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EP0653146A1 - Electrodentragvorrichtung. - Google Patents

Electrodentragvorrichtung.

Info

Publication number
EP0653146A1
EP0653146A1 EP93915665A EP93915665A EP0653146A1 EP 0653146 A1 EP0653146 A1 EP 0653146A1 EP 93915665 A EP93915665 A EP 93915665A EP 93915665 A EP93915665 A EP 93915665A EP 0653146 A1 EP0653146 A1 EP 0653146A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current
electrode
support arm
furnace system
carrying sleeve
Prior art date
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Granted
Application number
EP93915665A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0653146B1 (de
Inventor
Lutz Becker
Detmar Arlt
Gerhard Schaefers
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.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann 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 Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Publication of EP0653146A1 publication Critical patent/EP0653146A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0653146B1 publication Critical patent/EP0653146B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • H05B7/12—Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0075—Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
    • 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 invention relates to an electrode support device for a metallurgical vessel operated with electric current, consisting of a support column and a support arm separated from it by insulation, which has two coaxially guided sleeves, one sleeve consisting of material which conducts electric current, and on the latter An electrode can be fastened at the head end and is connected to a power supply system via the current-conducting sleeve and flexible feed line.
  • the current conductor consists of a sleeve surrounding the electrode arm made of a material of good conductivity and the electrode support arm including the current conductor is attached to a guide column and is electrically separated from it by insulating plates.
  • the live parts of these AC ovens are disadvantageously exposed to the aggressive environment.
  • the aim of the invention is to provide, with simple means, a low-maintenance electrode support device in which the current supply to a direct current heating device is improved and in particular the arc is stabilized and the flicker problem is reduced while the inductance of the direct current choke is reduced and its size is reduced.
  • the main circuit of a furnace operated with direct current consists of the main components: converter transformer, rectifier, direct current choke, high current supply and electrodes.
  • part of the high-current lead is moved into the interior of the tubular support arm.
  • the metallic support arm acts as a throttle. This makes it possible to reduce the necessary inductance of the DC choke arranged in the main circuit and thus its size, or to completely replace it in special applications.
  • the current-carrying sleeve can be designed as a current tube separated from the metallic support arm by insulation.
  • the sleeve is arranged as an inner plating for the tubular or square tubular support arm.
  • the service life of the current-carrying parts is increased by the protected position and also by the possibility of cooling.
  • Fig. 1 shows an electrode support device with power supply insulated from the support arm
  • Fig. 2 shows an embodiment of the current-carrying sleeve as the inner plating of the support arm.
  • FIGS 1 and 2 show a furnace 10 with a vessel jacket 11, in which a lining 12 is arranged.
  • a bottom electrode 35 is provided in the bottom of the furnace vessel.
  • a high-current cable 36 leads to this bottom electrode 35, which is switched as an anode.
  • the current-carrying sleeve 32 is connected to a cooling device 40, not shown, which has a cooling water inlet 41 and a cooling water outlet 42.
  • a cooling water inlet 43 and a cooling water outlet 44 are provided for the support arm.
  • the pulse-guiding sleeve 32 is arranged in a support arm 21 with an electrode carrying device 20.
  • An electrode holder 22 with a pressure plate 23 is provided at the head end of the support arm 21.
  • the support arm 21 is separated by an insulation 24 from a guide column 25 which can be moved vertically to the steelworks platform via guide rollers 26 and a lifting device (not shown further).
  • the current-carrying sleeve is designed as a current tube, which is electrically separated from the support arm 21 by insulation 24.
  • the support arm 21 supported on the guide column 25, which has an insulation 24 at the head, can have the profile of a tube or a square tube or profiles not shown in any more detail.
  • the current-carrying sleeve 32 is designed as an inner plating of the support arm 21.
  • Cooling device 1 Cooling water inlet on the current-carrying sleeve 2 Cooling water outlet on the current-carrying sleeve 3 Cooling water outlet on the support arm 4 Cooling water outlet on the support arm

