EP2301304A1 - Elektrodentragarm mit lokal befestigtem stromleiter - Google Patents

Elektrodentragarm mit lokal befestigtem stromleiter

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Publication number
EP2301304A1
EP2301304A1 EP10736632A EP10736632A EP2301304A1 EP 2301304 A1 EP2301304 A1 EP 2301304A1 EP 10736632 A EP10736632 A EP 10736632A EP 10736632 A EP10736632 A EP 10736632A EP 2301304 A1 EP2301304 A1 EP 2301304A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode support
support arm
conductive layer
electrically conductive
longitudinal direction
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.)
Withdrawn
Application number
EP10736632A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Fuchs
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.)
Fuchs Technology Holding AG
Original Assignee
Fuchs Technology Holding AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuchs Technology Holding AG filed Critical Fuchs Technology Holding AG
Publication of EP2301304A1 publication Critical patent/EP2301304A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H05B7/101—Mountings, supports or terminals at head of electrode, i.e. at the end remote from the arc
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an electrode support arm for a metallurgical furnace, in particular an electric arc furnace.
  • EP 0 184 140 A2 discloses an electric arc furnace in which the electrode arm is provided, at least on part of its outside, with a layer of good electrical conductivity, e.g. made of copper or aluminum. This layer is plated and serves as a high current conductor for the electrode current.
  • electrode support arms serve both to hold an electrode and to conduct current to the electrode. They experience on the one hand a mechanical load by the weight of the electrode and the electrode support arm itself and on the other hand a thermal load. Therefore, electrode support arms are usually designed as a hollow profile in which coolant channels are provided, so that the electrode support arm can be cooled.
  • an electrode arm in which the current supply to the electrode is ensured by a sleeve completely surrounding the electrode arm.
  • the sleeve may be insulated or in conductive connection with the electrode arm.
  • the costly and expensive plating can be replaced, in particular by applying inexpensive standard copper plates.
  • the electrically conductive layer fixedly connected to the support structure by the plurality of first connection portions is cooled by the cooled electrode support arm via the first connection portions.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of a portion of a Elektrodentragarms after a first
  • Embodiment perpendicular to the longitudinal direction
  • Fig. 2 is a plan view of the part of an electrode support arm of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of a portion of a Elektrodentragarms after a second
  • Embodiment perpendicular to the longitudinal direction
  • FIG. 4 is a perspective view of an electrode support arm according to the first embodiment
  • Fig. 5 is a side view, partly in section, of an electric arc furnace.
  • FIG. 6 is a plan view of the electrode support arms of the furnace of FIG. 5.
  • Electrodes 5 and 6 show an electric arc furnace 1 with three approximately parallel to each other arranged Elektrodentragarmen 2, 3, 4, of which in the sectional view of FIG. 5, only the electrode support arms 3 and 4 are shown.
  • the electrode support arms 2, 3, 4 are liftable and lowered by lifting columns 5 in a known manner and by means of a portal 6, in which the lifting columns 5 are guided, pivotable about an axis 7 to the side.
  • Each of the electrode arms 2, 3, 4 has an Elektrodeneinspannvortechnisch 8, which includes a contact jaw 9, which is supported on the Elektrodenarm, and by which an electrode 10 is clamped to the electrode support arm and is powered.
  • the electrodes 10 are formed as so-called combination electrodes with a metallic upper part and a screw-on, the combustion underlying lower part.
  • the electrode support arms 2, 3, 4 have a box-shaped profile 18 (see FIG. 4) and, in addition to cooling channels for a cooling liquid, such as water, may have a device for actuating the electrode clamping device. Details of a corresponding exemplary construction of the electrode arms 2, 3, 4 and of the clamping device 8 can be found in EP 0 184 140 A2.
  • the electrode support arms 2 and 4 over their entire length, the middle electrode support arm only on a portion of its length on a plurality of outer sides of the box profile from the electrode end with a highly electrically conductive layer 100 of copper or Aluminum provided, which is shown hatched in Figures 5 and 6 only at the end of the respective layer.
  • the electrically conductive layer 100 is applied by plating copper.
  • a high-current tube 14 is fastened by means of support arms 13, which is electrically connected to the region of the electrode support arm 3 provided with the electrically highly conductive layer 12.
  • connection terminals 15 are provided for high-current cables 16, which are connected to a transformer, not shown, and feed the current for the electrodes 10.
  • the electrode support arms 2 to 4 are each secured electrically isolated on the associated lifting column 5 by means of bolts. The insulation is indicated in Fig. 5 by an insulating plate 17.
  • the electrode support arm 4 in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 has an electrically conductive layer 100 on a plurality of the four outer sides in the longitudinal direction. But it would also be sufficient if the electrically conductive layer 100 is formed only on an outer side (preferably the upper), or 2 or 3 of the outer sides. Under an outside should be understood in each case the side of a wall of a profile body, which faces away from the interior in the profile body. A profile body with a rectangular cross-section therefore has four outer sides which extend in the longitudinal direction.
  • An electrode support arm in which an electrically conductive layer 100 is formed on the upper outer side 102 will be described below by way of example.
  • the electrode support arm is formed by a rectangular box profile 19 extending in a longitudinal direction z having a length a7.
  • the rectangular box profile 19 has a bottom wall 18a and a top wall 18d and two side walls 18b, 18c connecting the bottom and top walls 18a, 18d.
  • the box profile 19 has a length a7 in the longitudinal direction z, a width c7 in a transverse direction y, which is perpendicular to the longitudinal direction z, and a height h7 in a vertical direction x, which is perpendicular to the longitudinal direction z and senkecht to the transverse direction y on.
  • the walls 18a, 18b, 18c, 18d each have a thickness hl, but may also have different thicknesses.
  • the upper wall 18d has an inner side 101, which is disposed opposite to the lower wall 18a, and an outer side 102.
  • the two side walls 18b, 18c and the lower wall 18a each have an inner side facing the opposite wall, and an outer side facing away from the opposite wall, respectively.
  • the walls 18a to 18d of the box profile element 18 are formed of sheet steel and form the supporting structure of the electrode support arms.
  • the box profile 19 can preferably be formed from one or a plurality of box profile elements 18, 18 ', which are connected in the longitudinal direction z and have the above construction.
