本發(fā)明涉及按照專利權(quán)利要求1的前序部分所述的具有安全裝置的電弧爐以及按照專利權(quán)利要求4所述的用于保護(hù)電弧爐處的外圍設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

在制造鋼和其他金屬時(shí)使用電弧爐，用以將廢料（Schrott）、其他含鐵材料或者鎳或還有鉻熔化。在熔化過程時(shí)，必要的熱能的一部分經(jīng)常通過氣體燃燒器（Gasbrenner）被引入，以便加速熔化過程，而不必提高電弧爐的電連接功率（Anschlussleistung）。為了引入其他物質(zhì)、諸如粉塵或用于精煉熔液的氧氣，同樣需要?dú)怏w輸送管、所謂的噴管或噴射器。在一些情況下，附加地也使用電燃燒器、所謂的等離子燃燒器，以便將必要的工藝用熱引入到爐中。出于電設(shè)施安全性原因，所有這些以及必要時(shí)還有其他外圍設(shè)備在電弧爐的外部區(qū)域中必須單獨(dú)地被接地，以便在運(yùn)行中防止在這些部件和所屬的線路或者緊固結(jié)構(gòu)處出現(xiàn)危險(xiǎn)的接觸電壓。具有其線路和緊固結(jié)構(gòu)的這些外圍設(shè)備因此通常處于與爐壁以及尤其熔煉爐料不同的電勢(shì)。由此，在電弧爐運(yùn)行中有時(shí)發(fā)生：來自熔液或者要熔化的物料或電弧電極之一的部分電弧向所述設(shè)施部件或者外圍設(shè)備發(fā)射，并且?guī)浊О才喾鹊木薮箅娏骺梢越?jīng)由接地流出。這尤其可以通過以下方式被觸發(fā)：廢料渣堆（Schrotthaufwerk）中的要熔化的廢料倒下或者被拋開，并且來到燃燒器或者噴管附近，使得故障電弧可能點(diǎn)燃。這可能導(dǎo)致對(duì)所述外圍設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p傷。如果通過電弧爐使燃燒器或者面板的冷卻水傳導(dǎo)裝置斷裂并且冷卻水到達(dá)電弧爐中，那么由此此外例如由于電弧爐中的蒸汽爆炸而形成巨大的潛在危險(xiǎn)。

因此，迄今為止來自所述外圍設(shè)備或來自面板（Panel）的冷卻水的水壓和/或回水溫度被監(jiān)控。在問題出現(xiàn)時(shí)，爐被關(guān)斷并且冷卻水供給被關(guān)掉。然而，通過所述方法經(jīng)常形成相對(duì)漫長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，用以對(duì)形成的部分電弧作出反應(yīng)，這可能導(dǎo)致對(duì)外圍設(shè)備的損傷。此外，通過關(guān)斷電弧爐造成顯著的生產(chǎn)停頓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于，提供具有相應(yīng)的安全裝置的電弧爐以及用于保護(hù)電弧爐的方法，所述電弧爐和所述方法相比于現(xiàn)有技術(shù)是對(duì)外圍設(shè)備的改善性保護(hù)（Schutz）。此外，在工藝期間電弧爐的停歇時(shí)間應(yīng)當(dāng)被最小化。

所述任務(wù)的解決方案在于具有專利權(quán)利要求1的特征的、具有安全裝置的電弧爐，以及在于具有專利權(quán)利要求4的特征的用于保護(hù)電弧爐處的外圍設(shè)備的方法。

按照權(quán)利要求1所述的電弧爐具有安全裝置以及至少一個(gè)接地的外圍設(shè)備。所述電弧爐的特點(diǎn)在于，設(shè)置有到外圍設(shè)備的接地線路，并且此外存在用于測(cè)量接地線路處的電流的電流測(cè)量設(shè)備。此外，所述裝置包括保護(hù)開關(guān)，所述保護(hù)開關(guān)被布置在接地線路中，并且因此具有小于100 ms的觸發(fā)時(shí)間。

因此，對(duì)接地線路中的電流進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，其中當(dāng)在熔液或廢料部分與外圍設(shè)備之間出現(xiàn)部分電弧時(shí)，接地線路中的所述電流自然非常快地升高，其中在小于100 ms內(nèi)、優(yōu)選地在小于10 ms內(nèi)觸發(fā)安全開關(guān)。因此，接地短時(shí)間地、優(yōu)選地僅小于1秒地被中斷，使得部分電弧立即再次熄滅，其中所述部分電弧已經(jīng)短時(shí)間地在外圍設(shè)備和熔煉爐料之間形成。由此，對(duì)外圍設(shè)備的危害已經(jīng)在有苗頭時(shí)（in den Ans?tzen）就被阻止，因?yàn)閷?duì)于持久的損害所必要的能量不被達(dá)到?？梢圆话l(fā)生整個(gè)電弧爐的關(guān)斷。

如果電流測(cè)量設(shè)備已經(jīng)集成在保護(hù)開關(guān)中，那么是特別有利的，因?yàn)閺亩梢愿M(jìn)一步地減小保護(hù)開關(guān)的反應(yīng)時(shí)間。

