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EP0543475A2 - Method and apparatus for renewing bottom electrodes in an arc furnace - Google Patents

Method and apparatus for renewing bottom electrodes in an arc furnace Download PDF

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Publication number
EP0543475A2
EP0543475A2 EP92250340A EP92250340A EP0543475A2 EP 0543475 A2 EP0543475 A2 EP 0543475A2 EP 92250340 A EP92250340 A EP 92250340A EP 92250340 A EP92250340 A EP 92250340A EP 0543475 A2 EP0543475 A2 EP 0543475A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anode
cathode
vessel
bore
arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP92250340A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0543475B1 (en
EP0543475A3 (en
Inventor
Eckart Schunk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Publication of EP0543475A2 publication Critical patent/EP0543475A2/en
Publication of EP0543475A3 publication Critical patent/EP0543475A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0543475B1 publication Critical patent/EP0543475B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/06—Electrodes

Definitions

  • the invention relates to a method for repairing at least one metallic vessel lined with refractory material in the base, in particular electric arc furnaces, ladles, distributor channels, as an anode serving as anode, which has connections for electrical current and for a coolant at its end protruding from the furnace.
  • the refractory material When operating metallurgical vessels, the refractory material shows premature wear in the area of the base electrode due to higher thermal and / or chemical stress. The wear of the refractory material also leads to increased wear of the electrodes.
  • the electrode is usually replaced when the refractory lining of an arc furnace is repaired.
  • the bottom electrode which serves as an anode in a direct current furnace, in some cases consists of a copper part and a metallic one, the melt corresponding material. With these electrodes, the copper part is structurally and technically complex to manufacture, so that there is a desire to recycle this copper part as far as possible.
  • the bottom electrode known from this document has the disadvantage that the complete electrode has to be replaced during repair work. In addition to the typical difficulties of pulling out the electrode, this also includes the disassembly and reassembly of the cooling connections and the electrical lines.
  • this bottom electrode has the disadvantage, on the one hand, that only a low wear rate is permissible and that the wear layer is located directly on the head of the sensitive water-conducting copper electrode part. If the refractory material above the copper head wears, there is a risk of power transmission directly to the copper part with the possibility of destroying the surface. Due to the cooling water system that runs deep into the refractory layer, there is a risk of contact between water and liquid material in the event of leaks, with the result that the furnace vessel is severely destroyed.
  • the inventor has therefore set himself the task, while avoiding the disadvantages mentioned, of developing a method for repairing a bottom electrode of the type mentioned, in which a fully-fledged, prepared electrode is used with minimal time, labor and cost-related maintenance work.
  • the worn part of the bottom electrode is replaced in such a way that the remaining part of metallic material is attached to a method comparable to the fusion welding method.
  • a metallic material A solid block of metal or a thick-walled tube is used here, as is small-scale material or molten material flowing to the head of the anode at the beginning of the production operation of the arc furnace.
  • the cathode in the DC arc furnace and the old anode in the bottom are used to introduce the electrical energy.
  • the metallic material is liquefied by an adjustable arc, in order to then solidify again through targeted cooling of the anode.
  • This method can be used with the simplest of means and can be carried out without the special use of maintenance services, for example through special locksmith activities.
  • a cylindrical metal block is used, which is only melted on its surface by the arc which forms between the cathode and the anode, the molten mass of which flows along the block to the head of the old anode and there between the anode head and the Foot of the log accumulates.
  • the lower surface of the metal block becomes doughy and helps with contact with the old anode. Subsequent intensive cooling of the old anode part solidifies this melt and intimately connects the two anode parts.
  • the anode prepared using this procedure can be reprocessed after a sufficiently long furnace journey. With each treatment, the connection of the two anode parts is intimately connected with the undiminished transmission possibility of the electrical current and the heat dissipation.
  • the proposed auxiliary device is used to carry out the method when using several anodes in the bottom of the metallurgical vessel.
  • an auxiliary electrode a so-called Stinger electrode
  • This Stinger electrode is connected to the DC system parallel to the main cathode and is positioned by means of a manipulator in the furnace vessel, possibly through the slag door.
  • Another solution is the direct utilization of the electrode string as a holder for a device for repairing the bottom electrode.
  • the structurally simple device is connected to the existing cathode and therefore does not require any special devices for the current supply.
  • the distance between the individual electrode tips and the center of the main electrode can advantageously be adjusted and thus ensure a safe transmission of the arc at the desired location.
  • the device can be double-walled for the passage of a cooling medium.
  • the anode 24 consists of an anode copper part 22 and the old anode part 23 connected to it.
  • the old anode 23 radially encompassing refractory ring stones 13 are arranged. Insulation 14 is provided between the anode 24 and the vessel jacket 11.
  • the anode copper part 22 is connected to a media supply 30, with a power supply 31 and a water supply 32 and a water discharge 33.
  • FIGS. 1 and 2 it should be noted that for reasons of better understanding of the method, the existing distance between the refractory ring stones 13 and the anode parts 40 described below, i.e. the metal block 41 or tube 42 - indicated by a serpentine line - is shown greatly enlarged.
  • Anode parts 40 can be applied to the head of the old anode 23 facing the inside of the vessel, which is at the level of an assumed wear profile V. 1 shows a cylindrical metal body in the form of a metal block 41 and FIG. 2 in the form of a thick-walled tube 42.
  • the head of the anode new part is melted and the molten metal flows to the base of the metal block 41 or the thick-walled tube 42 to connect the old anode part with the new part here in the form of a fusion welding process.
  • a special shape for example the step-like configuration of the foot ring, can support the welding of the anode old part with the new part.
  • Small piece material can be introduced into the bore 43 of the thick-walled tube 42 of FIG. 2.
  • Chips or graphite as well as punching waste are used here. This material is particularly easy to insert into the bore of the refractory ring stones and melt with little effort. If necessary, accelerators can also be added here.
  • the head of the old anode 23 is in each case metallic, any adhering slag from the previous production operation is removed during the repair work.
  • FIG. 5 shows the use of a current distributor 50.
  • two anodes 24 are arranged in the bottom of the metallurgical vessel 10, with the vessel jacket 11 and the refractory lining 12.
  • the anode new parts 40 can have different structures.
  • a cylindrical metal body is shown as a metal block 41 and another as a thick-walled tube 42 with the bore 43, with small-sized material 44 being introduced into the bore 43.
  • the current distributor 50 has a sleeve 51, to which the at least two arms 52 are arranged.
  • the bushing 51 can be fastened to the tip of the electrode 21, for example by means of a fastening wedge 55 or fastening screws 56.
  • the power distributor 50 can also be provided with a thread (not shown) and to a normal electrode or to the metallic water-cooled part of a Electrode are screwed on.
  • the sleeve 51 as well as the arms 52 can have a cavity 54 into which a cooling medium 34, for example air, can be introduced.
  • a cooling medium 34 for example air
  • Electrode tips 53 are attached to the arms 52 by means of displacement elements 50.
  • the respective electrode tip 53 can thus be set up in a simple manner exactly above the anode new parts 40.
  • contact mass 59 which is a good conductor of electricity can be introduced into the bushing 21 in the form of powder or paste.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Instandsetzung einer als Anode dienenden Bodenelektrode, wobei nach einer festgelegten Verschleißrate auf den verbleibenden Kopf ein entsprechender Werkstoff aufgebracht wird und dieser durch einen zwischen der Kathode und der Anode gezündeten Lichtbohrung so weit aufgeschmolzen wird, daß eine Verbindung zum Kopf der Anode besteht. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei zur Erzeugung des Lichtbogens Hilfsmittelt (50) vorgesehen sind, mit denen eine während des Aufschmelzens des metallischen Werkstoffes in zur jeweiligen Alt-Anode (23) axiale Stellung bringbare Kathode verbunden ist.

