DE4207967C2 - Umschmelzofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Umschmelzofen mit einem Tie­ gel und einem darauf aufgesetzten, nach außen hin abge­ dichteten, durch eine Hubeinrichtung vom Tiegel abhebba­ ren Kessel, welcher eine Druckstufe aufweist, durch die hindurch eine zum Tragen einer abzuschmelzenden Elektrode dienende Elektrodenstange führt, wobei die Druckstufe von einer unteren Plattform gehalten ist, die mittels Stangen an einer über Wiegezellen an einem Rahmen abgestützten Wiegeplattform hängt und wobei zur Regelung der Ab­ schmelzleistung die Elektrodenstange mittels eines Elek­ trodenantriebs höhenverfahrbar ausgebildet und die Elek­ trodenstange mit ihrem Elektrodenantrieb von der Wiege­ plattform gehalten ist.

Umschmelzöfen der vorstehenden Art sind allgemein bekannt und dienen zur Erzeugung hochwertiger Metallegierungen durch elektrisches Umschmelzen einer Elektrode unter Va­ kuum nach dem VAR-Verfahren. Bei solchen Umschmelzöfen ist es erforderlich, die Abschmelzrate der Elektrode mög­ lichst genau zu regeln und während des Abschmelzens die Elektrodenstange kontinuierlich in den Tiegel hineinzu­ fahren, damit ihr unteres Ende trotz des Abschmelzvorgan­ ges und des Anstiegs der Schmelze im Tiegel stets ausrei­ chend weit in den Tiegel ragt. Um die Elektrodenstange stets im gewünschten Maße in den Tiegel hineinbewegen zu können, ist die Elektrodenstange auf einer Wiegeplattform über Wiegezellen abgestützt, so daß das Gewicht der an ihr befestigten Elektrode kontinuierlich zu ermitteln ist. Die untere Plattform mit der Druckstufe wird eben­ falls von der Wiegeplattform abgestützt, damit die Rei­ bung zwischen der Elektrodenstange und der Druckstufe die Gewichtsmessung nicht verfälscht.

Wenn der Tiegel neu beschickt werden soll, dann muß man den Kessel von ihm mittels der Hubeinrichtung abheben. Bei dem bekannten Umschmelzofen wird mittels der Hubein­ richtung ein innerer Rahmen angehoben, auf dem die Wiege­ plattform abgestützt ist. Es bewegt sich somit beim Abhe­ ben des Kessels das gesamte Ofenoberteil mit dem Kessel nach oben. Dadurch vergrößert sich die Bauhöhe des Um­ schmelzofens um den erforderlichen Hub des Kessels, was oftmals wegen der oberhalb des Umschmelzofens verlaufen­ den, für einen solchen Hub zu niedrigen Kranbahn nicht möglich ist. Hinzu kommt, daß der anzuhebende Teil des Ofens sehr schwer ist, so daß die Hubeinrichtung entspre­ chend stabil ausgebildet sein muß und deshalb aufwendig ist.

Zur Vermeidung der Bauhöhenvergrößerung hat man auch schon Umschmelzöfen gebaut, bei denen statt des gesamten Oberteils nur der Kessel mit der Druckstufe angehoben wird. Um den Einfluß der Reibung der Druckstufe auf das gemessene Gewicht der Elektrodenstange zu kompensieren, könnte man der Druckstufe eine zusätzliche Gewichtsmeß­ einrichtung zuordnen. Eine solche Ausführung wäre jedoch sehr aufwendig und wurde deshalb nicht gebaut. Man ver­ zichtete bei solchen Umschmelzöfen entweder auf eine Er­ fassung der Reibung der Druckstufe oder aber man regelte den Vorschub der Elektrodenstange nicht über eine Gewichtsmessung, sondern über die Einschubtiefe der Elek­ trodenstange, also über die Längenänderung der Elektrode.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Um­ schmelzofen der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit möglichst geringem Aufwand eine möglichst genaue Messung des Gewichtes der Elektrodenstange möglich wird, ohne daß sich beim Abheben des Kessels vom Tiegel die Bauhöhe des Umschmelzofens vergrößert.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hubeinrichtung zwischen dem Rahmen und dem Kessel an­ geordnet und zwischen der unteren Plattform und den Stan­ gen eine im ausgekuppelten Zustand eine Relativbewegung zwischen den Stangen und der unteren Plattform ermögli­ chende Kupplung vorgesehen ist.

