DE3626888A1 - Aufhaengungsvorrichtung an einem schmelzofen fuer einen brennofen zur kontinuierlichen herstellung selbstbackender kohleelektroden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängungsvorrichtung für einen Brennofen zur kontinuierlichen Herstellung selbstbackender Kohleelektroden unmittelbar in den mit ihnen betriebenen Schmelzofen hinbei, wobei als Aufhängungsvorrichtung ein an dem Elektrodenrahmen angeordneter Aufhängungsrahmen für den Brennofen vorgesehen ist, mit dem der Brennofen über Halteelemente verbunden ist.

Die kontinuierliche Herstellung selbstbackender Kohleelektroden durch Brennen eines aus Kohlematerial und einem kohlehaltigen Binder bestehenden plastischen Elektrodenmaterials in einem Back- oder Brennofen oberhalb des Schmelzofens und unmittelbar in den Schmelzofen hinein, ist bekannt. Dabei ist der Brennofen oberhalb der Stromklemmen für die elektrische Versorgung der Kohleelektrode angeordnet. Die Elektrode wird in der Weise erhalten, daß man einen Stahlmantel mit sogenannter grüner plastischer Elektrodenmasse füllt, den gefüllten Stahlmantel den Brennofen durchlaufen läßt, wobei die Elektrodenmasse zur festen Kohleelektrode gebrannt wird, und daß man gegebenenfalls anschließend den Stahlmantel vom Kohlekern entfernt, sofern man eine Verunreinigung der Schmelze in den Schmelzofen mit dem Eisen des Stahlmantels vermeiden will. Da sich die Elektrode im Schmelzofen jedoch verbraucht, muß der Stahlmantel von Zeit zu Zeit oben abschnittsweise verlängert, neu befüllt und gebrannt werden. Diesermaßen läßt sich eine Kohleelektrode entsprechend ihrem Verbrauch im Schmelzofen kontinuierlich fortbilden.

Um bei diesem Brennen der Elektrode nun eine homogene Elektrodenqualität zu erhalten, ist ausschlaggebend, daß die Elektrode den Backofen mit einer auf die vorbestimmte Backrate abgestimmten, kontinuierlichen oder im wesentlichen kontinuierlichen Relativgeschwindigkeit durchläuft.

Da während des Backvorgangs einerseits die plastische Elektrodenmasse, ehe sie zu der festen Elektrodenkohle gebrannt ist, sich vorübergehend mehr oder weniger verflüssigt, und andererseits der Stahlmantel bei der Back- oder Brenntemperatur zwischen 700 und 1300°C beträchtlich erweicht, stellt die Elektrode innerhalb des Brennofens ein sehr unstabiles Gebilde dar, das, um eine kontinuierliche Elektrodenerzeugung ungestört zu gewährleisten, bei seinem Durchlauf durch den Brennofen geführt werden muß. Diese Führung der Elektrode erfolgt konventionellerweise oberhalb des Brennofens und ist starr angeordnet.