  • the box profile elements 18, 18 ' can be formed with different lengths in the longitudinal direction z.
  • the electrically conductive layer 100 extends in the transverse direction y, preferably with substantially the same width c7 as the electrode support arm.
  • the electrically conductive layer 100 has a thickness h2 in the height direction x.
  • the electrically conductive layer 100 consists of a plate-shaped copper sheet 100.
  • the copper sheet 100 bears against the outer side 102 of the upper wall 18d of the first box profile element 18.
  • the copper sheet 100 is arranged on the first box profile element 18 such that the right and left edges in the transverse direction y are preferably flush with the edges of the outer side 102 of the upper wall 18d of the box profile element 18.
  • the copper sheet 100 has an outer surface 104, which faces away from the outer side 102 of the wall plate 18d.
  • the copper sheet 100 has an end face 134 each.
  • the copper sheet 100 has a plurality of first connection portions 110, or rather, is connected to the upper wall sheet 18d by means of the connection portions 110. As shown in the figures, the first connection portions 110 are substantially distributed over the entire copper sheet 100.
  • the first connection regions 110 each have a circular, continuous opening 112 with a diameter d 1.
  • Each through opening 112 of a first connection region 110 has at the lower edge of the openings an inner edge which faces the outer side 102 of the box profile element 18.
  • the copper sheet 100 is connected at the inner edges of the openings 112 in each case by a cohesive connection 111 with the upper wall 18 d of the box profile element 18.
  • the cohesive connection is preferably a weld 111.
  • the weld 1 11 each extends along the inner peripheral edge of the opening, which faces the outer side 102 of the Kastenpro f ⁇ lelements 18.
  • the openings 112 are completely filled in the remaining areas with a material that conducts heat well, preferably copper or aluminum.
  • Each of the first connection regions 110 is arranged with a minimum distance z from the closest adjacent connection region 110.
  • the connecting portions 1 10 on the copper sheet 100 are arranged in a grid.
  • the grid consists of a rectangular, preferably square grid, in which additionally a central first connecting area 110 is arranged on the intersection of the diagonals.
  • the rectangular grid of the grid has in the longitudinal direction z a distance al of the grid points. That Two adjacent first connection regions 110 have an edge distance a2 in the longitudinal direction z.
  • the rectangular grid of the grid has a distance cl of the grid points in the transverse direction y. That two adjacent first connecting regions 1 10 have an edge distance c2 in the transverse direction y.
  • the centers of two adjacent first connection regions 110 are spaced apart by a distance zl. That two adjacent first connection regions 1 10 have an edge distance z2 in the diagonal direction.
  • the centers of the lying in the transverse direction y closest to the edge of the copper sheet 100 connecting portions 1 10 have a distance c5 from the edge. That the edge distance between a first connection portion 110 and the edge of the copper sheet 100 is the distance c6 in the transverse direction y.
  • FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of a portion of the electrode support arm 2, 3, 4.
  • the portion is formed by two interconnected box profile elements 18, 18 '.
  • the first Kastenpro filelement 18 has a length a8 in the longitudinal direction z.
  • the second box section element 18 ' has a length a9 in the longitudinal direction z.
  • the first box section element 18 and the second box section element 18 ' are connected to each other by a peripheral weld 133.
  • the copper sheet 100 is formed and arranged so that the end face 134 before welding the adjacent box profile elements 18, 18 'each have a distance a5 in the longitudinal direction z from a first end of the upper wall 18d in the longitudinal direction z has. This distance allows easy welding of the adjacent box profile elements 18, 18 'by means of the weld 133, since the corresponding part of the outside 102 of the top wall 18d of the box profile element 18 is not covered by the copper sheet 100.
  • the centers of the first connection regions 110 are arranged at a distance a3 in the longitudinal direction z to the end face 134 of the copper sheet 100. That the edge distance from a first connection region 110 to the end face 134 of the copper sheet 100 is the distance a4 in the longitudinal direction z.
  • the copper sheet 100 is preferably materially bonded along the inner edge of the end face 134, preferably by a weld in a second connection region 130 with the outer side 102 of the box profile element 18.
  • the first box section element 18 and the second box section element 18 ' are connected by the substantially V-shaped weld seam 133, which extends along the circumference.
  • the greatest width b2 of the weld 133 lies between the outer side 102 of the upper wall 18d of the first box profile element 18 and the outer side 102 of the upper wall 18d of the second Kastenpro filelements 18 '.
  • the end surfaces 134 of the copper sheets 100 are spaced from each other by a distance bl in the longitudinal direction z, which results from the double distance a5 and is greater than the width b2 in the longitudinal direction z.
  • the gap 132 between the second connection regions 130 is filled with a material that conducts both heat as current comparable or as good as the material of the electrically conductive layer, eg, copper or aluminum.
  • box-section elements 18, 18 ' are preferably first produced with electrically conductive layer 100 and then welded.
  • first box profile elements 18, 18 ' can also be produced and welded without electrically conductive layer 100.
  • the electrically conductive layer 100 may be independently and fastened with other lengths in the z-direction and regardless of the position of the welds 133 over the first connection regions.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the electrode support arm.
  • the same components and sizes as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and will not be described again.
  • the plate-shaped copper sheet 100 is not welded in contrast to the first embodiment, but connected to the outside 102 by a plurality of connecting elements forming the first connecting portions 120.
  • connecting elements nails 121 are preferably used, as they are known for example from DE 10 2004 040 701 B3.
  • the nails 121 have an overall height h5 in the height direction y.
  • the nail head has a height h.3 in the height direction y and the nail shaft has a height h4 in the height direction y.
  • the nail shank 122 has a diameter d10, the nail head has a diameter d11.
  • the nails are durably pressed into the top wall 18d of the box profile member 18 and firmly connect the copper sheet 100 to the outside 102.
  • the nails 121 do not penetrate the walls of the box profile elements 18, 18 'completely. It is further shown that the connecting elements are distributed substantially over the entire copper sheet 100.
  • the nails 121 are arranged in a grid that corresponds to the grid of the first embodiment.
  • the copper sheets 100 For producing a Elektrodentragarms according to the second embodiment, the copper sheets 100, unlike the first embodiment, by shooting nails with connected to the box section 18, 18 '. The nails penetrate the copper sheet 100 and penetrate into the box profile element 18, 18 '.
