DE1565406C3 - Dreiphasiger Lichtbogenofen - Google Patents

Description

höhenbeweglichen Elektroden und mindestens einem kipp- oder schwenkbaren Bauteil eine Verminderung der Reaktanz der Zuleitungen durch eine einfache und zuverlässige Ausbildung und Anordnung zu erzielen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß ausgehend von einem Ofen der eingangs genannten Art, sechs kompensierte Stromschienen an einem kipp- oder schwenkbaren, an der Höhenbewegung der Elektroden nicht teilnehmenden Bauteil befestigt sind, daß die Elektrodenarme bzw. daran befestigte Stromschienen nicht kompensiert und über drei nicht kompensierte Hängekabel mit den kompensierten Stromschienen verbunden sind und daß der Schließungspunkt der Dreieckschaltung der Anschlußpunkt der drei Hängekabel an den kompensierten Stromschienen ist. Vorzugsweise verlaufen die kompensierten Stromschienen vertikal.

Durch die Erfindung wird eine Führung und Halterung der Stromzuführungen erreicht, die auch für sehr große Öfen kurze unkompensierte Zuleitungen bei geringer Gesamtreaktanz und annähernd gleicher Reaktanz für alle Phasen ergibt. Die niedrige und symmetrische Reaktanz wird fast über die ganze Länge der Zuleitungen erreicht. Die unkompensierten Hängekabel brauchen nicht länger gemacht zu werden als für die Auf- und Abwärtsbewegungen der Elektrodenarme erforderlich ist. Auf die Bewegungen der Schwenkbrücke und die Kippbewegungen des Ofens braucht praktisch keine Rücksicht genommen zu werden. Die Verlegung der Zuleitungen wird kurzschlußfest, die Symmetrierung kann leicht durchgeführt werden, und zwar sowohl an den kompensierten Stromschienen wie auch an ihren Verbindungen zum Ofentransformator. Eine Kompensation für die verhältnismäßig kurzen Hängekabel zwischen Stütze und Elektrodenarmen ist nicht unbedingt erforderlich. Maßnahmen für die Symmetrierung können aber auch hier vorgenommen werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

F i g. I die Führung der Zuleitungen,

Fig. 2 einen Ofen mit Zuleitungen in schematischer Darstellung,

F i g. 3 bis 6 Querschnitte an den mit 3 bis 6 bezeichneten Stellen des Leitersystems nach F i g. 1 und Fig. 7 eine Abänderung des Ofens nach Fig. 2.

In Fig. 1 sind mit 11 die Sekundärwicklungen und mit 12 die Klemmen eines Ofentransformators bezeichnet. Von den Klemmen 12 gehen kurze Hängekabel 13 zu festen Schienen 14, die an Stützen 22 befestigt sind. Diese sitzen an einer Schwenkbrücke 15, die in der Horizontalebene drehbar auf dem Tragrahmen 16 des Ofens gelagert ist. Der Tragrahmen sitzt auf Stützen 20 und 21 und ist um die Achse C-D kippbar, die in Höhe der Leiter 13 Hegt.

Die Hängekabel 13 sind miteinander verschachtelt (Fig. 4), um die Ofenreaktanz herabzusetzen. Eine •nennenswerte Bewegung der Hängekabel 13 in vertikaler Richtung findet nicht statt, so daß die verschachtelte Anordnung gut durchführbar ist. Außerdem werden die drei Phasen der Hängekabel nicht einzeln, sondern nur gemeinsam bewegt.

Längs der Stützen 22 werden die Leiter, zwei für jede Phase, zu dem oberen Teil der Stütze gezogen, wo die Dreieckschaltung bei 17 vorgenommen wird. Diese Leiter können nach Fig. 5, Schnitt 5-5, aus zwei konzentrischen Phasenleitern 18 und 19 bestehen. Zwischen der Dreieckschaltung 17 und den ic Stromleitern in den Elektrodenarmen 27 sind Hängekabel (Einzelleiter) 26 aufgehängt. Die Elektrodenarme sind mit den Elektroden 28 im Verhältnis zur Schwenkbrücke 15 heb- und senkbar. Wie ersichtlich, braucht die Länge der Hängekabel nur mit Rücksicht π auf diese Vertikalbewegungen berechnet zu werden, unabhängig von den Kipp- und Schwenkbewegungen des Ofens bzw. der Elektroden.

