DE3737488A1 - Positionieren von fuellelektroden an elektroreduktions- und lichtbogenoefen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden an Elektroreduktions- und Lichtbogenöfen unter Verwendung von Elektroden, an deren Mantel an der Außenseite mindestens zwei radial nach außen weisende Längsrippen angeordnet sind, an denen eine Positioniervorrichtung angreift.

Bei elektrothermischen Schmelzöfen, wie Elektrolichtbogenöfen und teilweise auch Lichtbogenöfen finden üblicherweise selbstbrennende Füllelektroden, sog. Söderberg-Elektroden Verwendung. Diese Füllelektroden weisen einen dünnen formbildenden Blechmantel auf und sind daher empfindlich gegen radial zur Elektrodenachse gerichtete Drücke. Bei ihrem Einsatz sind solche Füllelektroden mittels einer Vorrichtung in eine dem metallurgischen Verfahren dienliche Position zu bringen und dabei entsprechend dem Elektrodenabbrand nachzusetzen.

Aus der DE-PS 8 31 430 ist eine Nachsetzvorrichtung für Füllelektroden bekannt, mit durch ein nach Art von Ritzel und Zahnstange arbeitendes Getriebe, in welchem parallel zu der Elektrodenachse bewegliche Vorsprünge in entsprechende Vertiefungen des Elektrodenmantels eingreifen.

Nachteilig an dieser Ausführung ist das ringförmige Einschnüren des Elektrodenmantels, das durch eine von der Nachsetzeinrichtung getrennten Vorrichtung durchzuführen ist. Darüber hinaus werden beim Halten und Nachsetzen der Elektrode radiale Kräfte auf den Mantel ausgeübt, um ein unkontrolliertes Durchrutschen der Elektrode zu verhindern.

Aus der DE-OS 33 04 099 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine Klemmvorrichtung am Mantel radial nach außen ragende Längsrippen angreift.

Diese Nachsetzvorrichtung weist den Nachteil auf, daß sie technisch aufwendig ist, da zum Bewegen der Elektrode eine doppelte Anzahl von Klemmeinheiten vorhanden sein muß. Diese doppelte Anzahl wird dadurch erforderlich, da die Klemmbacken nach einem begrenzten Weg zum Nachfassen umgreifen müssen und während des Umgreifens die Elektrode nicht nachrutschen darf. Hinzu tritt, daß die Klemmelemente auch für Notfälle druckbeaufschlagt sein müssen, um bei Stromausfall, Druckabfall o. ä. nicht unkontrolliert durchzurutschen. Wird diese Noteinrichtung durch federbetätigte Klemmbacken durchgeführt, so ist entsprechend der Federkraft ein höherer Lösedruck erforderlich.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, mit geringem baulichen Aufwand eine Positioniervorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen mit der Möglichkeit des stufenlosen vertikalen Verfahrens der Füllelektrode und darüber hinaus einfacher Sicherung bei Notfällen.

Das vorliegende technische Problem wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 4. Erfindungsgemäß wird eine Positioniervorrichtung vorgeschlagen, mit der die Längsrippe der Füllelektrode bei der Absenkbewegung der Elektrode verformt wird. Diese Verformung wird radial zur Elektrodenmittenachse durchgeführt, so daß keinerlei radiale Kräfte auf den Elektrodenmantel ausgeübt werden.

Der Umfang der Verformung der Längsrippen wird so gewählt, daß zwischen den Elementen der Positioniervorrichtung und den Längsrippen eine formschlüssige Verbindung entsteht. Diese formschlüssige Verbindung hat den Vorteil, daß die Elektrode nicht unkontrolliert sich in Richtung Ofen bewegen kann. Weiterhin bietet sie die Möglichkeit, daß die Elektrode nicht nur vertikal gesenkt, sondern auch in jeder Position angehoben werden kann. Dieser Vorteil ist insbesondere zu nutzen, wenn die Elektrode zentriert werden soll, sich dabei aber gleichzeitig nicht mehr zur Schmelze hinbewegen darf.

Die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung ist baulich einfach ausgeführt. Es ist insgesamt nur ein Bausatz erforderlich, da die vertikale Bewegung der Elektrode durch einfaches Drehen der radförmigen Elemente ermöglicht wird.