  • no openings 1 12 must be provided in the copper sheets 100, so that this processing step can be omitted.
  • the nails 121 can be shot in easily and at a fast speed.
  • nails 121 with high thermal conductivity are preferably used.
  • fasteners for example, screws or pins could be used.
  • different nails 121 in particular different lengths and different thickness nails 121 in different areas of the electrode support arm 4 can be used.
  • the arrangement of the individual first connection regions 1 10, 120 to each other can also be done in other raster forms.
  • the individual connection regions 110, 120 may be arranged in rhomboidal patterns relative to one another.
  • the first connection regions 110, 120 can also be arranged in a random pattern relative to one another without screening.
  • the longitudinal edges of the copper sheet 100 may be welded to the box profile element 18, 18 'and / or an adjacent copper sheet 100.
  • the edges on the edges of the electrode support arm and / or those of the copper sheet 100 should be rounded to avoid voltage spikes.
  • the end face 134 of the copper sheets 100 may also be formed bevelled.
  • the electrode support arm can also be designed as a T-carrier or as a carrier designed in any other way.
  • connection elements preferably nails are used.
  • the nails are preferably with special impact or Eintreibmaschinen, as for example from DE 10th 2007 000 25 Al, driven or shot into the electrically conductive layer 100 and the wall 18d.
  • the thickness h1 of the wall of the box profile element 18, 18 'of the electrode support arm in the height direction x or the transverse direction y is ⁇ 30 mm, preferably between 5 and 20 mm, more preferably between 10 and 16 mm, e.g. 11 mm, 13 mm or 15 mm.
  • the thickness h2 of the electrically conductive layer 100 in the height direction x is between 1 and 15 mm, preferably between 3 and 6 mm, more preferably between 4 and 5 mm, e.g. 4 mm, 4.5 mm or 5 mm.
  • the height h3 of the nail head 123 in the height direction x is ⁇ 6 mm, preferably between 1 and 5 mm, more preferably between 2 and 3 mm, e.g. 2 mm, 2.5 mm or 3 mm.
  • the height h4 of the nail shank in the height direction x is 10 to 35 mm, preferably 10 to 20 mm, e.g. 12 mm, 15 mm or 17 mm.
  • the total height h5 of the nail in the height direction x is 1 1 mm to 41 mm, preferably 15 mm to 35 mm, e.g. 15 mm, 19 mm or 21 mm or 23 mm.
  • the height h7 of the electrode support arm in the height direction x is between 600 and 1500 mm, preferably between 800 and 1000 mm, e.g. 800 mm, 900 mm or 1000 mm.
  • the diameter d10 of the rod shank is preferably between 3 mm and 10 mm, more preferably between 3.5 mm and 6 mm, e.g. 4 mm.
  • the width bl in the longitudinal direction z between two end surfaces 134 of the electrically conductive layer 100 is preferably between 10 mm and 70 mm, more preferably between 20 mm and 40 mm, such as e.g. 30 mm.
  • the distances a1, cl of two first connection regions 110 in the longitudinal direction z are between 60 and 220 mm, preferably between 70 and 150 mm, more preferably between 80 and 120 mm, such as 90 mm, 100 mm or 110 mm. It follows that on and the same copper plate 1 OO in the longitudinal direction z preferably at least every 220 mm, a first connection portion 1 10 is provided. Next, it follows that at least one connecting area per circa 200 10 3 mm 2 copper sheet 100 is provided, and that are even with the use of several copper plates 100 of the preferred maximum distance in the longitudinal direction z between two first connection portions 110 on various copper plates 100 , 510 mm.
  • the distance a3 of a first connecting portion 110 to the edge of the second connecting portion 130 is between 60 and 220 mm, preferably between 70 and 150 mm, more preferably between 80 and 120 mm, such as e.g. 90 mm, 100 mm or 1 10 mm ..
  • the lengths a8 and a9 of a box profile element 18, 18 ' are between 500 mm and 4000 mm.
  • the diameter d 1 of a circular opening in the electrically conductive layer 100 is between 10 mm and 40 mm, preferably between 15 mm and 30 mm, more preferably between 15 and 25 mm, e.g. 20 mm.
  • the edge lengths of a rectangular opening in the electrically conductive layer 100 are between 10mm and 25mm for the short side and between 30mm and 80mm for the long side, such as the long side. 18mm x 50mm.
  • the area of a first connection region is between 78 mm 2 and 2000 mm 2 , preferably between 200 mm 2 and 400 mm 2 , such as 314 mm 2 .
  • a ratio of the area of the first connection regions 110, 120 to a total area of the electrically conductive layer 100 is greater than 1% and less than 20%, preferably greater than 3% and less than 15%, more preferably greater than 5% and less than 10 %, such as 6%, 7%, 8% or 9%.
  • a ratio of an area of the first connection areas 110, 120 together with the second connection areas 130 to a total area of the electrically conductive layer 100 is greater than 2% and less than 40%, preferably greater than 3% and less than 30%, more preferably greater than 4% and less than 15%, such as 6%, 9%, 10% or 13%.
  • the thermal conductivity of the electrically conductive layer 100 and the filler material for the first and second connection regions 110, 130 is> 200 W / (mK), preferably> 300 W / (mK), more preferably> 350 W / (mK), such as eg 350 W / (m K) and 380 W / (m-K).
  • the electrical conductivity of the electrically conductive layer 100 and the filler material for the first and second connection regions 110, 130 is> 30 10 6 S / m, preferably> 35-10 6 S / m and more preferably> 50- 10 6 S / m, such as 56 10 6 S / m or 58-10 6 S / m.

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Abstract

Elektrodentragarm mit einer elektrisch leitenden Schicht (100) an wenigstens einer Außenseite des Elektrodentragarms (4), bei dem die elektrisch leitende Schicht ein Blech aus einem ersten Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit ≥ 30⋅106 S/m und einer Wärmeleitfähigkeit ≥ 200 W/(m⋅K) ist, das über eine Mehrzahl von Verbindungsbereichen (110, 120) an der Außenseite des Elektrodentragarms und in wärmeleitendem Kontakt mit demselben befestigt ist.

