DE2725537A1 - Elektrode fuer lichtbogenoefen - Google Patents

Elektrode fuer lichtbogenoefen

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DE2725537A1
DE2725537A1 DE19772725537 DE2725537A DE2725537A1 DE 2725537 A1 DE2725537 A1 DE 2725537A1 DE 19772725537 DE19772725537 DE 19772725537 DE 2725537 A DE2725537 A DE 2725537A DE 2725537 A1 DE2725537 A1 DE 2725537A1
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electrode
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dipl
nipple
electrode tip
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DE19772725537
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Emil Dr Ing Elsner
Rudolf Dr Ing Kasper
William Dr Ing Schwabe
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Primetals Technologies Germany GmbH
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Korf Stahl AG
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Description

BLUMBACH · WESER . BERGEN . KRAMER ZWIRNER. HIRSCH . BREHM
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN
Patentconsult RadedcestraOe 43 8000 München 60 Telelon (089) 88 3ö 03 / 88 36 04 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Elektrode für Lichtbogenofen, insbesondere zur Stahl- und Eisenherstellung, aus einem in eine Elektrodenhalterung einsetzbaren flüssigkeitsgekühlten oberen Teil, an dem ein die Elektrodenspitze bildender unterer Teil lösbar befestigt ist, wobei der obere Teil ein durch eine Feuerfestmasse geschütztes Leitungssystem für die Kühlflüssigkeit enthält, über das auch der elektrische Strom der Lichtbogenelektrode leitbar ist.
Elektroden dieser Art, wie sie beispielsweise durch die DT-OS 1 565 751 bekannt gev/orden sind, zeichnen sich gegenüber den üblichen Kohleelektroden dadurch aus, daß nur die Elektrodenspitze verzehrbar ist und ausgev/echselt werden muß, der größte Teil der Elektrode jedoch als nicht verzehrbare flüssigkeitsgekühlte Elektrodenhalterung über einen längeren Zeitraum hinweg verwendet werden kann. Nachteilig an den bekannten Elektroden dieser Art ist jedoch ihre Empfindlichkeit
München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach DIpI.-Ing. . P.Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing
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beim Einsatz in einem Lichtbogenschemlzofen, in dem beispielsweise Schrott eingeschmolzen wird. Beim Einfahren der Elektrode kann es vorkommen, daß die feuerfeste Schutzschicht um das Leitungssystem des flüssigkeitsgekühlten oberen Teils beschädigt wird und Lichtbogenüberschläge zwischen dem den elektrischen Strom der Lichtbogenelektrode leitenden Leitungssystem für die Kühlflüssigkeit und dem metallischen Einsatz des Lichtbogenofens auftreten. In diesem Fall wird auch das Leitungssystem für die Kühlflüssigkeit sehr echnell beschädigt, es kann zu V/assereinbrüchen in den Lichtbogenofen und zu Explosionen kommen.
Dieser Gefahr sind auch, und zwar im verstärkten Ausmaß, flüssigkeitsgekühlte Lichtbogenelektroden ausgesetzt, die vollständig als nicht verzehrbare Elektroden ausgebildet sind. Elektroden dieser Art sind beispielsweise durch die DT-OS 1 565 208 oder durch die US-PS 3 689 740 bekannt geworden. Bei diesen Elektroden besteht auch die Elektrodenspitze aus flüssigkeitsgekühltem Metall und ein Einbrennen des Lichtbogens wird dadurch verhindert, daß mittels eines Magnetfeldes der Lichtbogen dauernd mit ausreichender Geschwindigkeit über die Elektrodenspitze geführt wird. Da hier die Metalloberfläche unmittelbar den Beanspruchungen beim Betrieb innerhalb eines Lichtbogenschmelzofens ausgesetzt ist, kann es durch Kurzschlüsse beim Einfahren der Elektroden oder beim Einschmelzen der Charge leicht zu Beschädigungen der ungeschützten Elektro-
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denoberfläche und damit zu den oben beschriebenen gefährlichen Auswirkungen kommen. Dies scheint auch der Grund dafür zu sein, daß sich derartige Elektroden bisher noch nicht bei Lichtbogenofen, in denen Schrott eingeschmolzen wird, durchsetzen konnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode langer Lebensdauer verfügbar zu machen, die den großen mechanischen Beanspruchungen und den großen Beanspruchungen durch die Ofenatmosphäre beim Betrieb innerhalb eines Lichtbogenschmelzofens, insbesondere auch innerhalb eines Ofens gewachsen ist, in dem Stahlschrott eingeschmolzen wird.
