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Patent Searching and Data


Title:
BURNER LANCE INSERT FOR AN ELECTRIC ARC FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/138133
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a burner lance insert (1) for an electric arc furnace (2). The burner lance insert (1) comprises a support body (3) that can be inserted into a wall opening (17) of the electric arc furnace (2) and comprises a front opening (5), a burner lance unit (7) which is mounted in the support body (3) in a rotatable manner about a rotational axis (A) and comprises a discharge channel (28) running to a burner lance unit (7) discharge opening (29) lying in the front opening (5), and a drive unit (9) for rotating the burner lance unit (7) between two end positions in which the discharge opening (29) assumes different positions in the front opening (5) and the discharge channel (28) defines different discharge directions. The rotational axis (A) forms an angle between 30 degrees and 60 degrees, particularly preferably 40 degrees to 0 degrees, together with the direction of the gravitational force of the Earth after the support body (3) is inserted into the wall opening (17). The burner lance unit (7) is suitable for carrying out a burner operation as well as a lancing operation.

Inventors:
BEILE HANNES (DE)
MUELLER ALEXANDER (DE)
ROESSLE ANTON (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/051703
Publication Date:
August 02, 2018
Filing Date:
January 24, 2018
Export Citation:
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Assignee:
PRIMETALS TECHNOLOGIES GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
C21C5/52; F27B3/20; F27B3/22
Foreign References:
DE102012007528B32013-03-28
DE7711990U11977-07-28
DE102012007528B32013-03-28
Attorney, Agent or Firm:
MEUSBURGER, Johannes (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Brenner-Lanzeneinsatz (1) für einen Lichtbogenofen (2) mit einem Schmelzgefäß, der Brenner-Lanzeneinsatz (1) aufweisend - einen in eine Wandöffnung (17) des Lichtbogenofens (2) einsetzbaren Trägerkörper (3) mit einer Frontöffnung (5), die nach dem Einsetzen des Trägerkörpers (3) in die

Wandöffnung (17) dem Ofeninneren des Lichtbogenofens (2) zugewandt ist,

- eine in dem Trägerkörper (3) um eine Drehachse (A) drehbar gelagerte Brenner-Lanzeneinheit (7) mit einem

Ausgabekanal (28), der zu einer in der Frontöffnung (5) liegenden Ausgabeöffnung (29) der Brenner-Lanzeneinheit (7) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (A) , nach dem Einsetzen des Trägerkörpers (3) in die

Wandöffnung (17), einen Winkel zwischen 30 Grad und 60 Grad, besonders bevorzugt 40 Grad bis 50 Grad, mit der Richtung der Erdanziehungskraft bildet und eine Ausgaberichtung der

Brenner-Lanzeneinheit (7) zur Ausgabe eines

Betriebsstoffes (15, 15') und/oder einer Flamme (13, 13') definiert, wobei die Ausgaberichtung nach dem Einsetzen des Trägerkörpers (3) in die Wandöffnung (17) ständig in das Schmelzgefäßes gerichtet ist,

- die Brenner-Lanzeneinheit (7) ist dazu geeignet, sowohl einen Brenner Betrieb als auch einen Lanzen Betrieb

auszuführen

- und eine Antriebseinheit (9) zum Drehen der Brenner- Lanzeneinheit (7) zwischen zwei Endstellungen, in denen die Ausgabeöffnung (29) voneinander verschiedene Positionen in der Frontöffnung (5) annimmt und der Ausgabekanal (28) voneinander verschiedene Ausgaberichtungen definiert.

2. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (9) einen wenigstens annähernd parallel zu dem Ausgabekanal (28) angeordneten Antriebszylinder (51) aufweist, der über ein erstes

Gelenk (52) mit dem Trägerkörper (3) und über ein zweites Gelenk (53) mit der Brenner-Lanzeneinheit (7) verbunden ist.

3. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner-Lanzeneinheit (7) eine frontöffnungsseitige Ausgabekomponente (31) aufweist, durch die ein frontöffnungsseitiger Endabschnitt des

Ausgabekanals (28) verläuft und die zwei sich auf

verschiedenen Seiten des Ausgabekanals (28) gegenüberliegende konvexe Außenoberflächen (33, 34) aufweist, deren

Flächennormalen in zu der Drehachse (A) senkrechten Ebenen liegen und die sich jeweils zu der Frontöffnung (5)

erstrecken .

4. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die frontöffnungsseitigen Enden der beiden konvexen Außenoberflächen (33, 34) durch einen planen Oberflächenbereich (35) der Ausgabekomponente (31) verbunden sind, in dem die Ausgabeöffnung (29) angeordnet ist . 5. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabekomponente (31) einen Kühlkanal (37), einen Kühlmitteleinlass (38) zur Einführung eines Kühlmittels in den Kühlkanal (37) und einen

Kühlmittelauslass (39) zur Abführung des Kühlmittels aus dem Kühlkanal (37) aufweist.

6. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (9) über das zweite Gelenk (53) mit der Ausgabekomponente (31) verbunden ist.

7. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

gekennzeichnet durch eine Dichtung (41) zur Abdichtung eines Zwischenraums zwischen der Brenner-Lanzeneinheit (7) und dem Trägerkörper (3) im Bereich der Frontöffnung (5) .

8. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner-Lanzeneinheit (7) eine Zuführungseinheit (45) zur Einleitung des

Betriebsstoffes (15, 15') in den Ausgabekanal (28) aufweist.

9. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungseinheit (45) lösbar mit der Ausgabekomponente (31) verbunden ist.

10. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgabekanal (28) senkrecht zu der Drehachse (A) verläuft.

11. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgaberichtung in einer zwischen den beiden Endstellungen liegenden Mittelstellung der Brenner-Lanzeneinheit (7) einen Winkel zwischen 30 Grad und 60 Grad, besonders bevorzugt zwischen 40 Grad und

50 Grad, mit der Richtung der Erdanziehungskraft bildet, wenn der Brenner-Lanzeneinsatz (1) in die Wandöffnung (17) des Lichtbogenofens (2) eingesetzt ist.

12. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (3) eine Frontplatte (25) , in welcher die Frontöffnung (5) angeordnet ist, eine Deckelplatte (11) die oberhalb der

Frontplatte (25) angeordnet ist, sowie zwei Seitenplatten (23), wobei diese jeweils mit der Frontplatte (25) und der Deckelplatte (11) verbunden sind und die Frontöffnung (5) einschließen, aufweist, wobei die Drehachse (A) derart angeordnet ist, dass die Brenner-Lanzeneinheit (7)

überwiegend, bevorzugt ausschließlich, drehbar in Richtung einer der zwei Seitenplatten (23) ist.

13. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehen der Brenner- Lanzeneinheit (7) von einer ersten Endstellung in die zweite Endstellung die Ausgaberichtung um bis zu 60 Grad ändert.

14. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenken der Brenner- Lanzeneinheit (7) von einer ersten Endstellung in die zweite Endstellung die Ausgaberichtung um 20 bis 30 Grad ändert

15. Brenner-Lanzeneinsatz (1) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszylinder (51) ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ist.

16. Lichtbogenofen (2) mit wenigstens einem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten Brenner- Lanzeneinsatz (1) .

Description:
Beschreibung

Brenner-Lanzeneinsatz für einen Lichtbogenofen Die Erfindung betrifft einen Brenner-Lanzeneinsatz für einen Lichtbogenofen .

In Lichtbogenöfen werden häufig Hilfsbrenner und/oder thermische Lanzen eingesetzt, um in Bereiche von

Lichtbogenöfen zusätzlich Energie einzutragen, die von der Energie der Lichtbögen nicht genügend erhitzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Brenner-Lanzenvorrichtung zum Energieeintrag in einen

Lichtbogenofen anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Brenner- Lanzeneinsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Brenner Einsatz für einen Lichtbogenofen ist

beispielsweise in der DE102012007528 B3 gezeigt. Hierbei ist der Brenner derart gelagert, dass eine Bewegung vom Rand zur Mitte des Schmelzgefäßes erfolgt - also die Drehachse in horizontaler Richtung angeordnet ist. Die Drehbewegung erfolgt ausschließlich in vertikaler Richtung, in

horizontaler Richtung ist keine Drehbewegung vorgesehen.

Ein erfindungsgemäßer Brenner-Lanzeneinsatz für einen

Lichtbogenofen weist einen Trägerkörper, eine Brenner- Lanzeneinheit und eine Antriebseinheit auf. Der Trägerkörper ist in eine Wandöffnung des Lichtbogenofens einsetzbar und weist eine Frontöffnung auf, die nach dem Einsetzen des Trägerkörpers in die Wandöffnung dem Ofeninneren des

Lichtbogenofens zugewandt ist. Die Brenner-Lanzeneinheit ist in dem Trägerkörper um eine Drehachse drehbar gelagert und weist einen Ausgabekanal auf, der zu einer in der

Frontöffnung liegenden Ausgabeöffnung der Brenner- Lanzeneinheit verläuft, wobei die Drehachse nach dem

Einsetzen des Trägerkörpers in die Wandöffnung einen Winkel zwischen 30 Grad und 60 Grad, besonders bevorzugt 40 Grad bis 50 Grad, mit der Richtung der Erdanziehungskraft bildet und eine Ausgaberichtung der Brenner-Lanzeneinheit zur Ausgabe eines Betriebsstoffes und/oder einer Flamme definiert. Die Ausgaberichtung nach dem Einsetzen des Trägerkörpers in die Wandöffnung ist ständig in das Schmelzgefäß gerichtet.

