EP0184140A2 - Lichtbogenofen - Google Patents

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EP0184140A2
EP0184140A2 EP85115111A EP85115111A EP0184140A2 EP 0184140 A2 EP0184140 A2 EP 0184140A2 EP 85115111 A EP85115111 A EP 85115111A EP 85115111 A EP85115111 A EP 85115111A EP 0184140 A2 EP0184140 A2 EP 0184140A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
support arm
electrode support
arc furnace
current conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP85115111A
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English (en)
French (fr)
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EP0184140B1 (de
EP0184140A3 (en
EP0184140B2 (de
Inventor
Joachim Dipl.-Ing. Ehle
Klaus Prof. Dr. Ing. Timm
Heinz-Fried Dipl.-Ing. Ahlers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Fuchs Systemtechnik GmbH
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Publication date
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Priority claimed from DE19853516940 external-priority patent/DE3516940C3/de
Application filed by Fuchs Systemtechnik GmbH filed Critical Fuchs Systemtechnik GmbH
Priority to AT85115111T priority Critical patent/ATE48059T1/de
Publication of EP0184140A2 publication Critical patent/EP0184140A2/de
Publication of EP0184140A3 publication Critical patent/EP0184140A3/de
Publication of EP0184140B1 publication Critical patent/EP0184140B1/de
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Publication of EP0184140B2 publication Critical patent/EP0184140B2/de
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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
    • H05B7/11—Arrangements for conducting current to the electrode terminals
    • 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
    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/103—Mountings, supports or terminals with jaws

Definitions

  • the invention relates to an arc furnace with at least one electrode support arm according to the preamble of claim 1 or according to the preamble of claim 15.
  • the current is supplied to the electrodes via power cables and high-current tubes or solid busbars attached to the electrode support arm of the relevant electrode.
  • the object of the invention is to simplify the construction required for the current supply in an arc furnace of the type mentioned above.
  • a box section or tubular section made of steel i.e.
  • Electrode support arm formed from a ferromagnetic material may be possible to make the high-current tubes or busbars attached to it unnecessary and still keep the magnetic losses low.
  • fault current paths are to be avoided and the electrode current is to be fed to the contact jaw of the electrode via a defined path.
  • the symmetry of the three phases should also be essentially maintained, i.e. the impedance of the power supply for the three electrodes must be matched to one another.
  • a simple measure is to avoid reactance asymmetry of the live parts.
  • Claim 15 specifically defines an arc furnace with three electrode support arms arranged approximately parallel to one another in approximately one plane, the high current being avoided in order to avoid a reactance asymmetry conductor of at least one phase is formed with at least one loop.
  • the electrode support arm is provided on the outside with at least part of its length with an electrically highly conductive layer, such as copper or aluminum.
  • the area in which the preferably plated-on layer with good electrical conductivity is present serves as a high-current conductor for the electrode current.
  • the electrically highly conductive layer is electrically connected to the box or tubular profile made of steel and there is an actuating device and an actuating rod for the electrode clamping device within the support arm, it is necessary to electrically isolate the electrode clamping bracket from the electrode support arm in order to avoid fault current paths.
  • the actuating rod at the end on the electrode side should also be insulated from the electrode support arm.
  • the loop provided according to the invention is located between the transformer of the arc furnace and the relevant electrode support arm, in particular the middle electrode support arm. This measure makes it possible to dispense with the additional busbar of the middle electrode support arm and the arrangement of this busbar in the sense of an equilateral triangle with respect to the other two electrode support arms.
  • Electrode support arms can be raised and lowered in a known manner by means of lifting columns 5 and can be pivoted to the side about an axis 7 by means of a portal 6 in which the lifting columns 5 are guided.
  • Each electrode support arm is provided with an electrode clamping device 8 which contains a contact jaw 9 which is supported on the electrode support arm and through which an electrode 10 is clamped on the electrode support arm and is supplied with current.
  • the electrodes 10 are designed as so-called combination electrodes with a metallic upper part and a screw-on lower part which is subject to the erosion.
  • the two outer support arms 2 and 4 are provided over their entire length, the middle support arm 3 only over part of its length from the electrode-side end with an electrically highly conductive layer 11 or 12 made of copper or aluminum, which is shown in FIGS 2 is shown hatched only at the end of the relevant layer.
  • a high-current tube 14 is fastened on the middle electrode support arm 3 by means of support arms 13 and is electrically connected to the electrode support arm 3 in the area of the electrode support arm 3 provided with the highly conductive layer 12.
  • connecting terminals 15 for high-current cables 16 are provided, which are connected to a transformer (not shown) and supply the current for the electrodes 10.
