DE1127546B

DE1127546B - Electrode holder for an electrode for arc heating of slabs, blocks or the like.

Info

Publication number: DE1127546B
Application number: DEK39878A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Wilhelm Heemeyer; Dr-Ing Hans Joachim Kirschning; Dr-Ing Friedrich-Wilhel Linder; Dipl-Ing Frederico Claussen; Josef Merrath
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1960-02-12
Filing date: 1960-02-12
Publication date: 1962-04-12

Description

Elektrodenhalter für eine Elektrode zur Lichtbogenbeheizung von Brammen, Blöcken od. dgl.Electrode holder for an electrode for arc heating of slabs, Blocks or the like

Zusatz zur Patentanmeldung K 37215 VI a / 31 c (Auslegeschrift 1120 077) Die vorliegende, Erfindung bezieht sich auf Elektrodenhalter für eine Elektrode zur Lichtbogenbeheizung von Brammen, Blöcken od. dgl. Addendum to patent application K 37215 VI a / 31 c (Auslegeschrift 1 120 077) The present invention relates to an electrode holder for an electrode for arc heating of slabs, blocks or the like.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Ausgestaltung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung K37215V1/31c. Gemäß der Hauptpatentannieldung ist der Elektrodenhalter dadurch gekennzeichnet, daß er nur aus einem zugleich das Kühlmittel und den elektrischen Strom zuführenden Hohlrohr besteht, welches um seine - vorzügsweise horizontale - Längsachse drehbar in einem Muffensystein gelagert ist, wobei die Muffen mit Teilen in Verbindung stehen, die ein Einsetzen der Elektrode in komplementäre Teile in der Gießbühne, gestatten.The present invention aims at a further embodiment of the subject matter of the main patent application K37215V1 / 31c. According to the main patent application, the electrode holder is characterized in that it consists only of a hollow tube which simultaneously supplies the coolant and the electrical current and which is rotatably mounted in a sleeve system about its - preferably horizontal - longitudinal axis, the sleeves being connected to parts which inserting the electrode in complementary parts in the casting floor.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Hauptpatentanmeldung ist derElektrodenhalterinvertikaler Richtung höhenverstellbar angeordnet, wobei der Elektrodenhalter seine im wesentlichen waagerechte Stellung beibehält.According to one embodiment of the main patent application, the electrode holder is more vertical Direction adjustable in height, the electrode holder its substantially maintains a horizontal position.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der in vertikaler Richtung unter Beibehaltung seiner waagerechten Stellung verstellbare Elektrodenhalter so weit in seiner Längsrichtung in einer Halteinuffe zurückschiebbar ist, daß er in die in der Bühne befindliche öffnung versenkt werden kann.The present invention is characterized in that the vertical Direction adjustable electrode holder while maintaining its horizontal position so far back in its longitudinal direction in a holding sleeve that he can be lowered into the opening in the stage.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Haltemuffe für den Elektrodenhalter T-förmig ausgebildet und fest mit einem Rohr verbunden, welches in vertikaler Richtung verschlebbar in der Hohlsäule gelagert ist. Zur Inbetriebnahme der Blockkopfbehei-' zung ist es lediglich erforderlich, die Abdeckung über dem Elektrodenaggregat zu entfernen und die Elektrode zusammen mit den anderen Vorrichtungsteilen in vertikaler Richtung unter Beibehaltung ihrer horizontalen Lage aus der Bühne herauszuheben.According to one embodiment of the invention, the holding sleeve is for the Electrode holder T-shaped and firmly connected to a tube, which is mounted displaceably in the vertical direction in the hollow column. For commissioning the block head heating, it is only necessary to put the cover over the Remove the electrode assembly and the electrode together with the other parts of the device in the vertical direction while maintaining their horizontal position from the stage to highlight.