Diese Aufgabe ist bei einer Elektrode der einleitend genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Außenseite des Leitungssystems thermisch leitende Vorsprünge vorgesehen sind, die von der Feuerfestmasse überdeckt werden und im Bereich der Befestigungsstelle der Elektrodenspitze eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes angeordnet ist, durch das der Lichtbogen auf der Elektrodenspitze in eine Bewegung versetzbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch die thermisch leitenden Vorsprünge an der Außenseite des Leitungssystems wird nicht nur ein besserer Halt der
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Feuerfestmasse und eine gleichmäßigere Kühlung dieser Masse erzielt, wodurch die V/iderstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung erhöht wird, die Vorsprünge wirken auch, wenn sie einen ausreichend kleinen Abstand voneinander aufv/eisen, wie ein vorgezogenes Schutzgitter beim Eindringen eines Fremdkörpers in die Elektr"odenoberflache. Vorzugsweise werden die Vorsprünge im Querschnitt so ausgebildet, daß sie beim Durchtritt eines Fehlerstromes bei einer Beschädigung der die Vorsprünge bedeckenden Feuerfestschicht leicht durchschmelzen und damit der fehlerhafte Strompfad unterbrochen wird.
Durch die Erzeugung eines Magnetfeldes im Bereich der Befestigungsstelle der Elektrodenspitze wird ebenso wie bei den bekannten, nicht verzehrbaren Lichtbogenelektroden eine Bewegung des Lichtbogens auf der Elektrodenspitze erzeugt. Dieser Effekt tritt je nach Länge der verzehrbaren Elektrodenspitze entweder bereits beim ersten Einsatz der Elektrodenspitze auf oder aber nachdem diese so weit abgebrannt ist, daß der Lichtbogen in den Bereich des Magnetfeldes gelangt. Bisher wurde es bei verzehrbaren Elektroden nicht für zweckmäßig gehalten, den Lichtbogen auf der Elektrodenoberfläche in Bewegung zu versetzen. Eine solche Maßnahme erschien nur notwendig bei ungeschützten metallischen Elektroden, da es hier schnell zu einem Einbrennen des Lichtbogens kommt, wenn dieser dauernd an der gleichen Stelle einwirkt. Bei einer verzehrbaren Elektrode besteht dieses
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Problem nicht und es erscheint deshalb auch nicht gerechtfertigt, den Aufwand zur Erzeugung eines Magnetfeldes in Kauf zu nehmen. Es wurde aber festgestellt, daß durch die Verlängerung der Lebensdauer der verzehrbaren Elektrodenspitze dieser.Aufwand mehr als kompensiert wird, so daß er auch beim Einsatz verzehrbarer Elektrodenspitzen aus Graphit oder dergleichen vorteilhaft ist.
Besonders vorteilhaft erscheint es, die Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes in einem Befestigungsnippel für die Elektrodenspitze unterzubringen. Wenn der Nippel als selbstständiges Teil ausgebildet ist, besteht die Möglichkeit, dieses Teil schnell auszuwechseln und dadurch eine beschädigte Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes zu ersetzen oder eine für die betreffende Elektrodenspitze oder den betreffenden Einschmelzprozeß besser geeignete Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes vorzusehen.
Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von 10 Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 eine erfindungsgemäße Elektrode teilweise im Längsschnitt;
Fig. 2 den Querschnitt A-A der Elektrode nach Fig. 1;
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Pig. 3 den unteren Teil einer v/eiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrode im Schnitt;
Fig. 4 den Querschnitt A-A der Elektrode nach Fig. 3; Fig. 5 den Querschnitt B-B der Elektrode nach Fig. 3; Fig. 6 den Schnitt G-C der Elektrode nach Fig. 3;
Fig. 7 die Draufsicht auf ein Ofengefäß mit drei Elektroden;
Fig. 8 den Schnitt einer v/eiteren Ausfuhrungsform einer Elektrode zur Darstellung einer Möglichkeit zur Erzeugung eines Magnetfeldes;
Fig. 9 einen Befestigungsnippel für die Elektrodenspitze mit Permanentmagneten; und
Fig. 10 einen Befestigungsnippel für die Elektrodenspitze mit einer Spule zur Erzeugung eines Magnetfeldes.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Elektrode 1 für Lichtbogenofen enthält einen flüssigkeitsgekühlten oberen Teil 2 und einen die Elektrodenspitze bildenden am oberen Teil lösbar befestigten unteren Teil 3. Der obere Teil 2 weist einen oberen
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zyOindrisehen Abschnitt 4 auf, der in eine nicht dargestellte Elektrodenhalterung einsetzbar ist und Durchlässe 5 und 6 für eine Kühlflüssigkeit enthält. Im oberen Teil 2 der Elektrode ist ferner in einem hohlzylindrischen Raum innerhalb der Elektrode ein Leitungssystem 7 für die Kühlflüssigkeit, z.B. für Wasser, untergebracht, über das auch der elektrische Strom der Lichtbogenelektrode leitbar ist. Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel enthält dieses Leitungssystem 7 einen äußeren metallischen Hohlzylinder 8, einen inneren metallischen Hohlzylinder 9 und eine wendelartig angeordnete Trennwand 10 zwischen dem äußeren und dem inneren Hohlzylinder, wodurch zwischen den beiden Hohlzylindern ein wendelartiger Strömungskanal 11 für die Kühlflüssigkeit gebildet wird. In den untersten Abschnitt dieses Strömungskanals mündet an der Stelle 12 eine Zuleitung 13 für die Kühlfüssigkeit, die mit dem Durchlaß 5 in Verbindung steht. In den obersten Abschnitt des Kanals 11 mündet an der Stelle 14 eine Ableitung 15, die mit dem Durchlaß 6 verbunden ist. Die Kühlflüssigkeit wird dem Durchlaß 5 über einen Anschluß 16 zugeführt und über einen mit dem Durchlaß 6 in Verbindung stehenden Anschluß 17 wieder abgeleitet. Das Leitungssystem 7 im oberen Teil der Elektrode 1 ist durch eine das Leitungssystem allseitig bedeckende Feuerfestmasse 18 geschützt. Der untere Teil, d.h. die Elektrodenspitze 3» ist verzehrbar ausgebildet und besteht beispielsweise aus Graphit, Kohle oder dergleichen. Er ist mittels eines Nippels 19 am unteren Ende des oberen Teils lösbar befestigt.
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An der Außenseite des Leitiingssystems 7, d.h., im vorliegenden Fall an der Außenfläche des äußeren metallischen Hohlzylinders 8 sind thermisch leitende Vorsprünge 20 vorgesehen, die von der Feuerfestmasse 18 überdeckt v/erden. Obwohl sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung der Elektrode nur einige dieser Vorsprünge eingezeichnet sind, erstrecken sich diese vorzugsweise in regelmäßiger Anordnung über die gesamte Außenfläche des äußeren metallischen Hohlzylinders 8. Sie sollen aus thermisch gut leitendem Material bestehen und eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um einerseits eine möglichst gleichmäßige Kühlung der Feuerfestmasse zu bewirken und andererseits auch dieser einen verbesserten Halt zu verleihen. Vorteilhaft wäre es, wenn diese Vorsprünge darüberhinaus elektrisch schlecht leitend v/ären. Es können hierfür also Kunststoff- und andere Isoliermaterialien Verwendung finden. Im vorliegenden Fall sind jedoch metallische, d.h. elektrisch leitende Vorsprünge 20 verwendet, die an der Außenseite des Leitungssystems angeschweißt sind. Um bei örtlicher Beschädigung der Feuerfestmasse und dadurch bei Kurzschlußgefahr eine unzulässig hohe Stromeinleitung in das Leitungssystem zu verhindern, sind diese Vorsprünge durch geeignete Querschnittsgestaltung wie Schmelzsicherungen ausgebildet. Sie weisen zwischen ihrer Befestigungsstelle am Leitungssystem 7 und ihrem freien der Außenseite der Elektrode zugewandten Ende 21 wenigstens eine Stelle verkleinerten Querschnitts 22 auf, an der sie bei übermäßigem Stromdurchtritt schnell schmelzen und
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den Strompfaä unterbrechen. Es ist eine Vielfalt von verschiedenen Formen derartiger Vorspränge bekannt, die diese Bedingung erfüllen.
