EP0594272B2 - Elektrodentragarm für Lichtbogenofen - Google Patents

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EP0594272B2
EP0594272B2 EP93250271A EP93250271A EP0594272B2 EP 0594272 B2 EP0594272 B2 EP 0594272B2 EP 93250271 A EP93250271 A EP 93250271A EP 93250271 A EP93250271 A EP 93250271A EP 0594272 B2 EP0594272 B2 EP 0594272B2
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EP
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supporting arm
electrode
electrode supporting
channels
walls
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Lutz Becker
Andreas Schüring
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SMS Siemag AG
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SMS Demag 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
    • H05B7/101—Mountings, supports or terminals at head of electrode, i.e. at the end remote from the arc
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes

Definitions

  • the invention relates to an electrode support arm for Electric arc furnaces for attaching an electrode support device in his front part, with at least one partially made of high conductivity conductive material formed wall designed as a hollow profile is.
  • Electrodes for electric arc furnaces for steel production are usually on by means of electrode terminals Supporting arms attached, in turn, to vertically movable Support pillars are held.
  • the power supply happens either guided in above the support arm Electricity pipes or over the support arms themselves.
  • the electricity is generated by support arms made of steel with externally plated copper or aluminum guided.
  • the arm can also be complete consist of a good leading the current material.
  • EP 0 340 725 is a made of light metal Support arm known through its cavity Coolant flows.
  • Coolant flows For the cooling water supply of the tension bracket pipes are provided, the connected to the clamp with hoses are.
  • the invention has therefore set itself the goal, the avoid mentioned disadvantages and a structural simple, low-weight and structurally stiff Support arm to create, with the low maintenance high electrical Services are transferable.
  • the thickness of the wall is chosen so that the Hollow profile trained support arm is sufficiently rigid and at the same time the entire wall is free of danger is cooled.
  • the hollow profile can be a circular, a oval or a box-like shape.
  • Prefers becomes the box-like shape, with the wall from two equal-sized L-profiles or four at the Corners welded together flat profiles.
  • the support arm according to the invention is significantly lighter as previously known support arms comparable Sizes. This is due to the one by the use of Channeled wall, so that at comparatively Strengthen the weight of the arm less is. On the other hand, there is less overall Water is used because significantly less water targeted through the channels by the as closed Coolant circuit designed support arm out becomes.
  • the support arm according to the invention has an outer simple form, with no components to the outside protrude and thus exposed to possible damage are.
  • the simple shape allows easy attachment the electrode support device in the front part of the Support arm. This ensures a simple change.
  • FIG. 1 shows an electric arc furnace (10), with a furnace vessel (11), with a lid (12) is closed. In the furnace vessel (11) is located Melt (13) and slag (14).
  • Electrode carrying device (20) Through the lid (12) protrude electrodes (21-23) in the furnace vessel (11) into it, on an electrode arm (24) or on individual electrode arms (25-27) one Electrode carrying device (20) are attached.
  • the middle electrode support arm When using three electrode support arms (25-27) the middle electrode support arm has a bend (28), with horizontal electrode support parts (29) is intimately connected.
  • the length of the middle electrode support arm (25) is labeled “L”.
  • This length "L” has a kink length "l” in the middle area on, with this part of the electrode support arm in a Abknickwinkel ( ⁇ ) to the horizontal electrode support member (29) is arranged.
  • FIG. 2 shows hollow profiles (30) of the electrode support arm with components (31). These components (31) are extruded and have longitudinal channels (36) designed in number and size are that sufficient cooling without reduction the strength of the support arm is reached.
  • the hollow profile of mind two extruded components by welding together. These components can do this as oval profile (34) ⁇ Figure 2.3> or as L-profile (33) ⁇ Figure 2.2> be configured. But you can also, like shown in Figure 2.1, from identical flat profiles (32) joined at 4 seams be welded together.
  • FIG. 3 shows individual flow filaments of the coolant a coolant control system (40) shown.
  • the individual channels (36) form the coolant thread (46), which flows through most of the support arm.
  • the electrode holder (27) has the coolant threads (47 and 48), that of the coolant filaments (49). Leave through the multitude of channels represent a variety of coolant ducts.
