleme sind auch bei der Herstellung von Metallschmelzen mittels Lichtbogenofen bekannt. Hier wird zur Vergleichmäßigung der Temperatur des Metallbads ein Spülvorgang im Lichtbogenofen vorgenommen. Durch Zusammenwirken dieses Spülvorgangs mit einem oder mehreren im Lichtbogenofen vor- liegenden Lichtbogen bzw. -bögen kommt es ebenfalls zu Vorgängen, welche dazu führen, dass Spritzer bzw. Tropfen aus flüssigem Metall das Metallbad verlassen. Auch diese gelangen u.a. an den Deckel des Lichtbogenofens.

Die an den Deckel gelangten Spritzer aus flüssigem Metall kühlen an der inneren Oberfläche des Ofendeckels ab. Dabei verschweißen diese mit dem Ofendeckel und backen an der Innenwand des Ofendeckels fest an. Der Vorgang, dass Spritzer bzw. Tropfen aus flüssigem Metall an die Innenwand des Ofen- deckeis gelangen, ist - wie bereits oben beschrieben - nicht unüblich beim Umgang mit Metallschmelzen. Daher kommt es zu einem Anwachsen der Anbackungen auf der Innenseite des Ofendeckels durch weitere Spritzer bzw. Tropfen aus der Metallschmelze. Irgendwann erreichen diese Anbackungen ein Ausmaß, welche die Prozessführung zur Herstellung des Stahls stört. Insbesondere führen diese zu Problemen beim öffnen und Schließen des Ofens bei der Zuführung von neuem Metall.

Ein gekühlter Deckel für Lichtbogenöfen oder Pfannenöfen, der dieses Problem aufweist, ist beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 1 062 469 Bl bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckel für einen Ofen zur Aufnahme von Schmelzgut und einen Ofen zur Aufnahme von Schmelzgut bereitzustellen, bei welchem derartige Anbackungen verringert oder ganz vermieden werden können.

Die Aufgabe wird bei einem Deckel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Deckel wenigstens eine aus einem Material gebildete Schicht aufweist, deren Wärmeleitkoeffizient größer ist als der von Stahl. Unter Wärmeleitkoeffizient, auch Wärmeleitfähigkeit genannt, wird eine Materialkonstante verstanden mit der Einheit W/Km, welche für Festkörper in der Regel bei 20 ⁰ C angegeben wird. Vorzugsweise weist die Schicht einen Wärmeleitkoeffizienten auf, der größer ist als 100 W/Km. Hierzu käme beispielsweise Aluminium in Frage. Die Schicht kann sich auch aus mehreren Teilschichten zusammensetzten, wobei wenigstens eine Teilschicht erfindungsgemäß einen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, der größer ist als der von Stahl. Die Schicht kann beliebig am oder innerhalb des Deckels angeordnet sein oder auch den gesamten Deckel bilden.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Deckels wird erreicht, dass die Wärme aus den flüssigen Metallspritzern, welche an die innere Deckeloberfläche gelangen, schneller abgeführt wird. Idealerweise erfolgt die Wärmeabfuhr aus dem flüssigen Metallspritzer, welcher an die innere Deckeloberfläche gelangt ist, mittels der erfindungsgemäßen Schicht derart schnell, dass ein Verschweißen des Metalltropfens mit der inneren Deckeloberfläche vollständig vermieden wird.

Der positive Effekt, dass die Verschweißung des Metalltropfens bzw. -Spritzers mit der inneren Deckeloberfläche verringert wird, tritt bereits dann auf, wenn der Deckel eine Schicht aus einem Material aufweist, dessen Wärmeleitkoeffizient größer ist als der von Stahl. Vorzugsweise wird jedoch ein Material verwendet, das nicht nur einen Wärmeleitkoeffizienten aufweist, der größer ist als der von Stahl, sondern zudem die Eigenschaft aufweist, dass Metallspritzer bzw. Metallstropfen aus der Metallschmelze auf diesem Material

schlecht haften. Dadurch wird einerseits die Wärme schnell aus dem Metalltropfen abgeführt und damit ein Verschweißen des Tropfens mit der inneren Deckeloberfläche verhindert, andererseits sind die Metalltropfen einfach von der Schicht zu entfernen bzw. fallen beim Abkühlen ggf. sogar selbsttägig - etwa durch Einfluss der Gravitation und/oder Erschütterungen des Ofens - ab. Jedoch ist es bereits ausreichend, dass der Deckel eine Schicht aufweist, welche einen Wärmeleitkoeffizient aufweist, der größer ist als der von Stahl. Dadurch kann das Anbacken an die innere Deckeloberfläche bereits verringert und ggf. ganz unterbunden werden.

