DE2847946A1 - Gleichstromgespeister lichtbogenofen - Google Patents

Description

Gleichstromgespeister Lichtbogenofen

Die Erfindung betrifft einen gleichstromgespeisten Lichtbogenofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Gleichstromlichtbogenöfen werden häufig eine oder mehrere, normalerweise aus Graphit bestehende Hauptelektroden und eine oder mehrere Startelektroden verwendet, wobei die Startelektroden beim Anfahren des Ofens gegen eine Schrottcharge gepreßt werden und mit dieser einen elektrischen Kontakt bilden. Durch den Stromfluß zwischen Hauptelektrode und Startelektrode wird die Charge erhitzt, und es bildet sich Schmelze, die sich am Boden des Ofentiegels ansammelt. Dies führt dazu, daß der Strom von den Startelektroden zu der am Boden des Tiegels befindlichen Badelektrode (Bodenkontakt) kommutiert, sofdaß die Startelektroden aus dem Ofen herausgezogen werden können. Die Startelektroden müssen daher beweglich ausgebildet und mit erforderlichen Betätigungsorganen, wie z.B. Hydraulikzylindern, versehen sein. Die für die Startelektroden erforderlichen Durchführungen im Ofengewölbe oder in den Wänden des Ofens verursachen verschiedene Probleme, wie beispielsweise eine

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Schwächung der Wand oder Undichtigkeitsprobleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gleichstromgespeisten Lichtbogenofen zu entwickeln, bei dem die oben genannten Nachteile der bekannten Öfen weitgehend vermieden sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gleichstromgespeister Lichtbogenofen 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 sind die eingangs genannten zusätzlichen Betätigungsorgane für das Herausziehen der Startelektroden nicht notwendig und auch die anderen oben genannten Nachteile der bekannten Öfen sind beseitigt.

Wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine gerade Anzahl von Startelektroden verwendet wird, die paarweise diametral einander gegenüber angeordnet sind und einen Teil der Ofenwand bilden, erzielt man den Vorteil, daß diese Starelektroden hohe Ströme übertragen können, ohne daß' hinsichtlich der spezifischen Leitfähigkeit hohe Anforderungen an die Startelektroden gestellt werden müssen, da ihre Kontaktflächen groß sind und viele Kontaktstellen mit der Charge zustande kommen.

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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird der gesamte Oberteil der Ofenwand (des Ofentiegels) als eine einheitliche Startelektrode oder als mehrere nebeneinanderliegende Startelektroden ausgebildet.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Lichtbogenofen gemäß der Erfindung längs der Linie A - A in Fig. 2, Fig. 2 den Ofen nach Fig. 1 in Draufsicht.

In gleichstromgespeisten Lichtbogenofen werden eine oder mehrere Hauptelektroden verwendet, die als Kathoden, d.h. an den negativen Pol einer geeigneten Gleichspannungsquelle, geschaltet sind. Die Elektroden ragen in den Ofentiegel 2, der aus Auskleidungsmasse oder feuerbeständigen Ziegeln hergestellt ist. Der Ofen wird mit Schrott 3 chargiert. An der Wand des Ofentiegels oder als Teil der Ofenwand sind eine oder mehrere Startelektroden 4, 5, 6, 7 angeordnet. Bei einer geraden Anzahl solcher Startelektroden können diese, wie Fig. 2 zeigt, paarweise einander diametral gegenüber als Teil der Wand angeordnet sein. Die Startelektroden können aus Auskleidungsmaterial bestehen, das durch Beimischung von Graphit oder einem anderen elektrisch leitenden Material eine gewisse elektrische Leitfähigkeit erhält.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, als feste Startelektroden

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(in den Figuren nicht dargestellte) wassergekühlte Wandpaneele beispielsweise derart zu verwenden, wie sie zur Zeit in Lichtbogenofen großer Leistung vorkommen. Solche Paneele können entweder unbedeckt oder mit einer Schutzschicht aus Auskleidungsmasse, welche durch Spritzen aufgebracht werden kann, verwendet werden. Die als Schutzschicht dienende Auskleidungsmasse muß dabei mit Graphit oder einem anderen elektrisch leitenden Material gemischt sein, um eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit zu erzielen. Als Beispiel kann eine Mischung aus Magnesiumoxyd und Graphit genannt werden.