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Description

Elektrodentragvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Elektrodentragvorrichtung für ein mit elektrischem Strom betriebenes metallurgisches Gefäß, bestehend aus einer Tragsäule und einem von dieser durch eine Isolierung getrenn¬ tem Tragarm, der zwei koaxial geführte Hülsen aufweist, wobei eine Hülse aus elektrischen Strom gutleitendem Werkstoff besteht, und an dessen Kopfende eine Elektrode befestigbar ist, die über die strom¬ leitende Hülse sowie flexible Zuleitung mit einer Stromversorgungs- anlage verbunden ist.
Aus der Schrift DE-OS 15 65 382 ist eine Anordnung der Zuleitungen auf den Elektrodenarmen mehrphasiger Lichtbogenöfen bekannt, bei der der Stromleiter aus einer den Elektrodenarm umgebenden Hülse aus ei¬ nem Material guter Leitfähigkeit besteht und der Elektrodentragarm einschließlich des Stromleiters auf einer Führungssäule angebracht und von dieser durch isolierende Platten elektrisch getrennt ist. In nachteiliger Weise sind dabei die stromführenden Teile dieser Wech- ^selstromöfen der aggressiven Umgebung ausgesetzt.
Ein Verlegen der stromführenden Leiter in den geschützten Innenraum des rohrför igen Tragarmes führt bei einem Drehstrombetrieb wegen der Induktionswirkung zu unzulässig hohen Wirbelstrom- und Hysteresenver- lusten in dem Tragarπmantel sowie zu einer unzulässigen Reaktanzüber¬ höhung. Ziel der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln eine wartungsar¬ me Elektrodentragvorrichtung zu schaffen, bei der die Stromzufuhr einer Gleichstromheizeinrichtung verbessert und insbesondere der Lichtbogen stabilisiert und das Flickerproblem reduziert wird bei gleichzeitiger Minderung der Induktivität der Gleichstromdrossel sowie Verringerung ihrer Baugröße.
Die Erfindung schlägt zur Lösung dieser Probleme die im Kennzeichen¬ teil des Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale vor. Vorteilhafte Wei¬ terbildungen sind in dem Unteranspruch dargelegt.
Der Hauptstromkreis eines mit Gleichstrom betriebenen Ofens besteht aus den Hauptkomponenten Stromrichtertransformator, Gleichrichter, Gleichstromdrossel, Hochstromzuführung und Elektroden. Erfindungsgemäß wird ein Teil der Hochstromziiführung in das Innere des rohrförmigen Tragarmes verlegt. Bei nur geringem Konstruktions- und Fertigungsauf¬ wand werden hierdurch die stromführenden Bauteile in vor chemischen und mechanischen Belastung geschützter Lage untergebracht.
Bei mit Gleichstrom betriebenen Heizeinrichtungen treten die bei mit Drehstrom betriebenen Aggregaten bekannten unzulässigen hohe Wirbel- ström- und Hystereseverluste hervorrufende Induktionswirkungen nicht auf. Bei ruhigem Ofenbetrieb fließt ein konstanter Gleichstrom ohne jegliche Induktionswirkung.
Bei dem Betrieb eines Gleichstromofens kommt es bei bestimmten Be¬ triebsweisen durchaus zu kurzzeitigen Stromänderungen. Dies ist ins¬ besondere bei der Einschmelzphase oder auch bei einem unruhigen Be¬ trieb der Fall. Diese Stromändeirungen können die Thyristoren gefährden und bilden einen erheblichen Störfaktor für das Versorgungs¬ netz, das sogenannte Flickern. Um einen möglichst stabilen Be¬ trieb zu gewährleisten, werden bei Gleichstromheizeinrichtungen Drosseln verwendet. Solche Gleichstromdrosseln machen einen erheb¬ lichen Teil der Investitionskosten aus.
Bei der erfindungsgemäßen Elektrodentragvorrichtung, bei der ein Abschnitt der Hochstromleitung ferromagnetisch gekapselt ist, wer¬ den diese plötzliche Stromänderung mit ihrer induzierenden und da¬ mit dämpfenden Wirkung ausgenutzt. Der metallische Tragarm wirkt hierbei als Drossel. Hierdurch wird es möglich, die notwendige In¬ duktivität der im Hauptstromkreis angeordneten Gleichstromdrossel und damit deren Größe zu reduzieren bzw. in speziellen Anwendungs¬ fällen komplett zu ersetzen.
Die stromführende Hülse kann dabei als durch Isolierungen vom me¬ tallischen Tragarm getrenntes Stromrohr ausgebildet sein. In beson¬ ders einfacher Ausgestaltung wird die Hülse als Innenplattierung zum rohrförmigen oder vierkantrohrförmigen Tragarm angeordnet.
Die Standzeit der stromführenden Teile wird einmal durch die ge¬ schützte Lage und darüber hinaus durch die Möglichkeit einer Kühlung erhöht.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnimg dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt: 4/03028
Fig. 1 eine Elektrodentragvorrichtung mit von dem Tragarm isolierter Stromzuführung und
Fig. 2 eine Ausgestaltung der stromführenden Hülse als Innenplattierung des Tragarmes.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Ofen 10 mit einem Gefäßmantel 11, in dem eine Ausmauerung 12 angeordnet ist. Im Boden des Ofengefäßes ist eine Bodenelektrode 35 vorgesehen. Zu dieser als Anode geschal¬ teten Bodenelektrode 35 führt ein Hochstromseil 36.
In das mit Schmelze 13 gefüllte Ofengefäß ragt eine als Kathode geschaltete Elektrode 34. Die Elektrode 34 steht als Teil der Strom¬ zuführung 30 über Kontaktflächen 33, stromführende Hülse 32 und Hoch¬ stromseil 31 mit einer aus den Bauteilen Gleichstromdrossel 51, Gleich¬ richter 52 und Stromrichtertransformator 53 bestehenden Stromversor- gungseinrichtung.
Die stromführende Hülse 32 steht mit einer nicht weiter dargestellten Kühleinrichtung 40 in Verbindung, die ein Kühlwasserzulauf 41 und einen Kühlwasserablauf 42 besitzt. Bei der Elektrodentragvorrichtung 20, bei dem im Tragarm 21 ein Stromrohr 32 vorgesehen ist, ist ein Kühlwasserzulauf 43 und ein Kühlwasserablauf 44 für den Tragarm vor¬ gesehen.
Die stroπiführende Hülse 32 ist in einem Tragarm 21 mit einer Elektro¬ dentragvorrichtung 20 angeordnet. Kopfendig am Tragarm 21 ist eine Elektrodenfassung 22 mit einer Druckplatte 23 vorgesehen. Der Tragarm 21 ist durch eine Isolierung 24 von einer Führungssäule 25 getrennt, die über Führungsrollen 26 und einer nicht weiter dar¬ gestellte Hubvorrichtung vertikal zur Stahlwerksbühne bewegbar ist.
In der Figur 1 ist die stromführende Hülse als Stromrohr ausgebildet, das durch Isolierungen 24 vom Tragarm 21 elektrisch getrennt ist. Der auf der Führungssäule 25, die köpfendig eine Isolierung 24 aufweist, abgestützte Tragarm 21 kann dabei das Profil eines Rohres oder eines Vierkantrohres oder nicht weiter dargestellte Profile aufweisen.
In der Figur 2 ist die stromführende Hülse 32 als Innenplattierung des Tragarms 21 ausgebildet.
Positionsliste
10 Ofen
11 Gefäßmantel
12 Ausmauerung
13 Schmelze
20 Elektrodentragvorrichtung
21 Tragarm
22 Elektrodenfassung
23 Druckplatte
24 Isolierung
25 Führungssäulen mit Hubvorrichtimg
26 Führungsrolle
30 Stroπiführung
31 Hochstromseil (Kathode)
32 Stromführende Hülse
33 Kontaktfläche
34 Elektrode (Kathode)
35 Bodenelektrode (Anode)
36 Hochstromseil (Anode) 0 Kühleinrichtimg 1 Kühlwasserzulauf an der stromführenden Hülse 2 Kühlwasserablauf an der stromführenden Hülse 3 Kühlwasserablauf am Tragarm 4 Kühlwasserablauf am Tragarm
50 Gleichstromeinrichtung
51 Gleichstromdrossel
52 Gleichrichter
53 Stromrichtertransformator

