EP0036473B1 - Öffnungseinrichtung für Elektrodenhalter an elektrischen Schmelzöfen - Google Patents

Öffnungseinrichtung für Elektrodenhalter an elektrischen Schmelzöfen Download PDF

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EP0036473B1 EP81100456A EP81100456A EP0036473B1 EP 0036473 B1 EP0036473 B1 EP 0036473B1 EP 81100456 A EP81100456 A EP 81100456A EP 81100456 A EP81100456 A EP 81100456A EP 0036473 B1 EP0036473 B1 EP 0036473B1
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hydraulic
pneumatic
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Franz-Josef Hillers
Heinz Berentsen
Norbert Jäger
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MAN AG
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MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/103—Mountings, supports or terminals with jaws

Definitions

  • the invention relates to an opening device for electrode holders which can be adjusted via levers or rods, with clamping jaws pressed against the electrode by spring force and a hydraulic or pneumatic cylinder which is provided within the electrode arm for lifting the contact pressure and which transmits components to the latter via the liquid or pneumatic pressure Pressure generating unit is connected.
  • Electrical melting furnaces are supplied with electrical energy via high-current cables and copper power tubes, which are attached to water-cooled electrode arms that can be moved in a vertical plane and are connected to fixed contact jaws of the water-cooled electrode holders for the electrodes, which are arranged on one end of the electrode arms.
  • a clamping jaw is arranged opposite the latter, which presses the electrode firmly and holds it at the same time.
  • the contact pressure is generated by a pre-tensioned spring and transferred to the electrode holder via levers and rods.
  • the spring force acting on the clamping jaw is released and the clear width of the electrode holder is increased beyond the diameter of the graphite electrode.
  • the contact pressure is released by means of a pneumatic or hydraulic cylinder, the piston of which compresses the spring when pressurized with pressure medium and now moves the clamping device of the electrode holder in the “open” direction.
  • the pressure medium is switched off and the spring force again causes the electrode to be securely pressed and held in the electrode holder.
  • a hydraulic cylinder is arranged on the rear part of the housing and outside it, the piston of which relieves the tension spring via levers (US Pat. Nos.
  • a cylinder with a piston for reducing the contact pressure on the clamping jaws is arranged within the boom until it is lifted (DE-PS 689 278).
  • flexible hoses are required for the supply of the pressure medium, which is disadvantageous.
  • the solution to the problem is that the unit for generating the liquid or pneumatic pressure is arranged with all the pressure-transmitting components within the electrode arm.
  • the interior of the electrode arm is particularly suitable for accommodating the complete opening device, since its outer jacket is double-walled and a cooling medium flows through it, and as a result the temperature inside is almost constant.
  • a hydraulic cylinder to open the electrode holder, it is advantageous to use a complete hydraulic unit consisting of a reservoir, electric motor, pump, control devices and connecting hoses within the electrode arm.
  • a pneumatic cylinder is used to open the electrode holder instead of a hydraulic cylinder, a complete pneumatic unit consisting of an electric motor, compressor, pressure vessel, control devices and connecting hoses can be arranged within the electrode arm.
  • the hydraulic or pneumatic unit can be installed and removed as a compact unit.
  • the hydraulic or pneumatic unit is mounted in a chamber of the electrode arm, which is lined with an antimagnetic and electrically nonconductive mass, on vibration-damped elastic members and is insulated.
  • the insulated mounting of the hydraulic or pneumatic unit in a chamber that is closed on all sides except for the opening for the connecting cable largely avoids the disturbing inlet of the magnetic fields of the energy supply.
  • the electrode arm which can be moved in a vertical plane above the electric melting furnace is designated by 1.
  • a fixed contact jaw 2 for the connection of the energy supply line 3 is arranged on the end face thereof. This is held in the displaceable electrode holder 5 and is pressed firmly by the clamping jaw 6 arranged therein against the contact surface on the contact jaw 2 facing the electrode.
  • the electrode holder 5 is mounted within the electrode arm 1 and provided with a fork head 7 for receiving the push rod 8.
  • a prestressed spring 9 is arranged, which generates the contact pressure for the graphite electrode.