Wie man erkennt, sind die Startelektroden nicht beweglich. Sie können auch von der Wand getrennt ausgeführt werden, indem sie beispielsweise unmittelbar vor der Wand liegen. Die Startelektroden können auch so ausgebildet sein, daß sie den gesamten Oberteil des Ofentiegels, also einen zusammenhängenden Ring bilden, jedoch kann dieser Ring auch in mehrere Startelektroden unterteilt sein, die Teile der Wand des Ofentiegels bedecken. Der untere Teil des Ofentiegels in Fig. 1 besteht aus Ziegeln, auf denen ein Tiegel 8 steht, an dem die Startelektroden 4, 5 angebracht sind. Die Startelektroden sollen gemäß der Erfindung am oberen Teil der Ofenwand angebracht werden und bis in eine Höhe reichen, das oberhalb der Schlackenlinie liegt.

Die linke Hälfte in Fig. 1 zeigt den Zustand unmittelbar nach der Inbetriebnahme (Anfahren). Der Schrott 3 liegt an der Startelektrode 4 und bildet mit dieser einen elektrischen Kontakt. Die rechte Hälfte von Fig. 1 zeigt die Endphase des

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Schmelzprozesses. Hier ist der gesamte Schrott geschmolzen, der Kontakt mit der Startelektrode ist aufgehoben, und der Strom fließt durch die Badelektrode 9, die beispielsweise aus Kupfer besteht und eine Wasserkühlung haben kann. Die Badelektrode ist an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen und dient zusammen mit der Charge bzw. Schmelze als Anode. Die Anzahl der Badelektroden (Bodenkontakte) kann größer als eins sein. Die Badelektroden sind in der Auskleidungsmasse normalerweise derart angeordnet, daß ein elektrischer Kontakt mit der Charge bzw. Schmelze zustandekommt. Während des Anfahrverlauf es" fließt der Strom zunächst im wesentlichen durch die Kathode und die Startelektrode 4. Mit der Bildung von Schmelze kommutiert der Strom allmählich von der Startelektrode zur Badelektrode, so daß die Startelektrode stromfrei wird. Es ist nicht erforderlich,die Startelektrode aus der Schmelze oder dem Schrott herauszuziehen, denn der Strom kommutiert auf normale Weise. Zwischen der Anfahr- und Endphase gibt es natürlich Zwischenstadien, in welchen der Strom sowohl über die Start- als auch durch die Badelektroden fließt. Der Strom kommutiert also sukzessiv zur Badelektrode, und zwar in demselben Takt wie die Charge schmilzt.

Die zu leitenden Ströme sind sehr hoch, jedoch brauchen an die Leitfähigkeit keine besonders hohen Ansprüche gestellt werden, da die Kontaktflächen groß sind und viele Kontaktstellen mit der Charge vorhanden sind. Natürlich braucht man sich nicht

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mit vier kontaktierenden Startelektroden/begnügen, wie dies

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Fig. 2 zeigt. Im Prinzip kann, wie bereits oben erwähnt, der ganze Oberteil der Ofenwand als Kontaktelektrode ausgebildet sein.

Sollten Wandpaneele verwendet werden, so ist es zweckmäßig, diese wassergekühlt (nicht gezeigt) und aus einem elektrisch leitenden Material herzustellen. In Betracht kommt beispielsweise metallisches Material, wie Stahl oder Eisen.

Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens in vielfacher Weise verwirklicht werden.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Gleichstromgespeister Lichtbogenofen mit mindestens einer Hauptelektrode (Kathode) und einem Ofentiegel, der mit mindestens einer Badelektrode (Boden- oder Seitenkontakt) als Anode und mindestens einer Startelektrode ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektroden (4-7) fest angeordnet sind und entweder einen Teil der Wand des Ofentiegels (2) bilden oder an der Ofenwand befestigt sind.

2. Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Startelektroden (4-7) vorhanden sind und daß diese bei gerader Anzahl paarweise einander diametral gegenüber angeordnet sind und einen Teil der Wand bilden.

3. Lichtbogenofen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektroden aus Auskleidungsmasse bestehen', die durch Beimischung von Graphit und/oder einem anderen elektrisch leitenden Material eine gewisse elektrische Leitfähigkeit haben.

4. Lichtbogenofen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Startelektroden ganz oder teilweise aus wassergekühlten Wandpaneelen aus elektrisch leitendem Material bestehen. 909820/065 4

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5. Lichtbogenofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Paneel oder die Paneele mit einer Schutzschicht aus Auskleidungsmasse belegt sind, die mit Graphit oder einem anderen elektrisch leitenden Material gemischt ist.

6. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der ganze Oberteil der Ofenwand als eine oder mehrere Startelektroden ausgebildet ist.

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