Description

Elektrodentragarm mit lokal befestigtem Stromleiter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen, insbesondere einen Lichtbogenofen.
Aus der EP 0 184 140 A2 ist ein Lichtbogenofen bekannt, bei dem der Elektrodenarm wenigstens auf einem Teil seiner Außenseite mit einer elektrisch gut leitenden Schicht, z.B. aus Kupfer oder Aluminium versehen ist. Diese Schicht ist aufplattiert und dient als Hochstromleiter für den Elektrodenstrom.
Solche Elektrodentragarme dienen sowohl zum Halten einer Elektrode als auch zum Leiten von Strom zu der Elektrode. Sie erfahren zum einen eine mechanische Belastung durch das Gewicht der Elektrode und des Elektrodentragarms selbst und zum anderen eine thermische Belastung. Daher werden Elektrodentragarme meist als Hohlprofil ausgeführt, in dem Kühlmittelkanäle vorgesehen sind, so dass der Elektrodentragarm gekühlt werden kann.
Aus der der DE 1 565 382 ist ein Elektrodenarm bekannt, bei dem die Stromzufuhr zur Elektrode über eine den Elektrodenarm vollständig umgebende Hülse sichergestellt wird. Die Hülse kann isoliert oder in leitender Verbindung mit dem Elektrodenarm sein.
Aus der EP 1 901 585 Al, der DE 42 36 158 Cl, der EP 0 061 612 Al, und der DE 10 2006 027 648 Al sind weitere Elektrodentragarme bekannt.
Die Herstellung solcher Elektrodentragarm ist aufwendig.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anpassung eines Elektrodentragarms für einen metallurgischen Ofen wie einen Lichtbogenofen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Elektrodentragarm nach Anspruch 1 oder 3. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird eine Stromleitungsanpassung aus einzelnen Bauelementen, wie Stahlblech und Kupferblech, ohne die Nachteile von Stromschienen etc. ermöglicht. Gleichzeitig wird die Fertigung flexibler und kostengünstiger. Durch die Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen wird ein guter Kontakt zwischen Außenseite und Blech, das z.B. aus Stahl bzw. Kupfer besteht und damit eine gute Wärmeleitung sichergestellt.
Das kostenintensive und aufwändige Plattieren kann ersetzt werden, insbesondere durch Aufbringen kostengünstiger Standard-Kupferplatten.
Die durch die Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen fest mit der Tragstruktur verbundene elektrisch leitende Schicht wird über die ersten Verbindungsbereiche von dem gekühltem Elektrodentragarm gekühlt.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Elektrodentragarms nach einer ersten
Ausführungsform senkrecht zur Längsrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Teil eines Elektrodentragarms aus Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Teils eines Elektrodentragarms nach einer zweiten
Ausführungsform senkrecht zur Längsrichtung;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Elektrodentragarms nach der ersten Ausführungsform;
Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Lichtbogenofens; und
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Elektrodentragarme des Ofens aus Fig. 5.
Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Lichtbogenofen 1 mit drei etwa parallel zueinander angeordneten Elektrodentragarmen 2, 3, 4, von denen in der Schnittdarstellung nach Fig. 5 nur die Elektrodentragarme 3 und 4 dargestellt sind. Die Elektrodentragarme 2, 3, 4 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 der Elektrodenarme 2, 3, 4 weist eine Elektrodeneinspannvorrichtung 8 auf, die eine Kontaktbacke 9 enthält, die sich am Elektrodenarm abstützt, 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 Elektrodentragarme 2, 3, 4 weisen ein kastenförmiges Profil 18 (siehe Fig. 4) auf und können neben Kühlkanälen für eine Kühlflüssigkeit, wie Wasser, eine Einrichtung zum Betätigen der Elektrodeneinspannvorrichtung aufweisen. Einzelheiten eines entsprechenden beispielhaften Aufbaus der Elektrodenarme 2,3,4 und der Einspanneinrichtung 8 können der EP 0 184 140 A2 entnommen werden.
Bei dem Beispiel aus Fig. 5, 6 sind die Elektrodentragarme 2 und 4 auf ihrer gesamten Länge, der mittlere Elektrodentragarm nur auf einem Teil seiner Länge an einer Mehrzahl der Außenseiten des Kastenprofils vom elektrodenseitigen Ende aus mit einer elektrisch gut leitenden Schicht 100 aus Kupfer oder Aluminium versehen, die in den Figuren 5 und 6 jeweils nur am Ende der betreffenden Schicht schraffiert dargestellt ist. Die elektrisch leitende Schicht 100 wird durch Aufplattieren von Kupfer aufgebracht. Auf dem mittleren Elektrodentragarm 3 ist mittels Stützarmen 13 eine Hochstromrohr 14 befestigt, welches in dem mit der elektrisch gut leitenden Schicht 12 versehenem Bereich des Elektrodentragarms 3 mit diesem elektrisch verbunden ist. Am dem Ende der Elektrodentragarme 2 und 4 und des Hochstromrohres 14, das der jeweiligen Elektrode abgewandt ist, sind Anschlussklemmen 15 für Hochstromkabel 16 vorgesehen, die mit einem nicht dargestellten Transformator verbunden sind und den Strom für die Elektroden 10 zufuhren. Die Elektrodentragarme 2 bis 4 sind jeweils elektrisch isoliert an der zugehörigen Hubsäule 5 mittels Schraubbolzen befestigt. Die Isolation ist in Fig. 5 durch eine Isolierplatte 17 angedeutet.
Für die Erfindung kommt es auf die genaue Ausgestaltung der Einbauten des Elektrodentragarms und die Stromzufuhr zu dem Elektrodentragarm nicht an.
Der Elektrodentragarm 4 bei der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform weist an mehreren der vier Außenseiten in der Längsrichtung eine elektrisch leitende Schicht 100 auf. Es wäre aber auch ausreichend, wenn die elektrisch leitende Schicht 100 nur auf einer Außenseite (bevorzugt der oberen), oder 2 oder 3 der Außenseiten ausgebildet ist. Unter einer Außenseite soll jeweils die Seite einer Wand eines Profilkörpers verstanden werden, die dem Innenraum in dem Profilkörper abgewandt ist. Ein Profilkörper mit recheckigem Querschnitt weist daher vier Außenseiten, die sich in der Längsrichtung erstrecken, auf.
