DE1765526A1 - Three-phase electric arc furnace - Google Patents
Three-phase electric arc furnaceInfo
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Description
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DIPL-ING. H. SAUERLAND ceciuenauee76 Ill/Sch.DIPL-ING. H. SAUERLAND ceciuenauee76 Ill / Sch.
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The United Steel Companies limited, The Mount, Broomhill, Sheffield, Yorkshire, EnglandThe United Steel Companies limited, The Mount, Broomhill, Sheffield, Yorkshire, England
"Dreiphasen-Lichtbogenofen""Three-phase arc furnace"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Dreiphasen-Elektrolichtbogenofen, insbesondere auf die elektrischen Verbindungen zwischen dem Transformator und den Elektrodenhaltern. The invention relates to a three-phase electric arc furnace, especially the electrical connections between the transformer and the electrode holders.
Bei üblichen Elektroöfen ragen drei Elektroden vertikal in den Ofenraum, wobei jede Elektrode von einem Elektrodenhalter in der vorgesehenen Lage gehalten wird. Normalerweise sind die Elektrodenhalter so angeordnet, daß sich die Elektrodenachsen an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks befinden. Jeder Elektrodenhalter ist am Ende eines horizontal verlaufenden Elektrodenarms befestigt. Die drei Elektrodenarme liegen oberhalb des Ofens und verlaufen im allgemeinen parallel, wenngleich sie häufig auch in einem kleinen Winkel in Richtung auf den Ofen divergieren. Demzufolge ergeben sich in der Draufsicht zwei äußere Elektrodenarme mit je einem äußeren Elektrodenhalter und ein mittlerer Elektrodenarm, der den mittleren Elektrodenhalter trägt. Jeder Elektrodenarm wird normalerweise vonIn conventional electric furnaces, three electrodes protrude vertically into the furnace chamber, with each electrode from one Electrode holder is held in the intended position. Usually the electrode holders are arranged so that the electrode axes are at the corners of an equilateral triangle. Each electrode holder is at the end attached to a horizontally extending electrode arm. The three electrode arms lie above the furnace and run generally parallel, although they also often diverge at a small angle towards the furnace. As a result, there are two outer electrode arms, each with an outer electrode holder and in plan view a middle electrode arm that supports the middle electrode holder. Each electrode arm is usually made of
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31« Kai 196.8 an .!iD.r.aiph.aaeja-Id.cliti.tooe.eiiQ.f.eii.1?. Blatt ..·. t.... 31 «Kai 196.8 an.! ID.r.aiph.aaeja-Id.cliti.tooe.eiiQ.f.eii. 1 ?. Sheet ..·. t ....
einem Vertikalmast getragen, durch den er mit der Elektrode zur Einstellung des Lichtbogens in der Vertikalen verstellt werden kann. Jeder der drei Masten befindet sich zwischen dem Ofen und dem Transformator, der mit den Elektroden über flexible und starre Leitungen in Gestalt von Rohrschienen elektrisch verbunden ist. Die flexiblen Leitungen sind in Hinblick auf die Relativbewegung zwischen den Elektrodenarmen und dem Transformator erforderlich· Sie sind mit den starren Leitungen verbunden, die über den Elektrodenanaen liegen und zu den elektrisch mit den Elektroden verbundenen Elektrodenhaltern verlaufen.carried by a vertical mast, through which he adjusted with the electrode for setting the arc in the vertical can be. Each of the three masts is between the furnace and the transformer, the one with the electrodes above flexible and rigid lines in the form of pipe rails is electrically connected. The flexible lines are required in view of the relative movement between the electrode arms and the transformer · They are with the rigid lines connected over the electrode lines and run to the electrode holders that are electrically connected to the electrodes.
Derartige Elektroöfen lassen sich in drei Kategorien mit einer Leistung vor_ 10 MVA, 10 bis 20 MVA und über 20 MVA einteilen. Lei allen öfen ist es wichtig, daß der Leistungsverlust für die drei Phasen gleich ist, so daß die Impedanz der elektrischen Verbindungen zwischen dem Transformator und den Elektrodenhaltern für jede Phase gleich sein sollte, um einen Phasenausgleich zu erreichen. Bei Elektroöfen mit einer Leistung über 10 MVA wird der Phasenausgleich jedoch zunehmend schwieriger. Es ist in gleicher Weise wichtig, daß die Induktanz der sekundären Verbindungen, beispielsweise der zwischen den Sekundärklemmen des Transformators und den Elektrodenhaltern, gering ist, da andernfalls der Ofen mit einem geringen und unwirtschaftlichen Leistungsfaktor arbeitet. Es ergeben sich jedoch im Hinblick auf die gewünschte niedrige Induktanz der Sekun-Such electric furnaces can be divided into three categories with a power of 10 MVA, 10 to 20 MVA and over 20 MVA. In all furnaces it is important that the power loss is the same for the three phases, so that the impedance of the electrical connections between the transformer and the electrode holders should be the same for each phase in order to achieve phase compensation. In the case of electric furnaces with an output of more than 10 MVA, phase balancing is becoming increasingly difficult. It is equally important that the inductance of the secondary connections, for example that between the secondary terminals of the transformer and the electrode holders, be low, otherwise the furnace will operate with a low and inefficient power factor. However, with regard to the desired low inductance of the seconds
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...3.1.« Hai „1968 an EDr.elplma.eii-Id.aaii.b.og.enQ.f en..!1. Blatt 5...... 3.1. "Hai" 1968 to EDr.elplma.eii-Id.aaii.b.og.enQ.f en ..! 1st Sheet 5 ...