Die Führung des Rohres in der Hohlsäule erfolgt vorzugsweise durch ein Rollenlager, weil eine teleskopförmige Reibungsführung infolge der Temperaturverhältnisse mit gewissen Schwierigkeiten behaftet ist und besondere materialmäßige und konstruktive Maßnahmen sowie, eine dauernde Wartung erfordern würde. Die Ausführung der Rolleilführung kann so erfolgen, daß die Rollen im Mantel der Hohlsäule drehbar gelagert sind, wobei die Achsrichtung der Rollen senkrecht zur Achsrichtung der Hohlsäule steht. Die Achsstummel der Rollen können hierbei in Schellen befestigt werden, die iin Innern der äußeren Hohlsäule angeordnet sind. Das innen in der Hohlsäule verschiebbare Rohr liegt somit gegen die Umfangsfläche der Rollen an und ist vorzugsweise mittels eines über Umlenkrollen geführten Seilzuges mit einem Motor verbunden, der von der Differenz zweier Spannungen gesteuert wird, von denen die eine eine feste Sollspannung und die andere die Lichtbogenspannung ist. Sinkt beispielsweise die Lichtbogenspannung dadurch, daß der Abstand des Bogensatzes an der Elektrode relativ zur Oberfläche des Stahlbades sich verkleinert, so wird die Spannungsdifferenz erhöht und die Elektrode, welche fest mit dem verschiebbaren Innenrohr verbunden ist, nach oben bewegt. lEerdurch wird zwangläufig die Bogenspannung wieder erhöht, so daß ein Punkt kommt, an dem der Motor kein Drehmoment mehr auf die Rutschkupplung ausübt und sich die Elektrode infolge der Schwerkraft wieder absenkt. Dieses Spiel wiederholt sich mit einem gewissen Regelhub, der sicherstellt, daß die Elektrode immer den gewünschten Abstand zum Stahlbad hat. Es erübrigt sich jede bei den be- kannten Vorrichtungen notwendige Einstellung je nach dem Erstarrungszustand des Blockes.The pipe is guided in the hollow column preferably by a roller bearing, because a telescopic friction guide is subject to certain difficulties due to the temperature conditions and would require special material and constructional measures as well as permanent maintenance. The roller guide can be designed in such a way that the rollers are rotatably mounted in the jacket of the hollow column, the axial direction of the rollers being perpendicular to the axial direction of the hollow column. The stub axles of the rollers can be fastened in clamps, which are arranged inside the outer hollow column. The tube, which can be moved inside the hollow column, rests against the circumferential surface of the rollers and is preferably connected to a motor by means of a cable run over pulleys, which is controlled by the difference between two voltages, one of which is a fixed target voltage and the other is the arc voltage is. For example, if the arc voltage drops because the distance between the set of arcs on the electrode is reduced relative to the surface of the steel bath, the voltage difference is increased and the electrode, which is firmly connected to the sliding inner tube, moves upwards. As a result, the arc voltage is inevitably increased again, so that there comes a point at which the motor no longer exerts any torque on the slip clutch and the electrode lowers again as a result of gravity. This game repeats itself with a certain control stroke, which ensures that the electrode always has the desired distance from the steel bath. Needless any necessary in the known devices, adjustment depending on the solidification state of the block.

