DE3107454C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pfanne oder Pfannenofen für Gleichstrom gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein sol­ cher Pfannenofen ist bekannt aus der DE-OS 25 40 009.

In einem Gleichstromlichtbogenofen wird die Bodenelektrode zur Stromabnahme vom Ofen zweckmäßigerweise unter dem Boden angebracht, doch ist dies bei Pfannen und Pfannenöfen für Gleichstrom deshalb häufig schwierig, weil sich das Abfluß­ loch im Pfannenboden befindet.

Aus der DE-OS 25 40 009 ist ein kippbarer Pfannenofen be­ kannt, der an seiner tiefsten Stelle mit einer Bodenkontakt­ elektrode versehen ist. Zum Abzapfen der Schmelze befindet sich im oberen Abschnitt einer Seitenwand ein Abgußloch. Das Abgießen erfolgt durch Kippen des Ofens. Im Boden ist kein Abgußloch vorhanden. Beim Kippen des Ofens wird der Strom­ fluß über die im Boden befindliche Kontaktelektrode unter­ brochen. Für ein kontinuierliches Abgießen ist dieser Ofen daher nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pfanne oder einen Pfannenofen zu entwickeln, bei dem die eingangs ge­ nannten Raumprobleme nicht mehr auftreten, bei Abgießen eine Unterbrechung des Stromflusses über die Kontaktelektrode nicht notwendig ist und bei der/dem durch die über die Kon­ taktelektrode fließenden Ströme zugleich eine Umrührung der Schmelze bewirkt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Pfanne oder ein Pfannen­ ofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche/welcher erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen genannt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Bodenelektrode ist kein Zapfenstein oder Abgußloch im Boden hindernd im Wege. Zugleich erzielt man den Vorteil, daß eine Umrührung der Schmelze auch ohne besondere Umrührer zustande kommt. Die­ se Umrührung entsteht durch den Fluß des Gleichstromes von der Lichtbogenelektrode durch die Schmelze zur Bodenelektro­ de. Der Strom breitet sich bei seinem Fluß zur Bodenelektro­ de an der Pflanzenperipherie u. a. aufgrund der in der Schmel­ ze auftretenden elektromagnetischen Kräfte über eine große Fläche aus. Parallele Strompfade sind dabei bestrebt, ein­ ander anzuziehen, und man erhält eine eine Umrührung auslösende Kraftwirkung in der Schmelze (Fig. 3). Da der Bodenkontakt nahe dem Pfannenboden liegt, ist dieser Bodenkontakt auch während des gesamten Abgießvorganges funktionstüchtig.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Pfanne mit einer Anordnung gemäß der Er­ findung im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Pfanne längs der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 ein Geschwindigkeitsfeldbild bei einer Pfanne oder einem Pfannenofen gemäß der Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Pfanne 10 mit einer Lichtbogen­ elektrode 11. Statt der Pfanne kann es sich um einen Pfannenofen handeln. Im Boden der Pfanne ist ein Zapfen­ stein oder ein Abgußloch 13 angeordnet, der/das mittels einer Stopfenstange 12 verschließbar ist. Man kann auch einen scheibenförmige Zapfenstein mit verschiebbarem Ver­ schluß verwenden. Im Boden ist somit kein Platz für eine Bodenkontaktelektrode zur Stromentnahme vorhanden; diese Elektrode ist an der Peripherie der Pfanne angeordnet.

An der Peripherie sind nahe dem Pfannenboden ein oder meh­ rere Kontaktvorrichtungen einer Bodenelektrode 14, beispielsweise Kontaktblöcke aus Kupfer oder einem anderen Metall oder einer Legierung, in elektrisch leitendem Kontakt mit Stampfmasse 15 mit lei­ tenden Einlagen oder mit Ziegeln mit leitenden Einlagen 16 oder mit leitenden Ziegeln, wie z. B. Kohlenstoffziegel (nicht gezeigt) angeordnet. Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind die Kontaktblöcke 14 ringabschnittsförmig ausgebildet und liegen auf einem gemeinsamen Kreis längs der Peripherie der Pfanne. In der Figur sind vier Blöcke auf einem Ring angeordnet. Diese Anzahl kann auch größer oder kleiner sein. Die Blöcke können auch auf mehrere Ringe längs der Peripherie der Pfanne verteilt sein.

Die Anzahl der mit leitenden Einlagen 16 versehenen Zie­ gel kann beispielsweise derart vergrößert werden, daß sie auch einen kleineren Teil des Bodens einnehmen. Das­ selbe gilt für die Stampfmasse 15.

Fig. 3 zeigt ein Geschwindigkeitsfeldbild für einen Gleich­ stromlichtbogenofen, wobei 1 die als Kathode geschaltete Lichtbogenelektrode bezeichnet und 2 die als Anode geschal­ tete Bodenelektrode bezeichnet. Man hat festgestellt, daß die Geschwindigkeitsvektoren in der in Fig. 3 durch die Pfeile angedeuteten Weise verlaufen. Das Feldbild ergab sich nach vier Iterationen, wobei 1 cm einer Geschwindig­ keit von 0,1 m/s entspricht. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei etwa 0,7 m/s. Parallele Strompfade haben das Bestreben sich gegenseitig anzuziehen. Man erhält Kräfte in Richtung der in der Fig. 3 gezeigten Pfeile und somit auch eine ent­ sprechende Umrührung der Schmelze.

Man erhält somit in der Pfanne eine Umrührung, die der mit einem induktiven Umrührer, beispielsweise einer zylindrischen Umrührspule, erzielten Umrührung ähnelt. Die Kraft kann durch Anbringung eines äußeren Magnetfeldes verstärkt wer­ den, wenn sich dies als notwendig erweisen sollte. In der Regel dürfte jedoch keine zusätzliche Umrührspule erforder­ lich sein. Auch benötigt man keine rostfreien Pfannen.

Eventuell kann die Umrührung jedoch mit äußeren elektromag­ netischen, mehrphasigen Umrührern bekannter Art verstärkt werden.

Die Anordnung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Er­ findungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

Claims (4)

1. Pfanne oder Pfannenofen für Gleichstrom mit mindestens einer Lichtbogenelektrode und einer Bodenelektrode, da­ durch gekennzeichnet, daß die mindestens einen Kontakt umfassende Bodenelektrode (14) an der Seiten­ wand nahe dem Boden derart angeordnet ist, daß der innere Boden der Pfanne oder des Pfannenofens frei bleibt, und daß im Boden ein Zapfenstein oder Abgußloch (13) angeordnet ist.

2. Pfanne oder Pfannenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Kontakte für die Bodenelektrode ringförmig bzw. ringabschnittsförmig auf einem gemeinsamen Kreis längs der Peripherie der Pfanne oder des Pfannenofens angeordnet sind.

3. Pfanne oder Pfannenofen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt/die Kontakte an Ziegel oder Stampfmasse (15) mit elektrisch leitenden Einlagen, evtl. an leitende Ziegel, an der Innenseite der Pfanne angeschlossen ist/sind.

4. Pfanne oder Pfannenofen nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bo­ denelektrode Ziegel oder Stampfmasse mit leitenden Einlagen enthält, die längs der Pfannenperipherie und evtl. in an­ grenzenden Teilen des Bodens, getrennt von mindestens einem Zapfenstein oder Abgußloch (13) im Pfannenboden, angeordnet sind.