Die Brenner-Lanzeneinheit, ist dazu geeignet sowohl einen Brenner Betrieb als auch einen Lanzen Betrieb auszuführen. Durch die Antriebseinheit ist die Brenner-Lanzeneinheit zwischen zwei Endstellungen drehbar, in denen die

Ausgabeöffnung voneinander verschiedene Positionen in der Frontöffnung annimmt und der Ausgabekanal voneinander verschiedene Ausgaberichtungen definiert.

Mit Schmelzgefäß wird der Teil von einem Lichtbogenofen verstanden, der geschmolzenes Metall aufnimmt. Das

Schmelzgefäß weist eine Ausmauerung auf. Die Ausgaberichtung soll so ausgerichtet sein, dass diese stets auf das

geschmolzene Metall und bevor geschmolzenes Metall vorliegt auf den eingebrachten Schrott gerichtet werden kann. Dies bedeutet, dass über den gesamten Bereich von einer

Endstellung in die zweite Endstellung die Ausgaberichtung stets in das Schmelzgefäß gerichtet ist. Die Ausgaberichtung soll nicht gegen eine Ofenwand oder einen Ofendeckel zeigen. Der Verlauf der Drehachse ist derart, dass sie einen Winkel zwischen 30 Grad und 60 Grad mit der Richtung der

Erdanziehungskraft bildet, wobei eine

Hauptbewegungskomponente der Drehbewegung der Brenner- Lanzeneinheit, nach dem Einsetzen des Trägerkörpers in die Wandöffnung, nach links oder rechts zeigt, also im 90 Grad Winkel zu der Richtung der Erdanziehungskraft steht. Die

Drehbewegung der Brenner-Lanzeneinheit, nach dem Einsetzen des Trägerkörpers in die Wandöffnung, erfolgt also derart, dass die Hauptbewegungskomponente in horizontaler Richtung erfolgt. Es können natürlich neben der

Hauptbewegungskomponente noch Bewegungskomponente in andere Richtungen zeigen, je nachdem wie die Drehachse A angeordnet ist, aber der überwiegende Teil der Bewegung von über 60%, bevorzugt über 70%, besonders bevorzugt über 80% soll in horizontaler Richtung erfolgen, also 90 Grad zu der Richtung der Erdanziehungskraft. Die im Stand der Technik bekannten Ausführungen - wie beispielsweise die DE102012007528 B3 - weist eine Drehachse auf, die stets parallel zur Oberkannte der Ausmauerung angeordnet ist bzw. ein 90 Grad Winkel zur Richtung der Erdanziehungskraft aufweist und die

Hauptbewegungskomponente, bei eingesetztem Trägerkörper in die Wandöffnung, zeigt in Richtung oder entgegen der Richtung der Erdanziehungskraft oder in Richtung oder entgegen der Richtung von Elektroden des Lichtbogenofens. Bei dieser

Ausführung zeigt die Bewegung also nach oben oder unten oder nach Innen oder Außen. Die Hauptbewegungskomponente der vorliegenden Erfindung soll, nach dem Einsetzen des

Trägerkörpers in die Wandöffnung, nicht ausschließlich in Richtung oder entgegen der Richtung der Erdanziehungskraft oder in Richtung der Elektroden bzw. zum Mittelpunkt des Lichtbogenofens zeigen.