Nachfolgend wird beispielhaft ein Elektrodentragarm beschrieben, bei dem eine elektrisch leitende Schicht 100 auf der oberen Außenseite 102 ausgebildet ist.
In den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen ist der Elektrodentragarm durch ein rechteckiges Kastenprofil 19, das sich in einer Längsrichtung z mit einer Länge a7 erstreckt, ausgebildet. Das rechteckige Kastenprofil 19 weist eine untere Wand 18a und eine obere Wand 18d und zwei Seitenwände 18b, 18c auf, die die untere und obere Wand 18a, 18d verbinden. Das Kastenprofil 19 weist eine Länge a7 in der Längsrichtung z, eine Breite c7 in einer Querrichtung y, die senkrecht zur Längsrichtung z ist, und eine Höhe h7 in einer Höhenrichtung x, die senkrecht zur Längsrichtung z und senkecht zur Querrichtung y ist, auf. Die Wände 18a, 18b, 18c, 18d weisen jeweils eine Dicke hl auf, können aber auch unterschiedliche Dicken aufweisen.
Die obere Wand 18d weist eine Innenseite 101, die der unteren Wand 18a gegenüberliegend angeordnet ist, und eine Außenseite 102 auf.
Auch die zwei Seitenwände 18b, 18c und die untere Wand 18a weisen jeweils eine Innenseite, die dem der gegenüberliegenden Wand zugewandt ist, und jeweils eine Außenseite, die der gegenüberliegenden Wand abgewandt ist, auf.
Die Wände 18a bis 18d des Kastenprofilelements 18 sind aus Stahlblech ausgebildet und bilden die tragende Struktur der Elektrodentragarme.
Das Kastenprofil 19 kann vorzugsweise aus einem oder einer Mehrzahl von Kastenprofilele- menten 18, 18', die in Längsrichtung z verbunden sind und den obigen Aufbau aufweisen, ausgebildet sein. Die Kastenprofilelemente 18, 18' können dabei mit unterschiedlichen Längen in Längsrichtung z ausgebildet sein. Auf der oberen Außenseite des Elektrodentragarms 2, 3, 4, also der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des ersten Kastenprofilelements 18 ist eine elektrisch leitende Schicht 100 ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 , 2 und 4 wird die Anordnung aus tragender Struktur und Strom leitender Schicht näher beschrieben.
Die elektrisch leitende Schicht 100 erstreckt sich in der Querrichtung y mit vorzugsweise im Wesentlichen derselben Breite c7 wie der Elektrodentragarm. Die elektrisch leitende Schicht 100 weist eine Dicke h2 in der Höhenrichtung x auf.
Die elektrisch leitende Schicht 100 besteht bei der Ausführungsform aus einem plattenförmi- gen Kupferblech 100. Das Kupferblech 100 liegt an der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des ersten Kastenprofilelements 18 an. Das Kupferblech 100 ist so auf dem ersten Kastenprofilelement 18 angeordnet, dass die rechten und linken Ränder in Querrichtung y vorzugsweise mit den Rändern der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des Kastenprofilelements 18 abschließen. Das Kupferblech 100 weist eine Außenfläche 104 auf, die von der Außenseite 102 des Wandblechs 18d abgewandt ist.
An den beiden Enden in der Längsrichtung z weist das Kupferblech 100 je eine Stirnfläche 134 auf.
Das Kupferblech 100 weist eine Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen 110 auf, oder ist besser gesagt mittels der Verbindungsbereiche 110 mit dem oberen Wandblech 18d verbunden. Wie es in den Figuren gezeigt ist, sind die ersten Verbindungsbereiche 1 10 im Wesentlichen über das gesamte Kupferblech 100 verteilt. Die ersten Verbindungsbereiche 110 weisen jeweils eine kreisrunde, durchgehende Öffnung 112 mit einem Durchmesser dl auf.
Jede durchgehende Öffnung 112 eines ersten Verbindungsbereichs 110 weist am unteren Rand der Öffnungen eine Innenkante auf, die der Außenseite 102 des Kastenprofilelements 18 zugewandt ist. Das Kupferblech 100 ist an den Innenkanten der Öffnungen 112 jeweils durch eine stoffschlüssige Verbindung 111 mit der oberen Wand 18d des Kastenprofilelements 18 verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung ist bevorzugt eine Schweißnaht 111. Die Schweißnaht 1 11 verläuft jeweils entlang der inneren Umfangskante der Öffnung, die der Außenseite 102 des Kastenpro fϊlelements 18 zugewandt ist. Die Öffnungen 112 sind in den übrigen Bereichen mit einem Material, das Wärme gut leitet, vorzugsweise Kupfer oder Aluminium, vollständig gefüllt.
Jeder der ersten Verbindungsbereiche 110 ist mit einem Mindestabstand z zu dem nächstlie- genden benachbarten Verbindungsbereich 110 angeordnet. Die Verbindungsbereiche 1 10 auf dem Kupferblech 100 sind in einem Raster angeordnet. Das Raster besteht aus einem rechtwinkligen, vorzugsweise quadratischen Gitter, bei dem zusätzlich ein zentraler erster Verbindungsbereich 1 10 auf der Kreuzung der Diagonalen angeordnet ist.
Das rechtwinklige Gitter des Rasters weist in Längsrichtung z einen Abstand al der Gitterpunkte auf. D.h. zwei benachbarte erste Verbindungsbereiche 110 weisen einen Randabstand a2 in der Längsrichtung z auf.
Das rechtwinklige Gitter des Rasters weist in Querrichtung y einen Abstand cl der Gitterpunkte auf. D.h. zwei benachbarte erste Verbindungsbereiche 1 10 weisen einen Randabstand c2 in der Querrichtung y auf.
In der Diagonalrichtung des rechtwinkligen Gitters sind die Mittelpunkte zweier benachbarter erster Verbindungsbereiche 110 mit einem Abstand zl beabstandet. D.h. zwei benachbarte erste Verbindungsbereiche 1 10 weisen einen Randabstand z2 in der Diagonalrichtung auf.
