DE19543374A1 - Base electrode structure for direct-current arc furnace - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bodenelektrode für einen Gleichstrom-Lichtbogenofen mit in einer metallischen Bodenplatte angeordneten Elektroden, wobei der Bereich unterhalb der Bodenplatte gekühlt wird und der Bereich oberhalb der Bodenplatte bis zur Oberkante der Elektroden feuerfest ausgekleidet ist und die Bodenplatte gegenüber dem Ofengefäß elektrisch isoliert ist.The invention relates to a bottom electrode for a DC arc furnace with in a metallic Base plate arranged electrodes, the area below the bottom plate is cooled and the area above the base plate to the upper edge of the Electrodes are fireproof and the Base plate electrically insulated from the furnace vessel is.
Aus der EP 0 058 817 ist eine Kontaktelektroden-Anordnung für Lichtbogenöfen bekannt, bei der die Elektroden von einer Basisplatte aus, die im Abstand unterhalb einer Tragplatte angebracht ist, nach oben durch die Ausfütterung hindurchreichen und im Bereich des Ofenherdes enden. Zwischen Basisplatte und Tragplatte ist ein Zwischenraum geschaffen, in dem die Elektrodenhälse mit Hilfe eines Luftstromes, der durch eine Mittenöffnung in der Basisplatte eintritt, kühlbar sind. Die Basisplatte ist mit in Form von archimedischen Spiralen gebogenen Luftleitblechen versehen.EP 0 058 817 describes a contact electrode arrangement known for arc furnaces, in which the Electrodes from a base plate that are spaced is attached below a support plate, upwards reach through the lining and in the area end of the stove. Between base plate and A support plate is created in which the Electrode necks with the help of an air flow that passes through a central opening in the base plate enters, coolable are. The base plate is in the form of Archimedean spirals curved air baffles Mistake.
Aus der EP 0 541 044 ist eine als Anode geschaltete Bodenelektrode bekannt, bei der mehrere Kontaktbleche symmetrisch auf einem elektrisch leitenden Bodenblech angeordnet sind. Der elektrische Stromfluß wird hierbei über an der Außenseite des Ofens befindlichen Strom schienen und einen im Inneren der Ofenummantelung mit elektrisch nicht leitender Stampfmasse umschlossenen Kupferring sowie durch durch das Bodenblech, die Fußplatten der einzelnen Kontaktsegmente und auf diesen befindlichen Blechplatten bis in das Schmelzbad gesichert. Die genannten Blechplatten sind ebenfalls von elektrisch nicht leitender Stampfmasse umgeben und ragen nur mit ihrer Oberflächenstirnfläche in das Schmelzbad.From EP 0 541 044 one is connected as an anode Known bottom electrode, in which several contact plates symmetrically on an electrically conductive floor plate are arranged. The electrical current flow here about electricity on the outside of the furnace rails and one inside the oven casing electrically non-conductive ramming compound Copper ring as well as through the bottom plate, the Base plates of the individual contact segments and on these located sheet metal plates into the weld pool secured. The sheet metal plates mentioned are also surrounded by electrically non-conductive ramming paste and only protrude into the surface with their surface Weld pool.
Feuerfeste Stampfmassen, wie sie zur Auskleidung der Elektroden oberhalb der Bodenplatte verwendet werden, sind sehr verschleißempfindlich. Daher werden vielfach abriebfeste, feuerfeste Steine, die leitend oder nicht leitend sein können, zur Auskleidung verwendet.Refractory ramming masses, such as those used to line the Electrodes above the base plate are used are very sensitive to wear. Therefore, multiple abrasion-resistant, refractory stones that are conductive or not can be used for lining.
Sofern als Elektroden für die Bodenelektrode Metall stäbe verwendet werden, müssen die für die Ausfütterung vorgesehenen Steine, zwischen denen die Elektrodenstäbe angeordnet werden, jeweils mit halbkreisförmigen Kantenbohrungen versehen werden. Dies ist umständlich und teuer.If metal as electrodes for the bottom electrode rods used must be used for feeding provided stones between which the electrode rods be arranged, each with semicircular Edge holes are provided. This is cumbersome and expensive.