därrerbindungen bei Elektroöfen mit einer Leistung über 20 MVA beträchtlich· Schwierigkeiten, Diese sind durch die zunehmende Läng· und den größeren Abstand der Sekundärleiter bei größeren öfen und durch den für eine höhere Eingangsleistung erforderlichen, duroh den Sekundärteil fließenden Strom bedingt. Demzufolge stellen der Phasenabgleich bei öfen mit einer Leistung über 10 MVA und bei öfen mit einer Leistung über 20 MVA die Phasenbalanoe sowie gleichseitig eine niedrige Induktanz schwierige Probleme dar. Das m letztere Problem 1st natürlich weitaus schwieriger zu lösen, wenn die Stromfrequenz, wie beispielsweise in Nordamerika, 60 Hz anstatt wie üblich 50 Hz beträgt.Därrerbindungen in electric ovens with an output of more than 20 MVA considerable difficulties, These are caused by the increasing length and the greater spacing of the secondary conductors in larger ovens and by the current flowing through the secondary part required for a higher input power. Accordingly, the Phasing put in furnaces with a capacity over 10 MVA and furnaces with a capacity over 20 MVA the Phasenbalanoe and equilateral low inductance difficult problems. The m latter problem, of course, 1st much more difficult to solve when the current frequency, such as in North America, 60 Hz instead of the usual 50 Hz.
In der Vergangenheit wurden bereits Versuche gemacht, die Induktanz der Sekundärleitungen zu verringern und gleichseitig die Induktanz jeder Phase auszugleichen, um einen Phasenabgleich herbeizuführen. So wurden beispielsweise die sekundären Delta-Verbindungen des Transformators von diesem in die Bähe der Elektrodenhalter verlegt, ^ wofür jedoch ein besonderer Mast und Tragarm erforderlich sind. Auch wurden sättigungsfähige Hilfsreaktoren für die automatische Induktanzänderung der sekundären Verbindungen vorgeschlagen, um einen Phasenausgleich beizubehalten. Dabei wurde ein fester Reaktor an den mittleren Sekundärleitungen mindestens eines Lichtbogens angeordnet. Außer den hierfür erforderlichen teuren und komplizierten Konstruktionen haben diese Versuche hinsichtlich des gewünschtenAttempts have been made in the past to reduce the inductance of the secondary lines and at the same time equalize the inductance of each phase to bring about a phase adjustment. For example, the secondary delta connections of the transformer were relocated from it to the vicinity of the electrode holder, ^ for which, however, a special mast and support arm are required. Also were saturable auxiliary reactors for the proposed automatic inductance change of the secondary connections in order to maintain a phase balance. A fixed reactor was arranged on the middle secondary lines of at least one arc. Except the this required expensive and complicated constructions have these attempts with regard to the desired
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Phasenausgleichs bei gleichzeitiger Verringerung der Induktanz zu keinem Ergebnis geführt.Phase compensation while reducing the inductance led to no result.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, bei einem* Dreiphasen-Elektrolichtbogenofen der eingangs erwähnten Art, doho bei einem Elektroofen mit drei jeweils von einem eigenen Elektrodenhalter gehalterten Elektroden und drei im allgemeinen parallelen, sich horizontal erstreckenden und vertikal verstellbaren Elektrodenarmen für je einen Elektrodenhalter, daß mindestens zwei parallelgeschaltete starre Leitungen horizontal von jedem der beiden äußeren Elektrodenhalter im Abstand oberhalb der Arme zu den betreffenden mit dem Transformator verbundenen flexiblen Leitungen verlaufen und mit den starren Leitungen jedes Elektrodenhalters in einer von zwei Ebenen liegen, die sich im wesentlichen vertikal und im wesentlichen parallel in Abstand voneinander erstrecken, während mindestens zwei parallelgeschaltete starre Leitungen horizontal vom mittleren Elektrodenhalter im Abstand oberhalb der Arme zu den betreffenden, mit dem Transformator verbundenen flexiblen Leitungen verlaufen und im wesentlichen symmetrisch zwischen den beiden Vertikalebenen in einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Ebene liegen. Ein derartiger Ofen mit sechs oder mehr im wesentlichen parallelen Leitungen, normalerweise in Gestalt von Rohrschienen, hat gegenüber den herkömmlichen Ofen den wesentlichen Vorteil, daß er bei geeigneten Abständen zwischen den Leitungen eine besondere niedrige Induktanz be-According to the invention, it is now proposed, in the case of a * Three-phase electric arc furnace of the type mentioned at the beginning, doho in an electric furnace with three electrodes each held by its own electrode holder and three generally parallel, horizontally extending and vertically adjustable electrode arms for one electrode holder each, that at least two rigid lines connected in parallel horizontally from each of the two outer electrode holders at a distance above the arms the concerned with The flexible lines connected to the transformer run and with the rigid lines of each electrode holder in one of two planes which are substantially vertical and substantially parallel at a distance from one another while at least two rigid lines connected in parallel extend horizontally from the central electrode holder run at a distance above the arms to the relevant flexible lines connected to the transformer and essentially symmetrical between the two vertical planes in a common, essentially horizontal one Lie level. Such a furnace with six or more substantially parallel ducts, usually in shape of pipe rails, has the significant advantage that it has a particularly low inductance with suitable distances between the lines.
