CH324879A - Vorrichtung zum Nachschieben von Elektroden mit Kontakten zur Stromzuführung an die Elektrode für Lichtbogenschmelzöfen - Google Patents

Vorrichtung zum Nachschieben von Elektroden mit Kontakten zur Stromzuführung an die Elektrode für Lichtbogenschmelzöfen

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CH324879A
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electrode
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Attkins Roy
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Ici Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/02Details
    • H05B7/10Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/109Feeding arrangements

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Description


  Vorrichtung zum Nachschieben von Elektroden mit Kontakten zur Stromzuführung  an die Elektrode für     Lichtbogenschmelzöfen       Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf eine     Vorrichtung    zum Nachschieben von  Elektroden mit Kontakten zur Stromzufüh  rung an die Elektrode für     Lichtbogenschmelz-          öfen.     



  Nach einem bekannten Verfahren zum  Schmelzen von     hochschmelzenden    unedlen  Metallen und von deren Legierungen, wie bei  spielsweise von Titan,     Zirkon,        Molybdän,          Thorium,        Hafnium,        Tantal,    Chrom und deren  Legierungen im Lichtbogen wird das Roh  material, welches z.

   B. schwammförmig oder  in Pulverform vorliegen kann, entweder im  kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Be  trieb in einem gekühlten Tiegel geschmolzen,  wobei die zum Schmelzen     erforderliche    Hitze  von einem Lichtbogen geliefert wird, welcher  zwischen der Oberfläche des genannten Me  taller und einer Elektrode     brennt.    Die Elek  trode wird gekühlt und ihr Ende ist mit  einem Material, wie Graphit oder Wolfram,  verkleidet, das während des Betriebes über der  genannten     Metalloberfläche    nicht rasch ver  braucht wird.

   Diese Methode besitzt be  stimmte Nachteile, so     beispielsweise.die,Schwie-          rigkeit,    den Tiegel gleichmässig mit Rohmate  rial zu beschicken, ferner die Möglichkeit von  Einschlüssen     umgeschmolzenen    Rohmaterials,  namentlich in Barren von grossem Quer  schnitt, und besonders der Verschleiss am  Ende der Elektrode     mit    seiner lästigen Be-         gleiterscheinung,    nämlich der Verunreinigung  der Schmelze mit     Elektrodenmaterial,        wie     Kohlenstoff oder Wolfram.  



  Nach einem zweiten Verfahren     wird    das  zu schmelzende Metall in den Tiegel als ge  formte vierbrauchbare     Elektrode    geschickt,  welche durch die Hitze des Lichtbogens fort  schreitend abgeschmolzen wird und derart im  Tiegel einen Barren erzeugt, wobei der Tiegel  gleichzeitig eine zusätzliche Beschickung mit  Rohmaterial, beispielsweise in Form von  Metallschwamm oder Metallpulver, erhalten  kann.

       Dep    hauptsächliche Vorzug bei der Be  nützung einer vierbrauchbaren Elektrode     liegt     in der Vermeidung einer     Verunreinigung     der Schmelze durch     Elektrodenmaterial.     Weitere Vorteile beruhen in der erhöhten  Wirtschaftlichkeit des Schmelzprozesses, in  dem keine Energie mehr durch die, direkte  Kühlung der Elektrode verlorengeht,     ferner,     im Umstand, dass Rohmaterial von geringe  rem Reinheitsgrad und höherer Feinheit ge  schmolzen werden kann, da ein Spritzen des  geschmolzenen     Metallbades    hier weniger Scha  den stiftet, und endlich .

       darin,    dass man  Wechselstrom verwenden und damit die Ka  pitalkosten der elektrischen     Anlagen    senken  kann. Die vierbrauchbare Elektrode kann nach  verschiedenen Methoden aus dem zu     schmel-          zenden-Material    geformt werden, z.

   B. durch       Verpressen;    aber unabhängig von der Her-           stelhmgsart    der Elektrode ist es erforderlich,  dass dieselbe mit einstellbarer     und    nach Bedarf  veränderlicher     Geschwindigkeit    in den Ofen  eingeführt werden kann, sowie dass der starke       Lichtbogenstrom    unter möglichst     kleinen    elek  trischen Stromverlusten in die verstellbare  Elektrode geleitet wird. Um dieses letztere  Ziel zu erreichen, muss entweder ein äusserst  hoher Druck quer zu den Kontakten ausge  übt werden, oder es muss eine Kontaktober  fläche mit grosser wahrer     Leitfläche    benutzt  werden.  