Stahl weist in der Regel, abhängig von dessen Zusammensetzung, einen Wärmeleitkoeffizienten von 40 bis 60 W/Km auf. Zur Verbesserung der Abfuhr von thermischer Energie von der inneren Deckeloberfläche zur äußeren Deckeloberfläche ist somit jedes Material geeignet, welches einen höheren Wärmeleitkoeffizienten als Stahl aufweist.

Insbesondere ist es vorteilhaft, dass der Wärmeleitkoeffizient des Materials wenigstens in einem bestimmten Temperaturbereich größer ist als der von Stahl, vorzugsweise in einem bestimmten Temperaturbereich, welcher beim Umgang mit flüssigen Metallschmelzen auftritt, insbesondere in einem Temperaturbereich von ca. 1100 ⁰ C (Grad Celsius)) bis ca. 1500 ⁰ C.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Deckel eine dem Schmelzgut zugewandte innere Deckeloberfläche und eine dem Schmelzgut abgewandte äußere Deckeloberfläche auf, wobei die Schicht näher an der inneren Deckeloberfläche als an der äußeren Deckeloberfläche angeordnet ist. Je näher das Material mit dem gegenüber Stahl erhöhten Wärmeleitkoeffizienten an der inneren Deckeloberfläche angeordnet ist, desto schneller kann die Wärme aus dem flüssigen Metallspritzer abgeführt werden. Durch Anordnung der wenigstens einen Schicht innerhalb des Deckels bzw. am Deckel kann die thermi-

sehe Eigenschaft und damit das Wärmeabtransportverhalten des Deckels verbessert werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet eine Oberfläche der wenigstens einen Schicht wenigstens abschnittsweise die innere Deckeloberfläche. Mittels einer solchen Anordnung wird die durch den flüssigen Metallspritzer aufgewiesene thermische Energie schnellstmöglich aus dem Metallspritzer abgeführt. Hierbei verbleibt also am we- nigsten Zeit für einen möglichen Verschweißprozess zwischen

Metalltropfen und innerer Deckeloberfläche. Hierdurch wird in der Regel bezüglich der Vermeidung von Anbackungen ein bestmögliches Ergebnis erzielt.

Von Vorteil ist es, dass das die Schicht bildende Material durch Plattieren auf einen Deckelgrundkörper aufgebracht ist. Das Plattieren kann während des Herstellungsprozesses des O- fendeckels erfolgen. Alternativ kann dies auch für bereits im Betrieb befindliche Ofendeckel durchgeführt werden. Insofern können die Vorteile der Erfindung auch für bereits laufende Anlagen nachträglich nutzbar gemacht werden. Als Plattieren bezeichnet man in der Metallbearbeitung das Aufbringen einer höherwertigen - im vorliegenden Fall besteht die Höherwertigkeit im höheren Wärmeleitkoeffizienten - Metallschicht auf einen anderen Werkstoff, in der Regel ebenfalls Metall. Dabei soll eine möglichst unlösliche Verbindung zwischen der Metallschicht und dem darunter- und/oder darüberliegenden Werkstoff entstehen. Die Verbindung zwischen dem Werkstoff und dem Metall wird durch Temperatur und Druck erzielt. Praktisch wird das Plattieren umgesetzt durch unterschiedlichste Techniken, z.B. durch Aufwalzen von Metallfolien auf einen Metallgrundkörper oder durch Aufschweißen, Angießen, Tauchen, Sprengen oder durch galvanotechnische Verfahren. Heutzutage geschieht das Plattieren meistens durch Walzschweißplattie- rung.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das die Schicht bildende Material Kupfer. Kupfer lässt sich bei-

spielsweise durch Plattieren besonders gut auf Stahl aufbringen. Ferner weist Kupfer einen Wärmeleitkoeffizienten auf, der ca. 8-fach größer ist als derjenige von Stahl, d.h. ca. bei 400 W/Km liegt. Darüber hinaus weisen flüssig Metalltrop- fen aus Stahl schlechte Hafteigenschaften auf Kupfer auf. Kupfer kann daher besonders vorteilhaft als Schicht bzw. Platte zur Vermeidung von Anbackungen von flüssigen Metallspritzern auf einer inneren Deckeloberfläche verwendet werden. Vorzugsweise weist der Deckel eine Schicht aus einem Ma- terial aufweist, dessen Wärmeleitkoeffizient im Wesentlichen nicht kleiner ist als der von Kupfer.