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31« Mai 1.9.6a an .!!.Ite.e.ipliia.iB.eii-M.alit'böe.en.Q.f.eix.". Blatt ft..31 «May 1.9.6a an. !!. Ite.e.ipliia.iB.eii-M.alit'böe.en.Q.f.eix.". Sheet ft ..
sitzt. Darüber hinaus können die Abstände der Leitungen so ausgewählt werden, daß außer einer niedrigen Induktanz die Induktanz aller Sekundärleitungen zu den drei Elektrodenhaltern gleich ist und sich demzufolge ein Phasenausgleich ergibt. Insoweit werden die vorerwähnten Schwierigkeiten durch den erfindungsgemäßen Ofen in einfacher und wirtschaftlicher Weise überwunden.sits. In addition, the spacing of the lines can be selected so that, in addition to a low inductance, the Inductance of all secondary lines to the three electrode holders is the same and therefore a phase balance results. In this respect, the aforementioned difficulties are made easier and more economical by the furnace according to the invention Way overcome.
Selbstverständlich besitzen auch die flexiblen Leitungen eine bestimmte Induktanz. Aus diesem Grunde faßt man die flexiblen Leitungen jeder Phase üblicherweise zu einem Bündel zusammen,, Die Wirkung einer derartigen Bündelung auf die Leitungen einer Phase besteht darin, daß das zwischen den anderen beiden Leiterbündeln liegende Leiterbündel für den mittleren Elektrodenhalter eine geringere Induktanz besitzt als die äußeren Phasen und sich demzufolge kein Phasenausgleioh ergibt. Bei dem erfindungsgemäßen Ofen ist eine derartige Wirkung nicht mehr unbedingt unerwünscht, da bei geeigneter Wahl des Abstands zwischen den starren Leitungen, beispielsweise Rohrschienen, die in einer im wesentlichen horizontalen Ebene oder Ebenen liegen, die Induktanz dieser Leitungen geringer, gleich oder größer gemacht werden kann als diejenige der sich zu den äußeren Elektrodenhaltern erstreckenden starren Leitungen. Demzufolge besteht, wenn der Unterschied zwischen der Induktanz der mittleren und der äußeren starren Leitungen gleich und entgegengesetzt der Differenz zwischen der In-Of course, the flexible lines also have a certain inductance. For this reason, the flexible lines of each phase are usually combined into a bundle. The effect of such a bundling on the lines of a phase is that the conductor bundle between the other two conductor bundles for the central electrode holder has a lower inductance than the outer ones Phases and consequently no phase compensation results. In the furnace according to the invention, such an effect is no longer absolutely undesirable, since with a suitable choice of the distance between the rigid lines, for example pipe rails, which lie in a substantially horizontal plane or planes, the inductance of these lines can be made lower, equal or greater than that of the rigid leads extending to the outer electrode holders. Accordingly, if the difference between the inductance of the central and the outer rigid lines is equal to and opposite to the difference between the internal
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duktanz der mittleren und der äußeren flexiblen Leitungen gemacht wird, der Gesamteffekt darin, daß die öeeamtinduktanz der Phasen gleich 1st, vorausgesetzt, daß die Induktanz en der Elektroden und des Ofentransformators symmetrisch sind. Dies ist insbesondere dann wünschenswert, wenn es sich bei einer üblichen Anordnung der flexiblen Leitungen erreichen läßt. Anderseits kann der Abstand zwischen den starren Leitungen auch so eingestellt werden, daß diese eine gleiche Induktanz besitzen. Dies hat eine bestimmte Anordnung der flexiblen Leitungen mit gleicher Induktanz zur Folge, wenn ein Phasenausgleich erreicht werden soll.ductance of the middle and outer flexible lines, the overall effect being that the oeeamtinduktanz of the phases is equal, provided that the inductances en of the electrodes and the furnace transformer are symmetrical are. This is particularly desirable when the flexible lines are arranged in a conventional manner can achieve. On the other hand, the distance between the rigid lines can also be adjusted so that these have the same inductance. This has a certain arrangement of the flexible lines with the same inductance result if a phase balance is to be achieved.