Claims

Patentansprüche
1. Mit Gleichstrom betriebene Ofenanlage, gekennzeichnet durch ein eine Bodenelektrode (35) aufweisendes metallurgisches Gefäß (10), in das eine Elektrode (34) hineinragt, die an einem eine rohrförmige Gestalt besitzenden, als Drossel aus¬ gestalteten Tragarm (21) befestigt ist, in dessen Rohrinneren konzentrisch zu seiner Zentralachse eine stromführemde Hülse (32) angeordnet ist, welche über flexible Zuleitungen (31) die Elektrode (34) elektrisch mit einer Gleichstromversorgungs¬ anlage (50) verbindet.
2. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführende Hülse (32) als kupferne Innenplattierung des Tragarmes (21) ausgebildet ist.
3. Ofenanlage nach Anspruch 1, daudurch gekennzeichnet, daß zwishen der stromführenden Hülse (32) und dem Tragarm (21) Isolierungen (24) vorgesehen sind.
4. Ofenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der stromführenden Hülse (32) Einrichtungen (41, 42) zur Kühlmittelzu- und -abfuhr vorgesehen sind.
5. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (21) ein Vierkantrohr ist.
EP93915665A 1992-07-28 1993-07-21 Electrodentragvorrichtung Expired - Lifetime EP0653146B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4225256A DE4225256C2 (de) 1992-07-28 1992-07-28 Mit Gleichstrom betriebene Ofenanlage
DE4225256 1992-07-28
PCT/DE1993/000660 WO1994003028A1 (de) 1992-07-28 1993-07-21 Electrodentragvorrichtung

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EP0653146A1 true EP0653146A1 (de) 1995-05-17
EP0653146B1 EP0653146B1 (de) 1996-01-31

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JP (1) JP3170284B2 (de)
AT (1) ATE133830T1 (de)
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DE (2) DE4225256C2 (de)
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JPH07509094A (ja) 1995-10-05
DE4225256A1 (de) 1994-02-03
WO1994003028A1 (de) 1994-02-03
JP3170284B2 (ja) 2001-05-28
ATE133830T1 (de) 1996-02-15
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