DE1765899A1

DE1765899A1 - Schmelzstromzufuehrung fuer einen Lichtbogenofen

Info

Publication number: DE1765899A1
Application number: DE19681765899
Authority: DE
Inventors: H Scheidig
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1968-08-03
Filing date: 1968-08-03
Publication date: 1971-08-05
Also published as: GB1240930A; US3542932A; FR2015033A1

Description

LEYBOLD-HERAEUS GmbH & co kg 1765899

Köln

Akte 5118

Schmelzstrorozuführung für einen Lichtbogenofen

Die Erfindung betrifft eine Schmelzstromzuführung für einen Lichtbogenofen mit selbstverzehrender Ofenelektrode, bei dem der in einer Aufhängung vertikal bewegbare Ofenkörper auf einen Tiegel aufsetzbar ist.

Bekannt sind Lichtbogenöfen zum Erschmelzen von Metallen unter Vakuum, bei denen der in einer Aufhängung gelagerte Ofenkörper jeweils auf die vorbeschickten Tiegel abgesenkt wird. Nach dem Erschmelzen des Tiegelinhaltes wird der Tiegel mit dem Schmelzgut zur Weiterverarbeitung abtransportiert und der Ofenkörper mit einem neuen Tiegel verbunden, Im Inneren des Ofenkörpers befindet sich eine selbstverzehrende Elektrode, welche den Licht bogen gegenüber dem Einsatzgut hervorruft. Eine besondere Schwierigkeit bildet die Stromzuführung zum Bad und zur Ofene.lektrode, weil hier wegen der starken Ströme bei relativ geringen Spannungen erhebliche Einflüsse der Übergangswiderstände an den Kontaktstellen befürchtet werden müssen. Bei bekannten Vakuumlichtbogenöfen der beschriebenen Art sind die Stromanschlüsse derart ausgebildet, daß die positive Stromzuführung zum Tiegel über fest installierte Stromschienen erfolgt, die von einer Seite her horizontal an den oder die Tiegel herangeführt werden, sich vor dem Umfang symmetrisch teilen und dann an zwei diametral gegenüberliegenden Kontaktstellen am Tiegel angeschlossen sind» Die Ofenelektrode wird dabei über wassergekühlte biegsame Kabel mit dem negativen Spannungsanschluß verbunden. Die von der Seite auf den Tiegel zulaufenden Stromschienen besitzen ein starkes Mag-netfeld, das im Falle der Unsymmetrie sich ungünstig auf die im Tiegel befindliche Metallschmelze und auf die Gestalt des Lichtbogens auswirkt. Hierdurch können die Metallschmelze im Tiegel in Drehung versetzt und der Lichtbogen seitlich weggeblasen werden, Es entstehen dadurch Ungleichmäßigkeiten im Schmelzgut, wobei Bestandteile der Schmelze in bestimmten Bereichen angehäuft werden und dort zu unerwünschten Seigerungen Anlaß geben.

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Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus,. eine·Schmelzstromzuführung für.einen Lichtbogenofen mit selbstverzehrender Ofenelektrode zu schaffen, bei der eine einwandfreie Kontaktgabe der Stromzuführung am Tiegel mit gleichmäßiger Verteilung der Strombahnen über den Tiegelumfang sichergestellt ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß am Ofenkörper, wenigstens an zwei diametral gegenüberliegenden Auflagestellen, gegenüber dem Ofenkörper isolierte und mit der elektrischen Stromzuführung verbindbare Kontaktstücke vorgesehen und derart gegenüber der Tiegelauflagefläche angeordnet sind, daß sie nach dem Aufsetzen des Ofenkörpers auf einen Tiegel auf Tiegelumfangsteilen zur,Kontaktgabe unter Vorspannung aufliegen. Durch eine derartige Ausbildung mit vom Ofenkörper getrennten isolierten Kontaktstücken, welche unter Vorspannung auf Tiegelumfangsteilen insbesondere auf der Oberfläche des Tiegelflansches aufliegen, wird auch bei Abweichung der Ofenachse von der Tiegelachse eine einwandfreie Kontaktstelle mit geringem Übergangswiderstand geschaffen. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Kontaktstücke am Umfang des Ofenkörpers in gegenüber der Ofenelektrode symmetrischer Verteilung anzuordnen. Zur Vermeidung störender Magnetfelder im Bereich des Lichtbogens und der Schmelze kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft eine Stromzuführung zu den Kontaktstücken bzw, zu den diese tragenden Halterungen horizontal im oberen Randbereich des. Ofenkörpers mit vertikal fallenden Anschlußleitungen vorgesehen sein. Da die Kontaktstücke parallel zur Symmetrieachse des zylinderförmigen Tiegels liegen, ergibt sich aus der rotationssymmetrischen Gesamtanordnung eine gleichmäßige Ausbildung des Magnetfeldes, welche auf Lichtbogen und Schmelze keinen Bewegungsantrieb ausüben kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform kann derart gestaltet sein, daß die Kontaktstücke an am Ofenkörper elastisch verschiebbar gelagerten Stromschienen angebracht sind. Die elastische Lagerung kann dabei in verschiedener Weise mit Hilfe von Zugfedern oder auch durch die elastischen Eigenschaften des Materials oder der Halterung der Stromschienen hervorgerufen werden. Dabei kann es außerdem zweckmäßig sein, zur Verbindung zwischen den Stromschienen und dem Tiegel zusätzlich Khmmerelemente vorzu-

