DE2554241A1 - Gleichstromlichtbogenofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichstromliclitbogenofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Ofen wird in der deutschen Patentanmeldung P 25 26 220.8 beschrieben.

Eine Schwierigkeit bei solchen Öfen wird durch die zusätzlichen Löcher oder Öffnungen verursacht, die im Ofengefäß oder Ofengewölbe angebracht werden müssen, um diese Startelektrode einführen zu können. Zu diesen konstruktiven Erschwernissen kommt eine Beeinträchtigung der Umgebung des Ofens durch lärm-, Ruß- und Bauchbelästigung beim Betrieb des Ofens hinzu, insbesondere dann, wenn die Startelektrode nach erfolgtem Start des Ofens zur Seite geführt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstromlichtbogenofen der genannten Art so auszubilden, daß die eben genannten, durch die Startelektrode bedingten Nachteile beseitigt sind.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Gleichstromlichtbogenofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Bei dem Ofen gemäß der Erfindung benötigt die Startelektrode keine zusätzliche Öffnung. Die für die Startelektrode verwendete Entschlackungsöffnung bzw. Schlackenluke kann nach Herausführung der Startelektrode durch den ohnehin vorhandenen lukendeckel verschlossen werden, so daß eine Belästigung der Umgebung durch. Lärm, Ruß oder Rauch weitgehend vermieden wird. Die Startelektrode ist vorzugsweise zur Seite schwenkbar angeordnet.

In Arbeitsstellung der Startelektrode wird ein Herausdringen von Lärm, Rauch, Ruß, Hitze usw. durch den gemäß Anspruch. 2Jvorgesehenen Schirm verhindert, dessen Anbringung auf einfache Weise zusammen mit der Startelektrode geschehen kann.

Durch, die Ausbildung der Startelektrode gemäß Anspruch. 3 wird sowohl die Herausführung der Startelektrode aus ihrer Arbeitsstellung nach inganggekommenem Ofenprozeß erleichtert als auch, das Austauschen und Kühlen dieser Startelektrode.

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Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ofen gemäß der Erfindung mit Startelektrode, von oben gesehen,

Fig. 2 den Ofen nach Fig. 1, von der Seite und teilweise im Schnitt dargestellt,

Fig. 3 eine in Arbeitsstellung befindliehe Startelektrode, von der Seite gesehen,

Fig. 4 eine Einzelheit an der Spitze der Startelektrode,

Fig. 5 eine Anordnung zum Herausschwenken der Startelektrode,

Fig. 6 eine andere Möglichkeit zum Ein- und Ausfahren der Startelektrode,

Fig. 7 eine Startelektrode, die herausgehoben und zur Seite geschwenkt werden kann,

Fig. 8 eine schräg in das Ofengefäß einführbare

Startelektrode, die an einer Konsole befestigt ist und mit Antriebsorganen versehen ist,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 8.

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Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Gleichstromliehtbogenofen,der im Ausführungsbeispiel eine als Kathode geschaltete Arbeitselektrode 1 hat. Selbstverständlich können mehrere Arbeitselektroden vorhanden sein. Zu dem Ofen gehört in bekannter Weise das Ofengefäß 2 und das Ofengewölbe 3, durch welches die-Arbeitselektrode 1 von oben hereingeführt wird. Am Ofengefäß ist eine Gießschnauze 4 vorhanden. Das Ofengefäß ist in bekannter Weise kippbar, beispielsweise mittels eines bogenförmigen Wiegebalkens 5, der auf einer Unterlage 6 abrollen kann. Auf der der Gießschnauze gegenüberliegenden Seite des Ofengefäßes befindet sich eine Entschlackungsöffnung, die durch eine Schlackenluke 8 verschließbar ist. Im gezeigten Fall ist durch die Entschlackungsöffnung 7 eine Startelektrode 9 einführbar. Die Startelektrode wird von einer Stange 10 getragen, die zweckmäßigerweise als doppelwandiges Rohr ausgebildet ist, welches mit Kühlelementen versehen ist. Die Stange 10 ist schwenkbar angeordnet und kann aus der durch volle Linien in Fig. 1 angedeuteten Anschlußstellung für die Startelektrode in die strichpunktierte Bereitschaftsstellung außerhalb des Ofens geschwenkt werden.

