DE2852404A1

DE2852404A1 - Dichtungsvorrichtung zur gasdichten durchfuehrung von elektroden an geschlossenen elektrischen schmelzoefen

Info

Publication number: DE2852404A1
Application number: DE19782852404
Authority: DE
Inventors: Harald Krogsrud
Original assignee: Elkem Spigerverket AS
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1979-06-07
Also published as: FI64458C; YU42482B; SE7812307L; PH16272A; ES475681A1; AU4216878A; JPS5486407A; ATA865678A; FI64458B; SU934920A3; TR20599A; NO141232C; CA1114872A; IT1160305B; YU274578A; FR2410804A1; IT7830549A0; NO141232B; FI783704A; US4238634A

Description

Dichtungsvorrichtung zur gasdichten Durchführung wan Elektroden an geschlossenen elektrischen Schmelzöfen

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung zur gasdichten Durchführung von Elektroden an geschlossenen elektrischen Schmelzöfen, wie sie zur Herstellung wan Ferrolegierungen, Roheisen und Karbid Verwendung finden. Diese Durchführungen waren bisher als Dichtungsvorrichtung von einem Ring aus feuerfestem Stein umgeben, der mit einem sogenannten "Asbestgeflecht" ausgerüstet uar. Diese Durchführungen umschlossen die sich während des Betriebs vertikal aufwärts und abwärts durch eine Öffnung im Dfengewolbe oder Ofendeckel bewegenden Elektrodenfassungen und lagen an deren Außenumfang an. Damit war eine gewisse Gas- ' abdichtung erreichbar, die für Öfen ausreichte, bei denen die Beschickung mittels gewöhnlicher, durch das Dfengewolbe geführter Beschickungsschächte gespeist wurde. Bei Beschickungsschächten also, wo der Betrieb mit sogenannter "stehender Beschickung" vor sich ging, d.h., die Schächte sind ständig mit Beschickung gefüllt. Die Beschickung sinkt jeweils bei Verbrauch im Ofen ab und neue Beschickung wird automatisch dem Verbrauch entsprechend dem Ofen zugeführt. Solche Ofengewölbe und Beschickungssysteme setzen aber voraus, daß annähernd Atmosphärendruck unter dem Ofengewölbe im Schmelzofen herrscht. Trotzdem wird hier immer etwas Gas an den Elektroden- und Beschickungsdurchführungen im Dfengewolbe oder Ofendeckel entweichen.

Angesichts der strengen Auflagen, die sowohl in Bezug auf inneren als äußeren Umweltschutz vorgesehen werden, genügt dieses konventionelle Dichtungssystem nicht zur Erfüllung der gestellten Anforderungen. Dies ist besonders bei Öfen zur Herstellung von Siliziumlegierungen der Fall. Es bestand daher schon lange der LJunsch und das Bedürfnis nach einer völlig gasdichten Ofenkonstruktion, bei der sowohl die Elektroden als auch die Beschickung gasdicht in den Dfen geführt werden können und bei der ein Entweichen van Gas auf diesen Wegen an die Umgebung verhindert werden kann. - 5 -

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Mit der Erfindung ist jetzt eine Vorrichtung zur Abdichtung von Elektrodendurchführungen gefunden morden, die einen völlig gasdichten Abschluß zwischen Qfengewölbe und der zylindrischen Elektrodenfassung gewährleistet, die sich entsprechend der im Ofen herrschenden elektrischen Verhältnisse durch df.e Durchführungsöffnung im Ofengeujölbe oder Ofendeckel in der Vertikalen aufwärts und abwärts bewegt.

Der gasdichte Abschluß wird nach der Erfindung prinzipiell auf diese Ueise erzielt, daß in der auf dem Ofengewölbe oder Ofendeckel angeordneten und die Elektrode umgebenden, sogenannten Dichtungsbüchse oder Dichtungsvorrichtung ein oder mehrere hydraulische Dichtungseinheiten, vorzugsweise flexible, unter hydraulischem Druck gehaltene Schläuche, vorgesehen sind, die aufgrund ihrer Flexibilität eine völlige Abdichtung zwischen Dichtungsbüchse und Elektrodenfassung beziehungsweise zwischen den mit diesen verbundenen Teilen schaffen. Es werden vorzugsweise zwei hydraulische Dichtungseinheiten in einer Dichtungsvorrichtung verwendet, von denen die eine bearbeitete Stahl- oder Metallkörper als Dichtungskörper aufweist, die hydraulisch gegen die zylindrische Elektrodenfassung angepreßt werden und gleichzeitig auch gegebenenfalls auf die Elektrodenfassung wirkende Horizontalkräfte aufnehmen. Die andere hydraulische Dichtungseinheit weist ein flexibles, die Elektrodenfassung umgebendes Band aus elastischem Material auf, das durch die Andruckkraft eines am Außenumfang des Bandes angreifenden hydraulischen Schlauchs angepreßt wird.

