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ELEKTRODENABDICHTUNG AN LICHTBOGENÖFEN Die vorliegende ErSindung
bezieht sich auf Lichtbogenstahlschmelzöfen, bei denen es ein besonders schwieriges
Problem ist, effektiv den Spalt zwischen Elektrode und Gewölbe infolge der technologischen
Besonderheiten bei der Elektrostahlerzeugung und der konstruktiven Merkmale der
gegebenen llüttenwerksaggregate abzudichten, und genauer auf Elektrodenabdichtungen
an Lichtbogenöfen.
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Zur Zeit sind viele Elektrodenabdichtungen bekannt, die in drei Gruppen
unterteilt werden können.
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Zur ersten Gruppe gehören Vorrichtungen, bei denen das Abdichten
auf Inechanischem Wege erfolgt.
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Die zweite Gruppe umfaßt Vorrichtungen,bei denen zum Abdichten Gas
(LuSt oder Stickstoff) in den Spalt zwischen elektrode und Gewölbe geblasen wird.
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Die dritte Gruppe besteht aus kombinierten Vorrichtungen, die eine
Verbindung der beiden erstgenannten darstellen.
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Es ist eine Elektrodenabdichtung vom mechanischen Typ bekannt (s.
UdSSR-Urheberschein Nr. 127341, Kl. 21h23), die in Form eines rings aus Keramik-
oder Letallsegmenten, welche die Elektrode über dem wassergekühlten Kasten umfassen,
ausgeführt ist, wobei jedes Segment an einer Last angelenkt ist, die so aufgehängt
ist, daß durch die Schwerkraft der Last ein Moment erzeugt wird, welches dauerndes
Anpressen der Segmente an die Elektrode sicherstellt.
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Die erwähnte Elektrodenabdichtung ist jedoch sperrig und nicht betriebssicher.
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Es ist auch eine Elektrodenabdichtung bekannt (s. UdSSR-Urheberschein
Nr. 155251, Kl. 21h23), die in Form eines Gurts aus mehreren Segmenten ausgeführt
ist, welche aneinander mit Hilfe von Zapfen angelenkt sind. Die äußeren Segmente
besitzen Kragarme, an denen eine Lastkette aufgehängt ist, deren Gewichtskomponente
eine Kraft erzeugt, welche die Segment an die Elektrode preßt, Diese Elektrodenabdichtung
stellt ebenfalls keine effektive Abdichtung bei veränderlichem Elektrodenquerschnitt
sicher.
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Es ist auch eine jSlektrodenabdichtun bekannt (s. bngland-Patent
lar. 1096626, Kl. 45H), die aus einem Satz um eine Achse schwingender, zu Paketen
vereinigter Platten besteht.
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Die rakete sind längs des Elektrodenumfangs angeordnet und am wassergekühlten
Kasten befestigt.
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Die Bohrungen für die achsen sind in den Platten in bezug auf den
Plattenschwerpunkt in Richtung der Elektrode versetzt, wobei ein Moment durch das
Plattengewicht erzeugt wird, welches dauerndes Anpressen der Platten an die Blektrode
sicherstellt.
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Während des Betriebs neigen die Zwischenräume zwischen den Platten
zum Ansammeln von Staub und letzterer zum Festbrennen in ihnen, wodurch die Platten
ihre Beweglichkeit und die Vorrichtung ihre Betriebsfähigkeit verlieren.
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Es ist eine Elektrodenabdichtung bekannt (s. USA-Patent lir. 2979550,
KI. 13-1?), die aus einzelnen Elementen besteht welche in zwei Reihen um die Elektrode
angeordnet sind.
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Die der Elektrode zugewandten Oberflächen der inneren reihe der Elemente
entsprechen der Elektrodenform.
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Die Elemente sind derartig freibeweglich an Hebeln aufgehängt, welche
durch Rollen unter einem bestiiaiiiten Winkel
zur Waagerechten gehalten
werden, daß ihre Gewiclltskomponente eine Kraft erzeugt, welche sie an die Elektrode
anpreßt. Die Rollen sind in Lagern eines ringförmigen Bleches befestigt, das auf
die Gewölbeauskleidung aufgelegt ist.
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Die Stöße zwischen den einzelnen Elementen werden durch eine Reihe
außenliegender Elemente überdeckt, welche mittels Hebeln an den erstgenannten Elementen
angelenkt sind.
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Die Spalte zwischen dem Elementengurt und dem ringförmigen Blech
werden durch zwei Reihen Blechsektoren überdeckt, von denen die untere Reihe mit
den beweglichen Elementen und die obere Reihe mit dem feststehenden ringförmigen
Blech verbunden sind.
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Die erwähnte Elektrodenabdichtung zeichnet sich durch Kompliziertheit
und ungenügende Effektivität aus.
