DE102009034407A1 - Elektrodentragarm mit lokal befestigtem Stromleiter - Google Patents

Elektrodentragarm mit lokal befestigtem Stromleiter Download PDF

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DE102009034407A1
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Gerhard Fuchs
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Abstract

Elektrodentragarm mit einer elektrisch leitenden Schicht (100) an wenigstens einer Außenseite des Elektrodentragarms (4), bei dem die elektrisch leitende Schicht ein Blech aus einem ersten Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit ≧ 30 · 10S/m und einer Wärmeleitfähigkeit ≧ 200 W/(m · k) ist, das über eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen (110, 120) an der Außenseite des Elektrodentragarms und in wärmeleitendem Kontakt mit demselben befestigt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen, insbesondere einen Lichtbogenofen.
  • Aus der EP 0 184 140 A2 ist ein Lichtbogenofen bekannt, bei dem der Elektrodenarm wenigstens auf einem Teil seiner Außenseite mit einer elektrisch gut leitenden Schicht, z. B. aus Kupfer oder Aluminium versehen ist. Diese Schicht ist aufplattiert und dient als Hochstromleiter für den Elektrodenstrom.
  • Solche Elektrodentragarme dienen sowohl zum Halten einer Elektrode als auch zum Leiten von Strom zu der Elektrode. Sie erfahren zum einen eine mechanische Belastung durch das Gewicht der Elektrode und des Elektrodentragarms selbst und zum anderen eine thermische Belastung. Daher werden Elektrodentragarme meist als Hohlprofil ausgeführt, in dem Kühlmittelkanäle vorgesehen sind, so dass der Elektrodentragarm gekühlt werden kann.
  • Aus der EP 1 901 585 A1 , der DE 42 36 158 C1 , der EP 0 061 612 A1 , der DE 1 565 382 und der DE 10 2006 027 648 A1 sind weitere Elektrodentragarme bekannt.
  • Die Herstellung solcher Elektrodentragarm ist aufwendig.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anpassung eines Elektrodentragarms für einen metallurgischen Ofen wie einen Lichtbogenofen zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Elektrodentragarm nach Anspruch 1 oder 3.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Es wird eine Stromleitungsanpassung aus einzelnen Bauelementen, wie Stahlblech und Kupferblech, ohne die Nachteile von Stromschienen etc. ermöglicht. Gleichzeitig wird die Fertigung flexibler und kostengünstiger. Durch die Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen wird ein guter Kontakt zwischen Außenseite und Blech, das z. B. aus Stahl bzw. Kupfer besteht und damit eine gute Wärmeleitung sichergestellt.
  • Das kostenintensive und aufwändige Plattieren kann ersetzt werden.
  • Die durch die Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen fest mit der Tragstruktur verbundene elektrisch leitende Schicht wird über die ersten Verbindungsbereiche von dem gekühltem Elektrodentragarm gekühlt.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Elektrodentragarms nach einer ersten Ausführungsform senkrecht zur Längsrichtung;
  • 2 eine Draufsicht auf den Teil eines Elektrodentragarms aus 1;
  • 3 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Elektrodentragarms nach einer zweiten Ausführungsform senkrecht zur Längsrichtung;
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines Elektrodentragarms nach der ersten Ausführungsform;
  • 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Lichtbogenofens; und
  • 6 eine Draufsicht auf die Elektrodentragarme des Ofens aus 5.
  • Die 5 und 6 zeigen einen Lichtbogenofen 1 mit drei etwa parallel zueinander angeordneten Elektrodentragarmen 2, 3, 4, von denen in der Schnittdarstellung nach 5 nur die Elektrodentragarme 3 und 4 dargestellt sind. Die Elektrodentragarme 2, 3, 4 sind durch Hubsäulen 5 in bekannter Weise anhebbar und absenkbar und mittels eines Portals 6, in dem die Hubsäulen 5 geführt sind, um eine Achse 7 zur Seite schwenkbar. Jeder der Elektrodenarme 2, 3, 4 weist eine Elektrodeneinspannvorrichtung 8 auf, die eine Kontaktbacke 9 enthält, die sich am Elektrodenarm abstützt, und durch die eine Elektrode 10 am Elektrodentragarm eingespannt ist und mit Strom versorgt wird. Die Elektroden 10 sind als sogenannte Kombielektroden mit einem metallischen Oberteil und einem aufschraubbaren, dem Abbrand unterliegenden Unterteil ausgebildet.
