DE3103044A1 - Elektrodenanordnung fuer vorzugsweise dreiphasige lichtbogenoefen - Google Patents

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

in Essen

Elektrodenanordnung für vorzugsweise dreiphasige Lichtbogenofen

Die Anmeldung betrifft eine Elektrodenanordnung für Lichtbogenofen hoher Leistung. Diese werden insbesondere bei der Stahlherstellung verwendet und vorzugsweise dreiphasig betrieben.

Der Lichtbogenofen besitzt bekanntlich eine nirht lineare Strom-Spannungskennlinie. Die Stirnfläche», unter der der Lichtbogen brennt, hat bei einer eingebrannten Elektrode und bei konstanten Betriebsbedingungen eine ganz bestimmte Kontur, die auch beim weiteren Abbrennen der Elektrode aufrechterhalten bleibt. Da der Stirnflächenabbrand im wesentlichen auf das Überschreiten der Sublimationstemperatur des Graphits im Bereich des Lichtbogenfußpunktes zurückzuführen ist, kann daraus gefolgert werden, daß jeder Punkt der Stirnfläche im Mittel gleich lang belastet wird. Die Stirnflächenkontur steigt in bezug auf die Ofenmitte nach außen an, wodurchdie Lichtbogenlänge in der Ofenini tte kürzer als die entsprechende außen ist. Darüber hinaus führt das Gleichgewicht der am Lichtbogan angreifenden elektromagnetischen Kräfte dazu, daß der Licht-EV 1/81 bogen in außenliegenden Positionen stärker nach

Vo/Se 25 außen geneigt verläuft, also dort eine zusätzliche 29.1.1981

Verlängerung erfährt.

Da der Spannungsbedarf eines Lichtbogens bei Strom-

4 stärken in der Größenordnung von 10 A und mehr aber weitgehend nur von der Lichtbogenlänge abhängt und die unterschiedlichen Lichtbogenlängen zu verschiedenein Zeitpunkten unterschiedliche Lichtbogenspannungen erfordern, kommt es bei der Erhaltung der Stirnflächenkontur zwangsläufig zu unregelmäßigen Amplitudenschwankungen des Lichtbogenstromes, die über entsprechende Spannungsabfälle im speisenden Netz auch als Flickerspannungen bezeichnete SpannungsSchwankungen zur Folge haben.

In dem Bestreben, die Leistungen von Lichtbogenofen zu steigern, wird daher zur Erzeilung eines relativ kurzen Lichtbogens und damit besserer Leistungsausbeute der Lichtbogenstrom vergrößert und weniger die Spannung. Zu diesem Zweck hat man bereits Versuche mit Graphitelektroden unternommen, deren Durchmesser bis zu 70 cm betrug. Es hat sich allerdings herausgestellt, daß bei Durchmessern von mehr als 60 cm Schwierigkeiten auftreten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrodenanordnung zu schaffen, die einen möglichst großen Lichtbogenstrom und damit eine hohe -leistung gewährleist und die gleichzeitig eine Verminderung der Flickerspannungen bewirkt.

* fc m *

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an jede Phase mindestens zwei nebeneinander angeordnete Elektroden mit jeweils gleichem Abstand zur vertikalen Ofenachse angeschlossen sind, die das gleiche elektrische Potential haben. Da Elektroden nach dem Abbrennen nachgesetzt werden müssen und sich die Annippelung mit konischen Gewinden in der Praxis bewährt hat, verwendet man vorteilhafterweise Rundelektroden, wobei nach einer bevorzugten Ausführungsform jeweils zwei an eine Phase angeschlossen sind. Im Prinzip wird damit nichts anderes bewirkt, als daß der nach dem Stand der Technik mit einer Rundelektrode von 70 cm Durchmesser angestrebte, stronidurchflossene Querschnitt auf zwei Elektroden aufgeteilt wird, so daß die gleiche Stromtragfähigkeit mit zwei an jede Phase angeschlossene Rundelektroden erreichbar ist, die einen Durchmesser von etwa 50 cm haben. Dadurch erhält man bei vorausgesetzter gleicher Stromdichte eine etwa 40%-ige Stromerhöhung gegenüber einer Elektrode von 60 cm Durchmesser. Gleichzeitig wird vorteilhafterweise der Bereich reduziert, um welchen die Lage des Lichtbogens in bezug auf den Ofenradius variieren kann, wodurch eine Verminderung der Veränderung der Stromamplituden und damit eine Verminderung der Flickerbelastung des Netzes erzielt wird.

