WO2007076914A1 - Vorrichtung zum nachsetzen einer elektrode für einen metallurgischen ofen - Google Patents

Vorrichtung zum nachsetzen einer elektrode für einen metallurgischen ofen Download PDF

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WO2007076914A1 PCT/EP2006/011757 EP2006011757W WO2007076914A1 WO 2007076914 A1 WO2007076914 A1 WO 2007076914A1 EP 2006011757 W EP2006011757 W EP 2006011757W WO 2007076914 A1 WO2007076914 A1 WO 2007076914A1
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Jürgen Kunze
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    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0006—Electric heating elements or system

Definitions

  • Apparatus for repositioning an electrode for a metallurgical furnace Apparatus for repositioning an electrode for a metallurgical furnace.
  • the invention relates to a device for resetting an electrode of a metallurgical furnace, in particular a furnace for resistance operation with a furnace cover, consisting of a clamping ring and a mounting ring.
  • an electric reduction furnace with open slag bath is known, in particular for the melting of dusty material, with a vertically movable frame arranged above the oven closed with a lid, on which an electrode holder and an electrode follower are arranged.
  • a stage is provided, on which the frame is supported by at least three regulating cylinders, and in that the stage arranged above the furnace lid is designed as a maintenance platform, on which a sealing unit is provided per electrode.
  • the sealing unit has components for horizontal and vertical sealing of the free surfaces between electrodes and the electrode passage openings of the lid.
  • a metallurgical furnace is described with a self-baking electrode, with an extending within the electrode along its axis extending over the length of the electrode and carrying them tension element.
  • the tension element projects out of the electrode at the end facing away from the electrode and can be connected to a lockable guide device for carrying and moving the electrode and provided with a tubular shaping device which comprises the electrode at least in the unbaked region and consists of a jacket.
  • the tension element is a tube, which is provided with reinforcing plates leading the way from the tension element at least over the entire length of the electrode.
  • BEST ⁇ TJGUNGSKOP8E can be centered by a horizontal centering device engaging in the baked area from the outside.
  • the jacket has closed cavities.
  • each electrode is held by a positionally variable holding and Nachsetzvorraum in the vertical direction, at the support ring a the electrode tightly comprehensive support cylinder is attached, the conductor.
  • a surrounding these current conductors arranged in the region of the movement of the electrode relative to a stationary over the furnace vessels mounted gas exhaust hood, the elec- rode sealing against the gas exhaust hood sealing cylinder.
  • the device also carries a clamping device with power supply jaws.
  • the jacket of the sealing cylinder is liquid-cooled and extends below the gas extraction hood, in the direction of the furnace vessel surrounding the current conductor.
  • detachable, segmented cooling shields connected to each other and extending as far as the clamping device, the coolant circulation of which is connected to the cooling circuit of the sealing cylinder.
  • an electrode detection system for electrothermal see melting furnaces comprising jaws for the conduction of electrical current to an electrode, hydraulic cylinder for the up and down movement of the electrode, said cylinder via an electrode holder and clamping members with the Electrode are connected.
  • at least two guide rails are arranged parallel to the electrode, whose upper ends are suspended on a suspension frame and whose lower ends have stops as the lower boundary of the movement path of the current-carrying clamping jaws.
  • a method of weighing an electrode immersed in the charge of an electric furnace is known from EP 1 068 496 B1.
  • the electrode is moved at least once in the vertical direction, then lifted and recorded the weight of the electrode shortly after lifting in order to substantially prevent the influence of the dynamic and static friction between the electrode and the charge of the furnace.
  • DE 1 440 991 describes a method for lowering and lifting electrodes in relation to the electrode holder in electric melting furnaces, wherein the electrode is equipped with a press ring attached above the electrode holder, which is connected to a double-acting pull arrangement. In this case, the pulling down or pushing up of the press ring takes place by means of combined pneumatic and hydraulic pressure in a closed system.
  • WO 2004/110 104 A1 discloses a direct-current arc furnace with at least one electrode, which is held inside the furnace and can be tracked to compensate for the electrode burn-off, and with a counterelectrode in the furnace, for example a bottom electrode.
