ES2306286T3 - Dispositivo de seguridad para detectar rupturas de electrodo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de seguridad (1) para detectar una ruptura de electrodo en un horno de arco eléctrico, en donde está fijado un electrodo (6) a un brazo soporte de electrodo (4), en donde en un conducto que está relleno de un medio que está sometido a una presión constante, se produce una caída de presión en el caso de una ruptura de electrodo, que se detecta como señal de aviso, caracterizado porque el conducto (7a-d, 3) está integrado en una pieza constructiva de protección, que está dispuesta por debajo del brazo soporte de electrodo (4) sobre el mismo, en donde en el caso de una ruptura de electrodo a causa del arco eléctrico producido resulta dañado el conducto (7a-d, 3) y se produce la caída de presión.
Description
Dispositivo de seguridad para detectar rupturas
de electrodo.
La invención se refiere a un dispositivo de
seguridad para detectar una ruptura de electrodo en un horno de
arco eléctrico, en donde está fijado un electrodo a un brazo soporte
de electrodo. Se genera una señal de aviso para detectar la ruptura
de electrodo por medio de que en el caso de un conducto, que esté
relleno de un medio que está sometido a una presión constante, se
produce una caída de presión en el caso de una ruptura de
electrodo.
Los hornos de arco eléctrico se utilizan como
conjuntos de fusión para producir en especial acero. Para esto se
llena el horno de arco eléctrico desde arriba, con la tapa basculada
hacia fuera, con chatarra y otros materiales de aplicación, y deja
que se funda la carga con el arco eléctrico de los electrodos que
penetran en el horno a través de la tapa. Los electrodos están
fijados a brazos soporte de electrodo y se ajustan posteriormente
de forma correspondiente a la cremación. Los brazos soporte de
electrodo como sujeciones para los electrodos son normalmente
conductores de corriente y garantizan de este modo el flujo de
corriente en los electrodos.
En estos hornos de arco eléctrico, en especial
hornos de fusión por arco eléctrico, no puede evitarse que una y
otra vez durante el funcionamiento se rompan los electrodos de
grafito que conducen corriente y, como consecuencia de ello, se
enciende un arco eléctrico de mayor potencia entre el brazo soporte
de electrodo y la pieza residual del electrodo que se enchufa en el
horno. Por medio de esto pueden causarse daños al brazo soporte de
electrodo, que son también causa de interrupciones de producción más
largas.
Se conocen diferentes métodos de protección
contra ruptura para electrodos. Según el documento DE 31 14 145 A1
se reducen las cargas sobre el propio electrodo mediante un
amortizador de oscilaciones. Otros métodos trabajan con la
detección de variaciones del sistema, que se utilizan como señal de
aviso.
El documento DE 28 13 739 A1 se basa por ejemplo
en que un circuito vigila la corriente a través del electrodo y en
que se genera una señal de aviso, que indica la ruptura de electrodo
cuando la interrupción del flujo de corriente se supera durante un
periodo de tiempo predeterminado.
Además de esto se conoce mediante el documento
GB 2 037 549 A del género expuesto un electrodo refrigerado por
agua, en el que está previsto un seguro contra ruptura neumático. A
través de unos conductos correspondientes, que están dispuestos
axialmente en el cuerpo interior del electrodo y que recorren una
región de transición en la superficie de unión frontal entre el
manguito metálico y la pieza de desgaste, se lleva gas inerte hasta
esta superficie de unión. Con ello se aplica una presión constante,
y una bajada de la presión sirve de señal de la ruptura de la pieza
de desgaste del electrodo. Este sistema presenta el inconveniente de
que no puede utilizarse ningún electrodo habitual, sino que el
electrodo tiene que dotarse de conductos que circulan en su
interior.
Partiendo de aquí la invención se ha impuesto la
tarea de proponer un dispositivo de seguridad para detectar una
ruptura de electrodo, con el que se superen los inconvenientes del
estado de la técnica. Se quiere conseguir en especial un
dispositivo de seguridad eficaz, que pueda utilizarse con electrodos
habituales.
Esta tarea es resuelta mediante el dispositivo
con las particularidades de la reivindicación 1. En las
reivindicaciones subordinadas se describen perfeccionamientos
ventajosos.