Die Mittelpunkte der in der Querrichtung y am nächsten am Rand des Kupferblechs 100 liegenden Verbindungsbereiche 1 10 weisen einen Abstand c5 vom Rand auf. D.h. der Randabstand zwischen einem ersten Verbindungsbereich 110 und dem Rand des Kupferblechs 100 ist der Abstand c6 in der Querrichtung y.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts des Elektrodentragarms 2, 3, 4. Der Abschnitt wird von zwei miteinander verbundenen Kastenprofilelementen 18, 18' gebildet. Das erste Kastenpro filelement 18 weist eine Länge a8 in Längsrichtung z auf. Das zweite Kastenprofilelement 18' weist eine Länge a9 in Längsrichtung z auf. Das erste Kastenprofilelement 18 und das zweite Kastenprofilelement 18' sind durch eine umlaufende Schweißnaht 133 miteinander verbunden.
Wie in Fig. 1 gut zu erkennen ist, ist das Kupferblech 100 so ausgebildet und angeordnet, dass die Stirnfläche 134 vor dem Verschweißen der benachbarten Kastenprofilelemente 18, 18' jeweils einen Abstand a5 in Längsrichtung z von einem ersten Ende der oberen Wand 18d in Längsrichtung z aufweist. Dieser Abstand erlaubt das problemlose Verschweißen der benachbarten Kastenprofilelemente 18, 18' mittels der Schweißnaht 133, da der entsprechende Teil der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des Kastenprofilelements 18 nicht von dem Kupferblech 100 bedeckt wird.
Die Mittelpunkte der ersten Verbindungsbereiche 110 sind mit einem Abstand a3 in Längsrichtung z zu der Stirnfläche 134 des Kupferblechs 100 angeordnet. D.h. der Randabstand von einem ersten Verbindungsbereich 110 zu der Stirnfläche 134 des Kupferblechs 100 ist der Abstand a4 in Längsrichtung z.
Das Kupferblech 100 ist vorzugsweise entlang der inneren Kante der Stirnfläche 134 stoffschlüssig, vorzugsweise durch eine Schweißnaht in einem zweiten Verbindungsbereich 130 mit der Außenseite 102 des Kastenprofilelements 18 verbunden.
Die Anordnung und der Aufbau der ersten und zweiten Verbindungsbereiche 110, 130 auf dem zweiten Kastenprofilelement 18' erfolgt analog wie bei dem ersten Kastenprofilelement 18.
Das erste Kastenprofilelement 18 und das zweite Kastenprofilelement 18' sind durch die im Querschnitt im Wesentlichen V-förmige Schweißnaht 133, die sich entlang des Umfangs erstreckt, verbunden. Die größte Breite b2 der Schweißnaht 133 liegt zwischen der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des ersten Kastenprofilelements 18 und der Außenseite 102 der oberen Wand 18d des zweiten Kastenpro filelements 18'.
Die Stirnflächen 134 der Kupferbleche 100 sind mit einem Abstand bl in der Längsrichtung z voneinander beabstandet, die sich aus dem doppeltem Abstand a5 ergibt und größer als die Breite b2 in Längsrichtung z ist. Der Zwischenraum 132 zwischen den zweiten Verbindungsbereichen 130 wird mit einem Material gefüllt, das sowohl Wärme als Strom vergleichbar oder ähnlich gut wie das Material der elektrisch leitenden Schicht leitet, z.B. Kupfer oder Aluminium.
Zum Herstellen eines solchen Elektrodentragarms werden bevorzugt zuerst Kastenprofilelemente 18, 18' mit elektrisch leitender Schicht 100 hergestellt und dann verschweißt. Alternativ können auch zuerst Kastenpro filelemente 18, 18' ohne elektrisch leitende Schicht 100 hergestellt und verschweißt werden. Dann kann die elektrisch leitende Schicht 100 unabhängig und mit anderen Längen in z-Richtung und unabhängig von der Position der Schweißnähte 133 über die ersten Verbindungsbereiche befestigt werden.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausfuhrungsform des Elektrodentragarms. Gleiche Bauteile und Größen wie bei der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen benannt und nicht noch einmal beschrieben.
Das plattenförmige Kupferblech 100 ist im Gegensatz zur ersten Ausführungsform nicht aufgeschweißt, sondern durch eine Mehrzahl von Verbindungselementen, die die ersten Verbindungsbereiche 120 ausbilden, mit der Außenseite 102 verbunden. Als Verbindungselemente sind vorzugsweise Nägel 121 eingesetzt, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2004 040 701 B3 bekannt sind. Die Nägel 121 weisen eine Gesamthöhe h5 in die Höhenrichtung y auf. Der Nagelkopf hat eine Höhe h.3 in der Höhenrichtung y und der Nagelschaft eine Höhe h4 in der Höhenrichtung y. Der Nagelschaft 122 weist einen Durchmesser dlO auf, der Nagelkopf weist einen Durchmesser dl 1 auf. Die Nägel sind dauerhaltbar in die obere Wand 18d des Kastenpro filelements 18 eingepresst und verbinden das Kupferblech 100 fest mit der Außenseite 102. Entsprechend der gezeigten Ausführungsform durchdringen die Nägel 121 die Wände der Kastenprofilelemente 18, 18' nicht vollständig. Weiter ist gezeigt, dass die Verbindungselemente im Wesentlichen über das gesamte Kupferblech 100 verteilt sind.
Die Nägel 121 sind in einem Gitter angeordnet, das dem Gitter der ersten Ausführungsform entspricht.
Zur Herstellung eines Elektrodentragarms nach der zweiten Ausführung, werden die Kupferbleche 100, im Unterschied zur ersten Ausführungsform, durch Einschießen von Nägeln mit dem Kastenprofil 18, 18' verbunden. Die Nägel durchdringen das Kupferblech 100 und dringen in das Kastenprofilelement 18, 18' ein.
In der zweiten Ausführungsform müssen keine Öffnungen 1 12 in den Kupferblechen 100 vorgesehen werden, so dass dieser Bearbeitungsschritt entfallen kann. Zusätzlich können die Nägel 121 einfach und mit schneller Geschwindigkeit eingeschossen werden.
Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit werden vorzugsweise Nägel 121 mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet.
Als Verbindungselemente könnten beispielsweise auch Schrauben oder Stifte verwendet werden. Des Weiteren können unterschiedliche Nägel 121, insbesondere unterschiedlich lange und unterschiedlich dicke Nägel 121 in unterschiedlichen Bereichen des Elektrodentragarms 4 verwendet werden.