  Es war bisher üblich, in     Lichtbogenöfen,     wo die Elektroden fortschreitend abgeschmol  zen, verdampft oder     wegoxydiert    werden, die  Elektrode mittels eines einzigen Kontaktes  von verhältnismässig     kleiner    Leitfläche, wel  cher mit     Klammern    fest mit der Elektrode  verbunden ist, an die Stromversorgung an  zuschliessen. Der Kontakt bewegt sich dabei  zusammen mit der Elektrode, so dass nach  einiger Zeit der Lichtbogen unterbrochen  werden muss; die Kontaktklammern werden  alsdann gelockert, der Kontakt auf einen  neuen weiter oben gelegenen     Elektrodenab-          schnitt    verschoben     und    alsdann der Licht  bogen wieder neu gezündet.  



  Der Zweck der vorliegenden Erfindung  ist, diese Nachteile zu vermeiden.  



  Die     Vorrichtung    gemäss vorliegender Er  findung ist gekennzeichnet durch     Förderrol-          len    für die Elektrode und durch     eine    Kon  taktvorrichtung, welche aus einzelnen, mittels  Federn gespannten Kontaktbürsten besteht,  die in einer     einzigen    oder in mehreren Grup  pen angeordnet sind, wobei die Federspan  nung dieser Kontaktbürsten sich regulieren  lässt.  



  Die Verwendung einer grossen Anzahl von  einzelnen,     mittels    Federn gespannter Kon  taktbürsten sichert eine Kontaktoberfläche  mit grosser Berührungsfläche. Eine solche  lässt sich nicht bei Verwendung einer einzigen  grossen Kontaktbürste erzielen, da die wahre  Kontaktfläche angesichts des verhältnismässig  leichten Kontaktdruckes, welcher bei der vor  gesehenen gegenseitigen Verschiebung von    Elektrode und Kontakt noch zulässig ist,  dennoch klein bleiben würde.  



  Die Erfindung wird nunmehr durch ein  Ausführungsbeispiel an Hand der beiliegen  den Zeichnungen erläutert.  



       Fig.    1 ist eine Seitenansicht, teilweise im  Schnitt dargestellt, der miteinander kombi  nierten     Förder-    und Kontaktvorrichtung.  



       Fig-    2 stellt eine Endansicht der     Kontakt-          v        orriehtung    dar, wobei die Anschlüsse der  Stromversorgung weggelassen sind.  



       Fig.    3 ist eine perspektivische Ansicht  der kontakttragenden Platte.  



       Fig.    4 ist eine schematische perspektivi  sche Ansicht der Kontaktvorrichtung unter       Stromanschluss.     



       Fig.    5 ist ein seitlicher, teilweise im Quer  schnitt gezeigter Aufriss einer andern Aus  führungsform der     Förderrollenvorrichtung.     



  Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen  besteht die Kontaktvorrichtung aus einem  rechteckigen Gehäuse 1, welches vier     Leit-          stangen    2 trägt, auf denen die beiden kontakt  tragenden Platten 3, 4 verstellbar gelagert  sind. Jede der zwei Platten besitzt zwei Ge  windeöffnungen 5, welche den entsprechen  den Öffnungen auf der Platte genau gegen  überliegen und durch welche je ein     Schnek-          kengetriebe    6 greift, das auf je einer Achse  7 gelagert ist, welche mit der entsprechenden  gegenüberliegenden Achse gekoppelt und  ihrerseits mittels Drehzapfen im Gehäuse 1  eingelassen ist.

   Mit diesen Achsen verbun  dene,     ineinandergreifende    Getrieberäder 8, 9  gestatten deren gleichzeitige Drehung,, wo  bei der Gewindegang des Schneckengetriebes       derart    vorgesehen ist, dass der gegenseitige  Abstand der Platten 3 und 4 aus Gründen,  die später erläutert werden sollen, sowohl  verkleinert als auch vergrössert werden kann.  



  Jede der zwei Platten besitzt je eine obere  und eine untere Reihe von je fünf     langge-          streckten    Öffnungen 11, und ist mit Kupfer  bürsten 10 ausgestattet, welche zu     vier    Grup  pen mit je fünf Bürsten angeordnet sind.  



  Die Bürsten schweben je zu zweit Seite an  Seite in je einer der     Öffnungen    (siehe     Fig.    3),  indem ihre Enden 12 (siehe     Fig.    1) durch die      Platte auf deren einen Seite vorragen, und  indem jede Bürste durch ein flaches federn  des Glied 13 angespannt und in der gewünsch  ten Lage festgehalten wird, wobei das fe  dernde Glied an dem Ansatz 14 befestigt ist,  und einen Druck gegen den an der Bürste an  gebrachten     VorsprLulg    15 ausübt.  