Um eine einwandfreie Isolation zwischen der als Elektrodenhalterung dienenden T-Muffe und dem durch dieselbe durchgeführten Elektrodenrohr zu gewahrleisten, -wird erfadungsgemaß auf einer um das Elektrodenrohr vorgesehenen Isolierung ein zusätzliches Metallrohr aufgeschoben, dessen Länge so bemessen ist, daß es den gesamten horizontalen Verstellhub der Elektrode zu überstreichen gestattet. Die erfindungsgemäße Ausführung macht es erforderheh, daß die Stromzuführung und die Kühlwasserzuführung durch dieselben Bauteile hindurchgeführt werden müssen. Zu diesem Zweck besteht das Elektrodenrohr aus einem Außenrahr und einem konzentrisch zu demselben verlaufenden Innenrohr, welches mit Abstandsstücken im äußeren Rohr gelagert ist. Die Kühlflüssigkeit wird durch das innere Rohr 7ugeführt-und strömt konzentrisch durch das äußere Rohr ab. Um das Abströmen. der Flüssigkeit in dem --angförmigen Zwischenraum zwischen Außenrohr und Innenrohr zu ermöglichen, sind die Abstandsscheiben mit Bohrungen, Schlitzen od. dgl. versehen. An dem der Elektrode abgewandten Ende des. Elektrodenrohres werden die Zuleitung und die Ableitung der Kühlflüssigkeit voneinander getrennt, was durch senkrecht zu dem Doppelelektrodenrohr verlaufende Stützen geschieht, die untereinander eine Winkelverdrehung aufweisen, um den von den Rohrleitungen eingenommenen Raum möglichst klein zu halten.In order to ensure perfect insulation between the T-sleeve serving as the electrode holder and the electrode tube passing through the same, an additional metal tube is pushed according to the invention onto an insulation provided around the electrode tube, the length of which is such that it covers the entire horizontal adjustment stroke of the electrode allowed to be painted over. The embodiment according to the invention makes it necessary that the power supply and the cooling water supply must be passed through the same components. For this purpose, the electrode tube consists of an outer tube and an inner tube which runs concentrically to the same and which is supported by spacers in the outer tube. The cooling liquid is fed through the inner tube 7 and flows off concentrically through the outer tube. About the outflow. To enable the liquid in the angular space between the outer tube and the inner tube, the spacer washers are provided with bores, slots or the like. At the end of the electrode tube facing away from the electrode, the supply line and the discharge line of the cooling liquid are separated from one another, which is done by supports which run perpendicular to the double electrode tube and are angularly rotated with one another in order to keep the space occupied by the pipelines as small as possible.

