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Die Erfindung bezieht sich auf Elektrodenhalter für Anlagen zum Elektroschlacke-Umschmelzen verzehrbarer Elektroden, mit einem Kontaktflächen aufweisenden, mit einer verzehrbaren Elektrode verbindbaren
Kopf und mit einem, an eine Stromquelle anschliessbaren Kontaktschuh, der mit Gegenkontaktflächen versehen und an einem längs eines Ständers der Anlage verschiebbaren Ausleger befestigbar ist.
Bekanntgewordene Elektrodenhalter dieser Art sind insoferne mit Nachteilen behaftet, als unter dem
Einfluss des Elektrodengewichtes zwischen den schräg verlaufenden Kontakt- und Gegenkontaktflächen erhebliche Spreizkräfte entstehen, die auf den Ausleger übertragen werden. Der Ausleger ist daher nicht nur mit dem Elektrodengewicht belastet, sondern muss auch die Spreizkräfte aufnehmen können und deshalb steif sein, so dass schwergewichtige Konstruktionen erforderlich sind. Während des Betriebes erwärmen sich der Kopf und der Kontaktschuh beträchtlich, so dass nicht unbedeutende Wärmespannungen auftreten und sich vor allem die aneinanderliegenden, kontaktbildenden Flächen verschieben und verwerfen können.
Als Folge wird der Übergangswiderstand erhöht und es entstehen häufig Lichtbogen, so dass die Wärmeentwicklung im Bereich des
Elektrodenhalters auf alle Fälle grösser und dieser wegen Abbrandes unbrauchbar bzw. reparaturbedürftig wird.
Ein weiterer Nachteil ist, dass bei diesen bekannten Elektrodenhaltern, soferne sie zum Einspannen mehrerer Elektroden eingerichtet sind, die Elektroden nicht einzeln willkürzlich ausgetauscht werden können, sondern sämtliche Elektroden der Reihe nach ausgebaut bzw. eingesetzt werden müssen.
Ziel der Erfindung ist ein von diesen Mängeln freier Elektrodenhalter. Dieses Ziel ist mit einem
Elektrodenhalter des eingangs umrissenen Aufbaues erreichbar, bei dem erfindungsgemäss der Kopf als den vorzugsweise kühlbaren Kontaktschun umgreifender Bügel mit zwei Schenkeln gestaltet ist, bei dem die
Kontaktflächen an dem einen Schenkel und die verzehrbare Elektrode an der Aussenseite des andern Schenkels angeordnet sind und bei dem die Kontaktflächen sowie die an dem Kontaktschuh befindlichen
Gegenkontaktflächen als berührend aufeinanderlegbare Prismenmantelflächen ausgebildet sind.
Die Kontakt-und Gegenkontaktflächen liegen bei erfindungsgemässen Elektrodenhaltern oberhalb der
Elektrode und sind gegen Wärmestrahlung abgedeckt, so dass ihre Erwärmung und damit die zur
Aufrechterhaltung einer zulässigen Maximaltemperatur z. B. mittels eines Kühlmittels abzuführende Wärme geringer ausfällt.
Die einzelnen Bügel können unabhängig voneinander auf den Kontaktschuh aufgesetzt bzw. von diesem abgenommen werden und sind überdies von drei Seiten her zugänglich, so dass sie während des Betriebes dauernd und ohne Schwierigkeit überwacht werden können. Überdies bewirkt die Ausbildung der kontaktgebenden Flächen als komplementäre Prismenflächen eine selbsttätige Ausrichtung jeder Elektrode, wogegen bisher insbesondere bei zwei oder mehreren nebeneinander angeordneten, nur in einer bestimmten
Reihenfolge einsetz- und abnehmbaren Elektroden, auf eine gehörige Zentrierung besonders geachtet und diese von Hand aus bewirkt werden musste. Der Ausleger ist von zwischen den kontaktgebenden Flächen auftretenden Klemmkräften völlig entlastet und braucht daher nur im Hinblick auf das Gesamtgewicht der Elektroden dimensioniert zu werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand zweier beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Elektrodenhalter in Seitenansicht, Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 bzw. Fig. 4 eine andere Ausführungsform in Seitenansicht bzw. gesehen in Richtung des Pfeiles B der Fig. 3.
Beide Ausführungsformen erfindungsgemässer Elektrodenhalter weisen einen Kopf auf, der als Bügel--l bzw. 2-mit einem oberen Schenkel-17 bzw. 18-und einem unteren Schenkel-15 bzw. 16-gestaltet ist. An der Aussenseite des unteren Schenkels ist eine verzehrbare Elektrode--2 bzw. 3--befestigt. Zu jedem Elektrodenhalter gehört ein Kontaktschuh -5 bzw. 6--, der auf einen Ausleger--9 bzw. 10--in Nähe dessen Endes aufgesetzt und mit Hilfe einer isolierenden Platte--11 bzw. 12--, z. B. einer Asbestzementplatte isoliert ist.
