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Elektrischer Lichtbogenofen Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen
I-ichtbogenofen für Elektroden, die durch eine öffnung der Ofendecke längsverstellbar
hindurchragen und beispielsweise in einer flüssigkeitsgekühlten Fassung innerhalb
dieser Deckenöffnungen gehalten sind. Gewöhnlich ist der Durchmesser dieser öffnungen
etwas größer als der maximale Durchmesser der Elektrode. Durch den zwischen Elektrode
und öffnung bzw. Fassung geschaffenen ringförinigen Spalt können somit während der
Tätigkeit des Ofens heiße Gase oder Dämpfe oder Flammen austreten, wodurch die Deckenkonstruktion
abgenutzt und angegriffen wird und ein überhitzen und/oder eine Beschädigung der
Elektrodenlagerung und anderer Armaturen eintreten kann. Zur Behebung dieser Mängel
ist es bekannt, um jede Elektrode unmittelbar an der entsprechenden Deckenöffnung
einen ringförmigen Schutzschirin anzubringen, um so den Spalt zwischen Elektrode
und öffnungsrand möglichst weitgehend abzudecken. Die bekannten Schutzschirme weisen
jedoch eine nicht veränderbare öffnung auf, wodurch die Anpassung an verschiedeneElektrodendurchmesser
nicht möglich ist. Eine solche Einstellbarkeit wäre vor allem dann wichtig, wenn
sich die verwendeten Elektroden zu ihren Enden hin verjüngen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein ' en Lichtbogenofen mit einem
verbesserten Schutzschirm zu schaffen, um die vorerwähnten Mängel zu beheben. Zur
Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Segment aus zwei parallelen verschieden hohen Teilen besteht, die derart zusammengesetzt
sind, daß der höhere Teil jedes Segmentes den unteren Teil des nächsten angrenzenden
Segmentes so überlappt, daß die beiden sich überlappenden Teile voneinander beabstandet
sind.
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Ein derart ausgebildeter Schutzschinn ermöglicht stets eine fast vollständige
Abdeckung der um die Elektroden vorhandenen Zwischenspalten, unabhän-gig
von den beim Anheben und Absenken der Elektroden sich einstellenden Spaltveränderungen,
so daß dadurch das Austreten von Flammen, Gasen und Dämpfen erheblich vermindert
wird.
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Vorzugsweise haben die konkaven Innenkanten der Segmentteile einen
Ideine'ren Krümmungsradius als die Decken- bzw. Fassungsöffnungen. Durch diese hieraus
entstehenden verkürzten BerWU=gsstrecken zwischen Seginentkanten und Elektrodenmantel
wird die Reibung beim Auf- und Abbewegen der Elektroden erheblich vermindert. Andererseits
gewährleistet diese stärker gekrümmte Segmentkante eine günstigere Anpassung an
den Elektrodenmantel.
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Um die Reibung zwischen den sich überlappenden Segmentteilen während
des radialen Verschiebens derselben auszuschalten, sind diese sich übergreifenden
Teile voneinander beabstandet. Eine selbständige Einstellung der Segmente auf den
jeweiligen Elektrodendur-chmesser läßt sich gemäß der Erfindung in einfacher Weise
dadurch erreichen, daß die Segmentteile aus magnetisierbarem Metall bestehen, um
so durch den Elektrodenstromfluß deren Magnetisierung und Bewegung zur Elektrode-
hin zu bewirken.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ScÜutzschirmes gemäß
der Erfindung. Es stellt dar Fig. 1 eine Draufsicht auf einen um eine Ofenelektrode
angeordneten Schutzschirm, Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie a-o-a gemäß der
Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht in vergrößerter Darstellung eines
Segmentes eines Schutzschirines gemäß der Fig. 1 und in gestrichelten Linien
die Stellung des Segmentes in bezug auf das nächste anliegende Segment auf der entgegengesetzten
Seite und Fig. 4 eine Draufsicht des Segmentes nach Fig. 3.
Der in den Fig.