Vorteilhaft zur Vermeidung von Anbackungen von flüssigen Metallspritzern an der inneren Deckeloberfläche des Deckels kann ebenfalls eine Schicht verwendet werden, welche aus einem Material besteht, welches als duktile metallische, insbesondere Nickel aufweisende, Matrix mit eingelagerten Hart- stoffpartikeln, insbesondere Carbonnanoröhrchen, ausgebildet ist. Auch diese Schicht weist eine hohe und weithin einstell- bare thermische Leitfähigkeit bzw. einen hohen Wärmeleitkoeffizienten auf. Die thermische Eigenschaft des Materials bzw. der Schicht ist unter anderem abhängig davon, welches Material als Matrix verwendet wird, sowie von Art und Anteil der verwendeten Hartstoffpartikeln in der Schicht. Insbesondere ist vorteilhaft eine Nickel aufweisende Matrix mit eingelagerten Carbonnanotubes zu verwenden. Hierbei kann der Wärmeleitkoeffizient der Schicht durch Einstellung der Konzentration der Carbonnanotubes in der Matrix über weite Bereiche eingestellt werden und damit die thermischen Eigenschaften. Zudem weist dieses Material eine hohe mechanische und thermische Beständigkeit auf und ist daher gut für einen Einsatz in einem Hochtemperaturbereich, wie er etwa bei der Herstellung von Stahl auftritt, geeignet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die innere Deckeloberfläche wenigstens abschnittsweise zylindrisch und/oder konisch ausgebildet. Hierbei handelt es sich um besonders einfach herstellbare Formen für die innere De-

ckeloberflache . Insbesondere weist eine konische Deckeloberfläche den Vorteil auf, dass durch die konische Form der inneren Deckeloberfläche die auf diesen Teil der inneren Deckeloberfläche gespritzten Metalltropfen leichter ablösbar sind. Denn hier wirkt in der Regel eine größere Kraftkomponente senkrecht zur inneren Deckeloberfläche als bei einer zylindrisch geformten Deckeloberfläche. Im letzteren Fall ist die Deckeloberfläche in der Regel parallel zur auf den Metalltropfen wirkenden Gewichtskraft orientiert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die innere Deckeloberfläche wenigstens abschnittsweise glatt ausgebildet ist. D.h. es finden sich an der inneren Deckeloberfläche wenigstens abschnittsweise keine Strukturen, welche es erlauben, dass sich dort Metalltropfen festsetzen und dauerhaft ablagern. Eine im Wesentlichen glatte Deckeloberfläche unterstützt somit das Verhindern von Anbackungen, indem die auf die innere Deckeloberfläche treffenden Metalltropfen möglichst wenig Halt finden, um sich dort abzulagern. Dadurch kann ein selbsttätiges Abfallen der auf die innere Deckeloberfläche treffenden Metalltropfen verbessert werden. Dies ist insbesondere von Bedeutung für Ofendeckel in Rohr-Spalt-Rohr-Konstruktion. Hierbei können vorteilhaft Eisenrohre zum Einsatz kommen, welche die topographischen Strukturen der Rohr-Spalt-Rohr-Konstruk- tion derart ausgleicht, dass die innere Deckeloberfläche wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen glatt ist. Darüber kann eine erfindungsgemäße Schicht abgelagert werden. Auch können die verwendeten Rohre aus einem Material hergestellt sein, dessen Wärmleitkoeffizient größer ist als der von Stahl und vorzugsweise nicht kleiner ist als der von Kupfer.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante weist der Deckel eine Wandstärke zwischen 8 mm und 16 mm auf. Insbesondere bei einer Kombination eines herkömmlichen Deckels aus Stahl in Verbindung mit einer Schicht aus einem Material mit einem höheren Wärmeleitkoeffizient aus Stahl, ist die Wärmeabfuhr aus dem Innenbereich des Ofens durch die Wandstärke, insbesondere durch die Wandstärke des Stahlanteils des De-

