DE3213465A1

DE3213465A1 - Lichtbogenofen

Info

Publication number: DE3213465A1
Application number: DE19823213465
Authority: DE
Inventors: Bo 72336 Västerås Rappinger; Sven-Einar Dipl.-Ing. 82462 Västerås Stenkvist
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1981-04-21
Filing date: 1982-04-10
Publication date: 1982-11-11
Also published as: SE8102527L; JPS57182996A; US4442526A

Description

Lichtbogenofen

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei bekannten öfen dieser Art ist zwischen dem Ofengewölbe und der Elektrode bzw. den Elektroden ein Isolierteil angeordnet, welches die Elektroden gegenüber dem Ofengewölbe elektrisch isoliert (DE-OS 31 20 170.9).

Bei diesen bekannten Öfen ist es nachteilig, daß das Isolierteil Schlackenspritzern, der Strahlung des Lichtbogens und des heißen Bades sowie einem Kontakt mit Staub ausgesetzt ist und daß die feuerfesten Materialien in diesem Isolierteil verhältnismäßig schnell verschlissen werden. Ein häufig verwendetes Material sind AL-Oxyd-Ziegel. Wassergekühlte Gewölbe dagegen sind von dem genannten Verschleißproblem außerhalb des Elektrodenbereichs in Lichtbogenofen für Wechselstrom nicht betroffen. Mit Wasserkühlung im Elektrodenbereich durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß Überschlagsprobleme bestehen.

Bei Gleichstromlichtbogenöfen, bei denen leitende Verbindungen zwischen der Elektrode und dem elektrisch leitenden Gewölbe bestehen, welches beispielsweise wassergekühlt ist oder MgO-C-Ziegel enthält, kann es bei unvorsichtiger Chargierung passieren, daß hervorstehender Schrott entweder durch Kontakt mit dem Gewölbe Kurzschlüsse oder schädliche Überschläge bei wassergekühlten Gewölben oder Ziegeln verursacht.

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Die Beanspruchungen in dem Gewölbe eines Lichtbogenofen^ sind im Elektrodenbereich oder in seiner Nähe am größten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichtbogenofen der eingangs genannten Art zu entwickeln, der von den genannten Nachteilen der bekannten Lichtbogenofen dieser Art befreit ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Lichtbogenofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Bei einem Lichtbogenofen gemäß der Erfindung ist es alüo ausgeschlossen, daß im Ofengewölbe satte Kurzschlüsse oder Überschläge auftreten ,und gleichzeitig wird erreicht, daß das solche Kurzschlüsse verhindernde elektrisch isolierende Teil gegen Verschleiß oder Beschädigung der eingangs genannter Art geschützt ist. Die um die Elektrode angebrachte Dichtung soll den Austritt von Gas und starken Geräuschen verhindern. Sie kann aus elektrisch leitendem Material, z.B. aus einem wassergefüllten Besten oder Graphit, bestehen. Ein gleitender Kontakt zwischen Elektrode und Dichtung darf, nicht stattfinden. Die Dichtung ruht dicht an dem elektrisch isolierenden, feuerfesten Teil, das seinerseits aus einem gegen Temperaturschwankungen beständigen Material, wie z.B. Al-Oxyd-Ziegeln oder -Masse, bestehen soll. Dieses elektrisch isolierende Teil wird gegen die Lichtbogenstrahlung sowie gegen Schlacken- und Metallspritzer durch das wassergekühlte Gewölbe geschützt, auf dem die Isolierung dicht anliegend ruht. Das wassergekühlte Gewölbe selbst hält derartigen Beanspruchungen in großem Maße stand. Die freie, nach innen gerichtete Fläche der Isolierung soll eine solche Neigung, Ebenheit und Isolationsfestigkeit haben, daß ein sich auf dieser Fläche ablagernder elektrisch

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leitender Staub keine Überschläge verursachen kann.

Die Größe des elektrisch isolierenden Luftspalts zwischen dem wassergekühlten Gewölbe und der/den Elektrode(n) wird von der Elektrodenspannung und der Betriebsweise bestimmt. Durch die Erfindung wird eine größere Zugänglichkeit des Ofens erreicht, und die Elektrodendichtung kann mit' einer großen Gaadichtigkeit und stark geräuschdämpfenden Eigenschaften ausgeführt werden.

