DE4025084A1 - Gleichstromlichtbogenofen - Google Patents
GleichstromlichtbogenofenInfo
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- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5229—Manufacture of steel in electric furnaces in a direct current [DC] electric arc furnace
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
- F27B3/085—Arc furnaces
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gleichstromlichtbogenofen,
dessen Gehäuse aus einem Oberofen und einem Unterofen
besteht und dessen Boden eine Anode zum Abführen des
elektrischen Stroms enthält, die elektrisch mit der
Schmelze bzw. dem Einsatzgut, insbesondere Schrott
verbunden ist, während die Kathode aus einer oder
mehreren Graphitelektroden besteht, die heb- und
senkbar in das Ofengefäß hineinragen.
Es ist bekannt, bei derartigen
Gleichstromlichtbogenöfen als Anode Bodenelektroden zum
Ableiten des elektrischen Stroms zu benutzen, die aus
Kupferplatten oder aus Eisenleitern bestehen, die in
die Schmelze hineinragen. Bei dem in der europäischen
Patentanmeldung 8 74 01 761.9 beschriebenen Ofen werden
knüppelartige Bodenelektroden benutzt, die durch den
Mantel des Unterofens und eine Schicht aus feuerfestem
Material bis an deren Oberfläche geführt sind und an
dieser Stelle mit der Schmelze in Berührung kommen.
Dabei ist der Lichtbogen sehr konzentriert auf die
Bodenelektrode ausgerichtet, was zu einem ungleichen
Wärmefluß in der Schmelze und in der feuerfesten
Auskleidung und damit zu einem hohen Reparaturaufwand
im Bereich der Bodenelektrode führt. Die konzentrierte
Stromleitung durch den Stahlknüppel erfordert ferner
eine Wasserkühlung, um die bei einem Durchbruch der
flüssigen Schmelze gegebene Explosionsgefahr zu
vermeiden.
Bei dem aus der DE-OS 34 09 255 bekannten
Gleichstromlichtbogenofen bestehen die in den Boden
eingelassenen Bodenelektroden aus koaxial stehenden
Metall- bzw. Stahlstäben, die auf der unteren Seite des
Unterofens in einer Stahlplatte befestigt sind und
durch mehrere Schichten aus Magnesia und/oder Graphit
enthaltenden Massen bis in den Herd geführt sind.
Auch bei diesem bekannten Ofen gestalten sich
Reparaturen des Herdes, die durch normalen Abbrand der
feuerfesten Masse unvermeidbar sind, sehr schwierig und
sind in vielen Fällen sogar unmöglich, da der
Stromkontakt von der Schmelze zu den Stahlstäben nicht
unterbrochen werden darf, so daß die Standzeiten des
Herdes entsprechend gering sind.
Bei einem anderen, ebenfalls zum Stande der Technik
gehörenden Gleichstromlichtbogenofen wird eine
Bodenelektrode benutzt, die aus einer konzentrisch am
Boden des Unterofens angebrachten Platte aus elektrisch
leitendem Material besteht, die mit in besonderer Weise
vorbehandeltem Magnesit und Graphit enthaltenden
Steinen zur Bildung des Herdes überdeckt wird. Diese
aus der US-PS 48 53 941 bekannte Konstruktion, bei der
eine Luftkühlung möglich ist, hat den Nachteil, daß
Herdreparaturen nur äußerst schwierig auszuführen sind,
so daß sich niedrige Standzeiten ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Gleichstromlichtbogenofen so auszubilden, daß eine
Luftkühlung der Elektrode möglich ist und daß darüber
hinaus durch Erzeugung eines möglichst breiten
Lichtbogens eine gleichmäßige Verteilung der Wärme über
den gesamten Bereich der Schmelze erreicht wird;
gleichzeitig sollen örtliche Überhitzungen und damit
verbundene Ausdünnungen der feuerfesten Auskleidung an
bevorzugten Stellen vermieden und die Standzeiten
erhöht werden.
Es hat sich überraschenderweise ergeben, daß diese
Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß der gesamte
Unterofen elektrisch als Anode geschaltet wird.
Die Erfindung sieht vor, daß der aus dickwandigen
Stahlblechen bestehende Mantel des Unterofens in seiner
Gesamtheit die Bodenelektrode bildet, daß die gesamte
Innenfläche des den Boden bildenden Stahlmantels mit
einer feuerfesten Auskleidung aus Graphitsteinen
und/oder graphithaltigen Steinen oder Massen versehen
ist, die eine stromführende Verbindung zur Kathode
bildet, und daß der Anschluß der Stromkabel zur
Aufnahme bzw. zum Abführen des elektrischen Stroms an
dem Boden an mehreren Anschlußstellen erfolgt, die
symmetrisch über die äußere Oberfläche des Stahlmantels
verteilt angeordnet sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung schematisch dargestellt, es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines Gleichstromlichtbogenofens gemäß
vorliegender Erfindung und
Fig. 2 eine Ansicht des auf Fig. 1 dargestellten
Ofens von unten.
Das Gehäuse des Gleichstromlichtbogenofens (1) besteht
aus dem Unterofen (2), der die Form einer Kugelkalotte
hat, auf die der Oberofen (3) als zylindrischer Mantel
aufgesetzt ist. Die stabförmige Kathode (4) ist an
einem heb- und senkbar angeordneten Elektrodenarm (5)
angebracht und erstreckt sich durch den Deckel (6) bis
in den Unterofen. Der Deckel (6) kann soweit
verschwenkt werden, daß der Ofen über die freigegebene
Öffnung mit dem Einsatzgut, z. B. Schrott beschickt
werden kann. Mit (7) ist die Ofentür und mit (8) die
Abstichrinne bezeichnet, über die die Metallschmelze
durch Kippen des Ofens abgegossen werden kann.