  • the electrode support arms 2 to 4 are each electrically insulated from the associated lifting column 5. The insulation is indicated in Fig. 1 by an insulating plate 17.
  • the support arms have a box-shaped profile and contain cooling channels for a cooling liquid, such as Water, a device for actuating the electrode chuck. Details of the structure of the electrode arm 4 and the clamping device 8 will now be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the electrode support arm 4 is formed by a box section made of, for example, 20 mm thick steel sheet 18, which is provided on the outside of the electrode support arm with an electrically highly conductive layer 11.
  • the layer 11 is applied over the entire length around the support arm, in the electrode support arm 3 it is limited to the area at the electrode end shown in FIG. 2.
  • a copper layer 11 with a thickness of 4 mm was plated onto a steel layer 18 with a thickness of 20 mm. In the area of the mechanical connection with the lifting column assigned to the electrode support arm, the copper plating is left out.
  • the box profile of the electrode support arm is closed in the illustration according to FIG. 3 on the left side by a connecting plate 20 and on the right side by contact plates 21, each made of electrically highly conductive material, preferably copper.
  • the two contact plates 21 delimit a receiving space 22, which extends over the entire width of the support arm, for a holding piece 23 of a clamping bracket 24 of the electrode clamping device 8.
  • the holding piece 23 connects the ends of the electrode clamping bracket 24, through which the electrode 10 can be clamped is.
  • the electrode is clamped in that the clamping bracket 24 is pulled to the left by means of the holding piece 23 in the illustration according to FIG. 3 and the electrode is pressed against a contact piece 25 made of electrically highly conductive material, preferably copper, which is attached to the contact plates 21.
  • the clamping device By moving the electrode clamping bracket 24 to the right, the clamping device is released and the electrode 10 is released.
  • the displacement movement of the electrode clamping bracket 24 takes place by means of an actuating rod 26 arranged centrally in the electrode carrier arm with the aid of an actuating device comprising a spring assembly 27 and a hydraulic cylinder 28, which are arranged together with the actuating rod within a central tube 29 of the electrode carrier arm.
  • the actuating rod 26 is pulled to the left by the spring assembly 27, i.e. the electrode clamping device is held in the clamping position, the actuating rod is pressed to the right against the spring force of the spring assembly 27 by the hydraulic cylinder 28 and thus the electrode clamping device is brought into the release position.
  • Within the central tube 29 there are guides 30 and 31 for the axially displaceable actuating rod 26.
  • channels 32 for a cooling liquid for cooling the electrode support arm.
  • the electrode clamp 24 is electrically isolated from the electrode support arm.
  • two insulating sliding blocks 33 and 34 preferably made of ceramic material, are inserted into the top and bottom of the holding piece 23, which protrude above the relevant surface of the holding piece and on the upper and lower Bearing side of the receiving space 22.
  • the sliding blocks 33 and 34 are offset in the axial direction of the electrode support arm in order to be able to absorb the moment exerted on the clamping bracket by the weight of the electrode.
  • electrical insulation is also provided between the holding piece 23 and the actuating rod 26, which is denoted by 35, and insulation between the electrode clamping bracket 24 and a clamping jaw 36 resting on the electrode 10. which is designated 37.
  • the electrode clamp 24 is therefore also electrically insulated from the electrode 10.
  • electrical insulation 38 is also provided between the electrode-side guide 31 of the actuating rod 26 and the latter. This prevents the formation of fault currents via the electrode clamp and the actuating rod 26 within the electrode support arm and in particular in the electrode-side end region of this support arm, which can lead to local overheating and damage.
  • the current introduced via the connection plate 20 is thus forced to take a defined path via the outer wall of the box section to the contact plates 21 and from here via the contact piece 25 into the electrode 10.
  • the power supply line for compensating for the different reactances between the different support arms is first carried out via the current tube 14 and only from a central region analogously to the route described with the aid of the electrode support arm 4.
  • the location of the current introduction from the high-current tube 14 into the electrode support arm is determined by the requirement to make the reactance of the middle electrode support arm equal to that of the two outer electrode support arms, i.e. eliminate the reactance asymmetry.
  • the axis of the high-current tube 14 is offset so far upwards with respect to the central support arm that it forms an equilateral triangle with the axes of the outer support arms when the support arms 2, 3 and 4 lie in one plane.
  • the arc furnace is operated with a three-phase alternating current.
  • the electrically good conductive layer 19 does not have to extend over the entire circumference of the support arms. Quality Results have also been achieved with an embodiment in which the two outer support arms had only one plated copper layer on the top, the bottom and the two facing inner sides. Of course, local plating recesses are also permitted if it is ensured that a sufficient cross-section is available for the current transport.
