DE2228596A1

DE2228596A1 - ARC MELTING FURNACE

Info

Publication number: DE2228596A1
Application number: DE19722228596
Authority: DE
Inventors: Max Peter Schlienger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-12
Filing date: 1972-06-12
Publication date: 1974-01-03

Description

Lichtbogenschmelzpfen Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenschmelzofen mit einem geschlossenen Gehäuse zur Erzielung einer definierten Atmosphäre und einem in diesem Gehäuse angeordneten Schmelztiegel zum Schmelzen von elektrisch leitendem, schmelzbarem Material, weiters mit einem drehbar angeordneten, sich nicht verbrauchenden Elektrodenrad und einer Antriebseinrichtung für das Elektrodenrad, wobei zwischen dem Elektrodenrad und dem elektrisch leitenden, schmelzbaren Material im Schmelztiegel ein Lichtbogen gezogen wird.Arc Melting Plugs The invention relates to an arc melting furnace with a closed housing to achieve a defined atmosphere and a Crucible arranged in this housing for melting electrically conductive, fusible material, furthermore with a rotatably arranged, non-consumable Electrode wheel and a drive device for the electrode wheel, wherein between the electrode wheel and the electrically conductive, fusible material in the crucible an arc is drawn.

Allgemein ist in einem Lichtbogenofen eine Schmelze und eine Elektrode so angeordnet, daß ein Lichtbogen von der Elektrode zur Schmelze gebildet wird, um damit einen ausreichenden Temperaturanstieg zum Schmelzgut innerhalb einer Vakuum- oder Schutzgaskammer zu erzeugen. Ein allgemein angewandtes Verfahren benutzt eine vorher geformte abschmelzende Elektrode, wobei die Elektrode selbst aus dem Material besteht, das geschmolzen werden soll. Bei diesem Verfahren ist es allerdings erforderlich, daß der zu verarbeitende Werkstoff vorher in die Form einer Elektrode gebracht wird. In Fällen, wo körniges, pulveriges oder sonstiges loses Material geschmolzen werden soll, maß eine nichtabschmelzende Elektrode verwendet werden, um den erforderlichen Lichtbogen zu erzeugen. Derartige nicht-abschmelzende Elektroden erfüllen, wenn sie entsprechend gekühlt werden, gut ihren Zweck, indem sie den Lichtbogen, der das Schmelzen bewirkt, auf einer ausreichenden Temperatur halten, um damit pulveriges oder körniges Material, das der Schmelze zugesetzt wird, zu schmelzen. Die Hitze des Lichtbogens verursacht allerdings starke Erosion der Spitze der Elektrode, sodaß bei Anwendung von höherer Temperatur diese Technik sehr schwierig wird. Dies gilt besonders für die Verarbeitung hochschmelzender oder reaktiver Metalle, wie Niob, Molybdän, Wifram, Zirkon und Titan. In general, there is a melt and an electrode in an arc furnace arranged so that an arc is formed from the electrode to the melt, in order to achieve a sufficient temperature rise to the melt material within a vacuum or to generate a protective gas chamber. One commonly used technique uses a previously formed consumable electrode, the electrode itself being made of the material to be melted. However, this procedure requires that the material to be processed is previously brought into the shape of an electrode. In cases where granular, powdery or other loose material is melted A non-consumable electrode should be used to measure the required Generate arc. Such non-consumable electrodes meet when they are appropriately cooled, well serving their purpose by removing the arc that occurs the melting causes it to keep at a temperature sufficient to make it powdery or to melt granular material added to the melt. The heat caused by the arc however, strong erosion of the tip of the electrode, so that this technique is very difficult when a higher temperature is used will. This particularly applies to the processing of refractory or reactive metals, such as niobium, molybdenum, wifram, zircon and titanium.

Gemäß den U.S.-Patentschriften Nr. 3 420 939 (vom 7.Jänner.1969) und Nr. 3 461 214 (vom 12.August 1969) sind diese Probleme im wesentlichen durch eine radförmige Elektrode, die in der Nähe der Schmelze gedreht wird, gelöst. Während ein oder mehrere Lichtbogen zwischen Rad und Schmelze erzeugt werden, wird das Rad gedreht, sodaß die Lichtbogen immer von anderen Teilen der Oberflächen der Radelektrode ausgehen. According to U.S. Patent No. 3,420,939 (dated January 7, 1969) and No. 3,461,214 (dated August 12, 1969) have essentially overcome these problems a wheel-shaped electrode, which is rotated in the vicinity of the melt, is released. While one or more arcs are generated between the wheel and the melt, the wheel becomes rotated so that the arcs always come from other parts of the surfaces of the wheel electrode go out.