Die Anordnung der einzelnen ersten Verbindungsbereiche 1 10, 120 zueinander kann auch in anderen Rasterformen erfolgen. Beispielsweise können die einzelnen Verbindungsbereiche 110, 120 in rautenförmigen Rastern zueinander angeordnet sein. Die ersten Verbindungsbereiche 110, 120 können auch ohne Rasterung in einem zufälligen Muster zueinander angeordnet sein.
Die Längsränder des Kupferblechs 100 können mit dem Kastenprofilelement 18, 18' und/oder einem benachbarten Kupferblech 100 verschweißt sein. Die Kanten an den Rändern des Elektrodentragarms und/oder die des Kupferblechs 100 sollten zur Vermeidung von Spannungsspitzen abgerundet sein.
Die Stirnfläche 134 der Kupferbleche 100 kann auch abgeschrägt ausgebildet sein.
Der Elektrodentragarm kann auch als T-Träger oder als ein in beliebiger anderer Art ausgeführter Träger ausgebildet sein.
Als Verbindungselemente werden vorzugsweise Nägel verwendet. Die Nägel werden vorzugsweise mit speziellen Einschlag- bzw. Eintreibmaschinen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2007 000 25 Al bekannt sind, in die elektrisch leitenden Schicht 100 und die Wand 18d eingetrieben oder eingeschossen.
Die Dicke hl der Wand des Kastenpro filelements 18, 18' des Elektrodentragarms in der Höhenrichtung x oder der Querrichtung y ist < 30 mm, bevorzugt zwischen 5 und 20 mm, noch bevorzugter zwischen 10 und 16 mm, wie z.B. 11 mm, 13 mm oder 15 mm.
Die Dicke h2 der elektrisch leitenden Schicht 100 in der Höhenrichtung x liegt zwischen 1 und 15 mm, bevorzugt zwischen 3 und 6 mm, noch bevorzugter zwischen 4 und 5 mm, wie z.B. 4 mm, 4,5 mm oder 5 mm.
Die Höhe h3 des Nagelkopfes 123 in der Höhenrichtung x ist < 6 mm, bevorzugt zwischen 1 und 5 mm, noch bevorzugter zwischen 2 und 3 mm, wie z.B. 2 mm, 2,5 mm oder 3 mm.
Die Höhe h4 des Nagelschaftes in der Höhenrichtung x ist 10 bis 35 mm, bevorzugt 10 bis 20 mm, wie z.B. 12 mm, 15 mm oder 17 mm.
Die Gesamthöhe h5 des Nagels in der Höhenrichtung x beträgt 1 1 mm bis 41 mm, bevorzugt 15 mm bis 35 mm, wie z.B. 15 mm, 19 mm oder 21 mm oder 23 mm.
Die Höhe h7 des Elektrodentragarms in der Höhenrichtung x liegt zwischen 600 und 1500 mm, bevorzugt zwischen 800 und 1000 mm, wie z.B. 800 mm, 900 mm oder 1000 mm.
Der Durchmesser dlO des Nageschaftes ist bevorzugt zwischen 3 mm und 10 mm, noch bevorzugter zwischen 3,5 mm und 6 mm, wie z.B. 4 mm.
Die Breite bl in der Längsrichtung z zwischen zwei Stirnflächen 134 der elektrisch leitenden Schicht 100 ist bevorzugt zwischen 10 mm und 70 mm, noch bevorzugter zwischen 20 mm und 40 mm, wie z.B. 30 mm.
Die Abstände al, cl zweier erster Verbindungsbereiche 110 in der Längsrichtung z liegen zwischen 60 und 220 mm, bevorzugt zwischen 70 und 150 mm, noch bevorzugter zwischen 80 und 120 mm, wie z.B. 90 mm, 100 mm oder 110 mm. Hieraus ergibt sich, dass auf ein und derselben Kupferplatte 1 OO in der Längsrichtung z bevorzugt mindestens alle 220 mm ein erster Verbindungsbereich 1 10 vorgesehen ist. Weiter ergibt sich, dass mindestens ein Verbindungsbereich pro circa 200- 103 mm2 Kupferblech 100 vorgesehen ist und, dass auch bei der Verwendung mehrerer Kupferplatten 100 der bevorzugte maximale Abstand in der Längsrichtung z zwischen zwei ersten Verbindungsbereichen 110, die auf verschiedenen Kupferplatten 100 liegen, 510 mm beträgt.
Der Abstand a3 eines ersten Verbindungsbereichs 1 10 zu dem Rand des zweiten Verbindungsbereich 130 liegt zwischen 60 und 220 mm, bevorzugt zwischen 70 und 150 mm, noch bevorzugter zwischen 80 und 120 mm, wie z.B. 90 mm, 100 mm oder 1 10 mm..
Die Längen a8 und a9 eines Kastenprofilelements 18, 18' liegen zwischen 500 mm und 4000 mm.
Der Durchmesser dl einer kreisrunden Öffnung in der elektrisch leitenden Schicht 100 liegt zwischen 10 mm und 40 mm, bevorzugt zwischen 15 mm und 30 mm, noch bevorzugter zwischen 15 und 25 mm, wie z.B. 20 mm.
Die Kantenlängen einer rechteckigen Öffnung in der elektrisch leitenden Schicht 100 liegt zwischen 10 mm und 25 mm für die kurze Seite und zwischen 30 mm und 80 mm für die lange Seite, wie z.B. 18 mm x 50 mm.
Der Fläche eines ersten Verbindungsbereichs liegt zwischen 78 mm2 und 2000 mm2, bevorzugt zwischen 200 mm2 und 400 mm2, wie z.B. 314 mm2.
Ein Verhältnis der Fläche der ersten Verbindungsbereiche 110, 120 zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht 100 ist größer als 1 % und kleiner als 20 %, bevorzugt größer als 3 % und kleiner als 15 %, noch bevorzugter größer als 5 % und kleiner als 10 %, wie z.B. 6 %, 7 %, 8 % oder 9 %.