  • This exemplary embodiment relates specifically to an arc furnace operated with three-phase alternating current, which has three electrodes, each with an associated electrode support arm.
  • the three electrode support arms are arranged parallel to one another in a plane above the furnace vessel.
  • the electrode support arms have on their outer side a layer of electrically highly conductive material, e.g. Copper, as described in detail above.
  • the loop 101 shown in FIGS. 5 to 7 is located, for example, at a location of the high-current cable assigned to the central electrode support arm 3, where it runs approximately horizontally.
  • the high-current cables provided with the reference symbol 16 in FIG. 2 form two ends where they run approximately horizontally, so that the cables are actually divided into two high-current conductor sections.
  • a high current conductor section 102 connected to the transformer has an end piece which is shaped such that it forms two straight sections 102a and 102b which run at right angles to one another and to the incoming high current conductor section 102.
  • a clamping connection 105 for example made of copper, is fastened by means of screws 107.
  • the clamp connection 105 is part of a cross member 104, which is also made, for example, of copper or a similarly highly conductive material, and at the other end of which a clamp connection 106 is formed which is similar to the clamp connection 105.
  • the screws 107 are shown in FIG. 7 and only indicated by dash-dotted lines in FIGS. 5 and 6.
  • the clamp connection 106 holds an end section 103b of a high-current conductor section 103 leading to the furnace.
  • the sections 102 and 103 thus together form the high-current conductor cable 16, which is partially shown in FIG. 2 .
  • the high-current conductor section 103 is shaped such that it forms two end sections 103a and 103b which form a right angle with respect to one another and with respect to the high-current conductor section 103.
  • the loop 101 is located in a plane that runs perpendicular to the central axis L1, L2 of the two high-current conductor sections 102 and 103.
  • the current direction from the transformer to the furnace is indicated in Fig. 5.
  • the two high current conductor sections 102 and 103 are individual cable sections, i.e. the cable sections each have an open end, as shown in FIG. 5.
  • the cable sections each have an open end, as shown in FIG. 5.
  • Fig. 5 the two open cut surfaces of the cable ends would then be connected to one another.
  • the position of the crossbar 104 with respect to the other parts of the loop is changed.
  • the traverse can be changed up and down in the direction of the arrow P shown in FIG. 5, as a result of which the loop circumference can be enlarged or reduced.
  • only a single reactance loop 101 is provided in the high-current cable connected to the central electrode support arm.
  • one or more reactance loops can be provided in each high-current conductor between the transformer and the electrode support arm in order to achieve a reactance symmetry.
  • the reactance loop like the high-current cables, is cooled with cooling water.

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Abstract

Bei einem Lichtbogenofen (1) mit einem flüssigkeitsgekühlten Elektrodentragarm (2, 3, 4), der mit einer Elektrodeneinspannvorrichtung (8) versehen ist, ist die Außenseite des Elektrodentragarms mit Kupfer plattiert und die Elektrodeneinspannvorrichtung gegenüber dem Tragarm elektrisch isoliert, über den der Elektrodenstrom zu einer an der Elektrode anliegenden Kontaktbacke geführt wird. Bei einem Lichtbogenofen mit etwa drei parallelen Elektrodentragarmen (2, 3, 4) wird der Elektrodenstrom teils über ein Hochstromrohr (14) teils über den Elektrodentragarm (3) geführt, um die unterschiedliche Reaktanz zu den beiden aüßeren Elektrodentragarmen (2, 4) auszugleichen. Zur Vermeidung einer Reaktanzasymmetrie kann auch in mindestens einem Hochstromleiter zwischen dem Transformator des Lichtbogenofens und dem zugehörigen Elektrodentragarm eine Reaktanzschleife vorgesehen sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenofen mit mindestens einem Elektrodentragarm nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