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

Fig. 1 einen Elektrodenofen für Gleich- oder Wechselspannung mit einer Elektrode,

Fig. 2 den für die Erfindung wesentlichen Teil des Ofens in detaillierterer Darstellung.

Fig. 1 zeigt einen Wechsel- oder Gleichstromofen mit einer Elektrode; jedoch kann die Erfindung auch bei Mehrelektrodenöfen angewendet werden, wobei die vorstehend und im folgen-. den beschriebenen Dichtungen um jede Elektrode angebracht werden. Der Ofen besteht im wesentlichen aus einem Ofengefäß 1 und einem Gewölbe 2, durch welches eine oder mehrere Elektroden 3 geführt sind. Es kann sich um massive Elektroden (z.B. für Schmelzöfen) oder hohle Elektroden (z.B. für Reduktionsöfen) handeln. Das Gewölbe besteht aus einem wassergekühlten Teil A aus Eisen oder eisenhaltigem Material. Um die Elektrode ist eine Dichtung 5 aus elektrisch leitendem Material angebracht, bei der es sich, insbesondere bei Gleichstromöfen, um einen wassergekühlten Kasten handeln kann.

UeI einem Wechael3tromofen kann man beispielsweise einen elektrisch leitenden, wassergekühlten Kasten oder Graphit verwenden, und zwischen der Elektrode 3 und der Dichtung 5 kann ein Gleitkontakt vorhanden sein. Zwischen der Dichtung

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und dem Ofengewölbe A ist ein elektrisch isolierendes Teil 6 angebracht, das aus einem gegenüber Temperaturschwankungen beständigem Material bestehen kann, wie z.B. Al-Oxyd-Ziegeln oder -Masse. Dieses elektrisch isolierende.Teil soll gegen die Strahlung des Lichtbogens sowie gegen Schlacken- und Metall^pritzer geschützt werden. Dies wird durch das wassergekühlte Teil 4 des Gewölbes 2 erreicht, auf dem das isolierende Teil 6 in dichtem Anschluß ruht. Die nach innen gerichtete freie Fläche des isolierenden Teils 6 soll hinsichtlich seiner Neigung, Ebenheit und seines Isolierwertes so beschaffen sein, daß sich auf ihm ablagernder elektrisch leitender Staub keine elektrischen Überschläge verursachen kann.

Fig. 2 zeigt detaillierter den Dichtungsbereich eines Einelektrodenofens, wobei auch diese Anordnung für jede einzelne Elektrode eines Mehrelektrodenofens verwendet werden kann. Die Elektrode 3 ist mit einer Dichtung 5 mit Elektrodenloch versehen, und die Dichtung kann beispielsweise aus elektrisch leitendem Material bestehen und beispielsweise wassergekühlt sein. Das Gewölbe besteht im wesentlichen aus einem von Wasser durchströmten Kasten aus Metall, z.B. Eisen. Die Dichtung 5 muß so beschaffen und angeordnet sein, daß sie sowohl gegen Gas abdichtet als auch geräuschdämpfend wirkt. Zwischen dem Kasten A und der Dichtung 5 ist das elektrisch isolierende, feuerfeste Teil 6, beispielsweise aus Al-Oxyd-Ziegeln oder -Masse bestehend, angebracht, und zwischen dem Teil 6 und der Elektrode 3 ist ein gewisser Spalt 7 vorhanden, um Kurzschlüsse oder Überschläge zu verhindern. Kein Rand dieses elektrisch isolierenden Teils 6 darf näher an die Elektrode heranreichen als der innerste Rand des Ofengewölbes 4. Hierdurch wird das elektrisch isolierende Teil 6 gegen Spritzer, Staubablagerungen und der Strahlung des Lichtbogens und der Schmelze geschützt.

