DE102012216847A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Wechseln mindestens einer Elektrode eines schmelzmetallurgischen Gefäßes - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Wechseln mindestens einer Elektrode eines schmelzmetallurgischen Gefäßes Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wechseln mindestens einer Elektrode eines schmelzmetallurgischen Gefäßes, das eine Aufnahmeeinrichtung für Schmelze und zur Abdeckung der Aufnahmeeinrichtung einen Gefäßdeckel mit einer Öffnung pro Elektrode aufweist, wobei die mindestens eine Elektrode mittels mindestens einer Elektrodenhalterung positionierbar ist und die mindestens eine Elektrode und die mindestens eine Elektrodenhalterung, optional weiterhin der Gefäßdeckel, mittels einer Hub-Schwenkvorrichtung anhebbar und um eine senkrechte Drehachse seitlich verschwenkbar sind. Neben der Aufnahmeeinrichtung sind mindestens zwei Elektrodenwechselstationen vorhanden sind, die entweder nebeneinander in einem Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung auf einer Kreisbahn um die Drehachse angeordnet sind oder im Wechsel in den Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung auf die Kreisbahn um die Drehachse bringbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wechseln mindestens einer Elektrode eines schmelzmetallurgischen Gefäßes, das eine Aufnahmeeinrichtung für Schmelze und zur Abdeckung der Aufnahmeeinrichtung einen Gefäßdeckel mit einer Öffnung pro Elektrode aufweist, wobei die mindestens eine Elektrode mittels mindestens einer Elektrodenhalterung positionierbar ist und der Gefäßdeckel, die mindestens eine Elektrode und die mindestens eine Elektrodenhalterung weiterhin mittels einer Hub-Schwenkvorrichtung anhebbar und um eine senkrechte Drehachse seitlich verschwenkbar sind.
  • Der schnelle Austausch verbrauchter Elektroden ist für einen energieeffizienten und zeitsparenden Einschmelzprozess in einem schmelzmetallurgischen Gefäß, insbesondere einem Elektrolichtbogenofen, essentiell und rückt mit den aktuell immer stärker steigenden Leistungsanforderungen an Schmelzanlagen und weiterhin der ständigen Energieverteuerung immer mehr in den Fokus. Über die Elektroden wird elektrische Energie in das Schmelzgut, meist in Form von Metallschrott, eingebracht, wobei sich das Elektrodenmaterial, welches meist aus Graphit besteht, verbraucht.
  • Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument US 4,345,333 bekannt, wobei die schmelzmetallurgische Anlage hier eine Elektrolichtbogenofen-Anlage mit einem anhebbaren und schwenkbaren Ofendeckel und ein bis zwei Schmelzengefäßen umfasst. Neben einem Schmelzengefäß, alternativ zwischen den zwei Schmelzengefäßen, befindet sich eine um ihre senkrechte Mittenachse rotierbare Kassette, die zylindrische Öffnungen zur Aufnahme gebrauchter Elektroden und versetzt dazu weitere zylindrische Öffnungen zum Vorhalten neuer Elektroden aufweist. Die Kassette befindet sich dabei mitsamt ihres mittigen Drehmechanismus und mehreren unterhalb der Kassette angeordneten und in die zylindrischen Öffnungen eingreifenden Hubzylindern zum Absenken der gebrauchten Elektrodenstücke und zum Anheben der neuen Elektroden vollständig im Schwenkbereich des Ofendeckels.