  • a splash ring (41) is shown, from which the water can flow freely, the via the coolant thread (42) is supplied to it.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrodentragarm für Lichtbogenöfen zum Anbringen einer Elektrodentragvorrichtung in seinem vorderen Teil, der mit einer zumindest teilweise aus stromführendem Material hoher Leitfähigkeit gebildeten Wandung als Hohlprofil ausgestaltet ist.
Elektroden für Lichtbogenöfen für die Stahlherstellung sind üblicherweise mittels Elektrodenklemmen an Tragarmen befestigt, die ihrerseits an vertikal beweglichen Tragsäulen gehalten sind. Die Stromzuführung geschieht dabei entweder in oberhalb des Tragarmes geführten Stromrohren oder über den Tragarmen selber. Dabei wird der Strom bei aus Stahl bestehenden Tragarmen mit außenseitig aufplattiertem Kupfer oder Aluminium geführt. Der Tragarm kann aber auch komplett aus einem den Strom gut führendem Material bestehen.
So ist aus der Schrift FR-PS 1 336 823 ein in seiner Gesamtheit stromführend aus Aluminium hergestellter Tragarm bekannt. Wegen der geringen Strombelastung ist der als Hohlprofil ausgebildete Tragarm selbst ungekühlt. Die für die Elektrodenklemme erforderliche Kühlwasserzuführung geschient über Rohre, die durch den Innenraum des Hohlprofiles geführt werden.
Aus der EP 0 340 725 ist ein aus Leichtmetall gefertigter Tragarm bekannt, durch dessen Hohlraum Kühlflüssigkeit stromt. Für die Kühlwasserversorgung des Spannbügels sind Rohrleitungen vorgesehen, die über Schläuche an den Spannbügel angeschlossen sind.
Bei beiden genannten Elektrodenarmen ist die Kühlung der Elektrodenhalterung aufwendig ausgeführt. Darüber hinaus wird bei der gekühlten Tragarmausführung das Kühlpotential des Kühlmediums nicht ausreichend ausgenutzt.
Die Erfindung hat sich daher das Ziel gesetzt, die genannten Nachteile zu vermeiden und einen baulich einfachen, gewichtsarmen und dabei konstruktiv steifen Tragarm zu schaffen, mit dem wartungsarm hohe elektrische Leistungen übertragbar sind.
Die Erfindung erreicht diese Ziele mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Tragarm besteht dessen Wandung aus Profilen, in denen parallel zueinander angeordnete Kanäle eingebracht sind. An den Kopf- bzw. Fußenden der Kanäle sind jeweils zwei Enden miteinander verbunden, so daß ein beliebig gestaltbares Kühlwasserkreislaufsystem entsteht.
Die Dicke der Wandung ist so gewählt, daß der als Hohlprofil ausgebildete Tragarm ausreichend steif ist und gleichzeitig die gesamte Wandung gefährdungsfrei gekühlt wird.
Das Hohlprofil kann dabei eine kreisförmige, eine ovale oder eine kastenförmige Gestalt haben. Bevorzugt wird die kastenförmige Gestalt, wobei die Wandung aus zwei gleich großen L-Profilen oder aus vier an den Ecken miteinander verschweißten Flachprofilen besteht.
Vorzugsweise kommen als Wandung Flachprofile aus Aluminium zum Einsatz, die im Strangpreßverfahren hergestellt wurden. Diese Profile weisen nicht nur eine hohe Maßhaltigkeit auf, sie besitzen auch eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit gerade bei der Kühlkanalaußenwand, so daß zur Erzielung der gewünschten Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit keinerlei Nacharbeit erforderlich ist.
Der erfindungsgemäße Tragarm ist deutlich leichter als bisher bekanntgewordene Tragarme vergleichbarer Größen. Dies rührt zum einen her durch den Einsatz der mit Kanälen versehenen Wandung, so daß bei vergleichsweiser Steife das Eigengewicht des Armes geringer ist. Zum anderen kommt aber insgesamt weniger Wasser zum Einsatz, da deutlich weniger Wassermenge gezielt durch die Kanäle durch den als geschlossenen Kühlmittelkreislauf gestalteten Tragarm geführt wird.
