DE3319389C2

DE3319389C2 - Elektrode für Lichtbogenöfen

Info

Publication number: DE3319389C2
Application number: DE3319389A
Authority: DE
Inventors: Luciano 4130 Moers Ambrosi; Friedrich Dr.-Ing. 4020 Mettmann Nordmeyer; Ludger Dr.-Ing. 4300 Essen Zangs; Klaus Dr.-Ing. 4044 Kaarst von Ploetz
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1987-03-05
Also published as: EP0127568A1; EP0127568B1; DK258184D0; ES8502830A1; DK159037C; ATE41581T1; DK258184A; JPH0372192B2; US4615036A; DE3319389A1; JPS59226499A; ES532661A0; DK159037B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlungsvorrichtung für Elektrodenverbindungsnippel für Lichtbogenöfen, wobei die Elektrode aus einem metallischen, gekühlten oberen Elektrodenabschnitt und mindestens einem unteren Elektrodenabschnitt aus Graphit besteht, und wobei die mechanische Verbindung der Abschnitte durch einen Nippel und die elektrische Verbindung durch die Stirnflächen der Elektrodenabschnitte erfolgt. Um eine wirksame Kühlvorrichtung für die durch Zugkraft miteinander verbundenen Elektrodenabschnitte einer zusammengesetzten Elektrode, wobei der elektrische Strom ausschließlich über die Mantelflächen der Elektroden und nicht durch den Nippel fließt, zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß der Nippel (2) in den unteren Elektrodenabschnitt (1) eingeschraubt ist und die mechanische Verbindung zwichen den Elektrodenabschnitten durch eine im Inneren des oberen Elektrodenabschnittes angeordnete, den oberen Nippel umschließenden Aufnehmer (3) erfolgt, der mit einer Zugvorrichtung verbunden ist, und daß über dem Aufnehmer (3) eine Kühlglocke (5) hängt, die im begrenzten Maß axial beweglich ist und deren Öffnung sich über den größten Teil der Fläche des Aufnehmers, an diesem anliegend, erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für Lichtbogenöfen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 27 39 483 ist eine zusammengesetzte Elektrode bekannt, deren oberer Abschnitt - der aus Stahl besteht - gekühlt ist. Dieser bleibende Abschnitt ist mittels eines Nippels mit dem Graphitelektrodenabschnitt verbunden, wobei dieser als doppelter Konus ausgebildet und in beide Abschnitte eingeschraubt ist. Der Nippel besteht aus demselben Material wie der untere Elektrodenabschnitt, also aus Graphit. Im Inneren des oberen Elektrodenabschnittes wird die Kühlflüssigkeit so geführt, daß der Nippel ebenfalls ausreichend gekühlt wird.
Die Kühlung ist von besonderer Bedeutung, da es insbesondere im Bereich der Annippelung oft zu Schachtelbrüchen kommt, die den Ofenbetrieb sehr schädigen.
In der Praxis treten jedoch bei dieser Art der zusammengesetzten Elektroden Schwierigkeiten auf. Die gegenseitige Lage der beiden Elektrodenteile ist nämlich überbestimmt, und zwar durch den Konus und die Stirnflächen (Kontaktflächen) der beiden zu verbindenden Elektrodenteile. Wenn nämlich der Konus am oberen Teil des Nippels angezogen wird, kann zwischen den Kontaktflächen ein Spalt entstehen. Der Strom, der normalerweise an den Elektrodenflächen fließt, muß dann über den Nippel gehen, und in dem Spalt zwischen den Stirnflächen der Elektroden treten Überschläge auf.
Hinzu tritt, daß es zu thermischen Spannungen kommt zwischen dem intensiv gekühlten Nippel und dem sich stark erwärmenden, aus Graphit bestehendem unteren Elektrodenabschnitt. Die Folge ist ein Abbrechen des Schaftes im Gewindegrund.
Aus der EP-OS 00 61 612 (Fig. 8 und 9) ist eine Elektrode im Sinne des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der die mechanische Verbindung zwischen den Elektrodenabschnitten durch einen auf den oberen Nippelteil aufschraubbaren Aufnehmer erfolgt, der mit einer Zugvorrichtung versehen ist. Dieser Aufnehmer ist nicht gekühlt. Hieraus ergibt sich der Nachteil, daß die Elektrode zwar schnell gewechselt werden könnte, daß aber die erhitzte Elektrode die Verbindungselemente stark erwärmt. Die Folge sind hoher Verschleiß und Behinderung der Wechselarbeit mit negativen Auswirkungen auf die Betriebsmittelnutzungszeit und die Instandhaltungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirksame Kühlvorrichtung für die durch Zugkraft miteinander verbundenen Elektrodenabschnitte einer zusammengesetzten Elektrode zu finden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus dem Anspruch 2.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ergeben sich folgende Vorteile:
Der Nippel und die Verbindungselemente werden durch Kontaktpressung über die ganze konische Auflagefläche der Kühlhülse intensiv gekühlt. Die Wasseranschlüsse der Hülse müssen beim An- und Abnippeln nicht gelöst werden.
Die Kühlung ist ausreichend dimensioniert und entgegen dem Wärmestrom in vorteilhafter Art angeordnet. Die intensivste Wärmeabfuhr ist im Bereich der Nippelglocke, die damit gegen thermische Beschädigung geschützt ist. Der aus der Graphitelektrode herausragende Teil des Nippels wird ausreichend gekühlt. Hierdurch treten keine Beschädigungen des Gewindes auf, so daß das spätere Einschrauben in die Wechsel-Graphitelektrode ohne Behinderung gesichert ist. Eine leichte, aber ausreichende Wärmeabfuhr erfährt das in die Graphitelektrode eingeschraubte Ende des Nippels. Das hat den Vorteil, daß Spannungen im Gewindegrund der Elektrode gemindert werden und ein Abreißen der Graphitelektrode verhindert wird.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert werden, wobei die Figur einen Längsschnitt durch den Übergangsbereich der Elektrodenabschnitte zeigt.
Der Nippel 2 ist mit der Elektrode 1 und dem metallenen Aufnehmer 3 über ein Gewinde formschlüssig verbunden, der obere Teil des Nippels 2 bzw. des Aufnehmers 3 ist in dem dargestellten Beispiel konisch ausgebildet.
Über die Zugstange 14 und die Klauen 12 wird der Aufnehmer 3 mit dem Nippel 2 und der Elektrode 1 fest an die Stirnfläche des wassergekühlten Elektrodenabschnittes 9 angezogen.
Beim Hochziehen durch die Zugstange 14 gleitet der Aufnehmer 3 mit seiner konischen Außenfläche in die konische Öffnung einer Kühlhülse 5. Die Kühlhülse 5 wird über Führungsstangen 8 in einem Führungsring 7 geführt und über Federn 6 auf den Aufnehmer 3 gepreßt, so daß zwischen den Auflageflächen des Aufnehmers 3 und der Kühlhülse 5 ein guter Kontakt entsteht.
Die Kühlhülse 5 ist wassergekühlt und über die Leitungen 11 und 13 an einen Wasserkühlkreislauf angeschlossen. In den Wasserleitungen befindet sich ein Wellrohr (Kompensator) 10 zur Kompensation der beim Hochziehen verursachten Aufwärtsbewegung. Dieses Wellrohr kann auch so ausgelegt werden, daß es neben der Kompensation auch die Funktion der axialen Bewegung der Hülse 5 in Richtung des unteren Elektrodenabschnittes 1, entsprechend den Federn 6, besitzt. In der Kühlglocke 5 sind Strömungsleitbleche 4 angeordnet, um die Kühlung zu intensivieren.
Der Elektrodenabschnitt 9 ist doppelwandig ausgeführt, wobei der die Kühlflüssigkeit aufnehmende Teil mit 21 bezeichnet ist.
Die Greifklauen 12 greifen an dem Zugkopf 20 des Aufnehmers 3 an. Sie sind mit einem Klauenkopf gelenkig verbunden, an dem die Zugstange 14 angeschlossen ist.