  Die     Elektrodenfördervorrichtung    besteht  aus zwei gebördelten Förderrollen 16, 17, die  in einem Gerüst, bestehend aus zwei Auslegern  18, gelagert sind, die um ihre Mitte zwischen  zwei Trägern 19 schwenkbar sind, welche  Träger auf einer kreisförmigen     GrLmdplatte     20 befestigt sind, die ihrerseits mit Hilfe eines  Laufringes 21 drehbar auf dem Oberteil des  Gehäuses 1 ruht.  



  Die mit den Achsen der     Förderrollen    ver  bundenen,     ineinandergreifenden    Getriebe 2 .  und 23 werden über eine Achse und ein Ge  triebe 24 angetrieben, die zwischen Verlänge  rungsstücken 25 der beiden Ausleger 18 ge  lagert sind.  



  Die Art des Anschlusses des elektrischen  Stromes zur Kontaktvorrichtung ist in den       Fig.    1 und 4 gezeigt.  



  Die Zuleitungsstange 26     endigt    in. einer  Jochgabel 27, welche das     Kontaktgehätiseauf     drei Seiten umfasst, wobei auf jedem Ende  der Gabel ein bearbeiteter Kupferblock 28  ruht, der mit zwei Reihen von Schlitzkerben  29, 30 versehen ist. Auf jedem seitlichen Rand  der beiden Platten 3 und 4 ist je ein     L-för-          miger    Kupferblock 31 aufgeschraubt, wobei  dessen     flanschförmiger    Teil 32 eine Anzahl  von Schlitzherben 33 besitzt, welche je einer  Reihe von Schlitzkerben im Block 2.8 ent  sprechen.

   Von jeder Schlitzkerbe im Block  28 führt eine geflochtene Drahtlitze 34 zur  entsprechenden Schlitzkerbe im     flanschför-          migen    Teil 3<B>2</B>; hier wird ein biegsamer Strom  anschluss hergestellt, der es gestattet, die Plat  ten 3 und 4 aufeinander zu oder voneinander  weg zu bewegen. Schliesslich ist noch für jede  einzelne Bürste ein elektrischer Anschluss  durch in der Figur nicht gezeigte geflochtene  Drahtlitzen vorgesehen; letztere führen von  Bohrungen 35, welche die eine Seite des  Blockes 31 durchbrechen,. zu     Vertiefungen       36, die in der entsprechenden Bürste ange  bracht     sind.     



  Die ganze Vorrichtung ist in einem gas  dichten Behälter eingeschlossen, welcher in       Fig.    1 nur teilweise in seinem     untern    Quer  schnitt- 3,6 gezeigt wird. Dieser Behälter ist  in den Kranzdeckel des     Lichtbogenschmelz-          ofens        eingepasst,    so dass die     Einführung    der  Elektroden in einer Atmosphäre von Argon  oder, eines andern     geeigneten    reaktionsträgen  Gases erfolgen kann.  



       Zweckmässigerweise    stellt man die     ver-          brauchbare    Elektrode mit einem quadrati  schen Querschnitt her und baut dieselbe aus  vorgeformten Blöcken vom vorgesehenen Quer  schnitt zusammen. Man erzeugt diese Blöcke,  indem     schwammförmiges,        pulverförmiges    oder  andersartiges Rohmaterial durch     Verpressen,     Ausstossen oder einen andern Fabrikationsvor  gang verdichtet wird.

   Die Blöcke werden als  dann im Fliessbetrieb zu einer über der     Elek-          trodenfördervorrichtung    befindlichen     An-          Iage    geschickt, wo sie mit Hilfe einer in der  Figur nicht dargestellten automatischen  Schweissvorrichtung zu     einer        ununterbroche-.          nen    Elektrode aneinandergefügt werden, und  zwar nach Massgabe der Schnelligkeit, in der  die Elektrode im Schmelzofen verbraucht  wird.  



  Der Betrieb gestaltet sich derart, dass die       verbrauchbare    Elektrode 37 zwischen den  Förderrollen eingeführt wird, welche über  ein Getriebe 24 durch passende Antriebs  mittel     bewegt    werden. Dank der drehbaren       Lagerung    der     Förderrollenvorrichtung    auf  dem     Kontaktgehäuse    sind die Rollen in der  Lage, sich etwa vorkommenden Störungen im  geradlinigen Aufbau der     Elektrode    anzu  passen.  



  Die Elektrode bewegt. sieb. alsdann zwi  schen den gruppenweise angeordneten Bür  sten 10 der Platten 3 und 4 hindurch, wobei  jede einzelne Kontaktbürste infolge der ihr  durch die Feder 13 verliehene Spannung in  Kontakt mit der Elektrode bleibt. Wird der  durchschnittliche Kontaktdruck zu klein oder       zu    gross befunden, so kann derselbe durch      eine     Drehung    vom Rad 8 oder 9 nach Wunsch  eingestellt     werden,    da hierdurch die Platten  3 und 4 voneinander weg bzw. gegeneinander  zu bewegt werden, und die Spannung der  Federn so reguliert werden kann.  