Obgleich sich bei der Verwendung von nur sechs Rohrs cliienen oder anderen starren Leitungen zufriedenstellende Ergebnisse erzielen lassen, ist bei mehr als sechs Leitungen eine gleiche Anzahl von Leitungen vorzuziehen, so daß jedes Paar einen hin- und zurückführenden Strompfad für Kühlwasaer ermöglicht„ So kann man beispielsweise zwei Sä-üze äußerer Leiter verwenden, deren jeder acht in einer entsprechenden im wesentlichen vertikalen Ebene liegende Leiter umfaßi; sowie acht Mittelleiter, von denen vier in einer im wesentlichen horizontalen Ibene und die anderen vier in einer zweiten, ebenfalls im wesentlichen horizontalen Ebene unmittelbar darüber liegen. Auf diese Weise ergeben eich insgesamt zwei vertikale und zwei horizontale Ebenen. Im Rahmen der Erfindung kann jedoch die Leiterzahl noch weiter erhöht werden.Although cliiening only six pipes or other rigid conduits is satisfactory Achieve results, if there are more than six lines, an equal number of lines is preferable, so that each pair enables a current path leading back and forth for cooling water. “For example, you can have two Use outer conductors, each eight in one corresponding substantially vertical plane lying conductor comprises; and eight center conductors, four of which are in one substantially horizontal plane and the other four are in a second, also essentially horizontal plane immediately above it. In this way surrendered calibrate a total of two vertical and two horizontal levels. In the context of the invention, however, the number of conductors can be increased even further.
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3.1..* Mal 1.9.6.8. an !•.B.r.ftlptes.s.n-L.i.c.Ja.ii.Mgezi.Q.ltn.1! Blatt 4t 3.1 .. * times 1.9.6.8. an! • .Brftlptes.sn-LicJa.ii.Mgezi.Q.ltn. 1 ! Sheet 4t
Eine Verringerung der Induktanz der Sekundärleitungen läßt sieh auch duroh Vervollständigung der Deltaverbindung des Ofentransformators an der Verbindung der flexib-Decreasing the inductance of the secondary lines also allows the delta connection to be completed of the furnace transformer at the connection of the flexible
N len und der starren Leitungen erreichen. Dies ergibt sechs Sr-- - N len and the rigid lines. This makes six Sr-- -
Bündel flexibler Leitungen, die die sechs Transformatorklem-Bundle of flexible cables that connect the six transformer terminals
f■ . * men mit den starren Leitungen verbinden. Die an den äußeren ... . Traneformatorklemmen angeordneten flexiblen Leitungen liegen »wischen den starren Leitungen der äußeren und inneren Pha- ; ββη, während die beiden inneren Bündel flexibler Leitungen BWisohen den Inneren Transformatorklemmen und den starren Leitungen der äußeren Phase angeordnet sind.f ■. Connect * men with the rigid lines. The ones on the outside .... Flexible lines arranged in Traneformatorklems lie »between the rigid lines of the outer and inner phases ; ββη, while the two inner bundles of flexible lines BWisohen the inner transformer terminals and the rigid lines of the outer phase are arranged.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäßer Dreiphasen-Lichtbogenofen mit einer Lei- :. stung von 36 MVA und einem Lichtbogenstrom von 42 KA dargestellt. In der Zeichnung sseigen:In the drawing, a three-phase arc furnace according to the invention with a line is shown as an exemplary embodiment. :. power of 36 MVA and an arc current of 42 KA. In the drawing you can see:
ffigο 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ofens, ffigο 1 the side view of a furnace according to the invention,
?lg, 2 eine sohematisohe Darstellung der elektrischen Leitungen, ? lg, 2 a thematic representation of the electrical lines,
gjg.2a eine schematische Darstellung einer anderen Leitungsanordnung, gjg.2a a schematic representation of another line arrangement,
gjg, 3 in vergrößerter Darstellung die starren Rohrschienen für die Elektroden, gjg, 3 in an enlarged view the rigid pipe rails for the electrodes,
, 4 eine Draufsicht auf die elektrischen Leitungen der Mg. 3, 4 a plan view of the electrical lines of the Mg. 3,
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31.0 Mai 19.6.8 an .!'.Dr.eipliafii.eii-Li.Qlit.TttQg.eia.QX.e.ri.!!. Blatt Ä31.0 May 19.6.8 to.! '. Dr.eipliafii.eii-Li.Qlit.TttQg.eia.QX.e.ri. !!. Sheet Ä
Π65526Π65526
Fig. 5 einen Yertikalßchnitt nach der Linie V-V der Figo 3, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig» 3 und 5 shows a vertical section along line VV in FIG. 3, FIG. 6 shows a section along line VI-VI in FIGS
Figo 7 eine grafische Darstellung der Wirkung einer Abstandsänderung zwischen den Rohrschienen für die Mittelphase auf die Induktanz« 7 shows a graphic representation of the effect of a change in the distance between the pipe rails for the middle phase on the inductance «
Zu der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ofenanlage gehört ein Ofentransformator 1 mit drei primären oder Eingangsklemmen 2 und sechs sekundären oder Auegangsklemmen 3, die mit a., a«, b.., b2, c,, c« bezeichnet sind. Jede der drei sekundären Transformatorwicklungen liegt zwischen einem Paar entsprechender Sekundärklemmen 3· Sechs Sätze flexibler Leitungen 4, deren jeder aus einem Bündel von acht Einzelleitern besteht, verbinden jede sekundäre Anschlußklemme 3 mit einem entsprechenden Paar starrer Rohrschienen (Fig,2). Diese Anordnung der flexiblen Leitungen ergibt eine geringe Induktanz, da die beiden Bündeln jeder Phase nahe beieinander hängen und deren gegenseitige Induktanz um 180° auseinanderliegen und sich daher gegenseitig voll aufheben. Die alternative Anordnung der Fig» 2a ergibt dagegen eine höhere Induktanz, da die sich gegenseitig aufhebenden Induktanzen zwischen den Phasen 120° auseinanderliegen und sich daher nur zur Hälfte gegenseitig aufheben. Die Berugszeichen a^, a2, b^, t>2, C1 und C2 bezeichnen einander entsprechende Teile in den Fig· 2 und 2a. The furnace system shown in FIGS. 1 to 4 includes a furnace transformer 1 with three primary or input terminals 2 and six secondary or output terminals 3, which are designated with a., A ", b .., b 2 , c" c " . Each of the three secondary transformer windings lies between a pair of corresponding secondary terminals 3. Six sets of flexible leads 4, each consisting of a bundle of eight individual conductors, connect each secondary terminal 3 to a corresponding pair of rigid pipe rails (Figure 2). This arrangement of the flexible lines results in a low inductance, since the two bundles of each phase hang close to each other and their mutual inductance are 180 ° apart and therefore completely cancel each other out. The alternative arrangement of FIG. 2a, on the other hand, results in a higher inductance, since the mutually canceling inductances between the phases are 120 ° apart and therefore only half cancel each other out. The reference symbols a ^, a 2 , b ^, t> 2 , C 1 and C 2 denote corresponding parts in FIGS. 2 and 2a.