  • Bei Lichtbogenöfen dieser Art erfolgt die Stromzufuhr zu den Elektroden über Stromkabel und auf dem Elektrodentragarm der betreffenden Elektrode befestigte Hochstromrohre bzw. massive Stromschienen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Lichtbogenofen der oben erwähnten Art die für die Stromführung erforderliche Konstruktion zu vereinfachen. Es soll bei einem durch ein Kastenprofil oder Rohrprofil aus Stahl, d.h. aus einem ferromagnetischem Material gebildeten Elektrodentragarm möglich sein, die an diesem befestigten Hochstromrohre bzw. Stromschienen entbehrlich zu machen und trotzdem die magnetischen Verluste gering zu halten. Gleichzeitig sollen Fehlstrompfade vermieden und der Elektrodenstrom über einen definierten Weg der Kontaktbacke der Elektrode zugeführt werden. Bei einem Lichtbogenofen mit drei etwa parallel zueinander angeordneten Elektrodentragarmen (Anspruch 15) soll ferner die Symmetrie der drei Phasen im wesentlichen gewahrt bleiben, d.h. der Scheinwiderstand der Stromzuführung für die drei Elektroden aneinander angepaßt sein. Mit einer einfachen Maßnahme soll eine Reaktanzasymmetrie der stromführenden Teile vermieden werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Im Patentanspruch 15 ist speziell ein Lichtbogenofen mit drei etwa parallel zueinander in etwa einer Ebene angeordneten Elektrodentragarmen definiert, wobei zur Vermeidung einer Reaktanzasymmetrie der Hochstromleiter mindestens einer Phase mit mindestens einer Schleife ausgebildet ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Lichtbogenofen ist der Elektrodentragarm wenigstens auf einem Teil seiner Länge an der Außenseite mit einer elektrisch gut leitenden Schicht, wie Kupfer oder Aluminium versehen. Der Bereich, in dem die vorzugsweise aufplattierte elektrisch gut leitende Schicht vorhanden ist, dient als Hochstromleiter für den Elektrodenstrom. Da die elektrisch gut leitende Schicht elektrisch mit dem Kasten- oder Rohrprofil aus Stahl verbunden ist und innerhalb des Tragarms eine Betätigungseinrichtung und eine Betätigungsstange für die Elektrodeneinspannvorrichtung vorhanden sind, ist es zur Vermeidung von Fehlstrompfaden erforderlich, den Elektrodenspannbügel gegenüber dem Elektrodentragarm elektrisch zu isolieren. Ferner soll zu diesem Zweck auch die Betätigungsstange am elektrodenseitigen Ende gegenüber dem Elektrodentragarm isoliert sein. Bei einem Lichtbogenofen mit drei etwa parallel zueinander angeordneten Elektrodentragarmen ist es zweckmäßig, über einen Teil der Länge des Tragarmes den Strom über ein Stromrohr zu führen und erst von einem mittleren Bereich an über den Elektrodentragarm zur Kontaktbacke weiterzuführen, um die Reaktanz des mittleren Tragarms zu vergrößern und an die Reaktanz der beiden äußeren Tragarme anzugleichen, d.h. die Reaktanzasymmetrie weitgehend zu beseitigen.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene Schleife befindet sich zwischen dem Transformator des Lichtbogenofens und dem betreffenden Elektrodentragarm, insbesondere dem mittleren Elektrodentragarm. Durch diese Maßnahme kann auf die zusätzliche Stromschiene des mittleren Elektrodentragarms und die im Sinne eines gleichseitigen Dreiecks erfolgende Anordnung dieser Stromschiene in bezug auf die beiden anderen Elektrodentragarme verzichtet werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
    • die Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt und in einer Draufsicht, die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile eines Lichtbogenofens mit drei etwa parallel zueinander angeordneten Elektrodentragarmen;
    • Fig. 3 die Ausbildung eines Elektrodentragarms im Längsschnitt;
    • Fig. 4 die Elektrodeneinspannvorrichtung in einer Draufsicht;
    • Fig. 5 eine Ansicht einer Reaktanzschleife für die Stromführung eines Lichtbogenofens, wobei die Darstellungsebene senkrecht zur Längsachse der Hochstromleiterabschnitte zwischen Transformator und Elektrodentragarm des Lichtbogenofens verläuft;
    • Fig. 6 eine Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Schleife von rechts und
    • Fig. 7 eine Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Schleife von oben.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Lichtbogenofen 1 mit drei etwa parallel zueinander angeordneten Elektrodentragarmen 2, 3, 4, von denen in der Schnittdarstellung nach Fig. 1 nur die Elektrodentragarme 3 und 4 dargestellt sind. Die Elektrodentragarme sind durch Hubsäulen 5 in bekannter Weise anhebbar und absenkbar und mittels eines Portals 6, in dem die Hubsäulen 5 geführt sind, um eine Achse 7 zur Seite schwenkbar. Jeder Elektrodentragarm ist mit einer Elektrodeneinspannvorrichtung 8 versehen, die eine sich am Elektrodentragarm abstützende Kontaktbacke 9 enthält und durch die eine Elektrode 10 am Elektrodentragarm eingespannt ist und mit Strom versorgt wird. Die Elektroden 10 sind als sogenannte Kombielektroden mit einem metallischen Oberteil und einem aufschraubbaren, dem Abbrand unterliegenden Unterteil ausgebildet.