Figure imgaf001
The invention relates to a method for repairing an anode serving as a bottom electrode, a corresponding material being applied to the remaining head after a predetermined wear rate and this being melted so far through a light hole ignited between the cathode and the anode that a connection to the head of the Anode exists. The invention further relates to a device for carrying out the method, with aids (50) being provided for generating the arc, to which a cathode which can be brought into the axial position relative to the respective old anode (23) during the melting of the metallic material is connected.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Instandsetzung mindestens einer im Boden mit Feuerfestmaterial ausgekleideten metallischen Gefäßes, insbesondere Lichtbogenöfen, Gießpfannen, Verteilerrinnen, als Anode dienende Elektrode, die an ihrem an dem Ofen herausragenden Ende Anschlüsse für elektrischen Strom und für ein Kühlmittel aufweist.The invention relates to a method for repairing at least one metallic vessel lined with refractory material in the base, in particular electric arc furnaces, ladles, distributor channels, as an anode serving as anode, which has connections for electrical current and for a coolant at its end protruding from the furnace.

Beim Betreiben von metallurgischen Gefäßen zeigt sich im Bereich der Bodenelektrode ein voreilender Verschieiß des Feuerfestmaterials aufgrund von höherer thermischer und/oder chemischer Beanspruchung. Der Verschleiß des Feuerfestmaterials führt auch zu einem verstärkten Abtragen der Elektroden.When operating metallurgical vessels, the refractory material shows premature wear in the area of the base electrode due to higher thermal and / or chemical stress. The wear of the refractory material also leads to increased wear of the electrodes.

Üblicherweise wird bei der Instandsetzung der Feuerfestauskleidung eines Lichtbogenofens die Elektrode mitgewechselt. Die bei einem Gleichstromofen als Anode dienende Bodenelektrode besteht in einigen Fällen aus einem Kupferteil und einem metallischen, der Schmelze entsprechenden Werkstoff. Bei diesen Elektroden ist der Kupferteil konstruktiv und fertigungstechnisch aufwendig hergestellt, so daß der Wunsch besteht, diesen Kupferteil möglichst wiederzuverwerten.The electrode is usually replaced when the refractory lining of an arc furnace is repaired. The bottom electrode, which serves as an anode in a direct current furnace, in some cases consists of a copper part and a metallic one, the melt corresponding material. With these electrodes, the copper part is structurally and technically complex to manufacture, so that there is a desire to recycle this copper part as far as possible.