Statt die Startelektrode durch die Entschlackungsöffnung einzuführen, kann man sie auch durch andere zur normalen Ofenkonstruktion gehörende Öffnungen einführen, wie beispielsweise durch eine nicht benutzte Offnung im Ofengefäß für eine Elektrode oder dergleichen. Dies ist in den Figuren nicht gezeigt.

Wie bereits erwähnt, kann die Startelektrode in die Arbeitsstellung hineingeschwenkt und aus dieser herausgeschwenkt werden. An der

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Startelektrode ist vorzugsweise ein Schirm 11 "befestigt, der in der Arbeitsstellung gegen die Schlackenluke dichtend anliegt. Der Schirm hat den Zweck, das Entweichen von Rauch, Ruß und Hitze aus dem Ofen in die Umgebung zu verhindern. Vorzugsweise wird der Schirm 11 an einem Teil der Stange 10 befestigt; der Schirm kann jedoch auch, unabhängig von der Startelektrode, separat an die Schlackenluke anschließbar sein. Der Schirm hat auch eine geräuschdämpfende Wirkung. Er besteht vorzugsweise aus zwei Blechen mit geräuschdampfenden Zwischenräumen_o Der Schirm kann verhältnismäßig leicht ausgebildet werden, da in wärmeisolierender Hinsicht keine besonderen Ansprüche an ihn gestellt werden. Das Anbringen des Schirmes 11 an die Schlackenluke braucht nicht unmittelbar im Anschluß an den Start zu erfolgen, da eine Geräuschdämpfung ja auch von Wert sein kann, bevor der Ofenbetrieb im Zusammenhang mit dem Start in Gang gekommen ist. Dadurch, daß nur eine Elektrode (Kathode) im Gewölbe erforderlich ist, kann diese gut im Gewölbe abgedichtet werden, ohne daß im Gewölbe Platz für eine spezielle Startelektrode vorgesehen werden muß, die ja, wie oben beschrieben, normalerweise an die Schlackenluke anschließbar ist.

Der Start des Gleichstromlichtbogenofens geschieht - wie üblich durch die Beschickung des Ofengefäßes mit Schrott, wonach das Ofengewölbe 3 auf das Gefäß gesetzt wird. Die Startelektrode wird an-die Charge angeschlossen (siehe Figo 1, voll ausgezogen dargestellte Stellung). Die Startelektrode ist an den positiven Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen, und die Arbeitselektrode

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an den negativen Pol.

Nach Einschalten des Stromes schmilzt der Schrott allmählich, und am Boden des Ofens bildet sich eine Schmelze, die vorzugsweise in Kontakt mit einem Bodenkontakt bekannter Art oder mit einer Startelektrode gemäß der deutschen Patentanmeldung P 25 25 720.9 gelangt. Nachdem der Strom zur Badelektrode kommutiert ist, kann die Startelektrode abgeschaltet und zur Seite geschwenkt werden. Die Entschlackungsöffnung wird dann durch ihre Schlackenluke 8 verschlossen.

Für die Startelektrode ist also keine zusätzliche Öffnung im Ofen erforderlich, da die Schlackenluke 8 während des Startens normalerweise nicht benutzt wird. Die Anordnung stellt keine besonderen Ansprüche an die Wärmefestigkeit der Startelektrode. Die · Startelektrode kann leicht justiert werden, falls sie im vorgesehenen Startaugenblick keinen Kontakt zum Ofeninhalt haben sollte.

Wie bereits erwähnt, wird die Startelektrode in ihre Bereitschaftsstellung zurückgeschwenkt, nachdem der Stromfluß von der Startelektrode zur Badelektrode kommutiert ist. Diese Kommutierung kann selbsttätig geschehen, es können aber auch Schaltelemente vorgesehen sein, durch welche der Stromfluß über die Startelektrode unterbrochen wird.

