DE4225256C2 - Mit Gleichstrom betriebene Ofenanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft speziell eine mit Gleichstrom betriebene Ofenanlage für ein metallurgisches Gefäß, bestehend aus einer Tragsäule und einem von dieser durch eine Isolierung getrenntem Tragarm, der zwei koaxial geführte Hülsen aufweist, wobei eine Hülse aus elektrischen Strom gutleitendem Werkstoff besteht, und an dessen Kopfende eine Elektrode befestigbar ist, die über die stromleitende Hülse sowie flexible Zuleitungen mit einer Stromversorgungsanlage verbunden ist.

Aus der Schrift DE-OS 15 65 382 ist eine Anordnung der Zuleitungen auf den Elektrodenarmen mehrphasiger Lichtbogenöfen bekannt, bei der der Stromleiter aus einer den Elektrodenarm umgebenden Hülse aus einem Material guter Leitfähigkeit besteht und der Elektrodentragarm einschließlich des Stromleiters auf einer Führungssäule angebracht und von dieser durch isolierende Platten elektrisch getrennt ist. In nachteiliger Weise sind dabei die stromführenden Teile dieser Wechselstromöfen der aggressiven Umgebung ausgesetzt.

Ein Verlegen der stromführenden Leiter in den geschützten Innenraum des rohrförmigen Tragarmes führt bei einem Drehstrombetrieb wegen der Induktionswirkung zu unzulässig hohen Wirbelstrom- und Hysteresenverlusten in dem Tragarmmantel sowie zu einer unzulässigen Reaktanzüberhöhung.

Bei mit Gleichstrom betriebenen Heizeinrichtungen treten die bei mit Drehstrom betriebenen Aggregaten bekannten unzulässigen hohe Wirbelstrom- und Hystereseverluste hervorrufende Induktionswirkungen nicht auf. Bei ruhigem Ofenbetrieb fließt ein konstanter Gleichstrom ohne jegliche Induktionswirkung.

Bei dem Betrieb eines Gleichstromofens kommt es jedoch bei bestimmten Betriebsweisen durchaus zu kurzzeitigen Stromänderungen. Dies ist insbesondere bei der Einschmelzphase oder auch bei einem unruhigen Betrieb der Fall. Diese Stromänderungen können die Thyristoren gefährden und bilden einen erheblichen Störfaktor für das Versorgungsnetz, das sogenannte Flickern. Um einen möglichst stabilen Betrieb zu gewährleisten, werden bei Gleichstromheizeinrichtungen Drosseln verwendet. Solche Gleichstromdrosseln machen einen erheblichen Teil der Investitionskosten aus.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine wartungsarme Elektrodentragvorrichtung zu schaffen, bei der die Stromzufuhr einer Gleichstromheizeinrichtung verbessert und insbesondere der Lichtbogen stabilisiert und das Flickerproblem reduziert wird bei gleichzeitiger Minderung der Induktivität der Gleichstromdrossel sowie Verringerung ihrer Baugröße.

Die Erfindung schlägt zur Lösung dieser Probleme die im Hauptanspruch aufgeführten Merkmale vor. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Der Hauptstromkreis eines mit Gleichstrom betriebenen Ofens besteht aus den Hauptkomponenten Stromrichtertransformator, Gleichrichter, Gleichstromdrossel, Hochstromzuführung und Elektroden. Erfindungsgemäß wird ein Teil der Hochstromzuführung in das Innere des rohrförmigen Tragarmes verlegt. Bei nur geringem Konstruktions- und Fertigungsaufwand werden hierdurch die stromführenden Bauteile in vor chemischer und mechanischer Belastung geschützter Lage untergebacht.

Bei der erfindungsgemäßen mit Gleichstrom betriebenen Ofenanlage, bei der ein Abschnitt der Hochstromleitung ferromagnetisch gekapselt ist, werden diese plötzlichen Stromänderungen mit ihrer induzierenden und damit dämpfenden Wirkung ausgenutzt. Der metallische Tragarm wirkt hierbei als Drossel. Hierdurch wird es möglich, die notwendige Induktivität der im Hauptstromkreis angeordneten Gleichstromdrossel und damit deren Größe zu reduzieren bzw. in speziellen Anwendungsfällen komplett zu ersetzen.