Die Abriebfestigkeit des oberen Bereichs der Bodenelektrode, der den thermischen Beanspruchungen durch die Schmelze ausgesetzt ist, wird nach der DE 42 22 22 854 dadurch verbessert, daß für die Auskleidung eine obere Schicht aus elektrisch leitenden feuerfesten Steinen und darunter eine Schicht aus leitfähiger Stampfmasse verwendet wird, wobei die elektrische Leitfähigkeit insbesondere im Bereich nahe der Oberfläche der Bodenelektrode erhöht wird.The abrasion resistance of the upper area of the Bottom electrode, the thermal stresses exposed to the melt, after the DE 42 22 22 854 improved in that for Lining an upper layer of electrically conductive refractory stones and a layer underneath conductive ramming mass is used, the electrical conductivity especially in the area the surface of the bottom electrode is increased.
Wenn auch der Einsatz von ausschließlich elektrisch leitenden Steinen und Massen für die Auskleidung der Bodenelektrode hinsichtlich der Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit und Möglichkeit der Reduzierung des benötigten Flächenbedarfs der Bodenelektrode Vorteile mit sich bringt, so kann aus wirtschaftlichen Gründen - elektrisch leitende Steine sind etwa dreimal so teuer wie nicht leitende Steine - als Kompromiß eine Ausführung aus elektrisch leitenden und nicht leitenden Feuerfeststeinen gewählt werden.If only the use of electricity conductive stones and masses for lining the Bottom electrode in terms of increasing the electrical conductivity and possibility of Reduction of the space required Bottom electrode brings advantages, so can economic reasons - electrically conductive stones are about three times more expensive than non-conductive stones - as a compromise a version made of electrically conductive and non-conductive refractory bricks.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine mit Feuerfest-Materialien zugestellte Bodenelektrode für einen Gleichstrom-Lichtbogenofen dahingehend zu gestalten, daß die Abriebfestigkeit und die elektrische Leitfähigkeit verbessert und die Kühlwirkung im Bereich der Bodenplatte optimiert wird.The object of the invention is one with Refractory materials supplied bottom electrode for a direct current arc furnace shape that the abrasion resistance and the electrical Improved conductivity and the cooling effect in the area the base plate is optimized.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie sie in dem Patentanspruch 1 angegeben ist. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.The task is solved in the way it is in the claim 1 is specified. The subclaims represent advantageous embodiments of the invention.
Erfindungsgemäß wird die metallische Bodenplatte mit einer Vielzahl von in Reihen angeordneten Einzel schlitzen versehen, wobei jeweils ein Einzelschlitz in einer Reihe einem Einzelschlitz in der übernächsten Reihe gegenüberliegt. Durch jeden Einzelschlitz wird ein Elektrodenblech gesteckt, das bis unter die Bodenplatte reicht. Unterhalb der Bodenplatte wird unter jeder Reihe ein Blechtrog mit rechteckigem Querschnitt befestigt, dessen Seitenwände Ausnehmungen aufweisen, die von den unter der Bodenplatte heraus tretenden Abschnitten der Elektrodenbleche ausgefüllt werden.According to the metallic bottom plate a large number of individual ones arranged in rows provided slots, each with a single slot in one row a single slot in the next Row is opposite. Through every single slot an electrode plate stuck that under the Base plate is enough. Below the bottom plate under each row is a rectangular trough Cross section attached, the side walls of recesses have out from under the bottom plate Stepping sections of the electrode plates filled will.
An den Ausschnitten der Blechtröge werden U-förmige Aufnahmeleisten für die Aufnahme der Elektrodenbleche angebracht, ferner werden an den unteren Enden der Elektrodenbleche elektrisch leitende Bänder ange schlossen, die mit dem Blechtrog oder der Bodenplatte verbunden sind.At the cutouts of the troughs are U-shaped Mounting strips for the mounting of the electrode sheets attached, also at the lower ends of the Electrode sheets are electrically conductive tapes closed with the tin trough or the base plate are connected.