1 -und 2 gezeigte Schutzschirm besteht aus sechs identischen Segmenten
1, wovon jedes sich aus zwei Platten 2 und 3 aus Stahl oder anderen
magnetisierbaren Metallen zusammensetzt. Die Platte 2 weist eine größere Fläche
auf und ist tiefer als die Platte 3, jedoch parallel hierzu angeordnet. Die
beiden PI ' atten sind von gleicher Dicke, so daß die größere Platte 2 auch
schwerer als die Platte 3 ist.
Die inneren und äußeren Kanten
4 und 5 der beiden Platten liegen auf konzentrischen Kreisen. Die inneren,
mit der Elektrode in Kontakt tretenden Kanten 4 sind abgeschrägt, wie die Fig. 2
zeigt, so daß die Kontaktfläche zwischen den Segmenten und der Elektrode
6 und folglich auch dieReibung zwischen den Segmenten und der Elektrode bei
deren Anheben und Absenken gegenüber dem Schutzschirm verringert ist. Die Elektrode
durchsetzt - eine # flüssigkeitsgekühlte Fassung 7 (Fig. 2), die an
den entsprechenden öffnungen der Ofendecke (nicht gezeigt) befestigt ist. Der Radius
der abgeschrägten Plattenkanten ist kleiner als der innere Radius -dies -er Fassung,
so daß unabhängig von Radius der Plattenkontaktzone der Elektrode (welcher Radius
von Elektrode zu Elektrode und längs jeder Elektrode variiert, wobei das Minimum
am wirksamen Ende oder an der Spitze der Elektrode liegt), dann innerhalb vemünftiger
Grenzen der Elektrodenradiusvariation, wenn der Ofen in Tätigkeit ist, der elektrische
Strom entlang der Elektrode fließt und die Segmente magnetisch mit der Elektrode
in Kontakt gebracht werden, entweder nur ein vernachlässigbarer Zwischenraum
8 (Fig"-4) zwischen-den abgeschrägten Kanten und der Elektrodenoberfläche
entsteht oder aber die Kanten auf und um diese Oberfläche satt anliegen.
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Die Seitenkanten der beiden Platten sind gerade und zueinander geneigt
und konvergieren in Richtung der abgeschrägten Innenkanten. Die Neigung zwischen
der Seitenkante 9 und 10 der Platte 2 ist größer als die Neigung zwischen
den Seitenkanten 11 und 12 der Platte 3.
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Die Platte 2 ist mit-der Unterfläche und die Platte 3
mit derOberfLäche
eines Stahl- oder dergleichenRiegels 13, der von einheitlicher Breite und
im wesentlichen radial zum Schutzschirm angeordnet ist, verschweißt. Die Platten
erstrecken sich beiderseits dieses Riegels in entgegengesetzten Richtungen, wobei
die Plattenkanten 10 und 11 parallel zu den Längskanten des Riegels verlaufen.
Da die -beiden Platten an den entgegengesetzten Flächen des Riegels 13 =geschweißt
sind, ist die Platte 3 höher als die Platte 2 angeordnet, so daß im Schutzschirm-
die höhere Platte 3 frei ist, um
die untere Platte, des nächsten Seginentes
zu überlappen, und die untere Platte Z frei ist, um von der höheren Platte des -anderen
anliegenden g Segmentes überlappt zu werden. Dabei sind die beiden überlappenden
Teile voneinander durch einen Abstand 14 (Fig. 3), der gleich -ist der- Stärke
des Riegels 13, getrennt. Diese Überlappung nimmt zu, wenn die Segmente einwärts,
und ' sie vermindert sich, wenn die Segmente auswärts gezogen werden.
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Ein Anschlag 15 ist an der Unterfläche der höheren Platte befestigt.
Dieser Anschlag ist ebenfalls parallel 7u den Längskanten'des Riegels
13 und im Abstand von der anliegenden Kante 10 der unteren Platte
2 angeordnet, so daß ein FührUngskanal 16 zwischen der Plattenkante und -dem
Anschlag entsteht.