Das Gewölbe wird also benutzt, um das elektrisch isolierende Teil 6 zu schützen. Auf diese Wei.ao IaL ea möglich, einen

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Ofen mit einem flüssigkeitsgekuhlten Gewölbe zu versehen und gleichzeitig ein elektrisch isolierendes Teil zwischen dem Gewölbe und der unter Spannung stehenden Elektrode 3 zu verwenden. Das Gewölbe kann aus Wasserpaneelen bestehen, die wiederum aus Eisen- oder Stahlkästen mit Flüssigkeitskühlung bestehen. Die Paneele können aich elektrisch leitend und feuerfest sein und beispielsweise Graphit enthalten.

Die axiale Länge des elektrisch isolierenden Teils 6 muß so groß sein, daß Schlacke oder Staub keinen Kurzschluß verursachen kann. Der Spalt 7 zwischen Elektrode 3 und Teil 6 soll so groß sein, daß beispielsweise aus der Schmelze hochgeschleuderte feste Teile keinen Kurzschluß verursachen können.

Bei Einelektrodenöfen, und zwar sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom, ist ein Bodenkontakt im Ofen angeordnet (siehe beispielsweise die elektrisch leitenden Ziegel 8 in Figur 1).

Im oberen Teil der Lichtbogenofenwand werden in herkömmlicher Weise mit Blech verkleidete Ziegel verwendet, die den Temperaturschwankungen beim Abheben und Aufsetzen des Ofengewölbes gut standhalten. Elektrodenlochziegel und Gewölbeteile, die einem großen Verschleiß unterliegen,können vorzugsweise mit blechverkleideten basischen Ziegeln ausgemauert werden. Peripher zum Gewölbering und gegen Erde, wo der Verschleiß gewöhnlich am geringsten ist, kann, wie erwähnt, das Gewölbe auf konventionelle Weise mit elektrisch isolierenden Ringen aus Al-Oxyd-Ziegeln oder basischen Ziegeln gemauert sein.

An Kühlpaneelen in der Ofenwand können am übergang zu der warmen, ziegelgemauerten Schlackenlinie Magnesitkohlenstoffziegel oder G^aphitziegel verwendet werden, um dem starken Temperaturgefälle standzuhalten. Diese MgO-C-Ziegel können bei Gleichstrom-Lichtbogenöfen auf dieselbe Weise wie die

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oben genannten blechverkleideten basischen Ziegel im Gewölbe verwendet werden. Im Zusammenhang hiermit ist es jedoch auch vorteilhaft, eine wassergekühlte Elektrodenlochdichtung zu verwenden, um die Entkohlung der MgQ-C-Ziegel herabzusetzen. 5

In der gleichen Weise, die für die MgO-C-Ziegel gilt, kann der Elektrodenlochkasten aus Graphit hergestellt werden.

Bei neben der Elektrode oder den Elektroden liegenden Wasserpaneelen werden die Größe des wassergekühlten Teils und die Kombination von basischen Ziegeln (mit oder ohne Blechverkleidung), Magnesitkohlenstoffziegeln, Graphitziegeln und Al-Oxyd-Ziegel von dem Verschleißprofil und von der Gewölbehebekapazität bestimmt.
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Der vorstehend beschriebene Lichtbogenofen kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRUCH:

Lichtbogenofen für Gleichstrom oder Wechselstrom, durch des sen Gewölbe mindestens eine Lichtbogenelektrode geführt ist und dessen Gewölbe aus elektrisch leitendem Material bestehen kann und mit Wasserkühlung versehen sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (3) oder die Elektro-lon mit einer an sie anschließenden Dichtung (5) versehen ist/ sind, die wie ein um die Elektrode angebrachter Dichtungsring aufgebaut ist und aus Graphit oder Eisen oder einem an deren elektrisch leitenden Material besteht und mit Wasserkühlung versehen sein kann, und daß in Achsrichtung der Elektrode zwischen dem Gewölbe (2, 4) und der Dichtung (5) ein elektrisch isolierendes Teil (6) angeordnet ist, wobei zwischen diesem Teil (6) und der Elektrode ein Spalt (7) vorhanden ist, dessen am weitesten nach innen zur Elektrode (3) reichender Innenumfang nicht näher an die Elektrode herankommt als der am weitesten nach innen sur Elektrode reichende Innenumfang des Gewölbes.

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