Claims (1)
**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.
** WARNING ** Beginning of CLMS field could overlap end of DESC **.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Elektrometallurgie, und genauer auf Plasma-Lichtbogenöfen und betrifft die Ausführung deren Bodenelektroden.
The present invention relates to electrometallurgy, and more particularly to plasma arc furnaces, and to the implementation of their bottom electrodes.
Die Erfindung kann am zweckmässigsten in Öfen für das Schmelzen von Stählen und Legierungen mit hohem Schmelz punkt verwendet werden.
The invention can be most conveniently used in furnaces for melting steels and alloys with a high melting point.
Es ist gegenwärtig eine Bodenelektrode bekannt, die eine wassergekühlte Kupferbüchse darstellt, deren Boden sich mit dem Einsatz oder der Schmelze im Kontaktverfahren befinden soll (siehe Plasmaschmelzen von Farnassow GA., Metallurgie , 1968).
A bottom electrode is currently known, which is a water-cooled copper can, the bottom of which should be in contact with the insert or the melt (see plasma melting by Farnassow GA., Metallurgie, 1968).
Betriebserfahrungen mit solchen Bodenelektroden zeigten, dass zu Beginn des Schmelzens zwischen dem Einsatz und der Bodenelektrode Mikrolichtbögen entstehen können und in dem Boden der Elektrode sich lokale Ausschmelzstellen bilden, was zum Eindringen des Wassers aus dem wassergekühlten Hohlraum der Bodenelektrode in das flüssige Metall des Ofenbades und also zu einer Ofenexplosion führen kann. Die lokalen Ausschmelzstellen in der Elektrode können auch bei einer grossen Überhitzung des Metalls im Ofen und beim Vorhandensein von örtlichen Fehlern im Boden der Bodenelektrode entstehen. Zur Sicherung einer höheren Zuverlässigkeit wird der Elektrodenboden mit einer Stahlplatte versehen, die mit dem Boden dicht verbunden ist.
Operating experience with such bottom electrodes has shown that at the beginning of melting between the insert and the bottom electrode, micro arcs can arise and local melt-out points form in the bottom of the electrode, which leads to the penetration of the water from the water-cooled cavity of the bottom electrode into the liquid metal of the furnace bath and thus can lead to a furnace explosion. The local melt-out points in the electrode can also arise in the event of excessive overheating of the metal in the furnace and in the presence of local defects in the bottom of the bottom electrode. To ensure higher reliability, the electrode base is provided with a steel plate that is tightly connected to the base.
Diese Massnahme verzögert zwar die Bildung von Ausschmelzstellen, schliesst sie aber nicht aus.
This measure delays the formation of melt-outs, but does not exclude them.
Die Kontrolle über lokale Ausschmelzstellen im Boden der Elektrode kann man nach dem Temperaturgefälle des Kühlwassers durchführen, das dem Elektrodenhohlraum zugeführt und daraus abgeführt wird. Da aber das Temperaturgefälle des Kühlwassers unbedeutend ist, ist so eine Kontrolle über lokale Ausschmelzstellen nicht sicher genug.
The control of local melt-out points in the bottom of the electrode can be carried out according to the temperature gradient of the cooling water that is supplied to and removed from the electrode cavity. However, since the temperature gradient of the cooling water is insignificant, such a control over local melt-out points is not reliable enough.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Bodenelektrode in so einer Ausführung zu schaffen, die es gestatten würde den Notzustand der Bodenelektrode bei der Bildung von lokalen Ausschmelzstellen in ihrem Boden festzu.
The invention was based on the object of creating a bottom electrode in such a design that would allow the emergency state of the bottom electrode to be fixed when local melt-out points are formed in its bottom.
stellen.
put.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Bodenelektrode für Schmelzöfen, die eine Kupferbüchse darstellt, deren Boden mit seiner Aussenstirnfläche sich im Kontaktprozess mit dem Einsatz oder mit der Schmelze befinden soll und deren innerer Hohlraum für die Zuführung des Kühlwassers bestimmt ist, erfindungsgemäss mit einem Mittel zum Aufdecken von lokalen Ausschmelzstellen im Boden versehen ist, das aus einem System von radialen Kanälen besteht, die über dem gesamten Querschnitt der Elektrode gleichmässig angeordnet sind und mindestens in einer querliegenden Ebene des Bodens zwischen seiner Aussenstirnfläche und dem inneren Elektrodenhohlraum verlaufen, wobei diese Kanäle mit einem Gas unter einem Druck gefüllt sind, der den statischen Druck im Schmelzofen übersteigt, und mit einem Geber zur Kontrolle über diesen Druck verbunden sind.