Ein Beispiel für die Ausführung der Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung ist schematisch in beigefügter Zeichnung erläutert, deren einzige Figur einen vertikalen Teil-Schnitt durch eine Elektrodenfassung mit zugehöriger Dichtungsvorrichtung zeigt.

Am Ofengewölbe 1 ist einer Durchführungsöffnung für eine Elektrode ein riohlzylinder 1a zugeordnet, der am Ofendeckel oder Ofengewölbe 1 in geeigneter Höhe vertikal aufragt. Darin aufgenommen

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ist eine Elektrode mit Elektrodenfassung 2. Am äußeren Ende des Hohlzylinders 1a ist der untere Teil 3 der Dichtungsvarrichtung über eine Dichtung angeschlossen. An diesen unteren Teil 3 der Dichtungsvorrichtung schließt 'sich ein ringförmiges Gehäuse k an, das gegen den unteren Teil 3 über eine elektrisch isolierende Schicht 5 isoliert ist. Im Ringgehäuse k sind Dichtungskörper 6 aufgenommen, die die Elektrodenfassung 2 umschließen und die SD ausgebildet sind, daß sie gasdicht ineinander verankert sind. Die der Elektrodenfassung 2 zugewendete innere Fläche eines jeden Dichtungskörpers ist mit zwei in Elektrodenachse im Abstand übereinander angeordnete horizontal vorspringenden Wülsten 7, uiie aufgeschweißten Stangen oder Schiueißraupen, aus Material von geringer elektrischer Leitfähigkeit versehen. Diese Wülste 7, Stangen oder Schuieißraupen sind so bearbeitet, daß der Durchmesser am der Elektrodenfassung 2 zugewandten Innenumfang dem Außendurchmesser der Elektrodenfassung 2 genau entspricht, so daß eine völlige Gasabdichtung zwischen Elektrodenfassung 2 und den Wulsten 7 erzielt werden kann. Die Höhe dieser Wülste 7, seien es Schweißraupen oder auch Rohre, beträgt nach der Bearbeitung vorzugsweise 2-5 mm. Diese Höhe wird aber zweckmäßig empiriBch für jeden einzelnen Ofen festgelegt. Die Anpressung der Dichtungskörper 6 mit den Wulsten 7 gegen die Elektrodenfassung 2 erfolgt durch ein schlauchförmiges, hydraulisches Anpress- und Dichtglied θ aus wärmebeständigem Material, beispielsweise durch einen Feuerwehrschlauch, der mit angemessenem Druck, beispielsweise 0,5-5 Bar, die Dichtungskörper 6 radial nach innen gegen die Elektrodenfassung belastet. Das schlauchförmige Anpress- und Dichtglied B wird gegen die Dichtungskörper mittels eines hoch temperaturbeständigen Isoliermaterials 9, beispielsweise Mineralwolle auf Haolinbasis (Haowolle) isoliert, das in die Dichtungskörper 6 hineingepackt wird, nachdem diese in das Ringgehäuse ^ eingebracht worden sind.

Nach außen abgeschlossen wird die Dichtungsvarrichtung durch einen am Ringgehäuse k befestigten Deckel 10. Dieser Deckel 10 ist so ausgebildet, daß er im. der Elektrodenfassung nahen Be-

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reich ein ringförmiges Gehäuse 11 für eine zweite hydraulische Dichtungseinheit bzw. hydraulisches schlauchförmiges Anpress- und Dichtglied 12 bildet. Dieses Anpress- und Dichtglied 12 belastet ein die Elektradenfassung 2 umschließendes flexibles Band 13 aus elastischem Material radial nach innen', so daß sich auch hier ein vollständig gasdichter Abschluß zwischen dem Dfengewölbe 1 und der Elektrodenfassung 2 bildet. An der dem Anpress- und Dichtglied 12 zugewandten Außenseite des flexiblen Bandes 13 ist eine Anzahl U-förmiger Profilteile ΛΗ aus Stahl angebracht und mit den U-Schenkeln in dem das Anpress- und Dichtglied 12 aufnehmenden Gehäuse 11 des Deckels 1Q radial verschiebbar aufgenommen, so daß das flexible Band 13 in vertikaler Richtung nicht bewegbar, ist.

Während des Schmelzofenbetriebs uird die Elektrode van Zeit zu Zeit von horizontalen Kräften belastet. Durch dieee Kräfte können die Dichtungskärper 6 in radialer Richtung verschoben werden, so daß der zwischen den Dichtungskörpern 6 und dem Ringgehäuse k belassene Abstand oder Spalt 15 an irgendeiner Stelle des Umfangs gegen O gehen kann. Der hydraulische Druck im schlauchförtnigen Anpress- und Dichtglied wird dabei die Anpressung der Dichtungskörper 6 gegen die Elektrodenfassung 2 aufrecht erhalten, so daß der gasdichte Abschluß gewährleistet bleibt. Das Band 13 wird in einem solchen Falle gleichfalls eine exzentrische Position im oberen Deckel einnehmen, wobei ebenfalls durch die Wirkung des hydraulischen schlauchförmigen Anpress- und Dichtglieds der gasdichte Abschluß erhalten bleibt.