  • Die Elektrodentragarme 2, 3, 4 weisen ein kastenförmiges Profil 18 (siehe 4) auf und können neben Kühlkanälen für eine Kühlflüssigkeit, wie Wasser, eine Einrichtung zum Betätigen der Elektrodeneinspannvorrichtung aufweisen. Einzelheiten eines entsprechenden beispielhaften Aufbaus der Elektrodenarme 2, 3, 4 und der Einspanneinrichtung 8 können der EP 0 184 140 A2 entnommen werden.
  • Bei dem Beispiel aus 5, 6 sind die Elektrodentragarme 2 und 4 auf ihrer gesamten Länge, der mittlere Elektrodentragarm nur auf einem Teil seiner Länge an einer Mehrzahl der Außenseiten des Kastenprofils vom elektrodenseitigen Ende aus mit einer elektrisch gut leitenden Schicht 100 aus Kupfer oder Aluminium versehen, die in den 5 und 6 jeweils nur am Ende der betreffenden Schicht schraffiert dargestellt ist. Auf dem mittleren Elektrodentragarm 3 ist mittels Stützarmen 13 eine Hochstromrohr 14 befestigt, welches in dem mit der elektrisch gut leitenden Schicht 12 versehenem Bereich des Elektrodentragarms 3 mit diesem elektrisch verbunden ist. Am dem Ende der Elektrodentragarme 2 und 4 und des Hochstromrohres 14, das der jeweiligen Elektrode abgewandt ist, sind Anschlussklemmen 15 für Hochstromkabel 16 vorgesehen, die mit einem nicht dargestellten Transformator verbunden sind und den Strom für die Elektroden 10 zuführen. Die Elektrodentragarme 2 bis 4 sind jeweils gegenüber der zugehörigen Hubsäule 5 elektrisch isoliert. Die Isolation ist in 5 durch eine Isolierplatte 17 angedeutet.
  • Für die Erfindung kommt es auf die genaue Ausgestaltung der Einbauten des Elektrodentragarms und die Stromzufuhr zu dem Elektrodentragarm nicht an.
  • Der Elektrodentragarm 4 bei der in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsform weist an mehreren der Außenseiten eine elektrisch leitende Schicht 100 auf. Es wäre aber auch ausreichend, wenn die elektrisch leitende Schicht 100 nur auf einer Außenseite, oder 2 oder 3 der Außenseiten ausgebildet ist.
  • Nachfolgend wird beispielhaft ein Elektrodentragarm beschrieben, bei dem die elektrisch leitende Schicht 100 auf der oberen Außenseite 102 ausgebildet ist.
  • In den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen ist der Elektrodentragarm durch ein rechteckiges Kastenprofil 19, das sich in einer Längsrichtung z mit einer Länge a7 erstreckt, ausgebildet. Das rechteckige Kastenprofil 19 weist eine untere Wand 18a und eine obere Wand 18d und zwei Seitenwände 18b, 18c auf, die die untere und obere Wand 18a, 18d verbinden. Das Kastenprofil 19 weist eine Länge a7 in der Längsrichtung z, eine Breite c7 in einer Querrichtung y, die senkrecht zur Längsrichtung z ist, und eine Höhe h7 in einer Höhenrichtung x, die senkrecht zur Längsrichtung z und senkecht zur Querrichtung y ist, auf. Die Wände 18a, 18b, 18c, 18d weisen jeweils eine Dicke h1 auf, können aber auch unterschiedliche Dicken aufweisen.
  • Die obere Wand 18d weist eine Innenseite 101, die der unteren Wand 18a gegenüberliegend angeordnet ist, und eine Außenseite 102 auf.
  • Die Wände 18a bis 18d des Kastenprofilelements 18 sind aus Stahlblech ausgebildet und bilden die tragende Struktur der Elektrodentragarme.
  • Das Kastenprofil 19 kann vorzugsweise aus einem oder einer Mehrzahl von Kastenprofilelementen 18, 18', die in Längsrichtung z verbunden sind und den obigen Aufbau aufweisen, ausgebildet sein. Die Kastenprofilelemente 18, 18' können dabei mit unterschiedlichen Längen in Längsrichtung z ausgebildet sein.
  • Auf der oberen Außenseite des Elektrodentragarms 2, 3, 4, also der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des ersten Kastenprofilelements 18 ist eine erste elektrisch leitende Schicht 100 ausgebildet.
  • Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 4 wird die Anordnung aus tragender Struktur und Strom leitender Schicht näher beschrieben.
  • Die erste elektrisch leitende Schicht 100 erstreckt sich in der Querrichtung y mit vorzugsweise im Wesentlichen derselben Breite c7 wie der Elektrodentragarm. Die elektrisch leitende Schicht 100 weist eine Dicke h2 in der Höhenrichtung x auf.
  • Die elektrisch leitende Schicht 100 besteht bevorzugt aus einem Kupferblech 100. Das Kupferblech 100 liegt an der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des ersten Kastenprofilelements 18 an. Das Kupferblech 100 ist so auf dem ersten Kastenprofilelement 18 angeordnet, dass die rechten und linken Ränder in Querrichtung y vorzugsweise mit den Rändern der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des Kastenprofilelements 18 abschließen. Das Kupferblech 100weist eine Außenfläche 104 auf, die von der Außenseite 102 des Wandblechs 18d abgewandt ist.
  • An den beiden Enden in der Längsrichtung z weist das Kupferblech 100 je eine Stirnfläche 134 auf.
  • Das Kupferblech 100 weist eine Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen 110 auf, oder ist besser gesagt mittels der Verbindungsbereiche 110 mit dem oberen Wandblech 18d verbunden. Die ersten Verbindungsbereiche 110 weisen jeweils eine kreisrunde, durchgehende Öffnung 112 mit einem Durchmesser d1 auf.
  • Jede durchgehende Öffnung 112 eines ersten Verbindungsbereichs 110 weist am unteren Rand der Öffnungen eine Innenkante auf, die der Außenseite 102 des Kastenprofilelements 18 zugewandt ist. Das Kupferblech 100 ist an den Innenkanten der Öffnungen 112 jeweils durch eine stoffschlüssige Verbindung 111 mit der oberen Wand 18d des Kastenprofilelements 18 verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung ist bevorzugt eine Schweißnaht 111. Die Schweißnaht 111 verläuft jeweils entlang der inneren Umfangskante der Öffnung, die der Außenseite 102 des Kastenprofilelements 18 zugewandt ist. Die Öffnungen 112 sind in den übrigen Bereichen mit einem Material, das Wärme gut leitet, vorzugsweise Kupfer oder Aluminium, vollständig gefüllt.
  • Jeder der ersten Verbindungsbereiche 110 ist mit einem Mindestabstand z zu dem nächstliegenden benachbarten Verbindungsbereich 110 angeordnet. Die Verbindungsbereiche 110 auf dem Kupferblech 100 sind in einem Raster angeordnet. Das Raster besteht aus einem rechtwinkligen, vorzugsweise quadratischen Gitter, bei dem zusätzlich ein zentraler erster Verbindungsbereich 110 auf der Kreuzung der Diagonalen angeordnet ist.
  • Das rechtwinklige Gitter des Rasters weist in Längsrichtung z einen Abstand a1 der Gitterpunkte auf. D. h. zwei benachbarte erste Verbindungsbereiche 110 weisen einen Randabstand a2 in der Längsrichtung z auf.
  • Das rechtwinklige Gitter des Rasters weist in Querrichtung y einen Abstand c1 der Gitterpunkte auf. D. h. zwei benachbarte erste Verbindungsbereiche 110 weisen einen Randabstand c2 in der Querrichtung y auf.
  • In der Diagonalrichtung des rechtwinkligen Gitters sind die Mittelpunkte zweier benachbarter erster Verbindungsbereiche 110 mit einem Abstand z1 beabstandet. D. h. zwei benachbarte erste Verbindungsbereiche 110 weisen einen Randabstand z2 in der Diagonalrichtung auf.
  • Die Mittelpunkte der in der Querrichtung y am nächsten am Rand des Kupferblechs 100 liegenden Verbindungsbereiche 110 weisen einen Abstand c5 vom Rand auf. D. h. der Randabstand zwischen einem ersten Verbindungsbereich 110 und dem Rand des Kupferblechs 100 ist der Abstand c6 in der Querrichtung y.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts des Elektrodentragarms 2, 3, 4. Der Abschnitt wird von zwei miteinander verbundenen Kastenprofilelementen 18, 18' gebildet. Das erste Kastenprofilelement 18 weist eine Länge a8 in Längsrichtung z auf. Das zweite Kastenprofilelement 18' weist eine Länge a9 in Längsrichtung z auf.