ckels limitiert. Aufgrund von unterschiedlichen thermischen Materialkonstanten des verwendeten Materials und des Stahls kommt es zu einer unterschiedlichen Temperatur von Stahl und Material. Dies ist insbesondere problematisch an der Grenz- fläche zwischen dem verwendeten Material und dem Stahl. Denn hier kann es aufgrund der Temperaturdifferenz zur Entstehung von Spannungen kommen, die ein Ablösen der Materialschicht bzw. -platte vom Stahl verursachen können. Da die in die Deckelwand eingebrachte Wärmeleistung durch das Metallbad beim Umgang mit Metallschmelzen nur wenig beeinflusst werden kann, limitieren die durch die Temperaturunterschiede bedingten thermischen Spannungen an der Grenzfläche die verwendbare Wandstärke. Die Temperaturunterschiede sind jedoch mit verursacht durch die jeweiligen Dicken des verwendeten Stahls so- wie des verwendeten Materials. Ein fehlerfreier Betrieb für in Metallbädern vorhandenen Wärmeleistungen des Deckels, d.h. Vermeiden der Degeneration der Grenzfläche zwischen Deckelgrundkörper und Material, kann nur für eine Deckelwandstärke gewährleistet werden, die zwischen 5mm und 20mm, bevorzugt zwischen 8mm und 16mm, beträgt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Deckel eine Kühleinrichtung zur Abführung von in die innere Deckeloberfläche eingekoppelter Wärme auf. Mittels dieser Kühleinrichtung ist es möglich, die aus dem Metallbad ausgeführte Wärme abzutransportieren. Dabei ist darauf zu achten, dass die Kühleinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine für die Kühlung des Deckels ausreichende Wärmeleistung abführbar ist. Insbesondere kann die Kühleinrichtung als eine geschlossene Wasserkühleinrichtung ausgebildet werden, welche vorteilhaft mit Wasser durchflössen ist, welches eine Fließgeschwindigkeit von wenigstens 3 m/s aufweist. Eine derart gewählte Fließgeschwindigkeit innerhalb der geschlossenen Wasserkühleinrichtung erlaubt eine ausreichende Abfuhr von Wärmeenergie.

Alternativ oder in Kombination kann die Kühleinrichtung auch als Spritzwasserkühleinrichtung ausgebildet sein. Hierbei

wird die äußere Deckeloberfläche durch entsprechend verteilte Düsen mit Spritzwasser bespritzt, um den Wärmeabtransport zu gewährleisten. Ebenfalls kann vorteilhafterweise eine als Schwallwasserkühleinrichtung ausgebildete Kühleinrichtung vorgesehen werden. Aus dieser tritt vorzugsweise Wasser mit einer Fließgeschwindigkeit von mindestens 3 m/s aus. Dieses trifft auf die äußere Deckeloberfläche und wird anschließend von dieser abgeleitet.