Durch Kühlung der Oberfläche des Rades wird die Elektrode auf ausreichend niedriger Temperatur gehalten, sodaß ein Schmelzen bei hoher Temperatur ohne Abnützung der Elektrode ermöglicht wird.By cooling the surface of the wheel, the electrode will be on sufficient kept low temperature so that melting at high temperature without wear the electrode is made possible.

Es wurde weiters festgestellt, daß bei Anwendung der Elektrodenräder, entsprechend diesem Stand der Technik, in Lichtbogenöfen die Hochspannungsentladung zwischen der Radelektrode und der Schmelze ein Magnetfeld erzeugt, welches seinerseits den Lichtbogen in Drehung versetzt. Wenn die Drehrichtung des Elektrodenrads gleich der von diesem Magnetfeld hervorgerufenen Drehrichtung des Lichtbogens ist, kann es vorkommen, daß der Lichtbogen immer von derselben Stelle der Radelektrode ausgeht, was eine Abnützung des Elektrodenrades hervorruft, Dieses Problem ist dann besonders gravierend, wenn das Elektrodenrad mit seiner Achse parallel zur Achse des Schmelztiegels angeordnet ist und folglich mit seinem,den Lichtbogen formenden, Außenrand gleich weit von der Oberfläche der Schmelze entfernt ist, wie dies in der U.S.-Patentschrift Nr. 3 420 939 beschrieben ist. It was also found that when using the electrode wheels, According to this state of the art, the high-voltage discharge in electric arc furnaces A magnetic field is generated between the wheel electrode and the melt, which in turn sets the arc in rotation. When the direction of rotation of the electrode wheel is the same the direction of rotation of the arc caused by this magnetic field can it can happen that the arc always starts from the same point on the wheel electrode, which causes wear of the electrode wheel. This problem is then special serious if the electrode wheel has its axis parallel to the axis of the crucible is arranged and consequently with his, the Arc forming, Outer edge is equidistant from the surface of the melt, as shown in U.S. Patent No. 3,420,939.

Nunmehr wurde festgestellt, daß das Problem der Elektrodenradabnützung auf Grund der durch das vom Lichtbogen erzeugte Magnetfeld hervorgerufenen Lichtbogendrehung im wesentlichen beseitigt werden kann, indem das Elektrodenrad in die der vom Magnetfeld verursachten Drehung des Lichtbogens entgegengesetzten Richtung gedreht wird. Auf diese Weise kann sich der Lichtbogen aufgrund des Magnetfeldes drehen, aber eine solche Drehung vermindert nicht die relative Geschwindigkeit des Elektrodenrades zum Lichtbogen, sondern erhöht sie. It has now been found that the problem of electrode wheel wear due to the arc rotation caused by the magnetic field generated by the arc Can be essentially eliminated by placing the electrode wheel in the area of the magnetic field caused rotation of the arc is rotated in the opposite direction. on this way the arc can rotate due to the magnetic field, but one such rotation does not reduce the relative speed of the electrode wheel to the arc, but increases it.

Ferner kann auch eine elektromagnetische Spule um den Schmelztiegel herum angebracht werden, um so ein Magnetfeld zu erzeugen, das dem Magnetfeld der Lichtbogenentladung entgegenwirkt. Diese Spule kann somit entsprechend zugeschaltet werden, um den Lichtbogen an eine gewünschte Stelle der Schmelze zu fUhren oder auch, um eine Gegendrehung von Elektrodenrad und Lichtbogen zu erreichen. Furthermore, an electromagnetic coil can also be used around the crucible around to generate a magnetic field that corresponds to the magnetic field of the Counteracts arc discharge. This coil can thus be switched on accordingly to guide the arc to a desired location in the melt or also to counter-rotate the electrode wheel and arc.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Abnützung der Radelektrode dadurch vermieden, daß eine Mehrzahl von Elektromagneten vorgesehen sind, die um die Schmelztiegel angeordnet und wahlweise einschaltbar sind. Dadurch wird in der Schmelze ein Magnetfeld aufgebaut, das aufgrund magnetischer Abstoßung bewirkt, daß der Lichtbogen gesteuert von wechselnden Teilen der Schmelze ausgeht. According to the present invention, the wear of the wheel electrode avoided by the fact that a plurality of electromagnets are provided to the crucibles are arranged and optionally switchable. This will result in the Melt builds up a magnetic field which, due to magnetic repulsion, causes that the arc emanates controlled from changing parts of the melt.