So ist aus DE-PS 35 43 278 die Bodenelektrode eines Gleichstromlichtbogenofens bekannt, bei der ein Verschleißelement bekannt ist, das eine Sackbohrung aufweist, in die eine Kühlbuchse einsteckbar ist. Nach Trennen der Verschleißbüchse von der aus Kupfer bestehenden Kühlungsbuchse kann der Kupferteil wiederverwandt werden.From DE-PS 35 43 278 the bottom electrode of a direct current arc furnace is known, in which a wear element is known which has a blind hole into which a cooling bush can be inserted. After separating the wear sleeve from the copper cooling sleeve, the copper part can be reused.

Der aus dieser Schrift bekannten Bodenelektrode haftet der Nachteil an, daß bei Instandsetzungsarbeiten die komplette Elektrode zu wechseln ist. Hierzu gehört neben den typischen Schwierigkeiten des Herausziehens der Elektrode auch die De- und Remontage der Kühlanschlüsse und der elektrischen Leitungen.The bottom electrode known from this document has the disadvantage that the complete electrode has to be replaced during repair work. In addition to the typical difficulties of pulling out the electrode, this also includes the disassembly and reassembly of the cooling connections and the electrical lines.

Aus DE-PS 38 35 785 ist eine zweiteilige Bodenelektrode bekannt, bei der die einzelnen Teile durch Schrauben miteinander verbindbar sind. Theoretisch ist bei der vorliegenden Bodenelektrode eine Trennung beider Teile denkbar. Hierzu wäre aber eine aufwendige, instandsetzungsfeindliche und arbeitssicherheitsunfreundliche Arbeit im Ofengefäß und unterhalb des Ofens erforderlich. In der Praxis wird daher die Elektrode komplett herausgenommen und neu eingesetzt.From DE-PS 38 35 785 a two-part bottom electrode is known, in which the individual parts can be connected to one another by screws. In theory, a separation of the two parts is conceivable in the present bottom electrode. However, this would require laborious, maintenance-unfriendly and work-unfriendly work in the furnace vessel and below the furnace. In practice, the electrode is therefore completely removed and reinserted.

Bei beiden Fällen wird durch das Wechseln der kompletten Bodenelektrode oder durch einen Gefäßwechsel die Stillstandszeit des Gleichstromofens in nachteiliger Weise verlängert.In both cases, the downtime of the DC furnace is disadvantageously prolonged by changing the complete bottom electrode or by changing the vessel.

Aus DE 33 39 514 ist eine Elektrodenanordnung zur Kontaktierung des geschmolzenenen Metalls im Boden warmgängiger Gefäße bekannt, bei der eine Kupferhülse bis nahe an den Rand der Feuerfestauskleidung geführt ist und sich oberhalb des Kopfes eine Verschleißschutzschicht aus erstarrter Metallschmelze bildet.From DE 33 39 514 an electrode arrangement for contacting the molten metal in the bottom of warm-moving vessels is known, in which a copper sleeve is guided close to the edge of the refractory lining and a wear protection layer of solidified metal melt forms above the head.

Die Bauart dieser Bodenelektrode hat zum einen den Nachteil, daß nur eine geringe Verschleißrate zulässig ist und daß die Verschleißschicht unmittelbar am Kopf des empfindlichen wasserführenden Elektrodenteils aus Kupfer sich befindet. Bei Abnutzung des Feuerfestmaterials oberhalb des Kupferkopfes besteht die Gefahr der Stromübertragung direkt auf den Kupferteil mit der Möglichkeit der Zerstörung der Oberfläche. Durch das tief in die Feuerfestschicht hineingeführte Kühlwassersystem birgt bei Undichtigkeiten die Gefahr des Kontaktes von Wasser und flüssigem Material mit der Folge großer Zerstörung des Ofengefäßes.The design of this bottom electrode has the disadvantage, on the one hand, that only a low wear rate is permissible and that the wear layer is located directly on the head of the sensitive water-conducting copper electrode part. If the refractory material above the copper head wears, there is a risk of power transmission directly to the copper part with the possibility of destroying the surface. Due to the cooling water system that runs deep into the refractory layer, there is a risk of contact between water and liquid material in the event of leaks, with the result that the furnace vessel is severely destroyed.

Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der genannten Nachteile ein Verfahren zur Instandsetzung einer Bodenelektrode genannter Art zu entwickeln, bei dem eine vollwertige aufbereitete Elektrode unter zeitlich, arbeits- und kostenmäßig minimalen Instandsetzungsaufwand zum Einsatz kommt.The inventor has therefore set himself the task, while avoiding the disadvantages mentioned, of developing a method for repairing a bottom electrode of the type mentioned, in which a fully-fledged, prepared electrode is used with minimal time, labor and cost-related maintenance work.