Durch die genannten Kühleinrichtungen kann sichergestellt werden, dass für die die Anbackungen weiter reduzierende Kühlung eine ausreichend große Wärmeabfuhr bereitstellt. D.h. die von den Metalltropfen durch die Schicht verbessert abgeführte Wärme wird möglichst schnell an die Kühleinrichtung abgegeben. Dadurch bleibt eine große Temperaturdifferenz zwischen innere Deckeloberfläche und Kühleinrichtung bestehen, so dass ein effizienter Wärmeabtransport gewährleistet ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch einen Ofen der eingangs genannten Art, wobei der Deckel und/oder Tiegel eine aus einem Material gebildete Schicht aufweisen, deren Wärmeleitkoeffizient größer ist als der von Stahl. Hierbei gilt das zu Anspruch 1 gesagte in analoger Weise. Durch die verbesserte Wärmeabfuhr für Deckel und Ofen kommt es zu keiner Verschweißung von Metallspritzern aus der Schmelze mit den jeweiligen Ofenbegrenzungen. Die Anbackung wird somit verringert bzw. vermieden und damit die in diesem Zusammenhang auftretenden Nachteile.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen Deckel und Tiegel eine gemeinsame Schließfläche auf und die Schicht ist im Bereich der Schließfläche an Deckel und/oder Tiegel angeordnet. Hierbei wird insbesondere im kritischen Bereich der Schließfläche dafür gesorgt, dass keine bzw. nur ein verringertes Maß an Anbackungen entstehen, welche beim öffnen und Schließen des Deckels Probleme bereiten können. Ofenstillstände zur Beseitigung der Anbackungen werden dadurch verringert oder entfallen vollständig.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bildet eine Oberfläche der Schicht wenigstens abschnittsweise die innere Deckeloberfläche und/oder Tiegeloberfläche. Hierdurch wird in besonders vorteilhafter Weise gewährleistet, dass so- wohl ofenseitig als auch deckelseitig ein schnellstmöglicher Abtransport von Wärme aus auf die jeweiligen inneren Oberflächen treffenden Metallspritzern möglich ist. Die Verschweißung von Metalltropfen mit der jeweiligen inneren Oberfläche wird vermieden. Insbesondere wird es hierdurch möglich, dass die Spritzer von selbst wieder von der inneren Tiegeloberfläche und/oder inneren Deckeloberfläche in das Metallbad zurückfallen .

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung um- fasst der Ofen eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Ofens. Dadurch ist gewährleistet, dass die mittels der Schicht verbessert ausgeführte Wärme aus dem Innenraum des Tiegels effizient, bspw. von der äußeren Deckeloberfläche und/oder äußeren Tiegeloberfläche abgeführt wird. Die Kühleinrichtung für den Ofen kann analog zu den bereits oben gemachten Ausführungen ausgebildet sein.

Die Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass wenigstens eine aus einem Material gebildete Schicht für einen Deckel für einen Ofen zur Aufnahme von Schmelzgut zur Verringerung von Anbackungen des Schmelzguts an dem Deckel verwendet wird, wobei das Material einen Wärmeleitkoeffizient größer als Stahl aufweist. In speziellen Ausführungsformen kann die Schicht derart ausgebildet sein, wie dies für den Ofen und/oder den Deckel in dieser Anmeldung beschrieben ist.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, welche anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines O- fens mit Deckel und Tiegel und darauf aufgebrachter

Schicht,

FIG 2 mögliche Schichtanordnungen für den Deckel bzw.

Tiegel,

FIG 3 einen Deckel für einen Pfannenofen in Rohr-Spalt- Rohr-Konstruktion mit erfindungsgemäßer Schicht.

FIG 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Ofens 10. Der Ofen 10 weist einen Deckel 1 sowie einen Tiegel 11 auf. Der Ofen 10 ist in geschlossenem Zustand gezeigt, d.h. Deckel 1 und Tiegel 11 bilden ein abgeschlossenes Volumen. Im Tiegel 11 liegt geschmolzenes Schmelzgut S vor. Das Schmelzgut S ist als Stahlschmelze ausgebildet. Oberhalb des flüssigen Stahls befindet sich eine Schlacke S' . Ferner sind aus dem Stahlbad austretende Metalltropfen gezeigt. Diese treffen wenigstens teilweise eine innere Oberfläche 13 bzw. 3 des Tiegels 11 oder des Deckels 1. Wäre der Ofen 10 in FIG 1 gemäß dem Stand der Technik ausgebildet, so würden die auf die innere Oberfläche 13 bzw. 3 des Tiegels 11 oder des Deckels 1 treffenden Metalltropfen an der jeweiligen Position mit der inneren Oberfläche 3 des Tiegels 11 bzw. des Deckels 1 verschweißen. Es ergäben sich schwer ablösbare metallische Anbackungen, welche mit der Zeit an Gewicht und Volumen zunehmen. überschreiten die Anbackungen ein gewisses Ausmaß bzw. eine bestimmte Grenzmasse bzw. bestimmte Ausdehnung, so ist es erforderlich, diese Anbackungen mit hohem Aufwand zu entfernen. Dies ist jedoch bei der in FIG 1 gezeigten Anordnung nicht erforderlich .