Der erfindungsgemäße Tragarm hat eine äußere schlichte Form, bei der keinerlei Bauelemente nach außen ragen und somit möglichen Beschädigungen ausgesetzt sind.
Die schlichte Form erlaubt ein einfaches Anbringen der Elektrodentragvorrichtung im vorderen Teil des Tragarmes. Dadurch wird ein einfacher Wechsel gewahrleistet.
Zur Minderung der Induktionsverluste wird beim Einsatz von drei Elektroden der mittlere Tragarm in seinem Mittenabschnitt abgeknickt und oberhalb der übrigen Elektrodenarme geführt.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargelegt. Es zeigen:
Fig. 1
Ofenanlage
Fig. 2
Schnitt durch einen Elektrodentragarm
Fig. 3
Schema der Kühlmittelführung
In der Figur 1 ist ein Lichtbogenofen (10) dargestellt, mit einem Ofengefäß (11), das mit einem Deckel (12) geschlossen ist. Im Ofengefäß (11) befindet sich Schmelze (13) und Schlacke (14).
Durch den Deckel (12) ragen Elektroden (21-23) in das Ofengefäß (11) hinein, die an einem Elektrodenarm (24) oder an einzelnen Elektrodenarmen (25-27) einer Elektrodentragvorrichtung (20) befestigt sind.
Bei der Verwendung von drei Elektrodentragarmen (25-27) besitzt der mittlere Elektrodentragarm eine Abknickung (28), die mit Horizontalelektrodentragteilen (29) innig verbunden ist. Die Länge des mittleren Elektrodentragarmes (25) ist mit "L" bezeichnet. Diese Länge "L" weist im mittleren Bereich eine Abknicklänge "l" auf, wobei dieser Teil des Elektrodentragarmes in einem Abknickwinkel (α) zum Horizontalelektrodentragteil (29) angeordnet ist.
Die Figur 2 zeigt Hohlprofile (30) des Elektrodentragarms mit Bauelementen (31). Diese Bauelemente (31) sind stranggepreßt und weisen in Längsrichtung Kanäle (36) auf, die in Anzahl und Abmessung so ausgelegt sind, daß eine ausreichende Kühlung ohne Minderung der Festigkeit des Tragarmes erreichbar ist.
In vorteilhafter Weise wird das Hohlprofil aus mind, zwei stranggepreßten Bauelementen durch Schweißen zusammengefügt. Diese Bauelemente können dabei als Ovalprofil (34) <Figur 2.3> oder als L-Profil (33) <Figur 2.2> ausgestaltet sein. Sie können aber auch, wie in der Figur 2.1 dargestellt, aus baugleichen Flachprofilen (32) zusammengefügt werden, die an 4 Nahtstellen zusammengeschweißt werden.
In der Wandung (35) sind Bohrungen (36) während des Stranggießprozesses eingebracht worden, die ein Verhältnis von d:D = 1:1,5 - 2,5 aufweisen, wobei die einzelnen Bohrungen einen Abstand a zueinander von a = 1-1,5 D besitzen, wobei d Durchmesser des Kanals und D die Dicke des Profils bedeutet.
An den Kopfenden der Hohlprofile sind Flansche oder Deckel angebracht, durch die parallel angeordnete Kanäle miteinander verbunden sind, und so einen definierten Kühlmitteldurchfluß ermöglichen.
In der Figur 3 sind einzelne Stromfäden des Kühlmittels einer Kühlmittelleitsysteme (40) dargestellt. Die einzelnen Kanäle (36) bilden dabei den Kühlmittelfaden (46), der den größten Teil des Tragarmes durchströmt. Die Elektrodenhalterung (27) weist dabei die Kühlmittelfäden (47 und 48) auf, die von den Kühlmittelfäden (49) versorgt werden. Durch die Vielzahl der Kanäle lassen sich unterschiedlichste Kühlmittelführungen darstellen. In der Figur 3 ist im unteren Teil des Bildes noch die Möglichkeit der Kühlung eines Spritzrings (41) dargestellt, aus dem das Wasser frei abfließen kann, das über den Kühlmittelfaden (42) ihm zugeführt wird.