Im Bereich der Befestigungsstelle 23 der Elektrodenspitze 3 ist ein Permanentmagnet 24 vorgesehen. Dieser dient als Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, durch das der Lichtbogen auf der Elektrodenspitze in Bewegung versetzbar ist. Die Kraftlinien dieses Permanentmagneten 24 müssen daher wenigstens bis in den oberen Abschnitt der Elektrodenspitze 3 reichen, um zu gewährleisten, daß, falls die verzehrbare Elektrode bis zu diesem Abschnitt verbraucht ist, der Lichtbogen durch das Magnetfeld zwangsweise auf der Elektrodenspitze in Bewegung gesetzt wird. Im hier beschriebenen Fall wird durch den Magneten 24 ein radialsymmetrisches Feld erzeugt, dessen Achse mit der Elektrodenachse übereinstimmt. Es kann jedoch vorteilhaft sein, Magnetfelder zu erzeugen, die weder radialsymmetrisch noch ko-axial mit der Elektrodenachse sind, um die einseitige Blaswirkung des Lichtbogens zu vermeiden, die zu einem einseitigen Abbrand der Elektrodenspitze und zu erhöhtem Feuerfestverbrauch führt. Dem einseitigen Abbrand der Elektrodenspitze kann dadurch begegnet werden, daß die Achse der Magnetpole, d.h., die durch den Nord- und den Südpol gehende Gerade, nach unten zur Ofenachse hin geneigt wird.
Die erfindungsgemäße Elektrode ist auch der starken Beanspruchung beim Einschmelzen von Schrott oder anderen Einsatzmate-
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rialien zu Stahl gewachsen. Die Elektrode besitzt an ihrer Spitze die Robustheit einer Graphitelektrode und weist auch längs ihres v/assergekühlten Bereiches eine gegenüber vergleichbaren Elektroden wesentlich verbesserte Beanspruchbarkeit auf. Sollte es bei starker örtlicher Beanspruchung durch starre Schrotteile dennoch zu einer örtlichen Beschädigung der Feuerfestmasse 18 kommen, dann wird durch die Vorsprünge 20 ein unmittelbarer mechanischer Kontakt mit dem Leitungssystem verhindert und unzulässig hohe Ströme können über diese Vorsprünge wegen ihres SchmelzsicherungsCharakters nicht fließen. Sobald die verzehrbare Elektrodenspitze so weit verbraucht worden ist, daß der Lichtbogen in den Einflußbereich des Magneten 24 gelangt, wird der weitere Vabrauch der Elektrodenspitze 3 wirksam durch die erzwungene Bewegung des Lichtbogens auf der Oberfläche der Elektrodenspitze verzögert.
