DED0016805MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 16. Januar 1954 Bekanntgemacht am 2. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung befaßt sich mit der Stromzuführung der Elektroden für Elektroöfen, insbesondere Lichtbogen- oder Reduktionsöfen,.

Die bisher allgemein verwendeten Einrichtungen dienen gleichzeitig zum Tragen der Elektroden und zur Zuführung des Stromes. Sie bestehen aus einer Anzahl reichlich dimensionierter wassergekühlter Konftaktbaeken aus gut leitendem Material, die mechanisch, hydraulisch oder . pneumatisch gegen

ίο die Elektrode gepreßt werden, wobei ein starker, ebenfalls wassergekühlter Ring als Widerlager dient. Das Anpressen muß unter starkem Druck erfolgen, weil einmal ein möglichst guter, d. h. verlustarmer Stromübergang zwischen den Innenflachen der Kontaktbacken und dem Außenmantel der Elektroden gewährleistet sein, soll; zum anderen muß der Druck ausreichen, um die zum Tragen der Elektroden erforderliche Haftreibung zu erzielen. , ,

Da die Elektroden während des Betriebes ihre Eintauchtiefe wechseln — meist wird die jeweilige Einstellung laufend von automatisch arbeitenden Vorrichtungen entsprechend dem gewünschten Soll-Leistungswert besorgt —, so müssen die Fassungen diese Längsbeiwegungen der Elektroden innerhalb gewisser Grenzen mitmachen. Aus diesem Grunde darf die Stromzuführung, die meist über starkwandige wassergekühlte Kupferrohre erfolgt, welche zu Bündeln vereint sind, nicht in starrem System erfolgen, sondern die Hochstromleitung muß ein, flexibles Glied — meist in Gestalt von Kupferbändern, oder -seilen — enthalten. Das bedeutet zusätzliches Gewicht, und mindestens zusätzliche Klemmstellen am - Anfang und Ende der biegsamen Zwischenstücke. . . .

Man hat auch vorgeschlagen, einen Flüssigkeitskontakt zur . Stromübertragung, zu . benutzen, bei dem die Flüssigkeit an einem Gleitzylinder anliegt,

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durch welchen die: Elektrode hindurchgepreißt wird. Trotz der Anwendung einer stromleitenden, Flüssigkeit ist der Kontakt auch in diesem Falle nicht zufriedenstellend, da die Elektrode in der Regel nicht ganz gleichmäßig geformt ist, daher nur an einzelnen Stellen an der Innenfläche des Gleitzylinders anliegt und nur an diesen Stellen die Stromübertragung stattfindet.

Nach, einem anderen älteren Vo-rschlag hat man

ίο flexible Leitungen dadurch vermieden, daß eine stramleiten.de Flüssigkeit, z.B. gut leitendes Metall, von einer fest angeordneten Tauchtasse aufgenommen wird, in die ein höhenveränderlicher Tauchkantakt eintaucht, der seinerseits mit gebräuchlichen Kontaktbacken, verbunden ist. Der S tromfluß erfolgt von der leitenden Flüssigkeit, alsoi mittelbar über den Tauchkontakt und die Kontaktbacken, zur Elektrode. Wenn auch hierbei die Stromleitungen zur feststehenden Tauchtasse fest verlegt sein können, SO' ist der Stromübergang von den Kontaktbacken, zur Elektrode nach wie vor abhängig vom Anpreß druck und von der Gleichmäßigkeit der Stromübergangsflächen,.

Die Erfindung betrifft eine gegenüber den bisherigen Strom Übertragungen neuartige Ausbildung der Stromzuführung für die Elektroden. Ein grundsätzliches Merkmal besteht bei ihr darin, daß der den Stromübergang vermittelnde flüssige;, insbesondere metallene Leiter unmittelbar den Elektrodenmantel benetzt. Die Flüssigkeit bildet also auf große Flächen einen innigen Kontakt mit dem Elektrodenmantel·. Die Stromübergangsnächen werden damit mehrfach größer als das bisher erreichbar war. Die Verluste sind infolgedessen wesent-Hch geringer.

Die Aufgabe des Haltens der Elektrode wird, dabei in bekannter Weise durch, besondere Klemmringe! übernommen, die im oberen und, daher kälteren, Teil der Elektrode oberhalb, des- Ofens angreifen. Es können zweckmäßigerweise zwei Klemmringe verwendet werden, von denen beim Nachsetzen, der eine streckenweise mit der Elektrode mitwandert, um dann gelöst und wieder neu angesetzt zu werden, wobei der andere feststehende Klemmring in der Zwischenzeit die Elektrode hält. Die Funktionen der Stromzuführung und. des Elektrodenhaltens sind also- gemäß der Erfindung völlig getrennt.