Die Erfindung wird nachstehend, beispielsweise anhand der Zeichnung, näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Lichtbogenofens, bei dem die Radelektrode entgegen der Drehung des Lichtbogens gedreht wird; Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Lichtbogenofens mit einer Spule um den Schmelztiegel; Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Lichtbogenofens mit mehreren Elektromagneten um den Schmelztiegel; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3; Fig. 5 ein Blockschaltbild des in Fig. 3 dargestellten Lichtbogenofens. The invention is described below, for example with reference to the drawing, described in more detail. In the drawing shows Fig. 1 is a schematic View of an electric arc furnace in which the wheel electrode counteracts the rotation of the Arc is rotated; Fig. 2 is a schematic view of an electric arc furnace with a coil around the crucible; 3 is a schematic view of an electric arc furnace with several electromagnets around the crucible; 4 along a section the line 4-4 in Figure 3; FIG. 5 is a block diagram of that shown in FIG Arc furnace.

In Rg. 1 besitzt der Lichtbogenofen A ein Gehäuse 15, in welchem der Druck mit Hilfe einer Vakuumpumpe 16 vermindert werden kann. Dadurch können im Gehäuseinneren Vakuum- oder Schutzgasbedingungen hergestellt werden, wobei der genaue Druck von dem zu bearbeitenden Material und dem Zweck der Bearbeitung anhängt. In Rg. 1, the arc furnace A has a housing 15 in which the pressure can be reduced with the aid of a vacuum pump 16. This allows vacuum or protective gas conditions are established inside the housing, the exact pressure depends on the material to be processed and the purpose of the processing.

Der Schmelztiegel, in dem das Material geschmolzen wird, besteht aus einem im Gehäuse 15 angeordneten Zylinder 17 mit lotrechter Achse. Der Schmelztiegelboden 18 ist seinerseits innerhalb des Zylinders 17 angeordnet. Der Schmelztiegelboden 18 sitzt auf einer Stange 19, die während eines Schmelzvorganges mittels des Antriebes 20 abwärts bew«Dar ist. Dadurch kann die Oberfläche 21 der Schmelze 22 innerhalb des Schmelztiegels 18 auf einer gewünschten Höhe gehalten werden, indem der Boden 18 durch den Antrieb 20 gehoben oder gesenkt wird. Beim Zusetzen von Material in die Schmelze 22, wird der Bogen 18 entsprechend abgesenkt, wobei die Oberfläche 21 der Schmelze 22 auf ener vorbestimmten Höhe gehalten wird. Die hier beschriebene Ofenausbildung ist nur eine von vielen Möglichkeiten und ist nur zur Veranschaulichung angeführt, wobei selbstverständlich auch andere Formen vorgesehen werden können. The crucible in which the material is melted is made from a cylinder 17 arranged in the housing 15 with a vertical axis. The bottom of the crucible 18 is in turn arranged within the cylinder 17. The bottom of the crucible 18 sits on a rod 19, which during a melting process by means of the drive 20 moving downwards. This allows the surface 21 of the melt 22 within of the crucible 18 can be maintained at a desired height by the bottom 18 is raised or lowered by the drive 20. When adding material in the melt 22, the sheet 18 is lowered accordingly, the surface 21 of the melt 22 is kept at a predetermined level. The one described here Oven design is just one of many options and is for illustrative purposes only listed, although other forms can of course also be provided.

Das Elektrodenrad 23 ist mittels einer Achse 24 über der Schmelze 22 angeordnet. Die Achse 24 istim Lager 25 gelagert, wobei sie dabei auch schwenkbar gelagert sein kann. The electrode wheel 23 is above the melt by means of an axis 24 22 arranged. The axle 24 is mounted in the bearing 25, whereby it is also pivotable can be stored.

Das Lager 25 hält die Achse 24 und isoliert sie vom Gehäuse 15. Die Achse 24 wird durch das Lager 25 hindurch nach außen geführt. Außerhalb des Gehäuses 15 wird sie von einem Motor 26, der am äußeren Ende der Achse 24 angebracht ist, angetrieben. So wird die Achse 24 und damit auch das Elektrodenrad 23 vom Motor 26 in Drehung versetzt. The bearing 25 holds the axle 24 and isolates it from the housing 15. The Axis 24 is guided to the outside through bearing 25. Outside the case 15 it is driven by a motor 26 which is attached to the outer end of the axle 24, driven. In this way, the axis 24 and thus also the electrode wheel 23 are removed from the motor 26 set in rotation.

Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit wird dem Elektrodenrad 23 durch ein Anschlußstück 27, das auf der Achse 24 außerhalb des Gehäuses 15 angebracht ist, zugeführt und aus diesem wieder abgeleitet. Dies wird von einem Zuleitungsrohr 28, das durch das Anschlußstück 27 in die Hohlachse 24 und in das Elektrodenrad 23 geführt wird, bewerkstelligt. Die Ableitung erfolgt durch die Achse 24 und das Anschlußstück 27 in das Ableitungsrohr 29, Das Kühlflüssigkeitssystem mit den Zu- und Ableitungen 28 und 29 sowie der Motor 26 sind vom Gehäuse 15 elektrisch isoliert. Water or another cooling liquid is applied to the electrode wheel 23 by a connecting piece 27 which is attached to the axis 24 outside the housing 15 is, supplied and derived from this again. This is done by a supply pipe 28, which through the connecting piece 27 in the hollow axis 24 and in the electrode wheel 23 is performed, accomplished. The derivation takes place through the axis 24 and the Connection piece 27 into the discharge pipe 29, the coolant system with the supply and leads 28 and 29 as well as the motor 26 are electrically isolated from the housing 15.

Das Schmelzgut kann auf konventionelle Weise der Schmelze 22 zugeführt werden. Beispielsweise wird in Fig. 1 Material über eine Rutsche 33 durch eine Luftschleuse 34 hindurch zugeführt. Vom unteren Ende der Rutsche 33 fällt das Schmelzgut 35 in den Schmelztiegel 18. The melt material can be fed to the melt 22 in a conventional manner will. For example, in Fig. 1, material is passed through a chute 33 through an air lock 34 fed through. From the lower end of the chute 33, the melt 35 falls into the crucible 18.

Eine Starkstromquelle steht bei der Anschlußklemme 30 und zur Verfügung und versorgt über die Kupplung 31/die Achse 24 den leitenden Körper des Elektrodenrads 23 mit Strom. Der andere Pol der Energiequelle ist mit der Erde 32 vom Zylinder 17 aus verbunden, sodaß auch die Schmelze 22 auf Erdpotential liegt. A power source is available at terminal 30 and and supplies the conductive body of the electrode wheel via the coupling 31 / the axle 24 23 with electricity. The other pole of the energy source is with earth 32 from the cylinder 17th connected, so that the melt 22 is at ground potential.

Die jeweilige Polarität der von der Anschlußklemme 30 abgegebenes elektrischen Energie hängt von der Drehrichtung des Elektrodenrades 23 ab. Im besonderen wird die Polarität des von der Anschlußklemme 30 abgegebenen Stromes so gewählt, daß das Magnetfeld, das vom Lichtbogen zwischen Elektrodenrad 23 und Schmelze 22 erzeugt wird, dem Lichtbogen in die der Drehung des Elektrode rads 23 entgegengesetzten Richtung drängt. Somit soll die Polarität des von der Anschlußklemme 30 abgegebenen Stroms so sein, daß, wenn der Motor 26 das Elektrdenrad im Uhrzeigersinn antreibt, das vom Lichtbogen erzeugte Magnetfeld den Lichtbogen entgegen dem Uhrzeigersinn ablenkt. Wenn das Elektrodenrad entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, sollte der Strom entgegengesetzte Polarität besitzen. Dadurch wird erreicht, daß der Lichtbogen in die der Drehrichtung des Elektrodenrades entgegengesetzte Richtung abgelenkt wird, sodaß der Lichtbogen hinsichtlich der Schmelze stationär bleibt bzw. hinsichtlich des Elektrodenrades in Gegendrehung ist. Dadurch wiederum wird der Verschleiß des Elektrodenrades minimiert, weil der Lichtbogen andauernd sich ändernden Stellen des Elektrodenrades entspringt.The respective polarity of the output from the terminal 30 electrical energy depends on the direction of rotation of the electrode wheel 23. In particular the polarity of the current delivered by terminal 30 is selected so that the magnetic field created by the arc between the electrode wheel 23 and the melt 22 is generated, the arc in the rotation of the electrode wheel 23 opposite Direction is urging. Thus, the polarity of the output from the terminal 30 should Current must be such that when the motor 26 drives the electrode wheel clockwise, the magnetic field generated by the arc turns the arc counterclockwise distracts. When the electrode wheel is turned counterclockwise, it should the current have opposite polarity. This ensures that the arc deflected in the direction opposite to the direction of rotation of the electrode wheel so that the arc remains stationary with respect to the melt or with respect to of the electrode wheel is in reverse rotation. This in turn reduces the wear and tear of the Electrode wheel is minimized because the arc is constantly changing locations of the electrode wheel arises.

