DE976617C - Metallmantelelektrode - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBENAM 2. JANUAR 1964

p 44401 VIIIdl 21h D

ist als Erfinder genannt worden

Metallmantelelektrode

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine Metallmantelelektrode für elektrische Schmelzöfen mit von einem wassergekühlten Metallmantel umschlossenen, laufend nachstellbaren Kohlekern, bei der dieser die Nutzenergie im Reaktionsraum des Ofens konzentriert, während der Metallmantelteil der Elektrode die oberen Zonen des Ofens kühlt.

Die charakteristische Aufgabe der Mehrzahl der elektrischen Schmelzöfen besteht darin, die elektrische Energie möglichst konzentriert in den eigentlichen, im allgemeinen räumlich kleinen Bereich der Reaktionszone einzuführen und in dieser dadurch die erforderlichen hohen Temperaturen zu gewährleisten. Auf der anderen Seite muß gleichzeitig dafür gesorgt werden, daß diese Zone der hohen Temperaturen räumlich beschränkt bleibt und nicht etwa unzulässige Wärmeverluste oder gar Zerstörungen hervorruft.

Die heute üblichen Elektrodenanordnungen aus amorphem Kohlenstoff oder Graphit können diese Aufgabe nur unvollkommen lösen. Sie erhitzen sich durch ihren hohen inneren Widerstand, verlieren dadurch ihre mechanische und chemische Festigkeit und heizen in unnützer, ja schädlicher Weise die oberen Zonen des Ofens. Um diese Schädigungen zu vermeiden, pflegt man die Elektrodenbelastung möglichst niedrig zu halten. Dadurch begibt man sich aber der Möglichkeit, die von der Elektrode in den Reaktionsraum eingeführte elektrische Energie in diesem in Gestalt hoher Strom-

309 781/5

dichte je Querschnittseinheit des Reaktionsraumes besonders zu konzentrieren.

Auch bei der Ausbildung der üblichen »Tieffassungen« wurde nicht erkannt, daß es "auf letztere Aufgabe besonders ankommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im unteren Ende des Metallmantels angebrachte Stromzuführungsanordnung ein mit der Innenwand des Metallmantels fest und dicht ίο verbundener, mit einem Innengewinde versehener in sich geschlossener Stromring ist, der zugleich den Kohlekern dicht abschließt und durch den der mit dem entsprechenden Außengewinde versehene mittels Schraubvorrichtung um seine. Längsachse drehbare Kohlekern nachstellbar ist, und daß der hohlwandig ausgebildete Metallmantel in seiner Hohlwand ein schraubenlinienförmig gewundenes, an seinem unteren Ende offenes Rohr nach Art einer Gegenstromkühlanordnung aufweist, das innerhalb der Hohlwand des Metallmantels einen schraubenliiiienförmigen Zwischenraum für das zurückfließende aufsteigende Kühlwasser bildet.

Die Erfindung vereinigt beide Lösungen in bisher unbekannter und besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise. Sie beschränkt den heiß werdenden Teil der Elektrode auf einen über einen Metallmantel ringsum wirksam gekühlten und deshalb hoch belastbaren Kohlekern.

Im Sinne der Erfindung wird dessen Strotnbelastung auf das Doppelte der heute üblichen Zahl gesteigert. Dadurch wird die von der Elektrode in den Reaktionsraum eingeführte Energie in diesem in erwünschter Weise erheblich stärker konzentriert.

Die auf diese Weise erhaltenen, gegenüber den bisher bekannten Anordnungen erheblich kleineren Durchmesser des Kohlekerns der Elektrode erlauben, den ihn umschließenden Metallmantel nach der Erfindung mit einem Durchmesser auszubilden, der nicht größer ist, als der Gesamtdurchmesser bisher verwendeter Anordnungen, so daß diese in einfacher Weise ersetzt werden können. Dabei schützt der gekühlte Metallmantelteil der Elektrode z.B. den Deckel des Elektrostahlofens vor-Zerstoß rung durch Überhitzung, während der Kohlekern erlaubt, unten im Bade metallurgisch wesentliche höhere Temperaturen und stärkere Wirbelbewegungen als bisher zu erzeugen. Es ist also nach der Erfindung gerade an Elektrostahlöfen möglich, die einen Engpaß für die Entwicklung zu nach größeren Einheiten bildende Elektrodenfrage positiv zu lösen, indem man technisch herstellbare größte Kohlekern-Durchmesser erheblich höher belastet, dabei die Schmelze selber weitergehend überhitzt, den Ofendeckel aber besser kühlt und schützt.

Im Sinne der Erfindung wird der Metallmantelteil der Elektrode unten durch einen mit einem Innengewinde versehenen Stromring abgeschlossen, während der Kohlekern, mit einem Gegengewinde versehen, durch ihn hindurchgeschraubt wird. An der Schraubstelle wird gegenüber heute üblichen Anordnungen auf diese Weise ein zuverlässiger, sehr einfacher und dabei nahezu gasdichter Stromkontakt zwischen Metallmantel und Kohlekern geschaffen.

Die Zeichnung veranschaulicht eine praktische Möglichkeit der Ausbildung einer Metallmantelelektrode nach der Erfindung.