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3.1c. Mai .19.6.8. απ !.!Dxfti.pha.s.en.-Iii.olitb.Qge.i3iQf.ftjifl Blatt St 3.1c. May .19.6.8. απ!.! Dxfti.pha.s.en.-Iii.olitb.Qge.i3iQf.ftji fl sheet St
von denen in 3?ige 1 nur die Rohrsohienen 6, 7 und 8 siehtbar sind. Die Rohrsohienen 6 und 7 werden von einem Elektrodenarm 12 getragen, dem gegenüber sie elektrisch isoliert sind. Der Elektrodenarm 12 ist am Ende eines vertikal verstellbaren Hubmastes 15 angeordnet. Die beiden Rohrschienen 6 und 7 sind über einen Verbinder 27 parallelgeschaltet. Am Ende des Elektrodenarms 12 befindet sich ein Elektrodenhaiter 18 mit einer zylindrisehen Elektrode 21. In ähnlicher Weise werden die Rohrsohienen 8 und 9 von einem horizontalen Elektrodenarm 13 gehalten, dem gegenüber sie isoliert sind. Der Elektrodenarm 13 ist seinerseits am Ende eineja ebenfalls vertikal verstellbaren Hubmastes 16 angeordnet. Die beiden Rohrschienen sind mit einem Elektrodenhalter 19 mit einer Elektrode 22 verbunden; sie sind über einen Verbinder 28 parallelgeschaltet. Ebenso werden die beiden übrigen Rohrschienen 10 und 11 von einem entsprechenden horizontalen Elektrodenarm 14 getragen, dem gegenüber sie elektrisch isoliert sind. Der dritte Elektrodenarm 14 ist ebenfalls an einem vertikal verstellbaren Hubmast 17 angeordnet. Die Rohrschienen 10 und 11 sind mit einem entsprechenden Elektrodenhalter 20 mit einer dritten Elektrode 23 sowie über einen Verbinder 29 parallelgesohaltet. Wie sich aus Figo 3 ergibt, verlaufen die drei Elektrodenarme 12 bis 14 im wesentlichen parallel zueinander, wenngleich sie mit geringem Winkel in Richtung auf die Elektroden 21 bis 23 konvergieren. Die Längsachsen der Elektroden 21 bis 23 liegenof which are siehtbar 3? ig e 1, only the Rohrsohienen 6, 7 and 8. FIG. The pipe rails 6 and 7 are carried by an electrode arm 12, from which they are electrically insulated. The electrode arm 12 is arranged at the end of a vertically adjustable lifting mast 15. The two pipe rails 6 and 7 are connected in parallel via a connector 27. At the end of the electrode arm 12 there is an electrode holder 18 with a cylindrical electrode 21. In a similar way, the pipe rails 8 and 9 are held by a horizontal electrode arm 13 from which they are insulated. The electrode arm 13 is in turn arranged at the end of a lifting mast 16, which is also vertically adjustable. The two pipe rails are connected to an electrode holder 19 with an electrode 22; they are connected in parallel via a connector 28. Likewise, the two remaining pipe rails 10 and 11 are carried by a corresponding horizontal electrode arm 14, from which they are electrically insulated. The third electrode arm 14 is also arranged on a vertically adjustable lifting mast 17. The pipe rails 10 and 11 are held in parallel with a corresponding electrode holder 20 with a third electrode 23 and via a connector 29. As can be seen from FIG. 3, the three electrode arms 12 to 14 run essentially parallel to one another, although they converge at a small angle in the direction of the electrodes 21 to 23. The longitudinal axes of the electrodes 21 to 23 lie
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3.1..». ....Mai läfia an !'Drei^asearMclatiboAeiioifia!1. Βία»3.1 .. ». .... May läfia an! 'Three ^ asearMclatiboAeiioifia! 1st Βία »
an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks und erstrecken sich nach unten in einen Ofen 24. In diesen Ofen wird die einzuschmelzende Charge gebracht, die durch die drei Lichtbogen zwischen den Elektroden 21, 22, 23 und der Metalloberfläche in üblicher Weise eingeschmolzen wird. Während des Schmelzens werden die Hubmasten 15, 16 und 17 vertikal verstellt, um die Lichtbogenlängen einzustellen und optimale Schmelzbedingungen zu schaffen. Bei Beendigung des Schmelzprozesses wird der Ofen 24 auf Zahnkränzen 25 zum Abgießen des Metalls gekippt.at the corners of an equilateral triangle and extend down into an oven 24. In this oven, the Batch to be melted brought by the three arcs between the electrodes 21, 22, 23 and the metal surface is melted in the usual way. During the melting, the lifting masts 15, 16 and 17 are adjusted vertically, to adjust the arc lengths and create optimal melting conditions. At the end of the melting process the furnace 24 is tilted on toothed rims 25 to pour the metal.
