EP0127568A1 - Kühlungsvorrichtung für Elektrodennippelverbindung an Lichtbogenöfen - Google Patents

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EP0127568A1
EP0127568A1 EP84730042A EP84730042A EP0127568A1 EP 0127568 A1 EP0127568 A1 EP 0127568A1 EP 84730042 A EP84730042 A EP 84730042A EP 84730042 A EP84730042 A EP 84730042A EP 0127568 A1 EP0127568 A1 EP 0127568A1
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EP
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nipple
sleeve
electrode section
lower electrode
cooling device
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EP84730042A
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Luciano Ambrosi
Klaus Dipl.-Ing. Von Ploetz
Ludger Dr. Ing. Zangs
Friedrich Dr. Ing. Nordmeyer
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H05B7/12—Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/101—Mountings, supports or terminals at head of electrode, i.e. at the end remote from the arc

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for electrode connection nipples for arc furnaces according to the preamble of the main claim.
  • a composite electrode is known, the upper section - which consists of steel - is cooled.
  • This permanent section is connected to the graphite electrode section by means of a nipple, this being designed as a double cone and screwed into both sections.
  • the nipple is made of the same material as the lower electrode section, i.e. graphite.
  • the cooling liquid is guided in the interior of the upper electrode section in such a way that the nipple is also sufficiently cooled.
  • Cooling is of particular importance because, particularly in the area of nippling, box breaks often occur which damage the furnace operation very much.
  • the construction according to the cited OS is unusable, in particular because the two electrode sections are connected by tensile force.
  • a graphite electrode is known from DE-OS 31 44 926, which can be positively engaged with an electrode holder of an electric furnace.
  • very high temperatures occur in practice. This will damage the tie rod head, the connector and especially the tie rod.
  • the non-contact arrangement of the electrode connection device in the interior of the double-walled current-carrying tube is not sufficient for cooling the device and the nipple.
  • the object of the invention is to find an effective cooling device for the electrode sections of a composite electrode which are connected to one another by tensile force, the electrical current flowing exclusively through the outer surfaces of the electrodes and not through the nipple.
  • the electrode is double-walled, with the cooling chamber connected to the cooling circuit.
  • the nipple 2 is positively connected to the electrode 1 and the metal transducer 3 via a thread, the upper part of the nipple 2 or the transducer 3 is conical in the example shown.
  • the transducer 3 with the nipple 2 and the electrode 1 is firmly attracted to the end face of the water-cooled electrode section 9.
  • the transducer 3 slides with its conical outer surface into the conical opening of a cooling sleeve 5.
  • the cooling sleeve 5 is guided over guide rods 8 in a guide ring 7 and pressed onto the transducer 3 via springs 6, so that between the contact surfaces of the Sensor 3 and the cooling sleeve 5 a good contact arises.
  • the cooling sleeve 5 is water-cooled and connected to a water cooling circuit via the lines 11 and 13.
  • a corrugated pipe (compensator) 10 to compensate for the upward movement caused when the pipe is pulled up.
  • This corrugated tube can also be designed such that, in addition to the compensation, it also has the function of the axial movement of the sleeve 5 in the direction of the lower electrode section 1, corresponding to the springs 6.
  • Flow baffles 4 are arranged in the cooling bell 5 in order to intensify the cooling.
  • the electrode section 9 is of double-walled design, the part receiving the cooling liquid being designated by 21.
  • the gripping claws 12 engage the pulling head 20 of the pickup 3. They are articulated to a claw head, to which the pull rod 14 is connected.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlungsvorrichtung für Elektrodenverbindungsnippel für Lichtbogenöfen, deren Elektroden jeweils aus einem hohlen metallischen, gekühlten oberen Elektrodenabschnitt und mindestens einem unteren Elektrodenabschnitt (1) aus Graphit bestehen, wobei die mechanische Verbindung der Abschnitte durch einen Nippel (2) und die elektrische Verbindung durch die Stirnflächen der Elektrodenabschnitte erfolgt. Um eine wirksame Kühlvorrichtung für die durch Zugkraft miteinander verbundenden Elektrodenabschnitte einer zusammengesetzten Elektrode, wobei der elektrische Strom ausschließlich über die Mantelflächen der Elektroden und nicht durch den Nippel (2) fließt, zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß der Nippel (2) in den unteren Elektrodenabschnitt (1) eingeschraubt ist und die mechanische Verbindung zwischen den Elektrodenabschnitten durch einen im Inneren des oberen Elektrodenabschnittes angeordneten, den oberen Nippel umschließenden Aufnehmer (3) erfolgt, der mit einer Zugvorrichtung verbunden ist, und daß sich über dem Aufnehmer (3) eine Kühlhülse (5) erstreckt, die im begrenzten Maß axial beweglich ist und deren Innenwandung über dem größten Teil der Fläche des Aufnehmers (3) anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühlungsvorrichtung für Elektrodenverbindungsnippel für Lichtbogenöfen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Aus der DE-OS 27 39 483 ist eine zusammengesetzte Elektrode bekannt, deren oberer Abschnitt - der aus Stahl besteht - gekühlt ist. Dieser bleibende Abschnitt ist mittels eines Nippels mit dem Graphitelektrodenabschnitt verbunden, wobei dieser als doppelter Konus ausgebildet und in beide Abschnitte eingeschraubt ist. Der Nippel besteht aus demselben Material wie der untere Elektrodenabschnitt, also aus Graphit. Im Inneren des oberen Elektrodenabschnittes wird die Kühlflüssigkeit so geführt, daß der Nippel ebenfalls ausreichend gekühlt wird.
  • Die Kühlung ist von besonderer Bedeutung, da es insbesondere im Bereich der Annippelung oft zu Schachtelbrüchen kommt, die den Ofenbetrieb sehr schädigen.
  • " In der Praxis treten jedoch bei dieser Art der zusammengesetzten Elektroden Schwierigkeiten auf. Die gegenseitige Lage der beiden Elektrodenteile.ist nämlich überbestimmt, und zwar durch den Konus und die Stirnflächen (Kontaktflächen) der beiden zu verbindenden Elektrodenteile. Wenn nämlich der Konus am oberen Teil des Nippels angezogen wird, kann zwischen den Kontaktflächen ein Spalt entstehen. Der Strom, der normalerweise an den Elektrodenflächen fließt, muß dann über den Nippel gehen, und in dem Spalt zwischen den Stirnflächen der Elektroden treten Überschläge auf.
  • Wegen der Überbestimmung der Lage ist die Konstruktion nach der zitierten OS, insbesondere darum nicht brauchbar, weil die beiden Elektrodenabschnitte durch Zugkraft verbunden werden.
  • Hinzu tritt, daß es zu thermischen Spannungen kommt zwischen dem intensiv gekühlten Nippel und dem sich stark erwärmenden, aus Graphit bestehendem unteren Elektrodenabschnitt. Die Folge ist ein Abbrechen des Schaftes im Gewindegrund.
  • Aus der DE-OS 31 44 926 ist eine Graphftelektrode bekannt, die mit einem Elektrodenhalter eines Elektroofens formschlüssig in Eingriff bringbar ist. Bei der dort offenbarten Elektrodenverbindungsvorrichtung treten aber in der Praxis sehr hohe Temperaturen auf. Dabei kommt es zu Beschädigungen des Zugstangenkopfes, des Anschlußstückes und besonders des Zugankers. Die kontaktfreie Anordnung der Elektrodenverbindungsvorrichtung im Inneren des doppelwandigen Stromführungsrohres reicht zur Kühlung der Vorrichtung und des Nippels nicht aus.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirksame Kühlvorrichtung für die durch Zugkraft miteinander verbundenen Elektrodenabschnitte einer zusammengesetzten Elektrode, wobei der elektrische Strom ausschließlich über die Mantelflächen der Elektroden und nicht durch den Nippel fließt, zu finden.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung ergeben sich folgende Vorteile:
    • Der Nippel und die Verbindungselemente werden durch Kontaktpressung über die ganze konische Auflagefläche der Kühlhülse intensiv gekühlt. Die Wasseranschlüsse der Hülse müssen beim An-und Abnippel nicht gelöst werden.
  • Die Elektrode ist doppelwandig ausgeführt, wobei der Kühlraum an den Kühlkreislauf angeschlossen ist.
  • Die Erfindung soll nachfolgend an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert werden, wobei die Figur einen Längsschnitt durch den Übergangsbereich der Elektrodenabschnitte zeigt.
  • Der Nippel 2 ist mit der Elektrode 1 und dem metallenen Aufnehmer 3 über ein Gewinde formschlüssig verbunden, der obere Teil des Nippels 2 bzw. des Aufnehmers 3 ist in dem dargestellten Beispiel konisch ausgebildet.
  • Über die Zugstange 14 und die Klauen 12 wird der Aufnehmer 3 mit dem Nippel 2 und der Elektrode 1 fest an die Stirnfläche des wassergekühlten Elektrodenabschnittes 9 angezogen.
  • Beim Hochziehen durch die Zugstange 14 gleitet der Aufnehmer 3 mit seiner konischen Außenfläche in die konische Öffnung einer Kühlhülse 5. Die Kühlhülse 5 wird über Führungsstangen 8 in einem Führungsring 7 geführt und über Federn 6 auf den Aufnehmer 3 gepreßt, so daß zwischen den Auflageflächen des Aufnehmers 3 und der Kühlhülse 5 ein guter Kontakt entsteht.
  • Die Kühlhülse 5 ist wassergekühlt und über die Leitungen 11 und 13 an einen Wasserkühlkreislauf angeschlossen. In den Wasserleitungen befindet sich ein Wellrohr (Kompensator) 10 zur Kompensation der beim Hochziehen verursachten Aufwärtsbewegung. Dieses Wellrohr kann auch so ausgelegt werden, daß es neben der Kompensation auch die Funktion der axialen Bewegung der Hülse 5 in Richtung des unteren Elektrodenabschnittes 1, entsprechend den Federn 6, besitzt. In der Kühlglocke 5 sind Strömungsleitbleche 4 angeordnet, um die Kühlung zu intensivieren.
  • Der Elektrodenabschnitt 9 ist doppelwandig ausgeführt, wobei der die Kühlflüssigkeit aufnehmende Teil mit 21 bezeichnet ist.
  • Die Greifklauen 12 greifen an dem Zugkopf 20 des Aufnehmers 3 an. Sie sind mit einem Klauenkopf gelenkig verbunden, an dem die Zugstange 14 angeschlossen ist.

