DE684301C - Anordnung zum magnetischen Verblasen von Lichtboegen an Metallelektroden in elektrischen OEfen - Google Patents

Description

• Anordnung zum magnetischen Verblasen von Lichtbögen an Metallelektroden in elektrischen Öfen Bei der Verwendung von Metallelektroden in Lichtbogenöfen ist es, um ein Schmelzen der Elektrode unter dem Einfluß der im Brennfleck entwickelten Temperaturen zu vermeiden, erforderlich, den Brennfleck auf der Elektrode wandern zu lassen. Diese Bewegung des Brennflecks kann du--ch Verblasen mittels eines Gasstromes, dure:i mechanische Bewegung, z. B. Drehung der Elektrode, oder aber durch Erzeugung eines magnetischen Feldes, das durch Gleich- oder Wechselstrom erregt werden kann, erfolgen. Bei letzterem Verfahren bedingt jedoch die Erzeugung dieses Feldes durch abseits von der Elektrode angeordnete Mittel (Elektromagneten), insbesondere bei geschlossenen elektrischen Öfen, eine entsprechende Ausbildung des Ofenraumes, die meist auch die Ausnutzung des letzteren ungünstig beeinflußt oder; beispielsweise bei Anordnung der erregenden Spule außerhalb des Ofenmantels, eine ausreichende Wärmeisolierung des letzteren erschwert.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum magnetischen Verblasen von Lichtbögen an Metallelektroden in elektrischen Ofen, bei der erfindungsgemäß zwei haarnadelförmig ausgebildete und mit den Umbiegestellen einander gegenüberstehende Elektroden vorgesehen sind, die von dem den Lichtbogen - erzeugenden hochgespannten Betriebsstrom durchflossen werden und bei der zwei weitere Stromquellen für hohe Stromstärke und kleine Spannung vorgesehen sind, die jede für sich an eine der beiden Elektroden angeschlossen sind, derart, daß durch sie ein nur die zugeordnete Elektrode durchfließender Ringstrom erzeugt wird, der dem Betriebsstrom überlagert ist und als Erreger für das Blasfeld dient.
• Bei dieser Anordnung, bei der die felderregenden Mittel mit der Elektrode eine organische Einheit darstellen, ist man in der Ausbildung des Ofenraumes völlig frei. Man kann z. B. bei Schachtöfen den Mantel mit beliebig starken Wärmeschutzschichten versehen oder die wärmetechnisch besonders günstigen Trommelöfen mit Metallelektroden ausrüsten, was bisher nicht als möglich erschien. Auch Gasreaktionsöfen nehmen eine besonders einfache Form an, da bei der Führung des Gasstromes keine Rücksicht mehr auf die Anordnung der Mittel zur elektromagnetischen Bewegung des Brennflecks genommen werden muß, die Ausbildung :des Reaktionsraumes vielmehr ausschließlich im Hinblick auf möglichst günstige Strömungsverhältnisse im Gasraum erfolgen kann.
• Der zusätzliche Ringstrom. von großer Stärke und kleiner Spannung kann durch eine zwischen,den freien Enden der Elektrode angeordnete Gleich- oder Wechselstromquelle erzeugt werden, so daß also die Kraftlinien des entstehenden Feldes die Elektrode sehr eng umschließen. Dabei bleibt auch an der Ansatzstelle des Lichtbogens eine: die Elektrode eng umschließende Gestalt des Magnet=, feldes im wesentlichen gewährt. Durch@;lt@ 'Verwendung von Haarnadelelektroden @i Verbindung mit einer zweckentsprechenden Anordnung der felderregenden Mittel wird' eine stete Wanderung der sehr heißen Ansatzstelle des Lichtbogens auf den Elektroden erreicht und damit im Zusammenhang eine örtliche Überhitzung der Metallelektroden vermieden. , Die Anordnung gemäß Erfindung wird durch die schematische Abbildung beispielsweise veranschaulicht. B bzw. C stellen die Zu- bzw. Ableitungen für denidenLichtbogen L zwischen den haarnadelförmig ausgebildeten Eletroden El und E2 erzeugenden Betriebsstrom dar, dessen Strombahn also. von B über L nach C verläuft. In .den Leitungsringen DI, El, Ei und D2, E2, F2 werden zusätzliche Erregerströine von großer Stärke und sehr niedriger Spannung durch beliebige, zweckmäßig an der Einführungsstelle der Elektroden in den Ofen (zwischen D1 und F1 sowie D2 und F2) angeordnete Gleich- oder Wechselstromquellen O1 bzw. 02 für hohe Stromstärke und kleine Spannungen (im Falle von Gleichstrom beispielsweise auch durch ein Thermoeleinent) erzeugt, welche die Entstehung von die Elektrode eng umschließenden Magnetfeldern bewirken.
• Gegebenenfalls kann man zur Erzeugung des Blasfeldes auch in den Elektroden selbst eine entsprechende Anzahl gegeneinander isolierter, von :dem Erregerstrom durchflossenen Drahtwindungen anordnen, deren Verlauf der Form der Elektroden folgt. Werden für den Betriebs- und für den Erregerstrom verschiedene Stromarten verwendet, d. h. entweder Gleich- bzw. Wechselstrom oder umgekehrt, so reißt der Lichtbogen nicht ab, sondern wandert auf :den Elektroden hin und her; die Sonne verteilt sichalso symmetrisch auf beide Seiten der Elektroden. Arbeitet man jedoch entweder mit Gleichstrom allein oder mit Wechselstrom allein so nimmt der Lichtbogen .die Form einer stationären halbkreisförmigen Scheibe an: Die Erzeugung des felderregenden Stroms kann in diesem Falle auf besonders einfache Weise in einem vom Betriebsstrom erregten Transformator erfolgen; bei Verwendung von Wechselstrom ergibt sich hierbei ohne weitere Hilfsmittel auch -die richtige Phasenlage zwischen Betriebsstrom und felderregendem Strom.
• Will man beircn Arbeiten mit Wechselstrom allein ein Abreißen des Lichtbogens vermeiden, so gelingt dies dadurch, .daß man für den Betriebsstrom und den felderregenden -Strom Wechselströme verschiedener Frequenz t@rwendet mit,der Maßgabe,. @daß beide Freüzienzen in einem ganzzahlgen Verhältnis stehen und gemeinsame Nullpunkte besitzen.
• Wenn es sich um .die Erhitzung von- festen oder flüssigen Körpern handelt, .die sich auf der Sohle des Ofens befinden, so kann man bei horizontaler Anordnung der Elektroden und bei Verwendung von Gleichstrom allein oder von Wechselstrom allein den Lichtbogenhalbkreis nach unten richten und das Gut so unmittelbar von ihm bestreichen lassen, wobei gleichzeitig die Ofendecke geschont wird. Handelt es sich beim Schmelzgut um einen metallischen Leiter; so zündet .der Lichtbogen bei -dieser Arbeitsweise nicht nur zwischen den beiden Elektroden, sondern er springt auch von ,der einen Elektrode auf den metallischen Leiter über und von diesem zur anderen Elektrode zurück, wodurch eine besonders gute Energieausnutzung gewährleistet wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum magnetischen Verblasen von Lichtbögen an Metallelektroden in elektrischen Öfen, gekennzeichnet durch zwei haarnädelförmi.g ausgebildete und mit den Umbiegestellen einander gegenüberstehende Elektroden (El und E2), .die von dem den Lichtbogen (L) erzeugenden hochgespannten Betriebsstrom durchflossen werden, sowie durch zwei -weitere Stromquellen (Q) für hohe Stromstärke und kleine Spannung, die jede für sich an eine der beiden Elektroden angeschlossen sind, derart, däß durch sie ein nur die zugeordnete Elektrode durchfließender Ringstrom erzeugt wird, der dem Betriebsstrom überlagert ist und als Erreger für das Blasfeld -dient.
2. 2. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung ,des Betriebs- und des Erregerstromes Wechselstrom dient mit der Maßgabe, daß ,die Frequenz des Betriebsstromes zur Frequenz des felderregenden Stromes in einem einfachen ganzzahligen Verhältnis \steht und mit ihm gemeinsame Nullpunkte aufweist.
3. 3. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der felderregende Wechselstrom durch einen Transformator erzeugt wird; der vom Betriebsstrom gespeist wird.