  • Das erste Kastenprofilelement 18 und das zweite Kastenprofilelement 18' sind durch eine umlaufende Schweißnaht 133 miteinander verbunden.
  • Wie in 1 gut zu erkennen ist, ist das Kupferblech 100 so ausgebildet und angeordnet, dass die Stirnfläche 134 vor dem Verschweißen der benachbarten Kastenprofilelemente 18, 18' jeweils einen Abstand a5 in Längsrichtung z von einem ersten Ende der oberen Wand 18d in Längsrichtung z aufweist. Dieser Abstand erlaubt das problemlose Verschweißen der benachbarten Kastenprofilelemente 18, 18' mittels der Schweißnaht 133, da der entsprechende Teil der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des Kastenprofilelements 18 nicht von dem Kupferblech 100 bedeckt wird.
  • Die Mittelpunkte der ersten Verbindungsbereiche 110 sind mit einem Abstand a3 in Längsrichtung z zu der Stirnfläche 134 des Kupferblechs 100 angeordnet. D. h. der Randabstand von eifern ersten Verbindungsbereich 110 zu der Stirnfläche 134 des Kupferblechs 100 ist der Abstand a4 in Längsrichtung z.
  • Das erste Kupferblech 100 ist vorzugsweise entlang der inneren Kante der Stirnfläche 134 stoffschlüssig, vorzugsweise durch eine Schweißnaht in einem zweiten Verbindungsbereich 130 mit der Außenseite 102 des Kastenprofilelements 18 verbunden.
  • Die Anordnung und der Aufbau der ersten und zweiten Verbindungsbereiche 110, 130 auf dem zweiten Kastenprofilelement 18' erfolgt analog wie bei dem ersten Kastenprofilelement 18.
  • Das erste Kastenprofilelement 18 und das zweite Kastenprofilelement 18' sind durch die im Querschnitt im Wesentlichen V-förmige Schweißnaht 133, die sich entlang des Umfangs erstreckt, verbunden. Die größte Breite b2 der Schweißnaht 133 liegt zwischen der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des ersten Kastenprofilelements 18 und der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des zweiten Kastenprofilelements 18'.
  • Die Stirnflächen 134 der Kupferbleche 100 sind mit einem Abstand b1 in der Längsrichtung z voneinander beabstandet, die sich aus dem doppeltem Abstand a5 ergibt und größer als die Breite b2 in Längsrichtung z ist.
  • Der Zwischenraum 132 zwischen den zweiten Verbindungsbereichen 130 wird mit einem Material gefüllt, das sowohl Wärme als Strom vergleichbar oder ähnlich gut wie das Material der elektrisch leitenden Schicht leitet, z. B. Kupfer oder Aluminium.
  • Zum Herstellen eines solchen Elektrodentragarms werden bevorzugt zuerst Kastenprofilelemente 18, 18' mit elektrisch leitender Schicht 100 hergestellt und dann verschweißt. Alternativ können auch zuerst Kastenprofilelemente 18, 18' ohne elektrisch leitende Schicht 100 hergestellt und verschweißt werden. Dann kann die elektrisch leitende Schicht 100 unabhängig und mit anderen Längen in z-Richtung und unabhängig von der Position der Schweißnähte 133 über die ersten Verbindungsbereiche befestigt werden.
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Elektrodentragarms. Gleiche Bauteile und Größen wie bei der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen benannt und nicht noch einmal beschrieben.
  • Das erste Kupferblech 100 ist im Gegensatz zur ersten Ausführungsform nicht aufgeschweißt, sondern durch eine Mehrzahl von Verbindungselementen 120 mit der Außenseite 102 verbunden. Als Verbindungselemente sind vorzugsweise Nagel 121 eingesetzt, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2004 040 701 B3 bekannt sind. Die Nagel 121 weisen eine Gesamthöhe h5 in die Höhenrichtung y auf. Der Nagelkopf hat eine Höhe h3 in der Höhenrichtung y und der Nagelschaft eine Höhe h4 in der Höhenrichtung y. Der Nagelschaft 122 weist einen Durchmesser d10 auf, der Nagelkopf weist einen Durchmesser d11 auf. Die Nagel sind dauerhaltbar in die obere Wand 18d des Kastenprofilelements 18 eingepresst und verbinden das Kupferblech 100 fest mit der Außenseite 102.
