DE3808683C1

DE3808683C1 -

Info

Publication number: DE3808683C1
Application number: DE3808683A
Authority: DE
Inventors: Hugo Dipl.-Ing. 4130 Moers De Todzy; Karl-Heinz Dipl.-Ing. 4170 Geldern De Muehlenbeck
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1989-09-07
Also published as: DE58906270D1; ES2047148T3; EP0332569A1; ZA891817B; EP0332569B1

Description

Die Erfindung betrifft eine dreiphasige Lichtbogenheizvorrichtung für Pfannen oder Pfannenöfen zum Behandeln und Raffinieren von Eisenschmelzen, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a three-phase arc heater for pans or Ladle furnaces for treating and refining molten iron, in particular according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Stahl Pfannenöfen einzusetzen. Beim Pfannenofenprozeß kann ein Teil der matallurgischen Arbeit in die Pfanne verlegt werden, wobei das Legieren bestimmter Elemente unter nichtoxidierenden Bedingungen erfolgen kann. Gleichzeitig lassen sich die Abstichtemperaturen senken. Insgesamt kann also in Stahlwerken über den Pfannenofenprozeß eine Produktivitätssteigerung erzielt werden.It is known to use ladle furnaces in the manufacture of steel. In the ladle furnace process, part of the matallurgical work can be done in the Pan are laid, with the alloying of certain elements below non-oxidizing conditions can take place. At the same time, the Lower tapping temperatures. So overall, in steel mills Ladle furnace process an increase in productivity can be achieved.

Der Pfannenofen stellt neben den Transporteinrichtungen, die die Pfanne in die Behandlungsposition befördern, ein zusätzliches Aggregat dar. Somit werden an den Energieverbrauch, den Platzbedarf, das Eigengewicht und die Handhabung der Pfannenöfen erhöhte Forderungen gestellt.The ladle oven is next to the transport equipment that the ladle in promote the treatment position is an additional aggregate energy consumption, space requirements, dead weight and Handling the ladle ovens made increased demands.

Aus "Fachberichte Hüttenpraxis Metallverarbeitung, Vol. 24, Nr. 10, 1986, Seite 940" ist ein Pfannenofen mit drei Tragarmen bekannt.From "Fachberichte Hüttenpraxis Metallverarbeitung, Vol. 24, No. 10, 1986, Page 940 "a ladle furnace with three support arms is known.

Nachteil dieser Ausführungsform ist zum einen der Einsatz von drei Elektrodenhubsäulen und drei Tragarmen. Jeder Tragarm erfordert wiederum ein eigenes hydraulisches Antriebssystem jeweils mit eigener elektronischer Ansteuerung. Die Tragarme sind parallel geführt in einer Ebene angeordnet. Zur Verringerung der elektrischen Verluste und zum Ausgleich der Reaktanzunsymmetrie ist für die hier stromführend ausgeführten Tragarme eine aufwendige koplanare Symmetrierung erforderlich.The disadvantage of this embodiment is the use of three Electrode lifting columns and three support arms. Each support arm in turn requires its own hydraulic drive system, each with its own electronic control. The support arms are guided in one parallel Level arranged. To reduce electrical losses and Compensation for the reactance asymmetry is live for the here executed support arms a complex coplanar symmetrization required.

Für den Betrieb mit Gleichstrom ist bereits eine Lichtbogen-Heizeinrichtung bekannt (DE-OS 34 19 681), bei der eine Lichtbogen- und eine Kontaktelektrode an einem gemeinsamen Tragarm nachführbar angeordnet sind.There is already one for operation with direct current Arc heating device known (DE-OS 34 19 681), where an arc and a contact electrode trackable on a common support arm are arranged.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtbogenheizvorrichtung gattungsgemäßer Art baulich zu vereinfachen und durch konstruktive Maßnahmen die Induktivitäten sowie die Reaktanzunsymmetrie auf ein Minimum zu verringern.The object of the invention is an arc heating device generic type to simplify construction and by constructive Measures the inductances as well as the reactance asymmetry to a minimum to reduce.

Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.The object underlying the invention is achieved by the characterizing part of claim 1 specified features.