Da die Elektrode beim Nachsetzen in den Schmelzofen durch zwei weitere starr angeordnete Einrichtungen hindurchgeführt wird, nämlich durch die Stromklemmen und die Halte- und Nachsetzeinrichtung der Elektrode, kann eine Verbiegung der Elektrode und eine Abweisung von der Mittellinie der gesamten Elektrodenherstellungs- und Führungseinrichtungen über dem Schmelzofen auftreten, die zu einem Verklemmen oder Festsetzen der Elektrode führt, mit dem Ergebnis, daß die Elektrode entweder zwischen der Elektrodenführung oberhalb des Brennofens und dem Elektrodenhalter bzw. den Stromklemmen bricht, oder daß jedenfalls ein Durchgang der Elektrode durch die Halte- und Nachsetzeinrichtung blockiert wird.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Aufhängungsvorrichtung für den Brennofen zu schaffen, die einen Verlauf der Elektrode durch drei starrgehaltene Halte- bzw. Führungseinrichtungen vermeidet, die den Brennofen zugleich immer zentral um die Elektrode hält und die dafür sorgt, daß sich die Elektrode, sofern sie von ihrer Geradlinigkeit abgewichen sein sollte, wieder in ihre Normallage und -gestalt zurückformt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man den Brennofen insoweit aus seiner Normallage ausweichbar oder neigbar anordnet, daß er einer Abweichbewegung der Elektrode folgen kann, daß man die obere Führungseinrichtung der Elektrode zur Führung durch den Brennofen an den Brennofen selbst verlegt, und daß man das Gewicht des Brennofens zur Rückformung einer deformierten Elektrode ausnutzt. Erreicht wird das gemäß der Merkmale der Erfindungsansprüche, grundsätzlich also dadurch, daß man als Halteelemente für die Aufhängung des Brennofens an seinem Aufhängungsrahmen wenigstens drei vertikal hängende Haltestangen vorsieht, die sowohl am Brennofenrahmen als auch am Brennofen über ein in jeder horizontalen Raumrichtung bewegliches Universalgelenk, wie ein Kugelgelenk oder ein Kardangelenk, angeschlossen sind, und daß der Brennofen wenigstens an seinem oberen Ende eine Einrichtung zur Führung der Elektrode durch ihn hindurch aufweist.

Die genannten Haltestangen sind vorzugsweise als Spindeln oder als hydraulische Zylinder ausgeführt, an denen oder vermittels derer sich der Brennofen mit einer kontinuierlichen oder im wesentlichen kontinuierlichen und mit der Backrate übereinstimmenden Geschwindigkeit an der Elektrode entlangführen läßt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Brennofen an seinem unteren Ende wenigstens drei Führungsräder auf, damit die Elektrode auch durch den unteren Teil des Brennofens in Führung gehalten wird.

Sofern als Haltestangen Spindeln zur Anwendung kommen, trägt jede Spindel ein Mutterstück mit sphärischem Kopf zur beweglichen Aufnahme eines an dem Brennofen befestigten Anschlußstückes. Zur Auf- und Abwärtsbewegung des Brennofens werden die durch Antriebsachsen untereinander verbundenen Spindeln von einer gemeinsamen Antriebseinheit synchron gedreht. Sofern als Haltestangen hydraulische Zylinder vorgesehen sind, erfolgt das Heben und Senken des Brennofens durch das synchrone Ein- und Ausfahren der Zylinderkolben.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zeichnerisch dargestellten bevorzugten Ausführungsformen näher beschrieben.

Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Aufhängungsvorrichtung gemäß der Erfindung für den Brennofen bei in den Schmelzofen eingelassener Elektrode,

Fig. 2 den oberen Teil der Fig. 1 in größerem Maßstab und mit näherer Darstellung des Brennofens und dessen Aufhängungsvorrichtung,

Fig. 3 die Ansicht des Vertikalschnitts gemäß Linie I-I nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine in einem Elektrodenrahmen 8 gehaltene Elektrode 1 in einem Schmelzofen 2 zu sehen, der eine Rauchhaube oder ein Dach 3 besitzt und bis zu einem Niveau 4 beschickt ist. Zur Einleitung des Arbeitsstromes weist die Elektrode 1 mittels Halteteilen 7 an dem Elektrodenrahmen 8 aufgehängte konventionelle Stromklemmen 5 auf, die mittels eines Preßringes 6 gegen die Oberfläche der Elektrode 1 gepreßt sind, und wobei die Stromklemmen 5 und der Preßring 6 innere (nicht gezeigte) Kanäle für die Zirkulation einer Kühlflüssigkeit enthalten.