Da Elektrodenbleche gegenüber den stabförmigen Elektroden eine größere Oberfläche aufweisen und insofern besser gekühlt werden können, wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Bodenelektrode dem Einsatz von dünnen Elektrodenblechen der Vorzug gegeben. Since electrode sheets compared to the rod-shaped Electrodes have a larger surface and insofar as they can be cooled better, the Design of the bottom electrode according to the invention Use of thin electrode sheets is preferred given.
Die Bodenplatte und die durch die Einzelschlitze der Bodenplatte hindurchreichenden Elektrodenbleche werden in der Weise gekühlt, daß unterhalb der Bodenplatte, entsprechend den aus Einzelschlitzen gebildeten Reihen, Blechtröge mit seitlichen Ausnehmungen für die durch die Schlitze hindurchreichenden Elektrodenblechab schnitte durchgehende Kühlkanäle angeordnet werden, durch die Kühlluft strömt, die über einen Kühlluftstutzen mit anschließendem Kühlluftverteiler zugeführt wird.The bottom plate and through the individual slots of the Electrode plates reaching through the base plate cooled in such a way that below the base plate, corresponding to the rows formed from individual slots, Sheet metal troughs with side recesses for through the electrode plate extending through the slots cuts through cooling channels are arranged, through the cooling air that flows over you Cooling air spigot with subsequent cooling air distributor is fed.
Die Fertigung der erfindungsgemäßen Kühlkanäle hat sich als einfacher im Vergleich zu den Luftleitblechen im Bereich zwischen Basisplatte und Tragplatte bei der bekannten Kontaktelektroden-Anordnung erwiesen. Auch ist der Kühleffekt bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag besser.The production of the cooling channels according to the invention has been improved than easier compared to the air baffles in the Area between base plate and support plate at the known contact electrode arrangement proved. Also is the cooling effect in the proposal according to the invention better.
Die Verwendung von Elektrodenblechen in vorbeschriebener Anordnung ermöglicht es, für die Auskleidung des Bereiches oberhalb der Bodenplatte und der darauf angeordneten Schicht aus elektrisch nicht leitender Stampfmasse feuerfeste Steine, möglichst Normsteine, einzusetzen, mit denen die Räume zwischen den aufrecht stehenden Elektrodenblechen ausgefüllt werden. Bei der Anordnung der Reihen für die Elektrodenbleche wird man die Abstände so wählen, daß zwischen den in Reihen angeordneten Elektrodenblechen entweder ein einreihiger Steinaufbau errichtet oder ein Aufbau aus zwei nebeneinander angeordneten Steinreihen vollzogen wird. Es ist wichtig, daß bei der Anordnung der Steinkonstruktion von unten nach oben so verfahren wird, daß abwechselnd ein kürzerer und ein längerer Stein aufgeschichtet wird, d. h. eine Verschachtelung des Mauerwerkes erzeugt wird, wodurch sich die Standfestigkeit desselben erhöht. The use of electrode sheets in The arrangement described above allows for the Lining the area above the floor slab and the layer of electrical arranged thereon not conductive ramming paste refractory stones, if possible Standard stones, with which the spaces between filled the upright electrode plates will. When arranging the rows for the Electrode sheets will choose the distances so that between the electrode plates arranged in rows either a single-row stone structure erected or a Construction from two rows of stones arranged side by side is carried out. It is important that when arranging of the stone construction from bottom to top is that alternately a shorter and a longer Stone is piled up, d. H. a nesting of the masonry is generated, whereby the Stability increased.
Der Raum oberhalb der Bodenplatte und oberhalb der auf ihr angeordneten Schicht aus elektrisch nicht leitender Stampfmasse, kann, wenn dies erforderlich wird, anstelle mit feuerfesten Steinen auch schichtweise mit feuerfester Stampfmasse ausgefüllt werden. Auch läßt sich die Bodenelektrode aus Schichten mit leitender bzw. nicht leitender feuerfester Stampfmasse zustellen.The space above the floor slab and above that on your arranged layer of electrically non-conductive Ramming mass, if necessary instead of using refractory bricks in layers refractory ramming compound. Also lets the bottom electrode is made of layers with conductive or non-conductive refractory ramming paste.
