EP1969902B1 - Vorrichtung zum nachsetzen einer elektrode für einen metallurgischen ofen - Google Patents
Vorrichtung zum nachsetzen einer elektrode für einen metallurgischen ofen Download PDFInfo
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- EP1969902B1 EP1969902B1 EP06829378A EP06829378A EP1969902B1 EP 1969902 B1 EP1969902 B1 EP 1969902B1 EP 06829378 A EP06829378 A EP 06829378A EP 06829378 A EP06829378 A EP 06829378A EP 1969902 B1 EP1969902 B1 EP 1969902B1
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- F27B3/085—Arc furnaces
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- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0006—Electric heating elements or system
Definitions
- the invention relates to a device and a method for repositioning 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 electrode which dips into a metallurgical furnace through an opening in the furnace lid.
- To seal the opening is in the lid a water-cooled. Ofendeckeidichtung. Above this seal, the device has contact jaws which are pressed against the electrode.
- an electric reduction furnace with an open slag bath is known, in particular for the melting of dusty Möller, with a above the closed lid with a closed oven vertically movable frame on which an electrode holder and a Elektrodennachsetz observed is arranged.
- a stage is provided, on which the frame is supported by at least three regulating cylinders, and that the stage arranged above the furnace cover 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 that is provided with reinforcement plates at least over the entire length of the electrode from the tension element.
- the electrode is 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.
- 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.
- coolant-flowed, segment-like cooling shields are arranged, whose cooling circuit is connected to the cooling circuit of the sealing cylinder.
- an electrode detection system for electrothermal melting furnaces comprising jaws for the conduction of electric current to an electrode, hydraulic cylinders for the up and down movement of the electrode, said cylinders being connected via an electrode holder and clamping members to the electrode.
- 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 for weighing an electrode immersed in the charge of an electric furnace is known from US 5,156,062 EP 1 068 496 B1 known.
- the electrode is moved at least once in the vertical direction, then raised and registering the weight of the electrode shortly after lifting 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 relative to the electrode holder in electric melting furnaces, wherein the electrode is equipped with a pressure ring mounted above the electrode holder, which is in communication with a double-acting pulling arrangement.
- the pulling down or pushing up of the press ring takes place by means of combined pneumatic and hydraulic pressure in a closed system.
- a direct current arc furnace with at least one electrode is known, which is held inside the furnace and can be tracked to compensate for the electrode burn, 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 driving 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 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 entire device.
- FIG. 1 is a known Nachsetzvorraum 1, consisting of an upper clamping ring 2, a lower clamping ring 3 and a mounting ring 4 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 jaw 7, 8 is pressed by means of a spring 9, 10 against the electrode 5 to hold them.
- lifting cylinders 11, 12 which are arranged vertically between the upper clamping ring 2 and the lower clamping ring 3. To lower the stroke of the lifting cylinder 11, 12 is utilized.
- 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 a repositioning device 1 according to the invention is shown. They are out FIG. 1 known and further used components provided with the same reference numerals.
- 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 cylinder 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, we supplied throughout the time via the contact pads 13 with power. The further resetting or lowering takes place again via the regulating cylinder 6.
- FIG. 3 is shown in a sectional side view of the mounting ring 4 as a single part.
- 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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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren 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
SU 462319 - 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 vorgesehen, 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 Zugelement ein Rohr, dass mindestens über die ganze Länge der Elektrode vom Zugelement wegweisend mit Armierungsblechen versehen ist. Die Elektrode ist 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 Lichtbogen- oder 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 Elektrode 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, miteinander 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 elektrothermische 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 angehoben 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 Gegenelektrode 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 Ausführung 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 alternative Vorrichtung und ein alternatives Verfahren zum Nachsetzen einer Elektrode in einem metallurgischen Ofen bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Nachsetzen einer Elektrode gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche1 und 9, der Fassungsring ausgebildet ist zum Halten der Elektrode während der Klemmring gelöst ist und mittels der Regulierzylinder nach oben verfahren wird.
- 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 kompletten 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 einer 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 ausFigur 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 Regulierzylinder 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 gesamte 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. -
- 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 (9)
- Vorrichtung (1) zum Nachsetzen einer Elektrode (5) eines metallurgischen Ofens, insbesondere eines Ofens für den Widerstandsbetrieb, mit einem Ofendeckel (15),
bestehend aus
einem lösbar ausgebildeten Klemmring (3) zum Halten der Elektrode (5); Regulierzylinder (6) zum vertikalen Verfahren des Klemmrings (3) bzw. der Elektrode (5);
einem Fassungsring (4) im Ofendeckel (15);
dadurch gekennzeichnet,
dass der Fassungsring (4) ausgebildet ist zum Halten der Elektrode (5) während der Klemmring (3) gelöst ist und mittels der Regulierzylinder (6) nach oben verfahren wird. - 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. - Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektrode (5) aus Graphit ausgebildet ist. - Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektrode (5) aus Kohle ausgebildet ist. - Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektrode (5) aus Soederberg ausgebildet ist. - Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektrode (5) als Vollelektrode ausgebildet ist. - Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Elektrode (5) als Hohlelektrode ausgebildet ist. - 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. - Verfahren zum Nachsetzen einer Elektrode (5) eines metallurgischen Ofens mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Regulierzylinder (6) die Elektrode (5) nachsetzen, während diese von dem Klemmring (3) gehalten wird, bis der Hub der Regulierzylinder (6) erreicht ist,
dass der Klemmring (3) nach oben verfahren wird, nachdem der Hub erreicht ist und der Klemmring (3) von der Elektrode (5) gelöst wurde; und
dass der Fassungsring (4) die Elektrode (5) hält, während der Klemmring (3) gelöst ist und mittels der Regulierzylinder (6) nach oben verfahren wird.
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