Der Elektrodenrahmen 8 ist in konventioneller Weise in der Ofenhalle aufgehängt, kann mittels hydraulischer Zylinder 13, 14 für die Elektrodenregulierung in Abhängigkeit von der Füllhöhe 4 des Schmelzofens 2 und gegebenenfalls auch für das Nachsetzen der Elektrode 1 entsprechend dem Elektrodenverbrauch im Schmelzofen 2 gehoben und gesenkt werden und trägt zwei konventionelle Halte- und Versetzringe 9, 10 für die Elektrode 1, deren unterer Halte- und Versetzring 9 mittels hydraulischer oder pneumatischer Zylinder 11, 12 vertikal bewegbar ist.

Gemäß einem der Aspekte der Erfindung trägt der Elektrodenrahmen 8 nun den Rahmen 15 zur Aufhängung des Brennofens 19 an (gemäß der gezeigten Ausführungsform) drei vertikal hängenden Haltestangen 16, wobei diese Haltestangen 16 an dem Brennofenrahmen 15 zu jeder horizontalen Raumrichtung hin neigbar aufgehängt sind und für die bewegliche Aufhängung Universalgelenke 17, wie Kugelgelenke oder Kardangelenke, sorgen.

Wie zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in Fig. 2 näher verdeutlicht, sind die Haltestangen als Gewindestangen oder Spindeln 16 mit Gewinde 18 ausgestaltet, wobei der Brennofen 19 über Mutterstücke 20 mit den Spindeln 16 verbunden ist. Und wie in Fig. 3 noch näher illustriert, dient zur Verbindung eines Mutterstücks 20 mit dem Brennofen 19 ein Anschlußstück 25, das mit einer sphärischen Auflagefläche auf dem entsprechend angepaßt ausgestalteten Mutterstück 20 aufliegt. Zur Auf- und Abwärtsbewegung des Brennofens 19 entlang der Elektrode 1, werden die Spindeln 16, die über Antriebsachsen 26 untereinander verbunden sind, mittels einer gemeinsamen Antriebseinheit 27 synchron in Drehung versetzt.

Wie gesagt, muß die Elektrode 1 zentral durch den Brennofen 19 geführt werden. Hierzu weist der Brennofen 19 an seinem oberen und vorzugsweise auch an seinem unteren Ende Führungseinrichtungen für die Elektrode 1 auf, und trägt zu diesem Zwecke an seinem oberen Ende ein vorzugsweise aus einem Eisenstab oder dergleichen gebildeten Führungsring 21 mit einem inneren Durchmesser gleich oder etwas weiter als derjenige des Elektrodenmantels 22 und unterhalb seines unteren Endes an Halterungen 24 befestige Führungsräder 23.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der als Haltestangen zur Aufhängung und Hebung und Senkung des Brennofens 19 im Brennofenrahmen 15 hydraulische Zylinder 16′ angewendet werden. Diese Zylinder 16′ sind nicht nur wie die Spindeln 16 an ihrem oberen Ende an Universalgelenken 17 aufgehängt, sondern tragen für die bewegliche Verbindung mit dem Brennofen 19 auch an ihrem unteren Ende ebensolche Universalgelenke 17, wie Kugel- oder Kardangelenke. Für die kontinuierliche oder im wesentlichen kontinuierliche Höhenverstellung des Brennofens 19 werden die Zylinder 16′ hydraulisch untereinander verbunden betrieben.

Im übrigen ist der Brennofen 19 mit konventionellen, nicht dargestellten, Heizeinrichtungen, wie Gas- oder Ölbrennern oder elektrischen Heizelementen, ausgerüstet.

Wenn die Elektrode wegen ihrer Aufzehrung im Schmelzofen 2 nachgesetzt werden muß, wird sie durch Betätigung der Halte- und Versetzringe 9, 10 durch die Stromklemmen 5 hindurch nach unten gedrückt. Dabei wird vorzugsweise eine automatisch gesteuerte Bewegung des Brennofens 19 nach unten mitveranlaßt und mit den Vertikalbewegungen der Elektrodenversetzeinrichtung in der Weise korreliert, daß der Brennofen 19 um dieselbe Strecke nach unten versetzt wird, um den die Elektrode 1 durch die Halte- und Versetzringe 9, 10 hindurchgetreten ist. Auf diese Weise bleibt die aktuelle Position des Brennofens 19 bezüglich der Backzone der Elektrode 1 beibehalten.

