CN102870496A - 电极支臂系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冶金炉的电极支臂系统，其带有在其前部处带有构造为电极支承装置的电极支臂头部(13)的电极支臂(1)，其以带有至少部分地由带有高传导性的导电材料形成的壁部的方式设计为空心型材，冷却剂可导引通过其。在此设置成，在构造为空心型材的电极支臂(1)和构造在电极支臂头部(13)处的电极支承装置内布置有导流片和/或挤压体，通过其可以这样在流速方面通引和影响冷却剂流，使得在电极支臂(1)和电极支臂头部(13)内的任何部位处存在冷却介质的最佳流速，其中，高热负荷的区域、如在电极支臂头部(13)的接触面比电极支臂(1)的其它的不那么高热负荷的区域可更强化地冷却。

Description

电极支臂系统
技术领域
本发明涉及一种用于安装石墨电极的电极支臂系统，优选地用于电弧炉(Elektrolichtbogenöfen)和锅炉(Pfannenoefen)。
背景技术
经由电极支臂(Elektrodentragarm)传递对于熔化过程所需的电能。利用液力的或者机电的升降系统(电极支臂固定在其上)实现竖直运动。可逆的夹持装置使能够放松石墨电极，其由此相应于烧损(Abbrand)来调整。
已知的电极支臂为了散发热量完全以水来流过，其中，这里没有充分利用冷却介质的冷却潜力。
从文件EP 0 594 272已知一种电极支臂，其经由冷却道(其处于空心型材(Hohlprofil)中)来冷却。受高的制造费用以及必要时复杂的修理工作限制，该系统在实践中不能实施。
由于其相对大的结构型式，至今所使用的夹持装置难以操作。在维护和修理工作中经常由于难以接近以及在接触面处的结块(Verbackung)需要在车间中完全拆除。对此需要拆卸整个电极支臂。
结构上在传统的夹持装置中使用带有较小直径和较短弹簧行程的碟形弹簧，其由于不利的力/弹簧行程比不确保可靠的夹紧。
常常存在该问题，即在夹持装置内产生飞弧(Ueberschlag)(所谓的起弧(Arcing))。在当前的解决方案中因此使用相应的绝缘材料。对绝缘材料的环境条件是苛刻的，因为其对来自电极喷洒(Elektrodenberieselung)的热、灰尘和水无抵抗力。
利用例如品质(Güte)8.8或10.9的可磁化的螺栓材料来实施电极支臂与升降柱的连接。在现代的强力的熔化设备中，螺栓材料由于强磁场而可能以不允许地高的程度加热，使得强度性能由此减弱。同样，围绕的绝缘材料可能由于热量被损坏，这然后可导致起弧。
发明内容
因此本发明将改进电极支臂系统设为目的。
该目的根据本发明利用用于冶金炉的电极支臂系统来实现，电极支臂系统带有在其前部处带有构造为电极支承装置的电极支臂头部的电极支臂，其以带有至少部分地由高传导性的导电材料形成的壁部的方式设计为空心型材，冷却剂可导引通过其，其特征在于，
- 在构造为空心型材的电极支臂和构造在电极支臂头部处的电极支承装置内布置有导流板(Stroemungsleitblech)和/或挤压体(Verdrängungskörper)，
- 通过导流板和/或挤压体能够这样在流速方面通引和影响冷却剂流，使得在电极支臂和电极支臂头部内的任何部位处存在冷却介质的最佳的流速，
其中，高热负荷的区域、如在电极支臂头部处的接触面比电极支臂的其它的不那么高热负荷的区域能够更强化地冷却。
通过安装导流板或者挤压体这样通引和影响水流，使得在电极支臂的任何部位处存在冷却介质的最佳的流速，以便确保最佳的散热。同样，该安装防止冷却介质的可能的沉积，因为可使电极支臂中的通流速度保持相对恒定。
此外，电极支臂系统，其中，电极支臂可由带有在外面施加的铜的钢、铝或者由其它的、良好导电的材料构成，特征在于集成的无势位(potentialfrei)的电极夹持装置，其使能够将它无绝缘件地实现到电极支臂中。
夹持装置如此模块化地安装在电极支臂内，使得碟形弹簧的接触面在张紧的状态中贴靠，然而不固定地与升降缸相连接。该装置使能够无敏感的绝缘材料地安装。因为紧凑的模块化的实施，在修理的情况中可无大的耗费地拆卸和安装构件，而不必拆卸电极支臂。
此外，夹持装置的该实施方案允许利用传感器获取和监测电极挤压力的状态。因此获取经由碟形弹簧组所产生的保持力且在低于事先限定的最小保持力时报警，从而可以及时地执行碟形弹簧组的必要的更换。因此保证，不过早地或在保持力减弱时不过晚地拆卸正确工作的碟形弹簧，否则这会在夹持装置与石墨电极之间引起不希望的起弧。
通过根据专利文件EP 1 825 716 B1已知的喷淋冷却系统的保险装置包括在其中所说明的电极断裂监测部(Elektrodenbruchueberwachung)的集成，可防止在电极支臂处的损坏且避免生产中断。
通过应用高合金的、不可磁化的材料，螺栓连接保持不碰到电弧炉的磁场，从而消除因此而来的外部加热(Fremderwaermung)。螺栓连接因此不处于强度降低的运行状态下。同样地，绝缘部不被暴露于不受控制的热负荷。
附图说明
接下来应参考附图详细阐述本发明。其中：
图1显示电极支臂系统的示意性的图示，
图2显示通过支架-组件的剖面以及
图3显示电极支臂/导向柱的连接。
具体实施方式
在当前的情况中设置有三个电极支臂1，其主要由焊接的空心型材构成。
每个电极支臂关联有导向柱3，相应的电极支臂可松开地与其头部区域相连接。对于该连接的示例在图3中示出，其中，这里示出布置在导向柱头部与电极支臂之间的隔离板6。真正的、可松开的连接通过由防磁材料构成的螺栓7来建立。
在图2中详细地复述带有电极支架2的电极支臂1的前部区域(即电极支臂头部13)。
支架2在其周缘的大部分上包围电极(其在这里未示出)且将其压向接触夹片(Kontaktbacke)5。
如从图2的剖面中可见，包围电极的支架2经由臂11与布置在前面的电极支臂头部13的内部中的碟形弹簧组8处于有效连接中，其中，该碟形弹簧组8将支架(和由此电极)拉向接触夹片5上。
在支架2与其臂11之间的有效连接经由穿过碟形弹簧组的螺栓12实现。
在背面、即在背对支架2的端部处，螺栓12与升降缸9处于有效连接中，利用其逆着碟形弹簧组8的压力，螺栓12可在向支架的方向上移动，使得支架2打开少许且由此可相应于烧损实现电极的更换或者增补(Nachsetzen)。
电极支臂1及其前面的电极支臂头部13(支架2相应连接到其处)进行水冷，其中，明显的是，对冷却水的流动引导在电极支臂和电极支臂头部的内部中如此实现，使得流速在电极支臂的任何部位处最佳，即由此可达到最佳的散热。
这通过布置在电极支臂的内部中的安装(如导流板、通道、挤压体)而发生。在图2中这里仅隐含地示出通道10，其冷却面向前面的电极支臂头部的接触夹片5的区域。