Wie bereits erwähnt, bezieht sich das dargestellte Ausführungsbeispiel auf die Anordnung von sechs etarren Rohrschienen, wie sie sich beispielsweise aus den Figo 4 und 5 ergibt. Der Außendurchmesser der Rohrschienen beträgt in jedem fall 12,7 cm hei einem Innendurchmesser von 9t 5 cm. Die Länge der vier längsten, d.h. zu den äußeren Elektrodenhaltern 18 und 20 führenden Rohrschienen beträgt 8,5 m. Die drei Elektrodenarme besitzen einen AuSendurchmeseer von 40,7 cm und einen Innendurchmesser von 35,6 cm· Wie sich aus den Pig· 2 und 3 ergibt, werden die jeweils mit einem Elektrodenhalter verbundenen Rohrschienenpaare mittels Laschen 26 aus rostfreiem Stahl im Abstand über den zugehörigen Elektrodenarmen gehalten. Die Laschen 26 sind gegenüber den Rohrschienen elektrisch isoliert und so dimensioniert, daß sie der größtmöglichen elektromagnetischen Anziehungskraft zwischen zwei benachbarten Rohrschienen widerstehen können. 109883/0467As already mentioned, the illustrated embodiment relates to the arrangement of six solid pipe rails, as can be seen from FIGS. 4 and 5, for example. The outer diameter of the tubular rails is in each case 12.7 cm hei an inner diameter of 9 t 5 cm. The length of the four longest pipe rails, ie leading to the outer electrode holders 18 and 20, is 8.5 m. The three electrode arms have an outer diameter of 40.7 cm and an inner diameter of 35.6 cm 3 shows, the pipe rail pairs connected to an electrode holder are held at a distance above the associated electrode arms by means of brackets 26 made of stainless steel. The tabs 26 are electrically insulated from the pipe rails and dimensioned so that they can withstand the greatest possible electromagnetic attraction between two adjacent pipe rails. 109883/0467
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Aus !ig. 5 ergibt sich die Anordnung der Rohrßchienen 6 bis 11 in bezug auf die drei Elektrodenarme 12, 13» 14, die in derselben Höhe liegen. Die beiden Rohrschienen 6 und 7 liegen in einer gemeinsamen Vertikalebene, während die beiden Rohrschienen 10 und 11 in einer im Abstand davon ebenfalls Tertikai verlaufenden Ebene angeordnet sind, Die mittleren Rohrschienen 8 und 9 liegen in einer gemeinsamen Horizontalebene, und zwar symmetrisch in bezug auf die vier äußeren Rohrschienen 6, 7 und 10, 11. Sämtliche Rohrsohienen 6 bis 11 verlaufen horizontal parallel zueinander. Die Rohrschienenabstände gemäß Fig· 5 ergeben sich wie folgt:From! Ig. 5 shows the arrangement of the tubular rails 6 to 11 with respect to the three electrode arms 12, 13 »14, which are at the same height. The two pipe rails 6 and 7 lie in a common vertical plane, while the two pipe rails 10 and 11 are spaced apart of which also Tertikai extending plane are arranged, the middle pipe rails 8 and 9 are in a common Horizontal plane, symmetrically with respect to the four outer tube rails 6, 7 and 10, 11. All Pipe rails 6 to 11 run horizontally parallel to one another. The pipe rail spacings according to FIG. 5 result as follows:
Fig. 6 veranschaulicht die Anordnung der sechs Rohrschienen im Bereich ihrer Verbindungen mit den flexiblen Leitungen 4, wobei der Abstand g 28,0 cm beträgt. Die Induktanz je Meter Rohrschiene kann nach den üblichen physikalischen Formeln berechnet werden. Geht man von der vorbeβchriebenen Anordnung der Rohrechienen aus, dann beträgt die durchschnittliche Induktanz je Meter aller Rohrschienen 0,335^iH. Di· Induktanz der mittleren Rohr schienen 8 und 9 liegt mit 0,374 4 H/m um einiges höher. Wie bereite erwähnt,6 illustrates the arrangement of the six pipe rails in the area of their connections with the flexible lines 4, the distance g being 28.0 cm. The inductance per meter of pipe rail can be calculated using the usual physical formulas. Judging from the vorbe β MODEL SPEEDLIMITS arrangement of the pipes rails, then the average inductance per meter is all the pipe rails 0.335 ^ iH. The inductance of the middle pipe rails 8 and 9 is somewhat higher at 0.374 4 H / m. As already mentioned,
109883/0467109883/0467
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werden bei öfen mit flexiblen Leitungsbündeln, beispielsweise gemäß Pig· 2a, mit niedriger Induktanz der mittleren Phase die Rohrsohienen vorzugsweise so angeordnet, daß die * Induktanz der mittleren Rohrsohienen 8 und 9 größer 1st als diejenige der äußeren Rohrsohienen 6, 7> 10 und 11, um dem Einfluß der flexiblen Leitungen 4 entgegenzuwirken, und eine Phasenbalance herbeizuführen·are in furnaces with flexible cable bundles, for example according to Pig · 2a, with low inductance of the middle Phase the pipe rails are preferably arranged in such a way that the * The inductance of the middle pipe rails 8 and 9 is greater than that of the outer pipe rails 6, 7> 10 and 11 to counteract the influence of the flexible lines 4 and to bring about a phase balance
Eine Abstandsvergrößerung der beiden mittleren Rohrschienen 8 und 9 unter Beibehaltung ihrer symmetrischen Lage in bezug auf die äußeren Rohrsohienen wirkt sich entsprechend der Sarstellung in Mg. 7 aus* Dort ist die Induktanz 1 in μ H/m gegen den Abstand d der Rohrsohienen 8 und 9 in cm aufgetragen. Dabei sind die anderen Rohrschienen und die Elektrodenarme entsprechend der Darstellung in den Pig· 5 und 6 angeordnet. Die mit m bezeichnete Kurve veranschaulicht die Abhängigkeit für die Leitungen der mittleren Phase, die mit ρ gekennzeichnete Kurve die Abhängigkeit für die Leitungen der äußeren Phase und die mit η gekennzeichnete Kurve den sich hieraus ergebenden Mittelwert· Der gegenseitige Abstand der beiden mittleren Rohrsohienen 8 und 9 wird so gewählt, daß die Induktanz unausgeglichen gleich und entgegengesetzt derjenigen der flexiblen Leitungen 4 ist.An increase in the distance between the two middle pipe rails 8 and 9 while maintaining their symmetrical position in relation to the outer pipe rails has an effect corresponding to the position in Mg. 7 * There the inductance 1 is in μ H / m against the distance d between the pipe rails 8 and 9 applied in cm. The other pipe rails and the electrode arms are arranged as shown in Figures 5 and 6. The curve marked with m illustrates the dependency for the lines of the middle phase, the curve marked with ρ the dependency for the lines of the outer phase and the curve marked with η the resulting mean value.The mutual distance between the two middle pipe rails 8 and 9 is chosen so that the inductance is unbalanced equal and opposite to that of the flexible lines 4.