  • Die beiden äußeren Tragarme 2 und 4 sind auf ihrer gesamten Länge, der mittlere Tragarm 3 nur auf einem Teil seiner Länge vom elektrodenseitigen Ende aus mit einer elektrisch gut leitenden Schicht 11 bzw. 12 aus Kupfer oder Aluminium versehen, die in den Fig. 1 und 2 jeweils nur am Ende der betreffenden Schicht schraffiert dargestellt ist. Auf dem mittleren Elektrodentragarm 3 ist mittels Stützarmen 13 ein Hochstromrohr 14 befestigt, welches in dem mit der gut leitenden Schicht 12 versehenen Bereich des Elektrodentragarms 3 mit diesem elektrisch verbunden ist. Am der jeweiligen Elektrode abgewandten Ende der Tragarme 2 und 4 und des Hochstromrohres 14 sind Anschlußklemmen 15 für Hochstromkabel 16 vorgesehen, die mit einem nicht dargestellten Transformator verbunden sind und den Strom für die Elektroden 10 zuführen. Die Elektrodentragarme 2 bis 4 sind jeweils gegenüber der zugehörigen Hubsäule 5 elektrisch isoliert. Die Isolation ist in Fig. 1 durch eine Isolierplatte 17 angedeutet.
  • Die Tragarme weisen ein kastenförmiges Profil auf und enthalten neben Kühlkanälen für eine Kühlflüssigkeit, wie Wasser, eine Einrichtung zum Betätigen der Elektrodeneinspannvorrichtung. Einzelheiten des Aufbaus des Elektrodenarmes 4 und der Einspanneinrichtung 8 werden nunmehr anhand der Fig. 3 und 4 erläutert.
  • Der Elektrodentragarm 4 ist durch ein Kastenprofil aus einem beispielsweise 20mm starkem Stahlblech 18 gebildet, das. an der Außenseite des Elektrodentragarms mit einer elektrisch gut leitenden Schicht 11 versehen ist. Bei dem dargestellten Träger 4 ist die Schicht 11 auf der gesamten Länge rund um den Tragarm aufgebracht, beim Elektrodentragarm 3 auf den in Fig. 2 dargestellten Bereich am elektrodenseitigen Ende begrenzt. Bei einer praktischen Ausführungsform war auf eine Stahlschicht 18 einer Stärke von 20 mm eine Kupferschicht 11 einer Stärke von 4 mm aufplattiert. Im Bereich der mechanischen Verbindung mit der dem Elektrodentragarm zugeordneten Hubsäule, ist die Kupferplattierung ausgespart.
  • Das Kastenprofil des Elektrodentragarms ist bei der Darstellung nach Fig. 3 auf der linken Seite durch eine Anschlußplatte 20 und auf der rechten Seite durch Kontaktplatten 21 jeweils aus elektrisch gut leitendem Material vorzugsweise Kupfer,abgeschlossen. Die beiden Kontaktplatten 21 begrenzen einen sich über die gesamte Breite des Tragarms erstreckenden Aufnahmeraum 22 für ein Haltestück 23 eines Spannbügels 24 der Elektrodeneinspannvorrichtung 8. Das Haltestück 23 verbindet, wie Fig. 4 zeigt, die Enden des Elektrodenspannbügels 24, durch den die Elektrode 10 einspannbar ist. Das Festspannen der Elektrode erfolgt dadurch, daß der Spannbügel 24 mittels des Haltestückes 23 in der Darstellung nach Fig. 3 nach links gezogen und die Elektrode gegen ein Kontaktstück 25 aus elektrisch gut leitendem Material vorzugsweise Kupfer gedrückt wird, das an den Kontaktplatten 21 befestigt ist.
  • Durch eine Verschiebung des Elektrodenspannbügels 24 nach rechts wird die Einspannvorrichtung gelöst und die Elektrode 10 freigegeben. Die Verschiebebewegung des Elektrodenspannbügels 24 erfolgt durch eine zentral im Elektrodentragarm angeordnete Betätigungsstange 26 mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung aus einem Federpaket 27 und einem Hydraulikzylinder 28, die zusammen mit der Betätigungsstange innerhalb eines zentralen Rohres 29 des Elektrodentragarms angeordnet sind. Durch das Federpaket 27 wird die Betätigungsstange 26 nach links gezogen, d.h. die Elektrodeneinspannvorrichtung in der Spannposition gehalten, durch den Hydraulikzylinder 28 wird die Betätigungsstange entgegen der Federkraft des Federpaketes 27 nach rechts gedrückt und damit die Elektrodeneinspannvorrichtung in die Freigabeposition gebracht. Innerhalb des zentralen Rohres 29 befinden sich Führungen 30 und 31 für die axial verschiebbare Betätigungsstange 26. In dem Raum zwischen dem zentralen Rohr 29 und dem Stahlblech 18 befinden sich Kanäle 32 für eine Kühlflüssigkeit zum Kühlen des Elektrodentragarms.