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Fig. 3 zeigt eine wegschwenkbare Startelektrode gemäß der Erfindung. Die Elektrode besteht aus einem hohlen Metallrohr 11*, an dem auf geeignete Weise eine Graphitspitze 12 angebracht ist. Diese Spitze kann natürlich auch aus anderem,dem Graphit gleichwertigen Material bestehen, und die Spitze 12 ist vorzugsweise austauschbar. Ihre Befestigung am Rohr kann mittels Gewinde 13 durch Pestklemmen, durch Greif organe o. dgl. geschehen. Die Startelektrode 11· - 12 steht in Fig. 3 mit Schrott 14 in Verbindung, mit dem der Ofen in üblicher Weise beschickt wurde. Im gezeigten Fall ist die Startelektrode in der Schlackenluke 15 eines Ofens angeordnet, d.h. in einer Öffnung, die aus anderen Gründen ohnehin in der Konstruktion des Ofens vorgesehen ist. Normalerweise braucht eine besondere Öffnung für die Startelektrode also nicht vorgesehen zu werden. Bei entfernter Startelektrode 11* - 12 ist die Schlackenluke in üblicher Art durch einen !Lukendeckel verschließbar, der bei 16 in geöffneter Stellung gezeigt ist. An der Startelektrode, zweckmäßigerweise am Rohr 11, befindet sich ein Schirm 17, der die Umgebung gegen Lärm, Rauch und Hitze schützt. Dieser Schirm 17 wird vorzugsweise zusammen mit der Startelektrode, an der er beispielsweise festgeklemmt oder festgeschweißt ist, aus seiner lage vor der Schlackenluke weggenommen. Die Wegnahme der Startelektrode kann durch Antriebsorgane erfolgen, beispielsweise durch Rollen 18, die in Pig, 3 angedeutet sind. Mit 19 ist in Fig. 3 das Unterteil des Ofengefäßes bezeichnet. Die Startelektrode kann statt an der Schlackenluke auch in einem anderen Teil des Ofens angeordnet werden, beispielsweise in einer Öffnung im Ofengewölbe, die

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normalerweise für eine Arbeitselektrode vorgesehen ist. Das Rohr 11· hat die Aufgabe, den Strom zur Spitze 12 zu leiten und die Spitze 12 mechanisch zu tragen. Die Spitze 12 soll weich und wärmebeständig sein, damit sie den Strom zum Schrott 14 der Charge überführen kann. Nachdem die Elektrode 11-12 mit dem Schirm 17 zur Seite geschwenkt wurde, kann die Schlackenluke mit Hilfe des Lukendeckels 16 verschlossen werden.

Das Graphit, aus dem die Spitze 12 vorzugsweise besteht, ist gerade weich genug, um einen guten Kontakt mit dem Schrott herzustellen. Graphit verträgt außerdem kleine Lichtbögen usw., und der Durchmesser der Graphitspitze 12 wird so gewählt, daß die Kontaktfläche zum Schrott 14 groß genug und die Stromerwärmung nicht zu groß wird.. Eine geeignete Ausführung der Graphitspitze 12 ist in Pig. 4 gezeigt.

Fig. 4 zeigt auch eine Wasserkühlung mittels eines konzentrischen Rohres innerhalb des Rohres 11'. Das Wasser strömt in Richtung der Pfeile 21 durch das innere Rohr und durch die Öffnungen in den äußeren kreisringförmigen Raum 23 zwischen den beiden Rohren. Dort strömt das Wasser in Richtung der Pfeile 24.

Das Rohr 11', das vorzugsweise aus Metall besteht, kann gerade oder gebogen sein (siehe auch Fig. 5), was von der Art seiner Aufhängung abhängt. Das Rohr kann auch eine massive Rundstange sein und hierbei eine gewisse Wärmekapazität zur Vermeidung von Überhitzungen haben. Als Material für das Rohr bzw. die Stange 11 kommt Eisen, Kupfer oder ein anderes leitendes Material in Be-

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traciit; vorzugsweise wird Stahl verwendet.

Die Stange 11' kann in verschiedener Weise an den Schrott herangeführt werden. Gemäß Fig. 5 ist die Spitze 25 horizontal um den Punkt 26 drehbar, wobei die Stange 27 gebogen ist. Man kann dieselbe Drehung auch vertikal um ein Drehzentrum 26 ausführen.

Eine alternative Form der Heranführung der Spitze 12 an den Schrott zeigt Fig. 6, wobei der Arm 11· auf einem Wagen angeordnet ist, der, wenn er nicht benutzt wird, auf dem Ofen oder auf einer anderen geeigneten Unterlage am Ofen abgestellt wird. Der Strom wird über den leiter 28 zugeführt.

