DE2303509B2

DE2303509B2 - Vorrichtung zur Lichtbogenbeheizung von Metallen

Info

Publication number: DE2303509B2
Application number: DE19732303509
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing.(Grad.) 4005 Meerbusch Holtermann; Arno 4150 Krefeld Luven
Original assignee: Standard-Messo Duisburg Gesellschaft fur Chemietechnik Mbh & Co 4100 Duisburg
Current assignee: Standard-Messo Duisburg Gesellschaft fur Chemietechnik Mbh & Co 4100 Duisburg
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1973-01-25
Publication date: 1979-01-11
Also published as: GB1424578A; DE2303509A1; JPS5325132B2; AT322226B; BE806701A; JPS49104233A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine solche Vorrichtung zur Lichtbogenbeheizung ist bei der vakuum-metallurgischen Pfannenentgasung ^h(1 bekannt (DE-OS 1565534, S.6, IO Fig. I)- Die Vorrichtung zur Pfannenentgasung von Schmelzen ist in der üblichen Weise aufgebaut und besteht aus einem Vakuumgefäß in Form einer großen zylindrischen Kammer, das durch einen Deckel vakuumdicht ver- ^h"> schließbar ist. Bei der Pfannenentgasung wird die mit Schmelze gefüllte Abstichpfanne in das Vakuumgefäß gesenkt und dieses daraufhin durch den Deckel verschlossen. An der Unterseite des Deckels befindet sich regelmäßig ein Strahlungsschutz aus Blech oder feuerfester Stampfmasse, der am Deckel durch Rippen gehalten wird. Auf dem Deckel befinden sich Ziigabevorrichtungen und Beobachtungsfenster.

Nach dem Einsetzen der Abstichpfanne wird in dem Vakuumgefäß das Vakuum erzeugt und beginnt derartig der gewünschte Entgasungsvorgang. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Wärmeverluste durch eine Zusatzbeheizung auszugleichen. Hierzu ist di,.' Vakuum-Lichtbogenbeheizung entwickelt worden. Bei ihr ist an einem heb- und senkbaren Tragarm, der Hubeinrichtung, zumindest eine Elektrode befestigt, die durch eine Öffnung im Deckel des Vakuumgefäßes in dieses hineinragt Die Elektrode besteht aus einem Kupfer-Elektrodenstab und einer daran angeschraubten Graphitelektrode, wobei der Kupfer-Elektrodenstab mit der Hubeinrichtung fest verbunden ist An der Befestigung wird auch die Stromzuführung vorgenommen.

Um einer Verschlechterung des Vakuums an der Stelle der Elektrodendurchführung in das Vakuumgefäß vorzubeugen, ist auf dem Deckel ein Rohrmantel befestigt, der durch eine mit dem Rohrmantel fest verbundene Stopfbuchse gegenüber dem Kupfer-Elektrodenstab abgedichtet ist Die Durchführung der Elektrode durch den Deckel erfolgt auf diese Weise vakuumdicht Nachteilig ist hierbei, daß nach Abbrennen der Graphitelektrode ein Auswechseln erfolgen muß, das darüber hinaus ausschließlich von unten erfolgen kann, da die Elektrode in ihrer Gesamtheit nicht nach oben herausnehmbar ist. Es wird daher zunächst der Deckel vom Vakuumgefäß abgehoben und sodann gewartet, bis dieser oder der Strahlungsschutz ausreichend abgekühlt ist, um ein Arbeiten an der Elektrode zu ermöglichen. Nach entsprechend langer Abkühlungszeit wird dann die Graphitelektrode von dem Kupfer-Elektrodenstab abgeschraubt und ersetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, den Ersatz des verbrauchten Teile·, der Graphitelektrode unabhängig von der Abnahme des Deckels des Vakuumgefäßes, d. h. von oben, zu ermöglichen und einen Elektrodenwechsel entbehrlich zu machen. Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß durch den Elektrodenabbrand und das hierdurch erforderliche Ersetzen des verbrauchten Elektrodenteils keine Störung des Betriebsablaufes mehr eintritt. Auch sollen Wartezeiten vermieden werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine ähnliche Abdichtung ist bei anstückelbaren Graphitelektroden an sich bekannt (T a u s s i g a. a. O.), jedoch nicht im Zusammenhang mit Vorrichtungen der Vakuum-Metallurgie.