  • the entire electrode strand is arranged with an electrode holder and a Vietnamesesetz adopted on a furnace platform or a frame above the furnace.
  • the holding and the repositioning of the electrodes is carried out by a Nachsetzvorraum with two clamping rings.
  • the clamping rings are equipped with clamping springs for holding the electrode and hydraulic cylinders for opening the clamping springs.
  • a mounting ring is arranged at the lower end of the electrode. Its integrated contact jaws are used exclusively to supply power to the electrodes.
  • the invention is therefore based on the object to make a Nachsetzvorraum so that the device is simplified and the above-mentioned disadvantages are avoided.
  • an improved embodiment of the Nachsetzvoroplasty also the manufacturing cost to be reduced.
  • This object is achieved in that is arranged in a device for repositioning an electrode according to the preamble of claim 1, the mounting ring in the furnace lid arranged.
  • the decisive advantage of the Nachsetzvoroplasty invention is that the function of the two clamping rings of the Nachsetzvoroplasty is transmitted to the mounting ring with its contact jaws.
  • the improvements shown reduce the number of components used, reduce the height of the device for repositioning an electrode, simplify the hydraulic system and therefore reduce the cost of the complete device.
  • Fig. 1 in side view a known Nachsetzvortechnisch and
  • Fig. 2 in side view a Nachsetzvoroplasty invention
  • Fig. 3 in sectional side view of a mounting ring as a single part.
  • 1 shows a known Nachsetzvorraum 1, consisting of an upper clamping ring 2, a lower clamping ring 3 and a mounting ring 4 are shown, which enclose an electrode 5.
  • the lower clamping ring 3 is influenced vertically via regulating cylinder 6.
  • at least one pressure jaw 7, 8 is installed in both clamping rings 2, 3, at least one pressure jaw 7, 8 is installed.
  • Each pressure jaw 7, 8 is pressed against the electrode 5 by means of a spring 9, 10 in order to hold it.
  • lifting cylinders 11, 12 which are arranged vertically between the upper clamping ring 2 and the lower clamping ring 3.
  • the mounting ring 4 surrounding the electrode 5 at the lower end is formed at least with a contact jaw 13, which is pressed against the electrode 5 via a hydraulic cylinder 14 in order to allow a constant current transition.
  • FIG. 2 shows a repositioning device 1 according to the invention.
  • the Nachsetzvoriques 1 a clamping ring 3, which can be moved vertically by means of regulating cylinder 6.
  • the mounting ring 4 is arranged in a furnace lid 15.
  • the lower edge 16 of the mounting ring 4 is formed flush with the lower edge 17 of the furnace lid 15.
  • the regulating cylinders 6 are extended. If the stroke is reached, the electrode 5 is held by the mounting ring 4, the clamping ring 3 is released and moved vertically upwards by means of the regulating cylinder 6. Have the regulating cylinder 6 reaches its starting point, the electrode 5 is again held by the clamping ring 3 and the clamping on the mounting ring 4 is released. The electrode 5 is supplied with power over the contact jaws 13 for the entire time. The further resetting or lowering takes place again via the regulating cylinder 6.
  • the socket ring 4 is shown as a single part in a sectional side view. The voltage applied to the electrode 5 contact jaw 13 is enclosed by the mounting ring 14. This unit is surrounded by a sealing cylinder 18 and a guard ring 19 formed thereon. The lower edge 16 and the lower edge 17 of the furnace lid 15 are formed flush.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung (1 ) zum Nachsetzen einer Elektrode (5) eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Ofens für den Widerstandsbetrieb mit einem Ofendeckel (15), bestehend aus einem Klemmring (3) und einem Fassungsring (4, 14), ist der Fassungsring (4, 14) in dem Ofendeckel (15) angeordnet ausgebildet.

Description

Vorrichtung zum Nachsetzen einer Elektrode für einen metallurgischen Ofen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachsetzen einer Elektrode eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Ofens für den Widerstandsbetrieb mit einem Ofendeckel, bestehend aus einem Klemmring und einem Fassungsring.