Bei der in den Fig. 3,4,5 und 6 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtbogenelektrode sind gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 einige Modifikationen vorgenommen. So ist das in dem hohlzylindrischen Raum der Elektrode untergebrachte Leitungssystem für die Kühlflüssigkeit in Form von diskreten, in Umfangsrichtung der Elektrode angeordneten Kühlrohren 31 ausgebildet, deren Achsen in etv/a parallel zur Elektrodenachse verlaufen. Anstelle der diskreten Kühlrohre könnten wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 auch ein äußerer und ein innerer Hohlzylinder mit in axialer Richtung verlaufenden radialen Trennv/änden zwischen den Hohlzylindern
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vorgesehen sein, so daß längs des Umfangs verteilte axiale Kühlkanäle gebildet werden. Sie sind sowohl unten als auch oben durch ein schachteiförmiges Verbindungsstück 32, von denen nur das untere dargestellt ist, miteinander verbunden. Die Schachtel weist durch Trennwände 33 unterteilte Räume auf, über die jeweils die unteren Enden zweier Kühlrohre 31 in Verbindung stehen, so daß über das eine Kühlrohr die Flüssigkeit nach unten zu- und über das andere die Flüssigkeit nach oben zurückgeleitet wird. An den der Elektrodenaußenseite zugewandten Flächen der Kühlrohre 31 sind die Vorsprünge 35 angebracht, die die gleiche Aufgabe wie die Vorsprünge 20 der Elektrode nach Fig. 1 haben. Die Vorsprünge bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus zylindrischen Metallstiften.
Die untere Schachtel 32 ist insbesondere an ihrer der Elektrodenspitze zugewandten Seite sehr robust ausgebildet, und besteht aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise aus Kupfer. Sie trägt auf ihrer Unterseite einen Nippel 36, ebenfalls aus Kupfer. Der Nippel enthält in seinem Inneren einen fremdstromerregten Elektromagneten 37, der das durch Kraftlinien 38 angedeutete radialsymmetrische Magnetfeld erzeugt. Die Stromversorgung erfolgt durch Leitungen 39. Die verzehrbare Elektrodenspitze 3 ist mittels des Nippels 36 lösbar am flüssigkeitsgekühlten oberen Teil der Elektrode befestigt. Da bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Magnet im Befestigungsnippel untergebracht ist und damit tiefer gesetzt werden kann als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, ge-
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langt beim Verbrauch der verzehrbaren Elektrodenspitze 3 der Lichtbogen früher in den Einflußbereich des Magneten 37, wodurch die Lebensdauer weiter erhöht wird. Außerdem ist im vorliegenden Fall der Querschnitt der Elektrodenspitze gegenüber dem Querschnitt des oberen flüssigkeitsgekühlten Teils der Elektrode vergrößert. Dies dient einerseits dem Zweck, ausreichend Platz für den Magneten 37 zu schaffen und andererseits dem Zweck, die Lebensdauer der Elektrodenspitze zu erhöhen. Der Obergang vom geringeren Querschnitt des oberen Teils zum größeren Querschnitt der verzehrbaren Elektrodenspitze 3 ist mittels feuerfestem Matez'ial 18 kontinuierlich gestaltet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 muß der Nippel 36 aus unmagnetischem Material bestehen, um einen magnetischen Kurzschluß zu verhindern. Geeignet hierfür sind Graphit, oder wie im vorgeschlagenen Falle, Kupfer. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein Nippel aus magnetischem Material vorteilhaft, da dieser gleichzeitig zur Führung des Magnetflusses verwendet wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird im übrigen durch die gekühlte Schachtel 32 und den gekühlten Nippel 36 auch eine Kühlwirkung auf den obersten Abschnitt der Elektrodenspitze ausgeübt, die sich ebenfalls positiv auf die Lebensdauer der verzehrbaren Elektrodenspitze auswirkt. Eine Ausführungsform der Nippelkühlung ist in den Fig. 5 und 6 verdeutlicht. Eine der Kammern 32 enthält eine zusätzliche Trennwand 40, die verhindert, daß das einströmende Wasser durch das Nachbarrohr wieder ausströmen kann. Das Kühlwasser muß zunächst durch eine
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Bohrung 41 in den darunter liegenden Nippelraum eintreten und aus der Bohrung 42 in die benachbarte Kammer zurückkehren.
