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Die Erfindung bezieht sich auf Lichtbogenstahlschmelzöfen, bei denen es ein besonders schwieriges
Problem ist, effektiv den Spalt zwischen Elektrode und Gewölbe infolge der technologischen Besonderheiten bei der Elektrostahlerzeugung und der konstruktiven Merkmale der gegebenen Hüttenwerksaggregate abzudichten, und genauer auf Elektrodenabdichtungen an Lichtbogenöfen.
Zur Zeit sind viele Elektrodenabdichtungen bekannt, die in drei Gruppen unterteilt werden können.
Zur ersten Gruppe gehören Vorrichtungen, bei denen das Abdichten auf mechanischem Wege erfolgt.
Die zweite Gruppe umfasst Vorrichtungen, bei denen zum Abdichten Gas (Luft oder Stickstoff) in den
Spalt zwischen Elektrode und Gewölbe geblasen wird.
Die dritte Gruppe besteht aus kombinierten Vorrichtungen, die eine Verbindung der beiden erstgenannten darstellen.
Es ist eine Elektrodenabdichtung vom mechanischen Typ bekannt, die in Form eines Ringes aus Keramik- oder Metallsegmenten, welche die Elektrode über dem wassergekühlten Kasten umfassen, ausgeführt ist, wobei jedes Segment an einer Last angelenkt ist, die so aufgehängt ist, dass durch die Schwerkraft der Last ein Moment erzeugt wird, welches dauerndes Anpressen der Segmente an die Elektrode sicherstellt.
Die erwähnte Elektrodenabdichtung ist jedoch sperrig und nicht betriebssicher.
Es ist auch eine Elektrodenabdichtung bekannt, die in Form eines Gurts aus mehreren Segmenten ausgeführt ist, welche aneinander mit Hilfe von Zapfen angelenkt sind. Die äusseren Segmente besitzen Kragarme, an denen eine Lastkette aufgehängt ist, deren Gewichtskomponente eine Kraft erzeugt, welche die Segmente an die Elektrode presst.
Diese Elektrodenabdichtung stellt ebenfalls keine effektive Abdichtung bei veränderlichem
Elektrodenquerschnitt sicher.
Es ist auch eine Elektrodenabdichtung bekannt, die aus einem Satz, um eine Achse schwingender, zu
Paketen vereinigten Platten besteht.
Die Pakete sind längs des Elektrodenumfangs angeordnet und am wassergekühlten Kasten befestigt.
Die Bohrungen für die Achsen sind in den Platten in bezug auf den Plattenschwerpunkt in Richtung der Elektrode versetzt, wobei ein Moment durch das Plattengewicht erzeugt wird, welches dauerndes Anpressen der Platten an die Elektrode sicherstellt.
Während des Betriebs neigen die Zwischenräume zwischen den Platten zum Ansammeln von Staub und letzterer zum Festbrennen in ihnen, wodurch die Platten ihre Beweglichkeit und die Vorrichtung ihre Betriebsfähigkeit verlieren.
Es ist eine Elektrodenabdichtung bekannt, die aus einzelnen Elementen besteht, welche in zwei Reihen um die Elektrode angeordnet sind.
Die der Elektrode zugewandten Oberflächen der inneren Reihe der Elemente wiederholen die Elektrodenform.
Die Elemente sind derartig freibeweglich an Hebeln aufgehängt, welche durch Rollen unter einem bestimmten Winkel zur Waagrechten gehalten werden, dass ihre Gewichtskomponente eine Kraft erzeugt, welche sie an die Elektrode anpresst. Die Rollen sind in Lagern eines ringförmigen Bleches befestigt, das auf die Gewölbeauskleidung aufgelegt ist. Die Stösse zwischen den einzelnen Elementen werden durch eine Reihe aussenliegender Elemente überdeckt, welche mittels Hebeln an den erstgenannten Elementen angelenkt sind.
Die Spalte zwischen dem Elementengurt und dem ringförmigen Blech werden durch zwei Reihen Blechsektoren überdeckt, von denen die untere Reihe mit den beweglichen Elementen und die obere Reihe mit dem feststehenden ringförmigen Blech verbunden sind.
Die erwähnte Elektrodenabdichtung zeichnet sich durch Kompliziertheit und ungenügende Effektivität aus.