Aus der EP 0 733 299 B1 ist ein Elektro -Reduktionsofen mit offenem Schlackebad bekannt, insbesondere für das Einschmelzen von staubförmigem Möller, mit einem oberhalb des mit einem Deckel verschlossenen Ofens angeordneten vertikal bewegbaren Rahmen, an dem eine Elektrodenfassung sowie eine Elektrodennachsetzeinrichtung angeordnet ist. Dabei ist eine Bühne vorgese- hen, an der sich der Rahmen über mindestens drei Regulierzylinder abstützt, und dass die Bühne oberhalb des Ofendeckels angeordnet als Wartungsbühne ausgestaltet ist, an der je Elektrode eine Dichtungseinheit vorgesehen ist. Die Dichtungseinheit weist Bauteile zur horizontalen und vertikalen Abdichtung der freien Flächen zwischen Elektroden und den Elektrodendurchtrittsöffnungen des Deckels auf.
In der DE 40 10 353 C2 ist ein metallurgischer Ofen mit einer selbstbackenden Elektrode beschrieben, mit einem innerhalb der Elektrode längs deren Achse verlaufenden, über die Länge der Elektrode ausgedehnten und sie tragenden Zugelement. Das Zugelement ragt an dem der Elektrode abgewandten Ende aus der Elektrode heraus und ist mit einer verriegelbaren Führungseinrichtung zum Tragen und Bewegen der Elektrode verbindbar und mit einer rohrförmigen, die Elektrode mindestens im ungebackenen Bereich umfassenden Formgebungseinrichtung versehen, die aus einem Mantel besteht. Dabei ist das Zug- element ein Rohr, dass mindestens über die ganze Länge der Elektrode vom Zugelement wegweisend mit Armierungsblechen versehen ist. Die Elektrode ist
BESTÄTJGUNGSKOP8E durch eine im gebackenen Bereich von außen angreifende Horizontal - Zentriereinrichtung zentrierbar. Der Mantel weist geschlossene Hohlräume auf.
Eine Einrichtung zum Kühlen von Bestandteilen offener elektrischer Lichtbogenoder Reduktionsöfen wird in der DE 21 25 773 C3 beschrieben. Dabei wird jede Elektrode durch eine in vertikaler Richtung lageveränderlicher Halte- und Nachsetzvorrichtung gehalten, an deren Tragring ein die Elektrode dicht umfassender Tragzylinder befestigt ist, der Stromleiter. Einen, diese Stromleiter umgebenden, im Bereich der Bewegung der Elektrode gegenüber einer über dem Ofengefäße ortsfest angebrachten Gasabzugshaube angeordneten, die Elekt- rode gegen die Gasabzugshaube dichtenden Abdichtzylinder. Die Einrichtung trägt weiterhin eine Klemmvorrichtung mit Stromzuführungsbacken. Der Mantel des Abdichtzylinders ist flüssigkeitsgekühlt und unterhalb der Gasabzugshaube, in Richtung zum Ofengefäß die Stromleiter umgebend, verlängert. An dem dem Ofengefäß zugewandten Ende des Abdichtzylinders sind abnehmbare, mitein- ander verbundene, bis an die Klemmvorrichtung reichende, kühlmitteldurchströmte, segmentartige Kühlschilde angeordnet, deren Kühlkreislauf an den Kühlkreislauf des Abdichtzylinders angeschlossen ist.
Aus der DE 33 42 900 A1 ist ein Elektrodenfassungssystem für elektrothermi- sehe Schmelzöfen bekannt, enthaltend Klemmbacken für die Leitung des elektrischen Stroms zu einer Elektrode, hydraulische Zylinder für die Auf- und Abwärtsbewegung der Elektrode, wobei diese Zylinder über einen Elektrodenhalter und Klemmorgane mit der Elektrode verbunden sind. Dabei sind parallel zur Elektrode mindestens zwei Führungsschienen angeordnet, deren obere Enden an einem Aufhängungsrahmen aufgehängt sind und deren untere Enden Anschläge als untere Begrenzung des Bewegungsweges der stromführenden Klemmbacken aufweisen.