Vorteilhafterweise verwendet man Graphitelektroden, die zumindest in Lichtbogennähe leitend miteinander verbunden sind. Die leitende Verbindung wird zweckmäßigerweise mit Hilfe einer selbstsLnternden Kohlestampfmasse oder ähnlichem zwischen den beiden Elektroden hergestellt. Mit der beschriebenen Anordnung ist eine erhebliche Verbesserung des geforderten gleichmäßigen Elektrodenabbrandes gewährleistet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch auch möglich, die nebeneinander angeordneten Elektroden an einer Phase isoliert voneinander zu haltern und jeder der Elektroden den Strom über isoliert geführte Zuleitungen zuzuführen. Entsprechend dieser Anordnung erhält man zwei parallel brennende Lichtbögen mit jeweils gleicher Stromstärke.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Elektrodenanordnung im Lichtbogenofen mit entsprechenden Zuführleitungen in Draufsicht und

Fig. 2 ein an einer Phase angeschlossenes, leitend miteinander verbundenes Elektroden

paar in Draufsicht.

In dem in Fig. 1 dargestellten Lichtbogenofen 1 sind drei Elektrodenpaare 2a, 2b, 2c über Hochstromleitungen 3a, 3b, 3c mit den Netzphasen R, S und T des niederspannungsseitigen Drehstromnetzes des Ofentransformators 4 verbunden. Die Elektrodenpaare 2a, 2b, 2c sind so in Elektrodenhaltern 5a, 5b, 5c angeordnet, daß jede der Elektroden einen gleichen Abstand zur vertikalen Ofenmitte aufweist.

Das in Fig. 2 dargestellte Elektrodenpaar besteht aus den Elektroden 6a, 6b, die über eine leitende, selbstsinternde Kohlestampfmasse 7 miteinander verbunden' sind.

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Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß nur eine Zuleitung je Elektrodenpaar benötigt wird.

Gleichermaßen kann aber - bei isoliert gehalterten Elektroden - die Zuleitung einer Phase hälftig aufgeteilt und isoliert voneinander den beiden Elektroden dieses Paares zugeleitet werden.

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Claims (6)

1. Ansprüche :

   Elektrodenanordnung für vorzugsweise dreiphasige Lichtbogenofen hoher Leistung, dadurch gekennzeichnet , daß an jede Phase mindestens zwei nebeneinander angeordnete Elektroden mit jeweils gleichem Abstand zur vertikalen Ofenachse angeschlossen sind, die das gleiche elektrische Potential haben.
2. 2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Phase zwei Rundelektroden angeschlossen sind.
3. 3. Elektrodenanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils mit einer Phase verbundenen Elektroden leitend miteinander verbunden sind.
4. 4. Elektrodenanordnung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils mit einer Phase verbundenen Elektroden Graphitelektroden sind, die mit Hilfe einer selbstsinternden Kohlestampfmasse zumindest in Lichtbogennähe leitend miteinander verbunden sind.
5. 5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine sich über die gesamte Elektrodenlänge erstreckende Verbindung.

   EV 1/81

   Vo/Se " '

   29.1.1981
6. 6. Elektrodenanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden an jeder Phase isoliert voneinander gehaltert sind und jede mit ein- und derselben Phase verbundene Elektrode isoliert geführte Zuleitungen besitzt.