The object is achieved in that a bottom electrode for melting furnaces, which is a copper can, the bottom of which is to be in contact with the insert or the melt and whose inner cavity is intended for the supply of cooling water, according to the invention with a Means for uncovering local melt-out points in the soil is provided, which consists of a system of radial channels which are evenly arranged over the entire cross section of the electrode and run at least in a transverse plane of the soil between its outer end face and the inner electrode cavity, these channels are filled with a gas at a pressure that exceeds the static pressure in the furnace and are connected to a transducer to control this pressure.
Derartige Ausführung der Bodenelektrode gestattet es, den Notzustand der Bodenelektrode bei der Bildung von Ausschmelzstellen in ihrem Boden bis zu den gasgefüllten Kanälen festzustellen und folglich einer eventuellen Explosion im Ofen vorzubeugen.
Such a design of the bottom electrode makes it possible to determine the emergency state of the bottom electrode when melting points are formed in its bottom up to the gas-filled channels and consequently to prevent a possible explosion in the furnace.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf beigelegte Zeichnungen angeführt. Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemässe Bodenelektrode für Schmelz öfen mit teilweisem Längsschnitt;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
To better explain the invention, a specific embodiment of the invention is given below with reference to the accompanying drawings. Show it:
1 shows the bottom electrode according to the invention for melting furnaces with a partial longitudinal section;
FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
Die Bodenelektrode für Schmelzöfen stellt die Kupferbüchse 1 (Fig. 1) dar, deren Boden 2 eine Aussenstirnfläche 3 aufweist, die sich im Kontaktprozess mit dem Einsatz 4 oder der Schmelze befinden soll. Der Oberteil des Bodens 2 besteht zwecks Erhöhung seiner Sicherheit aus einer Stahl platte 5. In den inneren Hohlraum 6 der Elektrode ist ein
Rohr 7 eingesetzt, das mit einem Stutzen 8 zur Zufuhr des
Kühlwassers und mit einem Stutzen 9 zu seiner Abfuhr verbunden ist. Die Bodenelektrode ist mit einem Mittel zum Auf decken von lokalen Durchschmelzen des Bodens 2 versehen, das aus einem System von radialen Kanälen 10 und 11 be steht, die über dem gesamten Querschnitt der Elektrode gleichmässig verteilt sind.
The bottom electrode for smelting furnaces is the copper can 1 (FIG. 1), the bottom 2 of which has an outer end face 3 which should be in the contact process with the insert 4 or the melt. The upper part of the bottom 2 consists in order to increase its security from a steel plate 5. In the inner cavity 6 of the electrode is a
Tube 7 used, which is equipped with a nozzle 8 for supplying the
Cooling water and is connected to a nozzle 9 for its discharge. The bottom electrode is provided with a means for covering local melting of the bottom 2, which is made up of a system of radial channels 10 and 11 which are evenly distributed over the entire cross section of the electrode.
Die Kanäle 10 und 11 liegen in zwei quer verlaufenden Ebenen des Bodens 2 zwischen sei ner Aussenstirnfläche 3 (Fig. 1) und dem inneren Hohlraum
6, wobei die Kanäle 11 zur Erhöhung der Sicherheit des Mittels zum Aufdecken von lokalen Ausschmelzen in der quer verlaufenden Ebene in bezug auf die Kanäle 10 versetzt sind, wie es Fig. 2 zeigt. Die Kanäle 10 und 11 sind mit einem Gas unter einem Druck gefüllt, der den statischen Druck im Schmelzofen übersteigt, in dessen Herd 12 (Fig. 1) die Bodenelektrode eingemauert ist. Das System der Kanäle
10 ist mit einem Geber 15 zur Druckkontrolle über einen
Kanal 13 und einen Stutzen 14 verbunden und durch ein Ven til 16 überdeckt und das System der Kanäle 11 ist ebenfalls mit einem Geber 19 zur Druckkontrolle über einen Kanal 17 und einen Stutzen 18 verbunden und durch ein Ventil 20 überdeckt.
The channels 10 and 11 lie in two transverse planes of the bottom 2 between its outer end face 3 (Fig. 1) and the inner cavity
6, the channels 11 being offset in the transverse plane with respect to the channels 10, as shown in FIG. 2, in order to increase the safety of the means for detecting local melt-outs. The channels 10 and 11 are filled with a gas at a pressure which exceeds the static pressure in the melting furnace in whose hearth 12 (FIG. 1) the bottom electrode is walled in. The system of channels
10 is with a transmitter 15 for pressure control over a
Channel 13 and a nozzle 14 connected and covered by a Ven valve 16 and the system of channels 11 is also connected to a sensor 19 for pressure control via a channel 17 and a nozzle 18 and covered by a valve 20.
Die Gasfüllung der Kanäle 10 und 11 unter einem Druck, der den statischen Druck im Schmelzofen übersteigt, erfolgt vor dem Einschalten des Ofens, wonach die Ventile 16 und 20 geschlossen werden und das Gas steht in den Kanälen 10 und 11 während des ganzen Betriebes des Ofens unter einem konstanten statischen Druck, der von den Gebern 15 und 19 kontrolliert wird.
