LU83902A1 - Elektrodenanordnung fuer vorzugsweise dreiphasige lichtbogenoefen - Google Patents

Description

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FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

in Essen

Elektrodenanordnung für vorzugsweise dreiphasige s Lichtbogenöfen

Die Anmeldung betrifft eine Elektroden anordn ung für Lichtbogenöfen hoher Leistung. Diese werden insbe-5 sondere bei der Stahlherstellung verwendet und vorzugsweise dreiphasig betrieben.

Der Lichtbogenofen besitzt bekanntlich eine nicht lineare Strom-Spannungskennlinie. Die Stirnfläche, unter der der Lichtbogen brennt, hat bei einer 10 eingebrannten Elektrode und bei konstanten Betriebsbedingungen eine ganz bestimmte Kontur, die auch beim weiteren Abbrennen der Elektrode aufrechterhalten bleibt. Da der Stirnflächenabbrand im wesentlichen auf das Überschreiten der Sublimations-15 temperatur des Graphits im Bereich des Lichtbogenfußpunktes zurückzuführen ist, kann daraus gefolgert „ werden, daß jeder Punkt der Stirnfläche im Mittel gleich lang belastet wird. Die Stirnflächenkontur ; steigt in bezug auf die Ofenmitte nach außen an, 20 wodurchdie Lichtbogenlänge in der Ofenmitte kürzer als die entsprechende außen ist. Darüber hinaus führt das Gleichgewicht der am LIchtbocpa angreifenden elektromagnetischen Kräfte dazu, daß der Licht-EV 1/81 bogen in außenliegenden Positionen stärker nach

Vo/Se 25 außen geneigt verläuft, also dort eine zusätzliche 29.1.1981 h -3-

Verlängerung erfährt.

Da der Spannungsbedarf eines Lichtbogens bei Stromal stärken rn der Größenordnung von 10‘A und mehr aber weitgehend nur von der Lichtbogenlänga abhängt und 5 die unterschiedlichen Lichtbogenlängen zu verschiedenein Zeitpunkten unterschiedliche Lichtbogenspannungen erfordern, kommt es bei der Erhaltung der Stirnflächen-kontur zwangsläufig zu unregelmäßigen Amplitudenschwan-kungen des Lichtbogenstromes, die über entsprechende 10 Spannungsabfälle im speisenden Netz auch als Flickerspannungen bezeichnete Spannungsschwankungen zur Folge i haben.

r | i i In dem Bestreben, die Leistungen von Lichtbogenöfen zu | steigern, wird daher zur Erzeilung eines relativ kur- j 15 zen Lichtbogens und damit besserer Leistungsausbeute | der Lichtbogenstrom vergrößert und weniger die Spannung.

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Zu diesem Zweck hat man bereits Versuche mit Graphitelektroden unternommen, deren Durchmesser bis zu 70 cm ί | betrug. Es hat sich allerdings herausgestellt, daß bei Ί ) 20 Durchmessern von mehr als 60 cm Schwierigkeiten auf- i i treten.

i j ! Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine i . Elektrodenanordnung zu schaffen, die einen möglichst großen Lichtbogenstrom und damit eine hohe -Leistung 25 gewährleist und die gleichzeitig eine Verminderung der

Flickerspannungen bewirkt.-' : /, -1 ✓ V.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an jede Phase mindestens zwei nebeneinander angeordnefce Elektroden mit jeweils gleichem Abstand zur vertikalen Ofen-ai'hse angeschlossen sind, die das gleiche elektrische 5 Potential haben. Da Elektroden nach dem Abbrennen e ^ nachgesetzt werden müssen und sich die Annippelung mit konischen Gewinden in der Praxis bewährt hat, verwendet man vorteilhäfterweise Rundelektroden, wobei nach einer bevorzugten Ausführungsform je-10 weils zwei an eine Phase angeschlossen sind. Im Prinzip wird damit nichts anderes bewirkt, als daß der nach dem Stand der Technik mit einer Rundelektrode von 70 cm Durchmesser angestrebte, stromdurchflossene Querschnitt auf zwei Elektroden auf-15 geteilt wird, so daß die gleiche Stromtragfähigkeit mit zwei an jede Phase angeschlossene Rundelektroden erreichbar ist, die einen Durchmesser von etwa 50 cm haben. Dadurch erhält man bei vorausgesetzter gleicher Stromdichte eine etwa 40%-ige Stromerhöhung gegenüber 20 einer Elektrode von 60 cm Durchmesser. Gleichzeitig wird vorteilhafterweise der Bereich reduziert, um welchen die Lage des Lichtbogens in bezug auf den Ofenradius variieren kann, wodurch eine Verminderung der Veränderung der Stromamplituden und damit eine 25 Verminderung der Flickerbelastung des Netzes erzielt wird.