  • Im direkten Einflussbereich eines schmelzmetallurgischen Gefäßes wirken enorme korrosive Einflüsse auf bewegliche Mechaniken wie Hubzylinder und Drehgelenke, so dass eine regelmäßige Wartung bzw. ein Austausch von Bauteilen unumgänglich ist. Es hat sich gezeigt, dass die Wartung derartiger aus dem Stand der Technik bekannter Vorrichtungen zum Austausch von Elektroden umso häufiger erfolgen muss, wenn bewegliche Mechanik unmittelbar im Schwenkbereich des Ofendeckels bzw. Gefäßdeckels angeordnet ist. Vom Gefäßdeckel können Partikel wie abplatzende erstarrte Metalltröpfchen, Staubpartikel usw. nach unten fallen, in die bewegliche Mechanik gelangen und die Mechanik beschädigen oder blockieren.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine möglichst wartungsarme Vorrichtung und ein zum Betreiben einer solchen Vorrichtung geeignetes Verfahren zum Wechseln mindestens einer Elektrode eines schmelzmetallurgischen Gefäßes bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird für die Vorrichtung zum Wechseln mindestens einer Elektrode eines schmelzmetallurgischen Gefäßes, das eine Aufnahmeeinrichtung für Schmelze und zur Abdeckung der Aufnahmeeinrichtung einen Gefäßdeckel mit einer Öffnung pro Elektrode aufweist, wobei die mindestens eine Elektrode mittels mindestens einer Elektrodenhalterung positionierbar ist und der Gefäßdeckel, die mindestens eine Elektrode und die mindestens eine Elektrodenhalterung mittels einer Hub-Schwenkvorrichtung anhebbar und um eine senkrechte Drehachse seitlich verschwenkbar sind, dadurch gelöst, dass neben der Aufnahmeeinrichtung mindestens zwei Elektrodenwechselstationen vorhanden sind, die entweder nebeneinander in einem Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung auf einer Kreisbahn um die Drehachse angeordnet sind oder im Wechsel in einen Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung auf die Kreisbahn um die Drehachse bringbar sind.
  • Bei einer derartigen Vorrichtung sind keine beweglichen Mechaniken im Schwenkbereich des Gefäßdeckels vorhanden, die einer intensiven Wartung bedürfen.
  • Sind die mindestens zwei Elektrodenwechselstationen nebeneinander in einem Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung auf einer Kreisbahn um die Drehachse angeordnet, so bewegt sich hier nur die Elektrode(n) und die Elektrodenhalterung über diese hinweg, optional auch der Gefäßdeckel. Die Elektrodenwechselstationen sind dabei feststehende Einheiten, die aus einfachen mechanischen Halterungen gebildet sein können. Eine Wartung ist nur äußerst selten bis gar nicht erforderlich und kann beispielsweise gleichzeitig mit einer erforderlichen Wartung des Gefäßdeckels durchgeführt werden.
  • Sind die Elektrodenwechselstationen im Wechsel in den Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung auf die Kreisbahn um die Drehachse bringbar, so befindet sich der Mechanismus für dieses Einbringen einer Elektrodenwechselstation in den Schwenkbereich selbst außerhalb des Schwenkbereichs und ist damit einer verstärkten Belastung durch Partikel entzogen. Eine solche Anordnung ist ebenfalls besonders wartungsarm und zudem für das Wartungspersonal leicht zugänglich.
  • Der Gefäßdeckel selbst wird beim Elektrodenwechsel vorzugsweise nicht mit der mindestens einen Elektrode und der/den Elektrodenhalterung(en) mitbewegt. Optional kann der Gefäßdeckel aber auch mitbewegt werden, da jegliche bewegliche Mechanik der Vorrichtung zum Wechseln mindestens einer Elektrode sich außerhalb des Schwenkbereichs befindet.
  • Ein schmelzmetallurgisches Gefäß mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hat sich bewährt, wobei die Vorrichtung eine bewegliche Mechanik umfasst, die außerhalb des Schwenkbereichs der Hub-Schwenkvorrichtung angeordnet ist und mittels der die mindestens zwei Elektrodenwechselstationen im Wechsel in den Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung auf die Kreisbahn um die Drehachse bringbar sind.