An jede der Zuführungsleitungen ist ein Stromkabel angekoppelt. Die Ankopplung kann mittels einer überwurfmutter mit Innengewinde erfolgen, welche, über das mit einem Außengewinde versehene Stromkabel aufgeschoben werden kann. Von der Kopplungsstelle aus fließt der Strom somit durch das Innen- und Außenrohr des Elektrodenrohres zur Elektrode. Die Kühlmittelzuführung für das Elektrodenrohr kann hierbei aus einem flexiblen, auf einer Trommel aufrollbaren oder in Schlaufen zusammenlegbaren Schlauch bestehen, der beim Verschieben des Elektrödenrohres in die Betriebsstellung einer solchen Bewegung ohne weiteres folgen kann.A power cable is coupled to each of the supply lines. the Coupling can be done by means of a union nut with an internal thread, which, can be pushed over the power cable provided with an external thread. from From the coupling point, the current flows through the inner and outer tubes of the Electrode tube to the electrode. The coolant supply for the electrode tube can here from a flexible one that can be rolled up on a drum or collapsed into loops Hose exist when the electrode tube is moved into the operating position can easily follow such a movement.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in the drawings.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Gießbühne mit dem erfindungsgemäß angeordnetenElektrodenaggregat; Fig. 2 veranschaulicht die Führung des Elektrodensystems in einer vertikalen Hohlsäule; Fig. 3 a veranschaulicht die Kopplung der Stromzuführung mit der Wasserzuführung; Fig- 3b zeigt das Einmünden der beiden Kühlwasserleitungen (Abfluß und Zufluß) in das Elektrodenrohr -und dessen weiteren Verlauf bis zur Kohleelektrode; Fi,o". 4 ist ein Schnitt durch die T-förnüge Gleitmuffe. In der Gießbühne 1 ist die Öffnung 2 vorgesehen, in welche die Elektrode 3 mit dem L-förmigen Elektrodenhalter 4 verschiebbar in der T-förmigen Gleitmuffe 5 in versenktem Zustand gelagert ist. Die Gleitmuffe 5 ist mit einem rohrförmigen Ansatzstück 6 in dem Innenrohr 7 gelagert, welches seinerseits in der Hohlsäule 8 über Rollenlager verschiebbar angeordnet ist. Um die Blockkopfbeheizung durchzuführen, ist es lediglich erforderlich, die Abdeckung 9 zu entfernen und das Innenrohr nach Art eines Teleskops in der Hohlsäule hochzuziehen, bis es in die gestrichelt angedeutete Höhenstellung gelangt, in der lediglich noch eine horizontale Verschiebung des Elektrodenhalters in der Gleitmuffe in Richtung auf die Kokille erfolgen muß. Die gesamte Anordnung kann in der gestrichelten Stellung arretiert werden oder in der gemäß Fig. 2 veranschaulichten Weise eine dauernde Regelbewegung in dieser Stellung ausführen.Fig. 1 is a section through a casting platform with the electrode assembly arranged according to the invention; 2 illustrates the routing of the electrode system in a vertical hollow column; 3 a illustrates the coupling of the power supply to the water supply; 3b shows the confluence of the two cooling water lines (outflow and inflow) into the electrode tube and its further course up to the carbon electrode; Fi, o ". 4 is a section through the T-shaped sliding sleeve. In the casting platform 1 , the opening 2 is provided, in which the electrode 3 with the L-shaped electrode holder 4 is slidably mounted in the T-shaped sliding sleeve 5 in the sunk state is. the sliding sleeve 5 is mounted with a tubular extension piece 6 in the inner tube 7, which in turn is disposed in the hollow column 8 via roller bearings slidably. in order to perform the block head heating, it is only necessary, the cover 9 to be removed and the inner tube in the manner of Pull up the telescope in the hollow column until it reaches the height position indicated by dashed lines, in which only a horizontal displacement of the electrode holder in the sliding sleeve in the direction of the mold has to take place. The entire arrangement can be locked in the dashed position or in the position shown in FIG 2 perform a continuous regulating movement in this position.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das, In nenrohr 7 Aitbar über Rollenlager 10 in der Hohlsäule 8 gelagert. Die bei Inbetriebnahme erfolgende vertikale Hubbewegung des Innenrohres wird mittels eines Seilzuges 11 und der Unalenkrollen 12 durchgeführt. Zu Beginn der Inbetriebnahme wird mittels des Motors 13 das innere Rohr hochgefahren, bis die EndsteRung erreicht ist. Von der Endstellung ausgehend, wird die Differenz zwischen einer festen vorgegebenen Spannung und der Betriebsspannung benutzt, um den Motor und damit die Brennelektrode abwärts auf das zu beheizende Werkstück zu senken. Nach Zünden des Lichtbogens wird die Differenz zwischen der Lichtbogenspannung und der festen vorgegebenen Spannung benutzt, um kleinere Schwankungen in dem Ab- stand zwischen Elektrode und dem flüssigen Stahlspiegel regeltechnisch auszugleichen, wie bereits oben beschrieben.As can be seen from Fig. 2, In nenrohr 7 Aitbar is mounted on roller bearings 10 in the hollow column 8 . The vertical lifting movement of the inner tube that takes place during commissioning is carried out by means of a cable pull 11 and the universal swivel pulleys 12. At the beginning of commissioning, the inner tube is raised by means of the motor 13 until the end control is reached. Starting from the end position, the difference between a fixed predetermined voltage and the operating voltage is used to lower the motor and thus the fuel electrode down onto the workpiece to be heated. After the arc has been ignited, the difference between the arc voltage and the fixed predetermined voltage is used to compensate for smaller fluctuations in the distance between the electrode and the liquid steel level, as already described above.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung sind flexible Zuführungen erforderlich, um den vertikalen Hebe- und Senkbewegungen. der Elektrode folgen zu können. Der Anschluß der flexiblen Teile an die starre Elektrodenhalterung erfordert besondere Vorkehrungen, um einen optimalen und widerstandsfreien Stromübergang zu erzielen. Zu diesem Zweck wird, ,wie, aus -der Fig. 3 a ersichtlich, das flexible Innenkabel 14 in einem ebenfalls flexiblen Außenkabel 15 von größerem Durchmesser gelagert, so daß sich ein ringförmiger Zwischenraum ergibt, in dem die durch Pfeile angedeutete Kühlflässigkeit hindurchströmen kann. Die Ankopplung der flexiblen Leitung erfolgt mittels eines starren bolzenförmigen Ansatzes 16, der mit einer Vielzahl von Bohrungen 17 versehen ist, durch welche die Aüssigkeit in das starre Rohrteil 18 pintritt, welches seinerseits starr mit dem Elektrodenhalter 4 verbunden ist. Zur Verbindung der Teile 16 und 18 ist eine Schraubrauffe 19 vorgesehen, welche mit dem Vorsprung 20 die Verdickung 21 des starren Rohrstückes 16 umfaßt. Das Innengewinde 22 der Schraubrauffe 19 greift in das Außengewinde 23 des Teiles 18 ein und verbindet hierdurch die flexiblen Zuführungen mit den starren Teilen des Systems.In the embodiment according to the invention, flexible feeds are required to accommodate the vertical lifting and lowering movements. to be able to follow the electrode. The connection of the flexible parts to the rigid electrode holder requires special precautions in order to achieve an optimal and resistance-free current transfer. For this purpose, such as, supported from -the Fig. 3 a seen, the flexible inner cable 14 in a likewise flexible outer cable 15 of larger diameter such that an annular gap results in which the direction indicated by arrows Kühlflässigkeit can flow. The flexible line is coupled by means of a rigid bolt-shaped attachment 16 which is provided with a large number of bores 17 through which the fluid enters the rigid pipe part 18 , which in turn is rigidly connected to the electrode holder 4. To connect the parts 16 and 18 , a screw collar 19 is provided which, with the projection 20, encompasses the thickening 21 of the rigid pipe section 16. The internal thread 22 of the screw collar 19 engages in the external thread 23 of the part 18 and thereby connects the flexible feeds with the rigid parts of the system.