  • the sliding electrode holder 5 is opened to insert or adjust the electrode 4.
  • the spring 9 is pressed together by the opening of the piston of the hydraulic cylinder 10.
  • the pressure medium for the operation of the hydraulic cylinder 10 is provided by the hydraulic unit 11. It is constructed in a compact design and comprises the reservoir 11 a, the electric motor 11 b, the pump 11 c and control devices and connection connections 11 d.
  • the hydraulic unit 11 is mounted as a structural unit within the electrode arm 1 in a vibration-damped manner on elastic members 12. In addition, complete electrical insulation of all connecting elements is provided.
  • the chamber for the hydraulic unit is shielded against the magnetic fields of the energy supply for the electrodes except for the cross section of the tube 13, which is used for the air supply for the motor 11 b and receives the power supply cable, is closed on all sides and lined with an electrically non-conductive material.
  • the assembly opening is closed with a water-cooled cover 16.
  • the electrode arm 1 shown in FIG. 2 is equipped with a pneumatically operated opening device for the electrode holder 5.
  • the structure is similar to the hydraulic device.
  • the spring 9 is actuated by the piston of the pneumatic cylinder 14.
  • the unit 15 is used to generate the necessary air pressure and consists of the electric motor 15 a, the compressor 15 b, the pressure vessel 15 c, control devices and connecting hoses 15 d.
  • the storage is also vibration-damped and electrically insulated in a shielded chamber with an air supply 13.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Öffnungseinrichtung für über Hebel oder Gestänge verstellbare Elektrodenhalter mit durch Federkraft an die Elektrode gepressten Klemmbacken und einem für die Aufhebung der Anpresskraft vorgesehenen innerhalb des Elektrodenarmes angeordneten Hydraulik-oder Pneumatikzylinder, der über den Flüssigkeits- bzw. Pneumatikdruck übertragende Bauelemente an ein diesen Druck erzeugendes Aggregat angeschlossen ist.
  • Die Versorgung von elektrischen Schmelzöfen mit elektrischer Energie erfolgt über Hochstromkabel und Stromrohre aus Kupfer, die auf in senkrechter Ebene verfahrbaren wassergekühlten Elektrodenarmen befestigt und an feststehende Kontaktbacken der an einer Stirnseite der Elektrodenarme angeordneten wassergekühlten Elektrodenhalter für die Elehtroden angeschlossen sind. Zur Erzielung eines geringen Kontaktwiderstandes zwischen der Graphitelektrode und der dieser zugewandten Kontaktfläche der Kontaktbacke ist dieser gegenüberliegend eine Klemmbacke im Elektrodenhalter angeordnet, die die Elektrode fest anpresst und gleichzeitig hält. Die Anpresskraft wird von einer vorgespannten Feder erzeugt und über Hebel und Gestänge auf den Elektrodenhalter übertragen.
  • Zum Einsetzen der Graphitelektrode in den Elektrodenhalter und bei erforderlichen Verstellungen wird die auf die Klemmbacke wirkende Federkraft aufgehoben und die lichte Weite des Elektrodenhalters über den Durchmesser der Graphitelektrode hinaus erhöht. Die Aufhebung der Anpresskraft erfolgt mittels eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders, dessen Kolben bei Beaufschlagung mit Druckmedium die Feder zusammendrückt und die Spanneinrichtung des Elektrodenhalters nunmehr in Richtung «Öffnen» verschiebt. Nach dem Einsetzen oder Verstellen der Elektrode wird das Druckmedium abgeschaltet und die Federkraft bewirkt wieder die sichere Anpressung und Halterung der Elektrode im Elektrodenhalter. Bei einem bekannten Elektrodenhalter ist am hinteren Teil des Gehäuses und ausserhalb desselben ein Hydraulikzylinder angeordnet, dessen Kolben über Hebel eine Entlastung der Spannfeder bewirkt (US-PS 2 538 603 und 2 623 080). Nachteilig ist hierbei die ungeschützte Anordnung des Zylinders und der Hebel in der über dem Ofen herrschenden heissen Atmosphäre und die Einwirkung der magnetischen Felder der Energiezuführung für den Ofen sowie insbesondere die mechanisch hoch beanspruchten, dem Verfahrweg des Elektrodenarmes entsprechend langen flexiblen Versorgungsschläuche für das Druckmedium, die eine erhebliche Störanfälligkeit und Unfallgefahr bedeuten.
  • Bei einer weiteren bekannten Einrichtung ist ein Zylinder mit Kolben zur Verringerung der Anpresskraft an den Klemmbacken bis zu ihrer Aufhebung innerhalb des Auslegers angeordnet (DE-PS 689 278). Auch hierbei sind für die Zuleitung des Druckmediums flexible Schläuche erforderlich, was nachteilig ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Öffnungsvorrichtung der genannten Art derart zu gestalten, dass bei kompakter Bauweise die einzelnen Bauteile geschützt angeordnet und ausser flexiblen Kabeln für die Stromzuführung keine flexiblen Versorgungsschläuche für ein Druckmedium erforderlich sind.
  • Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass das Aggregat für die Erzeugung des Flüssigkeits- bzw. Pneumatikdruckes mit allen den Druckübertragenden Bauelementen innerhalb des Elektrodenarmes angeordnet ist.
  • Der Innenraum des Elektrodenarmes ist für die Aufnahme der vollständigen Öffnungseinrichtung besonders geeignet, da dessen Aussenmantel doppelwandig ist und von einem Kühlmedium durchströmt wird und dadurch die Temperatur innen nahezu konstant ist. Bei Verwendung eines Hydraulikzylinders zum Öffnen des Elektrodenhalters ist es vorteilhaft, innerhalb des Elektrodenarmes ein komplettes Hydraulikaggregat, bestehend aus Vorratsbehälter, Elektromotor, Pumpe, Steuereinrichtungen und Verbindungsschläuchen einzusetzen.
  • Wird anstelle eines Hydraulikzylinders ein Pneumatikzylinder zum Öffnen des Elektrodenhalters eingesetzt, kann innerhalb des Elektrodenarmes ein komplettes Pneumatikaggregat, bestehend aus Elektromotor, Kompressor, Druckbehälter, Steuereinrichtungen und Verbindungsschläuchen angeordnet werden. Das Hydraulik- bzw. Pneumatik-Aggregat ist als ein Kompakteinheit ein- und ausbaubar.
  • Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die langen Versorgungsschläuche für das Druckmedium entfallen und nur Stromversorgungskabel erforderlich sind. Die Luftzuführung für den Motor bzw. den Kompressor erfolgt durch ein entsprechend bemessenes Zuführungsrohr, welches auch das Anschlusskabel aufnimmt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Spann- und Öffnungseinrichtung gegen Umwelteinflüsse, wie Beschädigung und Hitzeeinwirkung, vollständig geschützt ist. Zur Vermeidung von unerwünschten Schwingungen in dem beweglich gelagerten Elektrodenarm ist vorgesehen, dass das Hydraulik- bzw. Pneumatikaggregat in einer mit einer antimagnetischen und elektrisch nichtleitenden Masse ausgekleideten Kammer des Elektrodenarmes auf elastischen Gliedern schwingungsgedämpft und isoliert gelagert ist. Durch die isolierte Lagerung des Hydraulik- bzw. Pneumatikaggregates in einer bis auf die Öffnung für die Anschlusskabel allseitig geschlossenen Kammer wird der störende Einlass der Magnetfelder der Energiezuführung weitgehend vermieden.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 einen Schnitt durch den Elektrodenarm mit darin eingebauter Spann- und hydraulisch betätigter Öffnungseinrichtung und
    • Fig. 2 einen Schnitt durch den Elektrodenarm mit pneumatisch betätigter Öffnungseinrichtung.
  • In Fig. 1 ist der über dem elektrischen Schmelzofen in senkrechter Ebene verfahrbare Elektrodenarm mit 1 bezeichnet. An dessen Stirnseite ist eine feststehende Kontaktbacke 2 für den Anschluss der Energiezuleitung 3 angeordnet. Diese wird in dem verschiebbaren Elektrodenhalter 5 gehalten und von der darin angeordneten Klemmbacke 6 fest gegen die der Elektrode zugewandten Kontaktfläche an der Kontaktbacke 2 gepresst. Der Elektrodenhalter 5 ist innerhalb des Elektrodenarmes 1 gelagert und mit einem Gabelkopf 7 für die Aufnahme der Schubstange 8 versehen. An dessen Ende ist eine vorgespannte Feder 9 angeordnet, die die Anpresskraft für die Graphitelektrode erzeugt. Zum Einsetzen oder Verstellen der Elektrode 4 wird der verschiebbare Elektrodenhalter 5 geöffnet. Dabei wird die Feder 9 um den Öffnungsweg von dem Kolben des Hydraulikzylinders 10 zusammengepresst. Das Druckmedium für den Betrieb des Hydraulikzylinders 10 wird von dem Hydraulikaggregat 11 bereitgestellt. Es ist in kompakter Bauweise aufgebaut und umfasst den Vorratsbehälter 11 a, den Elektromotor 11 b, die Pumpe 11 c sowie Steuereinrichtungen und Verbindungsanschlüsse 11 d. Das Hydraulikaggregat 11 ist als eine Baueinheit innerhalb des Elektrodenarmes 1 schwingungsgedämpft auf elastischen Gliedern 12 gelagert. Ausserdem ist eine vollständige elektrische Isolierung aller Verbindungselemente vorgesehen. Die Kammer für das Hydraulikaggregat ist zur Abschirmung gegen die Magnetfelder der Energiezuführung für die Elektroden bis auf den Querschnitt des Rohres 13, welches der Luftzuführung für den Motor 11 b dient und das Stromzuführungskabel aufnimmt, allseitig geschlossen und mit einer elektrisch nichtleitenden Masse ausgekleidet. Die Montageöffnung ist mit einem wassergekühlten Deckel 16 verschlossen.
  • Der in Fig. 2 dargestellte Elektrodenarm 1 ist mit einer pneumatisch betätigten Öffnungseinrichtung für den Elektrodenhalter 5 ausgerüstet. Der Aufbau ist ähnlich der hydraulischen Einrichtung. Beim Öffnungsvorgang wird die Feder 9 von dem Kolben des Pneumatikzylinders 14 betätigt. Das Aggregat 15 dient der Erzeugung des notwendigen Luftdruckes und besteht aus dem Elektromotor 15 a, dem Kompressor 15 b, dem Druckbehälter 15c, Steuereinrichtungen und Verbindungsschläuchen 15 d. Die Lagerung erfolgt ebenfalls schwingungsgedämpft und elektrisch isoliert in einer abgeschirmten Kammer mit einer Luftzuführung 13.