  • Der Elektrodenspannbügel 24 ist gegenüber dem Elektrodentragarm elektrisch isoliert. Zu diesem Zweck sind, wie Fig. 4 zeigt, in die Oberseite und in die Unterseite des Haltestückes 23 jeweils zwei isolierende Gleitsteine 33 bzw. 34, vorzugsweise aus Keramikmaterial eingesetzt, die über die betreffende Oberfläche des Haltestückes vorstehen und an der oberen bzw. unteren Seite des Aufnahmeraumes 22 anliegen. Die Gleitsteine 33 und 34 sind in Axialrichtung des Elektrodentragarms versetzt, um das durch das Gewicht der Elektrode auf den Spannbügel ausgeübte Moment aufnehmen zu können. Neben dieser Isolation ist auch eine elektrische Isolation zwischen dem Haltestück 23 und der Betätigungsstange 26 vorgesehen, die mit 35 bezeichnet ist, sowie eine Isolation zwischen dem Elektrodenspannbügel 24 und einer an der Elektrode 10 anliegenden Spannbacke 36, die mit 37 bezeichnet ist. Der Elektrodenspannbügel 24 ist also auch gegenüber der Elektrode 10 elektrisch isoliert. Schließlich ist auch noch eine elektrische Isolation 38 zwischen der elektrodenseitigen Führung 31 der Betätigungsstange 26 und dieser vorgesehen. Hierdurch wird verhindert, daß sich innerhalb des Elektrodentragarms und insbesondere im elektrodenseitigen Endbereich dieses Tragarms Fehlerströme über den Elektrodenspannbügel und die Betätigungsstange 26 ausbilden können, die zu örtlichen Überhitzungen und Beschädigungen führen können. Der über die Anschlußplatte 20 eingeführte Strom wird somit gezwungen, einen definierten Weg über die Außenwand des Kastenprofils zu den Kontaktplatten 21 und von hier über das Kontaktstück 25 in die Elektrode 10 zu nehmen.
  • Im Falle des mittleren Elektrodentragarms 3 erfolgt die Stromzuleitung zum Ausgleich der unterschiedlichen Reaktanzen zwischen den verschiedenen Tragarmen zunächst über das Stromrohr 14 und erst von einem mittleren Bereich an analog dem anhand des Elektrodentragarms 4 beschriebenen Weg. Die Stelle der Stromeinleitung von dem Hochstromrohr 14 in den Elektrodentragarm bestimmt sich durch die Forderung, die Reaktanz des mittleren Elektrodentragarms der der beiden äußeren Elektrodentragarme anzugleichen, d.h. die ReaKtanzasymmetrie zu beseitigen. Im Hinblick auf eine Beseitigung der Reaktanzasymmetrie ist die Achse des Hochstromrohres 14 so weit gegenüber dem mittleren Tragarm nach oben versetzt, daß sie bei in einer Ebene liegenden Tragarmen 2, 3 und 4 mit den Achsen der äußeren Tragarme ein gleichseitiges Dreieck bildet. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist unterstellt, daß der Lichtbogenofen mit einem Dreiphasen-Wechselstrom betrieben wird.
  • Die elektrisch gut leitende Schicht 19 braucht sich nicht über den gesamten Umfang der Tragarme zu erstrecken. Gute Ergebnisse sind auch erzielt worden mit einer Ausführungsform bei der die beiden äußeren Tragarme nur eine plattierte Kupferschicht auf der Oberseite, der Unterseite und den beiden zugewandten Innenseiten aufwiesen. Selbstverständlich sind auch örtliche Aussparungen der Plattierung zulässig, wenn sichergestellt ist, daß ein ausreichender Querschnitt für den Stromtransport zur Verfügung steht.
  • Im folgenden wird als spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung eine einfache Maßnahme beschrieben, mit deren Hilfe eine Reaktanzasymmetrie vermieden werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich speziell auf einen mit Dreiphasen-Wechselstrom betriebenen Lichtbogenofen, der drei Elektroden mit jeweils einem dazugehörigen Eletrodentragarm aufweist. Die drei Elektrodentragarme sind parallel .zueinander in einer Ebene oberhalb des Ofengefäßes angeordnet. Für die Zufuhr von Strom zu den einzelnen Elektroden besitzen die Elektrodentragarme auf ihrer Außenseite eine Schicht aus elektrisch gut leitendem Material, z.B. Kupfer, wie es oben im einzelnen beschrieben wurde.