Claims

1. Elektrode für Lichtbogenöfen, bestehend aus einem hohlen, metallischen, gekühlten oberen Elektrodenabschnitt und mindestens einem unteren Elektrodenabschnitt aus Graphit, wobei die elektrische Verbindung durch die Stirnflächen der Elektrodenabschnitte erfolgt, ein Nippel mit dem unteren Elektrodenabschnitt verschraubt ist, und die mechanische Verbindung zwischen den Elektrodenabschnitten durch einen im Inneren des oberen Elektrodenabschnittes angeordneten, auf den oberen Nippelteil aufschraubbaren Aufnehmer mit einer konischen Außenfläche erfolgt, der mit einer Zugvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine doppelwandige innen konische Hülse (5) zur Kühlung des Nippels (2) und des Aufnehmers (3) vorgesehen ist,
daß die Hülse (5) axial bewegbar koaxial zum Aufnehmer (3) angeordnet ist,
und daß sich die Innenwandung der Hülse (5) über den größten Teil der Außenfläche des Aufnehmers (3) anlegbar erstreckt.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hülse (5) Druckelemente (6) vorgesehen sind, die die Hülse axial in Richtung des unteren Elektrodenabschnittes (1) bewegen, bis die Hülse (5) auf dem Aufnehmer (3) zur Anlage kommt.