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WO2007017031A1 - Kühlvorrichtung aus einzelsegmenten für elektroden eines metallurgischen ofens - Google Patents

Kühlvorrichtung aus einzelsegmenten für elektroden eines metallurgischen ofens Download PDF

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WO2007017031A1
WO2007017031A1 PCT/EP2006/006746 EP2006006746W WO2007017031A1 WO 2007017031 A1 WO2007017031 A1 WO 2007017031A1 EP 2006006746 W EP2006006746 W EP 2006006746W WO 2007017031 A1 WO2007017031 A1 WO 2007017031A1
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WO
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hinge
cooling device
furnace
individual
segment
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PCT/EP2006/006746
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Borgwardt
Karl-Heinz Kummer
Christian Kempe
Siegfried Bender
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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    • 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
    • H05B7/12—Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes
    • 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
    • H05B7/10—Mountings, supports, terminals or arrangements for feeding or guiding electrodes
    • H05B7/103—Mountings, supports or terminals with jaws
    • H05B7/105—Mountings, supports or terminals with jaws comprising more than two jaws equally spaced along circumference, e.g. ring holders

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for electrodes of a metallurgical furnace, such as reduction furnace, electric arc furnace, induction furnace, etc., which encloses the electrode and consists of individual segments.
  • a metallurgical furnace such as reduction furnace, electric arc furnace, induction furnace, etc.
  • DE 36 30 861 C2 discloses an electrode holder for electric arc or reduction furnaces, with a plurality of electrodes guided through the furnace lid, with cylindrical capsules arranged concentrically with the individual electrodes and with current supply means parallel to a part of their length as current tubes extend to the electrode with its axes on a cylinder concentric to the electrode and thereby occupy only a portion of the cylinder circumference and are arranged at the furnace vessel bottom facing the end to the electrodes contactable contact jaws.
  • each capsule has at least two shell openings which each extend over a part of the circumference in their width. In these jacket openings the coaxial with the capsule guided power pipe sections of the power supply device are arranged and united by embedding, Umgie head or the like.
  • the electrode is enclosed below a gas exhaust hood up to the current-carrying jaws of the cooling device.
  • the removable cooling shields allow easy access to the clamping device or the current-carrying jaws during maintenance.
  • the cooling shields must be removed individually, loosened by screws, pull bolts, use lifting device or similar, etc. This time consuming process affects the production, the furnace runs in the Conti - operation and has an availability of about 97% per year. When loosening and removing the cooling shields may also cause damage to the water-bearing parts.
  • the invention is therefore based on the object to improve the known cooling device so that the access to the electrode is simplified and the above-mentioned disadvantages are avoided.
  • the availability of the furnace should be improved.
  • the invention also relates to a method for pivoting at least one individual segment.
  • the decisive advantage of the cooling device according to the invention is that the one or more individual segments are removed by simply pivoting away from the electrode. A hoist or the like is not needed. The individual segments need not be stored but are attached to the access to the electrode at this or their holding devices.
  • the cooling circuit is maintained by, for example, the cooling water inlet and the cooling water drain via flexible lines. These are designed so that they do not obstruct or limit the pivoting process.
  • the improvements shown reduce oven downtime because maintenance times are reduced.
  • Fig. 1 in a three-dimensional view a cooling device consisting of
  • FIG. 1 shows a cooling device 1, comprising a plurality of individual segments 2, 3, 4, 5.
  • the individual segments 2, 3, 4, 5 are, for example, fastened individually to a hanging frame 6 by at least one hinge 7.
  • additional hinges 7 can also be taken into account.
  • the individual segments 2, 3 are pivoted away from the electrode (not shown) by the hinges 7.
  • each individual segment 2, 3, 4, 5 can be pivoted by a hinge alone.
  • two adjacent individual segments 4, 5 can be articulated by one or more hinges 8, wherein the individual segment 5 is connected to the hanging frame 6 by a hinge 7.
  • the single segment 5 can be connected by means of hinges 8 with a further single segment.
  • a cooling device 1 is shown in plan view, in which all individual segments 2, 3, 4, 5 are individually connected by a hinge 7 with the hanging frame 6.
  • the individual segments 2, 3, 4, 5 are for this purpose formed with a rotary joint 9, to which the hinge 7 is attached.
  • Each individual segment 2, 3, 4, 5 has at least one cooling water inlet 10 and at least one cooling water outlet 11. These are connected via flexible lines (not shown) to a cooling circuit. Alternatively, two adjacent individual segments 2, 3, 4, 5 may have a common cooling circuit.
  • At least one hinge web 12 may be formed telescopically.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

Bei einer Kühlvorrichtung (1) für Elektroden eines metallurgischen Ofens, wie Reduktionsofen, Lichtbogenofen, Induktionsofen usw., die die Elektrode umschließt und aus Einzelsegmenten (2, 3, 4, 5) besteht, ist mindestens ein Einzelsegment (2, 3, 4, 5) mit mindestens einem Scharnier (7, 8) ausgebildet. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verschwenken von mindestens einem Einzelsegment (2, 3, 4, 5).

Description

Kühlvorrichtung aus Einzelsegmenten für Elektroden eines metallurgischen Ofens
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Elektroden eines metallurgischen Ofens, wie Reduktionsofen, Lichtbogenofen, Induktionsofen usw., die die Elektrode umschließt und aus Einzelsegmenten besteht.
Aus der DE 31 48 606 A1 ist ein Verfahren zur Erleichterung des Wartens und Auswechseins der Kontaktbacken von Lichtbogenofen - Elektroden bekannt. Dabei wird das Unterteil des aus zwei lösbar miteinander verbundenen Teilen bestehenden Tragmantels der Kontaktbacken teleskopartige auf das Oberteil gehoben, wodurch die am Unterteil befestigten Kontaktbacken an eine Stelle oberhalb des Ofengewölbes gebracht werden. Weiterhin ist eine entsprechende Vorrichtung beschrieben.
In der DE 36 30 861 C2 ist eine Elektrodentieffassung für Elektrolichtbogen- oder Reduktionsöfen bekannt, mit mehreren durch den Ofendeckel geführten Elektroden, mit konzentrisch zu den einzelnen Elektroden angeordneten, zylind- rischen Kapseln und mit Stromzuführungseinrichtungen, die auf einem Teil ihrer Länge als Stromrohre parallel zu der Elektrode mit ihren Achsen auf einem zur Elektrode konzentrischen Zylinder verlaufen und dabei nur einen Teil des Zylin- derumfanges einnehmen und an deren dem Ofengefäßboden zugewandten Ende an die Elektroden anpressbare Kontaktbacken angeordnet sind. Dabei weist jede Kapsel mindestens zwei Manteldurchbrüche auf, die sich jeweils ü- ber einen Teil des Umfangs in ihrer Breite erstrecken. In diesen Manteldurchbrüchen sind die koaxial zur Kapsel geführten Stromrohrstücke der Stromzuführungseinrichtung angeordnet und durch Einbetten, Umgießen oder dgl. zu Teilen vereinigt, die die Manteldurchbrüche im Wesentlichen abschließen. Jeweils zwei Manteldurchbrüche benachbarter Kapseln sind einander zugewandt. Eine Elektroden - Tieffassung für Lichtbogen- oder Reduktionsöfen wird in der DE 21 25 773 C3 beschrieben. Dabei werden die im Ofenbereich liegenden Stromzuführungsteile, insbesondere Stromleiter, Fassungsteile und dergleichen, durch einen doppelwandigen, wassergekühlten, zur Elektrode koaxial angeordneten Kühlmantel geschützt. Der Kühlmantel reicht bis zum gekühlten Fassungsring und ist von diesem lösbar. Der Kühlmantel wird durch eine quer zu seiner Achse verlaufenden Ebene in einen oberen zylindrischen und einen unteren zylindrischen Teil unterteilt. Der untere Teil ist in miteinander lösbar verbundene, kühlmitteldurchströmte segmentartige Kühlschilde unterteilt.
Auf diese Weise wird die Elektrode unterhalb einer Gasabzugshaube bis zu den Stromführungsbacken von der Kühlvorrichtung umschlossen. Die abnehmbaren Kühlschilde ermöglichen einen leichten Zutritt zu der Klemmvorrichtung bzw. den Stromführungsbacken bei der Instandhaltung.
Die Kühlschilde müssen hierzu einzeln ausgebaut werden, durch Schrauben lösen, Bolzen ziehen, Hebevorrichtung oder ähnliches benutzen usw. Dieses Zeitaufwand ige Verfahren beeinträchtigt die Produktion, das der Ofen im Conti - Betrieb läuft und eine Verfügbarkeit von ca. 97 % pro Jahr aufweist. Beim Lösen und Abnehmen der Kühlschilde kann es außerdem zu Schäden an den wasserführenden Teilen kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Kühlvorrichtung so zu verbessern, dass der Zugang zu der Elektrode vereinfacht wird und die oben genannten Nachteile vermieden werden. Mit einer verbesserten Ausbildung der Kühlvorrichtung soll außerdem die Verfügbarkeit des Ofens verbessert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Kühlvor- richtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , mindestens ein Einzelsegment mit mindestens einem Scharnier ausgebildet ist. Weitere Ausgestaltungen der Kühlvorrichtung ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Verschwenken mindestens eines Einzelsegmentes.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.
Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung liegt darin, dass das oder die Einzelsegmente durch einfaches wegschwenken von der E- lektrode entfernt werden. Eine Hebevorrichtung oder dgl. wird nicht benötigt. Die Einzelsegmente müssen nicht zwischengelagert werden sondern sind beim Zugang zu der Elektrode an dieser bzw. deren Haltevorrichtungen befestigt.
Dabei wird der Kühlkreislauf aufrechterhalten indem beispielsweise der Kühlwasserzulauf und der Kühlwasserablauf über flexible Leitungen erfolgen. Diese sind so ausgelegt, dass sie den Verschwenkvorgang nicht behindern oder einschränken.
Die aufgezeigten Verbesserungen reduzieren die Ofenstillstandszeiten, da die Wartungszeiten verkürzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von sehr schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in räumlicher Darstellung eine Kühlvorrichtung, bestehend aus
Einzelsegmente und
Fig. 2 in Draufsicht eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung In Figur 1 ist eine Kühlvorrichtung 1 , bestehend aus mehreren Einzelsegmente 2, 3, 4, 5, dargestellt. Die Einzelsegmente 2, 3, 4, 5 sind beispielsweise einzeln an einem Hängerahmen 6 durch mindestens ein Scharnier 7 befestigt. Je nach Größe und Gewicht der Einzelsegmente 2, 3, 4, 5 können auch weitere Schar- niere 7 berücksichtigt werden. Wie zu sehen ist, werden die Einzelsegmente 2, 3 durch die Scharniere 7 von der Elektrode ( nicht dargestellt ) weggeschwenkt.
Dabei kann jedes Einzelsegment 2, 3, 4, 5 alleine durch ein Scharnier verschwenkt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, zwei benachbarte Ein- zelsegmente 4, 5 durch ein oder mehrere Scharniere 8 gelenkig zu verbinden, wobei das Einzelsegment 5 durch ein Scharnier 7 mit dem Hängerahmen 6 verbunden ist. Alternativ kann das Einzelsegment 5 mittels Scharniere 8 mit einem weiteren Einzelsegment verbunden werden.
In Figur 2 ist in Draufsicht eine Kühlvorrichtung 1 dargestellt, bei der alle Einzelsegmente 2, 3, 4, 5 einzeln durch ein Scharnier 7 mit dem Hängerahmen 6 verbunden sind. Die Einzelsegmente 2, 3, 4 , 5 sind dazu mit einem Drehgelenk 9 ausgebildet, an die das Scharnier 7 befestigt ist.
Jedes Einzelsegment 2, 3, 4, 5 verfügt über mindestens einen Kühlwasserzulauf 10 und mindestens einen Kühlwasserablauf 11. Diese sind über flexible Leitungen ( nicht dargestellt ) mit einem Kühlkreislauf verbunden. Alternativ können auch zwei benachbarte Einzelsegmente 2, 3, 4, 5 einen gemeinsamen Kühlkreislauf aufweisen.
Sollen die Einzelsegmente 2, 3, 4, 5 in einem größeren Abstand zur Elektrode verschwenkt werden, so kann mindestens ein Scharniersteg 12 teleskopartig ausgebildet sein. Bezugszeicheniiste
1. Kühlvorrichtung
2. Einzelsegment
3. Einzelsegment
4. Einzelsegment
5. Einzelsegment
6. Hängerahmen
7. Scharnier
8. Scharnier
9. Drehgelenk
10. Kühlwasserzulauf
11. Kühlwasserablauf
12. Scharniersteg

Claims

Patentansprüche
1. Kühlvorrichtung (1 ) für Elektroden eines metallurgischen Ofens, wie Reduktionsofen, Lichtbogenofen, Induktionsofen usw., die die Elektrode umschließt und aus Einzelsegmenten (2, 3, 4, 5) besteht dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einzelsegment (2, 3, 4, 5) mit mindestens einem Scharnier (7, 8) ausgebildet ist.
2. Kühlvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (7) an einem Hängerahmen (6) befestigt ist.
3. Kühlvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (8) an einem benachbarten Einzelsegment (2, 3, 4, 5) befestigt ist.
4. Kühlvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (7, 8) als Doppelgelenkscharnier ausgebildet sind
5. Kühlvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (7, 8) mit einem teleskopierbaren Scharniersteg (12) ausgebildet ist.
6. Kühlvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (7, 8) aus einem hochhitzebeständigen Werkstoff ausgebildet ist.
7. Verfahren zum Entfernen von Einzelsegmenten (2, 3, 4, 5) einer Kühlvorrichtung (1 ) für Elektroden eines metallurgischen Ofens, wie Reduktions- ofen, Lichtbogenofen, Induktionsofen usw., die die Elektrode umschließen, insbesondere einer Kühlvorrichtung (1 ) nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einzelsegment (2, 3, 4, 5) durch mindestens ein Scharnier (7, 8) von der Elektrode weggeschwenkt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelsegment (2, 3, 4, 5) parallel und / oder unter einem Win- kel weggeschwenkt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einzelsegment (2, 3, 4, 5) durch mindestens ein Scharnier (7) mit einem Hängerahmen (6) verbunden wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einzelsegment (2, 3, 4, 5) durch mindestens ein Scharnier (8) mit einem benachbarten Einzelsegment (2, 3, 4, 5) verbunden wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte, verbundene Einzelsegmente (2, 3, 4, 5) gleich- zeitig verschwenkt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Einzelsegment (5) durch mindestens ein Scharnier (7) mit einem Hängerahmen (6) oder einem benachbarten Einzelsegment (4) verbunden wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelsegmente (2, 3, 4, 5) durch flexible Leitungen mit einem Kühlkreislauf verbunden werden.
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