Es wurde festgestellt, daß Strom mit positiver Polarität an die Anschlußklewe 30 angelegt werden sollte, wenn das Elektrodenrad 23, gemäß obiger Betrachtung, im Uhrzeigersinn gedreht wird, um dadurch den Lichtbogen in die entgegengesetzte Richtung abzuleiten, wie vorher beschrieben. Dementsprechend sollte Strom mit negativer Polarität an die Anschlußklemme 30 angelegt werden, wenn das Elektrodenrad 23 entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben wird, wie vorher ausgeführt. It was found that current with positive polarity is applied to the connection glue 30 should be applied when the electrode wheel 23, according to the above consideration, is rotated clockwise, thereby turning the arc in the opposite direction Derive direction as previously described. Accordingly, current should be negative Polarity can be applied to the terminal 30 when the electrode wheel 23 is opposite is driven clockwise as previously stated.

Beim Betrieb wird das Material 35 durch die Luftschleuse 34 dem Schmelztiegel 17 zugeführt. Das Innere des Gehäuses 15 wird mit Hilfe der Pumpe 16 bis auf den gewünschten Druck evakuiert. Der Motor 26 wird eingeschaltet, um das Elektrodenrad 23 in Drehung zu versetzen und an die Klemme 30 wird Strom von entsprechender Polarität angelegt. In operation, the material 35 is passed through the airlock 34 to the crucible 17 supplied. The interior of the housing 15 is with the help of the pump 16 up to the desired pressure evacuated. The motor 26 is turned on to the electrode wheel 23 to set in rotation and to the terminal 30 is current of the appropriate polarity created.

So werden ein- oder mehrere Lichtbogen vom Elektrodenrad 23 zur Oberfläche 21 der Schmelze 22 gezündet. Der Lichtbogen erhöht sodann die Temperatur derart, daß das Material 35 geschmolzen wird und die Schmelze 22 bildet. Die Drehung des Elektrodenrads 23 und die Gegendrehung des Lichtbogens 36 haben zur Folge, daß die Stelle des Elektrodenrades, von der der Lichtbogen ausgeht, dauernd geändert wird. Während nur wenige Bogengrade des Umfangs des Elektrodenrades 23 für den Lichtbogen in Anspruch genommen werden, wird ihr gesamter Umfang durch die durch die Radelektrode fließende Kühlflüssigkeit gekühlt. One or more arcs are thus created from the electrode wheel 23 to the surface 21 of the melt 22 ignited. The arc then increases the temperature in such a way that that the material 35 is melted and forms the melt 22. The rotation of the Electrode wheel 23 and the counter-rotation of the arc 36 have the consequence that the The position of the electrode wheel from which the arc originates is continuously changed. While only a few degrees of arc of the circumference of the electrode wheel 23 for the arc are used, their entire circumference is determined by the wheel electrode flowing coolant cooled.

Dadurch wird dauernd ein großer Teil der Fläche zur Wärmeableitung und nur ein kleiner Teil zur Lichtbogenerzeugung verwendet, wobei die Abnützung des Elektrodenrades minimiert wird.This means that a large part of the surface is constantly used for heat dissipation and only a small part is used for arcing, with wear and tear of the electrode wheel is minimized.

In Fig. 2 wird eine andere Ausführungsform für die Lenkung des Lichtbogens dargestellt. Der Lichtbogenofen B besitzt ein Gehäuse 40 und eine Vakuumpumpe 41 zur Herabsetzung des Druckes im Gehäuse. Im Gehäuse 40 befindet sich ein Schmelztiegel-Zylinder 42 mit lotrechter Achse, in dem ein Schmelztiegelboden 43 angeordnet ist. Der Boden 43 sitzt auf einer Stange 44, die während eines Schmelzvorganges mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 45 abwärts bewegbar ist. So kann der Schmelztiegel 42 Schmelze, im wesentlichen wie in Fig. 1 dargestellt, aufnehmen. In Fig. 2 is another embodiment for the steering of the arc shown. The arc furnace B has a housing 40 and a vacuum pump 41 to reduce the pressure in the housing. A crucible cylinder is located in the housing 40 42 with a vertical axis in which a crucible bottom 43 is arranged. The floor 43 sits on a rod 44, which during a melting process with the help of the drive device 45 is movable downwards. Thus, the crucible 42 can melt, essentially as shown in Fig. 1, record.

Über der Schmelze 46 ist an der Welle 49, welche im Lager 50 gelagert ist, das Elektrodenrad 48 angeordnet. Die Welle 49 wird durch das Lager 50 nach außen geführt. Außerhalb des Gehäuses 40 wird die Welle 49 von einem Motor 51 angetrieben, der sich am äußeren Ende der Welle 49 befindet. Above the melt 46 is on the shaft 49, which is mounted in the bearing 50 is, the electrode wheel 48 is arranged. The shaft 49 is followed by the bearing 50 led outside. Outside the housing 40, the shaft 49 is driven by a motor 51, which is located at the outer end of the shaft 49.