  • Die Nagel 121 sind in einem Gitter angeordnet, das dem Gitter der ersten Ausführungsform entspricht.
  • Zur Herstellung eines Elektrodentragarms nach der zweiten Ausführung, werden die Kupferbleche 100, im Unterschied zur ersten Ausführungsform, durch Einschießen von Nägeln mit dem Kastenprofil 18, 18' verbunden. Die Nagel durchdringen das Kupferblech 100 und dringen in das Kastenprofilelement 18, 18' ein.
  • In der zweiten Ausführungsform müssen keine Öffnungen 112 in den Kupferblechen 100 vorgesehen werden, so dass dieser Bearbeitungsschritt entfallen kann. Zusätzlich können die Nägel 121 einfach und mit schneller Geschwindigkeit eingeschossen werden.
  • Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit werden vorzugsweise Nagel 121 mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet.
  • Als Verbindungselemente könnten beispielsweise auch Schrauben oder Stifte verwendet werden. Des Weiteren können unterschiedliche Nagel 121, insbesondere unterschiedlich lange und unterschiedlich dicke Nagel 121 in unterschiedlichen Bereichen des Elektrodentragarms 4 verwendet werden.
  • Die Anordnung der einzelnen ersten Verbindungsbereiche 110, 120 zueinander kann auch in anderen Rasterformen erfolgen. Beispielsweise können die einzelnen Verbindungsbereiche 110, 120 in rautenförmigen Rastern zueinander angeordnet sein. Die ersten Verbindungsbereiche 110, 120 können auch ohne Rasterung in einem zufälligen Muster zueinander angeordnet sein.
  • Die Längsränder des Kupferblechs 100 können mit dem Kastenprofilelement 18, 18' und/oder einem benachbarten Kupferblech 100 verschweißt sein. Die Kanten an den Rändern des Elektrodentragarms und/oder die des Kupferblechs 100 sollten zur Vermeidung von Spannungsspitzen abgerundet sein.
  • Die Stirnfläche 134 der Kupferbleche 100 kann auch abgeschrägt ausgebildet sein.
  • Der Elektrodentragarm kann auch als T-Träger oder als ein in beliebiger anderer Art ausgeführter Träger ausgebildet sein.
  • Als Verbindungselemente werden vorzugsweise Nägel verwendet. Die Nägel werden vorzugsweise mit speziellen Einschlag- bzw. Eintreibmaschinen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2007 000 25 A1 bekannt sind, in die elektrisch leitenden Schicht 100 und die Wand 18d eingetrieben oder eingeschossen.
  • Die Dicke h1 der Wand des Kastenprofilelements 18, 18' des Elektrodentragarms in der Höhenrichtung x oder der Querrichtung y ist < 30 mm, bevorzugt zwischen 5 und 20 mm, noch bevorzugter zwischen 10 und 16 mm, wie z. B. 11 mm, 13 mm oder 15 mm.
  • Die Dicke h2 der elektrisch leitenden Schicht 100 in der Höhenrichtung x liegt zwischen 1 und 15 mm, bevorzugt zwischen 3 und 6 mm, noch bevorzugter zwischen 4 und 5 mm, wie z. B. 4 mm, 4,5 mm oder 5 mm.
  • Die Höhe h3 des Nagelkopfes 123 in der Höhenrichtung x ist < 6 mm, bevorzugt zwischen 1 und 5 mm, noch bevorzugter zwischen 2 und 3 mm, wie z. B. 2 mm, 2,5 mm oder 3 mm.
  • Die Höhe h4 des Nagelschaftes in der Höhenrichtung x ist 10 bis 35 mm, bevorzugt 10 bis 20 mm, wie z. B. 12 mm, 15 mm oder 17 mm.
  • Die Gesamthöhe h5 des Nagels in der Höhenrichtung x beträgt 11 mm bis 41 mm, bevorzugt 15 mm bis 35 mm, wie z. B. 15 mm, 19 mm oder 21 mm oder 23 mm.
  • Die Höhe h7 des Elektrodentragarms in der Höhenrichtung x liegt zwischen 600 und 1500 mm, bevorzugt zwischen 800 und 1000 mm, wie z. B. 800 mm, 900 mm oder 1000 mm.
  • Die Breite b1 in der Längsrichtung z zwischen zwei Stirnflächen 134 der elektrisch leitenden Schicht 100 ist bevorzugt zwischen 10 mm und 70 mm, noch bevorzugter zwischen 20 mm und 40 mm, wie z. B. 30 mm.