Durch diesen Brenner Lanzeneinsatz ist es möglich, dass im Brenner Betrieb die Schrotteinschmelzung effektiver ist, da durch die Drehbewegung nach links oder rechts, der

Energieeintrag auf den in den Lichtbogenofen eingebrachten Schrott besser ist. Wenn der Schrott geschmolzen ist wird die Brenner Lanzeneinheit in den Lanzen Betrieb umgeschaltet. Im Lanzen Betrieb kann ein injizieren des Sauerstoffs auf größeres Stahlbadvolumen verteilt werden. Dadurch werden lokale Überhitzungen vermieden. Durch die Drehbewegung wie beispielsweise die DE102012007528 B3 zeigt, bei der die Drehbewegung derart erfolgt, dass die Ausgaberichtung von der Seite zur Mitte des Lichtbogenofens hin geführt werden kann, herrscht die Problematik, dass zu viel Energieeintrag in Richtung der Elektroden erfolgt oder Spritzer auf die

Elektroden auftreffen. Durch die erfinderische Brenner- Lanzeneinsatz, wird durch die Drehbewegung der Brenner- Lanzeneinheit eine besser Homogenisierung des

Stahlbadvolumens, aufgrund der besseren Energieverteilung, erreicht. Durch den erfinderischen Brenner-Lanzeneinsatz wird ein Einschmelzprozess und eine Homogenisierung der Schmelze im Lichtbogenofen effizienter und schneller.

Durch die Anordnung der Brenner-Lanzeneinheit in dem

Trägerkörper und die Anordnung der Ausgabeöffnung in der Frontöffnung des Trägerkörpers ist der Brenner-Lanzeneinsatz besonders kompakt ausgeführt und kann platzsparend in einen Brennerpaneel integriert werden . Die drehbare Lagerung der Brenner-Lanzeneinheit in dem Trägerkörper ermöglicht ferner eine Änderung der Ausgaberichtung der Brenner-Lanzeneinheit, so dass die von der Brenner-Lanzeneinheit abgegebene Energie vorteilhaft über einen größeren Bereich in dem Lichtbogenofen verteilt werden kann als bei einer festen Anordnung der Brenner-Lanzeneinheit, wodurch die Effizienz der

Brennerleistung bzw. des Betriebsstoffeintrags der Brenner- Lanzeneinheit in dem Lichtbogenofen erhöht wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die

Antriebseinheit einen wenigstens annähernd parallel zu dem Ausgabekanal angeordneten Antriebszylinder aufweist, der über ein erstes Gelenk mit dem Trägerkörper und über ein zweites Gelenk mit der Brenner-Lanzeneinheit verbunden ist.

Unter einer zu dem Ausgabekanal parallelen Anordnung des Antriebszylinders wird verstanden, dass sich ein

Antriebskolben des Antriebszylinders annähernd parallel zu dem Ausgabekanal der Brenner-Lanzeneinheit - wenn sich dieser Ausgabekanal, in einer zwischen den beiden Endstellungen liegenden Mittelstellung befindet - bewegt. Unter annähernd parallel wird eine Abweichung von +10 Grad verstanden. Die Anordnung des Arbeitszylinders wenigstens annähernd parallel zu dem Ausgabekanal bewirkt vorteilhaft eine platzsparende Anordnung der Antriebseinheit und verringert weiter den für den Brenner-Lanzeneinsatz erforderlichen Bauraum. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Brenner- Lanzeneinheit eine frontöffnungsseitige Ausgabekomponente aufweist, durch die ein frontöffnungsseitiger Endabschnitt des Ausgabekanals verläuft und die zwei sich auf

verschiedenen Seiten des Ausgabekanals gegenüberliegende konvexe Außenoberflächen aufweist, deren Flächennormalen in zu der Drehachse senkrechten Ebenen liegen und die sich jeweils zu der Frontöffnung erstrecken. Dabei sind die frontöffnungsseitigen Enden der beiden konvexen

Außenoberflächen beispielsweise durch einen planen

Oberflächenbereich der Ausgabekomponente verbunden, in dem die Ausgabeöffnung angeordnet ist. Ferner weist die

Ausgabekomponente beispielsweise einen Kühlkanal, einen Kühlmitteleinlass zur Einführung eines Kühlmittels in den Kühlkanal und einen Kühlmittelauslass zur Abführung des Kühlmittels aus dem Kühlkanal auf. Des Weiteren ist die Antriebseinheit beispielsweise über das zweite Gelenk mit der Ausgabekomponente verbunden. Die Ausführung der

Ausgabekomponente mit zwei konvexen Außenoberflächen

ermöglicht vorteilhaft eine konstruktiv einfache und

platzsparende Drehung der Ausgabekomponente im Bereich der Frontöffnung. Die plane Ausführung des die Ausgabeöffnung umgebenden Oberflächenbereichs der Ausgabekomponente bewirkt gegenüber einer gewölbten Ausführung vorteilhaft eine kompaktere Gestaltung der Ausgabekomponente. Die Ausführung der Ausgabekomponente mit einem Kühlkanal, einem

Kühlmitteleinlass und einem Kühlmittelauslass ermöglicht vorteilhaft eine Kühlung der Ausgabekomponente durch ein Kühlmittel, das durch den Kühlkanal geleitet wird. Die