  • Bei dem schmelzmetallurgischen Gefäß handelt es sich vorzugsweise um einen Elektrolichtbogenofen. Während der Elektrodenverbrauch in einem konventionellen Elektrolichtbogenofen aufgrund der unregelmäßigen Schrottverteilung und -beschaffenheit, der erforderlichen Bohrphase, bei der sich die Elektroden in den Schrott bohren, sowie der jeweils auftretenden Lichtbogenlänge usw. für jede vorhandene Elektrode unterschiedlich groß ist, verbrauchen sich die Elektroden in einem schmelzmetallurgischen Gefäß mit Flachbadbetrieb, bei welchem die Lichtbögen gleichmäßig auf der Badoberfläche brennen, sehr gleichmäßig. So ist im Flachbadbetrieb in der Regel mit einem gleichzeitigen Austausch aller vorhandenen Elektroden zu rechnen.
  • Bei dem schmelzmetallurgischen Gefäß kann es sich weiterhin auch um Pfannenöfen bzw. gleichartige, mit Elektroden bzw. selbstverzehrenden/sich verbrauchenden Energieüberträgern betriebene schmelzmetallurgische Gefäße handeln.
  • Dabei hat es sich bewährt, wenn die mindestens zwei Elektrodenwechselstationen der Vorrichtung identisch ausgebildet sind. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausbildung oder zumindest Auskleidung beider Elektrodenwechselstationen aus/mit Feuerfestmaterial, damit in jeder Elektrodenwechselstation heiße Reststücke von Elektroden gefahrlos abgestellt werden können. Eine Auskleidung einer Elektrodenwechselstation mit insbesondere feuerfestem elastischem Fasermaterial hat sich bewährt, um die mechanische Belastung der Reststücke der Elektrode(n) beim Abstellen zu mindern und deren Aufschlag in der Elektrodenwechselstation zu dämpfen.
  • Alternativ kann eine Auskleidung auch in Form einer feuerfesten metallischen Klemmeinrichtung ausgebildet sein, die die abgestellten Reststücke arretieren.
  • Es hat sich als vorteilhaft für die Vorrichtung erwiesen, wenn eine erste Elektrodenwechselstation der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen eine Abstellstation für ein Reststück der mindestens einen Elektrode bildet und wenn eine zweite Elektrodenwechselstation der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen eine Bestückungsstation zum Bereithalten mindestens einer Ersatzelektrode, die mittels der mindestens einen Elektrodenhalterung aufnehmbar ist, bildet. Auf diese Weise können die heißen Reststücke vorerst in der Abstellstation verbleiben und soweit abkühlen, dass ihre Weiterverarbeitung problemlos möglich ist. Ein Zeitverlust bei der Bestückung der Elektrodenhalterung mit den Ersatzelektroden entsteht dadurch nicht, da die Ersatzelektrode(n) durch eine weitere Elektrodenwechselstation bereitgestellt werden.
  • Bevorzugt sind die erste und die zweite Elektrodenwechselstation der Vorrichtung eingerichtet, abwechselnd die Abstellstation und die Bestückungsstation zu bilden. In einer als Abstellstation genutzten Elektrodenwechselstation verbliebene Reststücke von Elektroden können unmittelbar mechanisch an Ersatzelektroden angebunden werden und beim nächsten erforderlichen Elektrodenwechsel erneut zum Einsatz kommen, wobei die Abstellstation nun die nächste Ersatzelektrode vorhält und damit nun als eine Bestückungsstation fungiert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind mindestens zwei, insbesondere drei, Elektroden vorhanden und auf der Kreisbahn zwischen der Aufnahmeeinrichtung und den mindestens zwei Elektrodenwechselstationen ist eine Nachsetzstation angeordnet, die eine feuerfeste horizontale Ebene zum Längenmaßabgleich der mindestens zwei Elektroden auf ein einheitliches Längenmaß zwischen der Ebene und der mindestens einen Elektrodenhalterung aufweist. Eine solche Nachsetzstation ist insbesondere für einen konventionell betriebenen Elektrolichtbogenofen, bei dem ein unterschiedlich starker Abbrand an den vorhandenen Elektroden auftritt, von Vorteil. Aber auch im Flachbadbetrieb kann es, wenn auch selten, erforderlich sein, die Enden der Elektroden auf gleiche Höhe einzustellen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind die mindestens zwei Elektrodenwechselstationen mit einer senkrechten Wechseleinheiten-Drehachse verbunden, welche eingerichtet ist, die Elektrodenwechselstationen horizontal in den Schwenkbereich der Hub-Schwenkvorrichtung und auf die Kreisbahn zu schwenken. Dabei befindet sich die Wechseleinheiten-Drehachse selbst außerhalb des Schwenkbereichs und damit geschützt vor Partikeln.
