DE1919523A1 - Hohlelektroden-Absperrvorrichtung - Google Patents

Description

KNAPSACK AKTIENGESSLLSCHAPT ; \ Ό \

Knapsack bei Köln
K 848 Aktenzeichen P 19 19 523. 4

Hohlelektroden-Absperrvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung für zum Zuführen von Einsatzstoffen in feinteiliger Form und/oder Zu- bzw. Abführen von Gasen bzw. Ofengasen dienende Hohlelektroden von elektrothermischen Reduktionsöfen, Lichtbogenschmelzöfen, wie beispielsweise Calciumcarbid-, Phosphoröfen o.dgl., mit einer in der Zuführungsvorrichtung koaxial zu der Elektrode verschiebbar gelagerten Schubstan ge und einem damit lösbar verbundenen Stopfen, der von einer Stellung in der Zuführungsvorrichtung, in der er die Zu- und Abfuhr von Stoffen nicht behindert, in eine Stellung in der Elektrode, in der er deren Hohlraum verschließt und umgekehrt mittels der Schubstange von außen verschoben werden kann.

Bei Absperrvorrichtungen der vorstehend genannten Art benutzt man als Stopfen im Durchmesser veränderbare Pfropfen. Die Materialien, aus denen im Durchmesser veränderbare Pfropfen hergestellt werden können, sind insbesondere bei erhöhten Temperaturen entweder hitzeempfindlich oder mechanisch festigkeitsschwach und daher für Zwecke zum Absperren von Hohelektroden nicht in jedem Pail geeignet. Insbesondere dann nicht, wenn nach einer Beschädigung des Pfropfens durch die Hohlelektrode aus dem Ofen giftige Gase austreten können. Das trifft beispielsweise für alle mit Hohlelektroden betriebene öfen zu, deren Innenatmosphäre itark kohlenmonoxidhaltig ist. Speziell für Phosphoröfen gilt das in stark erhöhtem Maße, weil nicht nur von dem eventuell austretenden Kohlenmonoxid her Gefahrenmomente zu befürchten sind, sondern weil darüberhinaus durch eventuell austretende Phosphordämpfe zusätzlich Ge-

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fahrenquellen nicht ausgeschlossen werden können. Insbesondere bei Anwesenheit von phosphorhaltigen Gasen besteht die Gefahr, daß an den Abdichtungsstellen der vorerwähnten Absperrvorrichtungen durch Verbrennungen an den elastischen Materialien eine hinreichende Abdichtung nicht gewährleistet werden kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Absperrvorrichtung für zum Zuführen von Binöatzstoffen in feinteiliger Form und/oder Zu- bzw. Abführen von Gasen bzw. Ofengasen dienende Hohlelektroden von elektrothermischen Reduktionsöfen der einleitend genannten Art zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften, die vielmehr so ausgebildet ist, daß. eine sichere Abdichtung der Hohlelektrode auch dann gewährleistet ist, wenn die herkömmlichen Absperrpfropfen versagen. Das wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Stopfen als Festkörper ausgebildet ist und die Abdichtung zwischen dem Stopfen und dem Elektrodeninnenrohr durch mindestens einen Stahlwellkompensator erfolgt, der den Zwischenraum zwischen IDlektrodeninnenrohr und Stopfen überbrückt. Dabei kann der Stahlwellkompensator im Zuge des Elektrodeninnenrohres angebracht sein. Desweiteren empfiehlt es sich, daß der als Pestkörper ausgebildete Stopfenaus Metall, Keramik, Glas o.dgl. besteht, wobei die Mitte des Stopfens zylindrisch und seine beiden Enden sich konisch, insbesondere schwach konisch, verjüngend ausgebildet sind. Im Falle der Ausbildung des Stopfens aus Metall eignen sich Stahl und Stahllegierungen gut, was jedoch nicht ausschließt, daß auch Mcht-Eisenmetalle und deren Legierungen mi't Vorteil Anwendung finden können.