Erfindungsgemäß besteht der Boden des Ofens aus einem
kalottenförmigen Stahlmantel (9), der mit einer
feuerfesten stromleitenden Auskleidung (10) versehen
ist, über der sich die Schmelze (11) mit der darüber
liegenden Schlackenschicht (12) bildet. Die Auskleidung
(10) besteht aus Graphitsteinen oder graphithaltigen
Steinen oder Massen, die die stromführende Verbindung
zur Kathode bilden. Der Stahlmantel (9) ist als Ganzes
als Anode geschaltet. Die Stromanschlüsse sind bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel als tellerförmige
Kupferplatten (13) ausgebildet, die wie sich aus
Fig. 2 ergibt symmetrisch über die Fläche des
Stahlmantels verteilt an diesem befestigt sind. An jede
Platte (13) ist ein biegsames Stromkabel (14)
angeschlossen. Die einzelnen Kabel sind über eine
gemeinsame Leitung mit dem Pluspol der
Gleichstromquelle verbunden, während die Kathode über
ein biegsames Kabel (15) an den Minuspol der
Gleichstromquelle angeschlossen ist.
Claims (9)
1. Gleichstromlichtbogenofen, dessen Gehäuse aus einem
Oberofen und einem Unterofen besteht und dessen Boden
eine Anode zum Abführen des elektrischen Stroms
enthält, die elektrisch mit der Schmelze bzw. dem
Einsatzgut verbunden ist, während die Kathode aus
einer oder mehreren Graphitelektroden besteht, die
heb- und senkbar in das Ofengefäß hineinragen, dadurch
gekennzeichnet, daß der aus dickwandigen Stahlblechen
bestehende Mantel (9) des Unterofens (2) in seiner
Gesamtheit die Bodenelektrode bildet, daß die gesamte
Innenfläche des den Boden bildenden Stahlmantels (9)
mit einer feuerfesten Auskleidung (10) aus
Graphitsteinen und/oder graphithaltigen Steinen oder
Massen versehen ist, die eine stromführende Verbindung
zur Kathode bildet, und daß der Anschluß der
Stromkabel zur Aufnahme bzw. zum Abführen des
elektrischen Stroms an dem Boden an mehreren
Anschlußstellen (13) erfolgt, die symmetrisch über
die äußere Oberfläche des Stahlmantels (9) verteilt
angeordnet sind.
2. Gleichstromlichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen für die
Stromkabel (14) aus Kupferplatten (13) bestehen,
die an der äußeren Oberfläche des den Boden bildenden
Stahlmantels anliegen und daran befestigt sind.
3. Gleichstromlichtbogenofen nach den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatten
(13) tellerförmig ausgebildet sind und daß an jede
Anschlußstelle ein Stromkabel (14) angeschlossen ist.
4. Gleichstromlichtbogenofen nach den Ansprüchen 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatten (13)
tellerförmig ausgebildet und elektrisch miteinander
verbunden sind, wobei nur eine, vorzugsweise eine
mittig gelegene Anschlußplatte an ein Stromkabel zum
Ableiten des elektrischen Stroms angeschlossen ist.
5. Gleichstromlichtbogenofen nach den Ansprüchen 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen aus
sternförmig auf der äußeren Oberfläche des Bodens
angebrachten streifen- oder schienenförmig
ausgebildeten Platten bestehen.
6. Gleichstromlichtbogenofen nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die sternförmig angeordneten
Platten an einem gemeinsamen Mittelpunkt elektrisch
miteinander in Verbindung stehen und daß an dieser
Stelle das Stromkabel angeschlossen ist.
7. Gleichstromlichtbogenofen nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Unterofen (2) aus einer den Boden bildenden
Kugelkalotte mit aufgesetztem Zylinder und der Oberofen
(3) aus einer getrennten zylindrischen Konstruktion mit
Deckel besteht.
8. Gleichstromlichtbogenofen nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der den Boden bildende Stahlmantel (9) aus einem
Stahl mit verbesserter elektrischer Leitfähigkeit
besteht.
9. Gleichstromlichtbogenofen nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden des Unterofens mit Kühlkanälen und/oder
Leitrippen versehen ist, die eine Zwangskühlung des
Stahlmantels mit einem Luftstrom ermöglichen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904025084 DE4025084A1 (de) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Gleichstromlichtbogenofen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904025084 DE4025084A1 (de) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Gleichstromlichtbogenofen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4025084A1 true DE4025084A1 (de) | 1992-02-13 |
Family
ID=6411826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904025084 Withdrawn DE4025084A1 (de) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Gleichstromlichtbogenofen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4025084A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0600362A1 (de) * | 1992-12-04 | 1994-06-08 | VOEST-ALPINE Industrieanlagenbau GmbH | Gleichstrom-Lichtbogenofen und Verfahren zu dessen Betreibung |
CN110564968A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-13 | 曾世林 | 一种三相交流多功能环保还原炉 |
-
1990
- 1990-08-08 DE DE19904025084 patent/DE4025084A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0600362A1 (de) * | 1992-12-04 | 1994-06-08 | VOEST-ALPINE Industrieanlagenbau GmbH | Gleichstrom-Lichtbogenofen und Verfahren zu dessen Betreibung |
CN110564968A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-13 | 曾世林 | 一种三相交流多功能环保还原炉 |
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