Diese Rufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 13.This call is solved by the characterizing features of method claim 1 and device claim 13.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird der verschlissene Teil der Bodenelektrode in der Form ersetzt, daß an den verbleibenden Teil metallischer Werkstoff an einem dem Schmelzschweißverfahren vergleichbaren Verfahren angebracht wird. Als metallischer Werkstoff findet dabei ein fester Metallklotz bzw. ein dickwandiges Rohr ebenso Verwendung wie kleinstückiges Material oder auch zu Beginn des Produktionsbetriebes des Lichtbogenofens zum Kopf der Anode fließendes schmelzflüssiges Material. Zum Einbringen der elektrischen Energie wird die im Gleichstromlichtbogenofen vorhandene Kathode und die im Boden sich befindende Alt-Anode verwandt. Der metallische Werkstoff wird durch einen in seiner Leistung einstellbaren Lichtbogen verflüssigt, um dann durch gezielte Kühlung der Anode sich wieder zu verfestigen. Dieses Verfahren ist mit einfachsten Mitteln einsetzbar und kann ohne besonderen Einsatz von Instandhaltungsleistungen, beispielsweise durch besondere Schlossertätigkeiten, durchgeführt werden.In the proposed method, the worn part of the bottom electrode is replaced in such a way that the remaining part of metallic material is attached to a method comparable to the fusion welding method. As a metallic material A solid block of metal or a thick-walled tube is used here, as is small-scale material or molten material flowing to the head of the anode at the beginning of the production operation of the arc furnace. The cathode in the DC arc furnace and the old anode in the bottom are used to introduce the electrical energy. The metallic material is liquefied by an adjustable arc, in order to then solidify again through targeted cooling of the anode. This method can be used with the simplest of means and can be carried out without the special use of maintenance services, for example through special locksmith activities.

Um dem zum Ofeninneren weisenden Anodenteil die gewünschte Form zu geben, wird eine Bohrung in der Feuerfestmasse gelassen, die als Form zur Bildung dieses Anodenteils dient oder vorgefertigte Feuerfestringsteine in Position gebracht.In order to give the anode part facing the inside of the furnace the desired shape, a hole is left in the refractory mass, which serves as a form for forming this anode part or brings prefabricated refractory bricks into position.

In einer besonderen Ausführungsform wird ein zylindrischer Metallklotz benutzt, der durch den zwischen der Kathode und der Anode sich bildenden Lichtbogen nur an seiner Oberfläche aufgeschmolzen wird, dessen schmelzflüssige Masse am Klotz entlang zum Kopf der Alt-Anode fließt und sich dort zwischen dem Anodenkopf und dem Fuß des Klotzes ansammelt. Gleichzeitig wird aufgrund fehlender Kühlung die untere Fläche des Metallklotzes teigig und hilft mit beim Kontakt zur Alt-Anode. Durch anschließende intensive Kühlung des Alt-Anodenteils erstarrt diese Schmelze und verbindet innig beide Anodenteile.In a special embodiment, a cylindrical metal block is used, which is only melted on its surface by the arc which forms between the cathode and the anode, the molten mass of which flows along the block to the head of the old anode and there between the anode head and the Foot of the log accumulates. At the same time, due to the lack of cooling, the lower surface of the metal block becomes doughy and helps with contact with the old anode. Subsequent intensive cooling of the old anode part solidifies this melt and intimately connects the two anode parts.

Die nach diesem Verfahren aufbereitete Anode kann nach ausreichend langer Ofenreise wieder aufbereitet werden. Bei jeder Aufbereitung ist die Verbindung beider Anodenteile innig mit unverminderter übertragungsmöglichkeit des elektrischen Stromes und der Wärmeabfuhr verbunden.The anode prepared using this procedure can be reprocessed after a sufficiently long furnace journey. With each treatment, the connection of the two anode parts is intimately connected with the undiminished transmission possibility of the electrical current and the heat dissipation.

Zur Durchführung des Verfahrens kommt beim Einsatz von mehreren Anoden im Boden des metallurgischen Gefäßes die vorgeschlagene Hilfsvorrichtung zum Einsatz. In dem einen Fall wird eine Hilfselektrode, eine sogenannte Stinger-Elektrode eingesetzte Diese Stinger-Elektrode wird an das Gleichstromsystem parallel zur Hauptkathode angeschlossen und mittels eines Manipulators in das Ofengefäß, ggf. durch die Schlackentür, in Stellung gebracht.The proposed auxiliary device is used to carry out the method when using several anodes in the bottom of the metallurgical vessel. In one case, an auxiliary electrode, a so-called Stinger electrode, is used. This Stinger electrode is connected to the DC system parallel to the main cathode and is positioned by means of a manipulator in the furnace vessel, possibly through the slag door.

Eine andere Lösung stellt das unmittelbare Ausnutzen des Elektrodenstranges als Halterung einer Vorrichtung zur Instandsetzung der Bodenelektrode dar. Hierbei wird die konstruktiv einfache Vorrichtung an die vorhandene Kathode angeschlossen und erfordert somit keine besonderen Einrichtungen für die Stromführung. In vorteilhafter Weise können die einzelnen Elektrodenspitzen in ihrem Abstand zur Mitte der Hauptelektrode verstellt werden und gewährleisten somit ein sicheres Übertragen des Lichtbogens an der gewünschten Stelle. Zur Verländerung der Standzeit und zur Erhöhung der Maßgenauigkeit kann die Vorrichtung doppelwandig ausgeführt sein zur Durchleitung eines Kühlmediums.Another solution is the direct utilization of the electrode string as a holder for a device for repairing the bottom electrode. Here, the structurally simple device is connected to the existing cathode and therefore does not require any special devices for the current supply. The distance between the individual electrode tips and the center of the main electrode can advantageously be adjusted and thus ensure a safe transmission of the arc at the desired location. To change the service life and to increase the dimensional accuracy, the device can be double-walled for the passage of a cooling medium.

