DE1640172B1 - Elektrische Kabel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft elektrische Kabel für extrem aufrechterhalten. Kabel mit einer lockeren Struktur, hohe Temperaturen, die bei über der Verkohlungs- die kein Asbest enthielten und in denen die Gumffiitemperatur liegenden Temperaturen in einer nicht isolation gehärtet worden war, in denen jedoch Luft oxydierten Atmosphäre einen zusammenhaftenden, in merklichen Mengen vorhanden war, versagten selbsttragenden, verkohlten Rückstand bilden, mit 5 ebenfalls oft. Diese Nachteile erhöhen die Kosten einem Paar verlitzter Leitungsdrähte, die von- für die Temperaturmessungen bei der Stahlherstellung einander isoliert und miteinander verseilt sind, und nicht nur wegen der Unkosten für die versagenden aus mehreren Schichten leicht brennbaren, organi- Thermoelemente, sondern auch, weil die Gefahr besehen, die Leitungsdrähte umgebenden, elektrisch steht, daß ein Stahl unerwünschter Zusammensetzung isolierenden Materials. io hergestellt wird auf Grund_;.der nicht in den richtigen Es sind eintauchbare Thermoelementeinheiten zur Zeitabständen in dem Stahlschmelzbad durchgeführ-Messung der Temperatur von Stahlschmelzbädern in ten Temperaturmessungen.

Öfen zur Durchführung von basischen Sauerstoff- Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, verfahren bei der Stahlherstellung bekannt. Solche Kabel herzustellen, die bei extrem hohen Tempera-Thermoelementeinheiten machen die Messung der 15 türen während eines längeren Zeitraums einen unTemperatur eines in einem Ofen-Schmelztiegel be- unterbrochenen Stromkreislauf aufrechterhalten könfindlichen Stahlschmelzbades möglich, ohne daß der nen und die bei über der Verkohlungstemperatur Schmelztiegel aus seiner normalen, senkrechten liegenden Temperaturen in einer nicht oxydierten Stellung gekippt wird. Eine solche Thermoelement- Atmosphäre einen zusammenhaftenden, selbsttrageneinheit besteht aus einem temperaturempfindlichen 20 den, verkohlten Rückstand bilden. Thermoelement, welches mit einem Gewicht versehen Diese Aufgabe wird durch ein Kabel der eingangs ist, wodurch es in das Stahlschmelzbad einsinkt, genannten Art gelöst, das erfindungsgemäß dadurch wenn es in den Schmelztiegel hineingeworfen wird. gekennzeichnet ist, daß um die Leitungsdrähte eine Die Thermoelementeinheit besteht weiterhin aus dicht angepaßte Umkleidung aus gehärtetemj einem elektrischen Kabel, das am einen Ende mit 25 flexiblem Gummi derart angebracht ist, daß das dem Thermoelement und am anderen Ende mit einer Kabel ein Minimum an Luftzwischenräumen enthält. Temperaturmeßapparatur verbunden ist. Die Tem- Dadurch besitzt das Kabel eine kompakte Struktur peraturmeßapparatur ist außerhalb des Ofens ange- und ein Minimum an Luft in den Zwischenräumen, bracht. Ein wesentliches Stück des am Thermo- Ebenfalls wird die Verbrennung von Schichten, die element befestigten Kabels wird hohen Temperaturen 30 aus brennbarem Isoliermaterial bestehen, innerhalb ausgesetzt, wenn es in den Schmelztiegel gegeben der Umkleidung bei Temperaturen, die oberhalb der wird und durch die Beschwerung in das Schmelzbad Zündtemperatür des brennbaren Isoliermaterials in eintaucht. - Luft liegen, sehr stark vermindert.

Um unter den extrem hohen Ofentemperaturen Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun in eine Temperaturmessung in dem im Schmelztiegel 35 der Zeichnung, die eine perspektivische Ansicht der befindlichen Stahlbad durchzuführen, ist es not- auseinandergenommenen, einzelnen Teile und somit wendig, in dem Thermoelement und in dem Kabel den inneren Aufbau des Kabels darstellt, näher ereine für die Temperaturmeßapparatur ausreichende läutert.