Da die vorgeschlagene Stromzuführung wie bei den anderen flüssigen Zuführungen ortsfest angeordnet sein kann, entfallen die beweglichen Zwischenstücke in der Stromzuführung und mit ihnen die entsprechenden Klemmen. Auch das vermindert die Verluste, ergibt einfachere und billigere. Stromzuführungen,, verminderte Fehlerquellen und bessere Zugänglichkeit.

Damit die Flüssigkeit nicht nach, unten aus dem sie haltenden Gefäß heraustritt, wird gemäß der Erfindung die Flüssigkeit nach, unten durch einen dichter gepreßten Baustoff abgedichtet. Als solcher Baustoff kann, z. B. ein dicht gepackter wolliger Baustoff dienen,. Es ist andererseits auch möglich, eine zähere Flüssigkeit vorzusehen, die nicht, leicht aus feinen Spaltöffnungen heraustritt. Diese zähere Flüssigkeit kann sogar durch die entsprechend, abgekühlte und damit zähere eiventuell teigige Leiterflüssigkeit gebildet werden.

Vorzugsweise: wird eine Packung aus Schlackenwolle oder Asbestwolle benutzt, über dieser kann eine Lage Kupfer- oder Bronzewolle angeordnet werden. Bei entsprechender Packung kann das Metall infolge seiner Oberflächenspannung nicht durch, diesen wolligen, Baustoff hindurchtreten.

Diese Ausbildung hat noch den bedeutsamen Vorteil, zugleich als Gasdichtung bei, geschlossenen Öfen dienen zu können. Flüssigkeit und Wollpackung stellen einen gasdichten Verschluß dar,· so daß es ohne weiteres möglich, ist, die beim Reduzieren oder sonstigen, Behandeln im Ofen, entstehenden brennbaren oder sonst verwertbaren. Gase zu gewinnen und Gäsansammlungen und Explosionen außerhalb des Ofens zu vermeiden.

Als stromleitende Flüssigkeit wird nach der Erfindung nicht Quecksilber benutzt, wie früher vorgeschlagen, sondern es werden vorzugsweise Metalle oder Metallegierungen mit zwar verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt, nicht aber niedrigem Siedepunkt benutzt. Vorzugsweise kommen Zinn, Blei oder Blei-Zinn-Legierungen, gegebenenfalls auch Zink und Zink-Aluminium-Legierungen zur Anwendung.

Weitere Eigenheiten, und Ausbildungsmöglichkeiten der Erfindung werden an. Hand, der Beschreibung eines Erfindungsbeispieles erläutert.

Die Abb. 1 der Zeichnung gibt einen Längsschnitt und die Abb. 2 eine Draufsicht auf die neue Stromzuführung wieder.

Im Deckel 10 ist ein mit einem Durchbruch für die Elektrode, 1 versehenes Gefäß 2 aus Kupfer mit in die Wand eingegossenen oder aufgeschweißten Kupfer rohren, 3 mittels des Flansches 12 gasdicht eingelassen. Diese Kühlrohre sind in mehreren voneinander unabhängigen Lagen übereinander angeordnet, so daß eine gewisse Dosierung des Kühleffektes ermöglicht wird.

Wasserzu- und -ablaßstutzen 11 befinden sich am oberen Rand, des Kupfergefäßes. Der Rand, trägt ferner die Stromzuführungen, 4. Diese sind starr verlegt — eventuell unter Zwischenschaltung eines Temperaturausgleichgliedes, z. B. eines Krümmers. Der untere Rand des Gefäßes 2 ist nach innen gezogen und besitzt abgerundete Kanten.; Der Durchmesser der entstandenen Öffnung ist etwa 20 bis 30 mm größer als der der Elektrode 1.

Gegen die Elektrode 1 liegt, zunächst ein mehrteiliger (im Beispiel sechsteilig) Segmentring 5 von kreisförmigem Querschnitt aus keramischem Material. Zweckmäßigerweise ist er außen glasiert. Darauf folgt eine Packung Schlackenwolle oder Asbestwolle 6, an die sich eine Lage Kupfer- oder Bronzewolle 7 anschließt. Auf die Metallwolle wird flüssiges Metall, beispielsweise Blei-Zinn-Legie,-rung 8 oder reines Zinn oder auch eine der bekanntem Speziallegierungen mit niedrigem Schmelzpunkt eingefüllt. Die hohe Oberflächenspannung des flüssigen Metalls behindert dieses am Durch-

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tritt durch, die ziemlich dicht gepackten. WoIlschichiten. Ein · Mitziehen, der Packungen, wird durch das Gewicht des flüssigen Metalles verhindert.