Auf die vorstehend beschriebene Weise gelangt man zu einer Absperrvorrichtung der einleitend genannten Art, die die vorerwähnte Erfindungsaufgabe voll erfüllt. Das im Durch-

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meββθγ veränderbare Absperrelement besteht also nicht mehr aus einem Pfropfen ans dehnbarem Material, vielmehr ist das im Durchmesser veränderbare Absperrelement ale Stahlwellkompensator ausgebildet und demzufolge gegen Wärme weitgehend unempfindlich und besitzt darüberhinaus auch die BU einem guten Dichtsitz erforderliche elastische mechanische Stabilität.

Desweiteren sieht die Erfindung vor, daß die das Elektrodeninnenrohr bildenden einzelnen Elektrodenrohre mit gegenseitigem Abstand voneinander mittels einer Muffe schraub· verbunden sind, wobei in dem Zwischenraum zwischen den einzelnen Elektrodenrohren der Stah.lv/elikompensator angeordnet ist, der, sich gegen den Distanzvorsprung der Muffe abstützt oder auf andere Weise befestigt ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Schubstange und der Stopfen mittels eines Baj anett-Verschlusses miteinander zu verbinden und voneinander zu lösen.

Vorteilhafterweise ist die Schubstange durch eine an dem Oberteil dee .ufsatsstückes angebrachte Stopfbüchse gasdicht gleitend geführt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stopfen dreiteilig ausgebildet ist und mindestens einen Stahlwellkompensator klemmend aufnimmt.

Vorteilhafterweise weist das Stopfenoberteil eine Bohrung auf, in die der Gewindezapfen des Stopfenunterteiles unter Zwischenschaltung des ZwischenklemmrInges anzuschrauben ist.

Desweiteren besteht die Erfindung darin, daß zwischen dem

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Stopfenoberteil sowie dem Zwischenklenmring und/oder zwi~ echen dem Stopfenunterteil sowie dem Zwischenklemmring ein Stahlwellkoinpensator angeklemmt ist.

Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist vorgesehen, daß der Stahlwellkompensator sich gegen einen in dem Stopfenober- bzw. -unterteil eingedrehten Absatz abstützt.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß In dem Stopfenunterteil Bohrungen vorhanden sind, in die ein Schlüssel zum Einschrauben des Gewindezapfens in die Bohrung einsetzbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie beschränkt sich nicht auf die dargestellte Ausführungsform, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung weitere Abwandlungen möglich. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht auf die Absperrvorrichtung teilweise im Schnitt,

Figur 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Teiles A der Figur 1 und

Figur 3 eine gegenüber Figur 2 etwas abgewandelte Ausführungsform.

Die in der Zeichnung dargestellte und erfindungsgemäß beschaffene Absperrvorrichtung dient zum Zuführen von Einsatzstoffen in feinteiliger Form und/oder Zu- bzw. Abführen von Gasen bzw. Ofengasen durch die Hohlelektrode 10
von elektrothermischen Reduktionsöfen, Lichtbogenschmelzöfen, wie beispielsweise Calciumcarbid-, Phosphoröfen o.
dgl. Die Absperrvorrichtung besteht im wesentlichen aus
einer in dem Aufsatzsttick 11 koaxial zu der Elektrode 10

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verschiebbar gelagerten Schubstange 12 und einem damit lösbar verbundenen Stopfen 13, 13', 13¹S der von einer Stellung in dem Aufsatzstück 11, in der er (13, 13', 13") die Zu- und Abfuhr von Stoffen nicht behindert, in eine Stellung in der Elektrode 10, in der er (13, 13', 13* *) deren Hohlraum 14 verschließt, und umgekehrt mittels der Schubstange 12, von außen verschoben werden kann. Dabei ist der Stopfen 13, 13', 13" als Festkörper ausgebildet. Die Abdichtung zwischen dem Stopfen 13, 13^r, 13" und dem Elektrodeninnenrohr 15 erfolgt durch mindestens einen Stahlwellkompensator 16, der den Zwischenraum zwischen dem Elektrodeninnenrohr 15 und dem Stopfen 13, 13', 13'^f überbrückt.