Claims (4)

1. Öffnungseinrichtung für über Hebel oder Gestänge (8, 7) verstellbare Elektrodenhalter (5) mit durch Federkraft (9) an die Elektrode (4) gepressten Klemmbacken (6, 2) und einem für die Aufhebung der Anpresskraft vorgesehenen, innerhalb des Elektrodenarmes (1) angeordneten Hydraulik-oder Pneumatikzylinder (10; 14), der über den Flüssigkeits- bzw. Pneumatikdruck übertragende Bauelemente (11d; 15d) an ein diesen Druck erzeugendes Aggregat (11; 15) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (11; 15) für die Erzeugung des Flüssigkeits- bzw. Pneumatikdruckes mit allen den Druck übertragenden Bauelementen (11d; 15d) innerhalb des Elektrodenarmes (1) angeordnet ist.
2. öffnungseinrichtung nach Anspruch 1 mit einem Hydraulikzylinder (10) zum Öffnen des Elektrodenhalters, dadurch gekennzeichnet, dass das innerhalb des Elektrodenarmes (1) angeordnete Aggregat als komplettes Hydraulikaggregat (11), bestehend aus Vorratsbehälter (11 a), Elektromotor (11 b), Pumpe (11 c), Steuereinrichtungen und Verbindungsschläuchen (11 d) ausgeführt und als eine Kompakteinheit ein- und ausbaubar ist.
3. Öffnungseinrichtung nach Anspruch 1 mit einem Pneumatikzylinder (14) zum Öffnen des Elektrodenhalters, dadurch gekennzeichnet, dass das innerhalb des Elektrodenarmes (1) angeordnete Aggregat als komplettes Pneumatikaggregat (15), bestehend aus Elektromotor (15 a), Kompressor (15 b), Druckbehälter (15 c), Steuereinrichtungen und Verbindungsschläuchen (15 d) ausgeführt und als eine Kompakteinheit ein- und ausbaubar ist.
4. Öffnungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulik- bzw. Pneumatikaggregat (11, 15) in einer mit einer antimagnetischen und elektrisch nichtleitenden Masse ausgekleideten Kammer des Elektrodenarmes (1) auf elastischen Gliedern (12) schwingungsgedämpft und isoliert gelagert ist.
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ES (1) ES8201301A1 (de)
NO (1) NO152315C (de)

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