Ein Verfahren zum Wägen einer Elektrode, die in die Charge eines elektrischen Schmelzofens eingetaucht ist, ist aus der EP 1 068 496 B1 bekannt. Die Elektrode wird dabei mindestens einmal in vertikaler Richtung bewegt, danach an- gehoben und das Gewicht der Elektrode kurz nach dem Anheben registriert, um den Einfluss der dynamischen und statischen Reibung zwischen der Elektrode und der Charge des Ofens im wesentlichen zu unterbinden.
In der DE 1 440 991 wird ein Verfahren beschrieben, zum Senken und Heben von Elektroden im Verhältnis zur Elektrodenfassung in elektrischen Schmelzöfen, wobei die Elektrode mit einem über der Elektrodenfassung angebrachten Pressring ausgerüstet ist, der mit einer doppelt wirkenden Zuganordnung in Verbindung steht. Dabei erfolgt das Herabziehen bzw. das Hochschieben des Pressringes mit Hilfe von kombiniertem pneumatischen und hydraulischen Druck in einem geschlossenen System.
Aus der WO 2004 / 110 104 A1 ist ein Gleichstrom - Lichtbogenofen mit mindestens einer Elektrode bekannt, die im Ofeninneren gehalten und zur Kompensation des Elektrodenabbrandes nachführbar ist, sowie mit einer Gegen- elektrode im Ofen, beispielsweise einer Bodenelektrode. Dabei ist der gesamte Elektrodenstrang mit einer Elektrodenfassung und einer Nachsetzeinrichtung an einer Ofenbühne oder einem Rahmen oberhalb des Ofens angeordnet.
Bei den bekannten Ausführungen erfolgt das Halten und das Nachsetzen der Elektroden durch eine Nachsetzvorrichtung mit zwei Klemmringen. Die Klemmringe sind mit Klemm - Federn zum Halten der Elektrode und mit Hydraulikzylindern zum Öffnen der Klemm - Federn ausgestattet. Am unteren Ende der Elektrode ist ein Fassungsring angeordnet. Dessen integrierte Kontaktbacken dienen ausschließlich der Stromzufuhr zu den Elektroden. Eine derartige Aus- führung führt zu einem hohen technischen Aufwand und zu einer hohen Bauart der Nachsetzvorrichtung. Daraus resultieren hohe Kosten für die Herstellung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Nachsetzvorrichtung so zu gestalten, dass die Vorrichtung vereinfacht wird und die oben genannten Nachteile vermieden werden. Mit einer verbesserten Ausgestaltung der Nachsetzvorrichtung sollen außerdem die Herstellungskosten gesenkt werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung zum Nachsetzen einer Elektrode gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , der Fassungsring in dem Ofendeckel angeordnet ausgebildet ist.
Weitere Ausgestaltungen der Nachsetzvorrichtung ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.
Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Nachsetzvorrichtung liegt darin, dass die Funktion der beiden Klemmringe der Nachsetzvorrichtung auf den Fassungsring mit seinen Kontaktbacken übertragen wird.
Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Ausführung einer Nachsetzvorrichtung erreicht, dass die Einplanung eines Elektro - Reduktionsofens mit Kompakt -Strängen in bestehende Ofengebäude erleichtert bzw. erst ermöglicht wird.
