DE2000456C3 - Fassung für eine selbstbackende Elektrode für einen Lichtbogenofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fassung für eine selbstbackende Elektrode für einen Lichtbogenofen mit einer an einer Halterung sitzenden Hülse mit einer oberen öffnung außerhalb des Ofens für das Nachfüllen der Elektrodenmasse und einer unteren öffnung oberhalb der Ofencharge, aus der die Elektrode entsprechend ihrem Abbrand vorschiebbar ist, mit einer innen am gebackenen Endabschnitt der Elektrode angreifenden Nachstelleinrichtung und mit einer an der Hülse an

klemmbaren Stromzuführung.

Bei einer solchen bekannten Fassung besteht die innen am gebackenen Endabschnitt der Elektrode angreifende Nachstelleinrichtung aus einem lannenbaumförmigen Stützgitter, welches an dem dem gebackenen Endabschnitt der Elektrode gegenüberliegenden Ende eine Spindel aufweist, die in einer Stelimutter am Halterungsseitigen Ende der Hülse gehalten und axial verschiebbar ist (IT-PS 6 06 568).

ίο Diese bekannte Fassung hat den Nachteil, daß die mit der abbrennenden Elektrode in die Metallschmelze gelangende Materialmenge des tannenbaumförmigen Stützgitters zwar gering ist, jedoch dann immer noch unzulässig groß ist, wenn ein Metall mit einer genauen Zusammensetzung und einer bestimmten Reinheit erschmolzen werden soll. Ein weiterer Nachteil der bekannten Fassung besteht darin, daß sich das Stützgitter infolge seiner geringen Masse für die Zuführung von Wärme von dem ofenseitigen gebackenen Endabschnitt der Elektrode zu dem plastischen, backenden Teil nicht eignet. Außerdem kann über das Stützgitter dem Mittelteil der Elektrode keine elektrische Energie zugeführt werden, so daß eine dadurch bedingte Aufheizung und Backwirkung der Elektrodenmitte nicht erreicht wird, was den möglichen Elektrodendurchmesser auf etwa 1 m beschränkt.

Zum Stand der Technik gehört weiterhin eine aus einer Metallhülse bestehende Elektrodenfassung, durch die sich mit Ansätzen versehene Eisenstäbe erstrecken, über welche der Strom im Mittelteil der Elektrode zugeführt wird, so daß die Wärmezufuhr beim backenden Elektrodenteil vom Zentrum her erfolgt (DT-PS 3 17 690).
Diese Elektrodenfassung hat den Nachteil, daß die aus ihr ausgeschobene Elektrode am gebackenen Endabschnitt beim Abbrennen gleichzeitig Material der Eisenstäbe mit in die Schmelze überführt, wodurch Eisen in die Schmelze gelangen kann, was bei Herstellung bestimmter Metalle mit bestimmter Reinheit unerwünscht ist.

Zum Stand der Technik gehört noch eine hohle Kohleelektrode, die nach dem Stampfverfahren hergestellt ist und in ihrem Innenraum ein Innengewinde aufweist, in welches eine Spindel eingreift, die mittels einer ofenaußenseitig angeordneten Mutter drehbar ist, so daß die hohle Kohleelektrode durch Drehen der Spindel nachgestellt werden kann (DT-PS 4 13 455, Abb. 2). Eine selbstbackende Elektrode ist bei dieser Anordnung nicht verwendbar.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Fassung für eine selbstbackende Elektrode der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit der Elektrode möglichst kein Fremdmetall in die Metallschmelze gelangt.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der Fassung, wie sie eingangs beschrieben ist, dadurch gelöst, daß die Nachstelleinrichtung ein koaxial in der Hülse angeordnetes, bezüglich der Hülse drehbares, nicht mit der Elektrode mitwanderndes Rohr mit einem im Bereich des gebackenen Elektrodenabschnitts befindlichen Außengewinde und einer oberen öffnung außerhalb des Ofens für das Nachfüllen von zusätzlicher Elektrodenmasse aufweist.
Die erfindungsgemäße Fassung für eine selbstbak-

kende Elektrode hat den Vorteil, daß sie die Herstellung einer Massivelektrode großen Durchmessers erlaubt, daß aber mit der gebackenen Elektrodenmasse keinerlei Metallelemente abschmelzen, welche das zu

schmelzende Gut verunreinigen könnten.