El núcleo de la invención es que un conducto
llenado con un medio que, en el caso de una ruptura de electrodo
experimenta una caída de presión, no está integrado en el propio
electrodo, sino que está dispuesto por debajo del electrodo sobre
el brazo soporte de electrodo como dispositivo aparte en el sentido
de una pieza constructiva de protección aparte. Esto tiene la
ventaja de que también pueden reequiparse con este sistema
dispositivos existentes.
El brazo soporte de electrodo presenta como
pieza constructiva de protección, con preferencia, una placa
protectora contra radiaciones en la que está integrado el conducto
sometido a presión, que está cerrado por un extremo. A este
conducto se aplica con preferencia aire. En el caso de una ruptura
de electrodo, como consecuencia de lo cual se configura un arco
eléctrico hacia el brazo soporte de electrodo, se perfora por
combustión un orificio en la placa protectora contra radiaciones y
con ello en el conducto sometido a presión. La presión decae y de
este modo está disponible una señal para la desconexión de la
energía de fusión.
Según un perfeccionamiento de la invención el
electrodo está circundado por un conducto anular, en donde el
anillo, que no está configurado de forma pasante, aloja el medio
sometido a presión y actúa como pieza constructiva de protección de
forma correspondiente a la placa de protección contra radiaciones.
Se recomienda unir el anillo a la placa protectora contra
radiaciones y, de este modo, conducir el sistema de detección o
conducción cerca del cuerpo de electrodo.
Asimismo la placa de radiación puede unirse al
anillo de pulverización para refrigerar el cuerpo de electrodo.
Mediante el dispositivo de seguridad según la
invención pueden impedirse con seguridad daños mayores al brazo
soporte de electrodo y evitarse interrupciones de producción. La
placa protectora contra radiaciones dañada o el anillo dañado
pueden repararse o sustituirse fácilmente durante el siguiente
servicio de mantenimiento por turnos.
Se deducen detalles y ventajas adicionales de la
invención de las reivindicaciones subordinadas y de la siguiente
descripción, en la que se explican con más detalle las formas de
ejecución de la invención representadas en las figuras. Con ello
son esenciales para la invención, aparte de las combinaciones de
particularidades citadas anteriormente, también particularidades
aisladas o en otras combinaciones.
Aquí muestran:
la figura 1 un brazo soporte de electrodo con
una disposición de grapas para un electrodo así como el dispositivo
de seguridad conforme a la invención con una placa protectora contra
radiaciones con un primer modelo de recorrido de conducto;
la figura 2 un corte a través del dispositivo de
seguridad con una placa protectora contra radiaciones con un
segundo modelo de recorrido de conducto;
la figura 3 un corte a través del dispositivo de
seguridad así como un anillo de protección dispuesto encima;
la figura 4 una vista lateral sobre el
dispositivo de seguridad con un anillo de pulverización;
la figura 5 la vista x de la figura 4.
La figura 1 muestra un dispositivo de seguridad
1 para detectar una ruptura de electrodo, que se compone de una
placa protectora contra radiaciones 2 y de un anillo de
pulverización 14. La placa protectora contra radiaciones 2 está
fijada al brazo soporte de electrodo 4, que soporta un electrodo 6 a
través de una disposición de grapas 5 (véase la figura 4). El
electrodo 6 se retiene a través de una contera de contacto
conformada de forma correspondiente (no mostrada) y se alimenta con
corriente. El brazo soporte de electrodo 4 sobresale del horno de
arco eléctrico no mostrado aquí.
En la placa protectora contra radiaciones 2 en
la chapa protectora contra radiaciones está integrado un conducto
7a de un primer modelo. Para este conducto 7a sólo está prevista una
entrada 8 y ninguna salida. A través de la entrada 8 se aplica aire
a la tubería 7 y se ajusta una presión constante. La propia tubería
7a discurre a lo largo de los bordes 9 de la placa protectora
contra radiaciones 2, para introducirse después en el centro 10 de
la placa 2, para terminar allí.