Der Deckel 1 umfasst eine äußere Deckeloberfläche 2 sowie eine innere Deckeloberfläche 3. Ferner weist der Deckel 1 einen Deckelgrundkörper 5 auf. Auf dem Deckelgrundkörper 5 ist eine Kupferplattierung aufgebracht. Die Kupferplattierung ist in FIG 1 mit dem Bezugszeichen 4 versehen. Die Kupferplattierung weist eine dem Schmelzgut S zugewandte Oberfläche 4' auf. Diese bildet abschnittsweise die innere Oberfläche 3 des De- ckels 1. Die Kupferplattierung ist glatt ausgebildet und weist einen Wärmeleitkoeffizienten von ca. 400 W/Km auf.

Durch die Kupferplattierung wird erreicht, dass wenn Metalltropfen aus der Schmelze S auf die Kupferplattierung 4 treffen, diese die Wärme aus dem Metalltropfen so schnell abführt, dass kein Verschweißprozess zwischen innerer Deckel- Oberfläche 3 und Metalltropfen auftritt. Zudem weist ein auf die Kupferplattierung 4 getroffener Metalltropfen nur eine geringe Haftung auf der Kupferplattierung 4 auf. Der abgekühlte Metalltropfen hängt dann relativ lose auf der Kupfer- plattierung 4 und fällt in der Regel von selbst beim Abkühlen ab. Jedoch ist dieser zumindest, aufgrund eines vermiedenen Verschweißprozesses zwischen innerer Deckeloberfläche 3 und eines Metalltropfes leicht ablösbar.

Um die aus dem Metalltropfen abgeführte Wärme möglichst schnell abzuführen, weist der Deckel 1 eine Kühleinrichtung 7 auf. Die Kühleinrichtung 7 umfasst ein im Deckel 1 eingebautes Mehrkammersystem, welches mit Kühlmittel, insbesondere Wasser, durchflössen wird. Die Fließgeschwindigkeit des Wassers beträgt im Ausführungsbeispiel mehr als 3 m/s. Durch ei- ne derart hohe Fließgeschwindigkeit kann die aus den Metalltropfen abgeführte Wärme ausreichend schnell durch die Kühleinrichtung 7 abgeführt werden. Ferner weist der in FIG 1 dargestellte Deckel 1 eine Wandstärke 6 auf, welche 12 mm beträgt. Bei dieser Wandstärke kann zusätzlich eine nicht dar- gestellte Spritzwasserkühlung oder Schwallwasserkühlung vorgesehen werden, welche die äußere Deckeloberfläche 2 von oben kühlt. Ferner kann der Ofen 10 eine in FIG 1 nicht dargestellte Kühleinrichtung für den Tiegel 11 aufweisen. Für die Kupferplattierung 4 auf der inneren Tiegeloberfläche 13 ist die Ausführung analog zur Ausführung der Kupferplattierung 4 auf der inneren Deckeloberfläche 1 möglich.

Zwischen Deckel 1 und Tiegel 11 ist die Schließfläche 12 angeordnet. Diese bezeichnet die Auflagefläche von Deckel 1 und Tiegel 11 im geschlossenen Zustand. Zumindest im Bereich, d.h. nahe, der Schließfläche 12 ist es zweckmäßig, die kupferplattierte Schicht 4 für Deckel 1 und Tiegel 11 jeweils auf der inneren Oberfläche 3 bzw. 13 vorzusehen. Hierdurch

wird gewährleistet, dass stets ein einfaches öffnen und Schließen des Ofens 10 möglich bleibt. Insbesondere kommt es im Bereich der Schließfläche 12 durch die Kupferplattierung 4 nicht zu einem Anbacken von Metalltropfen, was dazu führt, dass das öffnen und Schließen des Ofens 10 nicht behindert wird.

Vorzugsweise ist entgegen der Darstellung in FIG 1 kein horizontaler überstand der Schließfläche 12 in den Ofeninnenraum vorhanden. Entweder wird dieser überstand abgeschrägt und geht dann einen bspw. senkrechten Wandabschnitt des Tiegels über. Dadurch wird eine Ablagerung von Metalltropfen auf einem horizontalen überstand vermieden. Die Metalltropfen können mittels der Schräge einfach in die Schmelze S zurückge- führt werde. Alternativ kann vorgesehen werden, dass zur Vermeidung von Ablagerungen von Metalltropfen auf einem überstand der Schließfläche 12 die deckelseitige Schließfläche und die tiegelseitige Schließfläche in ihren Ausmaßen im Wesentlichen sich genau gegenseitig überdeckend ausgebildet sind.