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sehen, die wahlweise an den Stromschienen am Tigel oder am Kühltopf angelenkt sein können. Derartige spannbare Klammerelemente können beispielsweise vorteilhaft am Kühltopf angebracht sein und in entsprechend angepaßte Ansätze in den Stromschienen eingreifen. Dabei werden allerdings an jedem Kühltopf solche Klammerelemente benötigt. Eine zweckmäßige Ausführung kann daher auch Klammerelemente am unteren Ende der Stromschienen vorsehen, wodurch sich die Gesamtzahl der benötigten Klammerelemente verringert» Nach dem Absenken des Ofenkörpers auf den Tiegel liegen zwar die Kontaktstücke bereits auf Tiegelumfangsteilen auf. Durch die spannbaren Klammerelemente erfolgt aber eine zusätzliche Verbesserung der Auflage zur Herabsetzung des Obergangswiderstandes. Das Spannen dieser Klammerelemente kann von Hand, aber auch in grundsätzlich bekannter konstruktiver Gestaltung mit Hilfe von pneumatischen oder hydraulischen Spannvorrichtungen erfolgen, Ein weiterer Vorteil kann gegebenenfalls dadurch erzielt werden, daß die Klammerelemente als Tiegelbefestigung gegenüber dem den Tiegel umgebenden Kühltopf ausgebildet sind.

Es kann außerdem gegebenenfalls zweckmäßig sein, den Ofenkörper in der abgesenkten Lage teilweise ohne Gewichtsentlastung auf dem Tiegel aufliegen zu lassen, so daß das Gewicht des Ofenkörpers den Kontaktanpreßdruck der Kontaktstücke vergrößert, Ferner kann auch.die durch das Vakuum erzeugte Anpreßkraft zur Erhöhung des Kontaktdruckes ausgenutzt werden.

Dxe vorgeschlagene Stromzuführung gestattet eine einwandfreie Kontaktgabe mit genau definierten zur Elektrode und Schmelze symmetrisch liegenden Strombahnen, so daß eine Einwirkung auf den Lichtbogen kompensiert wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, In der Seitenansicht ist ein Ofenkörper 1 gezeigt, der an einer in der Zeichnung nicht dargestellten Aufhängung angehoben und abgesenkt werden kann. Am äußeren Umfang des Ofenkörpers 1 befinden sich in symmetrischer Verteilung auf Stützen 2 elastisch gelagerte Stromschienen 3, die an ihren unteren Enden

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als Kontaktstücke 4 auf der Oberfläche eines Tiegelflansches des Tiegels 6 aufliegen. Wie aus der gestrichelten Lage der Führungsschienen 3 erkennbar, ist die elastische Aufhängung derart, daß nach dem Aufsetzen des Ofenkörpers 1 auf den Tiegel 6 die Führungsschienen 3 unabhängig von der Justierlage von Ofenkörper 1 und Tiegel 6 stets parallel zur Symmetrieachse des Tiegels 6 liegen. Zur Verbesserung des Obergangswiderstandes sind am Tiegel 6 entsprechende Anpreßklammern 7 vorgesehen, welche mit ihren Ansatzstücken 8 in entsprechende Ausnehmungen 9 der Stromschienen 3 eingreifen und dabei in der Festspannlage die Kontaktauflagekräfte vergrößern. Obwohl, wie in der Zeichnung angedeutet, eine Verkantung der Tiegelsymmetrieachse CD gegenüber der Symmetrieachse des Ofenkörpers AB eingetreten ist, wird eine sichere Kontaktgabe an den Kontaktstücken erzielt. Die Strombahnen verlaufen daher aus den Kontaktstellen am Tiegel zur Schmelze in gleichfalls symmetrischer Verteilung,so daß störende Feldeinflüsse ausgeschaltet s ind „

Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE 5118

1) Schmelzstromzuführung für einen !Lichtbogenofen mit selbstverzehrender Ofenelektrode, bei dem der in einer Aufhängung vertikal bewegbare Ofenkörper auf einen Tiegel aufsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Ofenkörper (1), wenigstens an zwei diametral gegenüberliegenden Auflagestellen, gegenüber dem Ofenkörper (1) isolierte und mit der elektrischen Stromzuführung verbindbare Kontaktstücke (H) vorgesehen und derart gegenüber der Tiegelauflagefläche angeordnet sind, daß..sie nach dem Aufsetzen des Ofenkörpers (1) auf einen Tiegel (6) auf Tiegelumfangsteilen zur Kontaktgabe unter Vorspannung aufliegen,

2) Schmelzstromzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (H) am Umfang des Ofenkörpers (1) in symmetrischer Verteilung gegenüber der Ofenelektrode angeordnet sind,

3) Schmelzstromzuführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung zu den Kontaktstücken (H) horizontal im oberen Randbereich des Ofenkörpers (1) mit vertikal fallenden Anschlußleitungen vorgesehen ist,

H) Schmelzstromzuführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (H) an am Ofenkörper (1) elastisch verschiebbar gelagerten Strom- w schienen (3) angebracht sind,

5) Schmelzstromzuführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen den Stromschienen (3) und dem Tiegel (6) spannbare Klammerelemente (7) vorgesehen sind.

6) Schmelzstromzuführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen (3) im Bereich der Kontaktstücke (H) mit Klammerelementen (7) versehen sind.

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7) Schmelzstromzuführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammerelemente (7) zur Tiegelbefestigung
gegenüber dem Kühltopf ausgebildet sind.

8) Schmelzstromzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenkörper (1) gegenüber dem Tiegel (6) derart aufgehängt ist, daß nach dem Absenken des Ofenkörpers (1)
wenigstens ein Teil seines Gewichtes als Kontaktanpreßdruck der Kontaktstücke (4) verfügbar ist.

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