Ein Beispiel der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1-4
die Instandsetzung einer Anode mit
Fig. 1
einem Metallklotz,
Fig. 2
einem dickwandigen Rohr,
Fig. 3
kleinkörnigem Material,
Fig. 4
Schrottcharge.
Fig. 5
eine Vorrichtung zur Verteilung des elektrischen Stromes.
An example of the invention is shown in the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1-4
the repair of an anode with
Fig. 1
a metal block,
Fig. 2
a thick-walled tube,
Fig. 3
small grain material,
Fig. 4
Batch of scrap.
Fig. 5
a device for distributing the electric current.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen jeweils einen Ausschnitt eines Ofengefäßes 10 mit einem Gefäßmantel 11 und einer Feuerfestauskleidung 12 und die Anordnung der Elektroden 20, u.z. der Kathode 21 und der Anode 24.1 to 4 each show a section of an oven vessel 10 with a vessel jacket 11 and a refractory lining 12 and the arrangement of the electrodes 20 and the like. the cathode 21 and the anode 24.

Die Anode 24 besteht dabei aus einem Anodenkupferteil 22 und mit diesem verbundenen Alt-Anodenteil 23.The anode 24 consists of an anode copper part 22 and the old anode part 23 connected to it.

In der Feuerfestauskleidung 12 sind die Alt-Anode 23 radial umgreifende Feuerfestringsteine 13 angeordnet. Zwischen der Anode 24 und dem Gefäßmantel 11 ist eine Isolierung 14 vorgesehen.In the refractory lining 12, the old anode 23 radially encompassing refractory ring stones 13 are arranged. Insulation 14 is provided between the anode 24 and the vessel jacket 11.

Der Anodenkupferteil 22 ist mit einer Medienversorgung 30 verbunden, u.z. mit einer Stromzufuhr 31 sowie einer Wasserzufuhr 32 und einer Wasserabfuhr 33.The anode copper part 22 is connected to a media supply 30, with a power supply 31 and a water supply 32 and a water discharge 33.

Zu den Figuren 1 und 2 sei bemerkt, daß hier aus Gründen des besseren Verständnisses des Verfahrens der vorhandene Abstand zwischen den Feuerfestringsteinen 13 und den nachfolgend beschriebenen Anodenteilen 40, d.h. dem Metallblock 41 bzw. Rohr 42 - durch eine Schlangenlinie angedeutet - stark vergrößert dargestellt ist.Regarding FIGS. 1 and 2, it should be noted that for reasons of better understanding of the method, the existing distance between the refractory ring stones 13 and the anode parts 40 described below, i.e. the metal block 41 or tube 42 - indicated by a serpentine line - is shown greatly enlarged.

Für die in die Feuerfestmasse eingebrachte - ebenfalls als Form dienende - Bohrung würde eine entsprechende Darstellung gelten.A corresponding representation would apply to the hole made in the refractory mass - also serving as a shape.

Auf den zum Gefäßinneren weisenden Kopf der Alt-Anode 23, der sich in der Höhe eines angenommenen Verschleißprofils V befindet, sind Anodenteile 40 aufbringbar. So zeigt die Fig. 1 einen zylindrischen Metallkörper in Form eines Metallblockes 41 und die Fig. 2 in Form eines dickwandigen Rohres 42. Bei der Durchführung des Verfahrens wird der Kopf der Anoden-Neuteils aufgeschmolzen, und das schmelzflüssige Metall fließt zum Fuß des Metallblockes 41 bzw. des dickwandigen Rohres 42, um hier in Form eines Schmelzschweißverfahrens den Anoden-Altteil mit dem Neuteil zu verbinden. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann eine besondere Form, beispielsweise die stufenförmige Ausgestaltung des Fußringes, das Anschweißen des Anoden-Altteils mit dem Neuteil unterstützen.Anode parts 40 can be applied to the head of the old anode 23 facing the inside of the vessel, which is at the level of an assumed wear profile V. 1 shows a cylindrical metal body in the form of a metal block 41 and FIG. 2 in the form of a thick-walled tube 42. When the method is carried out, the head of the anode new part is melted and the molten metal flows to the base of the metal block 41 or the thick-walled tube 42 to connect the old anode part with the new part here in the form of a fusion welding process. As shown in FIG. 1, a special shape, for example the step-like configuration of the foot ring, can support the welding of the anode old part with the new part.

In die Bohrung 43 des dickwandigen Rohres 42 der Fig. 2 kann kleinstückiges Material eingebracht werden.Small piece material can be introduced into the bore 43 of the thick-walled tube 42 of FIG. 2.