Das Positionieren der Elektrode ist dadurch stufenlos in beide Richtungen, also Heben und Senken, möglich. Beim Einsatz von drei auf gleichem Niveau sich befindenden Positioniervorrichtungen ist das exakte horizontale Fixieren der Elektrodenspitze möglich, so daß nicht nur ein Zentrieren, sondern ein gezieltes Einrichten der Elektrodenspitze möglich ist. Dabei wird die Elektrode entsprechend den elektrischen und metallurgischen Verhältnissen nicht nur in der Höhe und somit im Abstand zum Schmelzgut optimiert, sondern auch in ihrer Vertikallage exakt ausgerichtet und somit achsparallel zur Ofenmittenachse geführt.

Zum Verformen der Längsrippen ist mindestens ein formgebendes radförmiges Element erforderlich. Dieses kann in vorteilhafter Weise zahnradähnlich ausgeführt sein. Bei dieser Ausführungsform kann das Gegenrad entweder selber zahnradförmig sein oder in seiner Oberfläche verformbar sein, so daß sich die Längsrippen von den Zähnen des Antriebsrades verformen lassen. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind bei dem Antriebsrad dornförmige Spitzen vorgesehen. Diese Spitzen erfordern weniger Verformungsarbeit bei den Längsrippen, ermöglichen aber gleichzeitig ein exaktes Halten der Elektrode durch die in die topfförmigen Vertiefungen der Längsrippen eingreifenden Spitzen. Bei dieser Ausführungsform weist das Gegenrad Bohrungen auf von einer Größe, die es ermöglicht, daß die nadelförmigen Spitzen plus dem darüber gestülpten angepaßten Blech der Längsrippen aufgenommen werden können. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden sämtliche radförmigen Elemente angetrieben.

Die radförmigen Elemente der Positioniervorrichtung ermöglichen eine einfache Notsicherung. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, Notsicherungs-Sperrelemente in das Antriebsrad eingreifen zu lassen. Diese Notsicherungselemente können entweder kontinuierlich beim Absenken oder auch nur bei Ausfall der Energie betätigt werden. Sie können aber auch durch Einfall einer Bremse bewirkt werden. In jedem Fall ist die Notsicherung in einfacher aber wirksamer Weise darstellbar. Zu den Sicherungsmaßnahmen zählen auch die an der Elektrode angeordneten Meßaufnehmer, die die Absenkgeschwindigkeit der Elektrode erfassen und bei Überschreiten vorgegebener Werte die Notsicherung auslösen können.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den folgenden Beispielen aufgeführt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Ofenanlage,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Positioniervorrichtung,

Fig. 3 ein Antriebsrad mit dornartigen Spitzen,

Fig. 4 Längsrippen durch ein Dornrad verformt,

Fig. 5 ein Antriebsrad als Zahnrad.

Fig. 1 zeigt den Ofen 10, in den die Elektrode 20 hineinragt. Der Elektrodenmantel weist Längsrippen 21 auf, die im Bereich zwischen der Positioniervorrichtung 30 und dem Ofen 10 Verformungsmarkierungen besitzen. Die weiteren Positionsziffern der Positioniervorrichtung sind in Fig. 2 beschrieben. Die Positioniervorrichtung 30 ist mit der Regeleinrichtung 50 verbunden, die wiederum mit den Wegaufnehmern 51, 52 in Verbindung steht. Die Wegaufnehmer 51, 52 erfassen sowohl die horizontale, wie auch die vertikale Lage der Elektrode 20.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Elektrode mit der Positioniervorrichtung. Dargestellt sind hier zwei unterschiedliche Positioniervorrichtungen. Auf dem Bild in der rechten Seite ist eine Positioniervorrichtung 30 mit dem Antrieb 32 vorhanden. Das Antriebsrad 31 und das Gegenrad 33, das ebenfalls angetrieben sein kann (31), sind hier als Zahnräder ausgeführt. Das Antriebsrad 31 und das Gegenrad 33 fassen die Längsrippen 21 der Elektrode 20. Die Positioniervorrichtung 30 ist mit der Regeleinrichtung 50 verbunden.

Auf der linken Seite der Fig. 2 ist ebenfalls eine Positioniervorrichtung 30 dargestellt, hier ist aber das Antriebsrad 31 mit dornartigen Spitzen 34 und das Gegenrad 33, das ebenfalls angetrieben sein kann (31), mit Bohrungen 35 versehen.

