Als abschmelzbare Elektrode für einen Eichtbogenschmelzofen geeignete
Metallelektrode Die Erfindung bezieht sich exuf abschmelzbare Elektroden für hichtbogenschi#-:elzöfen.
Zum Schmelzen der Elektroden in Lichtbogenschmelzöfen wurde bisher in den.meisten
fällen Gleichstrom verwendet. In diesen Öfen wird eine schmelzbare Elektrode` zeit
rundem oder annährk:nd rundem Querschnitt durch die Hitze eines Lichtbogens allmählich
iri einen gekühlten Schmelztopf von rundem Querschnitt abgeschmolzen. Dabei wird
ein Pol der hohe Stromstärke aufweisenden Gleichstromquelle an üie abzuschmelzende
Elektrode angeschlossen, während der andere Pol mit dem im Schicielztopf vorhandenen
Schmelzbad aus geschmolzenem i@eta:i.l verbunden wird, und zwar im allgemeinen durch
eine elektrische Verbindung mit dem Schmelztopf s,:lbst.
Die Verwendung
von mehrphasigem Wechselstrom würde für, solche Öfen vorteilhafter sein, doch sind
die üblichenrunden Elektroden hierfür nicht geeignet, da bei Verwendung mehrerer
dieser Elektroden die Querschnittsfläche , .viel freien Raum umfaiDt, wenn eine
solche Elektrodengruppe in einen runden Schmelztopf, eingeführt wird. Äulierdem
-müßten solche Elektroden im Verhältnis zu ihrem Querschnitt ungewöhnlich lang sein,
um die zur Bildung eines Blockes
erforderliche Metallmenge/enthalten:
Die Erfindung bezieht sich uoa.auf die Schaffung einer verbesserten abschnielzbaren
Elektrode für einen Lichtbogenschmelzofenferner auf die Anordnung mehrerer Elektroden
für einen Zichtbogenschme zofen, sowie eine Anordnung aus -mehreren Elektroden,
deren Querschnitt,-demjenigen eines runderrSchmelz:-topfes entspricht, ohne daß
dabei übermäßig viel freier baum übrig bleibt: ` Gemäß der Erfindung besteht eine
abschmelzbare-Letallelektrode für einen Lichtbogenschmelzof'en, aus einem länglichen
Metallkörper mit segmentförmigem Querschnitts . _ Ferner ist nacr% der Erfindung
eine Anordnung mehrerer Elektroden für einen Lichtbogenschnielzofen vorgesehen,
bei der die Elektroden so angeordnet sind, daß ihre flachen Seiten sich mit Abstand
gegenüberliegen. :
-reitere Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nach-
i V rbindung
stehenden Beschreibung von
en
Zeichnungen, und zwar zeigt:
1'ig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
-Elektrode;
Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1 ,
:Gig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen "Elektrode,
Fig. 4 einen querschnitt nach Linie 3-3 der Zig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Anordnung mehrerer Llektroden der in i'ig. 1 gezeigten
Art in einer. Licht-
bogen;@chrnelzof en,
i#,lig. 6 einen Querschnitt durch die Eleklr odenanordnung
der 5 nach Linie` 6-6, und -
it'ig. 7 einen @.@uez°schnitt durch eine Anordnung mehrerer
CLer in 1''ig. 3 und 4 geztit-D,tell Art il-- der
-leicllell bbene wie bei cxer Darstellung der;M. 6.
