DE3909333C2 - Dreiphasen-Lichtbogenofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dreiphasen-Lichtbogenofen mit einem länglichen Ofengefäß mit mindestens drei in Richtung der Ofenlängsachse angeordneten Elektroden eines Drehstromsystems, zu denen ein flexibles Leitungsstück aufweisende Hochstromleitungen führen, die mit den Sekundärwicklungen eines Transformators über die Elektrode derart in Reihe geschaltet sind, daß die Elektroden die Schaltungspunkte einer Drehstromdreiecksschaltung bilden, wobei die Hochstrom-Hin- und Rückleitungen in den Leitungsstücken zwischen dem Transformator und Verzweigungspunkten teilweise bifilar geführt sind.

Aus DE-PS 30 24 223 ist ein Dreiphasen-Lichtbogenschmelz- oder -Reduktionsofen mit rechteckigem Grundriß und in Reihe angeordneter Elektroden bekannt, bei dem die Elektroden die Schaltpunkte einer Drehstrom-Dreiecksschaltung bilden und zu jeder Elektrode zwei Hochstromleitungen führen. Durch diese Anordnung des Drehstromsystems ist nur eine teilweise bifilare Leiteranordnung vom Transformator bis zu den flexiblen Teilen der Hochstromleitung möglich. So ist beispielsweise bei einem Rechteckofen mit einer Länge von rund 12 m und einem Abstand des Transformators zum Ofen von etwa 6 m die Zuleitung zu den nicht benachbarten Elektroden nur zu etwa einem Drittel bifilar geführt.

Daneben ist in der DE-PS 5 45 696 ein elektrothermischer Schmelzofen offenbart, bei dem die unmittelbar an die Elektroden sich anschließenden Leitungen derart geführt sind, daß die Induktion in diesen Teilen der Leitungen mindestens annähernd gleichmäßig kompensiert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die elektrische Symmetrie des Rechteckofens zu verbessern und die Verlustleistungen zu minimieren. Die Erfindung löst die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Lichtbogenofen sind alle Hochstromleitungen teilweise bifilar führbar. Erreicht wird diese bifilare Führung dadurch, daß die einzelnen Hochstromleitungen in vier Leitungsabschnitte (xx1-xx4) aufgeteilt werden, wobei der erste und letzte Abschnitt (z. B. 321 und 324) als Einzelleiter und die beiden mittleren Abschnitte (z. B. 322 und 323) von einem Verzweigungspunkt (z. B. 43) aus bis zu einer Umlenkung (z. B. 68) um 180 Grad und wieder zurück zum Verzweigungspunkt geführt und in diesem Bereich parallel zueinander angeordnet sind. Jeweils zwei in dieser Art gestaltete Hochstromleitungen werden in der Weise zueinander angeordnet, daß die Abschnitte xx1 mit yy1 und yy2 sowie yy3 mit xx4 jeweils einer Hin- und einer Rückleitung parallel zueinander geführt sind, so daß jeweils mindestens zwei Leitungen (also xx1 zu yy1 und xx4 zu yy2) den elektrischen Strom in entgegengesetzter Richtung führen.

Die größte Verminderung der Verlustleistung wird bei der Stromzu- und -rückführung zu den nicht nebeneinander angeordneten Klemmen der außen angeordneten Elektroden erzielt.

Ein Minimum an Leitungsmaterial wird verbraucht, wenn der Abstand der benachbarten Anschlußklemmen 0,05 bis 0,15 der Ofenlänge beträgt und die Hin- und Rückleitungen bis unmittelbar zu den zwischen Anschlußklemmen angeordneten Verzweigungspunkten geführt werden. Ein ausreichender Gewinn an Leistung, bezogen auf die Aufwendungen an Material im Bereich der nebeneinander angeordneten Klemmen, kann bereits erzielt werden, wenn statt der Umlenkung der Hochstromleitung in diesem Bereich die Hin- und Rückleitungen bis zwischen die Klemmen parallel geführt werden und für den restlichen Teil als Einfachleiter ausgebildet sind.

Die bifilare Führung der Hochstromleitung gemäß der Erfindung bewirkt eine Verringerung der elektrischen Unsymmetrie des Rechteckofens mit den negativen Folgen des nichthomogenen Temperaturverlaufs, nicht vollständiger Ausnutzung der eingebrachten Energie und Störung des metallurgischen Ablaufs. So können Schwierigkeiten aus den Viskositätsunterschieden der Schlacke oder auch aus dem unterschiedlichen Ausseigerungsverhalten der eingebrachten Stoffe, wie z. B. Kupfer, Blei, besser beherrscht werden.

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schema der Leitungsführung zweier Hochstromleitungen,

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Lichtbogenofen mit drei Elektroden.