Durch die Erfindung ist sichergestellt, daß kein Elektrodenwechsel mehr erfolgen muß. Vielmehr kann durch einfaches Ansetzen von Graphitelementen außerhalb des Vakuumgefäßes an die Graphitelektrode ein nur kurzzeitig unterbrochener Betrieb beheizungsmäßig durchgeführt werden. Durch die leicht lösbare Befestigung der Graphitelektrode an der Hubeinrichtung und die öffnung in der Ummantelung ist ein leichtes Hochziehen der Graphitelektrode und einfaches Ansetzen eines neuen unverbrauchten Graphitelementes ermöglicht. Trotzdem ist diese Vorrichtung zur Lichtbogenbeheizung in der üblichen Weise heb- und

absenkbar und vakuumdicht gegenüber dem Inneren des Vakuumgefäßes ausgebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Lichtbogenbeheizung die in der dazugehörigen Zeichnung schematisch dargestellt ist, erläutert Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Pfannenentgasungsvorrichtung mit Lichtbogenbeheizung. Es sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Lichtbogenbeheizunssvorrichtung auch an anderen vakuummetallurgischen Aggregaten, wie Schmelzöfen, angewandt werden kann.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Pfamnenentgasung besteht aus einem Vakuumgefäß 1, das durch einen Gefäßdeckel 2 vakuumdicht verschlossen iist An dem Gefäßdeckel 2 ist ein Strahlungsschutz 2a bekannter Art befestigt und mit dem Deckel 2 vom Vakuumgefäß abhebbar. Im Inneren des Vakuumgefäßes 1 ist eine Pfanne 3 angeordnet, die mit flüssigem Stahl gefüllt ist. Durch einen Anschluß an das Vakuumgefäß 1 und einen Pfeil ist in der Zeichnung verdeutlicht, da3 durch eine Pumpe oder dergleichen im Vakuumgefäß 1 ein Unterdruck erzeugt we- ien kann.

Diese Vorrichtung zur Pfannenentgasung ist mittels einer Lichtbogenheizung beheizbar. Hierzu werden drei 2S konzentrisch angeordnete Graphitelektroden 4, die aus einzelnen Stücken zusammengesetzt sind, in das Innere des Vakuumgefäßes 1 durch den Gefäßdeckel 2 eingeführt Die Graphitelektroden 4 sind direkt mit einer Hubeinrichtung, nämlich einem heb- und senkba- jo ren Tragarm 6, über eine Federklemmbacke 6a, welche eine Elektrodenfassung darstellt, verbunden, wobei an der Verbindungsstelle die Stromzuführung 5 zu der Elektrode 4 erfolgt. In der Zeichnung ist eine Graphitelektrode 4 im Schnitt abgesenkt in das Vakuumgefäß 1 in ihrer untersten Hubstellung und eine Elektrode 4 in Ansicht in ihrer obersten Hubstellung gezeichnet, um die Funktion zu verdeutlichen.

An jeder Durchtrittsöffnung 10 des Gefäßdeckels 2 und Strahlungsschutzes 2a für eine Elektrode 4 ist ein die Elektrode 4 umgebender Rohrmantel Ta angeordnet, der vakuumdicht auf dem Gefäßdeckel 2 befestigt ist und zur Verbesserung der Führung der Graphitelektrode 4 in ihrer Hubbewegung bis zur Federklemmbacke 6a hochgezogen ist Der Rohrmantel Ta ist von einer Ummantelung Tb in Form eines äußeren Rohrmantels umgeben, der etwa die gesamte Graphitelektrode 4 oberhalb des Deckels 2 umfaßt In der Ummantelung Tb sind öffnungen 11 für die vakuumdichte Durchführung der Federklemmbacken 6a und damit für die Verbindung der Elektrode 4 mit der Stromzuführung 5 und der Hubeinrichtung 6 ausgebildet Das obere Ende der Ummantelung Tb ist mit einem Klappdeckelverschluß 9 versehen, wobei die Zeichnung auch die aufgeklappte Stellung verdeutlicht Der Deckelverschluß 9 ist vakuumdicht ausgebildet Außerdem ist die Ummantelung Tb mit einem Kompensator 8 an ihrem unteren Ende versehen.