Verbindung der Antriebseinheit mit der Ausgabekomponente über das zweite Gelenk bewirkt vorteilhaft einen direkt auf die Ausgabekomponente wirkenden Krafteintrag der Antriebseinheit.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Dichtung zur Abdichtung eines Zwischenraums zwischen der Brenner- Lanzeneinheit und dem Trägerkörper im Bereich der

Frontöffnung vor. Dadurch kann vorteilhaft eine Schädigung des Brenner-Lanzeneinsatzes durch das Eindringen von

Schadstoffen in den Trägerkörper verhindert werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Brenner-Lanzeneinheit eine Zuführungseinheit zur Einleitung des Betriebsstoffes in den Ausgabekanal aufweist.

Beispielsweise ist die Zuführungseinheit lösbar mit der Ausgabekomponente verbunden. Die Zuführungseinheit ermöglicht die Versorgung der Brenner-Lanzeneinheit mit Betriebsstoffen. Die lösbare Verbindung der Zuführungseinheit und der

Ausgabekomponente vereinfacht die Wartung und den Austausch der Brenner-Lanzeneinheit.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Ausgabekanal senkrecht zu der Drehachse verläuft. Dadurch wird die Effizienz der Antriebseinheit vorteilhaft erhöht, da Drehungen der Brenner-Lanzeneinheit in optimal in Änderungen der Ausgaberichtung der Brenner-Lanzeneinheit umgesetzt werden .

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ausgaberichtung in einer zwischen den beiden Endstellungen liegenden Mittelstellung der Brenner-Lanzeneinheit einen Winkel zwischen 30 Grad und 60 Grad, besonders bevorzugt zwischen 40 Grad und 50 Grad, mit der Richtung der

Erdanziehungskraft bildet, wenn der Brenner-Lanzeneinsatz in die Wandöffnung des Lichtbogenofens eingesetzt ist. Die Mittelstellung ist jene Position in der ein Winkel der

Ausgaberichtung zu einer Frontplatte, in welcher die

Ausgabeöffnung angeordnet ist, 90 Grad beträgt. Bei Drehung der Brenner-Lanzeneinheit in eine der beiden Endstellung ändert sich dieser Winkel der Ausgaberichtung zu der

Frontplatte . In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Trägerkörper eine Frontplatte welche eine Frontöffnung aufweist, eine Deckelplatte die oberhalb der Frontplatte angeordnet ist, sowie zwei Seitenplatten, wobei diese jeweils mit der Frontplatte und der Deckelplatte verbunden sind und die Frontöffnung einschließen. Die Brenner-Lanzeneinheit ist in dem Trägerkörper um die Drehachse drehbar gelagert, wobei die Drehachse derart angeordnet ist, dass die Brenner- Lanzeneinheit überwiegend, bevorzugt ausschließlich, bewegbar in Richtung einer der zwei Seitenplatten ist. Die Drehachse kann derart gestaltet sein, dass sie nahezu parallel zu einer Vorderkante der Seitenplatte ist, wobei die Vorderkante mit der Frontplatte verbunden ist. Unter Vorderkante wird die Schnittkante zwischen Frontplatte und einer Seitenplatte verstanden. Die Seitenplatten sind nahezu rechtwinklig zur Oberkannte der Ausmauerung angeordnet. Die Frontplatte ist in einem Winkel zwischen 30-60° zur Oberkante der Ausmauerung gerichtet. Die Drehachse weist ebenso einen fixen Winkel zur Oberkante der Ausmauerung auf der zwischen 30-60° liegt.

Unter bewegbar in Richtung der Seitenplatten ist derart zu verstehen, dass eine Hauptbewegungskomponente in die Richtung einer der Seitenwände zeigt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Drehen der Brenner-Lanzeneinheit von einer ersten Endstellung in die zweite Endstellung die Ausgaberichtung um bis zu 60 Grad, vorzugsweise um 20 bis 30 Grad ändert. Diese

Winkelbereiche ermöglichen vorteilhaft besonders effiziente Verteilungen der Energie der Brenner-Lanzeneinheit in dem Lichtbogenofen .

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Antriebszylinder ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ist. Dies ermöglicht vorteilhaft eine konstruktiv einfache und flexible Gestaltung der Antriebseinheit mit hohen

Wirkungsgraden und Stellgenauigkeiten.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Trägerkörper ein kastenartiges rückseitig offenes Gehäuse für die Brenner-Lanzeneinheit aufweist, das die Frontöffnung aufweist und in das Ofeninnere des Lichtbogenofens

hineinragt, wenn der Brenner-Lanzeneinsatz in die Wandöffnung eingesetzt ist. Durch das Gehäuse wird die Brenner- Lanzeneinheit vorteilhaft vor Beschädigungen geschützt.