Der Strom wird über die Ankopplungsstelle des Kabels 14 mit dem Teil 16 über die Muffe 19 in das Rohr 18 eingeleitet. - Die in der Fig. 3 a veranschaulichte Erfindung ist für das zugeführte Kühlwasser gedacht. Eine gleiche Verbindung kann auch für das abgeführte Wasser vorgesehen werden. Eine besonders - gute Kopplung der Zuführungen erhält man bei der Anordnung gemäß Fig. 3b. Hierbei werden an den Stellen 24 und 25 die in Fig. 3 a veranschaulichten Anschlüsse vorgesehen, so daß der elektrische Strom sowohl durch das Innenrohr 26 als auch durch das Außenrohr 27 des Elektrodenhalters der Elektrode zugeführt wird. lEerdurch wird erreicht, daß nur eine geringe Spannung an dem gesamten Elektrodensystem abfallen kann. Wie, aus Fig. 3b ersichtlich ist, findet durch die Ansatzstücke 24 und 25 eine getrennte Zuführung bzw. Abführung des Küblmediums statt. Die konzentrische Zuführung des Kühlmediums durch das Innenrohr 26 und die Rückführung desselben durch das Außenrohr 27 vermeiden die Trennung von KÜhlmittelzufuhr und Kühlmittelabfuhr sowie eine Trennung der Stromzuführung von der Kühlmittel::versorl'Ung. ly Um eine einwandfreie Isolierung des Uförmigen stromführenden Elektrodenhalters 4 in der Gleitmuffe 5 zu erreichen, wird der Elektrodenhalter mit einer Isolierkordel 28 umwicke14 auf welche das metallische Rohrstück 29 aufgezogen wird. Der Elektrodenhalter 4 kann in der Gleitrauffe 5 somit ohne Beschädigung der Isolation hin- und zurückbewegt werden.The current is introduced into the pipe 18 via the coupling point 19 of the cable 14 and the part 16. -. The in Figure 3 a illustrated invention is intended for the fed cooling water. The same connection can also be provided for the drained water. A particularly good coupling of the feeds is obtained with the arrangement according to FIG. 3b. Here, at the points 24 and 25, so that the electric current when the electrode is supplied is provided in Fig. 3a illustrated ports both through the inner tube 26 and through the outer tube 27 of the electrode holder. As a result, it is achieved that only a low voltage can drop across the entire electrode system. As can be seen from FIG. 3b , the extension pieces 24 and 25 separate the supply and discharge of the tubing medium. The concentric supply of the cooling medium through the inner tube 26 and the return of the same through the outer tube 27 avoid the separation of coolant supply and coolant discharge as well as a separation of the power supply from the coolant supply. In order to achieve perfect insulation of the U-shaped, current-carrying electrode holder 4 in the sliding sleeve 5 , the electrode holder is wrapped with an insulating cord 28 onto which the metallic pipe section 29 is pulled. The electrode holder 4 can thus be moved back and forth in the sliding frame 5 without damaging the insulation.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electrode holder for an electrode for the arc block head heating of slabs, blocks or the like, which consists of a hollow tube which simultaneously supplies the coolant and the electrical current and which is rotatably mounted in a sleeve system about its preferably horizontal longitudinal axis, the Sockets are connected to parts that allow the electrode to be inserted into complementary parts in the stage and the electrode holder is arranged to be adjustable in height, according to the main patent notice K37215VI / 31c, characterized in that the electrode holder, which can be adjusted in the vertical direction while maintaining its horizontal position, goes so far can be pushed back in its longitudinal direction in a holder sleeve so that in this position it can be sunk into the opening in the stage.