Zur Verhinderung der Anbackungen durch aus der Schmelze ausgestoßene Metalltropfe kann auch ein Schichtensystem mit mehreren Schichten, insbesondere eine Mehrfachplattierung vorge- sehen werden. Vorzugsweise weist wenigstens ein Großteil der verwendeten Schichten eine Wärmeleitfähigkeit auf, die größer ist als jene von Stahl und insbesondere nicht kleiner ist als die von Kupfer. Vorzugsweise sind die Schichten in einem Mehrschichtensystem derart angeordnet, dass an einer Grenz- fläche der Teilschichten innerhalb eines Schichtensystems jeweils diejenige Schicht den höheren Wärmekoeffizienten aufweist, welche jeweils näher am Ofeninnenraum angeordnet ist.

Auf die Darstellung der Gasabsaugvorrichtungen, der Zu- schlagsstoffZugabevorrichtungen sowie der Elektroden wurde in FIG 1 verzichtet, da diese nicht wesentlich sind für die vorliegende Erfindung.

Durch die in FIG 1 gezeigte Anordnung einer Kupferplatte 4 auf einem Deckelgrundkörper 5 sowie auf einem Tiegelgrundkörper 11' ist es möglich, das Anbacken von aus der Schmelze S ausgetretenen Metalltropfen an den inneren Oberflächen 3 bzw. 13 von Deckel 1 und Tiegel 11 zu vermeiden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die gesamte innere Deckeloberfläche 3 des Deckels 1 mittels Kupfer plattiert ist, so dass an keiner Stelle der inneren Oberfläche 3 des Deckels 1 Anbackungen entstehen .

Ferner ist es besonders vorteilhaft, derartige Kupferplattie- rungen 4 auch wenigstens im Bereich der Schließfläche 12 für den Tiegel 11 vorzusehen. Es können sich dann nur noch Anbackungen nah - abhängig von der Ausdehnung der Kupferplattie- rung 4 - an der Schmelzenoberfläche bilden. Diese behindern jedoch den Schmelzvorgang bzw. Konditionierungsvorgang der Schmelze S in der Regel nur unwesentlich.

FIG 2 zeigt eine Mehrzahl an Möglichkeiten, wie eine Schicht 4 für einen Deckel 1 oder einen Tiegel 11 angeordnet werden kann, so dass der Wärmeabtransport von einer inneren Oberfläche 3 zu einer äußeren Oberfläche 2 verbessert werden kann. Der Fall, dass die Schicht 4 den gesamten Deckel bzw. Tiegel bildet ist hier nicht dargestellt. Diese Möglichkeit ist je- doch nicht ausgeschlossen, jedoch wird diese aufgrund von Kostengründen vermutlich nur selten Anwendung finden.

Die Schichtanordnungen werden im Zusammenhang mit einem Deckelgrundkörper 5 beschrieben, sind jedoch nicht auf einen Deckelgrundkörper beschränkt. Vielmehr sind diese analog auf für Tiegelgrundkörper 11 anwendbar.

Die beiden links liegenden Segmente der FIG 2 zeigen eine Schicht 4 mit einem höheren Wärmeleitkoeffizienten als Stahl auf einem Deckelgrundkörper 5. Ein Abschnitt der Schichtoberfläche 4' bildet gleichzeitig die innere Oberfläche 3 des Deckels oder Tiegels bildet.

Im mittleren Segment 5 ist eine Schicht gezeigt, die vom Deckelgrundkörper 5 umschlossen ist. Wird die Dicke des Deckelgrundkörpers 5, welche der inneren Oberfläche 3 zugewandt ist, gering gehalten, so ist auch hier eine signifikante Ver- besserung des Wärmeabtransports in Richtung äußerer Oberfläche 3 gegeben.