Claims (7)

1. 一种用于冶金炉的电极支臂系统，所述电极支臂系统带有在其前部处带有构造为电极支承装置的电极支臂头部(13)的电极支臂(1)，其以带有至少部分地由高传导性的导电材料形成的壁部的方式设计为空心型材，冷却剂能够导引通过所述空心型材，其特征在于，
- 在构造为空心型材的所述电极支臂(1)和构造在所述电极支臂头部(13)处的所述电极支承装置内布置有导流板和/或挤压体，
- 通过所述导流板和/或挤压体能够这样在流速方面通引和影响冷却剂流，使得在所述电极支臂(1)和所述电极支臂头部(13)内的任何部位处存在冷却介质的最佳的流速，
- 其中，高热负荷的区域、如在所述电极支臂头部(13)处的接触面比所述电极支臂(1)的其它的不那么高热负荷的区域能够更强化地冷却。
2. 根据权利要求1所述的电极支臂系统，其特征在于，
所述电极支臂(1)由带有在外面施加的传导性的材料例如铜的钢、铝或者由其它的、良好导电的材料构成。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的电极支臂系统，其特征在于，
布置在所述电极支臂(1)的前端处的所述电极支臂头部(13)构造为集成的无势位的电极夹持装置。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的电极支臂系统，其特征在于，
所述电极夹持装置具有包围所述电极的支架(2)和至少一个接触夹片(5)、以及将所述电极压向所述接触夹片的碟形弹簧组(8)，并且设置有与所述碟形弹簧组(8)共同起作用的升降缸(9)，利用其-为了更换或者增补所述电极-能够消除所述碟形弹簧组(8)的压力。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的电极支臂系统，其特征在于，
所述碟形弹簧组(8)与所述升降缸(9)处于有效连接中，然而不固定地与所述升降缸(9)相连接。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的电极支臂系统，其特征在于，
利用传感器能够获取和监测电极挤压力的状态并且在低于经由所述碟形弹簧组(8)产生的、预设的最小保持力时信号指示需要更换碟形弹簧组。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的电极支臂系统，其特征在于，
所述电极支臂(1)可松开地固定在导向柱(3)处，其中，连接元件由高合金的、不可磁化的材料构成。
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