DE4413112A1

DE4413112A1 - Sealing one or more electrodes in electric arc furnace

Info

Publication number: DE4413112A1
Application number: DE19944413112
Authority: DE
Inventors: Stoyan Rizov; Lyudmila Peneva
Original assignee: I S D
Current assignee: I S D
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1995-10-26

Abstract

The sealing system includes several segment type sealing elements (4), consisting at least partially of ferromagnetic material, which are held by the cover (2) of the electric arc furnace and annually enclose the electrode (1).The sealing elements in the working position, pressed by the electromagnetic field against the electrode (1), form a cylindrical surface, the diameter of which is the same as that of the electrode. The gap (7) between the segment-shaped sealing elements has at least in part a radial component.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten einer oder mehrerer Elektroden in einem Lichtbogenofen.The invention relates to a method and a Device for sealing one or more electrodes in an arc furnace.

Bei Lichtbogenöfen ragen die Elektroden im allgemeinen durch Öffnungen im Deckel in den Innenraum des Ofens hinein. Sie werden im Maße der Abbrandgeschwindigkeit nachgeschoben.In the case of arc furnaces, the electrodes generally protrude through openings in the lid into the interior of the furnace. They are fed in according to the burn rate.

Zur Abdichtung des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Rand der jeweiligen Öffnung ist es aus der DE-AS 20 45 133 bekannt, aus im Deckel des Lichtbogenofens vorgesehenen Kanä len Druckluft radial in den Spalt zwischen Elektrode und Öffnungsrand zu blasen, die teils nach innen in den Ofenraum und teils nach außen in die Atmosphäre der Halle entweicht.To seal the gap between the electrode and the Edge of the respective opening is from DE-AS 20 45 133 known from Kanä provided in the cover of the arc furnace len compressed air radially into the gap between the electrode and Blow edge of the opening, some of which are inside into the furnace chamber and partially escapes into the atmosphere of the hall.

Diese Art der Abdichtung ist bei geringem absolutem ein Druck in der Ofenkammer und bei geringem Druckunterschied zwischen Ofenkammer und Halle ausreichend wirksam. Der Energieverbrauch ist im Vergleich zur Ofenleistung gering, und die durch das Einblasen von Luft bedingte Oxidation der Elektroden ist bei starkem Abbrand und entsprechend hoher Nachstellgeschwindig keit hinnehmbar.This type of sealing is a pressure at low absolute in the furnace chamber and with a small pressure difference between Furnace chamber and hall sufficiently effective. The energy consumption is low compared to the furnace output, and that by the Blow in air-induced oxidation of the electrodes severe burn and correspondingly high readjustment speed acceptable.

Bei modernen Lichtbogen-Stahlverarbeitungsverfahren ist aber der Abbrand der Kohleelektroden außerordentlich gering, so daß die Elektroden verhältnismäßig lange der als Abdicht mittel eingeblasenen Frischluft ausgesetzt bleiben und ihre Oxidation entsprechend verhältnismäßig groß ist. Hinzu kommt, daß bei den heute üblichen höheren Drücken und Druckunter schieden zwischen Ofenkammer und Halle mehr Luft eingeblasen werden muß, um eine wirksame Abdichtung zu gewährleisten. Hierdurch ist nicht nur wiederum ein stärkere Oxidation, sondern auch ein höherer Energieverbrauch bedingt.In modern arc steel processing processes but the burning of the carbon electrodes is extremely low, so the electrodes are relatively long as a seal remain exposed to the medium-blown fresh air and their Oxidation is correspondingly large. Come in addition, that at today's higher pressures and pressure drops air between the furnace chamber and the hall must be to ensure an effective seal. This not only results in stronger oxidation, but also a higher energy consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abdichtung der Elektroden in einem Lichtbogenofen anzugeben, durch die die Luftzufuhr bei der bekannten Vorrichtung, die hiermit verbundene Oxidation der Elektroden und der Energieverbrauch vermieden werden.The invention has for its object a method and a device for sealing the electrodes in one Arc furnace to specify through which the air supply at the known device, the associated oxidation of the Electrodes and energy consumption can be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzeugung einer segmentartige Abdichtelemente gegen die Elektroden pressenden Kraft das von dem durch die Elektroden fließenden Strom erzeugte elektromagnetische Feld ausgenutzt wird.This object is achieved in that to generate a segment-like sealing elements against the Electrode pressing force that of the through the electrodes Flowing current generated electromagnetic field exploited becomes.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung gelöst, bei der mehrere, wenigstens teilweise auf ferromagnetischem Material bestehende segmentartige Abdichtelemente vom Deckel des Lichtbogenofens gehalten sind und die Elektrode ringförmig umschließen.The object is further achieved by a device in the case of several, at least partly on ferromagnetic Material existing segment-like sealing elements from the lid the arc furnace are held and the electrode is annular enclose.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen eine wirksame Abdichtung des Spaltes zwischen Elektrode und Deckel ohne Luftzufuhr und ohne zusätz lichen Energieaufwand. Dabei wir der Vorschub der Elektrode durch die während des Betriebs an ihr anliegenden Abdicht elemente nicht behindert.The inventive method and the inventive Device enable an effective sealing of the gap between electrode and lid without air supply and without additional energy expenditure. We do this by feeding the electrode due to the sealing applied to it during operation elements not disabled.

Wenn die Abdichtelemente in der Arbeitsstellung durch das elektromagnetische Feld an die Elektrode angepreßt sind, bilden sie vorzugsweise eine zylindrische Fläche, deren Durch messer gleich dem der Elektrode ist.If the sealing elements in the working position by the electromagnetic fields are pressed against the electrode, they preferably form a cylindrical surface, the diameter of which knife is equal to that of the electrode.

Der Spalt zwischen den segmentförmigen Abdichtelementen verläuft vorzugsweise radial oder zumindest mit einer radialen Komponente geradlinig oder bogenförmig vom äußeren zum inneren Umfang der Abdichtelemente.The gap between the segment-shaped sealing elements preferably runs radially or at least with a radial Component straight or curved from the outside to the inside Scope of the sealing elements.

Um insbesondere bei hohem Druck in der Ofenkammer oder hohem Druckunterschied zwischen Ofenkammer und Halle bzw. Atmosphäre in Richtung der Achse der Elektrode eine gute Abdichtwirkung zu erzielen, ist vorzugsweise der Luftspalt zwischen jeweils zwei nebeneinanderliegenden Abdichtelementen in axialer Richtung durch wenigsten eine Stufe unterbrochen, wobei die Höhe der Stufe und der entsprechenden Ausnehmung im benachbarten Abdichtelement in ihrer Lage auf dem Deckel eine leichte gegenseitige Verstellung ohne Luft ermöglicht. In particular at high pressure in the furnace chamber or high pressure difference between furnace chamber and hall or Atmosphere in the direction of the axis of the electrode a good To achieve a sealing effect, the air gap is preferred between two adjacent sealing elements interrupted by at least one step in the axial direction, the height of the step and the corresponding recess in adjacent sealing element in its position on the lid allows easy mutual adjustment without air.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the Darge in the drawing presented embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch Abdichtelemente und Deckel in einer mit der Elektrode koaxialen Ebene, Fig. 1 shows a section through sealing members and the cover in coaxial with the electrode plane,

Fig. 2 eine Draufsicht von oben und Fig. 2 is a plan view from above and

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles in Fig. 2. Fig. 3 is a view in the direction of the arrow in Fig. 2.

Zwischen der Elektrode 1 und dem Deckel 2 eines Licht bogenofens besteht ein konstruktiv und von der Genauigkeit der Ausführung des Ofens bedingter Spalt 3, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel von drei die Elektrode 1 umschließenden segmentartigen Abdichtelementen 4 abgedichtet ist. Die Ab dichtelemente 4 bestehen aus einem inerten, feuerbeständigen und ausreichend festen Werkstoff, beispielsweise feuerfestem Beton, der von einer Stahlhülle 5 umschlossen ist. Diese trägt nicht nur die Betonauskleidung sondern dient als Magnetanker, der im Betrieb von dem durch die Elektrode 1 fließenden Strom angezogen wird. Ohne jegliche Antriebs- und Steuerungselemente wird so nicht nur die Abdichtfunktion der Vorrichtung gewähr leistet, sondern mit der Abschaltung des Stromes beim Aus schalten des Ofens entfällt auch die Anpreßkraft auf die Elek trode 1, die dann axial verschoben oder ganz herausgezogen werden kann. Die segmentförmigen Abdichtelemente 4 können mittels eines sie umschließenden biegsamen Elements, bei spielsweise eines Drahtes 6 zusammengehalten werden, der ein gewisses Spiel zwischen den Abdichtelementen ermöglicht, so daß die Elektrode 1 während des Betriebs mühelos verstellt werden kann.Between the electrode 1 and the cover 2 of an electric arc furnace there is a constructional and dependent on the accuracy of the design of the furnace gap 3 , which is sealed in the present embodiment by three segment-like sealing elements 4 surrounding the electrode 1 . From the sealing elements 4 consist of an inert, fire-resistant and sufficiently strong material, for example refractory concrete, which is enclosed by a steel shell 5 . This not only supports the concrete lining but also serves as a magnet armature, which is attracted by the current flowing through the electrode 1 during operation. Without any drive and control elements, not only the sealing function of the device is guaranteed, but when the current is switched off when the furnace is switched off, the contact pressure on the electrode 1 is also eliminated, which can then be axially displaced or pulled out completely. The segment-shaped sealing elements 4 can be held together by means of a flexible element enclosing them, for example a wire 6 , which allows a certain play between the sealing elements, so that the electrode 1 can be easily adjusted during operation.

Die Abdichtelemente 4 können auch vollständig aus Stahl oder aus feuerfestem armierten Beton oder aus einem festen Beton bestehen, dem Stahlspäne oder -pulver beigemischt sind.The sealing elements 4 can also consist entirely of steel or of refractory reinforced concrete or of a solid concrete, the steel chips or powder are admixed.

Die geometrischen Bedingungen für die Arbeitsfähigkeit der Vorrichtung sind der Fig. 2 entnehmbar. Der von den zu sammengepreßten Abdichtelementen 4 bestimmte Innendurchmesser muß gleich dem Durchmesser der Elektrode 1 sein. Ist die Toleranz dieser Abmessung bekannt, so ist der kleinste zuläs sige Elektrodendurchmesser maßgebend. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Segmente nicht gegeneinander gepreßt werden, weil sonst der die Elektrode 1 umschließende Luftspalt 3 nicht abgedichtet würde.The geometric conditions for the working ability of the device can be seen in FIG. 2. The inner diameter determined by the compressed sealing elements 4 must be equal to the diameter of the electrode 1 . If the tolerance of this dimension is known, the smallest permissible electrode diameter is decisive. In this way it is ensured that the segments are not pressed against each other, because otherwise the air gap 3 surrounding the electrode 1 would not be sealed.

Noch bis zu verhältnismäßig hohen Druckunterschieden reicht ein axial durchgehender Luftspalt 7 zwischen den Ab dichtelementen 4 aus. Wird eine bessere Abdichtung erforder lich, kann zwischen den nebeneinanderliegenden Segmenten 4 eine Stufe 8 (Fig. 3) gebildet werden, deren Höhe h gleich der Höhe der entsprechenden Ausnehmung im benachbarten Abdicht element ist. Fig. 3 verdeutlicht auch die Notwendigkeit, die Auflagefläche des Ofendeckels 2 und die entsprechenden unteren Flächen der Abdichtelemente gut aneinander anzupassen und die Höhe h beider Segmente genau abzustimmen.Up to relatively high pressure differences, an axially continuous air gap 7 between the sealing elements 4 is sufficient. If a better seal is required, a step 8 ( FIG. 3) can be formed between the adjacent segments 4 , the height h of which is equal to the height of the corresponding recess in the adjacent sealing element. Fig. 3 also illustrates the need to match the support surface of the furnace cover 2 and the corresponding lower surfaces of the sealing elements well and to precisely match the height h of both segments.

Unter normalen Bedingungen genügt das Eigengewicht der Abdichtelemente 4, um die Elektrode 1 gegenüber dem Ofendeckel 2 abzudichten. In Sonderfällen, bei hohem Innendruck der Ofen kammer, kann die elektromagnetische Anpreßkraft eine senkrech te Komponente erhalten, wenn die Oberfläche des Deckels 2 und die gemeinsame Auflagefläche der Segmente konisch ausgeführt wird.Under normal conditions, the weight of the sealing elements 4 is sufficient to seal the electrode 1 against the furnace cover 2 . In special cases, with high internal pressure of the furnace chamber, the electromagnetic contact force can receive a vertical component if the surface of the cover 2 and the common bearing surface of the segments are designed conically.

Ferner ist eine Ausführungsform denkbar, bei der die Abdichtungselemente in einer im Rand der Öffnung des Deckels vorgesehenen Ringnut gehalten sind.Furthermore, an embodiment is conceivable in which the Sealing elements in a in the edge of the opening of the lid provided annular groove are held.

Claims

1. A method for sealing one or more electrodes ( 1 ) in an electric arc furnace, characterized in that the generation of a segment-like sealing elements ( 4 ) against the electrodes ( 1 ) pressing force generated by the electrons flowing through the electrodes ( 1 ) current flowing Field is exploited.

2. Device for sealing one or more electrodes ( 1 ) of an electric arc furnace, characterized by several least least partially consisting of ferromagnetic material seg element-like sealing elements ( 4 ) which are held by the cover ( 2 ) of the electric arc furnace and the electrode ( 1 ) in a ring to close.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sealing elements ( 4 ) in the working position, pressed against the electrode ( 1 ) by the electromagnetic field, form a cylindrical surface whose diameter is equal to that of the electrode ( 1 ).

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the gap ( 7 ) between the segment-shaped sealing elements ( 4 ) at least partially has a radial component.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the air gap ( 7 ) between two adjacent sealing elements ( 4 ) in the axial direction by at least one step ( 8 ) is interrupted, the height (h) the step ( 8 ) and the corresponding recess in the adjacent sealing element ( 4 ) in their position on the cover ( 2 ) enable easy mutual adjustment without air.