  • Die Abstände a1, c1 zweier erster Verbindungsbereiche 110 in der Längsrichtung z liegen zwischen 60 und 220 mm, bevorzugt zwischen 70 und 150 mm, noch bevorzugter zwischen 80 und 120 mm, wie z. B. 90 mm, 100 mm oder 110 mm.
  • Der Abstand a3 eines ersten Verbindungsbereichs 110 zu dem Rand des zweiten Verbindungsbereich 130 liegt zwischen 60 und 220 mm, bevorzugt zwischen 70 und 150 mm, noch bevorzugter zwischen 80 und 120 mm, wie z. B. 90 mm, 100 mm oder 110 mm.
  • Die Längen a8 und a9 eines Kastenprofilelements 18, 18' liegen zwischen 500 mm und 4000 mm.
  • Der Durchmesser d1 einer kreisrunden Öffnung in der elektrisch leitenden Schicht 100 liegt zwischen 10 mm und 40 mm, bevorzugt zwischen 15 mm und 30 mm, noch bevorzugter zwischen 15 und 25 mm, wie z. B. 20 mm.
  • Die Kantenlängen einer rechteckigen Öffnung in der elektrisch leitenden Schicht 100 liegt zwischen 10 mm und 25 mm für die kurze Seite und zwischen 30 mm und 80 mm für die lange Seite, wie z. B. 18 mm × 50 mm.
  • Der Fläche eines ersten Verbindungsbereichs liegt zwischen 78 mm2 und 2000 mm2, bevorzugt zwischen 200 mm2 und 400 mm2, wie z. B. 314 mm2.
  • Ein Verhältnis der Fläche der ersten Verbindungsbereiche 110, 120 zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht 100 ist größer als 1% und kleiner als 20%, bevorzugt größer als 3% und kleiner als 15%, noch bevorzugter größer als 5% und kleiner als 10%, wie z. B. 6%, 7%, 8% oder 9%.
  • Ein Verhältnis einer Fläche der ersten Verbindungsbereiche 110, 120 zusammen mit den zweiten Verbindungsbereichen 130 zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht 100 ist größer als 2% und kleiner als 40%, bevorzugt größer als 3% und kleiner als 30%, noch bevorzugter größer als 4% und kleiner als 15%, wie z. B. 6%, 9%, 10% oder 13%.
  • Die Wärmeleitfähigkeit der elektrisch leitenden Schicht 100 und des Verfüllmaterials für die ersten und zweiten Verbindungsbereiche 110, 130 ist ≥ 200 W/(m·K), bevorzugt ≥ 300 W/(m·K), noch bevorzugter ≥ 350 W/(m·K), wie z. B. 350 W/(m·K) und 380 W/(m·K).
  • Die elektrische Leitfähigkeit der elektrisch leitenden Schicht 100 und des Verfüllmaterials für die ersten und zweiten Verbindungsbereiche 110, 130 ist ≥ 30·106 S/m, bevorzugt ≥ 35·106 S/m und noch bevorzugter ≥ 50·106 S/m, wie z. B. 56·106 S/m oder 58·106 S/m.
  • Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Merkmale die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, dazu gedacht sind, getrennt und unabhängig voneinander zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung, unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen, offenbart zu werden. Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Gesamtheiten jeden möglichen Zwischenwert und jede Zwischengesamtheit zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lichtbogenofen
    2
    Elektrodentragarm
    3
    Elektrodentragarm
    4
    Elektrodentragarm
    5
    Hubsäulen
    6
    Portal
    7
    Achse
    8
    Elektrodeneinspannvorrichtung
    9
    Kontaktbacke
    10
    Elektrode
    18
    erstes Kastenprofilelement
    18'
    zweites Kastenprofilelement
    18a
    untere Wand eines Kastenprofilelements
    18b
    Seitenwand eines Kastenprofilelements
    18c
    Seitenwand eines Kastenprofilelements
    18d
    obere Wand eines Kastenprofilelements
    19
    Kastenprofil
    100
    erstes Kupferblech
    101
    Innenseite des ersten Kastenprofilelements
    102
    Außenseite des ersten Kastenprofilelements
    104
    Außenfläche des ersten Kupferblechs
    110
    erster Verbindungsbereich
    111
    Schweißnaht
    112
    mit Wärme leitendem Material verfüllte Öffnung
    120
    erster Verbindungsbereich
    121
    Nagel
    122
    Nagelschaft
    123
    Nagelkopf
    130
    zweiter Verbindungsbereich
    131
    Schweißnaht
    132
    elektrisch und Wärme leitende Füllung
    133
    Schweißnaht
    134
    Stirnfläche des Kupferblechs
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0184140 A2 [0002, 0020]
    • - EP 1901585 A1 [0004]
    • - DE 4236158 C1 [0004]
    • - EP 0061612 A1 [0004]
    • - DE 1565382 [0004]
    • - DE 102006027648 A1 [0004]
    • - DE 102004040701 B3 [0052]
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Claims (14)

  1. Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen, mit einer elektrisch leitenden Schicht (100) an wenigstens einer Außenseite des Elektrodentragarms (4), bei dem die elektrisch leitende Schicht (100) ein Blech aus einem ersten Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit ≥ 30·106 S/m und einer Wärmeleitfähigkeit ≥ 200 W/(m·K) ist, das über eine Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (110, 120) an der Außenseite des Elektrodentragarms (4) und in wärmeleitendem Kontakt mit demselben befestigt ist.