Somit wird bei Lauf des Motors 51 die Welle 49 und damit das Elektrodenrad 48 in Drehung gebracht.Thus, when the motor 51 is running, the shaft 49 and thus the electrode wheel 48 turned.

Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit wird dem Elektrodenrad 48 durch ein Anschlußstück 52, das auf der Welle 49 außerhalb des Gehäuses 40 angebracht ist, zugeführt und aus diesem wieder abgeleitet. Dies erfolgt durch ein Zuleitungsrohr 53 und ein Ableitungsrohr 54, wie dies in Fig. 1 gezeigt wurde. Water or another cooling liquid is applied to the electrode wheel 48 by a fitting 52 which is mounted on the shaft 49 outside the housing 40 is, supplied and derived from this again. This is done through a supply pipe 53 and a drain pipe 54 as shown in FIG.

Schmelzgut wird der Schmelze 46 durch eine Luftschleuse 56 zugeführt. Von einer Rutsche 55 fällt das Material 57 in den Schmelztiegel 42. Melt material is fed to the melt 46 through an air lock 56. The material 57 falls from a chute 55 into the melting crucible 42.

Mit der Anschlußklemme 58 steht eine Starkstromquelle in Verbindung, von welcher der Strom über die Kupplung 59 zur Welle 49 geleitet wird und von dort zum leitenden Körper des Eldtrodenrades 48. Der andere Pol der Energiequelle ist die Erde 60, die mit dem Zylinder 42 verbunden ist, sodaß auch die Schmelze 48 auf Erdpotential liegt. A power source is connected to terminal 58, from which the current is conducted via the coupling 59 to the shaft 49 and from there to the conductive body of the eldtrode wheel 48. The other pole of the energy source is the earth 60, which is connected to the cylinder 42, so that the melt 48 on Ground potential.

Eine elektromagnetische Spule 61 ist um den Schmelztiegelzylinder 42 herum angebracht. Eine Gleichstromquelle kann mit den Anschlußklemmen 62 und 63 der Wicklung 61 verbunden werden, um innerhalb und über der Schmelze ein Magnetfeld zu erzeugen. Das so geschaffene Magnetfeld wirkt auf den Lichtbogen 64, der zwischen Elektrodenrad 48 und Schmelze 46 erzeugt wurde, wobei eine Drehung des Lichtbogens verursacht wird. Da der Lichtbogen ein inneres Magnetfeld erzeugt, das ihn in Drehung versetzt, wie dies oben eingehend erläutert wurde, kann das von der Wicklung 61 erzeugte Magnetfeld das erstere verstärken oder abschwächen. Auf diese Weise kann, durch entsprechende Wahl der Polaritäten und Amplituden der bei den Klemmen 62 und 63 zugeführten elektrischen Energie, dem inneren Magnetfeld des Lichtbogens entgegengewirkt werden, um die Stabilisierung der Position des Lichtbogens in bezug auf die Schmelze zu erreichen. So geht der Lichtbogen von sich ständig ändernden Stellen des Elektrodenrades 48 aus, sodaß ein großer Teil der Oberfläche zur Wärmeableitung und nur ein kleiner Teil zur Lichtbogenerzeugung verwendet wird. Dementsprechend wird die Abnützung des Elektrodenrades 48 auf ein Minimum herabgesetzt. An electromagnetic coil 61 is around the crucible cylinder 42 installed around. A DC power source can be connected to terminals 62 and 63 of the winding 61 are connected to a magnetic field within and above the melt to produce. The magnetic field created in this way acts on the arc 64, which is between Electrode wheel 48 and melt 46 was generated, with a rotation of the arc caused. Because the arc creates an internal magnetic field that keeps it rotating offset, as explained in detail above, this can be done by winding 61 generated magnetic field strengthen or weaken the former. In this way, by selecting the polarities and amplitudes of the terminals 62 and 63 supplied electrical energy, counteracted the internal magnetic field of the arc to stabilize the position of the arc with respect to the melt to reach. The arc starts from constantly changing points on the electrode wheel 48 off, so that a large part of the surface is used for heat dissipation and only a small part Part is used to generate the arc. The wear and tear will be accordingly of the electrode wheel 48 is reduced to a minimum.

Die Amplituden und/oder Polaritäten des an den Klemmen 62 und 63 zugeführten Stromes können geändert werden, um jede gewünschte Positionierung oder Drehung des Lichtbogens zwischen Elektrodenrad 48 und Schmelze zu erreichen. So kann auch eine Gegendrehung des Lichtbogens zur Drehrichtung des Elektrodenrades erreicht werden. The amplitudes and / or polarities of the signals at terminals 62 and 63 supplied current can be changed to any positioning or desired position To achieve rotation of the arc between the electrode wheel 48 and the melt. So can also reverse the arc to the direction of rotation of the electrode wheel can be achieved.