  Bei einer andern Ausführungsform der       Elektrodenfördervorrichtung,    wie sie in     Fig.3     gezeigt wird, sind an Stelle von zwei     Förder-          rollen    deren drei vorgesehen. Die beiden     ge-          bördelten    Förderrollen 38, 39 sind überein  ander, in einem Gerüst gelagert, das aus zwei  Seitenplatten 40 besteht, welche zwischen zwei  Trägern 41 schwenkbar sind, die ihrerseits,  analog wie in     Fig.    1 dargestellt wurde, dreh  bar auf dem Oberteil -vom Gehäuse 1 gela  gert sind.  



  Diese Rollen werden mit Hilfe eines     Rit-          zels    43 über ein     Spannritzel    44, eine auf der  Rollenachse<B>38</B> gelagerte gezahnte Rolle 45,  ein     Spannritzel    46 und eine auf der Rollen  achse 39 gelagerte gezahnte Rolle 47 ange  trieben. Eine Druckrolle 48, die in einem  Winkelhebel 49     gelagert    ist, welcher zwischen       zwei    Trägern 50 schwenkbar ist, die ihrerseits  an der Grundplatte     befestigt    sind, besorgt die       Andruckberührung    mit der entgegengesetzten  Seite der Elektrode 37.

   Der Berührungsdruck  lässt sich dabei mit Hilfe einer     Druckfeder-          reguliervorrichtung    51 einstellen, die mit dem  andern Ende des Hebels 49 schwenkbar ver  bunden ist, und die über eine     Kardankupp-          lung    auch bei gasdicht verschlossenem Behäl  ter     36a    von aussen her betätigt werden kann.  



  Eine einstellbare Spannfeder 52, welche  zwischen Verlängerungsstücken 53 der Sei  tenplatten 40 und der Grundplatte eingelas  sen ist, hält der     Triebrollenanordnung    das  Gleichgewicht.  



  Die voneinander unabhängige Lagerung  der auf entgegengesetzten Seiten der Elek  trode befindlichen Förderrollen, welche diese  Konstruktion auszeichnet, besitzt den Vorzug,  die erste     Einfühxnmg    der Elektrode zu Be  ginn einer Betriebsperiode zu erleichtern, und       sichert    eine automatische Anpassung an be  liebige     Unebenheiten    der     Elektrodenober-          fläche.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum Nachschieben von Elek troden mit Kontakten zur Stromzuführung an die Elektrode für Lichtbogenschmelzöfen, ge kennzeichnet durch Förderrollen für die Elek trode und durch eine Kontaktvorrichtung, welche aus einzelnen, mit Federn gespannten Kontaktbürsten besteht, die in einer oder in mehreren Gruppen angeordnet sind, wobei die Spannung der Federn regulierbar ist. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Gruppe von Kontaktbürsten in einer von öff- nungen durchbrochenen Platte frei gelagert sind, wobei das eine Ende der genannten Gruppen von Kontaktbürsten bestimmt ist, den Kontakt mit der verbrauchbaren Elek trode während einer Bewegung durch die Vor- richtwig herzustellen, und wobei deren ande res Ende mit Hilfe federnder Glieder, welche an der genannten Platte befestigt sind, daran verhindert wird, sieh von der Elektrode zu entfernen,
    -und dass die Spannung der ge nannten federnden Glieder sich durch eine relativ zur verbrauchbaren Elektrode erfol gende Bewegung der Platte regulieren lässt. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch @ 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbürsten von zwei oder mehr Platten getragen sind, wobei die Verschie bung der genannten Platten zwecks Regulie rung der Spannung der federnden Glieder mit Hilfe einer einzigen Reguliervorrichtung erfolgt. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Förderrollen voTrichtung auf einem drehbaren Gestell ge lagert ist. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Förderrolle bzw.
    Förderrollen auf der einen Seite der Elektrode in von der Förderrolle bzw. den Förderrollen auf der entgegengesetzten Seite der Elektrode -unabhängiger Weise gelagert sind, mid zwar derart, dass ihr Berührugs- druck einstellbar ist. 5. VorrichtLUig nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Förderrollen vorrichtung und die Kontaktvorrichtung zu sammen in einem gasdichten Behälter einge schlossen sind, welcher Behälter dazu he- stimmt ist, auf dem Deckel des Lichtbogen schmelzofens befestigt zu werden.
CH324879D 1953-06-12 1954-06-12 Vorrichtung zum Nachschieben von Elektroden mit Kontakten zur Stromzuführung an die Elektrode für Lichtbogenschmelzöfen CH324879A (de)

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GB329595X 1954-01-15
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