Ein erfindungsgemäßer Lichtbogenofen weist wenigstens einen erfindungsgemäßen Brenner-Lanzeneinsatz auf. Die Vorteile eines derartigen Lichtbogenofens ergeben sich aus den oben genannten Vorteilen eines erfindungsgemäßen Brenner- Lanzeneinsatzes . 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 von

Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den

Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 eine vorderseitige perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Brenner-Lanzeneinsatzes ohne Deckelplatte,

FIG 2 eine perspektivische Darstellung des in Figur 1 gezeigten Brenner-Lanzeneinsatzes im Bereich einer

Frontöffnung, FIG 3 eine rückseitige perspektivische Darstellung des in

Figur 1 gezeigten Brenner-Lanzeneinsatzes,

FIG 4 eine vorderseitige perspektivische Darstellung des in Figur 1 gezeigten Brenner-Lanzeneinsatzes, eine von dem Brenner-Lanzeneinsatz ausgegebene Flamme und einen von dem Brenner-Lanzeneinsatz ausgegebenen Betriebsstoff, und

FIG 5 schematisch eine Schnittdarstellung eines

Lichtbogenofens mit dem in Figur 1 gezeigten Brenner- Lanzeneinsatz .

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit

denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren 1 bis 4 zeigen perspektivische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Brenner-Lanzeneinsatzes 1 für einen Lichtbogenofen 2 (siehe Figur 5) . Der Brenner- Lanzeneinsatz 1 umfasst einen Trägerkörper 3 mit einer

Frontöffnung 5, eine in dem Trägerkörper 3 um eine

Drehachse A drehbar gelagerte Brenner-Lanzeneinheit 7 und eine Antriebseinheit 9 zum Drehen der Brenner-Lanzeneinheit 7 um die Drehachse A.

Dabei zeigt Figur 1 den Brenner-Lanzeneinsatz 1 ohne eine Deckelplatte 11 des Trägerkörpers 3 von einer Vorderseite, Figur 2 zeigt den Brenner-Lanzeneinsatz 1 im Bereich der Frontöffnung 5 ebenfalls ohne die Deckelplatte 11, Figur 3 zeigt den Brenner-Lanzeneinsatz 1 von der Rückseite und

Figur 4 zeigt den Brenner-Lanzeneinsatz 1 sowie eine von der Brenner-Lanzeneinheit 7 ausgegebene Flamme 13, 13' und einen von der Brenner-Lanzeneinheit 7 strahlförmig ausgegebenen Betriebsstoff 15, 15'. Der Betriebsstoff 15, 15' ist

beispielsweise ein Gas, z. B. Sauerstoff. In dieser Figur ist auch die Haupbewegungskomponente B, die sich durch die

Bewegung um die Drehachse A ergibt, dargestellt. Diese

Hauptbewegungskomponente B steht im Winkel γ zur Richtung der Erdanziehungskraft FG. Der Winkel γ beträgt in einer

bevorzugten Auführungsform 90 Grad. Es können natürlich auch noch Bewegungskomponente in andere Richtungen zeigen je nachdem wie die Drehachse A angeordnet ist, aber der

überwiegende Teil der Bewegung von über 60%, bevorzugt über 70%, besonders bevorzugt über 80%, soll in horizontaler Richtung erfolgen, also 90 Grad zu der Richtung der

Erdanziehungskraft FG.

Der Trägerkörper 3 ist in eine Wandöffnung 17 einer

Ofenwand 18 des Lichtbogenofens 2 einsetzbar, so dass die Frontöffnung 5 dem Ofeninneren des Lichtbogenofens 2

zugewandt ist. Die Drehachse ist nahezu parallel zu einer Vorderkante der Seitenplatte 24. Die Seitenplatte 23 ist mit der Frontplatte 25 verbunden und eine Deckelplatte 11 liegt oberhalb der Frontplatte 25. Die Vorderkante der Seitenplatte 24 ist direkt mit der Frontplatte 25 verbunden.

Figur 5 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung des

Lichtbogenofens 2 mit einer Elektrode 19 und dem in die Wandöffnung 17 eingesetzten Brenner-Lanzeneinsatz 1. Der untere Abschnitt des Lichtbogenofens 2 wird als Schmelzgefäß 4 bezeichnet, dieses Schmelzgefäß weist eine Ausmauerung 6 auf .