Un segundo modelo de recorrido de conducto se ha
representado en la figura 2. En el caso de esta variante el
conducto de detección 7b está integrado en la placa protectora
contra radiaciones 2 y se alimenta a través del conducto de
alimentación 11 aquí mostrado. El conducto 7b se prolonga
helicoidalmente en la placa protectora contra radiaciones 2. De
este modo se alcanza una elevada medida de cobertura del conducto 7b
con relación a la superficie de placa, de tal modo que en caso de
avería una región de conducto es alcanzada con elevada probabilidad
por el arco eléctrico. El propio conducto 7b termina de nuevo en la
región central 10 de la placa protectora contra radiaciones 2.
Sobre la placa protectora contra radiaciones 2 está dispuesto un
anillo de pulverización 14.
La forma de ejecución según la figura 3 muestra
que la tubería 7c de la placa protectora contra radiaciones 2, a la
que se aplica aire, se extiende por dentro de la tubería de un
anillo 3 dispuesto en la misma. El conducto discurre en forma de
meandro a través de la placa protectora contra radiaciones 2 y
termina en los dos extremos de anillo 12, 13, que no están unidos
entre sí. El conducto está sometido en total a presión.
La figura 4 muestra una variante de conducto, en
la que una placa protectora contra radiaciones 2 está dotada de un
anillo 3 y de un anillo de pulverización 14 dispuesto desplazado en
altura. El anillo 3 está dispuesto por encima del anillo de
pulverización 14.
El modo de funcionamiento del dispositivo de
seguridad es el siguiente. Siempre que se rompe un electrodo se
produce el arco eléctrico entre el extremo roto del electrodo y del
brazo soporte de electrodo. El arco eléctrico perfora por
combustión un orificio en el conducto en la placa protectora contra
radiaciones y/o en el anillo. Se produce una caída de presión, que
se detecta como señal para el caso de avería, en donde puede
desconectarse la corriente de fusión.
- 1
- Dispositivo de seguridad
- 2
- Placa protectora contra radiaciones
- 3
- Anillo (conducto anular)
- 4
- Brazo soporte de electrodo
- 5
- Disposición de grapas
- 6
- Electrodo
- 7a
- Conducto
- 7b
- Conducto
- 7c
- Conducto
- 8
- Entrada de conducto
- 9
- Región de borde de la placa protectora contra radiaciones
- 10
- Región central de la placa protectora de radiaciones
- 11
- Conducto de alimentación
- 12
- Extremo de anillo
- 13
- Extremo de anillo
- 14
- Anillo de pulverización
Claims (7)
1. Dispositivo de seguridad (1) para detectar
una ruptura de electrodo en un horno de arco eléctrico, en donde
está fijado un electrodo (6) a un brazo soporte de electrodo (4), en
donde en un conducto que está relleno de un medio que está sometido
a una presión constante, se produce una caída de presión en el caso
de una ruptura de electrodo, que se detecta como señal de aviso,
caracterizado porque el conducto (7a-d, 3)
está integrado en una pieza constructiva de protección, que está
dispuesta por debajo del brazo soporte de electrodo (4) sobre el
mismo, en donde en el caso de una ruptura de electrodo a causa del
arco eléctrico producido resulta dañado el conducto
(7a-d, 3) y se produce la caída de presión.
2. Dispositivo de seguridad según la
reivindicación 1, caracterizado porque la pieza constructiva
de protección comprende una placa protectora contra radiaciones
(2), que está dispuesta por debajo de una disposición de grapas (5)
para fijar el electrodo (6) al brazo soporte de electrodo (4) junto
al electrodo y está integrada en el conducto (7).
3. Dispositivo de seguridad según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el conducto (7c,
7b) está integrado en forma de meandro o helicoidalmente en la
placa protectora contra radiaciones (2).
4. Dispositivo de seguridad según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la pieza
constructiva de protección comprende un anillo (3), en el que está
integrado el conducto y que abraza el electrodo (6) a cierta
distancia.
5. Dispositivo de seguridad según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque sobre la placa
protectora contra radiaciones (2) está dispuesto un anillo de
pulverización (14) para refrigerar el electrodo (6).
6. Dispositivo de seguridad según la
reivindicación 5, caracterizado porque el anillo de
pulverización (14) está dispuesto desplazado en altura con respecto
al anillo de pieza constructiva de protección (3).
7. Dispositivo de seguridad según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio es
aire.
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