Durch diese Bauweise ist die untere Plattform mit der Druckstufe nur bei auf dem Tiegel aufsitzendem Kessel mit der Wiegeplattform verbunden. Für die Gewichtsmessung bildet die Druckstufe dann mit der Wiegeplattform ein ge­ schlossenes Gewichtsmeßsystem, so daß Reibungen der Dich­ tung der Druckstufe die Messung nicht verfälschen. Zum Anheben des Kessels kann man die Verbindung zwischen der unteren Plattform und den Stangen der Wiegeplattform aus­ kuppeln, so daß der Kessel relativ zu dem die Wiegeplatt­ form tragenden Rahmen und den die untere Plattform beim Wiegen tragenden Stangen verschoben werden kann. Dadurch wird durch das Anheben des Kessels die Bauhöhe des Um­ schmelzofens nicht vergrößert.

Die Hubeinrichtung kann unterschiedlich ausgebildet und angeordnet sein. Besonders einfach ist sie gestaltet, wenn sie durch einen am Rahmen befestigten, hydraulischen Hubzylinder gebildet ist, dessen Kolbenstange am Kessel angreift.

Als Kupplung kommen alle gängigen Kupplungsausführungen in Frage, mit denen eine Verbindung der unteren Plattform mit den Stangen herstellbar und lösbar ist. Eine beson­ ders einfache Ausführungsform der Kupplung besteht darin, daß die Kupplung durch auf der unteren Plattform angeord­ nete Riegel gebildet ist, welche im eingekuppelten Zu­ stand jeweils in Ausnehmungen der die untere Plattform im eingekuppelten Zustand tragenden Stangen formschlüssig greifen.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Zu ihrer weiteren Verdeutlichung ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrie­ ben. In ihr zeigen die

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Umschmelzofen nach der Erfindung mit auf seinem Tiegel aufsitzendem Kessel,

Fig. 2 den Umschmelzofen nach Fig. 1 mit vom Tiegel abgehobenem Kessel,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstel­ lung eines in Fig. 1 mit III gekennzeichneten Bereiches des Umschmelzofens.

Der in Fig. 1 als Ganzes dargestellte Umschmelzofen hat einen in ein Fundament 1 eingelassenen Tiegel 2, auf wel­ chem von oben her dichtend ein Kessel 3 aufgesetzt ist. Dieser Kessel 3 ist mit einer Linearführung 4 in einem über den Tiegel 2 greifenden, als Drehrahmen ausgebilde­ ten Rahmen 5 nach oben hin verfahrbar, so daß er vom Tie­ gel 2 abheben kann. Von oben her führt eine Elektroden­ stange 6 in den Kessel 3 hinein, welche eine nicht darge­ stellte, abzuschmelzende Elektrode trägt.

Zur Abdichtung des Kessels 3 im Bereich der Durchführung der Elektrodenstange 6 dient eine über einen Federbalg 7 mit der Oberseite des Kessels 3 verbundene Druckstufe 8, welche von einer oberhalb der Kesseloberseite angeordne­ ten, unteren Plattform 9 gehalten wird. Hierzu ist die untere Plattform über lösbare Kupplungen 10, 11 mit Stan­ gen 12, 13 verbunden, welche ihrerseits mit ihrem oberen Ende an einer Wiegeplattform 14 befestigt sind, die sich von oben her über Wiegezellen 15, 16 auf dem Rahmen 5 ab­ stützt.

In der in Fig. 1 gezeigten, auf dem Tiegel 2 aufsitzen­ den Stellung des Kessels 3 sind die Kupplungen 10, 11 ge­ schlossen, so daß die untere Plattform 9 formschlüssig mit den Stangen 12, 13 verbunden ist und deshalb mit der Wiegeplattform 14 ein geschlossenes Gewichtsmeßsystem bildet. Mit den Wiegezellen 15, 16 kann deshalb das Ge­ wicht einer an der Elektrodenstange 6 hängenden, nicht gezeigten Elektrode unbeeinflußt von Reibungen der Druck­ stufe 8 gemessen werden.