  • Es hat sich bewährt, wenn den mindestens zwei Elektrodenwechselstationen der Vorrichtung mindestens eine Montageeinheit zur mechanischen Verbindung des Reststücks der mindestens einen Elektrode mit mindestens einem Elektrodenverlängerungsstück zugeordnet ist. Diese Montageeinheit kann einen Roboter umfassen, der die mechanische Verbindung zwischen dem jeweiligen Reststück und einem Elektrodenverlängerungsstück automatisch ausbildet, wobei noch heiße Reststücke wiederverwendet werden können. Alternativ umfasst die Montageeinheit eine Entnahmevorrichtung zur Entnahme des jeweiligen Reststücks aus der Abstellstation, um dieses manuell mit einem Elektrodenverlängerungsstück mechanisch zu verbinden.
  • Die Aufgabe wird für das Verfahren zum Wechseln mindestens einer Elektrode eines schmelzmetallurgischen Gefäßes mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und mit folgenden Schritten gelöst:
    • – Anheben und Schwenken des Reststücks der mindestens einen Elektrode und der mindestens einen Elektrodenhalterung, optional weiterhin des Gefäßdeckels, um die Drehachse in Richtung der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen;
    • – Positionieren des Reststücks der mindestens einen Elektrode und einer ersten Elektrodenwechselstation der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen zueinander und Abstellen des Reststücks aus der mindestens einen Elektrodenhalterung in die erste Elektrodenwechselstation, die als Abstellstation fungiert;
    • – Positionieren der mindestens einen Elektrodenhalterung und einer zweiten Elektrodenwechselstation der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen zueinander und Bestücken der mindestens einen Elektrodenhalterung mit mindestens einer Ersatzelektrode, wobei die zweite Elektrodenwechselstation als Bestückungsstation fungiert;
    • – Schwenken und Absenken der mindestens einen Ersatzelektrode und der mindestens einen Elektrodenhalterung, optional weiterhin des Gefäßdeckels, um die Drehachse in Richtung der Aufnahmeeinrichtung;
    • – Entnahme des Reststücks aus der Abstellstation und/oder Herstellen einer mechanischen Verbindung zwischen dem Reststück der mindestens einen Elektrode und mindestens einem Elektrodenverlängerungsstück unter Ausbilden einer weiteren Ersatzelektrode; und
    • – Wiederholen des Verfahrens nach einer Zeitspanne Z.
  • Bei der Wiederholung des Verfahrens kann die erste Elektrodenwechselstation wieder als Abstellstation und die zweite Elektrodenwechselstation wieder als Bestückungsstation fungieren. Alternativ kann aber auch die zweite Elektrodenwechselstation als Abstellstation und die erste Elektrodenwechselstation als Bestückungsstation fungieren. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Reststücke bereits im Bereich der Elektrodenwechselstation mit Elektrodenverlängerungsstücken verbunden werden. Bei jeder Wiederholung des Verfahrens fungieren die erste und zweite Elektrodenwechselstation dann abwechselnd als Abstellstation.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht einen schnellen, effizienten und ressourcensparenden Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die aufgrund ihres geringen Wartungsbedarfs Unterbrechungen im Schmelzbetrieb minimiert. Reststücke der Elektrode(n) werden wiederverwendet und letztendlich restlos aufgebracht.
