DE3022566A1

DE3022566A1 - Gleichstrom-lichtbogenofen

Info

Publication number: DE3022566A1
Application number: DE19803022566
Authority: DE
Inventors: Bo Rappinger; Sven-Einar Dipl Ing Stenkvist
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: Concast Standard AG
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1980-06-16
Publication date: 1981-01-22
Also published as: JPH0115795B2; SE423275B; SU1351521A3; SE7905584L; IT8067991A0; FR2459952B1; IT1129102B; JPS567976A; GB2055028A; DE3022566C2; FR2459952A1; GB2055028B; US4324943A

Description

Gleichstrom-Lichtbogenofen

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrom-Lichtbogenofen gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei den bisher verwendeten Bodenkontakten von Gleichstrom-Lichtbogenöfen hat man metallische Leiter in die Stampfmasse eingelegt, welche Leiter Kontakt mit dem als Kontaktteil dienenden
Außenfutter haben, das -beispielsweise über eine Kontaktplatte mit dem pot Ltiven Pol der Gleichstromquelle verbunden ist. Hierbei hat man vor der Inbetriebnahme ein Trocknen und/oder Sintern durchführen müssen, was die Festigkeit des Ofenbodens herabsetzen kann und sich auch nachteilig im Hinblick auf die Einwirkung auf die Umgebung auswirken kann. Eine monolithische Ausfütterung ist häufig weniger beständig gegenüber Erosion. Das einwandfreie Sintern einer Masse ist mit einer Belastung der Umgebung des
Ofens verbunden, die häufig nicht akzeptierbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstrom-Lichtbogenofen der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die obengenannten Schwierigkeiten beseitigt sit I.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Gleichstrom-Lichtbogenofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindun^sgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Gemäß der Erfindung kann man durch Verwendung konventioneller Bauelemente mit mindestens einem elektrischen Leiter gleichzeitig Festigkeits-, Betriebssicherheits- und Umweltprobleme lösen, die bei den bekannten Konstruktionen der Bodenkontakte auftreten.

Bei einer bevorzugten AusfÜhrungsf orni werden die Ziegel mit Blech verkleidet oder armiert, wobei die Verkleidung oder die Armierung ganz oder teilweise als Stromleiter dient. Dies ist eine praktische und leicht zu handhabende Art von Bodenziegeln bei einem Gleichstrom-Lichtbogenofen, durch die Anforderungen an die· Festigkeit und an die betriebliche Umwelt gut berücksichtigt werden können.

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

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Gleichstrom-Lichtbogsn-

ofens gemäß der Erfindung in Seitenansicht, B'ig. 2 einen separaten Bodenkontaktziegel.

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Figur 1 zeigt einen Gleichstrom-Lichtbogenofen rait einem Ofengefäß 1, das mit dem üblichen Mantel aus metallischem Material 2 versehen ist. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Zahl der als Kathode geschalteten Elektroden 3 eins, doch kann diese Zahl auch zwei, drei oder mehr betragen. Im Ausführungsbeispiel ist die Elektrode 3 hohl ausgebildet, d.h. der Ofen ist für Reduktionszwecke geeignet; doch ist der Erfindungsgedanke auch bei einem Schmelzofen mit massiver als Kathode geschalteter Elektrode, normalerweise einer Grafitelektrode, anwendbar. Im Reduktioru;-fall wird durch den zentralen Kanal 4 in der Elektrode, beispielsweise für die Roheisenherstellung, Schlich, Koks und Kalk zugeführt, und unter der Elektrode erhält man auf übliche Weise einen Elektrodenfleck, d.h. eine schlackenfreie Fläche der Schmelze. Der Ofen hat wie üblich eine Gießschnauze 5 und ein Schürloch Unter dein Ofeng"»faß ist ein Bodenkontakt angebracht, und die vorliegende Erfind ng beziehe sich auf einen Teil dieses Bodenkontaktes. Der Bodenkontakt besteht aus Ziegeln 8 gemäß der Erfindung, in denen metallische Leiter 7 angeordnet sind, wie nachstehend noch näher beschrieben wird. Die Leiter 7 sollen in d^n Außenfutter 10 eindringen, das im vorliegenden Falle aus elektrisch leitenden Kohlenstoffziegeln besteht, die in mehreren Lagen angeordnet und mit einer metallischen Platte 11, beispielsweise aus Kupfer oder Stahl, abschließen. Diese Platte hai eine erhebliche Ausdehnung am Ofenboden und wird an den positiven Pol der Gleichstromquelle angeschlossen. Der Bodenkontakt soll eine gr ße Erstreckung haben, damit man eine Ausbreitung des Ofenstroms über einen großen Teil des Bodens und im Zentrum dos Ofon:·, erhält, wodurch eine Schrägstellung des'Lichtbogens 1-3 im we.-r-n'--lichen verhindert wird. Die Bodenkontaktplatte ist mit I/nftk-^:-; -