The channels 10 and 11 are filled with gas at a pressure that exceeds the static pressure in the furnace before the furnace is switched on, after which the valves 16 and 20 are closed and the gas remains in the channels 10 and 11 during the entire operation of the furnace under a constant static pressure controlled by sensors 15 and 19.
Beim Ofenbetrieb strömt das Kühlwasser mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit über den Stutzen 8 in den Hohlraum 6 der Elektrode und wird über den Stutzen 9 abgeführt, indem es die Wärme vom Boden 2 wirksam ableitet
Bei der Bildung von Mikrolichtbögen zwischen dem Einsatz 4 und dem Boden 2, bei grosser Uberhitzung des Metalls im Ofen oder bei örtlichen Fehlern im Boden 2 der Bodenelektrode entstehen lokale Ausschmelzstellen im Boden 2. Beim lokalen Ausschmelzen des Bodens 2 der Bodenelektrode bis zum System von radialen Kanälen 11 hinein, die über dem gesamten Querschnitt der Elektrode gleichmässig angeordnet sind, wird die Dichte des Systems von Kanälen 11 verletzt, der Druck darin sinkt stark und der Geber 19 zur Druckkontrolle gibt ein Warnsignal über den Notzustand der Bodenelektrode.
When the furnace is in operation, the cooling water flows at a predetermined speed via the connector 8 into the cavity 6 of the electrode and is discharged via the connector 9 by effectively dissipating the heat from the base 2
With the formation of micro arcs between the insert 4 and the base 2, with excessive overheating of the metal in the furnace or with local defects in the base 2 of the base electrode, local melt-out points arise in the base 2. When the base 2 of the base electrode melts locally up to a system of radial ones Channels 11, which are evenly arranged over the entire cross section of the electrode, the density of the system of channels 11 is violated, the pressure in them drops sharply and the pressure control transmitter 19 gives a warning signal about the emergency state of the bottom electrode.
Beim Vorhandensein eines Systems von radialen Kanälen 11 wird der Ofen abgeschaltet und das Metall aus dem Ofen abgestochen. Beim Vorhandensein des zweiten Systems von radialen Kanälen 10 wird die Leistung des Ofens herabgesetzt und der Schmelzvorgang wird zu Ende geführt. Im Falle des Ausschmelzens des Bodens 2 bis zum zweiten System von radialen Kanälen 10 hinein wird auch ein Warnsignal gegeben und das Metall wird aus dem Ofen unverzüglich abgestochen.
When a system of radial channels 11 is present, the furnace is switched off and the metal is tapped from the furnace. In the presence of the second system of radial channels 10, the performance of the furnace is reduced and the melting process is brought to an end. In the event that the bottom 2 is melted out as far as the second system of radial channels 10, a warning signal is also given and the metal is immediately tapped from the furnace.
Auf solche Weise wird dem lokalen Ausschmelzen des Bodens 2 bis zu seinem wassergefüllten Hohlraum 6 hinein, das zum Eindringen des Wassers aus dem Hohlraum 6 in den Ofen führen kann, und somit der Explosion des Ofens vorgebeugt.
In this way, the local melting of the bottom 2 up to its water-filled cavity 6, which can lead to the penetration of water from the cavity 6 into the furnace, and thus the explosion of the furnace is prevented.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Bodenelektrode für Schmelzöfen, die eine Kupferbüchse darstellt, deren Boden eine Aussenstirnfläche aufweist, die sich im Kontaktprozess mit dem Einsatz oder der Schmelze befinden soll, und deren Innenhohlraum zur Zufuhr dann des Kühlwassers bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Mittel zum Aufdecken von lokalen Ausschmelz
Bottom electrode for smelting furnaces, which is a copper can, the bottom of which has an outer face which is to be in the contact process with the insert or the melt, and whose inner cavity is then intended for supplying the cooling water, characterized in that it is provided with a means for uncovering local meltdown
stellen im Boden (2) versehen ist, das aus einem System von radialen Kanälen (10 und 11) besteht, die über dem gesamten Querschnitt der Elektrode gleichmässig angeordnet sind und in mindestens einer quer verlaufenden Ebene des Bodens (2) zwischen seiner Aussenstirnfläche (3) und dem Innenhohlraum (6) der Elektrode liegen, wobei diese Kanäle (10, 11) mit einem Gas unter einem Druck, der den statischen Druck im Schmelzofen übersteigt, gefüllt und mit Gebern (15 und 19) zur Kontrolle über diesen Druck verbunden sind.
is provided in the bottom (2), which consists of a system of radial channels (10 and 11), which are evenly arranged over the entire cross-section of the electrode and in at least one transverse plane of the bottom (2) between its outer end face (3 ) and the inner cavity (6) of the electrode, these channels (10, 11) being filled with a gas at a pressure that exceeds the static pressure in the melting furnace and connected to sensors (15 and 19) to control this pressure .