  • Beim Abstellen von Reststücken und Aufnehmen der Ersatzelektrode(n) ist es bevorzugt, wenn die Elektrodenhalterung nach Bedarf mittels der Hub-Schwenkvorrichtung abgesenkt bzw. angehoben werden.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die erste Elektrodenwechselstation um die Wechseleinheiten-Drehachse von einer Position innerhalb des Schwenkbereichs der Hub-Schwenkvorrichtung in eine Position außerhalb des Schwenkbereichs der Hub-Schwenkvorrichtung geschwenkt wird und dass gleichzeitig die zweite Elektrodenwechselstation um die Wechseleinheiten-Drehachse von einer Position außerhalb des Schwenkbereichs der Hub-Schwenkvorrichtung in eine Position innerhalb des Schwenkbereichs der Hub-Schwenkvorrichtung geschwenkt wird. Wie bereits oben zur erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, können auf diese Weise die heißen Reststücke vorerst in der Abstellstation verbleiben und soweit abkühlen, dass ihre Weiterverarbeitung problemlos möglich ist. Ein Zeitverlust bei der Bestückung der Elektrodenhalterung mit den Ersatzelektroden entsteht dadurch nicht, da die Ersatzelektrode(n) durch eine weitere Elektrodenwechselstation bereitgestellt werden. Die Anordnung der Wechseleinheiten-Drehachse außerhalb des Schwenkbereichs der Hub-Schwenkvorrichtung bzw. des Gefäßdeckels wirkt sich günstig, d.h. verlängernd, auf die Wartungszyklen der Elektrodenwechselstationen aus.
  • Bei einem ungleichmäßigen Verbrauch mehrerer vorhandener Elektroden erfolgt bevorzugt ein Anheben und Schwenken der ungleichmäßig langen Reststücke der Elektroden und der mindestens einen Elektrodenhalterung um die Drehachse in Richtung der zwischen der Aufnahmeeinrichtung und den mindestens zwei Elektrodenwechselstationen angeordneten Nachsetzstation, wobei die mindestens eine Elektrodenhalterung gegenüber den gehalterten Elektroden verschoben wird derart, dass die Reststücke mit ihren der mindestens einen Elektrodenhalterung abgewandten Enden auf der horizontale Ebene der Nachsetzstation nivelliert werden und wobei nachfolgend ein Schwenken und Absenken der nivellierten Elektroden und der mindestens einen Elektrodenhalterung um die Drehachse in Richtung der Aufnahmeeinrichtung erfolgt. Die Ebene dient demnach dazu, die freien Enden der Elektroden, die im Betrieb durch den Gefäßdeckel in die Aufnahmeeinrichtung ragen, auf eine gleiche Höhe einzustellen bzw. zu nivellieren, um einen gleichmäßigen Schmelzbetrieb aufrechtzuerhalten.
  • Die 1 bis 5 sollen erfindungsgemäße Vorrichtungen an schmelzmetallurgischen Gefäßen und Verfahren zu deren Betrieb beispielhaft erläutern. So zeigen:
  • 1 bis 3 schematisch einen Elektrolichtbogenofen mit einer ersten Vorrichtung von oben;
  • 4 einen Teilschnitt durch den Elektrolichtbogen ofen; und
  • 5 schematisch einen Elektrolichtbogenofen mit einer zweiten Vorrichtung von oben.
  • Die 1 bis 3 zeigen schematisch ein schmelzmetallurgisches Gefäß 1 in Form eines Elektrolichtbogenofen mit einer ersten Vorrichtung von oben zum Wechseln der Elektroden 4. Das schmelzmetallurgische Gefäß 1 umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 2 für Schmelze (siehe auch 4, welche einen Teilschnitt IV-IV durch den Elektrolichtbogenofen zeigt) und zur Abdeckung der Aufnahmeeinrichtung 2 einen Gefäßdeckel 3 mit je einer Öffnung 3a pro Elektrode 4. In der Aufnahmeeinrichtung 2 befindet sich einzuschmelzender Metallschrott 10. Die Elektroden 4 sind mittels je einer Elektrodenhalterung 5 positionierbar. Mittels einer Hub-Schwenkvorrichtung 6 sind die Elektroden 4 und die Elektrodenhalterung 5, optional weiterhin der Gefäßdeckel 3, anhebbar und um eine senkrechte Drehachse 6a seitlich verschwenkbar.