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lung 14 und/oder Flüssigkeitskühlung versehen, damit die Bod-akontaktplatte auf möglichst niedriger Temperatur gehalten werden kann und nicht durch die Flitze des Ofens beschädigt wird. Die mit Leitern versehenen Ziegel 8 dienen als Stromleiter zwischen der Chargo 15 und dem aus Außenfutter 10 und Kontaktplatte 11 be.stehenden Kontaktteil 10, 11, das natürlich auch anders als in Figur 1 gezeigt ausgeführt sein kann. So können statt der Kohlenstoffziegel andere Kontakt gebende Bauteile vorhanden sein. 16 ist eine Absaugöffnung für Abgase.

Figur 2 zeigt einen zum Bodenkontakt gehörenden Ziegel 8, der mit einem metallischen Leiter 7 versehen ist (siehe auch Fig, 1). Der Ziegel ist mit einer, zwei oder mehreren Nuten 17 versehen, in die der metallische Leiter 7 eingelegt wird. Die für den Leiter 7 erforderliche Aussparung im Ziegel kann auch als Loch ausgebildet sein. Die Aussparung kann in der Mauerfuge oder in erweiterten Mauerfugen angebracht sein, oder die Leiter können vor dem Pressen und eventuellen Temperieren in die Ziegelmasse eingelegt werden. Die Ziegel 8 können auch mit Blech überzogen sein, beispielsweise nach Art eines Ziegels, wie er in blechunkleideter Art auf dem Markt erhältlich ist. Der Ziegel kann aber auch innen pit Blech armiert sein. Selbstverständlich kann auch eine Kombination von Blechverkleidung und Armierung vorkommen. Blechverkleidung und/oder Blecharmierung können dabei als Stromleiter zwischen der Charge und dem Außenfutter dienen. .

Die in den Ziegeln erforderlichen Freiräume für die Leiter 7 worden zweckmäßig bereits bei dor Herstellung dor Ziegel

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sehen. Löcher können durch brennfeste Einlagen in der Ziegelmasse vor dem Pressen und eventuellen Brennen vorbereitet werden. Das Bohren der Löcher kann vor oder nach einem eventuellen Brennen der Ziegel und/oder nach dem Schmelzgießen und Sägen der Ziegel erfolgen. Nuten und abgefaste Kanten zur Aufnahme der Stromleiter können durch geeignete Preßformen hergestellt werden. Doch können die Nuten und abgefasten Kanten auch nach einem eventuellen Brennen und notwendigerweise nach dem Schmelzgießen der Ziegel durch Sägen hergestellt werden. Es ist denkbar, die Nuten durch Pressen oder Fräsen herzustellen.

Unter temperierten Ziegeln werden teerhaltige Ziegel verstanden, die auf ca. 600⁰C erhitzt v/erden, um von flüchtigen Bestandteilen befreit zu werden.

Chemisch gebundene und temperierte Ziegel können bereits vor dem Pressen mit Leitern 7 versehen werden. Chemisch gebundene Zickel haben heute häufig inwendig ein Blech, das als Leiter verwendet werden kann. Mit chemisch gebundenen Ziegeln sind Ziegel go:.'.eint, die auf chemischem Wege bereits vor Inbetriebnahme des Ofens die erforderliche Festigkeit haben.