  • Zur Vermeidung von Reaktanzverlusten ist es geboten, den Scheinwiderstand in den Stromwegen der drei Phasen aneinander anzupassen. Hierzu dient die im folgenden näher beschriebene Schleife (Reaktanzschleife). Bei dem hier speziell beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine einzige Schleife in demjenigen Hochstromleiter ausgebildet, der an dem mittleren Elektrodentragarm angeschlossen ist, also an den in Fig. 2 dargestellten Elektrodentragarm 3.
  • Die in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Schleife 101 befindet sich zum Beispiel an einer Stelle des dem mittleren Elektrodentragarm 3 zugeordneten Hochstromkabels, wo dieses etwa horizontal verläuft.
  • Die in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 16 versehenen Hochstromkabel bilden dort, wo sie etwa horizontal verlaufen, zwei Enden, so daß die Kabel tatsächlich in zwei Hochstromleiterabschnitte unterteilt sind. Ein an den Transformator angeschlossener Hochstromleiterabschnitt 102 besitzt ein Endstück, welches derart geformt ist, daß es zwei gerade Abschnitte 102a und 102b bildet, die zueinander und zu dem ankommenden Hochstromleiterabschnitt 102 in rechtem Winkel verlaufen. Im Endbereich des Abschnitts 102b ist mittels Schrauben 107 eine zum Beispiel aus Kupfer bestehende Klemmverbindung 105 festgemacht. Die Klemmverbindung 105 ist Teil einer ebenfalls zum Beispiel aus Kupfer oder einem ähnlich gut leitenden Material bestehenden Quertraverse 104, an deren anderem Ende eine Klemmverbindung 106 ausgebildet ist, die der Klemmverbindung 105 ähnelt.
  • Die Schrauben 107 sind in Fig. 7 dargestellt und in Fig. 5 und 6 lediglich durch strichpunktierte Linien angedeutet. Die Klemmverbindung 106 hält einen Endabschnitt 103b eines zum Ofen führenden Hochstromleiterabschnitts 103. Die Abschnitte 102 und 103 bilden also zusammen das in Fig. 2 teilweise dargestellte Hochstromleiterkabel 16. Der Hochstromleiterabschnitt 103 ist mit seinem der Schleife 101 abgewandten Ende an dem mittleren Elektrodentragarm des Lichtbogenofens festgemacht. Im Bereich der Schleife ist der Hochstromleiterabschnitt 103 so geformt, daß er zwei Endabschnitte 103a und 103b bildet, die zueinander und in bezug auf den Hochstromleiterabschnitt 103 einen rechten Winkel bilden.
  • Wie aus Fig. 7 hervorgeht, befindet sich die Schleife 101 in einer Ebene, die senkrecht zu der Mittelachse L1, L2 der beiden Hochstromleiterabschnitte 102 und 103 verläuft. Die Stromrichtung vom Transformator zum Ofen ist in Fig. 5 angedeutet.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Hochstromleiterabschnitte 102 und 103 einzelne Kabelabschnitte, d.h. die Kabelabschnitte weisen jeweils ein offenes Ende auf, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Abweichend von dieser Ausführungsform ist grundsätzlich auch möglich, ein durchgehendes Hochstromkabel vorzusehen, z.B. in dem mittleren in Fig. 2 gezeigten Hochstromleiter 16 die Schleife auszubilden. In Fig. 5 wären dann die beiden offenen Schnittflächen der Kabelenden miteinander verbunden.
  • Zur Einstellung der durch die Schleife 101 gebildeten Reaktanz zum Zweck der Abstimmung der Scheinwiderstände in den drei Stromführungen wird die Lage der Quertraverse 104 in bezug auf die übrigen Teile der Schleife verändert. Durch Lösen der Schrauben 107 läßt sich die Traverse in Richtung des in Fig. 5 gezeigten Pfeils P nach oben und nach unten verändern, wodurch der Schleifenumfang vergrößert bzw. verkleinert werden kann.
  • Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nur eine einzige Reaktanzschleife 101 in dem an den mittleren Elektrodentragarm angeschlossenen Hochstromkabel vorgesehen. Grundsätzlich können zur Erzielung einer Reaktanzsymmetrie in jeden Hochstromleiter zwischen Transformator und Elektrodentragarm ein oder mehrere Reaktanzschleifen vorgesehen sein.
  • Die Reaktanzschleife wird ebenso wie die Hochstromkabel mit Kühlwasser gekühlt.