  • Neben der Aufnahmeeinrichtung 2 sind zwei Elektrodenwechselstationen 7, vorhanden, die nebeneinander in einem Schwenkbereich S (vergleiche 3) der Hub-Schwenkvorrichtung 6 auf einer Kreisbahn um die Drehachse 6a angeordnet sind. Die Elektrodenwechselstationen 7, weisen jeweils drei Öffnungen 7a auf, die Ersatzelektroden oder Reststücke von Elektroden 4 aufnehmen können.
  • Werden die Elektroden 4 im Betrieb des Elektrolichtbogenofens zu kurz, so werden die Reststücke der Elektroden 4 mittels der Elektrodenhalterungen 5 über die Hub-Schwenkvorrichtung 6 angehoben und in Richtung der Elektrodenwechselstationen 7, geschwenkt. Die Reststücke 4a der Elektroden 4 werden über der ersten Elektrodenwechselstation 7, die als Abstellstation fungiert, positioniert und die Elektrodenhalterungen 5 gesenkt und gelöst. Dadurch gleiten die noch erhitzten Reststücke 4a der Elektroden 4 in die Öffnungen 7a der ersten Elektrodenwechselstation 7. Die Elektrodenhalterungen 5 werden angehoben und weiter verschwenkt in Richtung der zweiten Elektrodenwechselstation , die hier als Bestückungsstation fungiert und in deren Öffnungen 7a´ sich Ersatzelektroden befinden. Diese werden in den Elektrodenhalterungen 5 fixiert, die Elektrodenhalterungen 5 inklusive der Ersatzelektroden angehoben und zurück zum Gefäßdeckel 3 geschwenkt. Nach Absenken der Ersatzelektroden durch die Öffnungen 3a im Gefäßdeckel 3 kann der schmelzmetallurgische Prozess fortgesetzt werden. Die Reststücke 4a werden an Elektrodenverlängerungsstücke montiert, so dass weitere Ersatzelektroden entstehen. Dies kann im Bereich der ersten Elektrodenwechselstation 7 erfolgen oder auch nach Entnahme der abgekühlten Reststücke 4a daraus an einem anderen Ort. Diese können nun beispielsweise in der ersten Elektrodenwechselstation 7 vorgehalten werden, die in Folge als Bestückungsstation fungiert. Aber auch eine erneute Nutzung der zweiten Elektrodenwechselstation als Bestückungsstation ist möglich.
  • Sind auch die Ersatzelektroden abgebrannt, werden im Bereich der ersten oder zweiten Elektrodenwechselstation 7, die Reststücke abgesetzt und die Ersatzelektroden im Bereich der jeweils anderen Elektrodenwechselstation 7, aufgenommen.
  • Die beiden Elektrodenwechselstationen 7, sind bei der in den 1 bis 3 gezeigten ersten Vorrichtung ortsfest installiert und weisen keine beweglichen Teile auf, so dass keinerlei intensive Wartungstätigkeiten notwendig sind.
  • Im Schwenkbereich S zwischen der Aufnahmeeinrichtung 2 und den Elektrodenwechselstationen 7, befindet sich optional eine Nachsetzstation 8. Im Flachbadbetrieb kann auf eine derartige Nachsetzstation 8 meist verzichtet werden. Sollten die Elektroden 4 ungleichmäßig schnell abbrennen und sich eine oder zwei Elektroden 4 stärker verkürzt haben als die übrigen Elektroden, so können die freien Enden 40 der Elektroden 4 mittels der Nachsetzstation 8 auf ein gleiches Niveau gebracht werden. Dazu werden die Elektrodenhalterungen 5 inklusive der Elektroden 4 angehoben und über die Nachsetzstation 8 geschwenkt. Die Elektrodenhalterungen 5 werden abgesenkt, jede Elektrode 4 gelöst und auf eine horizontale Ebene der Nachsetzstation 8 aufgesetzt. Nun werden die Elektrodenhalterungen 5 wieder mit den zueinander nivellierten Elektroden 4 verbunden, angehoben und über den Gefäßdeckel 3 geschwenkt. Nach dem Absenken der Elektroden 4 durch die Öffnungen 3a des Gefäßdeckels 3 kann der schmelzmetallurgische Prozess fortgesetzt werden.
