DE19621672A1

DE19621672A1 - Anordnung zur Übertragung der elektrischen Energie von einem Ofentransformator zu den Elektroden eines Drehstrom-Lichtbogenofens

Info

Publication number: DE19621672A1
Application number: DE19621672A
Authority: DE
Inventors: Christof Dipl Ing Dratner
Original assignee: KM Europa Metal AG
Current assignee: KM Europa Metal AG
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-04
Also published as: EP0814641A1; JPH1050474A; US5889811A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung der elektrischen Energie von einen Ofentransformator zu den von koplanaren Tragarmen gehaltenen Elektroden eines Drehstrom-Lichtbogenofens.

Es zählt zum Stand der Technik, eine Hochstromleitung, beste hend aus mindestens einen in der Regel wassergekühlten Rohr aus Kupfer oder einem anderen gut leitenden Material zur Sym metrierung innerhalb des Hochstromsystems erhöht auf dem mittleren Tragarm anzubringen. Ferner ist es bekannt, bei der Verwendung von Strom führenden Tragarmen die Symmetrierung durch Abknicken des mittleren Tragarms in eine erhöhte Lage oder durch zusätzliche Montage von Symmetrierungsschleifen auf den Tragarmen bzw. auf der Transformatorenableitung zu erreichen (EP 0 184 140). In der Mehrzahl der in der Praxis zum Einsatz gelangten Fälle wird aber der mittlere Tragarm nach oben abgeknickt, wodurch eine sogenannte triangulierte Anordnung entsteht, mit der eine induktive Symmetrierung ereichbar ist.

Mit der triangulierten Anordnung der Tragarme sind jedoch ei nige erhebliche Nachteile verbunden. Ein Nachteil ist das hohe Gewicht des mittleren Tragarms im Vergleich zu dem Ge wicht der beiden äußeren Tragarme. Ein weiterer Nachteil ist das in diesem Zusammenhang sich ergebende erhöhte Gewicht der den mittleren Tragarm unterstützenden Hubsäule in Relation zu den äußeren Hubsäulen. Aus dieser ungleichen Gewichtsvertei lung resultiert eine extrem unwirtschaftliche Arbeitsweise des Drehstrom-Lichtbogenofens.

In Rahmen theoretischer Überlegungen ist es zur Symmetrierung der Reaktanzen von Drehstrom-Lichtbogenöfen auch bekannt ["elektrowärme international" 49 (1991) B4, November, Seiten B201 bis B211], die Durchmesser unterschiedlich groß zu ge stalten (modifiziert koplanare Anordnung). Obwohl die Verwen dung von koplanaren Stromleitern in den ersten Jahrzehnten der Verwendung von Drehstrom-Lichtbogenöfen üblich war, kennt die Praxis jedoch bislang in der genannten Ausführung keine voll symmetrierte koplanare Leitungsführung im Drehstromsys tem.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Auf gabe zugrunde, eine Anordnung zur Übertragung der elektri schen Energie von einem Ofentransformator zu den von koplana ren Tragarmen gehaltenen Elektroden eines Drehstrom-Lichtbo genofens zu schaffen, die in der mittleren Phase ein merklich geringeres Gewicht im Vergleich zu einer triangulierten An ordnung besitzt.

Was die Lösung dieser Aufgabe gemäß Anspruch 1 betrifft, so geht diese von dem rechnerisch nachweisbaren Sachverhalt aus, daß eine koplanare Leitungsführung in Drehstromsystem voll symmetriert ist, wenn der geometrische Mittelradius des Lei ters der mittleren Stromphase kleiner als der geometrische Mittelradius des Leiters der beiden äußeren Stromphasen be messen wird. Aufbauend auf diese Kenntnis wird jetzt der Lei ter der mittleren Stromphase mit einem kleineren geometri schen Durchmesser als der der beiden Außenphasen versehen und in einem Tragarm isoliert untergebracht, der aus Aluminium oder aus einem Material mit einer ähnlichen Permeabilität be steht. Diese Maßnahmen führen bei einem auf die Phasen gleichmäßig verteilten geringen Gewicht für die Tragarme und die ihnen zugeordneten Hubsäulen zu einer einwandfreien in duktiven Symmetrierung bei koplanarer Anordnung der Tragarme. Auf diese Weise ist es nunmehr möglich, auch für große Ofen leistungen statt der üblichen dreieckförmigen Leitungsführung zur Reaktanzsymmetrierung die koplanare Leitungsführung anzu wenden, womit als besonders hervorzuhebende Vorteile ein ge ringerer Raumbedarf und durch das verringerte Gewicht eine gleichmäßigere und schnellere Regelung der Reaktanz der Trag arme erreicht werden.

Eine vorteilhafte Isolierung für den Leiter der mittleren Stromphase besteht nach den Merkmalen des Anspruchs 2 darin, daß Isolierstege, z. B. drei oder vier Isolierstege, den Lei ter zum Tragarm distanzieren. Statt der Isolierstege kann auch ein Isolierrohr zur Anwendung gelangen.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird eine gleich große Strangreaktanz bei koplanarer Verlegung erzielt.