Die Fig. 3 zeigt ein Anoden-Neuteil, das ausschließlich aus kleinstückigem Material erzeugt wird. Zum Einsatz kommen hier Späne oder Graphit wie auch Stanzabfälle. Dieses Material läßt sich besonders einfach in die Bohrung der Feuerfestringsteine einbringen und mit geringem Aufwand aufschmelzen. Gegebenenfalls können hier noch Beschleuniger zulegiert werden.3 shows a new anode part which is produced exclusively from small-sized material. Chips or graphite as well as punching waste are used here. This material is particularly easy to insert into the bore of the refractory ring stones and melt with little effort. If necessary, accelerators can also be added here.

Bei der Fig. 4 wird kein gesondertes Material zur Herstellung des Anoden-Neuteils 40 in die Bohrung der Feuerfestringsteine eingebracht, sondern bei Beginn des Schmelzens der normalen Charge wird sich Schmelze oberhalb der Alt-Anode 23 ansammeln.In FIG. 4, no separate material for producing the anode new part 40 is introduced into the bore of the refractory ring bricks, but instead melt begins to accumulate above the old anode 23 when the normal batch begins to melt.

Der Kopf der Alt-Anode 23 ist jeweils metallisch, evtl. anhaftende Schlacke aus dem vorhergehenden Produktionsbetrieb wird während der Instandsetzungsarbeit entfernt.The head of the old anode 23 is in each case metallic, any adhering slag from the previous production operation is removed during the repair work.

Die Fig. 5 zeigt den Einsatz eines Stromverteilers 50. Im Boden des metallurgischen Gefäßes 10, mit dem Gefäßmantel 11 und der Feuerfestauskleidung 12 sind im vorliegenden Beispiel zwei Anoden 24 angeordnet. Die Anoden-Neuteile 40 können dabei unterschiedlichen Aufbau haben. So ist einmal ein zylindrischer Metallkörper als Metallklotz 41 und ein andermal als dickwandiges Rohr 42 mit der Bohrung 43 dargestellt, wobei in die Bohrung 43 kleinstückiges Material 44 eingebracht wurde.5 shows the use of a current distributor 50. In the present example, two anodes 24 are arranged in the bottom of the metallurgical vessel 10, with the vessel jacket 11 and the refractory lining 12. The anode new parts 40 can have different structures. For example, a cylindrical metal body is shown as a metal block 41 and another as a thick-walled tube 42 with the bore 43, with small-sized material 44 being introduced into the bore 43.

Der Stromverteiler 50 weist eine Büchse 51 aus, den dem mindestens zwei Arme 52 angeordnet sind. Die Büchse 51 ist an der Spitze der Elektrode 21 befestigbar, beispielsweise durch einen Befestigungskeil 55 oder durch Befestigungsschrauben 56. Der Stromverteiler 50 kann aber auch mit einem Gewinde versehen werden (nicht dargestellt) und an eine normale Elektrode bzw. an den metallischen wassergekühlten Teil einer Elektrode angeschraubt werden.The current distributor 50 has a sleeve 51, to which the at least two arms 52 are arranged. The bushing 51 can be fastened to the tip of the electrode 21, for example by means of a fastening wedge 55 or fastening screws 56. The power distributor 50 can also be provided with a thread (not shown) and to a normal electrode or to the metallic water-cooled part of a Electrode are screwed on.

Die Büchse 51 wie auch die Arme 52 können einen Hohlraum 54 aufweisen, in den ein Kühlmedium 34, beispielsweise Luft, einführbar ist.The sleeve 51 as well as the arms 52 can have a cavity 54 into which a cooling medium 34, for example air, can be introduced.

An den Armen 52 sind mittels Verschiebeelementen 50 Elektrodenspitzen 53 befestigt. Auf einfache Weise kann somit die jeweilige Elektrodenspitze 53 exakt oberhalb der Anoden-Neuteile 40 eingerichtet werden.Electrode tips 53 are attached to the arms 52 by means of displacement elements 50. The respective electrode tip 53 can thus be set up in a simple manner exactly above the anode new parts 40.

Zur Erhöhung des elektrischen Kontaktes zwischen der Kathode 21 und dem Stromverteiler 50 kann in die Büchse 21 den elektrischen Strom gut leitende Kontaktmasse 59 in Form von Pulver oder Paste eingebracht werden. Positionsliste 10 metallurgisches Gefäß 56 Befestigungsschraube 11 Gefäßmantel 57 Verschiebeelement 12 Feuerfestauskleidung 58 Medienanschluß 13 Feuerfestringsteine 59 Kontaktmasse 14 Isolierung 60 Manipulator 20 Elektroden 70 Gleichstromeinrichtung 21 Kathode V angenommenes Verschleiß- 22 Anodenkupferteil profil 23 Alt-Anode 24 Anode 30 Medienversorgung 31 Stromzufuhr 32 Wasserzufuhr 33 Wasserabfuhr 34 Kühlmedium 40 Anoden-Neuteil 41 Metallblock 42 dickwandiges Rohr 43 Bohrung 44 kleinstückiges Metall 45 Charge 46 geschmolzenes Metall 50 Hilfsmittel 51 Büchse 52 Arm 53 Elektrodenspitze 54 Hohlraum 55 Befestigungskeil In order to increase the electrical contact between the cathode 21 and the current distributor 50, contact mass 59 which is a good conductor of electricity can be introduced into the bushing 21 in the form of powder or paste. Position list 10th metallurgical vessel 56 Mounting screw 11 Vessel jacket 57 Sliding element 12th Refractory lining 58 Media connection 13 Refractory bricks 59 Contact mass 14 insulation 60 manipulator 20th Electrodes 70 DC device 21 cathode V assumed wear 22 Anode copper part profile 23 Old anode 24th anode 30th Media supply 31 Power supply 32 Water supply 33 Water drainage 34 Cooling medium 40 New anode part 41 Metal block 42 thick-walled tube 43 drilling 44 small piece of metal 45 Batch 46 molten metal 50 Tools 51 rifle 52 poor 53 Electrode tip 54 cavity 55 Fastening wedge