Gomäß Figur 2 ist der Stahlwellkompensator 16 in Zuge des Elektrodeninnenrohres 15 angebracht. Im gewählten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 besteht der als Festkörper ausgebildete Stopfen 13, 13', 13" aus Stahl, wobei die Mitte des Stopfens 13 zylindrisch und seine beiden Enden 13' und 13" sich konisch verjüngend ausgebildet sind. Den Konus 13' sowie auch denjenigen 13" bildet man im allgemeinen lediglich schwach konisch aus. Es steht dem jedoch nichts entgegen, den Stopfen 13, 13', 13" statt aua Stahl aus einer Stahllegierung mit entsprechenden thermischen und mechanischen Eigenschaften herzustellen. Neben Stahl und dessen Legierungen sind auch Nicht-Eisenmetalle und deren legierungen durchaus brauchbar. Neben Metallen eignen sich jedoch auch andere mechanisch und thermisch entsprechend belastbare Stoffe, wie beispielsweise Keramik, Glas o.dgl.

Die das Elektrodeninnenrohr 15 bildenden einzelnen Elektrodenrohre 15', 15" sind mit gegenseitigem Abstand voneinander mittels der Muffe 17 schraubverbunden, d.h. die Muffe 17 trägt Gewinde und wirkt mit ihrem Gewinde mit dem

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Gewinde 18 und demjenigen 19 der Elektrodenrohre 15'" und 15'· form- und kraftschlüssig zusammen. In dem Zwischenraum 20 zwischen d^Qn einzelnen Elektrodenrohren 15' und 15'· ist der Stahlwellkompensator 16 angeordnet, der sich gegen den Distanzvorsprung 21 der Muffe 17 abstützt. Die Schubstange 12 und der Stopfen 13, 13', 13¹¹ sind mittels eines nicht näher dargestellten Bajonett-Vorschlusses miteinander zu verbinden und auch voneinander su lösen. Die Schubstange 12 ist durch eine an dem Oberteil 30 des Aufsatzstückes 11 angebrachte Stopfbüchse 22 gasdicht gleitend geführt.

In dem anderen gewählten ikjsführungsbeispiel nach Figur 3 ist die Absperrvorrichtung derart ausgebildet, daß der Stopfen 13 dreiteilig ausgebildet ist und mindestens einen Stahlwellkompensator 31 oder 32 klemmend aufnimmt. Das Stopfenoberteil weist eine Bohrung auf, in die der Gewindezapfen 34 des Stopfenunterteiles 13^l! unter Zwischenschaltung des Zwischenklemmringes anzuschrauben ist. Zwischen dem Stopfenoberteil 13 * sowie dem Zwisehenklemmring 33 und/oder zwischen dem Stopfenunterteil 13'' sowie dem Zwischenklemmring 33 ist ein Stahlwellkompensator 31, 32 angeklemmt. Der Stahlwellkompensator stützt eich gegen einen in dem Stopfenober- bzw. -unterteil 13', 13'' eingedrehten Absatz ab. In dem Stopfenunterteil 13^f' sind Bohrungen vorhanden, in die ein Schlüssel zum Einschrauben des Gewindezapfens 34 in die Bohrung 35 einsetzbar ist.

Die Handhabung der erfindungsgemäß beschaffenen Absperrvorrichtung ist folgende: Im normalen Betriebszustand gelangt der Möller über die Schnecke 23 und das Fallrohr 24, das in diesem Betriebszustand mit seinem Flansch 25 auf dem Flansch 26 des Schiebers 27 aufgeflanscht ist, auf dem Weg über den geöffneten Schieber 27 und das Slektrodeninnenrohr 15 in den Ofen. In diesem normalen Betriebszustand be-

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findet sich der Stopfen 13, 13', 13" nicht an der ausgezogen dargestellten Stelle innerhalb des Elektrodeninnenrohrββ 15, da er sonst den Möllerzustrom unterwinden vürde, vielmehr befindet er sieh innerhalb des Aufsatzstückes 1'1 in hochgezogenem Zustand oberhalb oder seitlich des oberen Elektrodenendes bzw. ist er irgendwo abgelegt.