Die aufgezeigten Verbesserungen reduzieren die Anzahl der eingesetzte Bauteile, verringern die Bauhöhe der Vorrichtung zum Nachsetzen einer Elektrode, vereinfachen die Hydraulikanlage und reduzieren daher die Kosten der komplet- ten Vorrichtung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von sehr schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in Seitenansicht eine bekannte Nachsetzvorrichtung und
Fig. 2 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Nachsetzvorrichtung und
Fig. 3 in geschnittener Seitenansicht einen Fassungsring als Einzelteil. In Figur 1 ist eine bekannte Nachsetzvorrichtung 1 , bestehend aus einem oberen Klemmring 2, einem unteren Klemmring 3 sowie einem Fassungsring 4 dargestellt, welche eine Elektrode 5 umschließen. Der untere Klemmring 3 wird über Regulierzylinder 6 vertikal beeinflusst. In beiden Klemmringen 2, 3 ist mindestens eine Druckbacke 7, 8 eingebaut. Jede Druckbacke 7, 8 wird mittels ei- ner Feder 9, 10 gegen die Elektrode 5 gedrückt, um diese zu Halten. Wird die Elektrode 1 nach unten in einen Ofen ( nicht dargestellt ) abgesenkt, so erfolgt dies über Hubzylinder 11 , 12, die vertikal zwischen dem oberen Klemmring 2 und dem unteren Klemmring 3 angeordnet sind. Zum Absenken wird der Hub der Hubzylinder 11 , 12 ausgenutzt. Der die Elektrode 5 am unteren Ende umgebende Fassungsring 4 ist mindestens mit einer Kontaktbacke 13 ausgebildet, die über einen Hydraulikzylinder 14 gegen die Elektrode 5 gedrückt wird, um einen konstanten Stromübergang zu ermöglichen.
In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Nachsetzvorrichtung 1 dargestellt.
Dabei sind die aus Figur 1 bekannten und weiterhin verwendeten Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Gemäß der Erfindung weist die Nachsetzvorrichtung 1 einen Klemmring 3 auf, der mittels Regulierzylinder 6 vertikal verfahren werden kann. Der Fassungsring 4 ist in einem Ofendeckel 15 angeordnet. Zum Schutz ist der untere Rand 16 des Fassungsringes 4 bündig mit dem unteren Rand 17 des Ofendeckels 15 ausgebildet.
Zum Nachsetzten bzw. zum Absenken der Elektrode 5 werden die Regulierzy- linder 6 ausgefahren. Ist deren Hub erreicht, wird die Elektrode 5 vom Fassungsring 4 gehalten, der Klemmring 3 wird gelöst und mittels der Regulierzylinder 6 vertikal nach oben verfahren. Haben die Regulierzylinder 6 ihren Ausgangspunkt erreicht, wird die Elektrode 5 wieder vom Klemmring 3 gehalten und die Klemmung am Fassungsring 4 wird gelöst. Die Elektrode 5 wir die ge- samte Zeit über die Kontaktbacken 13 mit Strom versorgt. Das weitere Nachsetzen bzw. Absenken erfolgt nun wieder über die Regulierzylinder 6. In Figur 3 ist in geschnittener Seitenansicht der Fassungsring 4 als Einzelteil dargestellt. Die an der Elektrode 5 anliegende Kontaktbacke 13 wird von dem Fassungsring 14 umschlossen. Diese Einheit ist von einem Abdichtzylinder 18 und einem daran ausgebildeten Schutzring 19 umgeben. Der untere Rand 16 und der unterer Rand 17 des Ofendeckels 15 sind bündig ausgebildet.
Bezugszeichenliste
1. Nachsetzvorrichtung
2. oberer Klemmring
3. unterer Klemmring
4. Fassungsring
5. Elektrode
6. Regulierzylinder
7. Druckbacke
8. Druckbacke
9. Feder
10. Feder
11. Hubzylinder
12. Hubzylinder
13. Kontaktbacke
14. Fassungsring
15. Ofendeckel
16. unterer Rand Fassungsring
17. unterer Rand Ofendeckel
18. Abdichtzylinder
19. Schutzring

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1 ) zum Nachsetzen einer Elektrode (5) eines metallurgi- sehen Ofens, insbesondere eines Ofens für den Widerstandsbetrieb mit einem Ofendeckel (15), bestehend aus einem Klemmring (3) und einem
Fassungsring (4, 14), dadurch gekennzeichnet, dass der Fassungsring (4, 14) in dem Ofendeckel (15) angeordnet aus- gebildet ist.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der untere Rand (16) des Fassungsrings (4, 14) mit dem unteren Rand (17) des Ofendeckels (15) bündig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) aus Graphit ausgebildet ist.
4. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) aus Kohle ausgebildet ist.
5. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) aus Soederberg ausgebildet ist.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) als Vollelektrode ausgebildet ist.
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (5) als Hohlelektrode ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Elektroden (5) 1 , 2, 3, 4, 5, oder 6 ist.
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