Nach Fig. 6 (Schnitt 6-6 in Fig. 1) können zur Symmetrierung die Außenphasenleiter in mehrere parallele Leiter aufgeteilt werden, aber dies ist nur eins von vielen bekannten Mitteln zum Erreichen einer symmetrischen Reaktanz. Nach Fig. 3 kann dasselbe Ziel dadurch erreicht werden, daß man die flüssigkeitsgekühlten Leiter an den Elektrodenarmen (Schnitt 3-3 in Fig. 1) als zwei parallele Leiter für jede Phase mit größerem Abstand untereinander und größeren Durchmessern der Außenphasen (I, III) als der Mittelphase (II) anordnet.

Beim Heben der Elektrodenarme und Elektroden 28 (F i g. 2) in die strichpunktierte Lage folgen die Hängekabel mit, während die übrigen Stromleiter (13, 14) nicht bewegt werden. Beim Schwenken der Schwenkbrücke werden die Kabel 26 nicht weiter beeinflußt, und die Kabel 13 bleiben in der Hauptsache unbeeinflußt. Für das Kippen des Ofens brauchen die Kabel 26 nicht langer bemessen zu werden; die Bewegung der Hängekabel 13 ist dabei im wesentlichen eine horizontale.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind die Stützen 22 am Tragrahmen 16 des Schmelzofens befestigt, nicht an der Brücke 15. Weiter ist der Tragrahmen 16 über eine weitere Stütze 29 abgestützt. Bei dieser Ausführungsform folgen die Stützen 22 nicht der Drehbewegung der Brücke, was für manche Öfen von Vorteil ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 können die Klemmen 12 des Ofentransformators bei entsprechender Lage des Transformators durch Hängekabel 24 unmittelbar mit dem Punkt 17, das heißt mit der Dreieckschaltung verbunden sein. Diese Ausführungsform ist in Fig. 7 gestrichelt angedeutet. Auch in diesem Fall ist die Leiterlänge verhältnismäßig begrenzt, da sie nicht den Bewegungen der Schwenkbrücke zu folgen braucht.

5 Die niedrige Ofenreaktanz dank der kleinen Länge der nicht kompensierten Leitungsabschnitte bewirkt, daß auch bei sehr großen Öfen eine niedrige Leitungsspannung und ein guter Leistungsfaktor erreicht werden kann. Da die Reaktanz insgesamt klein ist, braucht auch der Aufwand für ihre Symmetrierung nicht groß zu sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Patentansprüche: zum Ofen bzw. zu den Elektrodenarmen des Ofens werden üblicherweise lange Hängekabel verwendet,

1. Dreiphasiger Lichtbogenofen mit höh^nbeweg- deren Länge größer sein muß als dem Abstand zwilichen Elektroden, mit mindestens einem kipp- sehen Transformator und Ofen entspricht. Sie müs- oder schwenkbaren Bauteil, mit an diesem befestig- ι sen zumindest um soviel länger sein, wie es das ten kompensierten Stromschienen, mit sechs korn- Heben und Senken der Elektrodenarme erfordert, pensierten Hängekabeln zwischen der in offenem Diese Länge genügt aber nicht, denn beim Beschik-Dreieck geschalteten Niederspannungswicklung ken des Ofens wird die Brücke mit den Elektrodenardes Ofentransformators und den Stromschienen men zur Seite geschwenkt, beim Schlackenziehen und mit flexiblen, nicht kompensierten Leitungen ι ο wird der Ofen zusätzlich um etwa 8° und beim Charzwischen den Stromschienen und den Elektroden, genentleeren sogar um 45° gekippt. Die Länge der dadurch gekennzeichnet, daß sechs kompen- Hängekabel zwischen ihren Anschlußstellen an den sierte Stromschienen (14) an einem kipp^: oder Elektrodenarmen und den festen Schienen an der Seschwenkbaren, an der Höhenbewegung der Elek- kundärseite des Ofentransformators wird also außer troden nicht teilnehmenden Bauteil (15, Fig. 2; 15 vom Abstand beider von der maximalen Verschie-16, Fig. 7) befestigt sind, daß die Elektrodenarme bung der Anschlußpunkte der Kabel an den Elektro-(27) bzw. daran befestigte Stromschienen nicht denarmen bestimmt. Die Kabel sind deshalb bedeukompensiert und über drei nicht kompensierte tend länger, als es der Abstand und die Vertikalbewe-Hängekabel (26) mit den kompensierten Strom- gungen der Elektroden erforderlich machen, schienen (14) verbunden sind und daß der Schlie- 20 Die Dreieckschaltung der Sekundärwicklung des ßungspunkt (17) der Dreieckschaltung der Transformators wird dabei gewöhnlich am Transfor-Anschlußpunkt der drei Hängekabel (26) an den mator selbst vorgenommen, die Zuleitungen zu den kompensierten Stromschienen (14) ist. Elektroden haben hohe Reaktanzen, die in den ver-