Der Betrieb des in Fig. 2 dargestellten Lichtbogenofens B ist im wesentlichen ähnlich der des Lichtbogenofens der Fig. 1, jedoch kann Gleichstrom über die Klemmen 62 und 63 der Wicklung 61 zugeführt werden, um eine feste PositionienBg des Lichtbogens 64 gegenüber der Schmelze zu erreichen,wie dies oben dargestellt wurde. The operation of the arc furnace B shown in Fig. 2 is in substantially similar to that of the electric arc furnace of FIG. 1, but can be direct current are fed to the winding 61 via the terminals 62 and 63 in order to achieve a fixed position of To achieve arc 64 against the melt, as shown above.

In Fig. 3 wird ein Ausführungsbeispiel zur Positionierung des Lichtbogens gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Lichtbogenofen C besitzt ein Gehäuse 70 und ein Vakuumpumpe 71 zur Herabsetzung des Druckes im Gehäuse. Im Gehäuse 15 befindet sich ein Schmelztiegelzylinder 72 mit lotrechter Achse, in dem ein Schmelztiegelboden 73 angebracht ist, um die Schmelze 74 aufzunehmen und zwar in im wesentlichen in der Weise, wie/den Beispielen gemäß Figuren 1 und 2 dargestellt. In Fig. 3 is an embodiment for positioning the arc illustrated in accordance with the present invention. The arc furnace C has a housing 70 and a vacuum pump 71 for reducing the pressure in the housing. In the housing 15 there is a crucible cylinder 72 with a vertical axis in which a crucible bottom 73 is attached to receive the melt 74 and that in substantially in the way as / the examples according to Figures 1 and 2 shown.

ber der Schmelze 74 ist an der Welle 77 ein Elektrodenrad 76 angebracht,und und zwar ähnlich wie in den Figuren 1 und 2 beschrieben. Ähnlich wird auch Schmelzgut durch eine Luftschleuse 79 über eine Rutsche 78 der Schmelze 74 zugeführt. Von der Rutsche 78 fällt das Material 80 in den Scdietiegel 72. An electrode wheel 76 is attached to the shaft 77 above the melt 74, and in a manner similar to that described in FIGS. 1 and 2. Melting material is also similar The melt 74 is fed through an air lock 79 via a chute 78. Of the Chute 78 drops the material 80 into the pan 72.

Eine Starkstromquelle wird über die Welle 77 an das Elektrodenrad 76 angeschlossen. Als Gegenpolarität der genannten Stromquelle wird die Erde 81 an den Schmelztiegel 72 angeschlossen, um damit Erdpolarität der Schmelze 74 herzustellen. A power source is connected via shaft 77 to the electrode wheel 76 connected. The opposite polarity of the current source mentioned is earth 81 connected to the crucible 72 in order to establish ground polarity of the melt 74.

Drei Elektromagnetanker 82, 83 und 84 werden um den Schmelzzylinder herum angebracht. Bei Fig. 4 sind die Elektromagnetanker 82, 83 und 84 in ungefähr gleichem Abstand um den Unfang des Schmelztiegels 72 herum angebracht. Jeder der Anker 82, 83 und 84 hat die Form eines C mit in die Länge gezogenem, geraden Mittelteil. Die elektromagnetischen Spulen 85, 86 und 87 sind um die Anker 82, 83 und 84 gewickelt, um dadurch drei Elektromagnete zu bilden. Three solenoid armatures 82, 83 and 84 are placed around the melting cylinder attached around. In Fig. 4, the solenoid armatures 82, 83 and 84 are approximately Equipped around the periphery of the crucible 72 around the same distance. Everyone who anchor 82, 83 and 84 has the shape of a C with an elongated, straight central part. The electromagnetic coils 85, 86 and 87 are wound around the armatures 82, 83 and 84, to thereby form three electromagnets.

Fig. 5 zeigteine Darstellung der elektromagnetischen Spulen 85, 86 und 87 mit ihren Verbindungen zur Gleichstromquelle 88. Die Stromquelle 88 liefert bei Bedarf Gleichspannung an jede der Elektromagnetwicklungen 85, 86 oder 87. Fig. 5 shows an illustration of the electromagnetic coils 85,86 and 87 with their connections to DC power source 88. Power source 88 supplies DC voltage to each of the solenoid windings 85, 86 or 87 if necessary.