In einer üblichen Haltevorrichtung α ist eine Metallmantelelektrode vom Durchmesser b eingehängt, die einen wassergekühlten Doppelmantel c hat. Der elektrische Strom fließt in diesem Metallmantel c abwärts, um erst am unteren Ende über den Stromring d in den Kohlekern e überzugehen. Aus ihm tritt er dann unmittelbar in den Reaktionsraum g des Ofens über.

Der Stromübergang zwischen dem Stromring d des Metallmantels und dem Kohlekern e sowie die laufende Nachstellung des sich im Verfahren abnutzenden Kohlekerns kann folgendermaßen gesichert werden: Der Kohlekern der Gesamtanordnung ist bei vorgebrannten Elektroden mittels Nippelschraubverbindung zusammengesetzt und wird laufend verlängert. Im vorliegenden Falle ist das Nippelgewinde mit gleicher Ganghöhe außen auf die Rundelektrodenteile aufgeschnitten, die auf diese Weise eine fortlaufend verlängerbare Schraube mit dem Außengewinde w bilden. In den Stromring d ist das entsprechende Muttergewinde eingeschnitten, desgleichen in einen beweglichen unteren Mutterring s und in einen oberen Mutterring n. Letzterer ist außen mit einem Zahnkranz versehen und über ein Ritzel p mittels einer von außen eingeleiteten Kraft vertikal nach oben oder unten drehbar beweglich. Der untere Mutterring s bildet den Abschluß eines Rohres r, das seinerseits oben in einen Kranz q ausläuft. Der Kohlekern e ist in den Stromring d- kraft- und formschlüssig eingeschraubt. Er wird also von diesem getragen und gleichzeitig dicht umschlossen. Soll entsprechend dem betriebsmäßig sich ergebenden Verbrauch an der Elektrodenspitze der gesamte Kohlekern innerhalb des Metallteiles der Elektrode nach unten hindurchgeschraubt werden, so kann dazu folgende Einrichtung dienen: Man schraubt über ein Kraftübertragungsmittel 0 den oberen Mutterring η an dem,Kohlekern e abwärts. Bereits nach einer Drehung um wenige Winkelgrade klemmt dieser sich -gegen den Kranz q des Rohres r fest und damit über den sich gegen den Kohlekern e gleichzeitig festklemmenden Mutterring s auch gegen diesen. Dreht man also den oberen Mutterring weiter, so beginnt sich nunmehr der Kohlekern e in der gewünschten Weise durch den Stromring d hindurchzuschrauben. Das Rohr r dient dazu, bei dieser ¹¹S Drehbewegung die Torsionsbeanspruchung der Elektrode ab- und selber aufzunehmen. Hat der obere Mutterring η bei dieser Drehbewegung nach abwärts eine zulässige Grenzstellung überschritten, so schaltet sich, beispielsweise automatisch, die Antriebsenergie um, und der Mutterring η beginnt sich an dem Kohlekern e nach oben zu schrauben. Dabei löst sich die Klemmverbindung zwischen ihm und dem Kranz q. Nach einem kleinen Spiel beginnt der sich drehende Mutterring η über eine lose ^ia5 Verbindung t diesen Kranz und damit das Rohrr

und den unteren Mutterring ^ in diese Drehbewegung mit einzubeziehen und nach oben mitzunehmen. Wieder nach Erreichen einer oberen Grenzstellung schaltet sich der Antrieb um, und das bis dahin bei der Aufwärtsbewegung an der stehenbleibenden Kohlenstoffschraube noch gedrehte Mutterringpaar n-s klemmt sich wieder an ersterer fest und beginnt sie wieder nach unten durch den Stromring d hindurchzuschrauben. Über dem

ίο oberen Mutterring κ kann, mit diesem verbunden, eine Gewindeschneideeinrichtung angeordnet sein (in der Zeichnung nicht angedeutet), und es kann bei der Aufwärtsbewegung des Mutterringpaares das Außengewinde w gleichzeitig auf einen bis dahin gewindefreien Kohlenstoffkern aufgeschnitten werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ao i. Metallmantelelektrode für elektrische

   Schmelzofen mit von einem wassergekühlten Metallmantel ummantelten, laufend nachstellbaren Kohlekern und in der Nähe der Elektrodenspitze innerhalb des Metallmantels angebrachter Stromzuführungsanordnung zum Kohlekern, dadurch gekennzeichnet, daß die im unteren Ende des Metallmantels angebrachte Stromzuführungsanordnung ein mit der Innenwand des Metallmantels fest und dicht verbundener, mit einem Innengewinde versehener in sich geschlossener Stromring ist, der zugleich den Kohlekern dicht abschließt und durch den der mit dem entsprechenden Außengewinde versehene mittels Schraub vorrichtung um seine Längsachse drehbare Kohlekern nachstellbar ist, und daß der hohlwandig ausgebildete Metallmantel in seiner Hohlwand ein schraubenlinienförmig gewundenes, an seinem unteren Ende offenes Rohr nach Art einer Gegenstrcmkühlanordnung aufweist, das innerhalb der Hohlwand des Metallmantels einen schraubenlinienförmigen Zwischenraum für das zurückfließende aufsteigende Kühlwasser bildet.
2. 2. Metallmantelelektrode nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das Aufschneiden des Außengewindes auf den Kohlekern während des Betriebes ermöglichende Elektrodenhalterung.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   0 609 619/336 9.56 (309 781/5 12.63)