Gersiß 2iü. 1 und 2 besteht die @le@@t rode 1 0 aus-
ei:ze:@: 1 jn_#-
liehen se;r:@ent;-<;r..; ein ;,yuersc.stt, der etire;
die 2orm eines behtors hat, wie besonders aus 2i@@o 2" ile:@@z.=or-
geht. Lie -Elektrode weist flc.che SEiüen 12 so;stie eine
bogenförmige-Seite 14 auf. Vorzugsweise ist'am-oberen Ende der
Elektrode in der Mitte ihrer Querschnittsfläche ein Pflock 16 befestigt, der zur
Anbringung der Elektrode an einer Halterung-im Lichtbogensehmelzofen dient.Metal electrode suitable as a fusible electrode for an electric arc melting furnace. The invention relates to fusible electrodes for electric arc furnaces. Up to now, direct current has been used in most cases to melt the electrodes in arc melting furnaces. In these furnaces, a fusible electrode with a round or approximately round cross-section is gradually melted by the heat of an electric arc in a cooled melting pot with a round cross-section. One pole of the direct current source exhibiting high amperage is connected to the electrode to be melted, while the other pole is connected to the molten pool of molten i @ eta: il in the Schicielz pot, generally through an electrical connection to the melting pot s,: lbst . The use of multiphase alternating current would be more advantageous for such furnaces, but the usual round electrodes are not suitable for this purpose, since when several of these electrodes are used the cross-sectional area comprises a lot of free space when such a group of electrodes is introduced into a round melting pot. In addition, such electrodes would have to be unusually long in relation to their cross-section in order to be able to form a block required amount of metal / contain:
The invention relates, inter alia, to the creation of an improved, cut-off electrode for an arc melting furnace, furthermore to the arrangement of several electrodes for an arc melting furnace, as well as an arrangement of several electrodes, the cross section of which corresponds to that of a rounder melting pot, without being excessive Much free tree is left: According to the invention, a fusible lethal electrode for an electric arc furnace consists of an elongated metal body with a segment-shaped cross-section. Furthermore, according to the invention, an arrangement of several electrodes is provided for an arc-type furnace, in which the electrodes are arranged in such a way that their flat sides lie opposite one another at a distance. : -more features of the invention result from the after- i connection
standing description of
en
Drawings, namely shows:
1'ig. 1 is a side view of an inventive
-Electrode;
FIG. 2 shows a cross section along line 2-2 of FIG. 1,
: Gig. 3 shows a modified embodiment of an "electrode according to the invention, Fig. 4 is a cross section along line 3-3 of the Zig. 3,
5 shows a side view of an arrangement of a plurality of electrodes of the in i'ig. 1 in a manner shown. Light- bogen; @chrnelzof en,
i #, lig. 6 shows a cross section through the electrode arrangement
the 5 to line 6-6, and -
it'ig. 7 a @. @ Uez ° cut through an arrangement of several
CLer in 1``. 3 and 4 geztit-D, tell Art il-- der
-leicllell bbene as in cxer representation of the; M. 6th
Gersiss 2iii. 1 and 2 the @ le @@ t rode 1 0 consists of- ei: ze: @: 1 jn _ # -
borrowed se; r: @ent; - <; r ..; a;, yuersc.stt, the etire;
the 2orm of a container gate has, as especially from 2i @@ o 2 "ile: @@ z. = or-
goes. Lie-electrode has flc.che Siüen 12 so; struck one
arcuate-side 14 on. A stake 16 is preferably attached to the upper end of the electrode in the middle of its cross-sectional area and is used to attach the electrode to a holder in the arc furnace.
'In Fig: 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform einer segmentförmgen
Elektrode 18 gezeigt, die aus einem länglichen liletallkörper besteht, bei dem die
beiden flächen Seiten 12: der rig. T und 2 eine einzige flache Seite 20 bilden,
die, von einer bogenförmigen Seite 22 zu halbkreisförmigem Querschnitt ergänzt wird.
Ein entsprechender Pflock 16-ist auchhier am oberen Ende der Elektrode, ebenfalls
in der Mitte ihrer Querschnittsfläche, befestigt.'In Fig: 3 and 4 is another embodiment of a segment-shaped
Electrode 18 is shown, which consists of an elongated purple metal body, in which the
both sides 12: the rig. T and 2 form a single flat face 20,
which is supplemented by an arcuate side 22 to form a semicircular cross-section.
A corresponding peg 16 is also here at the top of the electrode, too
in the middle of their cross-sectional area.