Vorteilhafterweise verwendet man Graphitelektroden, die zumindest in Lichtbogennähe leitend miteinander verbunden sind. Die leitende Verbindung wird zweck— 30 mäßigerweise mit Hilfe einer selbstgLnternden Kohle— stampfmasse oder ähnlichem zwischen den beiden Elektroden hergestellt. Mit der beschriebenen Anordnung ist eine erhebliche Verbesserung des geforderten / gleichmäßigen Elektrodenabbrandes gewährleistet.

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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist 3 es jedoch auch möglich, die nebeneinander angeord- -I neten Elektroden an einer Phase isoliert voneinander '1 zu haltern und jeder der Elektroden den Strom über j 5 isoliert geführte Zuleitungen zuzuführen. Entsprechend f . dieser Anordnung erhält man zwei parallel brennende il Lichtbögen mit jeweils gleicher Stromstärke.

II · !|| " Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist m den · i| Zeichnungen dargestellt. Es zeigen il il 10 Fig. 1 eine schematische Darstellüng der Elek- !'j trodenanordnung im Lichtbogenofen mit entsprechenden Zuführleitungen, in Drauf-•j sicht und $ '1 Fig. 2 ein an einer Phase angeschlossenes, lei- 15 tend miteinander verbundenes Elektroden- | paar in Draufsicht.

Ί i| In dem in Fig. 1 dargestellten Lichtbogenofen 1 sind ;f drei Elektrodenpaare 2a, 2b, 2c über Hochstromleitungen 3a, 3b, 3c mit den Netzphasen R, S und T des nieder- !fi ;| 20 spannungsseitigen Drehstromnetzes des Ofentransfor- ü mators 4 verbunden. Die Elektrodenpaare 2a, 2b, 2c sind j.; so in Elektrodenhaltern 5a, 5b, 5c angeordnet, daß i i jede der Elektroden einen gleichen Abstand zur verti- 6 ” kalen Ofenmitte aufweist.

25 Das in Fig. 2 dargestellte·'Elektrodenpaar besteht aus j den Elektroden 6a, 6b, die über eine leitende, selbst- I sinternde Kohlestampfmasse 7 miteinander verbunden sind.

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Der Vorteil dieser Z-nordnung liegt darin, daß nur eine Zuleitung je Elektrodenpaar benötigt wird.

Gleichermaßen karr aber - bei isoliert gehalterten Elektroden - die Zuleitung einer Phase hälftig auf-‘ » 5 geteilt und isoliere voneinander den beiden Elek troden dieses Paares zugeleitet werden.

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Claims (6)

1. Elektrodenanordnung für vorzugsweise dreiphasige

1 Lichtbogenöfen hoher Leistung, dadurch I gekennzeichnet, daß an jede Phase I 1 mindestens zwei nebeneinander angeordnete Elek- | , ^ troden mit jeweils gleichem Abstand zur verti- | ' kalen Ofenachse angeschlossen sind, die das gleiche i elektrische Potential haben. :i R i

2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 1 kennzeichnet, daß je Phase zwei Rundelekt.roden an- 2 geschlossen sind. LT |ij Ι", 3. Elektrodenanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, da- i · · I durch gekennzeichnet, daß die jeweils mit einer | Phase verbundenen Elektroden leitend miteinander ί | verbunden sind.

4. Elektrodenanordnung nach Ansprüchen 1 bis 3, da- ! durch gekennzeichnet, daß die jeweils mit einer I Phase verbundenen Elektroden Graphitelektroden I sind, die mit Hilfe einer selbstsinternden Kohle- | stampfmasse zumindest in Lichtbogennähe leitend .•jj 4. miteinander verbunden sind. ;1! - 5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet | durch eine sich über die gesamte Elektrodenlänge er- ?! streckende Verbindung. I · 1

1 EV 1/81 ^ pJ / / _ - _ % Vo/Se \<S \ V 1 ] 29.1.1981 / • -i X % i m 4 #

6. Elektrodenanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden an jeder Phase isoliert voneinander gehaltert sind und jede mit ein- und derselben Phase verbundene Elek-trode isoliert geführte Zuleitungen besitzt. Uamju, 1 - 2 -