Bei der erfindungsgemäßen Bodenelektrode besteht die Möglichkeit, zum Spülen der Schmelze mittels Inertgasen durch die Bodenelektrode senkrechte Bohrungen zu führen, die nach unten bis durch die Bodenplatte reichen. Diese Bohrungen werden mit Spülgasleitungen verbunden, die zwischen den Kühlkanälen unterhalb der Bodenplatte angebracht werden.In the bottom electrode according to the invention there is Possibility to purge the melt using inert gases through the bottom electrode vertical holes run that down through the bottom plate pass. These holes are made with purge gas lines connected between the cooling channels below the Base plate can be attached.
Ausführungsbeispiele der Bodenelektrode werden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the bottom electrode are shown of schematic drawings explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch eine mit Feuerfestmaterial zugestellte Bodenelektrode, Fig. 1 shows a partial cross section through an undelivered with refractory material bottom electrode,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Bodenelektrode nach Fig. 1 mit den Schnitten A-A und B-B, Fig. 2 is a plan view of the bottom electrode of Fig. 1 with the sections AA and BB,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer mit Elektrodenblechen ausgestatteten und mit Feuerfestmaterial zugestellten Bodenelektrode und Fig. 3 shows a section of a bottom electrode equipped with electrode sheets and supplied with refractory material and
Fig. 4 eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab. Fig. 4 shows a detail of Fig. 1 on an enlarged scale.
Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine Boden elektrode, bei der die Bodenplatte (1) gegenüber dem Ofengefäßmantel (13) durch eine umlaufende Isolierung (11) elektrisch isoliert ist. Fig. 1 shows a partial cross section through a bottom electrode, in which the bottom plate ( 1 ) is electrically insulated from the furnace vessel jacket ( 13 ) by a circumferential insulation ( 11 ).
Unterhalb der Bodenelektrode ist innerhalb eines Stützringes (12), der die Bodenplatte (1) versteift, ein sich von der Mitte nach beiden Seiten erstreckender Kühlluftverteiler (7) angeordnet. Mittig am Kühlluft verteiler (7) befindet sich ein elektrischer Kontakt (10), der zugleich als Kühlluftzufuhrstutzen (9) für die Bodenelektrode genutzt wird.A cooling air distributor ( 7 ) extending from the center to both sides is arranged below the base electrode within a support ring ( 12 ) which stiffens the base plate ( 1 ). In the center of the cooling air distributor ( 7 ) there is an electrical contact ( 10 ) which is also used as a cooling air supply nozzle ( 9 ) for the bottom electrode.
In die Bodenplatte (1) sind eine Mehrzahl von in Reihen angeordneten Einzelschlitzen (2) eingearbeitet, durch die von oben Elektrodenbleche (3) gesteckt werden. Die Elektrodenbleche (3) enden unterhalb der Bodenplatte (1). Diese durch die Bodenplatte (1) hindurchragenden Abschnitte der Elektrodenbleche (3) bilden zusammen mit den Seitenwänden von unterhalb der Bodenplatte (1) angebrachten Blechtrögen (4) Kühlkanäle (6).A plurality of individual slots ( 2 ) arranged in rows are worked into the base plate ( 1 ), through which electrode plates ( 3 ) are inserted. The electrode plates ( 3 ) end below the base plate ( 1 ). This protruding through the base plate (1) portions of the electrode plates (3) together with the side walls from beneath the bottom plate (1) attached to the sheet metal troughs (4), cooling channels (6).
Unter jeweils zwei Reihen von Einzelschlitzen (2) in der Bodenplatte (1) werden Blechtröge (4) geschweißt, die rechteckigen Querschnitt aufweisen. Dort, wo die unteren Abschnitte der Elektrodenbleche (3) durch die Bodenplatte (1) hindurchreichen, weisen die Seitenwände der Blechtröge (4) Ausschnitte entsprechend den Abmessungen der Elektrodenblech-Abschnitte auf. An den Ausschnitten der Blechtröge (4) können U-förmige Aufnahmeleisten angeordnet werden. Diese Aufnahmeleiste soll den Elektrodenblechabschnitt seitlich umfassen und somit das Elektrodenblech, das im übrigen an der Bodenplatte (1) nicht befestigt ist, abstützen.Sheet troughs ( 4 ) which have a rectangular cross section are welded under two rows of individual slots ( 2 ) in the base plate ( 1 ). Where the lower sections of the electrode sheets ( 3 ) extend through the base plate ( 1 ), the side walls of the sheet troughs ( 4 ) have cutouts corresponding to the dimensions of the electrode sheet sections. U-shaped receiving strips can be arranged on the cutouts of the sheet metal troughs ( 4 ). This mounting strip is intended to laterally encompass the electrode sheet metal section and thus support the electrode sheet, which is otherwise not fastened to the base plate ( 1 ).
Die Blechtröge (4) und die unteren Abschnitte der Elektrodenbleche (3) bilden somit Kühlkanäle (6), die rechtwinkelig an den Kühlluftverteiler (7) angeschlossen werden. Die über den Kühlluftzufuhr stutzen (9) zugeführte Kühlluft strömt über den Kühlluftverteiler (7) in die zahlreichen Kühlkanäle (6) und kühlt sowohl die Elektrodenbleche (3) als auch die Bodenplatte (1).The sheet metal troughs ( 4 ) and the lower sections of the electrode sheets ( 3 ) thus form cooling channels ( 6 ) which are connected at right angles to the cooling air distributor ( 7 ). The cooling air supplied via the cooling air supply ( 9 ) flows through the cooling air distributor ( 7 ) into the numerous cooling channels ( 6 ) and cools both the electrode plates ( 3 ) and the base plate ( 1 ).
Oberhalb der Bodenplatte (1) wird eine Schicht aus elektrisch nicht leitender Stampfmasse (14) aufgebracht. Diese Isolierschicht (14) umgibt die Elektrodenbleche (3).A layer of electrically non-conductive ramming compound ( 14 ) is applied above the base plate ( 1 ). This insulating layer ( 14 ) surrounds the electrode sheets ( 3 ).
Hochtemperaturbeständige und abriebfeste feuerfeste leitfähige/nichtleitfähige Steine (15) werden anschließend zwischen den Reihen aus Elektrodenblechen (3) eingebracht. Dieses Mauerwerk wird zweckmäßiger weise verschachtelt ausgeführt, d. h. es werden abwechselnd kürzere und längere Normsteine verwendet. Auf diese Weise wird der Steinaufbau der Bodenelektrode standfest und transportsicher.High-temperature-resistant and abrasion-resistant, refractory conductive / non-conductive stones ( 15 ) are then inserted between the rows of electrode sheets ( 3 ). This masonry is expediently nested, ie shorter and longer standard stones are used alternately. In this way, the stone structure of the bottom electrode is stable and safe for transport.
Die Draufsicht auf die Bodenelektrode nach Fig. 2 enthält zwei Schnitte entsprechend Fig. 1. Nach Schnitt A-A sind die feuerfesten Steine (15) zweireihig zwischen jeweils zwei Elektrodenblechen (3) angeordnet. Schnitt B-B zeigt die unterhalb der Bodenplatte (1) angebrachten Kühlkanäle (6), die aus den unteren Abschnitten der Elektrodenbleche (3) und den Blechtrögen (4) gebildet werden. In der Bodenplatte (1) sind die eingebrachten Einzelschlitze (2) erkennbar.The top view of the bottom electrode according to FIG. 2 contains two sections corresponding to FIG. 1. After section AA, the refractory bricks ( 15 ) are arranged in two rows between two electrode sheets ( 3 ). Section BB shows the cooling channels ( 6 ) which are attached below the base plate ( 1 ) and which are formed from the lower sections of the electrode sheets ( 3 ) and the sheet troughs ( 4 ). The individual slots ( 2 ) introduced can be seen in the base plate ( 1 ).