In den Pig. 5 und 6 ist eine Anordnung aus mehreren Elektroden. der
in den Pig, 1 und 2 gezeigten 1`orm dargestellt. Hierfür werden drei Elektroden
verwendet, bei denen der Dinkel zwischen den Seiten 12 jeweils 120 o- beträgt, also
insgesamt 360o: Die flachen Seiten 12 der Elektroden liegen sich dabei mit Abstand
gegenüber, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist-. Der Abstand zwischen den einzelnen Elektroden
der Anordnung sollte so. groß sein., daß beim Abschrlielzen ein Überspringen: .
des Lichtbogens von einer Elektrode zur anderen vermieden wird. Die.drei Elektroden
10 werden in dieser Zage von ihren Pflöcken 16 festgehalten, die lösbar an Halterungen
angebracht sind, welche bei dieser Ausführungsform aus .an den unteren linden von
drei haltestäben 26 vorgesehenen Klammern -2.4 bestehen. Diese Stäbe 26 sind in
einem: festen Abstand
voneinander mit ihren oberen Flanschen 28
an einer Platte 30, z.B. durch Schrauben 32, befestigt. Die Platte 30 besteht aus
einem isolierenden Material wie Bakelit -und wird -von einer schweren Stahlplatte
34 getragen) durch deren Zöcher 36 die Stäbe 26 mit einem isolierenden Zwischenraum
hindurchgeführt sind. Die Platte 34 ist am Ende eines Kolbens 38 befestigt, der
zum Teil innerhalb des oberen Abschnittes 40 eines .Ofengehäuses liegt und mit dem
die Elektroden je nach den Erfordernissen des Lichtbogens gehoben oder gesenkt werden.
Der Kolben 38 wird mit Hilfe einer geeigneten und üblichen Vorrichtung betätigt,
die hier nicht gezeigt ist, und seine Geschwindigkeit sowie die Aufwärts- und Abwärtsbewegung
lassen sich durch entsprechende elektrische Einrichtungen regeln, die ebenfalls
bekannt und im Handel erhältlich sind. Die Elektrodenanordnung kann auf diese Weise
in einen runden Schmelztopf 42 gesenkt werden, der im unteren Teil 44 des Ofengehäuses
vorgesehen ist, wobei der Raum zwischen diesen, beiden Teilen durch. das FL-ndurahleiten
einer Kühlflüssigkeit als Kühlmantel-verwendet wird. Zwischen dem unteren Ende der
Elektroden 10 und dem Metall .46 im Schmelztopf-42 vyird ein hic'htbogen gezündet,
der die Elektroden `I0 allmählich abschmilzt. Wie aus- Fig. 6 ersichtlich, * weist
die Blektrodenanordnung eine Querschnittsfläche auf, die im großen und ganzen der
nneren@'Querschnittsform- des Schmelztopfes -eitspricht-in'-
den die Elektroden abgeschmolzen werdeü, wobei nur. zwischen
den flachen Seiten der Elektroden und zwischen ihren ge-
@ ,- -'
bogenen--Seiten und der Innenwand des Schmelztopfes ein -
Zwischenraum vorhanden ist. - -°`
i -. JI_.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine-Anordnung gemäß '_
Fig. 6, bei'-'der jedoch zwei Elektroden: entspfechend de@r=@`
Fig. 3 und 4 verwendet sind. Auch-bediesen Elekträde2-
liegen sieh ihre flachen Seiten mit Abstand gegenübe.e und
bilden somit eine--Anordnung,- die sich ebenfäl=Is zür@Verwen=
dung in einem runden Schmelztopf eignet..
--
Der Stutzen 16 ist am oberen Ende der Mektröde in' -d=er'Mitte
ihrer Querschnittsfläche angebracht, da` e's --e-:#forder'l:ich
-ist= -
daß die Elektrode von ihrer Befestigung"senkrecht Unach unten
°-
hängt, um -hierdurch einen gleichmäßigen senkrechten Elektrflden-
abstand sicherzustellen. ; - -
Im Gebrauch wird ein entsprechender Iiicht6ogenschzrielzb"f
en`
für abschmelzbare-Elektroderi@-züuf Beschicken-vorbe:reitetindem
z.B. der untere Teil 44- des' Ofengehäuses mit dem
42 entfernt und die Elektroden mit ihren: 2f18-eken -1`6 -mittels
Klammern 24 an-den'Hältestäben 26 befestigt-werden. In den
unteren Teil des Schmelztopfes 42' kann eine kleine
-
Anfangsmäterial -gegeUen werden, worauf der untere Teil des
Ofengehäuses 44 w--eder mit dem- oberen "Teil -,40 verbunden
wird.