Claims (3)

1. Kühlungvorrichturig für Elektrodennippelverbindung an Lichtbogenöfen, deren Elektroden jeweils aus einem hohlen metallischen, gekühlten oberen Elektrodenabschnitt und mindestens einem unteren Elektrodenabschnitt aus Graphit bestehen, und die mechanische Verbindung der Abschnitte durch einen Nippel und die elektrische Verbindung durch die Stirnflächen der Elektrodenabschnitte erfolgt, wobei der Nippel mit dem unteren Elektrodenabschnitt frei verbunden ist und die mechanische Verbindung zwischen den Elektrodenabschnitten durch ein im Inneren des oberen Elektrodenabschnittes angeordnetes, den oberen Nippelteil formschlüssig erfassendes Verbindungselement erfolgt, das mit einer Zugvorrichtung verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine doppelwandige konische Hülse (5) zur Kühlung des Nippels (2) und der Verbindungselemente (3) vorgesehen ist, wobei die Hülse (5) in begrenztem Maße axial beweglich ist und sich mit der Innenwandung über den größten Teil der Fläche des aus dem unteren Elektrodenabschnitt (1) herausragenden Teils des Nippels (2), an der zu kühlenden Fläche anliegend, erstreckt.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungselement (3) durch einen den oberen Teil des Nippels (2) umschließenden Aufnehmer gebildet wird.
3. Kühlvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Hülse (5) Druckelemente (6) vorgesehen sind, die die Hülse axial in Richtung des unteren Elektrodenabschnittes (1) bewegen, bis die Hülse (5) auf dem Aufnehmer (3) zur Anlage kommt.
EP84730042A 1983-05-26 1984-04-16 Kühlungsvorrichtung für Elektrodennippelverbindung an Lichtbogenöfen Expired EP0127568B1 (de)

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