Fig. 7 stellt eine Draufsicht auf das Untergefäß 51 eines Lichtbogenschmelzofens mit eingefahrenen Elektroden 52 dar. Die Elektroden sind in üblicher Weise innerhalb des Untergefäßes des Schmelzofens angeordnet. Als Elektroden dienen Elektroden, bei denen ähnlich wie bei den Elektroden gemäß den Fig. 3 und 4 das Leitungssystem für die Kühlflüssigkeit eine Anzahl von in Umfangsrichtung der Elektrode angeordneten Kühlrohren enthält. Abweichend von der vorhergehenden Ausführungsform sind aber die Kühlrohre 53 nur längs eines Teiles des Umfangs der Elektrode vorgesehen. Die Elektroden sind so in ihre Halterungen eingesetzt, daß der durch die Kühlrohre gekühlte Teil jeweils radial nach innen weist. Das Beispiel soll veranschaulichen, daß das im oberen Teil der Elektrode untergebrachte Leitungssystem nicht radialsymmetrisch angeordnet sein muß, sondern zweckmäßigerweise den jeweiligen Bedürfnissen -z.B. der Stromführung oder der Kühlung - angepaßt wird.
Durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird eine weitere Modifikation zur Erzeugung eines Magnetfeldes veranschaulicht. Das Magnetfeld wird hier nicht durch einen Permanentmagneten, sondern durch den Elektrodenstrom selbst erzeugt, wenn er durch die spiralig gewundenen Kühlrohre 61 und 62 fließt. Der Strom durchfließt beide Kühlrohre in gleicher Richtung, während das Kühlmittel über das Rohr 61 nach unten und über das Rohr 62
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wieder nach oben geführt wird. Unter diesen Voraussetzungen entsteht das durch die Kraftlinien angedeutete Magnetfeld, das den Lichtbogen auf der Elektrodenspitze 64 in Bewegung versetzt.
Wie bereits in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, kann auch in diesem Falle das Magnetfeld schräg zur Elektrodenachse gerichtet sein.
Fig. 9 stellt einen Nippel 71 aus Kupfer, Graphit oder dgl. unmagnetischem Material dar, der im Inneren einen Magneten 72 enthält. Durch einen derartigen Nippel wird mit einfachen Mittelnund jederzeit auswechselbar und an die geforderten Verhältnisse anpaßbar die Möglichkeit geschaffen, im Bereich der Befestigungsstelle einer durch den Nippel lösbar befestigten Elektrodenspitze ein Magnetfeld zu erzeugen, das den Lichtbogen im Einflußbereich des Magnetfeldes in eine Bewegung versetzt.
Fig. 10 stellt einen weiteren Nippel dar, der eine Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes enthält. Dieser Nippel 81 enthält innerhalb einer Preßmasse 82 aus temperaturfestem nicht magnetischem und elektrisch schlecht leitendem Material eine auseinandergezogene Wendel 83 aus elektrisch gut leitendem Material, die an ihren Stirnseiten mit elektrisch gut leitenden Platten 84 und 85 elektrisch in Verbindung steht.
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Der über die obere Platte 84 zugeführte Lichtbogens tr oia wird gezwungen, auf seinem Weg zur Elektrodenspitze durch die Wendel 83 zu fließen und hierdurch ein Magnetfeld zu erzeugen. Er tritt an der unteren Platte 85 wieder aus und in das Material der Elektrodenspitze ein. Bei Verwendung eines derartigen Nippels, der sich durch große Robustheit auszeichnet, muß selbstverständlich dafür Sorge getragen sein, daß der der Elektrodenspitze zufließende Elektrodenstrom keinen wesentlichen Parallelweg vorfindet, über den er ohne Erzeugung eines Magnetfeldes fließen könnte. Der Strompfad innerhalb des Nippels kann selbstverständlich bei anderer geeigneter Anordnung einer Wendel oder einer Schleife auch so ausgebildet werden, daß andersartig ausgebildete Hagnetfelder erzeugt werden.