So kann derjenige, der den Lichtbogenofen bedient, bei Bedarf ein starkes Magnetfeld im Inneren des Schmelzzylinders 74 erzeugen. Das so aufgebaute Magnetfeld wird der Drehrichtung des Lichtbogens 89, der sich zwischen dem Elektrodenrad 76 und der Schmelze 74 befindet, entgegenwirken, da dieses Magnetfeld dasjenige des Lichtbogens 89 abstößt. So bleibt der Lichtbogen stationär hinsichtlich der Schmelze 74 und zwar an einem Ort, der der Lage des eingeschalteten Magneten 85, 86 oder 87 gegenüberliegt.So whoever operates the arc furnace can turn on if necessary generate a strong magnetic field inside the melting cylinder 74. The so constructed Magnetic field is the direction of rotation of the arc 89, which is between the electrode wheel 76 and the melt 74 is located, counteract, since this magnetic field is the one of the arc 89 repels. So the arc remains stationary with respect to the Melt 74 in a location that corresponds to the position of the magnet 85, 86 or 87 opposite.

Auf diese Weise kann derjenige, der den Ofen bedient, wahlweise die Spulen 85, 86 oder 87 einschalten, um eine gewünschte Positionierung des Lichtbogens in der Schmelze zu erreichen. Damit bleibt der Lichten stationär hinsichtlich der Schmelze und entspricht immer sich ändernden Punkten des Elektrodenrades 76, wobei ein großer Oberflächenteil zur Wärmeableitung und nur ein kleiner zur -Lichtbogenerzeugung verwendet wird. Dies wiederum setzt die Abnützung des Elektrodenrades auf ein Minimum herab. Außerdem können in gleichen zeitlichen Abständen die Elektromagneten 85, 86 und 87 abwechselnd eingeschaltet werden, wodurch in der Schmelze gleichmäßige Temperaturen erreicht werden können. In this way, whoever operates the oven can choose to use the Turn on coils 85, 86 or 87 to a desired positioning of the arc to achieve in the melt. Thus the light remains stationary with regard to the Melt and always corresponds to changing points of the electrode wheel 76, wherein a large part of the surface for heat dissipation and only a small one for the generation of arcs is used. This in turn minimizes wear and tear on the electrode wheel down. In addition, the electromagnets 85, 86 and 87 alternately be turned on, creating in the melt uniform temperatures can be achieved.

Der Betrieb des Lichtbogenofens C ist im wesentlichen gleich dem des Ofens gemäß Fig. 1 und 2. Jedoch kann der, welcher den Ofen bedient, wie oben ausgeführt wurde, durch passende Einschaltung der Elektromagnete 85, 86 oder 87 eine stabile Positionierung des zwischen Elektrodenrad 76 und Schmelze 74 gezündeten Lichtbogens erreichen. The operation of the arc furnace C is substantially the same as that of the furnace according to FIGS. 1 and 2. However, whoever operates the furnace can, as above has been carried out by switching on electromagnets 85, 86 or 87 appropriately a stable positioning of the ignited between electrode wheel 76 and melt 74 Reach the arc.

Natürlich können die oben aufgezeigten Geräte und Verfahren entsprechend abgeändert werden, um so einer besonderen Gestaltung des Lichtbogenofens und dem jeweiligen zu schmelzenden Material zu entsprechen. Obwohl bei vorliegender Erfindung nur die Verwendung des Ofens zum Schmelzen von körnigem Material dargestellt wurde, ist es selbstverständlich, daß die oben beschriebenen Möglichkeiten zur Lenkung des Lichtbogens auch bei anderen Ofenarten Anwendung finden. Of course, the devices and methods outlined above can be used accordingly be modified so as to a special design of the arc furnace and the to correspond to the respective material to be melted. Although in the present invention only the use of the furnace for melting granular material was shown, it goes without saying that the steering options described above of the arc can also be used in other types of furnace.

Claims

Patent claims:

Arc melting furnace with a closed housing to achieve a defined atmosphere and a crucible arranged in this housing In the melting of electrically conductive, meltable material, further with a rotatably arranged, non-consuming electrode wheel and a drive device for the electrode wheel, whereby between the electrode wheel and the electrically conductive, fusible material in the crucible an arc is ignited, g e k e n n Draw a plurality of electromagnets around the crucible arranged and optionally switchable.

2, arc melting furnace according to claim 1, d a d u r c h g e k'e n n z e i c h n e t that the electromagnets are aligned in such a way that the of them generated magnetic fields in and over the material to be melted in the crucible are directed.

Arc melting furnace according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k It is noted that each electromagnet can be switched on separately.

4. Arc furnace according to claim 1, 2 or 3, d a -d u r c h it is not noted that three electromagnets are provided.

5. arc furnace according to one or more of claims 1 to 4, it is noted that every electromagnet is essentially one C-shaped armature and a winding around it, the armature essentially arranged parallel to the surface of the melt and their ends close to the crucible lie.