Die Ausleger stehen von nicht gezeigten und längs eines der jeweiligen Umschmelzanlage zugehörigen Ständers verschiebbaren Schlitten ab. Jeder der beiden Köpfe ist mit Kontaktflächen versehen, die mit an dem Kontaktschuh angeordneten Gegenkontaktflächen zusammenwirken, die sie flächenhaft berühren. Die Stromzufuhr von einer nicht dargestellten Stromquelle erfolgt über Rohre--7 bzw. 8--aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. Kupfer.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist der Kontaktschuh --5-- als quaderförmiger Körper ausgebildet, der an seiner Oberseite eine seitlich von den Gegenkontaktflächen--21--begrenzte Ausnehmung aufweist. Die beiden ebenen Gegenkontaktflächen sind gegenüber der Vertikalen gegengleich geneigt und ihre Verschneidungslinie verläuft im wesentlichen parallel zu der Richtung des Auslegers. An der dem Kontaktschuh zugewendeten Innenseite des oberen Schenkels--17--des Bügels--l--sind die Kontaktflächen --19-- des Kopfes angeordnet. Auch diese Flächen sind eben, schliessen einen Winkel ein, der ebenso gross wie der von den Gegenkontaktflächen eingeschlossene ist und liegen symmetrisch zu der Längsmittelebene des Bügels.
Der Kontaktschuh ist mit zwei, an ihren einen Enden miteinander verbundenen Bohrungen--13--versehen, in deren offene Enden je ein Anschlussrohr--7--elektrisch leitend und dicht eingesetzt ist. Durch diese elektrisch parallel geschalteten Rohre kann Kühlflüssigkeit zu-bzw. abgeführt werden, um die Gengenkontaktfläche zu kühlen. Die Kontakt- und die Gegenkontaktflächen sind Umfangsfläche) : von Prismen,
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die ineinanderpassen und einen flächenhaften Kontakt sichern, der wegen der Kühlung dauernd erhalten bleibt.
Die Ausführung nach den Fig. 3 und 4 weicht von der beschriebenen insoferne ab, als der Kontaktschuh --6-- als dreiseitiges Prisma gestaltet ist, dessen nach oben gekehrte Flankenflächen die Gegenkontaktflächen --22-- bilden. Das Prisma ist normal zur Richtung des Auslegers orientiert und von einer Längsbohrung - -14-- durchsetzt, in deren Enden die rohrförmigen Stromzuführungen --8-- eingesetzt sind.
Dementsprechend ist an der Innenseite des oberen Schenkels-18-des Bügels-2-eine Ausnehmung vorgesehen, deren zur Längsmittelebene des Bügels normale Flankenflächen die Kontaktflächen - bilden. Wie Fig. 4 erkennen lässt, kann das Prisma lang genug sein, um das Aufsetzen zweier oder mehrerer Köpfe zu gestatten.
Das Aufsetzen bzw. Abnehmen der mit den Elektroden oder Elektrodenresten verbundenen Köpfe ist sehr einfach, insbesondere wenn an den Aussenseiten der oberen Bügelschenkel --17 bzw. 18-Ansätze-23 bzw.
24--mit Öffnungen--25 bzw. 26--zum Einführen eines Kranhakens angebracht, z. B. aufgeschweisst sind.
Bei der Aufrüstung einer Umschmelzanlage wird der bereits mit einer verzehrbaren Elektrode versehene Kopf des Elektrodenhalters an den Haken eines Hebezeuges angehakt, gehoben und auf den Kontaktschuh des Auslegers aufgesetzt. Hierauf wird die Zufuhr des Kühlmittels angestellt und die Stromquelle angeschaltet.
Das Kühlmittel kühlt sowohl die stromführenden, rohrförmigen Anschlussleitungen, als auch den Kontaktschuh. Von den Gegenkontaktflächen des Kontaktschuhes geht der Strom auf die unter dem Einfluss des Elektrodengewichts und zufolge ihrer komplementären Gestaltung und Anordnung satt anliegenden Kontaktflächen des Kopfes über. Die gute Berührung bleibt dauernd erhalten und sichert einen kleinen Übergangswiderstand, so dass keine zusätzliche und unerwünschte Wärme entsteht.
Die Anordnung von Kühlkanälen in den Kontaktschuhen sowie die rohrförmige Ausbildung der Stromzuleitungen, die dann zusätzlich aus Kühlwasserleitungen dienen können, ist vorteilhaft aber nicht zwingend ; sie kann entfallen, wenn eine unzulässige Erwärmung des Kopfes und des Kontaktschuhes nicht zu befürchten ist.