Dann wird Dreiphasen-Wechseletrom hoher Stromstärke vor. einer
nicht gezeigten Stromquelle über Leitungen 48 (Fig5) an die einzelnen Elektroden
10 gelegt. Hierauf wird die Elektrodenanordnung durch Betätigung des Kolbens 38
in den Schmelztopf gesenkt, bis zwischen den Elektroden und dem Anfangsmetall ein
Lichtbogen zündet. Der Lichtbogen wird wie üblich durch eine geeignete Steuerung
der Bewegung der Elektrodenanordnung aufrechterhalten, damit er das Metall der Elektroden
10 allmählich zu einem festen Block im Schmelztopf 42 abschmilzt, der während des
Schmelzvorganges nach den bekannten Grundsätzen gekühlt wird. Es ist einzusehen,
daß die Anzahl der für eine solche Anordnung verwendeten Elektroden von der Art
des verwendeten Stroms abhängt. Wenn beispielsweise Einphasenstrom verwendet wird,
so werden zwei Elektroden der in den Fig.3 und 4 gezeigten Form benötigt, während
die Arbeitsweise die gleiche wie bei Drephasenstrom ist. Jeder der Haltestäbe 26
kann@auch für sich mit bekannten Vorrichtungen gehoben oder gesenkt werden, wie
ohne weiteres ersichtlich ist, doch stellt die Anbringung einer erfindungsgemäßen
Anordnung, bei der alle Elektroden in senkrechter Richtung in festem Abstand zueinander
angeordnet sind, eine, etwas einfachere Konstruktion dar. Daß in einem Lichtbogen-Ofen
für mehrere Elektroden der Lichtbogen durch StromÜbertragung vom unteren` Ende einer
Elektrode zum_L;ietallm
Schmelztopf und von dort zum unteren Ende einer anderen
Elektrode gezündet wird, ist jedem Fachmann verständlich:
Die liehtbogen von und zu jeder Elektrode gehen nacheinander
entsprechend-der Änderung der Stromphase: Wenn eine der
Elektroden aus irgendeinem Grund schneller als die :andere
--
oder` anä4Ten abschmelzen- sollte, dann wird der Abstand zwischen
ihr und dem Metall -im Schmelztopf - größer, der Spannungsabfall
über diesen Abstand wird größer und .es fließt weniger Strom.
Als Folge hiervon wird die Abschmelzgeschwindigkeit: der --
kürzeren ElektTÖde: automatisch verringert, bis die-andere
oder
anderen Elektroden auf die gleiche Länge abgeschmolzen sind:
und wieder gleichmäßige Lichtbogenäbstände vorhanden sind,
Die -erfindungsgemäßen Elektroden können aus jedem beliebigen
Metall hergestellt werden, das sich für abschmelzbare Elek-
troden in einem Lichtbogenschmelzofen eignet. Zu diesen Me-
tallen gehören z.B. Titan., Zir%on, -Stahl, rostfreier --Stahl
Nickel, Kobalt, 1VTolybdän, Wolfram, Vanadium und Legierungen
dieser. Metalle .sowie die so:genännten hit zebestänägen--Metalle'
und Superlegierungen.