Der Trägerkörper 3 umfasst einen Halterahmen 21 und ein kastenartiges rückseitig offenes Gehäuse 22 für die Brenner- Lanzeneinheit 7, von dem der Halterahmen 21 flanschartig absteht und das in das Ofeninnere des Lichtbogenofens 2 hineinragt, wenn der Brenner-Lanzeneinsatz 1 in die

Wandöffnung 17 eingesetzt ist. Das Gehäuse 22 wird von der

Deckelplatte 11, zwei Seitenplatten 23, einer Frontplatte 25 und einer Bodenplatte 27 gebildet. Der Halterahmen 21 dient der Befestigung des Brenner-Lanzeneinsatzes 1 an der

Ofenwand 18 und ist dazu ausgebildet, die Wandöffnung 17 einzufassen. Die Deckelplatte 11, die Bodenplatte 27 und die Seitenplatten 23 erstrecken sich jeweils von dem

Halterahmen 21 zu der Frontplatte 25. Die Frontplatte 25 weist die Frontöffnung 5 auf. Die Brenner-Lanzeneinheit 7 weist einen Ausgabekanal 28 auf, der senkrecht zu der Drehachse A zu einer in der

Frontöffnung 5 liegenden Ausgabeöffnung 29 verläuft und eine Ausgaberichtung der Brenner-Lanzeneinheit 7 zur Ausgabe der Flamme 13, 13' und des Betriebsstoffes 15, 15' definiert. Die Ausgaberichtung weist im eingebauten Zustand und in einer Mittelstellung, welche zwischen zwei Endstellungen liegt, einen Ausgaberichtungswinkel ß zur Oberkante der Ausmauerung 6 auf, wie dies in Figur 5 dargestellt ist.

Die Mittelstellung ist jene Position in der ein Winkel der Ausgaberichtung zu einer Frontplatte, in welcher die

Ausgabeöffnung angeordnet ist, 90 Grad beträgt. Bei Drehung der Brenner-Lanzeneinheit in eine der beiden Endstellung ändert sich dieser Winkel der Ausgaberichtung zu der Frontplatte. Die Ausmauerung 6 kann auch abgeschrägt

ausgeführt sein, in diesem Fall gilt als Oberkante die gedachte Kante ohne Abschrägung. Der Ausgaberichtungswinkel ß ändert sich durch eine Drehbewegung kaum, es soll also in der in Figur 5 dargestellten Ansicht keine Schwenkbewegung zur Elektrode 19 hin oder weg erfolgen, sondern die

Schwenkbewegung soll in die Ebene hinein oder heraus

erfolgen . Die Brenner-Lanzeneinheit 7 weist eine frontöffnungsseitige

Ausgabekomponente 31 auf, durch die ein frontöffnungsseitiger Endabschnitt des Ausgabekanals 28 verläuft. Die

Ausgabekomponente 31 weist zwei sich auf verschiedenen Seiten des Ausgabekanals 28 gegenüberliegende konvexe

Außenoberflächen 33, 34 auf, deren Flächennormalen in zu der Drehachse A senkrechten Ebenen liegen und die sich jeweils zu der Frontöffnung 5 erstrecken. Die frontöffnungsseitigen Enden der beiden konvexen Außenoberflächen 33, 34 sind durch einen planen Oberflächenbereich 35 der Ausgabekomponente 31 verbunden, in dem die Ausgabeöffnung 5 angeordnet ist. Die Ausgabekomponente 31 ist beispielsweise um die Drehachse A drehbar an der Deckelplatte 11 gelagert. Zwei jeweils einer konvexen Außenoberfläche 33, 34 zugewandte

Innenoberflächen 36 der Frontplatte 25 sind jeweils gegenüber der Außenoberfläche der Frontplatte 25 abgeschrägt

ausgebildet, so dass jede der beiden Innenoberflächen 36 im Wesentlichen tangential zu der ihr jeweils zugewandten konvexen Außenoberfläche 33, 34 ist. Die Ausgabekomponente 31 weist einen Kühlkanal 37 auf. Der

Kühlkanal 37 weist einen Kühlmitteleinlass 38 zur Einführung eines Kühlmittels in den Kühlkanal 37 und einen

Kühlmittelauslass 39 zur Abführung des Kühlmittels aus dem Kühlkanal 37 auf. Der Kühlkanal 37 verläuft U-förmig um den Ausgabekanal 28 herum.