Vorteilhafterweise hat das über die ofenaußenseitige öffnung der Hülse vorstehende Rohrende einen kugeligen Ansatz, der in einem ihm entsprechenden, an einem Halterungselement sitzenden Lager aufgenommen ist. Dabei besteht das Rohr zweckmäßigerweise aus einem elektrisch leitenden Material und ist mit einem Stromanschlußelement versehen. Dieses Stromanschlußelement ist vorteilhafterweise das Lager de- kugeligen Ansatzes am Rohr. Das Rohr ist durch einen an dem Halte;ungselement sitzenden Motor drehbar, dessen Ritzel mit einem am Rohr sitzenden Zahnrad kämmt.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Lagerung des Rohres für die Aufnahme der großen hängenden Massen geeignet ist und dabei die Drehung des Rohres durch den Motor ermöglicht, wobei die Zufuhr hoher Ströme zu dem Rohr sowohl während des Drehens als auch im stationären Zustand gewährleistet ist.

Dadurch, daß die Hülse über ein? an ihrer Außenfläche angreifende Klemmeinrichtung axial begrenzt verschiebbar ist und außerdem die ganze Fassung axial begrenzt verschiebbar ist, können auf einfache Weise gewünschte axiale Einstellungen der Hülse und der Fassung erreicht werden.

Die in die Hülse nachgefüllte Elektrodenmasse wird infolge der in dem Rohr und der Hülse in Wärme umgesetzten elektrischen Energie sowie der von der Ofenseite her zugeführten Wärmeenergie plastisch, wobei das Backen in dem ofenseitigen Endabschnitt erfolgt. Dieser hartgebackene Endabschnitt der Elektrode steht mit dem Gewindeabschnitt des Rohres in Eingriff, so daß bei einer entsprechenden Drehung des Rohres der gebackene Endabschnitt der Elektrode aus der Hülse in den Ofen ausgefahren wird. Die im Inneren des Rohres nachgefüllte Elektrodenmasse wird durch die vom Ofen her zugeführte direkte Wärme sowie durch die indirekt in Form elektrischer Energie über das Rohr zugeführte Wärme ebenfalls zum Backen gebracht. Dieses Backen erfolgt jedoch erst außerhalb des Gewindeabschnittes des Rohres, so daß ein einwandfreies Nachstellen des gebackenen Endabschnittes der Elektrode mittels des Gewindeabschnittes des Rohres gewährleistet ist. Dadurch, daß die durch das Rohrinnere zugeführie Clektrodenmasse außerhalb des Rohres mit dem bereits in der Hülse gebackenen ringförmigen Endabschnitt der Elektrode zusammenbäckt, wird dem Ofen bei Drehen des Rohres eine Massivelektrode zugestellt. Um den vorstehend beschriebenen Zustand einstellen zu können, können ein das Rohr umgebender, von einem Fluid durchströmbarer Ringraum sowie Mittel zum Aufbringen eines Gasdrucks im Inneren des Rohres vorgesehen werden, so daß ein einwandfreies Ausfahren der Elektrode aus der Hülse durch Drehen des Gewindeabschnittes des Rohres und ein sicheres Nachführen der Elektrodenmasse in dem Rohr gewährleistet ist.

An Hand der Zeichnung, in welcher eine Ausführungsform einer Fassung im Axialschnitt gezeigt ist, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Eine durch eine Ofendecke 2 hindurchgehende Hülse 3 endet oberhalb einer Ofencharge 1. In die Hülse 3 wird die Elektrodenmasse 4 von der Oberseite her geschüttet, die im Bereich 4a durch Wärmezufuhr plastisch und im Endabschnitt 46 hartgebacken ist. Die Stromzufuhr zu der Hülse erfolgt im Übergangsbereich des plastischen Elektrodenabschnittes 4a und des gebackenen Endabschnittes 46 durch einen die Hülse 3 umgebenden Kontaktring 5, an dem koaxial ein Ring 7 gehalten ist. Zwischen dem Ring 7 und dem Kontaktring 5 sitzt ein aufblähbarer Schlauch 6 für das Andrükken des elektrisch leitenden Kontaktringes 5 an die Außenwand der Hülse 3. Der Kontaktring 5 ist über

>° elektrische Leiter 10 mit einem die Hülse 3 im Abstand umgebenden Haltering 9 verbunden, an dem elektrische Leiter 11 angeschlossen sind. Der Haltering 9 ist über Gelenke 19 an zur Hülsenachse parallelen Stäben 18 gehalten, die sich durch die Ofendecke 2 hindurch

'5 erstrecken und über Gelenke 21 mit Hydraulikzylindern 20 verbunden sind, deren Kolbenstangen 22 über Gelenke 23' an einem schematisch gezeigten Halterahmen befestigt sind.
An den Stäben 18 ist oberhalb des Halteringes 9 eine Ringscheibe 15 befestigt. Die die Hülse 3 im Abstand umgebende Ringscheibe 15 ist mit einer Klemmeinrichtung 12 verbunden. Diese Verbindung umfaßt mehrere Hydraulikzylinder 16, die an der Klemmeinrichtung 12 angelenkt sind, wobei die Kolbenstangen 17 der Hydraulikzylinder 16 an der Ringscheibe 15 angelenkt sind. Die Klemmeinrichtung 12 besteht aus einem hohlen Klemmring 14, in welchem ein aufblasbarer Schlauch 13 für das Andrücken des Klemmringes 14 an die Außenwand der Hülse 3 vorgesehen ist.