Zur Verminderung der Oxydation, kann oben auf das Metall noch eine Schicht Graphitpulver 9 gegeben werden. Das geschmolzene Metall hat die Aufgabe, den Strom in einem fast idealen Kontakt von dem Gefäß 2 auf die Elektrode 1 zu übertragen, wobei diese in ihrer Beweglichkeit nicht gehemmt wird. Gleichzeitig dient die Metallschicht bei geschlossenen Öfen als ein den Gasdurchtritt hemmender Abschluß der Elektrodendurchführung.

Als Schutz gegen Strahlung kann, die Außenwand des Gefäßes in bekannter Weise mit einer wärmebeständigen Betonschicht versehen, werden. Die Kühlung des Kupfergefäßes geschieht, möglichst schonend und vorwiegend, im unteren. Teil. Es kann auch zweckmäßig sein, die Kühlung den jeweiligen Verhältnissen der Elektrode anzupassen; wenn, z. B. die Elektrode aus irgendwelchen Gründen um ein längeres Stück aus dem Bad steigt, ist damit zu rechnen, daß eine sehr stark erhitzte - Partie in, die Stromzuführung gelangt. Mittels eines oder mehrerer an den, entsprechenden Stellen des Gefäßes angebrachter Thermoelemente kann die Temperatur der Metallfüllung in bekannter Weise gemessen, und danach durch Steuerung der Kühlflüssigkeit geregelt werden.

Diese Thermoelemente sind in der Zeichnung der Übersicht halber fortgelassen,

Es ist auch, möglich, den. ringförmigen Raum des

Gefäßes durch eine Anzahl von Querwänden fächer-

. artig aufzuteilen, um Vorteile in der Stromzuführung und, Stromleitung und. beim etwaigen Leckwerden; zu erzielen. Die Querwände können zusätzlich gekühlt werden. Die einzelnen so· gebildeten Segmente des Gefäßes können elektrisch voneinander isoliert sein.

Claims (14)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Stromzuführung für Elektroden elektrischer Öfen unter Verwendung von stromleitenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stromübergang vermittelnde flüssige, insbesondere metallene Leiter unmittelbar den Elektrodenmantel benetzt,

2. Stromzuführung nach, Anspruch 1 für gedeckte Öfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der Flüssigkeit nach unten zugleich als Gasdichtung für den Elektrodendurchtritt ausgebildet ist.

3. Stromzuführung nach den Ansprüchen, 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit nach unten durch einen dicht gepackten, aber elastischen oder nachgiebigen, z. B. wolligen Baustoff abgedichtet ist.

4. Stromzuführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch eine Packung aus Schlackenwolle, Asbestwolle, Kupfer- oder Brotizewolle oder Kombinationen dieser Baustoffe gebildet wird, insbesondere einer unteren Packung aus Schlackenwolle oder Asbestwolle und, einer oberen Packlage aus Kupfer- oder Bronzewolle.

5. Stromzuführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die strom leiten de Flüssigkeit nach unten durch eine zähere Flüssigkeit abgedichtet ist, z. B. durch die stark gekühlte und daher zäher flüssige oder teigige Stromleitungisflüssigkeit selbst,

6. Stromzuführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die ortsfeste Anordnung des Trägers für den flüssigen metallenen. Leiter.

7. Stromzuführung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der metallene Leiter aus flüssigem Zinn, Blei-Zinn-Legierungen oder einer anderen bekannten. Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt besteht.

8. Stromzuführung nach Anspruch, i, dadurch .gekennzeichnet, daß der Träger des flüssigen metallischen Leiters aus einer Kupfertasse oder anderem nicht magnetischen Material besteht.

9. Stromzuführung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel zur Wärmeregelung des metallenen Leiters.

10. Stromzuführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des metallenen Leiters mehrere Rohr- oder Kühlsysteme aufweist, die eine gestaffelte Kühlung bzw. Temperaturregelung gestatten.

11. Stromzuführung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine selbsttätige, von der jeweiligen Temperatur des Leiters mit Hilfe von Thermoelementen od. dgl. gesteuerte Wärmeregelung für den metallenen, Leiter.

12. Stromzuführung¹ nach, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des metallenen Leiters durch isolierende Querwände in ein, Reihe von, Abschnitten, unterteilt ist, die insbesondere ebenfalls gekühlt, sind,

13. Stromzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der die Flüssigkeit aufnehmenden Tasse aus feuerfestem Beton oder ähnlichem feuerfestem Baustoff besteht.

14. Stromzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch eine die Oxydation hemmende Schicht, ζ. B. aus Kohle oder Graphit, bedeckt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen;