DE3714870A1

DE3714870A1 - Electrode regulating device for an arc furnace

Info

Publication number: DE3714870A1
Application number: DE19873714870
Authority: DE
Inventors: Hans Friedrich; Werner Mueller
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1987-05-05
Filing date: 1987-05-05
Publication date: 1988-11-24

Abstract

In order to regulate the height of the electrode (10), the electrode regulating cylinders (18) are supported on a transverse load-bearing member (20) which is suspended on the ceiling load-bearing and pivoting mechanism (5). In order to rotate the ceiling load-bearing and pivoting mechanism (5) the guide columns (11) which support the electrodes (10) are initially forced up by the cylinders (18), are held in their upper position by a lock (15/16), and the transverse load-bearing member (20) is subsequently raised to above the furnace platform (2) by means of the cylinders (18) which are connected to the guide columns (11). The present electrode regulating device is suitable for furnace platforms (2) having a limited passage (14) for the cylinders (18) and the transverse load-bearing member (20). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenregulierein richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to an electrode regulation direction according to the preamble of the claim.

Es sind Lichtbogenöfen bekannt, bei denen die die Elektroden haltenden Arme jeweils am oberen Ende einer Führungssäule angeordnet sind, wobei die Führungs säulen im Deckeltrag- und -schwenkwerk integriert und dort auf und ab bewegbar gelagert sind. Die Auf- und Abbewegung wird durch einen Seilantrieb bewirkt, der auf der Ofenbühne angeordnet ist und dessen Seil um eine am unteren Ende der Führungs säule angeordnete Seilrolle geschlungen ist. Zur Elektrodenregulierung befinden sich die Führungs säulen in einer relativ tiefen Position und ragen mit ihrem unteren Ende durch eine Durchlaßöffnung der Ofenbühne bis weit nach unten. Zum Schwenken des Ofendeckels müssen die Führungssäulen wegen der be grenzten Durchlaßöffnung mit ihrem unteren Ende bis über die Ofenbühne angehoben werden. Derartige mechanische Elektrodenreguliereinrichtungen weisen aber keine präzise und schnelle Regulierung auf.Arc furnaces are known in which the Arms holding electrodes at the top of each Guide column are arranged, the guide columns integrated in the lid support and swivel mechanism and there are movably mounted up and down. The Up and down movement is done by a rope drive causes, which is arranged on the furnace platform and whose rope around one at the bottom of the guide column arranged pulley is looped. To Electrode regulation are the guide pillars in a relatively low position and protrude with its lower end through a passage opening the furnace platform all the way down. To swivel the Oven cover must be the guide columns because of the be bordered through opening with its lower end be lifted over the furnace platform. Such mechanical electrode regulators have but no precise and quick regulation.

Daneben sind Lichtbogenöfen bekannt, bei denen das Deckeltrag- und -schwenkwerk bei Betriebsbereit schaft auf nach hinten kragenden Stützen der Ofenbühne abgestützt ist. Das Deckeltrag- und -schwenkwerk weist für jeden Elektrodenarm einen Hydraulikzylinder zur Elektrodenregulierung auf. Zum Schwenken wird das Deckeltrag- und -schwenkwerk durch einen gemeinsamen fest angeordneten Hydrau likzylinder von den Auflagerstellen auf den Stützen der Ofenbühne abgehoben. Dazu weist das Deckeltrag- und -schwenkwerk an seiner Rückseite eine vorstehende Kragstütze auf, in die das obere Ende eines Plungerkolbens des Hydraulikzylinders eingreifen kann, und ferner eine untere zur Anlage an dem Zylinder vorgesehene Momentenstütze. Einer der Kragstützen der Ofenbühne ist kürzer ausge bildet, so daß das Deckeltrag- und -schwenkwerk nach dem Anheben, auch wenn sein unteres Ende bis weit unter die Ofenbühne herunterragt, ungehindert nach der Seite der kürzeren Kragstütze aus der insgesamt offenen Ausnehmung herausgeschwenkt werden kann.In addition, arc furnaces are known in which the Lid support and swivel mechanism when ready for operation on cantilevered supports of the Furnace stage is supported. The lid support and - Swivel mechanism has one for each electrode arm Hydraulic cylinder for electrode regulation. The lid support and swivel mechanism is used for swiveling by a common fixed hydraulic lik cylinder from the support points on the Jacks of the furnace platform lifted off. That points to Lid support and swivel mechanism on its back a protruding cantilever into which the upper End of a plunger of the hydraulic cylinder can intervene, and also a lower to the plant torque support provided on the cylinder. One the cantilever of the kiln platform is shorter forms, so that the lid support and swivel mechanism after lifting, even if its lower end is up protrudes far below the furnace platform, unhindered to the side of the shorter cantilever from the total open recess swung out can be.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine präzise und leistungsfähige Elektrodenregulierung zu gestalten, die auch für vorhandene Ofenbühnen mit begrenzter Durchlaßöffnung geeignet ist.The invention has for its object a precise and powerful electrode regulation to design that also for existing furnace platforms with a limited passage opening is suitable.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Verwendung von Hydraulikzylin dern zur Elektrodenregulierung wird von der an sich bekannten präzisen Reguliermöglichkeit Gebrauch gemacht. Dabei stützten sich die Hydrau likzylinder bei der eigentlichen Regulierung der Elektrodenhöhe auf dem am Deckeltrag- und -schwenkwerk hängenden Querträger ab. Zum Schwenken werden die Führungssäulen zunächst nach oben gefahren und dort festgestellt und danach wird der Querträger bis über die Ofenbühne hochgezogen. Durch das Einsetzen bzw. Einbauen der Hydraulik zylinder innerhalb der Führungssäulen nach Anspruch 2 steht eine große Führungslänge bei relativ geringer Gesamthöhe zur Verfügung. Dabei werden bevorzugt die Gehäuse der Hydraulikzylinder innerhalb der Führungssäulen angelenkt bzw. dort mit ihnen verbunden.This task is characterized by the im Part of claim 1 specified features solved. By using hydraulic cylinders electrode regulation is from the known precise regulation option Made use of. The Hydrau supported themselves lik cylinder in the actual regulation of Electrode height on the on the lid support and - Swivel mechanism hanging crossmember. To the The guide pillars will initially pivot driven up and found there and then the cross member is pulled up over the furnace platform. By inserting or installing the hydraulics cylinder inside the guide pillars Claim 2 is a large guide length relatively low total height available. Here the housings of the hydraulic cylinders are preferred articulated within the guide columns or there connected to them.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Er findung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the subject of the he invention is shown in the drawing and is in the following explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Lichtbogenofen mit einer Elektroden reguliereinrichtung in einer vereinfachten Seitenansicht, Fig. 1 is an arc furnace having an electrode regulating device in a simplified side view,

Fig. 2 den Lichtbogenofen in der Betriebs stellung in einer längs der Linie II-II in Fig. 1 teilweise geschnittenen Rück ansicht, Fig. 2 shows the arc furnace in the operating position in a view taken along line II-II in Fig. 1 view partially cut back,

Fig. 3 den Lichtbogenofen mit über die Ofenbühne angehobenem Querträger und Fig. 3 shows the arc furnace with the cross member raised above the furnace platform and

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung der Schalt anordnung der Elektrodenregulierung für eine Elektrode, wobei alle für das Ver ständnis der Erfindung nicht notwendigen Teile, wie Rückschlagventile, Lecklei tungen usw. fortgelassen sind. Fig. 4 is a simplified representation of the switching arrangement of the electrode regulation for an electrode, wherein all parts not necessary for the understanding of the invention, such as check valves, leakage lines etc. are omitted.

Der in Fig. 1 dargestellte Lichtbogenofen 1 steht auf einem Ofenrahmen bzw. einer Ofenbühne 2, die wiederum über zwei Wiegenschalen 3 auf Wälzbahnen 4 abgestützt ist. Durch (nicht dargestellte) Hydraulikzylinder ist der Ofen 1 durch Abwälzen der Wiegenschalen 3 auf den Wälzbahnen 4 kippbar.The arc furnace 1 shown in Fig. 1 stands on an oven or a furnace platform frame 2, which is in turn supported on two weighing trays 3 on rolling tracks. 4 By means of (not shown) hydraulic cylinders, the furnace 1 can be tilted by rolling the cradle shells 3 onto the roller tracks 4 .

Auf dem Ofenrahmen 2 ist das Deckeltrag- und -schwenk werk 5 um eine senkrechte Achse 6 schwenkbar gelagert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Deckeltragarme für den Deckel 8 des Ofens 1 nicht mitgezeichnet. On the furnace frame 2 , the lid support and pivoting mechanism 5 is pivotally mounted about a vertical axis 6 . For reasons of clarity, the cover support arms for the cover 8 of the furnace 1 are not included in the drawing.

Innerhalb des Deckeltrag- und -schwenkwerks 5 sind für die Elektroden 10 (von denen der Einfachheit halber in Fig. 1 lediglich eine einzige dargestellt ist) je eine Führungssäule 11 mit Elektrodenarmen oder -halte rungen 12 auf und ab bewegbar. Dabei sind die Führungssäulen 11 in oben und unten am Deckeltrag und -schwenkwerk 5 angeordneten Rollenführungen 13, 13′ geführt. Zur freien Bewegung der Führungs säulen 11 ist ferner eine gemeinsame Ausnehmung 14 im Ofenrahmen 2 vorhanden. Um 90° zu den Führungs rollen 13 versetzt, ist in deren Bereich jeweils eine Arretrierung vorgesehen, die einen oder mehrere feststehende doppeltwirkende Hydrau likzylinder 15 aufweist, wobei das freie Ende ihrer Kolbenstangen jeweils mit einem fest an der Füh rungssäule 11 angeordneten Anschlag 16 zusammen wirkt und die Führungssäule 11 in arretierter Stellung bei herausgefahrenen Kolbenstangen an einer Abwärtsbewegung hindert. Die Hydraulikzylin der 15 sind über ein 4/3-Wegeventil 17 an eine Druckversorgung P/T (P = Druckleitung, T = Rück flußleitung) angeschlossen.Within the lid support and swiveling mechanism 5 , a guide column 11 with electrode arms or supports 12 can be moved up and down for the electrodes 10 (of which, for the sake of simplicity, only one is shown in FIG. 1). The guide columns 11 are guided in the top and bottom of the cover support and pivoting mechanism 5 arranged roller guides 13 , 13 '. For free movement of the guide pillars 11 there is also a common recess 14 in the furnace frame 2 . Rolled 90 ° to the guide 13 , a locking is provided in the area, which has one or more fixed double-acting hydraulic lik cylinder 15 , the free end of their piston rods each with a fixed to the Füh approximately column 11 stop 16 cooperates and prevents the guide column 11 from moving downward in the locked position when the piston rods are extended. The Hydraulikzylin the 15 are connected via a 4/3-way valve 17 to a pressure supply P / T (P = pressure line, T = return flow line).

Am unteren Ende jeder Führungssäule 11 ist in ihrem Innern das Gehäuse eines Hydraulikzylinders 18 angelenkt, dessen Kolbenstange 19 nach unten ausfahrbar ist. Die freien Enden der Kolbenstangen 19 sind jeweils an einen gemeinsamen Querträger 20 angelenkt, der wiederum an den unteren Enden zweier Zugstangen 21 befestigt ist, die in dem Deckeltrag- und -schwenkwerk 5 auf und ab bewegbar sind. An ihrem oberen Ende weisen die Zugstangen 21 einen Anschlag 22 auf, mit dem sie sich am oberen Ende des Deckeltrag- und -schwenkwerks 5 abstützen können, wodurch auch die tiefste Lage des Querträgers 20 in bezug auf das Deckeltrag und -schwenkwerk 5 gegeben ist. At the lower end of each guide column 11 , the housing of a hydraulic cylinder 18 is articulated inside, the piston rod 19 of which can be extended downward. The free ends of the piston rods 19 are each articulated to a common cross member 20 , which in turn is attached to the lower ends of two tie rods 21 , which can be moved up and down in the cover support and pivoting mechanism 5 . At their upper end, the tie rods 21 have a stop 22 with which they can be supported at the upper end of the cover support and pivoting mechanism 5 , which also gives the lowest position of the cross member 20 with respect to the cover support and pivoting mechanism 5 .

Die Kolbenstangen 19 der Hydraulikzylinder 18 weisen jeweils zwei Längsbohrungen 23, 24 auf, von denen die eine (23) durch den Kolben in die obere Zylinderkammer 25 und die andere (24) in die untere, ringförmige Zylinderkammer 26 führt. Die Längsbohrungen 23, 24 sind über je eine teilweise flexible Leitungsverbindung sowohl über ein drosselndes 4/3-Wege- oder Servoventil 27 als auch über ein anderes 4/3-Wegeventil 28 an die Druck versorgung P/T angeschlossen. Dabei ist zur Erzeugung eines Gleichlaufs der Hydraulikzylinder 18 beim Hochheben oder "Einziehen" des Querträgers 20 die zur unteren Zylinderkammer 26 führende Bohrung 24 über einen Zweig eines Mengen- oder Durchflußteilers 29 mit dem 4/3-Wegeventil 28 verbunden.The piston rods 19 of the hydraulic cylinders 18 each have two longitudinal bores 23 , 24 , one of which ( 23 ) leads through the piston into the upper cylinder chamber 25 and the other ( 24 ) into the lower, annular cylinder chamber 26 . The longitudinal bores 23 , 24 are each connected to the pressure supply P / T via a partially flexible line connection both via a throttling 4/3-way or servo valve 27 and via another 4/3-way valve 28 . To generate a synchronism of the hydraulic cylinder 18 when lifting or "retracting" the cross member 20, the bore 24 leading to the lower cylinder chamber 26 is connected via a branch of a flow or flow divider 29 to the 4/3-way valve 28 .

Zum Regulieren der Höhe der Elektroden 10 befindet sich der Kolben des Zylinders 15 in der in Fig. 4 dargestellten zurückgezogenen Lage und das 4/3- Wegeventil 17 weist die dargestellte Schaltstellung auf. Der Querträger 20 hängt über die Zugstangen 21 am Deckeltrag- und -schwenkwerk 5 und befindet sich in seiner tiefsten Lage. Das 4/3-Wegeventil 28 ver bleibt in seiner dargestellten Schaltstellung. Zur Elektrodenregulierung wird ausschließlich das drosselnde 4/3-Wegeventil 27 betätigt.To regulate the height of the electrodes 10 , the piston of the cylinder 15 is in the retracted position shown in FIG. 4 and the 4/3-way valve 17 has the switching position shown. The cross member 20 hangs on the tie rods 21 on the lid support and pivoting mechanism 5 and is in its lowest position. The 4/3 directional valve 28 remains ver in its illustrated switching position. Only the throttling 4/3-way valve 27 is actuated for electrode regulation.

Zum Vergrößern des Elektrodenabstandes, d.h. zum An- oder Hochheben der Elektrode 10 wird das Ventil 27 - für jede Elektrode getrennt - in die rechte, kreuzende Schaltstellung überführt, so daß die obere Zylinderkammer 25 druckbeaufschlagt wird. Da der Kolben mit der sich auf dem Querträger 20 abstützenden Kolbenstange feststeht, wird durch die Druckbeaufschlagung der oberen Zylinderkammern 25 das Gehäuse des Hydraulikzylinders 18 und damit die Führungssäule 11 und die Elektrode 10 angehoben. Zum Halten der Elektrode wird das Ventil 27 in die dargestellte mittlere Schaltstellung überführt und zum Absenken der Elektrode 10 bzw. zum Verringern des Elektrodenabstandes wird das Ventil 27 in die links dargestellte durchgehende Schaltstellung überführt.In order to increase the electrode distance, ie to raise or raise the electrode 10 , the valve 27 - for each electrode separately - is transferred to the right, crossing switching position, so that the upper cylinder chamber 25 is pressurized. Since the piston is fixed with the piston rod supported on the cross member 20 , the pressure of the upper cylinder chambers 25 raises the housing of the hydraulic cylinder 18 and thus the guide column 11 and the electrode 10 . To hold the electrode, the valve 27 is transferred to the middle switching position shown and to lower the electrode 10 or to reduce the electrode distance, the valve 27 is transferred to the continuous switching position shown on the left.