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Der Schutzschirmwird von einer Plattform 17, welche an und
um die Fassung 7 befestigt ist, getragen. Diese Plattform weist eine ringförmige
Umfassungswand 18 (Fig. 1 und 2) sowie ein System radialer Rippen
19 und 20 auf. #Diese Rippen sind voeinander in gleichen Abständen -artgeordnet
und erstrecken sich von der Umfassungs -wand einwürts. Die Rippen 19
weisen
im-, wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf, ihre inneren Enden sind mit
dem äußeren Rand der Fassung verschweißt,- während ihre oberen Kanten mit der Spitze
oder der Decke der Fassung bündig und mit der Unterkante der Umfassungswand. verschweißt
sind. Andererseits sind die Rippen 20, welche abwechselnd mit den Rippen
19 auf dem Umfang der Plattform verteilt sind, von einheitlicher Tiefe. Die
Unterkanten. ihrer inneren Enden sind mit der Decke der Fassung verschweißt. Ihre
äußeren Enden sind mit dem inneren Rand der Umfassungswand verschweißt, und ihre
oberen Kanten sind unter der oberen Kante dieser Wand angeordnet. Die Tiefe der
Rippen 20 ist gleich dem Abstand zwischen den unteren Flächen der höheren und den
unteren Segmentplatten, deshalb werden die, wie in Fig. 2 gezeigt, Segmente innerhalb
der Umfassung von der höheren Platte jedes Segmentes getragen, das auf der entsprechenden
Rippe 20 ruht, und die untere Platte des Segmentes ruht auf der entsprechenden Rippe
19 und der Decke der Fassung. Auch jede Rippe 20 greift in den Kanal
16 des entsprechenden Segmentes ein.
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Nachdem alle Segmente auf den oberen Kanten der entsprechenden Rippen
ruhen, ergibt sich ein Minimum des Widerstandes bei ihrer Ein- und Auswärtsbewegung
zur Fassung, und der Eingriff der Rippen 20 im Kanal 16 gewährleistet, daß
diese Bewe gen rag gan dial zur Fassung und zur Plattform erfolgen. Auch dadurch,
daß die unteren Platten der Segmente schwerer sind als die höher liegenden Platten,
ist die Tendenz zum Verkanten der Sefflente auf der Plattform verringert.
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Ein Handgriff 21 ist an der Oberfläche der oberen Platte-
3 des Segmentes in der Nähe der Plattenkante 11 und parallel hierzu
vorgesehen, um die ursprüngliche Einstellung der Segmente auf der Plattform, z.
B. durch eine Winde, zu erleichtern. Gegebenenfalls kann eine Kette in mehrere Handgriffe
eingreifen, um so die Neigung ir,- ,endeines der Segmente, sich von der Plattform
abzuheben, beim Anheben der Elektrode während des Stromflusses zu verringern.
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Da die Segmente automatisch zur Elektrode unter der Wirkung der Magnetkräfte,
die durch den Elektrodenstro in induziert werden, angezogen werden, werden die abgeschrägten
Kanten 4 an die Elektrodenoberfläche anschlagen, wenn der Ofen in Tätigkeit, ist.
Dadurch wird gewährleistet, daß jeder Spalt zwischen der Elektrode und der Fassung
durch den Schutzschirrn abgedeckt bzw. abgeschirmt wird, so daß nur so viel Flamme,
Heißgas oder Dunst hindurchtreten kann, als es durch den vernachlässigbaren Zwischenraum
8, der noch zwischen der Elektrode und den inneren abgeschrägten Plattenkanten
bestehen kann, möglich ist.
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Es ist noch zu bemerken, daß beim Verschieben der Seginente nach innen
der Durchmesser des Schutzschirmes vermindert wird und die Seitenkanten der überlappenden
Teile der aneinanderliegenden Segmente sich nähern und evtl. aneinander anschlagen,
wodurch die Zusammenziehung des Schutzschirines begrenzt und daraus der minimale
Elektrodendurchmesser, der zwischen den abgeschrägten Plattenkanten und der Elektrode
noch zu einem Kontakt führt, erhalten wird.