Zeit lang einen ununterbrochenen Stromkreislauf Kabel 1 enthält zwei verlitzte Leiter 2 und 3, von , aufrechtzuerhalten. Die Temperatur eines Stahl- 40 denen jeder schraubenartig mit Baumwollsträngen schmelzbades liegt gewöhnlich bei annähernd dicht umwickelt ist. Dadurch werden die Isolier-1600⁰C, und der im· Schmelztiegel befindliche Teil schichten 4 und 5 gebildet. Die aus einer flexiblen des Kabels ist diesen hohen Temperaturen aus- Gummiisolation bestehenden Mäntel 6 und 7 begesetzt, decken die umwickelten Leitungsdrähte 2 und 3. Die Das öftere Versagen der herkömmlichen Kabel 45 Mäntel 6 und 7 sind verschieden gefärbt, um zwibeim Aufrechterhalten eines fortgesetzten' Strom- sehen den Leitern 2 und 3 unterscheiden zu können, kreislaufes bei extrem hohen Temperaturen und Die mit Gummi ummantelten, isolierten Leiter wereiner zur Temperaturmessung des Stahlschmelzbades den eng zusammengedreht und die Fülleinlagen 8 ausreichenden Zeit ist von großem Nachteil. und 9 in die freien Räume zwischen die isolierten Es ist festgestellt worden, daß das Versagen der 50 Leiter eingelegt. Eine eng umwickelte Schicht 10 von Kabel durch die in den Kabeln selbst vorhandene Baumwollfäden bedeckt die isolierten Leiter und die Luft verursacht wird. Die in einem Kabel vor- Fülleinlagen und hält diese Teile eng zusammen. Die handene Menge Luft genügt, um in der Ofenhitze Schicht 10 wird mit vier Papierstreifen 11,12,13 und durch schnelle Expansion oder durch das Verr . 14. schraubenartig und in übereinanderliegenden brennen der im Inneren des Kabels befindlichen 55 Papierstreifenpaaren umwickelt. Eine äußere, aus organischen Isolationsteile mit der Luft ein Aus- flexiblem Gummi bestehende Umkleidung 15 bedeckt einanderreißen des Kabels zu verursachen. Es ist den ganzen oben beschriebenen Kabelaufbau, weiterhin festgestellt worden, daß Isolationsmaterial, Der vorteilhafte Aufbau des Kabels wird dadurch wie beispielsweise ungehärtetes Gummi, das gas- erreicht, daß die Baumwoll- und Papierisolation des förmige Stoffe bildet, bei der hohen Ofentemperatur 60 Kabels dicht um die entsprechenden zu schützenden durch die schnelle Bildung eines Druckes das Aus- Leitungspaare gewickelt wird, die Gummiisolation einanderreißen des Kabels hervorrufen kann. dicht auf die damit zu schützenden Teile aufKabel von lockerer Struktur, die Luft in einem extrudiert wird und der Gummi der Mäntel 6 und 7 merklichen Volumen und eine ungehärtete Gummi- und der Umkleidung 15 sofort nach der Extrudierung isolation oder ein Material, wie beispielsweise Asbest, 65 gehärtet wird.

das sich bei solchen hohen Temperaturen zersetzt, Ein erfindungsgemäßes elektrisches Kabel wurde

enthalten, konnten ausnahmslos keinen fortgesetzten folgendermaßen hergestellt: 16 Kupferstränge mit

Stromkreislauf während der erforderlichen Zeit einem Durchmesser von je 0,025 cm wurden zu dem

Leiter 2 (Drahtgröße Nr. 18) verlitzt. Sieben Stränge bestehende Schutzschicht für die nachfolgenden aus einer Kupfer-2°/o-Nickel-Legierung mit einem Schichten des Isolationsmaterials. Der Röstprozeß Durchmesser von je 0,025 cm wurden zu dem Leiter 3 verläuft mit einer geringeren Geschwindigkeit als ein verlitzt. Die Leiter 2 und 3 wurden schraubenartig Verbrennungsprozeß, so daß die Isolationsschichten mit feinen Baumwollsträngen umwickelt und bildeten 5 des Kabels beim Rösten ihre ursprünglichen Eigensomit die Schichten 4 und 5. Die Gummimäntel 6 schäften eine bedeutend längere Zeit behalten als und 7 wurden über die umwickelten Leiter! und 3 beim Verbrennen.

extrudiert. Der Gummi wurde sofort nach der Ex- Durch den gehärteten Gummi der Teile 6, 7 und

trudierung mittels Dampf und Druck genügend lang 15 wird die Bildung von gasförmigen Stoffen innergehärtet, um flüchtige Stoffe zu entfernen und leere io halb des Kabels bei den erhöhten Temperaturen und Räume zu eliminieren. Jeder isolierte Leiter wies dadurch auch die Bildung von Innendrücken auf ein einen Durchmesser von 0,28 cm auf, wobei der Minimum herabgesetzt.