Eine bevorzugte Ausführungsform für die Anordnung der Stange zeigt Fig. 7, bei der der Ofen mittels einer geeigneten hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtung 29 gehoben und gesenkt werden kann und die Elektrode 30 um ein geeignetes Drehorgan 31 drehbar ist. Der Drehzylinder 31 ist gut geschützt, und die Kabel müssen gut geschützt unter dem Boden angeordnet werden. Als Alternative für den Drehzylinder kommen Kette und Kettenrad, Zahnrad und Zahnstange oder andere ähnliche Maschinenelemente in Betracht. Das Heben kann auch in Form einer spiralförmigen Nut in der Zylinderwand ermöglicht werden, wobei in dieser Nut ein mit einer Hebeachse versehener Zapfen (nicht gezeigt) angeordnet ist.

Fig."8 zeigt ein Ofengefäß 32 mit einer Öffnung 33 in der Ofenseite, beispielsweise eine Entschlackungsöffnung, durch die eine Startelektrode 34 schräg auf die Charge heruntergeführt werden kann.

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Das Heben und Senken kann zweckmäßigerweise mit einer an sich bekannten hydraulischen Anordnung 35 oder auf andere Weise erfolgen. Der Stromanschluß ist bei 36 gezeigt. In Fig. 9 sind die Anschlußvorrichtungen 37 gezeigt, die um die Elektrode 34 herum angebracht sind, welche im gezeigten Pail massiv ist, doch kann sie natürlich auch hohl sein und mit Kühlorganen versehen sein, wie es bereits erwähnt wurde. Der Ofen kann natürlich kippbar sein, und das Gewölbe kann auf übliche Weise zur Beschickung des Ofens abgehoben werden.

Die Startelektrode kann auch an einem Schlitten oder einer mit Rädern versehenen Eonsole (siehe Pig. 8) befestigt und hiermit zusammen einschiebbar und herausziehbar sein. Das Drehen der Startelektrode in die Arbeitsstellung und aus dieser heraus kann mittels geeigneter Drehvorrichtungen oder manuell erfolgen. Es ist auch möglich, daß die Startelektrode einerseits mittels eines Wagens, Schlittens usw. verschiebbar ist und andererseits horizontal und/oder vertikal um eine Achse drehbar ist, also eine Kombination oder obengenannten Bewegungsmöglichkeiten vorgesehen ist ο

Der Lichtbogenofen nach der Erfindung kann im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

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Claims (8)

Patentansprüche;

1. Gleichstromlichtbogenofen mit Start- und Badelektrode

sowie mindestens einer Arbeitselektrode und einer Entschlackungsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode (9) in der Entschlackungsöffnung (7) positionierbar ist und aus dieser Position herausführbar (schwenkbar und/oder längsverschiebbar) ist.

2. Gleichstromlichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode mit einem geräuschdämpfenden, möglichst gegen Rauch schützenden Schirm (11, 17) versehen ist, der bei in Arbeitsposition befindlicher Startelektrode die Öffnung (7» 15) abdichtet, in welche die Startelektrode eingeführt ist, und der möglichst mit der Startelektrode fortführbar ist.

3. Gleichstromlichtbogenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode eine elektrisch leitende, metallische Stange (10) oder ein Rohr (11) ist, an der/dem eine vorzugsweise austauschbare Spitze aus Graphit oder einem anderen kohlenstoffhaltigen Material angebracht ist.

4. Gleichstromlichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 - 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode aus zwei oder mehreren konzentrischen Leitern (20, 11') für Kühlwasser und Strom aufgebaut ist (Fig. 4).

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5. Gleichstromlichtbogenofen nach, einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode aus einer massiven Stange mit einer gewissen Wärmekapazität aufgebaut ist.

6. Gleichstromlichtbogenofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode (11*) an einem beweglichen Wagen, Schlitten oder an einer mit Rädern versehenen Konsole befestigt ist und mit dieser zwischen der Arbeitsstellung und der Bereitschaftsstellung verfahrbar ist.

7. Gleichstromlichtbogenofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode horizontal und/oder vertikal um eine Drehachse, vorzugsweise mittels einer Drehvorrichtung, zwischen ihrer Arbeitsstellung und ihrer Bereitschaftsstellung hin und her schwenkbar ist.

8. Gleichstromlichtbogenofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektrode einerseits mittels eines Wagens, Schlittens usw. längsverschiebbar und andererseits horizontal und/oder vertikal um eine Drehachse drehbar ist.

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