Innerhalb der Hülse 3 ist konzentrisch ein doppelwandiges Rohr 28 angeordnet, zwischen dessen Rohrwänden ein Ringraum 30 ausgebildet ist. der mit einem Fluid beschickbar ist. Oberhalb der Ofendecke 2 und oberhalb des oberen Endes der Hülse 3 ist an den Stäben 18 eine Platte 24 befestigt, die das Rohr 28 im Abstand umgibt. Oberhalb der Platte 24 sitzt an der Rohraußenwand ein kugeliger Ansatz 27. Der kugelige Ansatz 27 ist in einem Lager 25 aufgenommen, welches über eine Isolierung auf der Platte 24 sitzt. Das Rohr 28 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, dem Strom über eine Leitung 31, das Lager 25 und die Kontaktfläche 26 zwischen dem Lager 25 und dem kugeligen Ansatz 27 zugeführt werden kann.

An der Platte 24 sitzt ein Motor 32, dessen Ritzel 33 mit einem Zahnrad 34 kämmt, welches an dem Rohr 28 festgelegt ist.

Das Rohr 28 hat an seinem ofenseitigen Ende ein Außengewinde 29, welches mit dem gebackenen Endabschnitt Ab der Elektrode in Eingriff steht, so daß bei Drehung des Rohres 28 mittels des Motors 32 die Elektrode zur Ofencharge 1 zugestellt werden kann. Die in das Innere des Rohres 28 eingefüllte Elektrodenmasse 41 ist im Bereich 41a des Gewindeabschnittes 29 plastisch und bildet im gebackenen Zustand außerhalb des Gewindeabschnittes 29 mit dem festgebackenen Endabschnitt Ab der Elektrode eine kompakte gebackene Elektrode. Der unterschiedliche Zustand der Elektrodenmassen im Bereich des Gewindeabscnnittes 29 wird durch eine entsprechende Einstellung der Stromzufuhr über die Hülse 3 und das Rohr 28 sowie durch die Zuführung eines Heiz- oder Kühlfluids in den Ringraum 30 des Rohres 28 erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Fassung für eine selbstbackende Elektrode für einen Lichtbogenofen mit einer an einer Halterung sitzenden Hülse mit einer oberen öffnung außerhalb des Ofens für das Nachfüllen der Elektrodenmasse und einer unteren öffnung oberhalb der Ofencharge, aus der die Elektrode entsprechend ihrem Abbrand vorschiebbar ist, mit einer innen am gebackenen Endabschnitt der Elektrode angreifenden Nachstelleinrichtung und mit einer an der Hülse anklemmbaren Stromzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstelleinrichtung ein koaxial in der Hülse (3) angeordnetes, bezüglich der Hülse (3) drehbares, nicht mit der Elektrode mitwanderndes Rohr (28) mit einem im Bereich des gehackenen Elektrodenabschnittes (4b) befindlichen Außengewinde (29) und einer oberen öffnung außerhalb des Ofens für das Nachfüllen von zusätzlicher Elektrodenmasse (41) aufweist

2. Fassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das über die ofenaußenseitige öffnung der Hülse (3) vorstehende Rohrende einen kugeligen Ansatz (27) aufweist, der in einem ihm entsprechenden, an einem Halterungselement (24) sitzenden Lager (25,26) aufgenommen ist.

3. Fassung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein mit dem aus einem elektrisch leitenden Material bestehenden Rohr (28) verbundenes Stromanschlußelement (25,31).

4. Fassung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (25, 26) des kugeligen Ansatzes (27) am Rohr (28) das Stromanschlußelement bildet.

5. Fassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an dem Halterungselement (24) sitzenden Motor (32), dessen Ritzel (33) mit einem am Rohr (28) sitzenden Zahnrad (34) kämmt.

6. Fassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) über eine an ihrer Außenfläche angreifende Klemmeinrichtung (12) axial begrenzt verschiebbar (16) ist.

7. Fassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Fassung axial begrenzt verschiebbar (20) ist.

8. Fassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen das Rohr (28) umgebenden, von einem Fluid durchströmbaren Ringraum (30).

9. Fassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Aufbringen eines Gasdrucks im Inneren des Rohres (28).