Di« Wirkung einer Abstandevergrößerung zwischen dtn Rohrichienen 6 und 7 bzw. 10 und 11 besteht darin, ihreThe effect of increasing the distance between the tubes 6 and 7 or 10 and 11 is to reduce their
109883/0 46 7109883/0 46 7
..3.1· Hal 19.6.8. an f.!.I)x.e.Ipkδ!..)a.ft»,r;Id.oωl5.o.g.«!n.Q.l9.n..!!. Blatt 1&...3.1 · Hal 19.6.8. an f.!. I) x.e.Ipkδ! ..) a.ft », r; Id.oωl5.o.g.«! n.Q.l9.n .. !!. Page 1&.
additive gemeinsame Induktanz ohne gleichzeitige Verringerung ihrer subtraktiven gemeinsamen Induktanz mit den Rohrschienen der Mittelphase stark zu verringern. Der ausgeglichene Zustand, in dem alle Phasen gleich sind, liegt etwa im Schnittpunkt der drei Kurven m, n, p. Die Rohrsohienen 6 und 10 sowie die Rohrschienen 7 und 11 sollten nahe ■beieinanderliegen, doch wird ihr geringster Abstand durch die Wärmeeinwirkung des in ihnen fließenden Stroms auf den mittleren Elektrodenarm 13 bestimmt, wenn diese Rohrschienen sich auf derselben Höhe befindenc additive common inductance without reducing their subtractive common inductance with the tube rails of the center phase greatly reducing it. The balanced state, in which all phases are the same, lies roughly at the intersection of the three curves m, n, p. The pipe rails 6 and 10 and the pipe rails 7 and 11 should be close to each other, but their smallest distance is determined by the heat of the current flowing in them on the central electrode arm 13 when these pipe rails are at the same height c
Es wurde bereits erwähnt, daß die durchschnittliche Induktanz bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 0,335 ,/t H/a beträgt. Im Vergleich dazu beträgt die durchschnittliche Induktanz einer vergleichbaren herkömmlichen Anordnung von sechs Rohrschienen in derselben Horizontalebene 0,485^i H/m. Darüber hinaus besitzen die mittleren Rohrschienen eine geringere Induktanz als die äußeren Rohrschienen, so daß bei einer ähnlichen Wirkung an den flexiblen Leitungen, sich zwischen den Phasen eine beträchtliche Unbalanoe ergibt. Eine andere vergleichbare Anordnung herkömmlicher Art besteht aus drei Rohrschienen, deren Längsachsen an den Eoken eines gleichseitigen Dreiecks liegen· Dabei liegen die Rohrsohienen so nahe beieinander, wie es der, gegebene Elektrodenarmabstand gestattet. Obgleich die Induktanz dieser Rohrsohienen im wesentlichen gleich ist, liegt die Induktanz je Meter in der Größenordnung von 0,508 u H. 109883/0467It has already been mentioned that the average inductance in the illustrated embodiment is 0.335 / t H / a. In comparison, the average inductance of a comparable conventional arrangement of six pipe rails in the same horizontal plane is 0.485 ^ i H / m. In addition, the central pipe rails have a lower inductance than the outer pipe rails, so that with a similar effect on the flexible lines, there is a considerable unbalance between the phases. Another comparable arrangement of a conventional type consists of three pipe rails, the longitudinal axes of which lie on the eoks of an equilateral triangle. The pipe rails are as close to one another as the given electrode arm spacing allows. Although the inductance of this Rohrsohienen substantially equal, the inductance per meter is in the order of 0.508 u H. 109883/0467
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