  • 5 zeigt schematisch ein schmelzmetallurgisches Gefäß 1 in Form eines Elektrolichtbogenofens mit einer zweiten Vorrichtung zum Wechseln der Elektroden 4 von oben. Gleiche Bezugszeichen wie in den 1 bis 4 kennzeichnen gleiche Elemente. Neben der Aufnahmeeinrichtung 2 sind hier zwei Elektrodenwechselstationen 7, vorhanden, die im Wechsel in den Schwenkbereich S der Hub-Schwenkvorrichtung 6 auf die Kreisbahn um die Drehachse 6a bringbar sind. Dabei ist eine Wechseleinheiten-Drehachse 9 vorhanden, um welche die erste Elektrodenwechselstation 7 und die zweite Elektrodenwechselstation drehbar sind und im Wechsel in den Schwenkbereich S der Hub-Schwenkvorrichtung 6 einbringbar sind. Aufgrund der Anordnung der beweglichen Mechanik der Wechseleinheiten-Drehachse 9 außerhalb des Schwenkbereichs S ist die zweite Vorrichtung besonders wartungsarm und insgesamt leicht zugänglich.
  • Die Anordnung der beweglichen Elektrodenwechselstationen ist hierbei nur beispielhaft gewählt und kann ohne weiteres auch auf andere Art erfolgen, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
  • 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
    • US 4345333 [0003]

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Wechseln mindestens einer Elektrode (4) eines schmelzmetallurgischen Gefäßes (1), das eine Aufnahmeeinrichtung (2) für Schmelze und zur Abdeckung der Aufnahmeeinrichtung (2) einen Gefäßdeckel (3) mit einer Öffnung (3a) pro Elektrode (4) aufweist, wobei die mindestens eine Elektrode (4) mittels mindestens einer Elektrodenhalterung (5) positionierbar ist und die mindestens eine Elektrode (4) und die mindestens eine Elektrodenhalterung (5), optional weiterhin der Gefäßdeckel (3), mittels einer Hub-Schwenkvorrichtung (6) anhebbar und um eine senkrechte Drehachse (6a) seitlich verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Aufnahmeeinrichtung (2) mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) vorhanden sind, die entweder nebeneinander in einem Schwenkbereich (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) auf einer Kreisbahn um die Drehachse (6a) angeordnet sind oder im Wechsel in den Schwenkbereich (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) auf die Kreisbahn um die Drehachse (6a) bringbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) identisch ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Elektrodenwechselstation (7) der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) eine Abstellstation für ein Reststück (4a) der mindestens einen Elektrode (4) bildet und dass eine zweite Elektrodenwechselstation () der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) eine Bestückungsstation zum Bereithalten mindestens einer Ersatzelektrode (), die mittels der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) aufnehmbar ist, bildet.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrodenwechselstation (7, ) eingerichtet sind, abwechselnd die Abstellstation und die Bestückungsstation zu bilden.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Elektroden (4) vorhanden sind und dass auf der Kreisbahn zwischen der Aufnahmeeinrichtung (2) und den mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) eine Nachsetzstation (8) angeordnet ist, die eine feuerfeste horizontale Ebene zum Längenmaßabgleich der mindestens zwei Elektroden (4) auf ein einheitliches Längenmaß zwischen der Ebene und der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) mit einer senkrechten Wechseleinheiten-Drehachse (9) verbunden sind, welche eingerichtet ist, die Elektrodenwechselstationen (7, ) horizontal in den Schwenkbereich (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) und auf die Kreisbahn zu schwenken.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass den mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) mindestens eine Montageeinheit zur mechanischen Verbindung des Reststücks (4a) der mindestens einen Elektrode (4) mit mindestens einem Elektrodenverlängerungsstück zugeordnet ist.