  2. Elektrodentragarm, nach Anspruch 1, bei dem das Verhältnis einer Fläche der ersten Verbindungsbereiche zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht größer als 1% und kleiner als 20% ist.
  3. Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen, mit einer elektrisch leitenden Schicht (100) an wenigstens einer Außenseite des Elektrodentragarms (4), bei dem die elektrisch leitende Schicht (100) über eine Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (110, 120) an der Außenseite des Elektrodentragarms (4) und in wärmeleitendem Kontakt mit demselben befestigt ist und das Verhältnis einer Fläche der Verbindungsbereiche zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht größer als 1% und kleiner als 20% ist.
  4. Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen nach Anspruch 3, bei dem die elektrisch leitende Schicht (100) ein Blech aus einem ersten Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit ≥ 30·106 S/m und einer Wärmeleitfähigkeit ≥ 200 W/(m·K) ist.
  5. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der sich in eine Längsrichtung z erstreckt und eine Höhe (h7) in einer Höhenrichtung (x), die senkrecht zur Längsrichtung (z) ist und eine Breite (c7) in einer Querrichtung (y), die senkrecht zur Höhenrichtung (x) und zur Längsrichtung (z) ist, aufweist, bei dem die Außenseite von einer Außenseite eines Metallblechs gebildet wird, das eine erste Dicke (h1) senkrecht zur Längsrichtung (z) aufweist, die ≤ 30 mm ist.
  6. Elektrodentragarm nach einem der Anspruch 1 bis 5, bei dem der Elektrodentragarm (4) und die elektrisch leitende Schicht (100) in einem oder mehreren aus der Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (110, 120) durch die leitende Schicht durchdringende Verbindungselemente (121) verbunden sind.
  7. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die elektrisch leitenden Schicht (100) in einem oder mehreren aus der Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (110, 120) eine durchgehende Öffnung aufweist, an deren Rand der Elektrodentragarm (4) und die elektrisch leitende Schicht (100) stoffschlüssig verbunden sind.
  8. Elektrodentragarm nach Anspruch 7, bei dem der Elektrodentragarm (4) und die elektrisch leitenden Schicht (100) an dem Rand der durchgehenden Öffnung verschweißt sind.
  9. Elektrodentragarm nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Öffnung in der elektrisch leitenden Schicht (100) mit Material (112) mit einer Wärmeleitfähigkeit ≥ 200 W/(m·K) gefüllt ist.
  10. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die ersten Verbindungsbereiche (110, 120) einen Abstand (c1, a2, z) von dem jeweiligen nächstliegenden ersten Verbindungsbereich von 40 mm bis 200 mm aufweisen.
  11. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die elektrisch leitende Schicht aus einer Mehrzahl von Blechen (100) besteht, die miteinander verbunden sind.
  12. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Elektrodentragarm (4) modular aufgebaut ist.
  13. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem zwischen der elektrisch leitenden Schicht (100) und der Außenseite des Elektrodentragarms (4) in den Bereichen zwischen den ersten Verbindungsbereichen (110, 120) ein Wärme leitendes Mittel vorgesehen ist.
  14. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die elektrisch leitenden Schicht (100) eine zweite Dicke (h2) von 1 bis 15 mm aufweist.
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