Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von LichtbogenschmeLzofen und/oder Widerstandsschmelzöfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb von LichtbogenschmeLzöfen und/oder einemSchmelzgefäßzurAufnahmeWiderstandsschmelzöfen,mit der SchmeLze, dessen Deckel und obere seitliche Wandung bis zur oder einschließLich des Bereichs der Schlackenzone durch ein Wasser,gekühltsind.vorzugsweise Derartig gekühlte öfen sind in vielseitiger AusgestaLtung bekannt. Bei diesen bekannten dfen ist der Herdboden der einzig ungekühlte Bereich mit der Neigung zu einem erhöhten VerschLei der feuerfesten AuskLeidung und erhöhtem Reparaturaufwand bei den KonstruktionseLementen.

Um zumindest den TeiL des Herdbodens zu kühten, in dem sich die Bodenelektroden befinden, ist aus der EP 02 03 301 B1 bekannt, in diesem Bereich des Herdbodens mit Abstand eine PLatte anzuordnen, durch die die Hisse der ELektroden oder Kontaktstifte geführt sind und in den Zwischenraum zwischen dieser Platte und dem Herdboden Luft einzublasen. Durch diese Mapnahme wird beim SchmeLz-und Abstichbetrieb die Bodenelektrode gekühlt, wobei bei langere Betriebspausen durch Reduzierung der Kühlleistung diese so eingesteLLt werden kann, dass die Geschwindigkeit der Temperaturänderung der BodeneLektrode insbesondere bei Beginn oder am Ende der Betriebspause vorgegebene MaximaLwerte nicht ubersteigt.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb von ElektrolichtbogenschmeLzöfen und WiderstandsschmeLzöfen anzugeben, mit dem die Nachteile der nur teilweisen KühLung vermiedenwerdenkönnen.

Die gestellte Aufgabe wird geLöst bei ElektroLichtbogenschmeLzöfen und Widerstandsschmelzöfen der beschriebenen Art mit den kennzeichnenden MerkmaLen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte AusgestaLtungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Maßnahme der Erfindung, den unteren Bereich des Ofens, den Herdboden und den unteren Tel L der seitlichen Mande, gleichfalls zu kühlen, wird insgesamt ein günstiger Einfluss auf die Standzeit der feuerfesten Zustellung sowie auf die weiteren KonstruktionseLemente des Ofens erzielt.

Weiterhin wird durch die Maßnahme der Erfindung gleichfalls eine vorteilhafte Kühlwirkung auf die Bodenelektrode ausgeübt.

Die erfindungsgemäße Kühlung erfolgt mittels einer sehaLenförmig den zu kühLenden Bereich des unteren Ofens umhullenden KühLvorrichtung, durch die das KühLmedium strömt.

Als Kühlmedium kann ein gasförmiger Stoff, beispielsweise Luft oder ein flüssiger Stoff, beispielsweise Wasser, verwendet werden.

Zur StrömungdesKühlmediumsinnerhalbder der KuhLvorrichtung kann im einfachsten FaLL die Konvektionsströmung genutzt werden, wobei im Falle von Luftkuhlung die Konvektionsströmung durch einen Kamin verstärkt werden kann, der mit der Ablauföffnung der KuhLvorrichtung verbunden ist. Durch diesen Kamin wird dabei mit VorteiL gleichzeitig verhindert, dass beim Abstich des Ofens ein Flammeneintritt in die KühLvorrichtung erfoLgen kann.

FaLLs eine Konvektionsströmung nicht ausreichend ist, ist es gemäß der Erfindung auch möglich, mit HiLfe einer außerhalb der KuhLvorrichtung angeordneten Fördereinrichtung, beispieLsweise einer Pumpe oder einem Gebläse, das Kühlmedium durch die Kühlvorrichtung zu fördern. Inbesondere bei flussigen Kühlmedien bietet sich dabei an, das KühLmitteL in einem geschlossenen KreisLauf durch die KuhLvorrichtung zu fördern, Hierbei kann dann mit VorteiL das aufgeheizte Kühimedium so abgekuhlt werden, dass eine Märmerüekgewinnung möglich wird.

Die Strömungsgeschwindigkeit und die Temperatur des Kühlmediums bestimmen die Kühlvorrichtung,der weshaLb in einer vorteilhaften AusgestaLtung der Erfindung mit Mess-undRegelvorrichtungdurchVeränderungHilfeeiner dieser Parameter die KühLLeistung an die Betriebstemperatur des Ofens angepasst werden kann.

Die den unteren Teil des Ofens schalenfõrmig umhüLLende Kühlvorrichtung ist gemäß der Erfindung in einfacher Weise ausgebildet. Durch ein Blech, das entsprechend der Ofenkontur geformt und mit Abstand zum Ofen an diesem angeordnet ist, wird ein mantelfõrmiger HohLraum geschaffen, durch den das DerHohlraumbesitztmindestenseineKühlmediumströmt.

Zulaufõffnung und mindestens eine Ablaufõffnung für das KuhLmedium, wobei im FaLLe der Konvektionsströmung die ZuLaufõffnung zweckmäßig mittig unten am Herdboden und die Ablauföffnung seitlich oben an den Seitenwinden anzuordnen ist. Bei der Zwangsströmung mit HiLfe einer Fördereinrichtung können ZuLauf-und AbLauföffnungen auch anders angeordnet sein.

Zur Verbesserung der Kühlwirkung durch das KühLmedium befinden sich nach einer vorteiLhaften AusgestaLtung der Erfindung innerhaLb des HohLraums der KuhLvorrichtung Kühlrippen, die an der Ofenwand, beispielsweise durch Schweißen befestigt sind.