Der Kühlluftverteiler (7) ist an den gestrichelt dar gestellten Kühlluftzufuhrstutzen angeschlossen. Die Pfeile zeigen an, wie Kühlluft auf die Kühlkanäle (6) verteilt wird. The cooling air distributor ( 7 ) is connected to the cooling air supply nozzle shown in dashed lines. The arrows show how cooling air is distributed to the cooling channels ( 6 ).
Aus Fig. 3 sind einige konstruktive Einzelheiten aus dem Aufbau der Bodenelektrode erkennbar. Oberhalb der Bodenplatte (1) und oberhalb der elektrisch nicht leitenden Stampfmassenschicht (14) sind zwei überein anderliegende Reihen von feuerfesten Steinen (15) eingebracht. Rechts davon sind Elektrodenbleche (3) angebracht und unterhalb der Bodenplatte (1) ist ein Kühlkanal (6) zu erkennen, der aus einem Blechtrog (4) mit Ausschnitten für das Einfügen von unteren Abschnitten von Elektrodenblechen (3) gebildet wird. An den Blechtrog (4) werden Stromzuführungen (8) in Gestalt von Cu-Flex-Bändern befestigt. Gemäß Ausfüh rungsbeispiel sind die elektrisch leitenden Bänder (8) sowohl am Ende des Elektrodenbleches (3) als auch am Blechtrog (4) angeschlossen.From Fig. 3 some structural details can be seen from the structure of the bottom electrode. Above the base plate ( 1 ) and above the electrically non-conductive ramming mass layer ( 14 ), two rows of refractory bricks ( 15 ) lying one above the other are introduced. Electrode sheets ( 3 ) are attached to the right and a cooling channel ( 6 ) can be seen below the base plate ( 1 ), which is formed from a sheet metal trough ( 4 ) with cutouts for inserting lower sections of electrode sheets ( 3 ). Power leads ( 8 ) in the form of Cu-Flex strips are attached to the sheet metal trough ( 4 ). According to example, the electrically conductive strips ( 8 ) are connected both at the end of the electrode plate ( 3 ) and to the sheet metal trough ( 4 ).
Fig. 4 zeigt eine in Fig. 1 eingekreiste Einzeldar stellung in vergrößertem Maßstab. Diese Einzeldar stellung bezieht sich auf die Anschlüsse der elektrisch leitenden Bänder (8) am Elektrodenblech (3) und am Blechtrog (4), der an der Bodenplatte (1) befestigt ist. Fig. 4 shows a circled in Fig. 1 single position on an enlarged scale. This single position relates to the connections of the electrically conductive strips ( 8 ) on the electrode plate ( 3 ) and on the sheet metal trough ( 4 ) which is attached to the base plate ( 1 ).
Die Elektrodenbleche (3) werden durch Schlitze (2) der Bodenplatte (1) gesteckt und mittels U-förmiger Aufnahmeleisten (5) am Blechtrog (4) befestigt.The electrode plates (3) are inserted through slots (2) of the bottom plate (1) and attached to the sheet tray (4) by means of U-shaped receiving strips (5).
BezugszeichenlisteReference list
1 Bodenplatte
2 Schlitz in 1
3 Elektrodenblech
4 Blechtrog
5 U-förmige Aufnahmeleiste an 4
6 Kühlkanal
7 Kühlluftverteiler
8 Stromzuführung, elektr. leitendes Band
9 Kühlluftzufuhrstutzen
10 elektr. Kontakt für Bodenelektrode
11 Isolierung
12 Stützring
13 Ofengefäßmantel
14 elektr. nicht leitende Stampfmasse
15 feuerfeste Steine 1 base plate
2 slots in 1
3 electrode plate
4 tin trough
5 U-shaped mounting strips on 4
6 cooling channel
7 cooling air distributor
8 power supply, electr. conductive tape
9 Cooling air supply nozzle
10 electr. Contact for bottom electrode
11 insulation
12 support ring
13 furnace jacket
14 electr. non-conductive ramming compound
15 refractory bricks
Claims (10)
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1995
- 1995-11-21 DE DE1995143374 patent/DE19543374A1/en not_active Withdrawn
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