Wie bereits beschrieben, muß zum Schwenken des Deckeltragwerks 5 der Querträger 20 über den Ofen rahmen angehoben werden. Dazu werden zunächst die Ventile 27 in die rechts dargestellte kreuzende Schaltstellung überführt, so daß die Führungssäulen 11 angehoben werden. Wenn die Führungssäulen so hoch sind, daß der Anschlag 16 über das freie Ende der Kolbenstange des Zylinders 15 gelangt ist, wird das Ventil 17 in die links dargestellte kreuzende Schaltstellung überführt, so daß der Kolben nach rechts gedrückt wird und das freie Ende der Kolbenstange unter den Anschlag 16 gelangt. An schließend wird zunächst das Ventil 17 wieder in die dargestellte sperrende Schaltstellung über führt, damit die Kolbenstange nicht zurückweichen kann. Die oberen Zylinderkammern 25 werden druck entlastet, bis die Anschläge 16 auf den Kolbenstan gen der Zylinder 15 aufliegen, und nunmehr die Füh rungsstangen 11 in einer definierten Höhe festge halten werden.As already described, the cross member 20 must be raised over the furnace frame for pivoting the cover structure 5 . For this purpose, the valves 27 are first transferred to the crossing switching position shown on the right, so that the guide columns 11 are raised. If the guide columns are so high that the stop 16 has come over the free end of the piston rod of the cylinder 15 , the valve 17 is transferred to the crossing switching position shown on the left, so that the piston is pressed to the right and the free end of the piston rod below the stop 16 arrives. At closing, the valve 17 is first brought back into the blocking position shown, so that the piston rod cannot retreat. The upper cylinder chambers 25 are relieved of pressure until the stops 16 rest on the piston rod conditions of the cylinders 15 , and now the guide rods 11 are held at a defined height.

Anschließend wird das Ventil 28 in die rechts dar gestellte kreuzende Schaltstellung überführt, so daß die untere Zylinderkammer 26 über den jeweiligen Zweig des Durchflußteilers 29 und die Bohrung 24 druckbeaufschlagt wird. Da nunmehr der Zylinder 18 über die Führungssäule 11 feststeht, wird der Kolben mit der Kolbenstange 19 und damit der Querträger 20 angehoben. Das in der oberen Zylinderkammer 25 verbliebene Hydraulikmedium kann über die Bohrung 23 unmittelbar durch das Ventil 28 abfließen.Then the valve 28 is transferred to the crossing switching position shown on the right, so that the lower cylinder chamber 26 is pressurized via the respective branch of the flow divider 29 and the bore 24 . Since the cylinder 18 is now fixed over the guide column 11 , the piston with the piston rod 19 and thus the cross member 20 is raised. The hydraulic medium remaining in the upper cylinder chamber 25 can flow directly through the valve 28 through the bore 23 .

Wenn das Deckeltragwerk 5 wieder in seine mittige Lage überführt ist, wird das Ventil 28 in die links dargestellte durchgehende Schaltstellung überführt. Dadurch wird die untere Zylinderkammer 26 drucklos und das in ihr befindliche Druckmedium kann über den jeweiligen Zweig des Durchflußteilers 29 in die Rückflußleitung T abfließen. Zur Unterstützung der Abwärtsbewegung des Kolbens und damit des Quer trägers 20 wird gleichzeitig die obere Zylinder kammer 25 druckbeaufschlagt.When the cover structure 5 is returned to its central position, the valve 28 is transferred to the continuous switching position shown on the left. As a result, the lower cylinder chamber 26 is depressurized and the pressure medium located therein can flow into the return line T via the respective branch of the flow divider 29 . To support the downward movement of the piston and thus the cross member 20 , the upper cylinder chamber 25 is simultaneously pressurized.

Der Gleichlauf der Kolben und Kolbenstangen 19 wird sowohl beim Einziehen als auch beim Absenken des Querträgers 20 durch den Durchflußteiler 29 gewährleistet.The synchronism of the pistons and piston rods 19 is ensured by the flow divider 29 both when the cross member 20 is drawn in and when it is lowered.

Claims

1. Electrode regulating device for electric arc furnaces with guide columns for the individual electrodes guided in the cover support and pivoting mechanism, the cover support and pivoting mechanism being pivotably mounted on the furnace frame, characterized in that a single double-acting hydraulic cylinder ( 18 ) for each electrode ( 10 ) ) is provided, which is connected with its housing or its piston rod ( 19 ) on the one hand to a guide column ( 11 ) and on the other hand is articulated on a common cross member ( 20 ), which in turn with respect to the cover support and pivoting mechanism ( 5th ) can be moved up and down and can be suspended from it via tension elements ( 21 ) and that a locking device ( 15/16 ) is provided, with the aid of which the guide columns ( 11 ) can be locked in their upper position relative to the cover support and pivoting mechanism ( 5 ) are.

2. Electrode regulating device according to claim 1, characterized in that the upwardly directed cylinder housing of the hydraulic cylinder ( 18 ) are each arranged and connected to the associated guide column ( 11 ) and in that the downwardly extendable piston rods ( 19 ) of the hydraulic cylinder ( 18 ) are articulated on the cross member ( 20 ).