2. Dreiphasiger Lichtbogenofen nach Anspruch schiedenen Phasen auch ungleich sind. Die daraus fol-

1, dadurch gekennzeichnet, daß die kompensierten 21 genden ungleichmäßigen Phasenströme verschlechtern Stromschienen (14) vertikal verlaufen. den Wirkungsgrad und beanspruchen das Ofenfutter

3. Dreiphasiger Lichtbogenofen nach Anspruch ungleichmäßig. Auch ist eine höhere Leerlaufspan-

2, dadurch gekennzeichnet, daß die kompensierten nung des Transformators erforderlich, um bei BeIa-Stromschienen (14) an Stützen (22) auf einem stung eine ausreichende Arbeitsspannung am Ofen zu kippbaren Tragrahmen (16) des Ofens befestigt 30 haben. Die Leerlaufspannung kann dabei gefährlich sind (F i g. 7). hoch werden. Man hat zwar bereits versucht, die

4. Dreiphasiger Lichtbogenofen nach Anspruch Dreieckschaltung an einer näher den Elektroden gele-

3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Tragrah- genen Stelle vorzunehmen, die bekannten Schaltungen men (16) eine Schwenkbrücke (15) angeordnet ist, haben aber verschiedene Nachteile; entweder führen deren Drehachse (A-B) sich nahe dem elektroden- 35 sie zu mechanisch unstabilen oder komplizierten Konseitigen Befestigungspunkt der nicht kompensierten struktionen oder der Ausgleich der Reaktanzen in Hängekabel (26) befindet. den drei Phasen wird nur durch eine Erhöhung der

5. Dreiphasiger Lichtbogenofen nach Anspruch Gesamtreaktanz erreicht. Es ist in diesem Fall nicht 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kompensierten möglich, dem Lichtbogenofen bei mäßiger Leerlauf-Stromschienen (14) an Stützen (22) auf einer 40 spannung eine große Wirkleistung zuzuführen, was Schwenkbrücke (15) für den Ofendeckel befestigt eine niedrige Reaktanz im Ofenkreis voraussetzt.

sind (Fig. 2). Aus der deutschen Patentschrift 932,320 ist bereits

6. Dreiphasiger Lichtbogenofen nach Anspruch ein Ofen der eingangs genannten Art bekannt, bei 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk- dem derjenige Teil der Zuleitungen, der nicht kompenbrücke (15) auf einem kippbaren Tragrahmen (16) 45 siert werden kann, möglichst klein gehalten ist. Bei des Ofens angeordnet ist. dieser bekannten Anordnung sind kompensierte Hän-

7. Dreiphasiger Lichtbogenofen nach Anspruch gekabel zwischen dem Ofentransformator und dem 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das untere mittleren Elektrodenarm vorgesehen. Um die Indukti-Ende der Stromschienen (14) in Höhe der Ofen- vitäten im Bereich der Eisenteile klein zu halten und kippachse(C-ß) angebracht ist. 50 dadurch Wirbelstromverluste herabzusetzen, ist der

Leiter des mittleren Elektrodenarms als kastenförmiger Hohlleiter ausgebildet, in dem die Leiter der beiden anderen Phasen als Schienenpakete verlaufen und von wo sie über kurze flexible Leitungen zu den bei-5 5 den äußeren Elektroden führen. Diese bekannte Anordnung hat verschiedene Mängel: Die verwendeten Hängekabel sind schwer und behindern die Stellbewe-

Die Erfindung bezieht sich auf einen dreiphasigen gung der mittleren Elektrode. Aus wärmetechnischen Lichtbogenofen mit höhenbeweglichen Elektroden, Gründen ist es schwierig, die bekannte Dreieckschalmit mindestens einem kipp- oder schwenkbaren Bau- 60 tung der Phasenleiter auf den Elektrodenarmen vorzuteil, mit an diesem befestigten kompensierten Strom- nehmen. Auch der konzentrische Hohlleiter mit den schienen, mit sechs kompensierten·Hängekabeln zwi- darin vorhandenen Schienenpaketen ist schwer und' sehen der in offenem Dreieck geschalteten Nieder- aufwendig und behindert die Stellbewegung. Die Spannungswicklung des Ofentränsformators und den Seilschlaufen, mit denen die Schienenpakete mit den Stromschienen und mit flexiblen, nicht kompensierten 65 Elektroden verbunden sind, sind der Hitze des Ofens Leitungen zwischen den Stromschienen und den Elek- stark ausgesetzt.

troden. £)_er vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

Für die Stromzuführung vom Ofentransformator gründe, bei einem dreiphasigen Lichtbogenofen mit