Zwischen dem Rohrmantel Ta und der Ummantelung Tb ist ein Abdichtzylinder Tc angeordnet, der an der Ummantelung Tb befestigt ist unH den Rohrmantel Ta dicht umschließt. Die Umrnanic'un*⁷ T^ und d^pr Abdichtzylinder Tc sind insgesamt nur so lang ausgebildet, daß die Hubbewegung der Hubeinrichtung 6 frei durchgeführt wird und auch in der untersten Stelli-ng kein Aufstauchen auf den Gefäßdeckel 2 erfolgen kann.

Im Betrieb wird bei der beschriebenen Lichtbogenbeheizungsvorrichtung nach Verbrauch des im Vakuumgefäß 1 befindlichen Graphitelementes 12 ein neues Graphitelement 13 oben mit der Graphitelektrode 4 z. B. durch eine Schraubverbindung verbunden. Hierzu wird die Hubeinrichtung 6 in ihre oberste Stellung gefahren und der Deckelverschluß 9 geöffnet. Es werden sodann die Federklemmbacken 6a gelöst, so daß das Nachsetzen der Elektrode 4 in ihre Betriebsstellung erfolgen kann. Hiernach werden die Klemmbacken 6a und der Deckelverschluß 9 wieder geschlossen und die Beheizungsvorrichtung ist erneut betriebsbereit.

Hierzu 1 Blatt ZeLhnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Lichtbogenbeheizung von Metallen innerhalb eines durch einen abnehmbaren Deckel vakuumdicht verschließbaren metallurgisehen Gefäßes zum Schmelzen und/oder Behandeln der Metalle, insbesondere Stahl im Vakuum, mit mindestens einer heb- und senkbaren, im Lichtgbogenbereich aus Graphit bestehenden Elektrode, die an einer Hubeinrichtung befestigt ist und nach außen ι ο durch einen an der Elektrodendurchführung des Deckels befestigten Rohrmantel und eine Vakuumdichtung abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (4) in ihrer Gesamtheit eine aus einzelnen Graphitelementen (12, 13) zusammengesetzte, am oberen Ende anstückelbare Graphitelektrode ist, der der Strom über eine an ihrer Mantelfläche leicht lösbar angreifende, an der Hubeinrichtung (6) befestigte Elektrodenfassung (6a) zugeführt wird, und daß der Rohrmantel (Ta), die Graphitelektrode (4) und die Elektrodenfassung (6a) von einer Ummantelung (Tb) vakuumdicht umschlossen sind, die an dem vom Vakuumgefäß (1) entfernten oberen Ende mit einer dicht verschließbaren öffnung (9) versehen ist, gemeinsam mit der Elektrode (4) und der Fassung (6a) von der Hubeinrichtung (6) bewegbar ist und deren unteres Ende (Tc) den Rohrmantel (Ta) dicht umschließt

2. LichtbogenbeheizungEvorrichtung nach An- M spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ummantelung (76,/ und dem Rohrmantel (Ta) eine Stopfbüchse (Tc) angeordnet ist

3. Lichtbogenbehjizungi-.orrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadu/ch gekennzeichnet, daß die obere öffnung (9) in der Ums .antelung (Tb) durch einen Klappdeckel verschließbar ist.

4. Lichtbogenbeheizungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (Tb) mit einem Kompensator (8) ■"> versehen ist.

5. Lichtbogenbeheizungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrmantel (Ta) bis zur untersten möglichen Stellung der Hubeinrichtung (6) verlängert ist. «

6. Lichtbogenbeheizungsvorrichfjng nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenfassung aus einer Klemmeinrichtung (6a) mit zwei zusammenwirkenden, in Schließstellung federbelasteten Klemmbacken besteht, die ^r>0 gegen die Federwirkung in die Öffnungsstellung hydraulisch betätigbar sind.