Die Fig. 1 zeigt die Hinleitung xx und die Rückleitung yy vom Transformator 70 zu den Klemmen 60 (hier 62, 65 oder 61, 64 oder 63, 60). Die Leitungen sind dabei in die vier Abschnitte xx1, xx2, xx3 und xx4 aufgeteilt. Der mittlere Abschnitt xx2, xx3 bzw. yy2, yy3 wird vom Verzweigungspunkt 40 (41, 42, 43) bis in den Bereich einer Klemme 60 geführt, dort bei dem Punkt 67 bzw. 68 um 180 Grad umgelenkt und wieder zum Verzweigungspunkt 40 zurückgeführt.

Es zeigt sich, daß eine bifilare Führung vom Ausgangs- bis zum Endpunkt möglich ist; so sind die Ströme in folgende Leitungen jeweils entgegengesetzt: xx1 und yy1, xx2 und yy4, xx4 und yy2.

Fig. 2 zeigt die Ausführung bei einem Dreiphasen-Lichtbogenofen mit einem länglichen Ofengefäß. In dem Ofengefäß 10 sind die Elektroden 21 bis 23 in Reihe angeordnet. Zu den Elektroden 21 bis 23 führen flexible Klemmen 61 bis 66 und dem Transformator 70 sind Hochstromleitungen 30 angeordnet.

Bei den zu den beiden äußeren Klemmen 62 und 65 führenden Leitungen ist im vorliegenden Beispiel die vollständige bifilare Führung einer Stromhin- und -rückführleitung ausgeführt.

Zwischen dem Transformator 70 und dem Verzweigungspunkt 43 sind die Abschnitte der Zuführleitung 321 und der Rückführleitung 351 bifilar angeordnet. Von dem Verzweigungspunkt 43 ab wird der Leitungsanteil 322 parallel zur Ofenseitenwand 11 bis in den Bereich der Klemme 65 und dort am Umlenkungspunkt 68 um 180 Grad umgelenkt, von hier als Abschnitt 323 parallel zum Abschnitt 322 zum Verzweigungspunkt 43 zurückgeführt und von dort als Abschnitt 324 zur Klemme 62 geleitet.

Die Rückleitung wird vom Verzweigungspunkt 43 als Abschnitt 352 bis in den Bereich der Klemme 62 geführt, dort am Umlenkungspunkt 67 umgelenkt und als Abschnitt 353 parallel zum Abschnitt 352 zum Verzweigungspunkt 43 zurückgeführt und von dort weiter als Abschnitt 354 zur Klemme 65.

Hin- und Rückleitung sind bifilar geführt in den Abschnitten 321, 351 sowie 322, 354 und 352, 324.

In der Schemazeichnung der Fig. 2 nur grob angedeutet sind die parallel beabstandeten flexiblen Leitungen 51, 54 und 53, 56 in einem dichten Abstand angeordnet. Die inneren Rückleitungen 312, 342 und 332, 362 sind bis zu den Verzweigungspunkten 41, 42 bifilar und von diesen Punkten aus unmittelbar zu den Anschlußklemmen 61, 64 bzw. 63, 66 als Einzelleiter geführt.

Claims (2)

1. Dreiphasen-Lichtbogenofen mit einem länglichen Ofengefäß mit mindestens drei in Richtung der Ofenlängsachse angeordneten Elektroden eines Drehstromsystems, zu denen ein flexibles Leitungsstück aufweisende Hochstromleitungen führen, die mit den Sekundärwicklungen eines Transformators über die Elektrode derart in Reihe geschaltet sind, daß die Elektroden die Schaltungspunkte einer Drehstrom-Dreiecksschaltung bilden, wobei die Hochstrom-Hin- und Rückleitungen in den Leitungsstücken zwischen dem Transformator (70) und Verzweigungspunkten teilweise bifilar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß weiterführende Teile von Hochstromleitungen (312, 332, 352 und 322, 342, 362) von Verzweigungspunkten (41 bis 43) aus zu den Anschlußklemmen (61 bis 66) geführt sind, die parallelen Außenleiter (323, 354; 324, 353) mit gleicher Stromrichtung symmetrisch zum Innenleiter (322; 352) liegen, wobei der Leiterabstand zueinander möglichst gering ist, und die weiterführenden Teile der Hochstromleitungen in unmittelbarer Nähe der Anschlußklemmen (62, 65) um 180 Grad umgelenkt und zu ihrer Leitungshinführung bis zum Verzweigungspunkt parallel angeordnet sind,
und daß die Teile der Hochstromleitungen (311, 312; 341, 342; 351, 321; 331, 332; 361, 362) zu den Verzweigungspunkten (41, 43, 42) jeweils bifilar hin- bzw. rückgeführt sind.

2. Dreiphasen-Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Transformator (70) zugewandten Anschlußklemmen (61, 64, 63, 66) der flexiblen Leitungsstücke (51, 54, 53, 56) der benachbarten Elektroden (21, 22 bzw. 22, 23) in einem Abstand von 0,05 bis 0,15 der Ofenlänge zueinander angeordnet sind.