Ein Verhältnis einer Fläche der ersten Verbindungsbereiche 110, 120 zusammen mit den zweiten Verbindungsbereichen 130 zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht 100 ist größer als 2 % und kleiner als 40 %, bevorzugt größer als 3 % und kleiner als 30 %, noch bevorzugter größer als 4 % und kleiner als 15 %, wie z.B. 6 %, 9 %, 10 % oder 13 %.
Die Wärmeleitfähigkeit der elektrisch leitenden Schicht 100 und des Verfullmaterials für die ersten und zweiten Verbindungsbereiche 110, 130 ist > 200 W/(m-K), bevorzugt > 300 W/(m K), noch bevorzugter >350 W/(m K), wie z.B. 350 W/(m K) und 380 W/(m-K).
Die elektrische Leitfähigkeit der elektrisch leitenden Schicht 100 und des Verfullmaterials für die ersten und zweiten Verbindungsbereiche 110, 130 ist > 30 106 S/m, bevorzugt > 35-106 S/m und noch bevorzugter > 50- 106 S/m, wie z.B. 56 106 S/m oder 58-106 S/m.
Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Merkmale die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, dazu gedacht sind, getrennt und unabhängig voneinander zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung, unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen, offenbart zu werden. Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Gesamtheiten jeden möglichen Zwischenwert und jede Zwischengesamtheit zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren.
Bezugszeichenliste
1 Lichtbogenofen
2 Elektrodentragarm
3 Elektrodentragarm
4 Elektrodentragarm
5 Hubsäulen
6 Portal
7 Achse
8 Elektrodeneinspannvorrichtung
9 Kontaktbacke
10 Elektrode
18 erstes Kastenprofilelement
18 ' zweites Kastenprofilelement
18a untere Wand eines Kastenprofilelements
18b Seitenwand eines Kastenprofilelements
18c Seitenwand eines Kastenprofilelements
18d obere Wand eines Kastenprofilelements
19 Kastenprofil
100 Kupferblech
101 Innenseite des ersten Kastenprofilelements
102 Außenseite des ersten Kastenprofilelements 104 Außenfläche des Kupferblechs
1 10 erster Verbindungsbereich
1 1 1 Schweißnaht
112 mit Wärme leitendem Material verfüllte Öffnung
120 erster Verbindungsbereich
121 Nagel
122 Nagelschaft
123 Nagelkopf
130 zweiter Verbindungsbereich
131 Schweißnaht
132 elektrisch und Wärme leitende Füllung 133 Schweißnaht
134 Stirnfläche des Kupferblechs

Claims

Patentansprüche
1. Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen, mit
einer elektrisch leitenden Schicht (100) an wenigstens einer Außenseite des Elektrodentragarms (4),
bei dem
die elektrisch leitende Schicht (100) ein Blech aus einem ersten Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit > 30 106 S/m und einer Wärmeleitfähigkeit > 200 W/(m K) ist, das über eine Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (1 10, 120) an der Außenseite des Elektrodentragarms (4) und in wärmeleitendem Kontakt mit demselben befestigt ist.
2. Elektrodentragarm, nach Anspruch 1, bei dem das Verhältnis einer Fläche der ersten Verbindungsbereiche zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht größer als 1 % und kleiner als 20 % ist.
3. Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen, mit
einer elektrisch leitenden Schicht (100) an wenigstens einer Außenseite des Elektrodentragarms (4),
bei dem
die elektrisch leitende Schicht (100) über eine Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (1 10, 120) an der Außenseite des Elektrodentragarms (4) und in wärmeleitendem Kontakt mit demselben befestigt ist und das Verhältnis einer Fläche der Verbindungsbereiche zu einer Gesamtfläche der elektrisch leitenden Schicht größer als 1 % und kleiner als 20 % ist.
4. Elektrodentragarm für einen metallurgischen Ofen nach Anspruch 3, bei dem
die elektrisch leitende Schicht (100) ein plattenförmiges Blech aus einem ersten Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit > 30- 106 S/m und einer Wärmeleitfähigkeit > 200 W/(m-K) ist.
5. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der sich in eine Längsrichtung z erstreckt und eine Höhe (h7) in einer Höhenrichtung (x), die senkrecht zur Längsrichtung (z) ist und eine Breite (c7) in einer Querrichtung (y), die senkrecht zur Höhenrichtung (x) und zur Längsrichtung (z) ist, aufweist,
bei dem die Außenseite von einer Außenseite eines Metallblechs gebildet wird, das eine erste Dicke (hl) senkrecht zur Längsrichtung (z) aufweist, die < 30 mm ist.
6. Elektrodentragarm nach einem der Anspruch 1 bis 5, bei dem der Elektrodentragarm (4) und die elektrisch leitende Schicht (100) in einem oder mehreren aus der Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (110, 120) durch die leitende Schicht durchdringende Verbindungselemente (121) verbunden sind.
7. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die elektrisch leitenden Schicht (100) in einem oder mehreren aus der Mehrzahl von ersten Verbindungsbereichen (110, 120) eine durchgehende Öffnung aufweist, an deren Rand der Elektrodentragarm (4) und die elektrisch leitende Schicht (100) stoffschlüssig verbunden sind.
8. Elektrodentragarm nach Anspruch 7, bei dem der Elektrodentragarm (4) und die elektrisch leitenden Schicht (100) an dem Rand der durchgehenden Öffnung verschweißt sind.
9. Elektrodentragarm nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Öffnung in der elektrisch leitenden Schicht (100) mit Material (112) mit einer Wärmeleitfähigkeit > 200 W/(m-K) gefüllt ist.
10. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die ersten Verbindungsbereiche (110, 120) einen Abstand (cl, a2, z) von dem jeweiligen nächstlie- genden ersten Verbindungsbereich von 40mm bis 200mm aufweisen.
1 1. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die elektrisch leitende Schicht aus einer Mehrzahl von Blechen (100) besteht, die miteinander verbunden sind.
12. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Elektrodentragarm (4) modular aufgebaut ist.
13. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem zwischen der elektrisch leitenden Schicht (100) und der Außenseite des Elektrodentragarms (4) in den Bereichen zwischen den ersten Verbindungsbereichen (110, 120) ein Wärme leitendes Mittel vorgesehen ist.
14. Elektrodentragarm nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem
die elektrisch leitenden Schicht (100) eine zweite Dicke (h2) von 1 bis 15 mm aufweist.
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