Obwohl der Querschnitt des isoliert gelagerten Leiters der mittleren Stromphase in Prinzip beliebig, ggf. aus mehreren Einzelteilen bestehend, ausgebildet sein kann, wird eine vor teilhafte Ausführungsform in den Merkmalen des Anspruchs 4 erblickt. Danach ist der Leiter der mittleren Stromphase ins besondere als Hochstromrohr mit einem runden Querschnitt ge staltet.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 bestehen die Trag arme aus einem Rechteckprofil übereinstimmenden Querschnitts. Als Rechteckprofil kann ein gezogenes quadratisches Profil zur Anwendung gelangen. Bevorzugt wird jedoch das Rechteck profil aus Einzelblechen zusammengeschweißt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 bei Bedarf sinnvoll sein, eine Was serkühlung nur für den Leiter der mittleren Stromphase vor zu sehen.

Der Leiter der äußeren Stromphasen, das heißt die Tragarme können entsprechend Anspruch 7 mit Wasser oder Luft gekühlt oder unter eine Zwangsbelüftung gestellt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht einen Ofen transformator mit Transformatorableitung und Hoch stromkabel;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung im vertikalen Längs schnitt einen Tragarm mit Elektrode, Hubsäule und Hochstromkabel und

Fig. 3 drei koplanar angeordnete Tragarme mit ab schnittsweise dargestellten Elektroden.

Mit 1 ist in der Fig. 1 ein Ofentransformator für einen an sonsten nicht näher dargestellten Drehstrom-Lichtbogenofen bezeichnet. Die Transformatorableitung 2 ist durch eine Wand 3 geführt. Am Ende der Transformatorableitung 2 sind drei hängend verlegte Hochstromkabel 4 angeschlossen, die, wie die Fig. 2 und 3 zu erkennen geben, zu den koplanar angeordne ten Tragarmen 5, 6 und 7 für die Elektroden 8, 9, 10 aus Gra phit führen.

Die von Hubsäulen 11 getragenen Tragarme 5, 6, 7 bestehen aus Aluminium und weisen einen quadratischen Querschnitt auf. Endseitig der Tragarme 5, 6, 7 sind mittels Kupfer kontaktbacken 12 und Spannbügel 13 die Elektroden 8, 9, 10 gelagert.

Während die mit Wasser oder Luft kühlbaren bzw. zwangsbe lüfteten Tragarme 5, 7 den Leiter der beiden äußeren Strom phasen bilden, ist aus den Fig. 2 und 3 erkennbar, daß in den mittleren Tragarm 6 ein rundes Hochstromrohr aus Kupfer als Leiter 14 zentrisch eingegliedert und durch Isolierstege 15 gegenüber dem Tragarm 6 distanziert ist. Der Leiter 14 der mittleren Stromphase hat einen um den Faktor 4 kleineren geo metrischen Durchmesser als der Leiter 5, 7 der beiden äußeren Stromphasen.

Der Leiter 14 der mittleren Stromphase kann mit Wasser ge kühlt werden.

Bezugszeichenliste

1 Ofentransformator
2 Transformatorableitung
3 Wand
4 Hochstromkabel
5 Tragarm
6 Tragarm
7 Tragarm
8 Elektrode
9 Elektrode
10 Elektrode
11 Hubsäule
12 Kupferkontaktbacke
13 Spannbügel
14 Leiter
15 Isolierstege

Claims

1. Anordnung zur Übertragung der elektrischen Energie von einen Ofentransformator (1) zu den von koplanaren Trag armen (5, 6, 7) gehaltenen Elektroden (8, 9, 10) eines Drehstrom-Lichtbogenofens, bei welcher der Tragarm (6) für die mittlere Stromphase aus Aluminium oder aus einen Material ähnlicher Permeabilität gebildet ist und der aus mindestens einem Hochstromrohr aus elektrisch gut leitenden Material bestehende, in diesem Tragarm (6) isoliert gelagerte Leiter (14) der mittleren Stromphase einen kleineren geometrischen Durchmesser als der durch die beiden anderen Tragarme (5, 7) gebildete Leiter der äußeren Stromphasen aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (14) der mittleren Stromphase durch Isolierstege (15) zum Tragarm (6) distanziert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geometrische Durchmesser des Leiters (14) der mittleren Stromphase um etwa den Faktor 4 kleiner als der geometrische Durchmesser des Leiters (5, 7) der äußeren Stromphasen bemessen ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (14) der mittleren Stromphase einen runden Querschnitt aufweist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragarme (5, 6, 7) aus einem Rechteckprofil übereinstimmenden Querschnitts bestehen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (14) der mittleren Stromphase durch Wasser gekühlt ist.

7. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5, 7) der äußeren Stromphasen durch Wasser oder Luft gekühlt bzw. zwangsbelüftet ist.