Im Bereich der Frontöffnung 5 ist eine Dichtung 41 zur

Abdichtung eines Zwischenraums zwischen der Ausgabekomponente 31 und der Frontplatte 25 angeordnet. Die Dichtung 41 wird von zwei Dichtungsrollen 42, 43 gebildet, die jeweils an der Frontplatte 25 und einer der beiden konvexen Außenoberflächen 33, 34 der Ausgabekomponente 31 anliegen. Beispielsweise werden die Dichtungsrollen 42, 43 jeweils aus einer metallischen Wolle gefertigt.

Die Brenner-Lanzeneinheit 7 weist ferner eine

Zuführungseinheit 45 zur Einleitung des

Betriebsstoffes 15, 15' in den Ausgabekanal 28 auf. Die

Zuführungseinheit 45 ist lösbar mit der Ausgabekomponente 31 verbunden und weist drei Zuführungsrohre 46 bis 48 auf, die sich zu der Rückseite des Trägerkörpers 3 hin erstrecken. In die von der Frontplatte 25 abgewandte Seite der

Ausgabekomponente 31 ist ein frontplattenseitiges Ende der Zuführungseinheit 45 eingeführt.

Die Antriebseinheit 9 weist einen wenigstens annähernd parallel zu dem Ausgabekanal 28 angeordneten

Antriebszylinder 51 auf, der über ein erstes Gelenk 52 mit einer Seitenwand 23 des Trägerkörpers 3 und über ein zweites Gelenk 53 mit der Ausgabekomponente 31 der Brenner- Lanzeneinheit 7 verbunden ist. Der Antriebszylinder 51 ist beispielsweise ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder.

Mit der Antriebseinheit 9 ist die Brenner-Lanzeneinheit 7 zwischen zwei Endstellungen um die Drehachse A drehbar. Ein Drehen der Brenner-Lanzeneinheit 7 von einer ersten

Endstellung in die zweite Endstellung ändert die

Ausgaberichtung der Brenner-Lanzeneinheit 7 um einen

Drehwinkel α . In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel beträgt der Drehwinkel α etwa 20 Grad. Es kann jedoch auch ein größerer Drehwinkel α bis zu 60 Grad vorgesehen sein. In einer zwischen den beiden Endstellungen liegenden

Mittelstellung der Brenner-Lanzeneinheit 7 bildet die

Ausgaberichtung einen Winkel zwischen 40 Grad und 50 Grad mit der Richtung der Erdanziehungskraft, wenn der Brenner- Lanzeneinsatz 1 in die Wandöffnung 17 des Lichtbogenofens 2 eingesetzt ist.

Obwohl die Erfindung im Detail durch ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das offenbarte Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der

Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann der Trägerkörper 3 des Brenner-Lanzeneinsatzes 1 anders als bei dem in den

Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Ein alternatives Ausführungsbeispiel sieht

beispielsweise vor, dass der Trägerkörper 3 kein Gehäuse 22 aufweist, das von dem Halterahmen 21 in das Ofeninnere des Lichtbogenofens 2 hineinragt, sondern dass die Vorderseite des Trägerkörpers 3 im Wesentlichen plan ausgebildet ist und die Brenner-Lanzeneinheit 7 in einem Gestell des

Trägerkörpers 3 gelagert ist, das an der Rückseite des

Halterahmens 21 angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

1 Brenner-Lanzeneinsatz

2 Lichtbogenofen

3 rägerkörper

4 Schmelzgefäß

5 Frontöffnung

6 Ausmauerung

7 Brenner-Lanzeneinheit

9 Antriebseinheit

11 Deckelplatte

13, 13 ' Flamme

15, 15 ' Betriebsstoff

17 Wandöffnung

18 Ofenwand

19 Elektrode

21 Halterahmen

22 Gehäuse

23 Seitenplatten

24 Vorderkante Seitenplatte

25 Frontplatte

27 Bodenplatte

28 Ausgabekanal

29 Ausgabeöffnung

31 Ausgabekomponente

33, 34 konvexe Außenoberfläche

35 planer Oberflächenbereich

36 Innenoberfläche

37 Kühlkanal

38 Kühlmitteleinlass

39 Kühlmittelauslass

41 Dichtung

42, 43 Dichtungsrolle

45 Zuführungseinheit bis 48 Zuführungsrohr

51 Antriebszylinder

52, 53 Gelenk

α Drehwinkel

ß Ausgaberichtungswinkel

γ Winkel Hauptbewegunskomponente zur Richtung der

Erdanziehungskraft

A Drehachse

FG Richtung der Erdanziehungskraft

B Hauptbewegungskomponente