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Außer den aufgezählten Blektrodenabdichtungen, bei denen der Spalt
zwischen Elektrode und Gewölbe auf mechanischem Wege abgedichtet wird, sind auch
Elektrodenabdichtungen bekannt, bei denen die Dichtung durch Einblasen von Gas (Luft
oder Stickstoff) in den Spalt zwischen Elektroden und Gewölbe erzeugt wird.
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Derartige Elektrodenabdichtungen stellen jedoch keine betriebssichere
und effektive Abdichtung der Elektroden
sicher. mechanische Abdichtungen
sind entweder wenig effektiv oder zu sperrig und nicht betriebssicher.
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Gasdynainische Abdichtungen haben verstärkte Blektrodenoxydation
zur Folge und erschweren es, im Ofen (wenn Luft eingeblasen wird) eine reduzierende
Atmosphäre zu erzeugen oder kommen (wenn Stickstoff eingeblasen wird) zu teuer zu
stehen. Kombinierte Abdichtungen besitzen sowohl die Iiachteile des einen als auch
des anderen Typs.
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Keine der bekannten Elektrodenäbdichtungen erfuhr infolge der obendargelegten
Umstände weitgehende Verbreitung, da jede von ihnenSPezifi8che- Nachteile besitzt.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die obenerwahnten Nachteile
zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine blektrodenabdichtung
am Lichtbogenofen zu schaffen, die detriebssicherheit und effektive Dichtung des
Spalts zwischen Elektrode und Gewölbe bei praktischen Anforderungen entsprechenden
Außenmaßen, Bedienkomfort und Unempfindlichkeit gegen Wärmeoelastungen sicherstellt,
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemaß' dadurch gelöst, daß bei der Elektrodenabdichtung
an Lichtbogenofen die Anpreßvorrichtung in Form eines Lastrings mit Druckstäben
ausgeführt ist, deren eines Ende am Lastring und deren anderes Ende an beweglichen
Elementen angelenkt ist, wodurch
Anpressen der Segmente an die Elektrode
durch das Lastringgewicht sichergestellt wird und wobei die Seitenränder jedes Segments
der unteren Reihe parallel zu dessen Verschieberichtung verlaufen, während in den
Zwischenräumen zwischen iCachbarsegmenten Platten eingelegt sind, welche der Form
dieser Zwischenräume entsprechen.
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Zweckmäßigerweise werden die Platten fest miteinander zu einem Ring
verbunden, der freibeweglich auf dem wassergekühlten Kasten aufliegt, und der durch
die unteren Segmente bei deren Auflegen auf den wassergekühlten Kasten und beim
Abnehmen von demselben getragen wird.
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Die hier vorgeschlagene erfindungsgemäße Elektrodenabdichtung stellt
effektive Abdichtung der Spalte zwischen Elektrode und Gewölbe sicher, vermindert
die Wärmeverluste auf ein zulässiges Niveau und sorgt für reinere Luft in der IJtlerkhalle,
Einfache Konstruktion und geringe Außenmaße sind der Grund für hohe Betriebssicherheit
und Bedienkomfort bei Unempfindlichkeit gegen Wärmebelastungen.
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Die Elektrodenabdichtung ist am besten für Lichtbogenstahlschmelzöfen
geeignet, insbesondere wenn letztere mit Anlagen zum Entfernen der Heizgase direkt
aus dem Ofenraum ausgerüstet sind.
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Außerdem kann die Abdichtung auch bei elektrothermischen Anlagen
verwendet werden, welche verstellbare Slektrodezi
besitzen, die
durch das Gewölbe geführt sind, wobei keine ideale Abdichtung des Spalts zwischen
Elektrode und Gewölbe erforderlich ist.
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Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung ihrer Konstruktion
und Arbeitsweise unter Hinweis auf beiliegende Zeichnungen beschrieben; es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Elektrodenabdichtung und Fig. 2
die Draufsicht auf dieselbe Abdichtung, wobei Lastring und obere Reihe der Segmente
nicht vollkommen abgebildet sind.
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Die Elektrodenabdichtung (Fig. 1 und 2) besteht aus einem wassergekühlten
Kasten 1, der auf das Ofengewölbe in der Zone der Öffnung für die Elektrode aufgesetzt
ist, sowie aus beweglichen Dichtungssegmenten 2 und 3 der oberen beziehungsweise
unteren Reihe, die an die Elektrode durch eine Vorrichtung angepreßt werden, welche
mechanisch mit ein ander verbundene Druckstäbe 4 und einen Lastring 5 enthält.
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Die Dichtungssegmente 2 und 3 der oberen beziehungsweise unteren Reihe
sind mit Hilfe von Zapfen 6 über Druckstäbe 4 am Lastring 5 angelenkt. Die Zapfen
6 sind in Augen 7 des Lastrings 5 und in Augen b der Dichtungssegmente 2 und 3 eingesetzt.