Wenn nun der Zeitpunkt gekommen ist, daß ein neues Elektrodenrohr aufgesetzt werden muß, wird der Schieber 27 mit Hilfe des Hebels 28 verschlossen und die Zuführungseinrichtung 23, 24, 25 von dem Plansch 26 des Schiebers 27 abgeflanseht und beispielsweise zur Seite geschwenkt. Anschließend wird das Aufsatzstück 11 auf den Plansch 26 aufgeflanscht und nach Beendigung dieser Arbeit der Schieber 27 geöffnet, damit der Stopfen 13, 13*, 13^tf aus seiner strichpunktiert dargestellten Höhe in die ausgezogen dargestellte Höhe zu bringen ist. In dieser ausgezogen dargestellten Höhe veiv schließt der Stopfen 13, 13', 13'' das Elektrodeninnenrohr 15 und dichtet somit den Hohlraum H ab. Anschließend wird die Schubetange 12 von dem Stopfen 13, 13', 13'' getrennt und nach oben gezogen. In diesem Zustand kann das Aufsatzstück 11 wieder abgenommen werden, ebenfalls auch der Schieber 27. Daran anschließend wird das Rohroberteil 29 aus der Muffe 17 herausgedreht, damit man anschließend ein neues Elektrodenrohr 15' mit bereits an seinem oberen Ende aufgedrehter Muffe in das Gewinde der Muffe 17 einschrauben kann. In das obere Ende des auf diese W;ise angeschraubten Elektrodenrohres 15' wird anschließend das Rohroberteil 29 wieder eingeschraubt, und zwar in der V/eise, wie es aus Figur 1 ersichtlich ist. Dabei können Drücke im Hohlraum bis zu größenordnungsmäßig 1,0 atü von dem Stopfen dichtend aufgenommen werden. Daran anschließend werden der Schieber 27 und das Aufsatzstück 11 ebenfalls, wie aus Figur 1 ersichtlich, aufgesetzt. Sodann wird die Schubstange 1? mit dem Stopfen 13, J3¹, 13^I! verbunden, ..

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nachdem der Schieber27 geöffnet worden ist. Jetzt erfolgt das Aufsetzen einee neuen "Elektrodenmantels auf die Elektrode 10. Daran anschließend wird der Stopfen 13» 13', 13^fl aus dem Elektrodeninnenrohr 15 herausgezogen und nimmt wieder die in Figur 1 strichpunktiert dargestellte Stellung ein. Nachdem dann der Schieber 27 geschlossen ist, kann das AufsatzstUck 11 von dem Flansch 26 abgenommen werden und die Zuführungseinrichtung 23, "24", 25 wieder an dem Flansch 26 angeschraubt werden, um daran anschließend die Elektrode 10 wieder in ihrem normalen Betriebszustand betreiben zu können.

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Claims (5)

Itetentaneprüche;:

1) Absperrvorrichtung für zum Zuführen iron Einsatzstoff en in feinteiliger Form und/oder Zo- "bzw. Abführen von Gasen "bzw, Ofengasen dienende Hohlelektroden von elektrothermischen Reduktionsofen, Lichtbogenechmelaöfen,, wie beispielsweise Calciumcarbid-, Phosphorüfen o.dgl., mit einer in der Zuführungsvorrichtung koaxial zu der Elektrode verschiebbar gelagerten Schubstange und einem damit lösbar verbundenen Stopfen, der von einer Stellung in der ZuiührungsvorriGhtung, in der er die Zu- und Abfuhr von Stoffen nicht behindert, in eine Stellung in der - Elektrode;, in der er deren Hohlraum verschließt, und umgekehrt mittels der Schubstange von außen verschöben werden kann, d a d u r σ h g e k e η η ζ e i c hnet, daß der Stopfen (13, 13%. 13") als ausgebildet 1st und die Abdichtung «wischen Smn (13» 1S¹VHS-¹*) und dsm Elekteodeninnenrohr (15) mindestens «.inen Stahlwellkampensator (16) erfolgt_rl den !Zwischenraum zwischen Elelrtrodeninnenrohr (153 Stopfen 113, 13 V, 13^:f O überbrückt*

2") Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r q h

jg e k e η η ζ e i c h η e t, daß der .Stahlwellkompensator im 2SMgB des 31©ktrodeninn©nrohres ti5:) ang-ebracht

3) Abspexrvorrichtung nash. den Ansprachen 1 xinä *2_;, d siii'ßl g e 3c e η η ζ β i c h η■■© t,, dal tex -als festkörper ausgeMldets Stopfen t13, 13% 13' '**) amB tall_;, Seramik, ^lae o.dgl., besteht·, wobei die Jütte ■(13) £es StopfenB ^zylindrisch und seine beiden Enden (13% 13¹¹) Blch konisch;, insbiesondera Bchwatjh auage'bildet sind..

$&1? IfIDiS

- IX) -

4) Absperrvorrichtung nach «teem dsr Ansprüche 1 Mm iä a d u sr c h £ -s ks a ι a β 1 u Ί β fl %, HaS das I!le3rtrodeninnenrohr (15) ^bildenden einzelnen SILeIctrodenrohre (15'* 15' '3 *iit gegenseitigem Abstand Voneinander mittels einer ;Muffe 11'7) schTaxibverbunden woteei in dem ^Zwischenraum 120) zvdLBCüien äen «inzelnen Elelctrotenroliren (15V, 15'') tex (16) angeordnet iat, der eicn ge^en sien Bfrung (21) der Muffe (T?) afestütz* oder auf andere Weise Gefestigt IaIa=,

5) Absperrvorrichtung nach einem der Insfiilebe IMs 4_Λ dadurch gsiiiiiiael elj« I₁ xla& die SctoiliBtange (12.) und der Stopften (13* 13% 1-3^¹J mittsla eines Bajonett-^Versclilusses miteinander zu verbinden und voneinander zu lösen sind.

6) jftJbsnerrvorriclitung nach einem der Ansprüche H bis 5_:f da d u r s h g e k e η η ζ e i c h η e t, öa3 die Schubstange (12) durch eine an dem Oberteil (30} Aufsatzstilckes (11) angehraehfee StOpfbüchse |£2| äioht gleitend geführt istv

7) JlbBpeirrvosririehtung nach Anspruch 1, ß. & d m se «e h g s Ic e η aQ ζ e i c h η e t_;, dajß ider Bi«rpfen |13l

sausgebildeir ist und aninässtfeeKS «iißeii iStfcahTL- i 31 ©der 32^) HßLemmenä

nach «inem ^der Ansprilche H^ 3

5 Sie T₄ äst mcl ffittf jijf ! u

113¹^ eüne (34) des

9) Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 und 5 bie 8, da du r c h g e k β η η ζ eic h net, daß zwischen dem Stopfenoberteil (13 ·) sowie dem Zwischenklemmring (33) und/oder zwischen dem Stopfenunterteil (13*') sowie dem ZwIschenklemmring (33) ein Stahlwellkompensator (31, 32) angeklemmt ist.

10) Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1,3 und

5 bis S₉ dad υ r c h gekennzeichn e t, daß der Stahlwellkompensator (31, 32) sich gegen einen Indem Stopfenober- bzw. -unterteil (13', 13¹¹) eingedrehten Absats abetüt et.

11) Absperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 und

5 bis 10, dadurch ge k e η η ζ e i c h net, daß in dem Stopfenunterteil (13^f') Bohrungen (36) vorhanden sind, in die ein Schlüssel zum Einschrauben des Gewindeeapfens (34) in die Bohrung (35) einsetzbar ist.

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