Die stromführende Hülse kann dabei als durch Isolierungen vom metallischen Tragarm getrenntes Stromrohr ausgebildet sein. In besonders einfacher Ausgestaltung wird die Hülse als Innenplattierung zum rohrförmigen oder vierkantrohrförmigen Tragarm angeordnet.

Die Standzeit der stromführenden Teile wird einmal durch die geschützte Lage und darüber hinaus durch die Möglichkeit einer Kühlung erhöht.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nach­ folgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine mit Gleichstrom betriebene Ofenanlage mit von dem Tragarm isolierter Stromzuführung und

Fig. 2 eine Ausgestaltung der stromführenden Hülse als Innenplattierung des Tragarms.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Ofen 10 mit einem Gefäßmantel 11, in dem eine Ausmauerung 12 angeordnet ist. Im Boden des Ofengefäßes ist eine Bodenelektrode 35 vorgesehen. Zu dieser als Anode geschalteten Bodenelektrode 35 führt ein Hochstromseil 36.

In das mit Schmelze 13 gefüllt Ofengefäß ragt eine als Kathode geschaltete Elektrode 34. Die Elektrode 34 steht als Teil der Stromführung 30 über Kontaktflächen 33, stromführende Hülse 32 und Hochstromseil 31 mit einer aus den Bauteilen Gleichstromdrossel 51, Gleichrichter 52 und Stromrichtertransformator 53 bestehenden Stromversorgungseinrichtung in Verbindung.

Die stromführende Hülse 32 steht mit einer nicht weiter dargestellten Kühleinrichtung 40 in Verbindung, die einen Kühlwasserzulauf 41 und einen Kühlwasserablauf 42 besitzt. Bei der Elektrodentragvorrichtung 20, bei der im Tragarm 21 ein Stromrohr 32 vorgesehen ist, ist ein Kühlwasserzulauf 43 und ein Kühlwasserablauf 44 für den Tragarm vorgesehen.

Die stromführende Hülse 32 ist in einem Tragarm 21 in einer mit Gleichstrom betriebenen Ofenanlage 20 angeodnet. Kopfendig am Tragarm 21 ist eine Elektrodenfassung 22 mit einer Druckplatte 23 vorgesehen.

Der Tragarm 21 ist durch eine Isolierung 24 von einer Führungssäule 25 getrennt, die über Führungsrollen 26 und einer nicht weiter dargestellten Hubvorrichtung vertikal zur Stahlwerksbühne bewegbar ist.

In der Fig. 1 ist die stromführende Hülse als Stromrohr ausgebildet, das durch Isolierungen 24 vom Tragarm 21 elektrisch getrennt ist. Der auf der Führungssäule 25, die kopfendig eine Isolierung 24 aufweist, abgestützte Tragarm 21 kann dabei das Profil eines Rohres oder eines Vierkantrohres oder nicht weiter dargestellte Profile aufweisen.

In der Fig. 2 ist die stromführende Hülse 32 als Innenplattierung des Tragarms 21 ausgebildet.

Claims (5)

1. Mit Gleichstrom betriebene Ofenanlage für ein metallurgisches Gefäß, bestehend aus einer Tragsäule und einem von dieser durch Isolierung getrenntem Tragarm, der zwei koaxial geführte Hülsen aufweist, wobei eine Hülse aus elektrischen Strom gut leitendem Werkstoff besteht, und an dessen Kopfende eine Elektrode befestigbar ist, die über die stromleitende Hülse sowie flexible Zuleitungen mit einer Stromversorgungsanlage verbunden ist, gekennzeichnet durch ein eine Bodenelektrode (35) aufweisendes metallurgisches Gefäß (10), in das die Elektrode (34) hineinragt, die an einem eine rohrförmige Gestalt besitzenden, als Drossel ausgestalteten Tragarm (21) befestigt ist, in dessen Rohrinneren konzentrisch zu seiner Zentralachse eine stromführende Hülse (32) angeordnet ist, welche über flexible Zuleitungen (31) die Elektrode (34) elektrisch mit einer Gleichstromversorgungsanlage (50) verbindet.

2. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführende Hülse (32) als kupferne Innenplattierung des Tragarmes (21) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der stromführenden Hülse (32) und dem Tragarm (21) Isolierungen (24) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der stromführenden Hülse (32) Einrichtungen (41, 42) zur Kühlmittelzu- und -abfuhr vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (21) ein Vierkantrohr ist.