Ausser den aufgezählten Elektrodenabdichtungen, bei denen der Spalt zwischen Elektrode und Gewölbe auf mechanischem Wege abgedichtet wird, sind auch Elektrodenabdichtungen bekannt, bei denen die Dichtung durch Einblasen von Gas (Luft oder Stickstoff) in den Spalt zwischen Elektrode und Gewölbe erzeugt wird.
Derartige Elektrodenabdichtungen stellen jedoch keine betriebssichere und effektive Abdichtung der Elektroden sicher. Mechanische Abdichtungen sind entweder wenig effektiv oder zu sperrig und nicht betriebssicher.
Gasdynamische Abdichtungen haben verstärkte Elektrodenoxydation zur Folge und erschweren es, im Ofen (wenn Luft eingeblasen wird) eine reduzierende Atmosphäre zu erzeugen oder kommen (wenn Stickstoff eingeblasen wird) zu teuer zu stehen. Kombinierte Abdichtungen besitzen sowohl die Nachteile des einen als auch des andern Typs.
Keine der bekannten Elektrodenabdichtungen erhielt infolge der obendargelegten Umstände weitgehende Verbreitung, da jede von ihnen organische Nachteile besitzt.
Es ist das Ziel der Erfindung, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenabdichtung am Lichtbogenofen zu schaffen, die Betriebssicherheit und effektive Dichtung des Spalts zwischen Elektrode und Gewölbe bei praktischen Anforderungen entsprechenden Aussenmassen, Bedienkomfort und Unempfindlichkeit gegen Wärmebelastungen sicherstellt.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei der Elektrodenabdichtung am
Lichtbogenofen die Anpressvorrichtung in Form eines Lastrings mit Druckstäben ausgeführt ist, deren eines Ende am Lastring und deren anderes Ende an beweglichen Segmenten angelenkt ist, wodurch Anpressen der Segmente an die Elektrode durch das Lastringgewicht sichergestellt wird und wobei die Seitenkanten jedes Segments der unteren Reihe parallel der Verschiebungsachse des Segments sind, während in den Zwischenräumen zwischen
Nachbarsegmenten Platten eingelegt sind, welche die Form dieser Zwischenräume wiederholen.
Zweckmässigerweise werden die Platten fest miteinander zu einem Ring verbunden, der freibeweglich auf dem wassergekühlten Kasten aufliegt, und dieser Ring wird durch Segmente bei deren Auflegen auf den wassergekühlten Kasten und beim Abnehmen von demselben festgehalten.
Die hier vorgeschlagene erfindungsgemässe Elektrodenabdichtung stellt effektive Abdichtung der Spalte zwischen Elektrode und Gewölbe sicher, vermindert die Wärmeverluste auf ein zulässiges Niveau und sorgt für reinere Luft in der Werkhalle.
Einfache Konstruktion und geringe Aussenmasse sind der Grund für hohe Betriebssicherheit und Bedienkomfort bei Unempfindlichkeit gegen Wärmebelastungen.
Die Elektrodenabdichtung ist am besten für Lichtbogenstahlschmelzöfen geeignet, insbesondere wenn letztere mit Anlagen zum Entfernen der Heizgase direkt aus dem Ofenraum ausgerüstet sind.
Ausserdem kann die Abdichtung auch bei elektrothermischen Anlagen verwendet werden, welche verstellbare Elektroden besitzen, die durch das Gewölbe geführt sind, wobei keine ideale Abdichtung des Spalts zwischen Elektrode und Gewölbe erforderlich ist.
Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung ihrer Konstruktion und Arbeitsweise unter Hinweis auf Zeichnungen beschrieben ; es zeigt Fig. l einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Elektrodenabdichtung und Fig. 2 die Draufsicht auf dieselbe Abdichtung, wobei Lastring und obere Reihe der Segmente nicht vollkommen abgebildet sind.
Die Elektrodenabdichtung (Fig. l und 2) besteht aus einem wassergekühlten Kasten der auf das Ofengewölbe in der Zone der öffnung für die Elektrode aufgesetzt ist, sowie aus beweglichen Dichtungssegmenten-2 und 3-der oberen bzw. unteren Reihe, die an die Elektrode durch eine Vorrichtung angepresst werden, welche mechanisch miteinander verbundene Druckstäbe --4-- und einen Lastring--S-- enthält. Die Dichtungssegmente--2 und 3--der oberen bzw. unteren Reihe sind mit Hilfe von Zapfen - 6-- über Druckstäbe --4-- am Lastring --5-- angelenkt. Die Zapfen--6--sind in die Augen --7-- des Lastrings --5-- und in die Augen--8--der Dichtungssegmente--2 und 3--eingesetzt. Die Augen--8--dienen gleichzeitig als Führungen für die Dichtungssegmente--2 und 3--.