Die Augen 8 dienen gleichzeitig als Führungen für die Dichtungsseg,mente 2 und 3,
Die
Seitenränder der Dichtungssegmente 3 der unteren Reihe sind parallel den Verschiebungsachsen
der Segmente 3, wobei diese Achsen in Richtung des Jrittelpunkts der Elektrode de
9 liegen. In den Zwischenräumen zwischen den Dichtungssegmenten 3 der unteren Reihe
befinden sich Platten 10, deren Form der der Zwischenräume entspricht, während ihre
Dikke gleich der Dicke der Dichtungssegmente 3 ist. Die ilatten 10 sind durch einen
Ring 11 fest niteinander verbunden. Der innendurchmesser des Rings 11 ist etwas
kleiner als der Augen durchmesser der unteren Reihe aus Dichtungssegmenten 3, um
das Ankleben des Rings 11 mit den Platten 10 durch die Dichtungssegmente 3 beim
Aufsetzen und Abnehmen derselben zu ermöglichen.
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Die Elektrodenabdichtung arbeitet folgendermaßen.
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Der ringförmige wassergekühlte Kasten 1 schützt gegen Wärmebelastungen
den Auskleidungsabschnitt des Gewölbes 12, der an der Elektrode 9 anliegt, und die
Konstruktionsteile der Elektrodenabdichtung. Der wassergekülte Kasten wird, um die
Abdichtung weitgehend hermetisch zu machen, auf feuerfeste Masse 13 aufgesetzt,
die auf die Auskleidung des Gewölbes 12 in der Zone der Öffnung 14 für die Elektrode
aufgelegt ist. Die Fuiiktion des Hauptdichtungselements erfüllen bei der vorliegenden
Vorrichtung die Dichtungssegmente 2 und 3, die aus hitzefestem schwachmagnetischem
Werkstoff (z.3.
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aus hitzefester Legierung der austenitischen Melasse oder aus nichtmetallischem
feuerfesteL Werkstoff vom Typ graphithaltiger keramik) ausgeführt sind. Die Dichtungssegmente
2 und 3 werden, um besser den Spalt zwischen Elektrode 9 und wassergekühltem Kasten
1 zu überdecken, in zwei Reihen angeordnet, wobei die Spalte zwischen den Dichtungssegmenten
3 der unteren Reihe von den Dichtungssegmenten 2 der oberen Reihe überdeckt werden.
Die durch das Gewicht des Lastrings 5 erzeugte kraft preßt dank der schrägen Lage
der Druckstäbe 4 die Dichtungssegniente 2 und 3 an die Elektrode 9, wodurch sichergesteht;
wird, daß die geraden senkrechten Spalte in der Abdichtung minimale Größe besitzen.
Der Abstand zwischen Nachbardichtungen 2 und 3 und der Neigungswinkel der Druckstäbe
4 werden so gewählt, daß die Dichtungssegmente 2 und 3 unter Inbetrachtnehme der
konischen Form des Aroeitsendes der Elektrode 9 an diese angepreßt werden. Auseinanderschieben
der Dichtungssegmente 2 und 3 beim Einführen einer neuen Elektrode 9 mit zylindrischem.
Ende in die Abdichtung wird dadurch ermöglicht, daß an den Dichtungssegmenten 2
und 3 Augen M angebracht sind, die gleichzeitig als Augen zum Befestigen der Stäbe
4 dienen. Die Zwischenräume zwischen den Dichtungssegmenten 3 der unteren Reihe,
die zum Verschieben derselben in der Waagerecht ebene erforderlich sind, werden
durch die Glatten 10 überdeckt. Die Platten 10 hindern nicht, da die
Seitenränder
der Dichtungssegmente 3 parallel zu deren Verschieberichtung verlaufen, das Verschieben
der Dichtungssegmente 2 und 3 unter Einwirkung des Lastrings 5, wobei die geraden
Spalte zwischen Platten 10 und Segmenten 2 und 3 minimale Größe haben. Die fest
miteinander durch den Ring 11 verbundenen Platten 10 liegen gleichzeitig freibeweglich
auf dem wassergekuhltem Kasten 1, wodurch Selbsteinstellen des ganzen Abdichtungssystems
in bezug auf die Elektrode 9 sichergestellt wird.
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Beim Aufsetzen des Lastrings 5 mit den Dichtungssegmenten 2 und 3
auf den gekühlten Kasten 1 und beim Abnehmen derselben von letzterem wird der Ring
11 mit den Platten 10 durch die untere Reihe der Dichtungssegmente 3 getragen und
zusamrren mit diesen aufgesetzt oder abgenonmien.