Positionsliste
10
Lichtbogenofen
11
Ofengefäß
12
Deckel
13
Schmelze
14
Schlacke
20
Elektrodentragvorrichtung
21
Elektrode
22
mittlere Elektrode
23
Elektrode
24
Elektrodentragarm zu 21
25
mittlerer Elektrodentragarm zu 22
26
äußerer Elektrodentragarm zu 23
27
Elektrodenhalterung
28
Abknickung
29
horizontaler Elektrodentragteil
30
Hohlprofil
31
Bauelement
32
Flachprofil
33
L-Profil
34
Ovalprofil
35
Wandung
36
Kanal
40
Kühlmittelleitsystem
41
Spritzring
42
Zuführung zu 41
45
Ableitung
46
Kühlmittel in Kanal 36
47
Kühlmittel in äußerer Elektrodenhalterung
48
Kühlmittel in innerer Elektrodenhalterung
49
Zuführung zu 47, 48
a
Abstand zwischen zwei Kanälen
d
Durchmesser Kanal
D
Dicke Profil
α
Abknickwinkel
I
Abknicklänge
L
Länge Elektrodenarm

Claims (7)

  1. Elektrodentragarm für Lichtbogenöfen, zum Anbringen einer Elektrodentragvorrichtung in seinem vorderen Teil, der mit einer zumindest teilweise aus stromführenden Material hoher Leitfähigkeit gebildeten Wandung als Hohlprofil ausgestaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die stranggepresste Wandung (35) des Hohlprofils (30) ein aus in Längsrichtung verlaufenden Kanälen bestehendes Kühlmittelleitsystem (40) aufweist, wobei die in der Wandung (35) parallel zueinander und parallel zur Tragarmmittenachse angeordneten Kanäle (36) in einer Anzahl und Abmessung eingebracht sind, die eine ausreichende Kühlung des Tragarmes ohne Minderung der Festigkeit des Tragarmes ermöglichen.
  2. Elektrodentragarm nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (36) einen Durchmesser d besitzen, der sich zur Dicke D der Wandung (35) verhält wie d:D= 1:1,5-2,5, und dass die Kanäle (36) zueinander mit einem Abstand a=1-1,5 D beabstandet und kopf- - sowie fußendig im wesentlichen einen geschlossenen Kühlmittelkreislauf bildend paarweise strömungsmäßig miteinander verbunden sind.
  3. Elektrodentragarm nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (30) kastenförmig ausgestaltet ist mit einer aus mindestens zwei Bauelementen (31) zusammengeführten Wandung (35).
  4. Elektrodentragarm nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente (31) aus baugleichen stranggepressten Aluminiumprofilen (32-34) bestehen, welche durch Schweißen innig miteinander verbunden sind.
  5. Elektrodentragarm nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente (31) die Form eines L aufweisen.
  6. Elektrodentragarm nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Kanäle (36) zur Kühlung der Elektrodenhalterung (27) strömungsmäßig mit Zuführungen (49) und Abführungen (45) des Kühlmittelleitsystems (40) verbunden sind.
  7. Elektrodentragarm nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von drei Elektroden (21-23) der Elektrodentragarm (25) der mittleren Elektrode (22) in seinem Mittenabschnitt eine Abknickung (28) besitzt, die bei einer Länge l zur Elektrodentragarmlänge L im Verhältnis l:L = 1:3-4 unter einem Winkel α zwischen 50-70° zur Horizontalen vom Ofengefäß (11) wegweist.
EP93250271A 1992-10-20 1993-10-06 Elektrodentragarm für Lichtbogenofen Expired - Lifetime EP0594272B2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4236158 1992-10-20
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EP0594272A1 EP0594272A1 (de) 1994-04-27
EP0594272B1 EP0594272B1 (de) 1997-09-03
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US (1) US5471496A (de)
EP (1) EP0594272B2 (de)
JP (1) JP3300720B2 (de)
KR (1) KR100259014B1 (de)
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