Da gemäß der Erfindung der Brennofen 19 einerseits an Haltestangen 16, 16′ aufgehängt ist, die sowohl am Brennofenrahmen 15 als auch am Brennofen 19 beweglich angeschlossen sind, und der Brennofen 19 andererseits die Elektrode 1 wenigstens an seinem oberen Ende führt, tritt der Erfolg ein, daß bei einer Abweichung der Elektrode 1 von ihrer Normallage und -form der Brennofen 19 automatisch um einen entsprechenden Betrag von der idealen Mittellinie der Elektrode 1 weg nach radial auswärts gelenkt wird, so daß die Elektrode 1 in den Brennofen 19 fortwährend zentral angeordnet bleibt. Überraschenderweise hat sich im praktischen Betrieb auch herausgestellt, daß nach erfolgter Abweichung der Elektrode 1 aus ihrer Normallage, z. B. durch Krümmung, der Brennofen 19 bei der damit einhergehenden seitlichen Auslenkung durch sein Gewicht die Elektrode 1 wieder in ihrer Normallage und -form zurückzwingt, so daß die Deformierung der Elektrode 1 wieder aufgehoben wird. Das System der Erfindung wirkt hinsichtlich der Elektrode 1 also selbstzentrierend.

Insgesamt verhindert die erfindungsgemäße Aufhängungsvorrichtung an einem Schmelzofen für einen Brennofen zur kontinuierlichen Herstellung selbstbackender Elektroden unmittelbar in den Schmelzofen hinein, nicht nur ein Brechen, Verklemmen oder Blockieren der Elektrode bei ihrem Weg vom Brennofen in den Schmelzofen, sondern sichert darüberhinaus auch eine gleichmäßige Kohlequalität der gebrannten Elektrode.

Claims (8)

1. Aufhängungsvorrichtung an einem Schmelzofen (2) für einen Brennofen (19) zur kontinuierlichen Herstellung selbstbackender Kohleelektroden (1) unmittelbar in den Schmelzofen hinein, aufweisend einen an dem Elektrodenrahmen (8) angeordneten Brennofenrahmen (15) und Halteelemente zur Aufhängung des Brennofens (19) im Brennofenrahmen (15), dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelemente wenigstens drei vertikal hängende Haltestangen (16, 16′) vorgesehen sind, die sowohl an dem Brennofenrahmen (15) als auch an dem Brennofen (19) vermittels Universalgelenken (17, 20), wie Kugelgelenken oder Kardangelenken, beweglich angeschlossen sind, und daß der Brennofen (19) wenigstens an seinem oberen Ende eine Einrichtung (21) zur Führung der Elektrode (1) durch ihn hindurch aufweist.

2. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestangen als Spindeln (16) ausgeführt sind.

3. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spindel (16) ein Mutterstück (20) mit sphärisch ausgebildetem Kopf trägt, auf dem der Brennofen (19) mit einem angepaßt ausgebildeten Anschlußstück (25) aufliegt.

4. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (16) untereinander durch Antriebsachsen (26) verbunden über eine gemeinsame Antriebseinheit (27) synchron in Drehung versetzbar sind.

5. Aufhängungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch hydraulische Zylinder (16′) als Haltestangen.

6. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Führungsring (21) als Führungseinrichtung für die Elektrode (1) am oberen Ende des Brennofens (19).

7. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennofen (19) an seinem unteren Ende wenigstens drei Führungsräder (23) zur Führung der Elektrode (1) durch ihn hindurch aufweist.

8. Aufhängungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine automatische Steuereinrichtung für die relativ zur Elektrode (1) höhengleiche Mitführung des Brennofens (19) beim Nachsetzen der Elektrodenversetzeinrichtung (9, 10).