In the pig. 5 and 6 is an arrangement of multiple electrodes. the 1`orm shown in Pig, 1 and 2. For this purpose, three electrodes are used, in which the angle between the sides 12 is 120 o each, that is a total of 360 o: the flat sides 12 of the electrodes lie opposite one another at a distance, as can be seen from FIG. 6. The distance between the individual electrodes of the arrangement should be like this. be large. that when abrading a skip:. of the arc from one electrode to the other is avoided. The three electrodes 10 are held in this position by their pegs 16, which are detachably attached to holders which, in this embodiment, consist of brackets -2.4 provided on the lower linden trees of three holding rods 26. These rods 26 are fixed at a fixed distance from one another with their upper flanges 28 on a plate 30, for example by screws 32. The plate 30 consists of an insulating material such as Bakelite - and is - supported by a heavy steel plate 34) through the holes 36 of which the rods 26 are passed with an insulating gap. The plate 34 is attached to the end of a piston 38 which lies partially within the upper portion 40 of a furnace housing and with which the electrodes are raised or lowered depending on the requirements of the arc. The piston 38 is actuated by any suitable and conventional device, not shown here, and its speed and upward and downward movement can be controlled by appropriate electrical devices which are also known and commercially available. The electrode assembly can in this way be lowered into a round melting pot 42 which is provided in the lower part 44 of the furnace housing, the space between these two parts through. the FL-ndurahleit a cooling liquid is used as a cooling jacket. A high arc is ignited between the lower end of the electrodes 10 and the metal 46 in the melting pot 42, which gradually melts the electrodes 10. As can be seen from Fig. 6, * the metal electrode assembly has a cross-sectional area that is by and large the nneren @ 'cross-sectional shape- of the melting pot -conforms-in'-
that the electrodes are melted off, with only. between
the flat sides of the electrodes and between their
@, - - '
curved - sides and the inner wall of the melting pot -
There is a gap. - - ° `
i -. JI_.
Fig. 7 shows a cross section through an arrangement according to '_
Fig. 6, but with '-' of the two electrodes: corresponding to de @ r = @ `
Figures 3 and 4 are used. Also-operate electrics2-
see their flat sides at a distance from each other. e and
thus form an - arrangement, - which also = Is zür @ use =
dung in a round melting pot is suitable.
-
The connector 16 is at the upper end of the electrode in '-d = er' center
attached to their cross-sectional area, because it's --e -: # forder'l: I -ist = -
that the electrode from its fastening is "perpendicular to the bottom ° -
hangs in order to - by means of an even, vertical electrode surface-
ensure distance. ; - -
In use, a corresponding light sign "f en" is used
for fusible-electroderi @ -for loading-preparation: ready at that
For example, the lower part 44- of the 'furnace housing with the
42 removed and the electrodes with their: 2f18-eken -1`6 -means
Brackets 24 are attached to the holding rods 26. In the
lower part of the melting pot 42 'can have a small
-
Initial material must be given, followed by the lower part of the
Furnace housing 44 w - each with the - upper "part - 40 is connected.
Then three-phase alternating current of high amperage is present. a current source, not shown, is applied to the individual electrodes 10 via lines 48 (FIG. 5). The electrode arrangement is then lowered into the melting pot by actuating the piston 38 until an arc ignites between the electrodes and the starting metal. The arc is maintained as usual by suitable control of the movement of the electrode assembly so that it gradually melts the metal of the electrodes 10 into a solid block in the melting pot 42 which is cooled according to known principles during the melting process. It will be appreciated that the number of electrodes used for such an arrangement will depend on the type of current used. For example, when single-phase power is used, two electrodes of the shape shown in Figures 3 and 4 are required, while the operation is the same as for three-phase power. Each of the holding rods 26 can also be raised or lowered by itself with known devices, as is readily apparent, but the attachment of an arrangement according to the invention, in which all electrodes are arranged vertically at a fixed distance from one another, represents a somewhat simpler construction That in an arc furnace for several electrodes the arc is transmitted by current from the lower end of an electrode to the metal Melting pot and from there to the bottom of another
Electrode is ignited, is understandable to every expert:
The loan arcs to and from each electrode go one after the other
according to the change of the current phase: If one of the
Electrodes faster than that for some reason: other -
oder` anä4Ten should melt, then the distance between
you and the metal - in the melting pot - greater, the voltage drop
This distance increases and there is less current flowing.
As a result, the melting rate is: the -
shorter ElektTÖde: automatically decreased until the-other or
other electrodes have melted to the same length:
and even arc spacings are available again,
The electrodes according to the invention can consist of any
Metal, which is suitable for fusible elec-
trode in an arc furnace. To these me-
metals include e.g. titanium, zir% on, steel, stainless steel
Nickel, cobalt, 1Vtolybdenum, tungsten, vanadium and alloys
this. Metals, as well as the so called hit zebestänägen - Metals'
and superalloys.