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Claims (1)

  1. BLUMBACH · WESEk · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH * BREHM
    PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2725537
    Patentconsuit Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883403/883604 Telex 05-212313 Telegramme Pateniconsull Palentconsult Sonnenberger StraOe 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsuit
    Korf-Stahl AG 77/0104 GM
    Moltkestrasse 15, 7570 Baden-Baden
    Elektrode für Lichtbogenofen
    Patentansprüche:
    1.; Elektrode für Lichtbogenofen, insbesondere zur Stahl- und Eisenherstellung, aus einem in eine Elektrodenhalterung einsetzbaren flüssigkeitsgekühlten oberen Teil, an dem ein die Elektrodenspitze bildender unterer Teil lösbar befestigt ist, v/obei der obere Teil ein durch eine Feuerfestmasse geschütztes Leitungssystem für die Kühlflüssigkeit enthält,über das auch der elektrische Strom der Lichtbogenelektrode leitbar ist,
    München: R. Kramer Dipl. Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Oipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.
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    ORIGINAL INSPECTED
    dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Ofenrauro zugewandten Außenseite des Leitungssystems (7,31,53,61,62) thermisch leitende Vorsprünge (20,35) vorgesehen sind, die von der Feuerfestmasse (18) überdeckt werden, und im Bereich der Befestigungsstelle (23) der Elektrodenspitze (3,64) eine Einrichtung (24,37,72,83) zur Erzeugung eines Magnetfeldes (38,63) angeordnet ist, durch das der Lichtbogen auf der Elektrodenspitze in eine Bewegung versetzbar ist.
    2. Elektrode nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (7) für die Kühlflüssigkeit einen äußeren metallischen Hohlzylinder (8), an dessen Außenfläche die Vorsprünge (20) angebracht sind, einen inneren metallischen Hohlzylinder (9) und eine wendelartig angeoi"dnete Trennwand (10) zwischen dem äußeren und dem inneren Hohlzylinder enthält (Fig. 1,2).
    3. Elektrode nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände in Richtung der Elektrodenachse angeordnet sind.
    4. Elektrode nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem für die Kühlflüssigkeit eine Anzahl von in Umfangsrichtung der Elektrode (1) angeordneten Kühlrohren (31) enthält, deren Achsen etwa parallel zur Elektrodenachse ver-
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    laufen und auf deren der Elektrodenaußenseite zugewandten Fläche die Vorsprünge (35) angebracht sind.
    5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (53) nur längs eines Teils des Umfangs der Elektrode (52) vorgesehen sind.
    6. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Vorsprünge (20) zwischen ihrer Befestigungsstelle am Leitungssystem und ihrem der Außenfläche der Elektrode zugewandten Endabschnitt (21) wenigstens einen Abschnitt (22) aufweisen, der in seinem Querschnitt verkleinert ist.
    7. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Befestigungsstelle der Elektrodenspitze ein Permanentmagnet (24,72) vorgesehen ist.
    8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein fremdstromerregter Elektromagnet (37) vorgesehen ist.
    9. Elektrode nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der gekühlten Stromrohre (61,62) wendelförmig ausgebildet ist (Fig.8).
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    10. Elektrode nach Ansprüchen 7 bis 9f dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Magnetpole des Magnetfeldes schräg abwärts zur Ofenachse hin ausgerichtet ist.
    11. Elektrode insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenspitze mittels eines Nippels (71) aus unmagnetischem Material am oberen Teil der Elektrode (1) befestigt ist und der Nippel die Einrichtung (72) zur Erzeugung des Magnetfeldes enthält.
    12. Elektrode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel auswechselbar ist.
    15. Elektrode nach Anspruch 11 und 12, dadurch, gekennzeichnet , daß der Nippel im wesentlichen aus Kupfer besteht.
    14. Elektrode nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel im wesentlichen aus Graphit besteht.
    15. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
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    die Elektrodenspitze (3) wenigstens in der Umgebung ihrer Befestigungsstelle (23) einen größeren Querschnitt als der flüssigkeitsgekühlte obere Teil der Elektrode aufweist (Fig. 3).
    16. Elektrode nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen den unterschiedlichen Querschnitten kontinuierlich erfolgt (Fig. 3).
    17· Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Elektrodenspitze aus einem nichtverzehrbaren Material besteht und flüssigkeitsgekühlt ist.
    18. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Elektrodenspitze (3) als verzehrbarer Teil ausgebildet ist.
    809850/0321
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