Mantel 7 dicker ist als der Mantel 6. Befindet sich das erfindungsgemäße Kabel 1 im

Die zwei isolierten Leiter wurden dann eng zu- Schmelztiegel und im Stahlschmelzbad, dann tritt sammengedreht, und zwei Fülleinlagen 8 und 9 15 keine Verbrennung des im Stahlschmelzbad eingewurden in die freien Räume zwischen den zu- tauchten Teils der Umkleidung 15 ein, weil im gesammengedrehten Leitern eingelegt. schmolzenen Metall ein die Verbrennung unter-

Jede Fülleinlage bestand aus den Zellulosefäden - haltendes Gas fehlt. Die Ummantelung verkohlt und 17, die mit dem Papier 16 umwickelt waren und in bildet eine Kohlenstoffschicht, die den durch die die freien Räume fest eingelagert wurden, indem die 20 Papierstreifen 11,12,13 und 14 gebildeten Papier-Förderspulen in die entgegengesetzte Richtung zu isolationsschichten Schutz bietet. Diese übereinanderder Richtung rotierten, in der die isolierten Leiter liegenden Streifen können ebenfalls nacheinander gezusammengedreht wurden. röstet und verkohlt werden und Kohlenstoffschichten Das Kabel wurde dann dicht mit Seite an Seite bilden, die für die darunterliegenden Teile des Kabels liegenden Baumwollfäden umwickelt, die somit die 25 einen zusätzlichen Schutz bilden. Schicht 10 bildeten. Die Papierstreifen 11,12,13 und Die inneren Teile des Kabels, die sich zwischen 14, von denen jeder eine Dicke von 0,01 cm besaß, dem Metallschmelzbad und dem oberen Teil des wurden eng um die verseilten Teile gewickelt, wobei Schmelztiegels befinden, werden in ähnlicher Weise die Papierstreifen paarweise um die Kabelteile ge- geschützt.

legt wurden, um vier Schichten Papier auf das Kabel 30 Der Teil der Umkleidung 15, der der Ofenaufzubringen. Die äußere Gummiumkleidung 15 mit atmosphäre oberhalb des Stahlschmelzbades auseinem Wanddurchmesser von 0,019 cm wurde dann gesetzt ist, wird je nach der Zusammensetzung der über den oben beschriebenen Kabelaufbau extrudiert Atmosphäre innerhalb dieses Teils des Schmelztiegels und sofort nach der Extrudierung wie beschrieben verbrennen oder nicht verbrennen. Jedoch wird in gehärtet. Das fertige Kabel hatte einen Durchmesser 35 beiden Fällen eine verkohlte Schicht gebildet, wovon lern. durch die inneren Teile des Kabels geschützt wer-Die· Umkleidung 15 und die Mantel 6 und 7 be- den. Teile des Kabels 1 werden zusammen mit standen aus einem synthetischen Styrol-Butadien- Thermoelementeinheiten dazu verwendet, Tempera-Gummi, das nichtflüchtige Farbstoffe enthielt. Der turmessungen von Stahlschmelzbädern in Ofen-Mantel 6 und die Umkleidung 15 waren beispiels- 40 Schmelztiegeln vom basischen Sauerstofftyp durchweise mit Ruß und der Mantel 7 mit einem organi- zuführen. Das temperaturempfindliche Thermoschen roten Farbstoff vom Monoazo-Typ ein- element der Vorrichtung besteht aus einem Platingefärbt, draht, dessen eines Ende mit dem Ende eines Drahtes Das erfindungsgemäße elektrische Kabel besitzt verbunden ist, der aus einer Platinlegierung mit einen dichten Aufbau und weist mehrere eng an- 45 2% Rhodium besteht. Dadurch wird eine temperaliegende Schichten aus organischem isolierendem turempfindliche Verbindung hergestellt. Der Leiter 2 Material um die metallischen Leiter 2 und 3 auf. des Kabels 1, der aus einem verlitzten Kupferdraht Durch den engen, dichten Aufbau des Kabels wird besteht, wurde elektrisch mit dem aus einer Platinder Gehalt an Luftzwischenräumen auf ein Minimum Rhodium-Legierung bestehenden Draht des Thermoreduziert. Ein geringer Luftgehalt ist von Vorteil, 50 elementes verbunden, der Leiter 3, der aus einem weil dadurch die Möglichkeit eines Auseinander- verlitzten Kupfer-2°/o-Nickel-Legierungsdraht bereißens des Kabels durch eine schnelle Expansion steht, wurde elektrisch mit dem Platindraht des der eingeschlossenen Luft bei den extrem hohen Thermoelementes verbunden, um äußere elektro-Temperaturen im Schmelztiegel und im Stahlschmelz- motorische Kräfte in dem Meßstromkreis zu verbad stark vermindert wird. Außerdem wird durch 55 hindern. Bei allen diesen Versuchen konnte mit dem einen geringen Luftgehalt die Wahrscheinlichkeit, erfindungsgemäßen Kabel 1 ein ununterbrochener daß das Kabel durch Verbrennung des im Inneren Stromkreis für mindestens 8 Sekunden mit gutem liegenden organischen Isolationsmaterials bei Tem- Erfolg aufrechterhalten werden. Dabei wurde das peraturen, die höher liegen als die Zündungs- temperaturempfindliche Thermoelement in das Stahltemperatur des organischen Isolationsmaterials in 60 schmelzbad eingetaucht und das Kabel den EinLuft, zerstört wird, herabgesetzt. flüssen des Stahlschmelzbades und der Atmosphäre Beim Fehlen der die Verbrennung unterhaltenden oberhalb des Stahlschmelzbades im Schmelztiegel des Luft innerhalb des Kabels röstet das organische Ofens ausgesetzt. Die Temperaturmessungen konnten Isolationsmaterial im Kabel eher als daß es brennt. bei allen diesen Versuchen mit gutem Erfolg durch-Das Rösten des Isolationsmaterials verläuft von den 65 geführt werden.

