DE4236158C1

DE4236158C1 - Elektrodentragarm für Lichtbogenöfen

Info

Publication number: DE4236158C1
Application number: DE4236158A
Authority: DE
Inventors: Lutz Becker; Andreas Schuering
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2012-10-21
Also published as: GB2271836A; KR100259014B1; BR9301181A; EP0594272B1; KR940010857A; EP0594272A1; JPH06223963A; DE59307254D1; ES2106269T3; JP3300720B2; SG52327A1; ATE157839T1; GB2271836B; GB9302625D0; EP0594272B2; US5471496A

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrodentragarm für Lichtbogenöfen der mit einer zumindest teilweise aus stromführendem Material hoher Leitfähigkeit gebildeten Wandung als Hohlprofil ausgestaltet ist.

Elektroden für Lichtbogenöfen für die Stahlherstellung sind üblicherweise mittels Elektrodenklemmen an Tragarmen befestigt die ihrerseits an vertikal beweglichen Tragsäulen gehalten sind. Die Stromzuführung geschieht dabei entweder in oberhalb des Tragarmes geführten Stromrohren oder über den Tragarmen selber. Dabei wird der Strom bei aus Stahl bestehenden Tragarmen mit außenseitig aufplattiertem Kupfer oder Aluminium geführt. Der Tragarm kann aber auch komplett aus einem den Strom gut führendem Material bestehen.

So ist aus der Schrift FR-PS 1 336 823 ein in seiner Gesamtheit stromführend aus Aluminium hergestellter Tragarm bekannt. Wegen der geringen Strombelastung ist der als Hohlprofil ausgebildete Tragarm selbst ungekühlt. Die für die Elektrodenklemme erforderliche Kühlwasserzuführung geschieht über Rohre, die durch den Innenraum des Hohlprofiles geführt werden.

Aus der EP 0 340 726 ist ein aus Leichtmetall gefertigter Tragarm bekannt, durch dessen Hohlraum Kühlflüssigkeit strömt. Für die Kühlwasserversorgung des Spannbügels sind Rohrleitungen vorgesehen, die über Schläuche an den Spannbügel angeschlossen sind.

Bei beiden genannten Elektrodenarmen ist die Kühlung der Elektrodenhalterung aufwendig ausgeführt. Darüber hinaus wird bei der gekühlten Tragarmausführung das Kühlpotential des Kühlmediums nicht ausreichend ausgenutzt.

Aus der Schrift DE 31 16 050 A1 ist ein Elektroden-Dichtungsaufbau für einen Schmelzofen bekannt, bei dem mehrere Stopfbüchsen mit unterschiedlichen Durchmessern die Elektroden umgeben, wobei die Stopfbüchsen in Axialrichtung teleskopartig ineinander gleitbar und flüssigkeitsgekühlt sind. Diese Stopfbüchsen gleiten leichtgängig ineinander und sind in sofern keinen mechanischen Kräften ausgesetzt. Das in den Stopfbüchsen befindliche Kühlmedium wird vertikal auf und nieder geführt und dient ausschließlich der Abfuhr der von der Wärmestrahlung der Elektrode in den Kühlwasserkreislauf eingebrachten Wärmemenge.

Die Stopfbüchsen weisen dabei einen inneren und einen äußeren Mantel auf, wobei die Mäntel voneinander beabstandet sind und in den Zwischenraum - üblicherweise geschweißte Umlenkungen - angebracht sind. Dieser Aufbau führt bei hohen thermischen Wechselbeanspruchungen zu Rissen.

Die Erfindung hat sich daher das Ziel gesetzt die genannten Nachteile zu vermeiden und einen baulich einfachen, gewichtsarmen und dabei konstruktiv steifen Tragarm zu schaffen, mit dem wartungsarm hohe elektrische Leistungen übertragbar sind.