Das an zweiter Stelle von rechts liegende Segment weist einen Deckelgrundkörper 5 auf, welcher teilweise die äußere Ober- fläche 2 bildet. In Richtung innerer Oberfläche 3 schließt sich eine erste Schicht 4 und eine zweite Schicht 4'' an. Die Schichten 4 und 4'' liegen übereinander, grenzen aneinander und können einen gleichen Wärmeleitkoeffizienten oder einen unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. Diese Schichten 4, 4'' können also insbesondere aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Jedoch weisen vorzugsweise beide Materialien einen Wärmeleitkoeffizienten auf, der größer ist als der von Stahl und vorzugsweise nicht kleiner ist als der von Kupfer. Alternativ können verschiedenen Schichten auch nebeneinander angeordnet werden, so dass die jeweilige Schicht für einen bestimmten Bereich innerhalb des Deckels oder Tiegels möglichst optimale thermische Eigenschaften und/oder Haftungseigenschaften aufweist und ggf. eine Kostenreduktion bei der Bereitstellung des Deckels und/oder Tiegels erreicht werden kann.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die erste Schicht 4 und die zweite Schicht 4'' unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen, insbesondere im sichtbaren Spektralbereich. Dadurch wird es möglich, einfach zu erkennen, wenn die erste Schicht verschlissen ist und ggf. wieder verstärkt mit Anbackungen zu rechnen ist. In einem solchen Fall kann dann eine Erneuerung der verschlissenen Schicht vorgesehen werden. Dieses Prinzip ist auch übertragbar auf ein Vielschichtensystem.

Im ganz rechts liegenden Segment der FIG 2 ist eine weitere mögliche Anordnung der Schicht 4 wiedergegeben. Hier bildet die Schicht 4 wenigstens teilweise die äußere Oberfläche 2,

wohingegen der Deckelgrundkörper 5 wenigstens teilweise die innere Oberfläche bildet. Abhängig von den jeweils verwendeten Dicken können alle diese in den in FIG 2 dargestellten Segmenten gezeigten Schichtanordnungen eingesetzt werden.

FIG 3 zeigt einen Deckel 1 für einen Elektrolichtbogenofen in Rohr-Spalt-Rohr-Konstruktion. Der Deckel 1 weist einen zylindrisch ausgebildeten Teil und einen konisch ausgebildeten Teil auf. Dem konischen Teil des Deckels kann ein Neigungs- winkel α zugeordnet werden. Die Mantelabschnittsfläche des konischen Teils des Deckels 1 wird durch Rohre 7 und 8 gebildet. Dabei handelt es sich bei den Rohren 7 um Kühlrohre, in welchen Wasser zur Kühlung des Deckels 1 geführt wird. Zwischen den Kühlrohren 7 sind Eisenrohre 8 angeordnet, welche dafür sorgen, dass die durch die Rohre 7 und 8 gebildete innere Deckeloberfläche möglichst glatt ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass sich Metalltropfen aufgrund der durch die Rohr-Spalt-Rohr-Konstruktion bedingten Struktur der inneren Oberfläche 3 im konischen Teil des Deckels 1 in ver- mindertem Maße ablagern.

Auf diese Rohrkonstruktion des konischen Teils des Deckels ist in FIG 3 keine Schicht, insbesondere Kupferplattierung, aufgebracht, welche ein Anbacken von Metalltropen bzw. - Spritzern aus der Schmelze verhindert. Diese kann jedoch in Abweichung von dem in FIG 3 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen werden, um auch für diesen Deckelteil die erfindungsgemäßen Vorteile zu nutzen. Darüber hinaus kann durch Verwendung einer dickeren Kupferplattierung für die innere Oberfläche des in FIG 3 gezeigten konischen Deckelteils die

Struktur der inneren Deckeloberfläche 3 weiter geglättet werden .

Der zylindrische Teil des Deckels 1 besteht aus einem Deckel- grundkörper 5, welcher mit Kühlkammern durchzogen ist, durch welche Kühlwasser fließt, und welche Teil einer Kühleinrichtung 7 sind. Die innere Oberfläche 3 des zylindrischen Teils des Deckels 1 wird durch eine Oberfläche 4' einer Kupferplat-

te 4 gebildet. Diese reicht insbesondere in den Bereich um die Schließfläche 12. Hierdurch wird ein Anbacken von Metallpartikeln in der Nähe der Schließfläche 12 verhindert, wodurch das öffnen und Schließen des Ofens bzw. das Abnehmen und Aufsetzen des Deckels 1 auf den Tiegel erschwert werden kann .