Die Seitenkanten der Dichtungssegmente --3-- der unteren Reihe sind parallel den Verschiebungsachsen der Segmente--3--, wobei diese Achsen in Richtung des Mittelpunkts der Elektrode--9--liegen. In den Zwischenräumen zwischen den Dichtungssegmenten--3--der unteren Reihe befinden sich Platten-10--, deren Form die der Zwischenräume wiederholt, während ihre Dicke gleich der Dicke der Dichtungssegmente - ist. Die Platten--10--sind durch einen Ring--11--fest miteinander verbunden. Der Innendurchmesser des Rings --11-- ist etwas kleiner als der Aussendurchmesser der unteren Reihe aus Dichtungssegmenten-3--, um das Anheben des Rings --11-- mit den platten --10-- durch die
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Elektrodenabdichtung.
Der wassergekühlte Kasten wird, um die Abdichtung weitgehend hermetisch zu machen, auf feuerfeste Masse --13-- aufgesetzt, die auf die Auskleidung des Gewölbes --12-- in der Zone der Öffnung-14-für die Elektrode aufgelegt ist. Die Funktion des Hauptdichtungselementes erfüllen bei der vorliegenden Vorrichtung die Dichtungssegmente--2 und 3--, die aus hitzefestem schwachmagnetischem
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erzeugte Kraft presst dank der schrägen Lage der Druckstäbe--4--die Dichtungssegmente--2 und 3-an die Elektrode--9-, wodurch sichergestellt wird, dass die geraden senkrechten Spalten in der Abdichtung minimale Grösse besitzen.
Der Abstand zwischen Nachbardichtungen--2 und 3--und der Neigungswinkel der Druckstäbe --4-- werden so gewählt, dass die Dichtungssegmente--2 und 3--unter Inbetrachtnahme der konischen Form des Arbeitsendes der Elektrode--9--an diese angepresst werden.
Auseinanderschieben der Dichtungssegmente--2 und 3--beim Einführen einer neuen Elektrode--9--mit zylindrischem Ende in die
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erforderlich sind, werden durch die platten --10-- überdeckt. Die platten --10-- hindern nicht, da die Seitenkanten der Dichtungssegmente --3-- parallel den Verschiebungsachsen der letzteren sind, das Verschieben der Dichtungssegmente--2 und 3--unter Einwirkung des Lastrings--5--, wobei die geraden Spalten zwischen Platten-10--und Segmenten-2 und 3-minimale Grösse haben.
Die fest miteinander durch den Ring--11--verbundenen Platten--10--liegen gleichzeitig freibeweglich auf dem wassergekühltem Kasten --1--, wodurch Selbsteinstellen des ganzen Abdichtungssystems in bezug auf die Elektrode --9-- sichergestellt wird.
Beim Aufsetzen des Lastrings--5-mit den Dichtungssegmenten-2 und 3-auf den gekühlten Kasten-l--und beim Abnehmen derselben von letzterem wird der Ring--11--mit den Platten--10-- durch die untere Reihe aus Dichtungssegmenten--3--festgehalten und zusammen mit diesen aufgesetzt oder abgenommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrodenabdichtung am Lichtbogenofen, die mindestens zwei Reihen Dichtungssegmente enthält, welche durch eine Anpressvorrichtung an die Elektrode gepresst werden und übereinander auf dem wassergekühlten Kasten angeordnet sind, der auf das Ofengewölbe in der Zone der öffnung für die Elektrode
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Druckstäben (4) ausgeführt ist, deren eines Ende am Lastring (5) und deren anderes Ende an den Dichtungssegmenten (2,3) angelenkt ist, wodurch Anpressen der Segmente (2,3) an die Elektrode (9) durch das Gewicht des Lastrings (5) sichergestellt wird und wobei die Seitenkanten jedes Segments (3) der unteren Reihe parallel der Verschiebungsachse des Segments (3) sind, während in den Zwischenräumen zwischen Nachbarsegmenten (3) der unteren Reihe Platten (10) eingelegt sind, welche die Form dieser Zwischenräume wiederholen.
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