Dadurch, daß die drei Elektroden an einem gemeinsamen Tragarm befestigt sind, kann in vorteilhafter Weise auf zwei Tragarme und die dazu gehörenden Führungssäulen, hydraulischen Antriebe und elektrischen Ansteuerungen verzichtet werden.The fact that the three electrodes on a common support arm are attached, can advantageously on two arms and the associated guide columns, hydraulic drives and electrical Controls are dispensed with.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der nunmehr einzige, die Elektroden tragende Arm konstruktiv ausgestaltet werden kann, ohne daß bauliche oder elektrische Beeinflussungen durch die bisher erforderlichen Nachbararme auftreten. Gewichtsmäßig wird die Elektrodentragarmeinrichtung leichter und übt damit positiven Einfluß auf die Hallenkonstruktion des Stahlwerkes bezüglich der Belastbarkeit aus.Another advantage is that the only one, the electrodes supporting arm can be designed constructively without structural or electrical influences from the previously required neighboring arms occur. In terms of weight, the electrode support device becomes lighter and thus exerts a positive influence on the hall construction of the steel mill regarding the resilience.

Außerdem ist ein einzelner Elektrodentragarm leichter handhabbar, da nur eine Säule mit einem Tragarm ungehindert schwenkbar ist.In addition, a single electrode arm is easier to handle because only a column with a support arm can be swiveled freely.

Durch den Einsatz nur eines Tragarmes besteht die Möglichkeit, die Stromzuführungen vom Transformator bis zu den Elektroden unter Berücksichtigung möglicher elektrischer Verluste zu führen.By using only one arm, there is the possibility of Power supplies from the transformer to the electrodes below Taking into account possible electrical losses.

Von Vorteil ist dabei, daß durch den Einsatz nur eines Tragarmes konstruktiv die Funktion "Tragen" und die Funktion "Stromführen" getrennt gelöst werden können, um sie dann optimal aufeinander abzustimmen. Der Querschnitt des Tragarmes kann dabei beliebig gestaltet werden und einen kasten-, rohr- oder dreiecksförmigen Querschnitt sowie Mischformen der o. g. Querschnitte aufweisen.The advantage here is that by using only one arm constructively the function "carry" and the function "current carrying" separately can be solved in order to optimally coordinate them. The Cross section of the support arm can be designed as desired and one box, tube or triangular cross-section and mixed forms of o. g. Have cross sections.

Als stromführende Elemente bieten sich Rohre oder Schienen an. Diese können ohne Behinderung anderer Elemente mit einer Kühlung versehen werden. In vorteilhafter Weise kann die Anordnung der Stromzuführung gleichseitig dreieckförmig sein.Tubes or rails are suitable as current-carrying elements. These can provide cooling without obstructing other elements will. The arrangement of the power supply can advantageously be triangular on both sides.

Die Anordnung der Elektroden am Kopf des Tragarmes wird in der Form ausgeführt, daß die Reaktanzunsymmetrie minimiert wird und die Elektroden gleichzeitig auf dem kleinstmöglichen Teilkreis einfach gehaltert werden.The arrangement of the electrodes on the head of the support arm is in the form that the reactance asymmetry is minimized and the electrodes open simultaneously be held in the smallest possible pitch circle.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist die Anordnung von zwei Elektroden zwischen der Ofenmittenachse und der Führungssäule. Durch diese Anordnung besteht die Möglichkeit des Einsatzes dreier gleichgestalteter Elektrodenhalterungen. Darüber hinaus kann ohne größeren Mehraufwand die Länge der Stromzuführungen egalisiert werden.An advantageous embodiment is the arrangement of two electrodes between the furnace center axis and the guide column. By this arrangement there is the possibility of using three identical Electrode holders. In addition, the Length of the power supply lines can be equalized.

Durch den Einsatz nur eines Tragarmes besteht weiterhin die Möglichkeit, die flexiblen Stromzuführungen (Stromseile) nahezu parallel zu führen und dabei gleichseitig dreiecksförmig anzuordnen.By using only one support arm, there is still the possibility to run the flexible power supply lines (power cables) almost in parallel and to be arranged triangularly on the same side.

Beispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 7 dargestellt. Es zeigtExamples of the invention are shown in FIGS. 1 to 7. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht des Pfannenofens, Fig. 1 is a side view of the ladle furnace,

Fig. 2 und 3 eine Draufsicht, Figs. 2 and 3 a top view,

Fig. 4 und 6 Querschnitte des Tragarmes, FIGS. 4 and 6 are cross sections of the support arm,

Fig. 7 das Schema der Stromzuführungsleitung. Fig. 7 shows the diagram of the power supply line.

Fig. 1 zeigt den Ofen 20 mit der Ofenmittenachse 11. Koaxial zum Ofen ist die Führungssäule 2 angeordnet, an der der Tragarm 1 befestigt ist. Am Kopf des Tragarmes 1 sind die Elektroden 9 mittels Halterungen 8 gehaltert. Vom Transformator 50, der in der Konstruktion 30 des Stahlwerkes angeordnet ist, führen Stromseile (15-17) zu den Stromzuführungen (5-7). Fig. 1 shows the furnace 20 with the furnace center axis 11. The guide column 2 , to which the support arm 1 is attached, is arranged coaxially with the furnace. At the head of the support arm 1 , the electrodes 9 are held by means of brackets 8 . Current cables ( 15-17 ) lead from the transformer 50 , which is arranged in the construction 30 of the steelworks, to the current leads ( 5-7 ).

Die Fig. 2 und 3 zeigen zusätzlich zu den in Fig. 1 aufgeführten Elementen die Kupplungen 12 und 13, die die Stromseile 15-17 zum einen mit dem Trafo 50 und zum anderen mit den Stromrohren 5-7 lösbar verbinden. Figs. 2 and 3 show, in addition to those listed in FIG. 1 elements, the clutches 12 and 13 which connect the power cables 15-17 for one with the transformer 50 and on the other hand with the current tubes 5-7 releasable.

Fig. 2 zeigt dabei eine Anordnung der Elektroden 91-93, bei der eine Elektrode 91 in der Längsmittenebene 10, die die Ofenmittenachse 11 und die Säule 2 mittig schneidet und auf der der Tragsäule 2 zugewandten Seite der Ofenmittenebene 110 angeordnet ist und die Elektroden 92, 93 am Ende des Kopfes des Tragarmes 1 angeordnet sind, wobei die Elektroden 91-93 ein gleichschenkliges Dreieck bilden, das konzentrisch zur Ofenmittenachse 11 angeordnet ist. Fig. 2 shows an arrangement of the electrodes 91-93, in which an electrode 91 in the longitudinal center plane 10 which intersects the furnace center axis 11 and the column 2 in the center and is disposed on the the supporting column 2 facing side of the furnace center plane 110 and the electrodes 92 , 93 are arranged at the end of the head of the support arm 1 , the electrodes 91-93 forming an isosceles triangle which is arranged concentrically to the furnace center axis 11 .

In Fig. 3 ist die Elektrode 91 auf der Längsmittenebene 10 von der Tragsäule 2 wegführend von der Ofenmittenebene 110 angeordnet. Die Elektroden 91-93 sind dabei von den Halterungen 81-83 am Tragarmkopf 1 gehaltert.In FIG. 3, the electrode 91 is arranged on the longitudinal center plane 10 leading away from the support column 2 from the furnace center plane 110 . The electrodes 91-93 are held by the brackets 81-83 on the support arm head 1 .

Die Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils einen Querschnitt durch den Tragarm und die Stromzuführung. Der Tragarm ist dabei rechteckig, rund bzw. dreieckig ausgebildet. Die Stromzuführungen sind rohrförmig ausgebildet. Die Rohre sind dabei parallel zum Tragarm geführt und bilden im Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck mit dem Mittelpunkt im Bereich des Schwerpunktes der Tragfläche. FIGS. 4 to 6 each show a cross section through the support arm and the power supply. The support arm is rectangular, round or triangular. The power supply lines are tubular. The tubes are guided parallel to the support arm and form an equilateral triangle in cross section with the center in the area of the center of gravity of the wing.