äußeren Schichten in Richtung zu den inneren Obgleich das erfindungsgemäße Kabel 1 in einem

Schichten. Dabei wird jede Schicht nacheinander ge- beträchtlichen Ausmaß verkohlt, bleibt es zusammenröstet und bildet eine aus Kohlenstoff oder Kohle haftend und selbsttragend und behält nach der

Temperaturmessung in der vorher beschriebenen Weise genügend Festigkeit, so daß es zusammen mit dem Thermoelement aus dem Ofen-Schmelztiegel ganz herausgezogen werden kann. Das Gewicht ist in der Weise am Thermoelement befestigt, daß ein leichtes Ziehen am Kabel genügt, um das Thermoelement von dem Gewicht zu entfernen, während es sich in dein Bad befindet und nachdem die Temperaturmessung durchgeführt worden ist.

Das erfindungsgemäße Kabel 1 besitzt den weiteren Vorteil, daß ein geeignetes Gefäß am eintauchenden Ende des Kabels befestigt werden kann, womit eine Probe aus dem Stahlschmelzbad entnommen werden kann. Ein bekanntes Stahl-Probenahmegefäß wird unmittelbar oberhalb des Thermoelementes am Kabel befestigt und während der Temperaturmessung mit geschmolzenem Stahl gefüllt. Nach der Temperaturmessung wird das Kabel zusammen mit dem Stahl-Probenahmegefäß und dem Thermoelement ganz aus dem Ofen-Schmelztiegel herausgezogen und die ao Stahlprobe in gewohnter Weise untersucht, um die Zusammensetzung des geschmolzenen Stahls im Bad festzustellen.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kabels können auch andere Materialien und Verfahren verwendet werden. Verlitzte Jute kann ebenfalls für die Fülleinlagen 8 und 9 verwendet werden. Feine Stahllitzen können an Stelle der Zellulosefäden 17 in den Füllmaterialien eingesetzt werden, mn die Festigkeit des Kabels zu erhöhen. Auch anderes dicht packendes Isoliermaterial, das dem hier beschriebenen Isoliermaterial ähnlich ist, sowie Verfahren, die solche Materialien innerhalb des Kabels dicht aneinanderpacken, können verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kabel für extrem hohe Temperaturen, die bei über der Verkohlungstemperatur liegenden Temperaturen in einer nichtoxydierten Atmosphäre einen zusammenhaftenden, selbsttragenden, verkohlten Rückstand bilden, mit einem Paar verlitzter Leitungsdrähte, die voneinander isoliert und miteinander verseilt sind, und aus mehreren Schichten leicht brennbaren, organischen, die Leitungsdrähte umgebenden, elektrisch isolierenden Materials, dadurchgekennzeich.net, daß um die Leitungsdrähte eine dicht angepaßte Umkleidung aus gehärtetem, flexiblem Gummi derart angebracht ist, daß das Kabel ein Minimum an Luftzwischenräumen enthält.

2. Elektrische Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsdrähte aus einer unterschiedlichen Anzahl Litzen bestehen, wobei die Litzen des einen Leitungs- i drahtes aus einer größeren Anzahl Kupferlitzen und die Litzen des anderen Leitungsdrahtes aus einer Kupfer-Nickel-Legierung bestehen.

3. Elektrische Kabel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verseilten Leitungsdrähte Zwischenräume bilden, die ein isolierendes Füllmaterial (8,9) enthalten, und die Leitungsdrähte und die Fülhnaterialien mit Baumwollfäden Ummantelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen