Kühlvorrichtung für Elektroden eines metallurgischen Ofens

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Elektroden eines metallurgischen Ofens, wie Reduktionsofen, Lichtbogenofen, Induktionsofen usw., die mindestens eine Kontaktbacke und einen Fassungsring umschließt, bestehend aus einem Kühlschild / Abdichtzylinder, der in einen Stirnbereich übergeht, der aus einem Außenring, einer Stirnplatte und einem Innenring besteht,

In der DE 944 026 wird eine Elektrodentieffassung für geschlossene Lichtbogenöfen mit einem die Fassung umgebenden Dichtungszylinder beschrieben, bei dem die Fassungsteile in einem nach oben offenen Zylinder angeordnet sind, während die Abdichtung unter der Oberkante der Kontaktbacken liegt, die unten aus dem Zylinder herausragen.

Eine Weiterentwicklung dieser Vorrichtung sieht gemäß DE 1 022 332 eine E- lektrodentieffassung vor für Lichtbogen- und Reduktionsöfen, mit einem die Fassung umgebenden, in den Ofenraum hineinragenden, auf dem Ofendeckel vorzugsweise höhenverstellbar abgestützten Dichtungszylinder, bei der die Fassungsteile in einem nach oben offenen Zylinder angeordnet sind, während die Abdichtung unter der Oberkante der Kontaktbacken liegt, wobei die Kontaktbacken von einem die Reaktion des Anpressdruckes gegen die Elektroden aufnehmenden Widerlager umgeben sind.

Weitere Ausführungen zu Elektroden, Elektrodenfassungen, Fassungsringen, Kontaktbacken, usw. sind in den Druckschriften DE 10 26 017, DE 14 40 358, DE 14 40 358, DE 23 12 099, DE 33 40 390 C2, DE 36 30 861 C2 und DE 43 42 511 C2 beschrieben.

Aus der DE 34 OO 186 C2 ist eine Durchführung für mehrere Elektroden durch den Deckel eines Elektrolichtbogen- oder Reduktionsofens, mit je einem dop- pelwandigen wassergekühlten Hohlzylinder aus elektrisch leitendem Werkstoff bekannt. Die Durchführung umfasst jeweils eine Elektrode sowie, bei Verwendung von Tieffassungen, die achsparallel um die Elektrode angeordneten Stromführungen und Kontaktbacken.

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 derglei- chen, 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.

In Figur 1 ist eine bekannte Ausführung einer Kühlvorrichtung dargestellt. Die Kühlvorrichtung wird aus mehreren Einzelteilen zusammengebaut, insbesondere zusammen geschweißt. Dabei werden möglichst einfache Formen bei den Einzelteilen berücksichtigt. Wie ersichtlich, besteht die bekannte Kühlvorrichtung aus einem Innenring, der mit einer kreisringförmigen Stirnplatte winklig im Bereich der Elektrode verschweißt ist. Der äußere Bereich der Stirnplatte zeigt im Querschnitt einen Radius, der in ein Kühlschild oder Abdichtzylinder übergeht. Der Stirnbereich von Kühlschild oder Abdichtzylinder besteht aus zwei Teilen, einem Innenring und einer Stirnplatte. Im Stirnbereich befinden sich Hohlräume zum Durchleiten eines Kühlemediums, z.B. Kühlwasser.

Temperaturspitzen bis ca. 2000 ⁰ C im Ofen erzeugen hohe Spannungen in den Schweißnahtbereichen, daher hat die Kühlvorrichtung speziell im Stirnbereich eine geringe Lebensdauer. Außerdem besteht die Gefahr, dass Kühlwasser /

Kühlmedium aus der Kühlvorrichtung in den Ofen gelangt und dieses zu Prozessstörungen führt, die einen Stillstand der kompletten Anlage hervorruft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Kühlvorrichtung so zu verbessern, dass hohe Spannungen vermieden werden, die insbesondere die oben genannten Nachteile mit sich bringen. Mit einer verbesserten Ausbildung der Kühlvorrichtung soll deren Sicherheit und Standzeit verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , die Kühlvorrichtung im Stirn- bereich einteilig ausgebildet ist.

Weitere Ausgestaltungen der Kühlvorrichtung ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung liegt darin, das Schweißnähte im Stirnbereich verlagert bzw. vermieden werden. Durch die besondere Formgestaltung der Kühlvorrichtung im Stimbereich wird eine geringere Angriffsfläche für Bläser (Hitze) erreicht.

Die aufgezeigten Verbesserungen vermeiden bzw. reduzieren die Ofenstillstandszeiten und verbessern die Sicherheit und die Standzeit der innerhalb der Kühlvorrichtung angeordneten .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Stand der Technik werden an- hand von sehr schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in geschnittener Seitenansicht eine Kühlvorrichtung in bekannter

Ausführung,

Fig. 2 in geschnittener Seitenansicht eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung

In Figur 1 ist eine Elektrode 1 mit anliegender Kontaktbacke 2 und dazu korrespondierendem Fassungsring 3 in einer bekannten Ausführung dargestellt. Diese Einzelteile / Komponenten werden von einer Kühlvorrichtung 4 umschlossen. Die Kühlvorrichtung 4 besteht aus einem Kühlschild / Abdichtzylinder 5, der im unteren Bereich in einen Außenring 6 übergeht. Der Außenring 6 bildet mit einer Stirnplatte 7 und einem Innenring 8 einen Stimbereich 9, wobei die nach unten ragende Elektrode 1 über den Stirnbereich 9 der Kühlvorrichtung 4 hinausragt. Innenring 8 und Stirnplatte 7 sind im Kontaktbereich 10, Außenring 6 und Stirnplatte 7 sind im Kontaktbereich 11 miteinander verschweißt und weisen Schweißnähte 12, 13 auf.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 4 in geschnittener Seitenansicht. Dabei ist der Stirnbereich 9 einteilig ausgebildet und weist keine Scheißnaht auf. Die Querschnittsformen des Stirnbereiches 9 können den Anforderungen bzw. dem verwendeten Werkstoff entsprechend unterschiedlich ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

1. Elektrode

2. Kontaktbacke

3. Fassungsring

4. Kühlvorrichtung

5. Kühlschild / Abdichtzylinder

6. Außenring

7. Stirnplatte

8. Innenring

9. Stirnbereich

10. Kontaktstelle

11. Kontaktstelle

12. Schweißnaht

13. Schweißnaht