Ein guter elektrischer Kontakt zwischen den genannten metallischen Stromleitern 7 und dem Kontaktteil 10, 11 (siehe Fig. 1) k.'inn dadurch y ichargesLr-T 11 werden, dnß di.o Stromleiter .in ο im; plastische Schicht aus einer stromleitenden Masse 9, beispielsweise eine Grafitmasse, eingetrieben worden, die zwischen d^;:i Außenfutter 10 und den geformten keramischen Zioroln 7 an_;_^:,·.?-·

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bracht wird. Alternativ können die Stromleiter 7 direkt in in das Außenfutter 10 gebohrte Löcher eingeführt werden. Solche Löcher werden zweckmäßigerweise im Zusammenhang mit dem Einbau der geformten keramischen Ziegel und der Stromleiter gebohrt. Statt Löcher in das Außenfutter zu bohren, kann man die metallischen Leiter mit Hilfe druckerzeugender Organe, beispielsweise in Form einer Art Betonnagelpistole, in das Außenfutter hineintreiben. Wenn es sich um blechverkleidete Ziegel handelt, erhält man eine große Anlagefläche (guten Stromübergang) zwischen dem Verkleidungsblech und dem Außenfutter ohne Eintreiben oder irgendeine Bohrung, wobei auch hier der Kontakt natürlich durch eine plastische stromleitende Masse, beispielsweise eine Grafitmasse, oder durch ein stromleitendes Pulver, beispielsweise ein Grafitpulver, verbessert werden kann.

Als Beispiel für das stromführende Außenfutter 10 können Magnesit-, Grafit- und Kohlenstoffziegel genannt werden. Das Futter kann auch aus Ziegeln, die Grafit enthalten, bestehen oder aus Ziegeln, um die herum Grafitmaterial angebracht ist und die alle Kontakt mit der Charge haben.

Die Anzahl der Leiter am Bodenkontakt ist von der Bodenfläche des Ofens, dem Format der Ziegel, der.gewünschten Stromstärke, dem Querschnitt der Leiter und dem spezifischen Widerstand abhängig. Die Wahl des Leitermaterials ist von dem Prozeß und der Zusammensetzung des Schmelzbades abhängig. Wie oben ausgeführt, können die Leiter in Löchern, in Mauerfugen, in erweiterten L in Gestalt von liuten auf der Ziegelseite oder in G?-

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stalt von abgefasten Ziegelkanten oder in Form einer Blechumkleidung bei blechumkleideten Ziegeln angeordnet werden.

Die Ziegel können in einer oder in mehreren Lagen angeordnet sein, wobei im letztgenannten Falle darauf zu achten ist, daß man einen durchgehenden Pfad aus Stromleitern durch den Ofenboden am Bodenkontakt erhält.

Die Erfindung kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert werden.

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Claims

TStfentansprüche:

1.) Gleichstrom-Lichtbogenofen mit mindestens einer als Kathode geschalteten Elektrode und mindestens einem Bodenkontakt, wobei der Bodenkontakt elektrisch leitende Ziegel und/oder metallische Elemente enthält, welche das Außenfutter (Kontaktteil) bilden, das an den positiven Pol der Spannungsquelle oder an Erde angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenfutter (10) und der Charge (15) in direktem Kontakt Ziegel (8) angeordnet sind, die mit mindestens einem metallischen oder Grafit enthaltenden Leiter (7) versehen sind, der zwischen .der Charge (15) und dem Außenfutter (Kontaktteil) (10) verläuft.

2. Lichtbogenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegel (8) mit Blech verkleidet oder armiert sind, wobei die Blechverkleidung oder die Blecharmierung ganz oder teilweise als Stromleiter dient.

3. Lichtbogenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegel beim Einbau in den Ofen oder bei der Inbetriebnahme des Ofens gesintert, schraelzgegossen, temperiert oder chemisch gebunden sind.

4. Lichtbogenofen nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegelkanten abgefast sind oder beim Einbau ab^efast

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werden, oder daß die Fugen zwischen den Ziegeln mit durchgehenden Aussparungen versehen werden, wobei ein oder mehrere Leiter beim Einbau der Ziegel in den Ofen in den durch die genannte Abfasung geschaffenen Raum bzw. in die genannten Aussparungen eingelegt werden.

5. Lichtbogenofen nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß in den Ziegeln vor dem Einsetzen, beispielsweise in Form von Nuten oder Löchern in den Ziegeln, Raum für elektrische Leiter vorhanden ist.

6. Lichtbogenofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ziegeln vorgesehenen Stromleiter entweder in Löcher eingeführt sind, die in dem Außenfutter (Kontaktteil) angebracht sind, oder daß die Stromleiter durch Druck in das Außenfutter (Kontaktteil) hineingedrückt sind.

7. Lichtbogenofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromleitende plastische Masse, z.B. eine Grafitmasse, oder ein stromleitendes Pulver, z.B. ein Grafitpulver, zwischen den Ziegeln oder um die Ziegel herum angebracht ist.

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