Claims (15)

1. Lichtbogenofen (1) mit wenigstens einem Elektrodentragarm (2,3,4), der mit einer Elektrodeneinspannvorrichtung (8) versehen ist, die eine sich am Elektrodentragarm abstützende Kontaktbacke (9) enthält, welche mit einem Hochstromleiter verbunden ist, ferner einen Elektrodenspannbügel (24), der durch eine innerhalb des Elektrodentragarms (2,3,4) angeordnete, mittels einer Betätigungseinrichtung (27,28) längsverschiebbare Betätigungsstange (26) zwischen einer Spannposition, in der der Elektrodenspannbügel (24) die Elektrode (10) gegen die Kontaktbacke (9) drückt und einer Freigabeposition, in der der Elektrodenspannbügel (24) die Elektrode (10) freigibt, verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodentragarm (2,3,4) wenigstens auf einem Teil seiner Länge an der Außenseite mit einer elektrisch gut leitenden Schicht (11,12) aus Kupfer oder dergleichen versehen ist und in diesem Bereich den Hochstromleiter für die Stromzufuhr zur Kontaktbacke bildet und der Elektrodenspannbügel (24) gegenüber dem Elektrodentragarm (2,3,4) elektrisch isoliert ist.
2. Lichtbogenofen mit drei etwa parallel zueinander angeordneten Elektrodentragarmen (2,3,4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Elektrodentragarme (2 und 4) auf einem größeren Teil ihrer Länge als der mittlere Elektrodentragarm in dem zur Elektrode (10) benachbarten Bereich den Hochstromleiter bilden.
3. Lichtbogenofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Elektrodentragarm (3) in dem von der Elektrode (10) abgewandten Bereich ein Hochstromrohr (14) oder eine Stromschiene trägt, das bzw. die in diesem Bereich des Elektrodentragarmes (3) den Hochstromleiter bildet.
4. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Elektrodentragarm (2,3,4) in dem den Hochstromleiter bildenden Bereich eine Plattierung aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer, aufweist.
5. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch , daß sich die elektrisch gut leitende Schicht (11,12) in dem den Hochstromleiter bildenden Bereich des Elektrodentragarms (2,3,4) über dessen gesamten Umfang erstreckt.
6. Lichtbogenofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsbereich zwischen dem Elektrodentragarm (2,4) und der zugeordneten Hubsäule die elektrisch gut leitende Schicht (11) auf dem Elektrodentragarm (2,4) ausgespart ist.
7. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Elektrodenspannbügel (24) an der Innenseite eine isoliert aufgesetzte Spannbacke (36) trägt.
8. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Elektrodenspannbügel (24) an einem mit der Betätigungsstange (26) verbundenen Haltestück (23) befestigt ist, das im elektrodenseitigen Endabschnitt des Elektrodentragarms (2,3,4) verschiebbar und gegenüber diesem elektrisch isoliert gelagert ist.
9. Lichtbogenofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltestück (23) auf der Oberseite und auf der Unterseite vorstehende, isolierende Gleitsteine (33, 34) aufweist, die an Gleitflächen des Tragarms anliegen.
10. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der elektrodenseitige Endabschnitt der Betätigungsstange (26) elektrisch isoliert in einer Gleitführung (31) gelagert ist.
11. Lichtbogenofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochstromleiter (102, 103) mindestens einer Phase mit mindestens einer Schleife (101) ausgebildet ist.
12. Lichtbogenofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleife (101) in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Mittelachse (L1, L2) des Hochstromleiterabschnitts (102, 103) vor und nach der Schleife (101) verläuft.
13. Lichtbogenofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifengröße veränderbar ist.
14. Lichtbogenofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Endstück (102a, 102b) eines an den Transformator angeschlossenen Hochstromleiterabschnitts(102) und von dem Endstück (103a, 103b) eines an den Elektrodentragarm angeschlossenen Hochstromleiterabschnitts jeweils ein Teil der Schleife (101) gebildet wird und daß die Endstücke mittels lösbarer Klemmverbindungen (105, 106) über eine Quertraverse (104) mechanisch und elektrisch verbunden sind.
15. Lichtbogenofen, mit einem Transformator, drei etwa parallel zueinander in etwa einer Ebene angeordneten Elektrodentragarmen, die mindestens auf einem Teil ihrer Länge für die Stromzufuhr der jeweiligen Elektrode an der Außenseite eine Schicht aus elektrisch gut leitendem Material aufweisen, und Hochstromleitern, die den Transformator mit den Elektrodentragarmen elektrisch verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochstromleiter (102, 103) mindestens einer Phase mit mindestens einer Schleife (101) ausgebildet ist.
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