Die Erfindung erreicht diese Ziele mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Tragarm besteht dessen Wandung aus Profilen, in denen parallel zueinander angeordnete Kanäle eingebracht sind. An den Kopf- bzw. Fußenden der Kanäle sind jeweils zwei Enden miteinander verbunden, so daß ein beliebig gestaltbares Kühlwasserkreislaufsystem entsteht.

Die Dicke der Wandung ist so gewählt, daß der als Hohlprofil ausgebildete Tragarm ausreichend steif ist und gleichzeitig die gesamte Wandung gefährdungsfrei gekühlt wird.

Das Hohlprofil kann dabei eine kreisförmige, eine ovale oder eine kastenförmige Gestalt haben. Bevorzugt wird die kastenförmige Gestalt, wobei die Wandung aus zwei gleich großen L-Profilen oder aus vier an den Ecken miteinander verschweißten Flachprofilen besteht.

Vorzugsweise kommen als Wandung Flachprofile aus Aluminium zum Einsatz, die im Strangpreßverfahren hergestellt wurden. Diese Profile weisen nicht nur eine hohe Maßhaltigkeit auf, sie besitzen auch eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit gerade bei der Kühlkanalaußenwand, so daß zur Erzielung der gewünschten Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit keinerlei Nacharbeit erforderlich ist.

Der erfindungsgemäße Tragarm ist deutlich leichter als bisher bekanntgewordene Tragarme vergleichbarer Größen. Dies rührt zum einen her durch den Einsatz der mit Kanälen versehenen Wandung, so daß bei vergleichsweiser Steife das Eigengewicht des Armes geringer ist. Zum anderen kommt aber insgesamt weniger Wasser zum Einsatz, da deutlich weniger Wassermenge gezielt durch die Kanäle durch den als geschlossenen Kühlmittelkreislauf gestalteten Tragarm geführt wird.

Der erfindungsgemäße Tragarm hat eine äußere schlichte Form, bei der keinerlei Bauelemente nach außen ragen und somit möglichen Beschädigungen ausgesetzt sind.

Die schlichte Form erlaubt ein einfaches Anbringen der Elektroden tragvorrichtung im vorderen Teil des Tragarmes. Dadurch wird ein einfacher Wechsel gewährleistet.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargelegt. Es zeigen:

Fig. 1 Ofenanlage,

Fig. 2 Schnitt durch einen Elektrodentragarm,

Fig. 3 Schema der Kühlmittelführung.

In der Fig. 1 ist ein Lichtbogenofen (10) dargestellt, mit einem Ofen gefäß (11), das mit einem Deckel (12) geschlossen ist. Im Ofengefäß (11) befindet sich Schmelze (13) und Schlacke (14).

Durch den Deckel (12) ragen Elektroden (21-23) in das Ofengefäß (11) hinein, die an einem Elektrodenarm (24) oder an einzelnen Elektroden armen (25-27) einer Elektrodentragvorrichtung (20) befestigt sind.

Die Fig. 2 zeigt Hohlprofile (30) des Elektrodentragarms mit Bauele menten (31). Diese Bauelemente (31) sind stranggepreßt und weisen in Längsrichtung Kanäle (36) auf, die in Anzahl und Abmessung so ausgelegt sind, daß eine ausreichende Kühlung ohne Minderung der Festigkeit des Tragarmes erreichbar ist.

In vorteilhafter Weise wird das Hohlprofil aus mind. zwei strangge preßten Bauelementen durch Schweißen zusammengefügt. Diese Bauelemente können dabei als Ovalprofil (34) (Fig. 2.3) oder als L-Profil (33) (Fig. 2.2) ausgestaltet sein. Sie können aber auch, wie in der Fig. 2.1 dargestellt, aus baugleichen Flachprofilen (32) zusammengefügt werden, die an 4 Nahtstellen zusammengeschweißt werden.

In der Wandung (35) sind Bohrung (36) während des Stranggießprozesses eingebracht worden, die ein Verhältnis von d : D=1 : 1,5-2,5 aufweisen, wobei die einzelnen Bohrungen einen Abstand (a) zueinander von a= 1-1,5 D besitzen.