電弧爐的外圍設(shè)備尤其是噴管、噴射器或者燃燒器，也可以通過按照本發(fā)明的裝置來保護(hù)電弧爐的冷卻面板（Kühlpanele）。

本發(fā)明的另一構(gòu)型方式的特點(diǎn)在于，電弧爐（2）的外圍設(shè)備是電運(yùn)行的等離子燃燒器（10）或等離子噴射器，所述等離子體燃燒器（10）或等離子噴射器具有相對(duì)于其他燃燒器部件（Brennerteilen）電絕緣的金屬外殼作為外層，其中僅絕緣的金屬外殼與安全裝置電連接。

本發(fā)明的另一組成部分是按照專利權(quán)利要求4所述的用于保護(hù)在電弧爐處的外圍設(shè)備的方法。所述方法的特點(diǎn)在于：在外圍設(shè)備處設(shè)置接地線路，并且測(cè)量流過接地線路的通過電流，以便在出現(xiàn)臨界電流強(qiáng)度時(shí)，通過保護(hù)開關(guān)在100 ms之內(nèi)中斷接地線路。

通過按照本發(fā)明的方法得出相同的優(yōu)點(diǎn)，所述優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)關(guān)于按照專利權(quán)利要求1所述的裝置得以描述。

附圖說明

根據(jù)以下圖應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步闡述本發(fā)明的示例性構(gòu)型方式。在此情況下涉及本發(fā)明的簡(jiǎn)化地示出的通常的構(gòu)型方式，所述構(gòu)型方式不表示保護(hù)范圍的限制。

唯一的圖示出具有外圍設(shè)備和安全裝置的電弧爐。

具體實(shí)施方式

電弧爐2具有電極14，所述電極14通過在電弧爐2的蓋13中的絕緣體20被插入到電弧爐2的內(nèi)腔15中，并且導(dǎo)致電流傳輸用于加熱熔煉爐料16。此外，不同的外圍設(shè)備示范性地和示意性地被畫入，在這里一方面涉及氣體燃燒器10，所述氣體燃燒器10用于附加地加熱熔煉爐料16，并且用于將熔煉爐料16轉(zhuǎn)化成熔液18。此外，示意性地示出氧氣噴管20，所述氧氣噴管用于將氧氣引入到熔液中。不僅燃燒器10而且噴管12均通過在電弧爐2的經(jīng)冷卻的蓋13中的絕緣體插入。

外圍設(shè)備（這里以燃燒器10和噴管12為例闡明）相對(duì)于電弧爐2是電絕緣的，因此所述外圍設(shè)備出于安全原因單獨(dú)地通過接地線路4接地。在接地線路4或者4'中設(shè)置安全裝置3或者3'，所述安全裝置3或者3'以保護(hù)開關(guān)8以及集成電流測(cè)量設(shè)備6的形式來構(gòu)成。在出現(xiàn)（通過在熔煉爐料16和噴管12之間的虛線11示意性表明的）部分電弧11時(shí)，巨大的電流流經(jīng)接地線路4，所述電流由電流測(cè)量設(shè)備6探測(cè)，并且在小于100 ms內(nèi)、優(yōu)選地在小于10 ms內(nèi)引起保護(hù)開關(guān)8開路（?ffnen）。接地線路4、4'因此在幾毫秒之內(nèi)被斷開（aufgehoben），并且優(yōu)選地在部分電弧11已經(jīng)完全地形成之前，所述部分電弧11瓦解。因此，通過立即中斷接地線路來防止對(duì)外圍設(shè)備（在該示例中噴管12）的損害。

接地線路在此優(yōu)選地僅僅短時(shí)間地、也即僅幾秒地被中斷，這恰好足夠長(zhǎng)，以便故障電弧可以熄滅（verl?schen），使得在另一外圍設(shè)備上不會(huì)發(fā)生一次損傷（Prim?rsch?den）或二次損傷（Sekund?rsch?den）。接地線路4優(yōu)選地在電弧爐2附近配備有相應(yīng)的保護(hù)開關(guān)8或者安全裝置3。在故障情況下、也即在對(duì)受到危害的外圍部件出現(xiàn)故障電弧11時(shí)，電弧電流被限制在幾毫秒之內(nèi)并且然后被中斷，由此也對(duì)電弧爐2的蓋13中的冷卻劑傳導(dǎo)裝置避免一次損傷，由此也避免燒焊在該圖中未進(jìn)一步示出的所述冷卻劑傳導(dǎo)裝置，其中所述電弧電流通過保護(hù)開關(guān)8流向地。由此關(guān)于可能的蒸汽爆炸也形成較高的安全性，其中所述蒸汽爆炸可能通過冷卻水溢出而被引起。

此外，適宜的是，保護(hù)開關(guān)8或者安全裝置3整體地在接地線路4中如此遠(yuǎn)地被安置在爐附近，使得在運(yùn)行中由人員接觸短時(shí)間未接地的設(shè)施部件是不可能的。到外圍設(shè)備的氣體輸入管道必須至少在至少幾厘米的短距離上以足以隔離幾百伏直至1 kV的相應(yīng)電壓的方式絕緣地被導(dǎo)入，并且在該區(qū)域之外再次防觸電地被接地。

附圖標(biāo)記列表

2 電弧爐

3 安全裝置

4 接地線路

6 電流測(cè)量設(shè)備

8 保護(hù)開關(guān)

10 燃燒器

11 部分電弧

12 氧氣噴管

13 經(jīng)冷卻的蓋

14 電極

15 內(nèi)腔

16 廢料

18 熔液

20 絕緣體。