Zum Abheben des Kessels 3 vom Tiegel 2 dient eine Hubein­ richtung 17. Diese besteht aus einem hydraulischen Hubzy­ linder 18, welcher am Rahmen 5 befestigt ist und aus dem eine Kolbenstange 19 heraus zum oberen Ende des Kessels 3 führt. Soll der Kessel 3 mit dieser Hubeinrichtung 17 an­ gehoben werden, dann müssen zunächst die Kupplungen 10, 11 gelöst werden, damit der Kessel 3 mit der unteren Plattform 9 zwischen den Stangen 12, 13 nach oben fahren kann.

In Fig. 2 ist der Kessel 3 in seiner obersten Stellung dargestellt. Man erkennt, daß hierzu die Kolbenstange 19 aus dem Hubzylinder 18 weit ausgefahren ist und daß die untere Plattform 9 sich mit dem Kessel 3 zwischen den Stangen 12, 13 nach oben bewegt hat.

Ein Beispiel für die Gestaltung der Kupplung 10 ist in Fig. 3 dargestellt. Zu sehen ist ein rechter Bereich der unteren Plattform 9 und ein Teilbereich der Stange 12, über die die untere Plattform 9 mit einem Führungszylin­ der 20 greift. Die Stange 12 hat eine durch eine umlau­ fende Nut gebildete Ausnehmung 21, in welche ein Riegel 22 der Kupplung 10 greift. Durch Bestromung eines Hubma­ gneten 23 läßt sich der Riegel 22 gegen die Kraft einer Feder 24 aus der Ausnehmung 21 bewegen. Wenn auf gleiche Weise auch die in Fig. 1 angedeutete, gegenüberliegende Kupplung 11 gelöst wurde, kann die untere Plattform 9 nach oben verschoben werden, so daß ein Aufwärtshub des Kessels 3 möglich wird.

Bezugszeichenliste

1

Fundament

2

Tiegel

3

Kessel

4

Linearführung

5

Rahmen

6

Elektrodenstange

7

Federbalg

8

Druckstufe

9

untere Plattform

10

Kupplung

11

Kupplung

12

Stange

13

Stange

14

Wiegeplattform

15

Wiegezelle

16

Wiegezelle

17

Hubeinrichtung

18

Hubzylinder

19

Kolbenstange

20

Führungszylinder

21

Ausnehmung

22

Riegel

23

Hubmagnet

24

Feder

Claims (3)

1. Umschmelzofen mit einem Tiegel und einem darauf aufge­ setzten, nach außen hin abgedichteten, durch eine Hubein­ richtung vom Tiegel abhebbaren Kessel, welcher eine Druckstufe aufweist, durch die hindurch abgedichtet eine zum Tragen einer abzuschmelzenden Elektrode dienende Elektrodenstange führt, wobei die Druckstufe von einer unteren Plattform gehalten ist, die mittels Stangen an einer über Wiegezellen auf einem Rahmen abgestützten Wie­ geplattform hängt und wobei zur Regelung der Abschmelz­ leistung die Elektrodenstange mittels eines Elektroden­ antriebs höhenverfahrbar ausgebildet und die Elektroden­ stange mit ihrem Elektrodenantrieb von der Wiegeplattform gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrich­ tung (17) zwischen dem Rahmen (5) und dem Kessel (3) an­ geordnet und zwischen der unteren Plattform (9) und den Stangen (12, 13) eine im ausgekuppelten Zustand eine Re­ lativbewegung zwischen den Stangen (12, 13) und der unte­ ren Plattform (9) ermöglichende Kupplung (10, 11) vorge­ sehen ist.

2. Umschmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (17) durch einen am Rahmen (5) be­ festigten, hydraulischen Hubzylinder (18) gebildet ist, dessen Kolbenstange (19) am Kessel (3) angreift.

3. Umschmelzofen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (10, 11) durch auf der unteren Plattform (9) angeordnete Riegel (22) gebildet ist, welche im eingekuppelten Zustand jeweils in Ausneh­ mungen (21) der die untere Plattform (9) im eingekuppel­ ten Zustand tragenden Stangen (12, 13) formschlüssig greifen.