Fig. 3 zeigt ein Detail der Fig. 2 von der Seitenansicht ohne die Positioniervorrichtung 30. Die Längsrippen 21 der Elektrode 20 werden durch das Antriebsrad 31 mit den dornartigen Spitzen 34 und das Gegenrad 33 mit den Bohrungen 35 verformt, und zwar zu topfförmigen Vertiefungen 22.

In Fig. 3 ist die Notvorrichtung 40 skizzenhaft dargestellt. Der verschiebbare Arretierbolzen 41 greift im Notfall in die Bohrungen 35 des Gegenrades 33 ein und verhindert ein weiteres Verdrehen der Räder.

Fig. 4 zeigt die Elektrode 20 mit einer Längsrippe 21 und topfförmigen Vertiefungen 22 auf, die durch die dornartigen Spitzen 34 des Antriebsrades 31 und den Bohrungen 35 des Gegenrades 33 hervorgerufen werden.

Fig. 5 zeigt die Elektrode 20 mit der Längsrippe 21 und dem Antriebsrad 31, die, wie das Gegenrad 33, zahnradähnlich ausgeführt ist. Die Zahnräder 31, 33 verformen die Längsrippe 21 zu wellenförmigen Stufen 23.

Die Notvorrichtung 40 kann im Notfall durch Verschieben des Arretier­ elementes 41 ein Rad 31, 33 an einem weiteren Verdrehen behindern.

Claims (12)

1. Verfahren zum Positionieren von Füllelektroden an Elektroreduktions- und Lichtbogenöfen, unter Verwendung von Elektroden, an deren Mantel an der Außenseite mindestens zwei radial nach außen weisende Längsrippen angeordnet sind, an denen eine Positioniervorrichtung angreift, dadurch gekennzeichnet, daß während der Absenkbewegung der Elektrode (20) die Längsrippen (21) durch die Positioniervorrichtung (30) derart verformt werden, daß beim vertikalen Bewegen der Elektrode (20) diese durch eine formschlüssige Verbindung zwischen der Positioniervorrichtung (30) und den Längsrippen (21) gehalten wird.

2. Verfahren zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Längsrippen (21) in regelmäßigen Abständen topfförmige Vertiefungen (22) eingeformt werden.

3. Verfahren zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Längsrippen (21) senkrecht zur Absenkrichtung wellenförmige Stufen (23) eingeformt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Positionieren von Füllelektroden an Elektroreduktions- und Lichtbogenöfen unter Verwendung von Elektroden, an deren Mantel an der Außenseite mindestens zwei radial nach außen weisende Längsrippen angeordnet sind, an denen eine Positioniervorrichtung angreift nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (30) radförmige Elemente (37) besitzt, von denen mindestens ein Rad (31) eine formgebende Gestalt aufweist und mit einem Antrieb (32) zum vertikalen Bewegen der Elektrode (20) verbunden ist.

5. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (31) auf seinem Umfang regelmäßig verteilt dornartige Spitzen (34) und das Gegenrad (33) eine zylindrische Form mit in der Lauffläche vorgesehenen Bohrungen (35) aufweisen.

6. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (31) und das Gegenrad (33) Zahnräder sind.

7. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (31) eine sägezahnförmige Lauffläche aufweist und das Gegenrad (33) eine Lauffläche besitzt, die aus einem duktilen Werkstoff besteht.

8. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die radförmigen Elemente (37) mindestens eine Notvorrichtung (40) vorgesehen ist, die Arretierelemente (41) aufweist, die bei einem Ausfall der Antriebsenergie die Positioniervorrichtung (30) arretieren.

9. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (41) ein Stift ist, der senkrecht zur Drehachse der Antriebs- oder Gegenräder (31, 33) bewegbar ist.

10. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (30) über eine Regeleinrichtung (50) mit Meßelementen (51, 52) verbunden ist, die die Lage der Elektrode (20) überwachen.

11. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelemente (51, 52) Wegmesser sind, die die horizontale wie auch die vertikale Bewegung der Elektrode (20) aufnehmen.

12. Vorrichtung zum Positionieren von Füllelektroden nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelemente (51, 52) im Bereich der Längsrippen (21) angeordnet sind.