Fig. 7 zeigt das Schema der gleichseitig dreieckförmigen Führung der Stromzuführungselemente, bestehend aus den Stromseilen 15-17 und den Stromzuführungen 5-7. Von dem Transformator 50 aus bis zur Elektrodenspitze 9 ist der Weg, den der Strom zurücklegen muß, gleich lang. Die gleiche Weglänge wird dadurch erreicht, daß im Übergang von den Stromzuführungen 6 und 7 zu den Elektroden 92, 93 Schleifen 51 und 61 vorgesehen sind, die die gleiche Länge aufweisen, wie der Stromzuführungsteil 71 der Stromzuführung 7. Fig. 7 shows the scheme of the equilateral triangle-shaped guide of the current supply elements consisting of the current cables 15-17 and the power supply lines 5-7. From the transformer 50 to the electrode tip 9 , the distance the current has to travel is the same length. The same path length is achieved in that loops 51 and 61 are provided in the transition from the power supply lines 6 and 7 to the electrodes 92, 93 , which have the same length as the power supply part 71 of the power supply line 7 .

Claims

1.Three-phase arc heating device for pans or ladle furnaces for treating and refining molten iron, in particular steel melts, with three electrodes which can be lowered through the lid, which are held by a holder fastened to a vertically movable guide column by means of a support arm and via current leads to one phase of the three-phase network an oven transformer are connected, characterized in that
that the holders ( 8 ) of the electrodes ( 91-93 ) are attached to a common support arm ( 1 ) and the common support arm ( 1 ) is attached to a guide column ( 2 ) and
that the power supply lines ( 5-7 ) to the electrodes ( 9 ) are arranged in a triangular order on the support arm ( 1 ) and are guided parallel to the latter.

2. Arc heating device according to claim 1, characterized in that the cross section of the support arm ( 1 ) is box-shaped.

3. Arc heating device according to claim 1, characterized in that the cross section of the support arm ( 1 ) is tubular.

4. Arc heater according to claim 1, characterized in that the cross section of the support arm ( 1 ) is triangular.

5. Arc heater according to one of claims 2 to 4, characterized in that the parallel to the support arm ( 1 ) arranged power supply lines ( 5-7 ) are arranged concentrically around the central axis of the support arm ( 1 ).

6. Arc heating device according to claim 5, characterized in that the power supply ( 5-7 ) are high-current pipes.

7. Arc heating device according to claim 5, characterized in that the power supplies ( 5-7 ) are high-current rails.

8. Arc heater according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrodes ( 9 ) are arranged in plan on the corners of an isosceles triangle.

9. Arc heating device according to claim 8, characterized in that an electrode ( 91 ) in the longitudinal center plane ( 10 ), which intersects the furnace center axis ( 11 ) and the column ( 2 ) in the center, and this one and the two outside the longitudinal center plane ( 10 ) lying electrodes ( 92, 93 ) are arranged concentrically to the furnace center axis ( 11 ).

10. Arc heating device according to claim 9, characterized in that the electrodes ( 92, 93 ) are arranged in the region between the furnace center axis ( 11 ) and the guide column ( 2 ).

11. Arc heating device according to claim 10, characterized in that the holders ( 81-83 ) are provided on the side of the electrodes ( 91, 93 ) facing away from the furnace center ( 11 ).

12. Arc heating device according to claim 9, characterized in that the brackets ( 81-83 ) for the outside of the longitudinal center plane ( 10 ) lying electrodes ( 92, 93 ) are arranged at cranked ends of the support arm ( 1 ) comprising the electrode ( 91 ).

13. Arc heating device according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the power leads ( 5-7 ) couplings ( 12 ) are provided, on which power cables ( 15-17 ) are releasably attached, which can be connected to the furnace transformer ( 50 ) are.

14. Arc heating device according to claim 13, characterized in that the current cables ( 15 to 17 ) between the support arm ( 1 ) and furnace transformer have such a length that the current cables ( 15 to 17 ) hang almost horizontally.

15. Arc heating device according to claim 14, characterized in that the current cables ( 15 to 17 ) on the furnace transformer ( 50 ) are detachably fastened by couplings ( 13 ) and the couplings ( 13 ) form an equilateral triangle from the perspective of the support arm axis ( 18 ).