  8. Verfahren zum Wechseln mindestens einer Elektrode (4) eines schmelzmetallurgischen Gefäßes (1) mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit folgenden Schritten: – Anheben und Schwenken des Reststücks (4a) der mindestens einen Elektrode (4) und der mindestens einen Elektrodenhalterung (5), optional weiterhin des Gefäßdeckels (3), um die Drehachse (6a) in Richtung der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ); – Positionieren des Reststücks (4a) der mindestens einen Elektrode (4) und einer ersten Elektrodenwechselstation (7) der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) zueinander und Abstellen des Reststücks (4a) aus der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) in die erste Elektrodenwechselstation (7), die als Abstellstation fungiert; – Positionieren der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) und einer zweiten Elektrodenwechselstation () der mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) zueinander und Bestücken der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) mit einer Ersatzelektrode (), wobei die zweite Elektrodenwechselstation () als Bestückungsstation fungiert; – Schwenken und Absenken der mindestens einen Ersatzelektrode () und der mindestens einen Elektrodenhalterung (5), optional weiterhin des Gefäßdeckels (3), um die Drehachse (6a) in Richtung der Aufnahmeeinrichtung (2); – Entnahme des Reststücks (4a) aus der Abstellstation und/oder Herstellen einer mechanischen Verbindung zwischen dem Reststück (4a) der mindestens einen Elektrode (4) und mindestens einem Elektrodenverlängerungsstück unter Ausbilden einer weiteren Ersatzelektrode; und – Wiederholen des Verfahrens nach einer Zeitspanne Z.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei bei der Wiederholung des Verfahrens die erste Elektrodenwechselstation (7) und die zweite Elektrodenwechselstation () abwechselnd als Abstellstation fungieren.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die erste Elektrodenwechselstation (7) um die Wechseleinheiten-Drehachse (9) von einer Position innerhalb des Schwenkbereichs (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) in eine Position außerhalb des Schwenkbereichs (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) geschwenkt wird und dass gleichzeitig die zweite Elektrodenwechselstation () um die Wechseleinheiten-Drehachse (9) von einer Position außerhalb des Schwenkbereichs (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) in eine Position innerhalb des Schwenkbereichs (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) geschwenkt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei bei einem ungleichmäßigen Verbrauch mehrerer vorhandener Elektroden (4) ein Anheben und Schwenken der ungleichmäßig langen Reststücke (4a) der Elektroden (4) und der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) um die Drehachse (6a) in Richtung der zwischen der Aufnahmeeinrichtung (2) und den mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) angeordneten Nachsetzstation (8) erfolgt, wobei die mindestens eine Elektrodenhalterung (5) gegenüber den gehalterten Elektroden (4) verschoben wird derart, dass die Reststücke (4a) mit ihren der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) abgewandten Enden (40) auf der horizontale Ebene der Nachsetzstation (8) nivelliert werden und wobei nachfolgend ein Schwenken und Absenken der nivellierten Elektroden (4) und der mindestens einen Elektrodenhalterung (5) um die Drehachse (6a) in Richtung der Aufnahmeeinrichtung (2) erfolgt.
  12. Schmelzmetallurgisches Gefäß (1), insbesondere Elektrolichtbogenofen, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vorrichtung eine bewegliche Mechanik umfasst, die außerhalb des Schwenkbereichs (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) angeordnet ist und mittels der die mindestens zwei Elektrodenwechselstationen (7, ) im Wechsel in den Schwenkbereich (S) der Hub-Schwenkvorrichtung (6) auf die Kreisbahn um die Drehachse (6a) bringbar sind.
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