Claims (17)

Verfahren zur Instandsetzung mindestens einer im Boden eines mit Feuerfestmaterial ausgekleideten, mit einer Kathode versehenen metallurgischen Gefaßes als Anode dienenden Elektrode, die an ihrem aus dem Ofen herausragenden Ende Anschlüsse für elektrischen Strom und für ein Kühlmittel aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) nach einer festgelegten Verschleißrate wird am zum Ofeninneren zugewandten Kopf der Anode eine zylindrische Form mit flacher Stirnfläche belassen, b) an der Stirnfläche haftende Schlackenreste werden weggebrannt, c) in das Ofengefäß direkt oder in die Bohrung von Feuerfestringsteinen wird metallischer, dem Anodenkopf entsprechender Werkstoff eingebracht d) vor oder kurz nach Wiederinbetriebnahme des metallurgischen Gefäßes werden zumindest Teile des als Anode vorgesehenen metallischen Werkstoffs durch einen zwischen der Kathode und der Anode gezündeten Lichtbogen aufgeschmolzen und so mit dem Kopf der Anode in Verbindung gebracht, e) durch angepaßte Kuhlung der Anode wird der flüssige Anteil des sich in der Bohrung des Feuerfestmaterials befindenden metallischen Werkstoffes erstarrend mit der Alt-Anode innig verbunden. Method of repairing at least one electrode in the bottom of a metallurgical vessel lined with refractory material and provided with a cathode and serving as an anode and having connections for electrical current and for a coolant at its end protruding from the furnace, characterized by the following steps: a) after a specified wear rate, a cylindrical shape with a flat end face is left on the head of the anode facing the furnace interior, b) residues of slag adhering to the end face are burned away, c) metallic material corresponding to the anode head is introduced directly into the furnace vessel or into the bore of refractory bricks d) before or shortly after recommissioning of the metallurgical vessel, at least parts of the metallic material provided as the anode are melted by an arc ignited between the cathode and the anode and thus brought into connection with the head of the anode, e) by appropriate cooling of the anode, the liquid portion of the metallic material located in the bore of the refractory material is intimately bonded to the old anode. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Bohrung der Feuerfestringsteine ein zylindrischer Metallkörper eingebracht wird, der mit einem der Anode entsprechenden Durchmesser vorgefertigt ist und aus einem als Anode vorgesehenen metallischen Werkstoff besteht, und daß der Verschleißbereich des Ofengefäßes mit Feuerfestmaterial wieder aufgefüllt wird.Method according to claim 1,
characterized,
that a cylindrical metal body is introduced into the bore of the refractory bricks, which is prefabricated with a diameter corresponding to the anode and consists of a metallic material provided as an anode, and that the wear area of the furnace vessel is refilled with refractory material. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Vorfertigung des zylindrischen Metallkörpers in diesen eine axiale Bohrung eingebracht wird.Method according to claim 2,
characterized,
that an axial hole is made in the prefabrication of the cylindrical metal body. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Kathode und der Anode ein Lichtbogen gezündet wird, der derart in Länge und Leistung eingestellt wird, daß der der Kathode zugewandte Kopf des zylindrischen Metallkörpers aufschmilzt und die Metallschmelze in den Freiraum zwischen Metallkörper und Feuerfestringsteinen und in die Bohrung zum Kopf der Alt-Anode fließt und sich zwischen dieser und dem Fuß des Metallzylinders ansammelt.Method according to claims 2 or 3,
characterized,
that an arc is ignited between the cathode and the anode, the length and power of which is set such that the head of the cylindrical metal body facing the cathode melts and the metal melt melts into the space between the metal body and the refractory bricks and into the bore to the head of the old Anode flows and accumulates between it and the base of the metal cylinder. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei außerhalb der Mittenachse des Gefäßbodens angeordneten Anode eine Verbindung geschaffen wird in der Weise, daß der zum Aufschmelzen eingesetzte Lichtbogen axial zur jeweiligen Anodenmittenachse brennt.Method according to claim 4,
characterized,
that when the anode is arranged outside the center axis of the vessel bottom, a connection is created in such a way that the arc used for melting burns axially to the respective center axis of the anode. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in das Ofengefäß ein dem Anodenkopf entsprechender Werkstoff in Form einer Chargen-Teilmenge kleinstückigen Schrotts gefüllt wird.Method according to claim 1,
characterized,
that a material corresponding to the anode head is filled into the furnace vessel in the form of a batch subset of small pieces of scrap. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrung der Feuerfestringsteine mit kleinstückigem Material, insbesondere Spänen, Stanzabfällen oder Graphit gefüllt wird.Method according to claim 1,
characterized,
that the bore of the refractory bricks is filled with small-scale material, in particular chips, punching waste or graphite. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrung des zylindrischen Metallkörpers mit kleinstückigem Metall gefüllt wird.Method according to claim 3,