2. Electrode holder according to claim 1, characterized in that the hollow tube of the electrode holder is passed through a T-shaped sleeve which is firmly connected to a tube which is provided in a hollow column so as to be displaceable in the vertical direction. 3. Electrode holder according to spoke 2, characterized in that the guidance of the tube in the hollow column takes place by means of a roller bearing, the rollers of which are rotatably mounted in the jacket of the hollow column, the axial direction of the rollers being perpendicular to the axial direction of the hollow column. 4. Electrode holder according to claim 3, characterized in that the Achsstunel of the rollers are fastened in clamps which are arranged in the interior of the outer hollow column. 5. Electrode holder according to one of claims 2 to 4, characterized in that the tube of the T-shaped sleeve, which is slidably mounted in the hollow column, is connected to a motor by means of a cable guided over pulleys, which is connected to the difference between two. Voltages is controlled, one of which is a fixed nominal voltage and the other is the arc voltage. 6. Electrode holder according to one of the preceding claims, characterized in that, for proper insulation between the hollow tube of the electrode holder and the T-socket, an additional metal tube is pushed onto an insulation provided around the hollow tube, the length of which is so dimensioned that it covers the entire horizontal adjustment path the electrode to be painted over. 7. Electrode holder according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant supply for the hollow electrode tube consists of a flexible hose which can be rolled up on a drum or collapsed into loops and which can readily follow such a movement by moving the hollow tube of the electrode holder into the working position. 8. Electrode holder according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow tube consists of an outer tube and is assembled concentrically to the same extending inner tube, which is supported by far the pieces in the outer tube, wherein the KühMüssigkeit 7ugefährt through the inner tube and concentrically between outer and inner tube can flow off. 9. Electrode holder according to claim 8, characterized in that the spacer discs between the outer tube and inner tube with holes, slots od. Like. Are provided to the exhaust of the fluid flow to the annular space between the outer pipe and inner pipe to allow. Considered publications: German Patent No. 571778; "The Iron Age" of February 14, 1952, pp. 126 to 128; "Proceedings of electric furnace steel conference", 1948, pp. 106 to 121.