Diese KuhLrippen sind so gestaltet, dass sie ein Optimum an KuhLwirkung gewährleisten, ohne dabei jedoch den Durchströmungswiderstand der KuhLvorrichtung wesentlich zu siezweckmäßigerweiseinStrömungsrichtungerhöhen,weshalb gebogen sind.

Um bei der Kühlung in einem geschlossenen KreisLauf die Möglichkeit der Wärmerückgewinnung zu realisieren, ist in den Kühlkreistaufleitungen neben der Fördereinrichtung zur AufrechterhaLtung der Kreislaufströmung eine Wärmerückgewinnungseinrichtung angeordnet, in der das aufgeheizte Kühlmedium gekühtt und die dabei frei werdende Wärme genutzt, bzw. gespeichert wird.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Mess-und Regelsystem, in das Messwerte der Betriebstemperaturen des Ofens einfließen, mit dieser Wärmeruckgewinnungseinrichtung und mit der Fördereinrichtung verbunden, um auf diese Weise einen EinfLuss auf die Temperatur und auf die Menge des in die KuhLeinrichtung einfliependen KuhLmediums nehmen zu können.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und MerkmaLe der Erfindung werden nachfoLgend anhand eines in schematischen Zeichnungsfiguren dargesteLLten Ausfuhrungsbeispieles nicher erLãutert.

Es zeigen : Fig. 1 einen VertikaLschnitt durch einen Ofen, Fig. 2 ein BLockdiagramm einer Kreislaufkühlung.

Figur 1 zeigt schematisch einen Ofen 1 mit einem Ofenboden 2, unteren seitlichen Wänden 3 am Schmelzgefäß 4, oberen seitlichen Wãnden 5 und einem Deckel 6. Die oberen seitlichen Wände 5 reichen nach unten bis etwa zum die SchmeLze enthaLtenen Schmelzgefäß 4 und sind bis zu diesem Bereich wie der DeckeL 6 mit einer Wasserkühlung 5'versehen.

Das Schmelzgefäß 4 besitzt eine durch die Schraffur kenntlich gemachte feuerfeste Ausmauerung 8 und wird gebildet durch den Ofenboden 2 und die unteren seitlichen Wänden 3.

Erfindungsgemäß ist das Schmelzgefäß 4 mit Abstand von einem ManteL 9 vorzugsweise aus Stahlblech umgeben, der entsprechend der Kontur der äuperen Ofenwand 7 geformt ist. Der sich auf diese Weise ergebende schalenformige HohLraum bildet die Kühlvorrichtung 10 aus, durch die das KühLmedium 14 strömt.

Der indargestelitenerfolgt AusführungsbeispieL mittig unten im Ofenboden 2 über die strömtinPfeilrichtungzudenSeitenwändenZulauföffnung12, 3 und verlässt dann die Kühlvorrichtung 10 am oberen Ende der Seitenwände 3 durch die Ablauföffnungen 13. InnerhaLb der Kühlvorrichtung 10 sind zum besseren Wärmeubergang sowie zur VerwirbeLung des KühLmediums 14 an der Ofenwand 7 entsprechend der Strömungsrichtung des Kühlmediums 14 ausgeformte angeordnet.Kühlrippen11 In Figur 2 ist in Form eines Blockdiagramms ein AusfuhrungsbeispieL einer KreisLaufkühlung dargesteLLt. Die Kühlvorrichtung 10 des Ofens 1 bzw. des Schmelzgefäßas 4 ist an seiner AbLauföffnung 13 über die AbLaufleitung 16 mit einer Märmerückgewinnungseinrichtung 18 verbunden. In dieser Wärmerückgawinnungseinrichtung 18 wird das bei der KühLung des aufgeheizteKühlmedium14unterSchmelzgefäßes4 Wärmerückgewinnung abgekühLt. Eine Fördereinrichtung 17, beispielsweise eine Pumpe oder ein Gebläse, die in der Zulaufleitung 15 angeordnet ist, drückt das aus der Wärmeruckgewinnungseinrichtung 18 austretende nun abgekühlte Kühlmedium 14 dann uber die Zulauföffnung 12 zurück in die Kühleinrichtung 10.

Die Wärmerückgewinnungseinrichtung 18 und die Fördereinrichtung 17 sind über SteuerLeitungen 21 mit einer Mess-und Regeleinrichtung 19 verbunden, durch die die Fõrderleistung der Fördereinrichtung 17 und die Temperatur des KühLmediums 14, in der Wärmeruckgewinnungseinrichtung 18, in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Ofens 1 geregelt werden. Hierzu ist die Mess-un Regeleinrichtung 19 tuber eine Messdatenleitung 20 mit entsprechenden Messgeräten am Ofen (die Messgeräte sind nicht dargestellt) verbunden.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungsfiguren beschränkt,die,derdargestelltenAusführungsbeispiele besseren Anschaulichkeit wegen, mit einer überdimensionierten Abkühlvorrichtung abgebildet wurden. Je nach Bauart und Betriebsbedingungen des Ofens können gemäß der Erfindung Form und Groupe der Abkühlvorrichtung, AnzahL und Anordnung der AblauföffnungensowiedieVerknüpfungderZulauf-und AbkühLvorrichtung mit sonstigen Vorrichtungen (Mess-und usw.)variabelgestaltetRegeleinrichtung,Fördervorrichtung, werden, wenn das Grundprinzip der Erfindung, mit mögLichst geringem Konstruktions-und Kostenaufwand in einfacher Weise eine optimale Kühtung des gesamten Schmelzgefäßes herbeizufuhren, eingehalten wird.