An den Kopfenden der Hohlprofile sind Flansche oder Deckel angebracht, durch die parallel angeordnete Kanäle miteinander verbunden sind, und so einen definierten Kühlmitteldurchfluß ermöglichen.

In der Fig. 3 sind einzelne Stromfäden des Kühlmittels einer Kühl mittelleitsysteme (40) dargestellt. Die einzelnen Kanäle (36) bilden dabei den Kühlmittelfaden (46), der den größten Teil des Tragarmes durchströmt. Die Elektrodenhalterung (27) weist dabei die Kühlmittel fäden (47 und 48) auf, die von den Kühlmittelfäden (49) versorgt werden. Durch die Vielzahl der Kanäle lassen sich unterschiedlichste Kühlmittelführungen darstellen. In der Fig. 3 ist im unteren Teil des Bildes noch die Möglichkeit der Kühlung eines Spritzrings (41) darge stellt, aus dem das Wasser frei abfließen kann, das über den Kühl mittelfaden (42) ihm zugeführt wird.

Positionsliste

10 Lichtbogenofen
11 Ofengefäß
12 Deckel
13 Schmelze
14 Schlacke
20 Elektrodentragvorrichtung
21 Elektrode
22 mittlere Elektrode
23 Elektrode
24 Elektrodentragarm zu 21
25 mittlerer Elektrodentragarm zu 22
26 äußerer Elektrodentragarm zu 23
27 Elektrodenhalterung
28 Abknickung
29 horizontaler Elektrodentragteil
30 Hohlprofil
31 Bauelement
32 Flachprofil
33 L-Profil
34 Ovalprofil
35 Wandung
36 Kanal
40 Kühlmittelleitsystem
41 Spritzring
42 Zuführung zu 41
45 Ableitung
46 Kühlmittel in Kanal 36
47 Kühlmittel in äußerer Elektrodenhalterung
48 Kühlmittel in innerer Elektrodenhalterung
49 Zuführung zu 47, 48
a Abstand zwischen zwei Kanälen
d Durchmesser Kanal
D Dicke Profil
α Abknickwinkel
l Abknicklänge
L Länge Elektrodenarm

Claims

1. Elektrodentragarm für Lichtbogenöfen, der mit einer zumindest teilweise aus stromführenden Material hoher Leitfähigkeit gebildeten Wandung als Hohlprofil ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (35) des Hohlprofils (30) ein Kühlmittelleitsystem (40) aufweist, wobei in die Wandung (35) parallel zueinander und konzentrisch zur Tragarmmittenachse angeordnete Kanäle (36) in einer Anzahl und Abmessung eingebracht sind, die eine ausreichende Kühlung ohne Minderung der Festigkeit des Tragarmes ermöglichen.

2. Elektrodentragarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (36) einen Durchmesser (d) besitzen, der sich zur Dicke (D) der Wandung (35) verhält wie d : D=1 : 1,5-2,5, und daß die Kanäle (36) die zueinander mit einem Abstand a=1-1,5 D beabstandet und kopf- sowie fußendig im wesentlichen einen geschlossenen Kühlmittelkreislauf bildend paarweise strömungsmäßig miteinander verbunden sind.

3. Elektrodentragarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (30) kastenförmig ausgestaltet ist mit einer aus mindestens zwei Bauelementen (31) zusammengeführten Wandung (35).

4. Elektrodentragarm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (31) aus baugleichen stranggepreßten Aluminiumprofilen (32-34) bestehen, welche durch Schweißen innig miteinander verbunden werden.

5. Elektrodentragarm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (31) die Form eines L aufweisen.

6. Elektrodentragarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgewählte Kanäle (36) zur Kühlung der Elektrodenhalterung (27) strömungsmäßig mit Zuführungen (48) und Abführungen (45) des Kühlmittelleitsystems (40) verbunden sind.