characterized,
that the bore of the cylindrical metal body is filled with small pieces of metal. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Kathode und der Anode ein Lichtbogen gezündet wird, der in Länge und Leistung derart eingestellt wird, daß das kleinstückige Material aufschmilzt.Method according to claims 6, 7 or 8,
characterized,
that an arc is ignited between the cathode and the anode, which is adjusted in length and power so that the small-sized material melts. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das kleinstückige Metall zusätzlich durch Primärenergiebeheizung, insbesondere Öl-/Gas-Sauerstoffbrenner, aufgeschmolzen wird und einen Sumpf bildet, welcher in die Hohlräume zwischen Feuerfestringsteinen und zylindrischen Metallkörper bzw. in dessen Bohrung läuft.Method according to claim 9,
characterized,
that the small-sized metal is additionally melted by primary energy heating, in particular oil / gas-oxygen burners, and forms a sump which runs into the cavities between refractory bricks and cylindrical metal body or in its bore. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schrottcharge ins Ofengefäß eingebracht wird und der Lichtbogen in der Weise gesteuert wird, daß nach Erschmelzen eines ersten Teils des metallischen Anteils der Charge und Einfließen der Schmelze in die Bohrung der Feueriestringsteine die Leistung des Lichtbogens für eine vorgegebene Zeit reduziert wird.Method according to claim 1,
characterized,
that a scrap batch is introduced into the furnace vessel and the arc is controlled in such a way that, after a first part of the metallic portion of the batch has melted and the melt has flowed into the bore of the Feueriestring stones, the power of the arc is reduced for a predetermined time. Verfahren nach mindestens einem der oben genannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr des Kühlmediums zur Alt-Anode für eine vorgegebene Zeit reduziert und nach Herstellung des Kontaktes zwischen Alt-Anode und Neuteil wieder auf den Normalwert eingestellt wird.Method according to at least one of the above claims,
characterized,
that the supply of the cooling medium to the old anode is reduced for a predetermined time and after the contact between the old anode and the new part is restored to the normal value. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12 für ein metallisches Gefäß mit im Gefäßboden angeordneten Anoden und in das Ofengefäß hineinragenden, an eine Gleichstromeinrichtung angeschlossene Kathode,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung des Lichtbogens Hilfsmittel (50) vorgesehen sind, mit denen eine während des Aufschmelzens des metallischen Werkstoff in zur jeweiligen Alt-Anode (23) axiale Stellung bringbare Kathode verbunden ist.Device for carrying out the method according to claims 1 to 12 for a metallic vessel with anodes arranged in the bottom of the vessel and projecting into the furnace vessel and connected to a direct current device,
characterized,
that auxiliary means (50) are provided for generating the arc, to which a cathode which can be brought into the axial position relative to the respective old anode (23) during the melting of the metallic material is connected. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfsmittel (50) ein an der Kathode (21) befestigbarer Stromverteiler ist, der mindestens zwei Arme (52) aufweist, daß die Arme (52) an eine Büchse (51) angeschlossen sind, die an der Kathode (21) in einer den elektrischen Strom sicher übertragenden Weise befestigbar ist, und
daß an dem von der Büchse (51) wegweisenden Ende der Arme (52) anodenwärts weisende Elektrodenspitzen (53) vorgesehen sind.Device according to claim 13,
characterized,
that the auxiliary means (50) is a current distributor which can be fastened to the cathode (21) and has at least two arms (52), that the arms (52) are connected to a bushing (51) which is connected to the cathode (21) in one the electrical current can be securely transmitted, and
that at the end of the arms (52) pointing away from the sleeve (51) anode-facing electrode tips (53) are provided. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Büchse (51) über ein Gewinde an eine einen wassergekühlten metallischen Teil aufweisende Kathode (21) anschließbar ist.Device according to claim 14,
characterized,
that the sleeve (51) can be connected via a thread to a cathode (21) having a water-cooled metallic part. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arme (52) einen Hohlraum (54) sowie einen Medienanschluß (58) zur Zufuhr eines Kühlmediums (34) aufweisen.Device according to claim 15 or 14,
characterized,
that the arms (52) have a cavity (54) and a media connection (58) for supplying a cooling medium (34). Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfsmittel (50) ein in das Ofengefäß (10) einbringbarer Manipulator (60) ist, an dem eine parallel zur Hauptelektrode (21) an die Gleichstromeinrichtung (70) anschließbare Hilfskathode angeordnet ist.Device according to claim 13,
characterized,
that the auxiliary means (50) is a manipulator (60) which can be introduced into the furnace vessel (10) and on which an auxiliary cathode which can be connected parallel to the main electrode (21) to the direct current device (70) is arranged.
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