Der zuvor in den Ansprüchen und in der Beschreibung gebrauchte Ausdruck "hydraulisch" ist hier im weiteren Sinne als Oberbegriff für hydraulisch im engeren Sinne und pneumatisch verwendet. Das schlauchförmige Anpress- und Dichtglied kann mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Druckmedium - wenn auch vorzugsweise Luft Anwendung finden wird - gefüllt sein und kann so bei einem Schlauchmaterial von jeweils angepaßten Eigenschaften, vor allem Elastizität und Flexibilität, eine hydraulisch und/

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oder pneumatisch bedingte Anpressung der Dichtungsmittel gegen die Elektrodenfassung darstellen und aufrechterhalten.

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Claims

Elkem-Spigerverket a/s 2 fc^; ■-■ / 4 ü

Middelthuns gate 27
DsIa 3 (Norwegen)

Patentansprüche

1. Dichtungsvorrichtung zur gasdichten Durchführung van Elektroden an geschlossenen elektrischen Schmelzöfen dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung und Aufrechterhaltung eines gasdichten Abschlusses zwischen Elektrodenfassung (2) und die Elektrodenfassung (2) umgebender Dichtungseinheit der hydraulische Druck zumindest eines kreisringförmigen, schlauchförmigen Anpress- und Dichtgliedes (8;12) vorgesehen ist.

2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpress- und Dichtglied (8;12) in einem die Elektrodenfassung (2) ringförmig umgebenden Gehäuse (if,S; 11) der Dichtungseinheit aufgenommen und radial abgestützt ist.

3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 ader 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinheit (3,4,6,10) mehrere die Elektrodenfassung (2) umschließende, jeweils radial verschiebbare Dichtungskörper (6) aufweist, die von einem sie umgebenden schlauchförmigen Anpress- und Dichtglied (8) radial gegen die Elektrodenfassung (2) belastet sind.

k. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinheit (11,13) ein die Elektrodenfassung (2) umschließendes flexibles Band (13) aufweist, das von einem es umgebenden schlauchförmigen Anpress- und Dichtglied (12) radial gegen die Elektrodenfassung (2)

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belasten ist.

5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 ader 2 dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dichtungseinheiten (3,^,6,10;11,13) in Längsachse der Elektrode im Abstand übereinander angeordnet vorgesehen sind, daß die erste dem Schmelzofen nahe Dichtungseinheit (3,^,6,10) mehrere die Elektrodenfassung (2) umschließende, jeweils radial verschiebbare Dichtungskörper (G) aufweist, die von einem sie umgebenden schlauchförmigen Anpress- und Dichtglied (8) radial gegen die Elektrodenfassung (2) belastet sind, und daß die zweite Dichtungseinheit (11,13) ein die Elektrodenfassung (2) umschließendes flexibles Band (13) aufweist, das von einem es umgebenden schlauchförmigen Anpress- und Dichtglied (12) radial gegen die Elektrodenfassung (2) belastet ist.

6. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß an der der Elektrodenfassung (2) zugewandten Fläche der Dichtungskörper (S) vorspringende LJülste (7) vorgesehen sind, die zumindest einen Ringwulst bilden, dessen Innendurchmesser genau dem Außendurchmesser der Elektrodenfassung (2) entspricht.

7. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die LJülste (7) von bearbeiteten, aufgeschweißten Stäben gebildet sind.

8. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die LJülste (7) von bearbeiteten Schweißraupen gebildet sind.

Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3,5-ß dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Anpress- und Dichtglied (8) von den Dichtungskörpern (6) über hoch-temperaturbeständiges Isoliermaterial (9) thermisch isoliert ist.

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10. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß Mineralwolle auf Kaolinbasis als Isoliermaterial (9) vorgesehen ist.

11. Dichtungsvarrichtung nach Anspruch k oder 5 dadurch g. kennzeichnet, daß an der der Elektrodenfassung (2) fernen Außenseite des Bandes (13) mehrere U-förmige Profilteile (14) angeordnet sind, deren Ü-Schenkel in einem Gehäuse (11) radial verschiebbar geführt sind.

12. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1-11 daueren gekennzeichnet, daß die Dichtungsvorrichtung gegen den Schmelzofen durch eine Isolierschicht (5) elektrisch isoliert ist.

13. Dichtungsvarrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (5) zwischen einem Ringgehäuse Ct) und dem unteren Teil (3) der Dichtungseinheit (3,4,6,10) angeordnet ist.

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