Электрододержатели и механизмы зажима

Электрододержатель служат для зажима и удержания электрода в заданном положении и для подвода к нему тока. Он состоит из рукава и закрепленных на нем головки, зажимного механизма и токоподвода. Наибольшее применение получили электрододержатели с пружинно-пневматическим механизмом зажима электрода. Конструктивное исполнение электрододержателей отличается многообразием, но в зависимости от способа зажима электрода в головке их можно свести к двум разновидностям.

В одной (рис. 29, а ) головка выполнена в виде кольца или полукольца и подвижной нажимной колодки. Электрод в рабочем положении зажат в кольце колодкой за счет усилия пружины. Если нужно освободить электрод, то в пневмоцилиндр подают воздух, поршень и рычажный механизм сжимают пружину, перемещают колодку вправо, освобождая электрод. Во второй разновидности (рис. 29, б ) головка состоит из неподвижной колодки и хомута, охватывающего электрод. Электрод прижат к токоведущей колодке с помощью хомута за счет усилия пружины, передаваемого рычажной системой 7. При подаче воздуха в пневмоцилиндр хомут смещается влево, освобождая электрод. На новых высокомощных печах вместо пружинно-пневматических устанавливают схожие с ними пружинно-гидравлические механизмы зажима электродов; общий вид такого механизма представлен на (рис. 27, 15).

Ток к головке электрододержателя подводится шинами, закрепленными на изоляторах сверху рукава (рис.27, 16). На печах ДСП - 100 используют 6 трубчатых водоохлаждаемых шин внутренним диаметром 60 мм на каждую фазу. Для уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи в стойках и каретках шины располагают симметрично с двух сторон каретки, и поэтому наводимые в каретках и стойках магнитные поля, будучи направлены в противоположные стороны, взаимно ослабляются.

Рис. 29. Схема электрододержателей:

1 – полукольцо; 2 – электрод; 3 – колодка; 4 – шток; 5 – пружина; 6 – пневмоцилиндр; 7 – система рычагов; 8 – хомут; 9 – рукав электрододержателя;

10 – каретка

Рукав, изготовляемый в виде толстостенной трубы или сварной коробчатой балки, соединяет головку с кареткой см. (рис. 31, а, б) или с подвижной телескопической стойкой (рис. 31, в).

За последнее время нашли широкое применение на водоохлаждаемых печах токоведущие электродержатели.

Особенностью этой конструкции является совмещение электрических, механических и теплообменных функций в одном узле – водоохлаждаемом рукаве с развитой токоведущей наружной поверхностью. В них рукав выполнен в виде полой штанги, прямоугольного сечения из алюминия, служащей также токоподводом от гибких кабелей до головки электродержателя. Алюминий используется в связи с его высокой электропроводностью. При этом не требуется токоподводы из медных водоохлаждаемых шин (рис. 27, 16).

Общий вид электрододержателя с токопроводящим рукавом показан на (рис. 30).

Рис. 30. Электрододержатель с токопроводящим рукавом:

1 – гибкий кабель; 2 – токопроводящий рукав; 3 – головка электрододержателя;

4 – хомут; 5 – электрод; 6 – электрическая изоляция

Электрододержатели предназначены для удержания электродов на заданной высоте и для подвода к ним электрического тока. Конструкция электрододержателей должна удовлетворять ряду требований. Для уменьшения электрических потерь в контакте и предотвращения проскальзывания электродов конструкция электрододержателей должна обеспечивать плотный зажим электродов. Электрододержатели должны быть достаточно жесткими, чтобы не прогибаться под действием силы тяжести электродов и не допускать возможность вибрации. При длине дуги равной несколько сантиметров вибрация или перемещение электрода на несколько миллиметров существенно влияют на стабильность горения дуги.

Зажим электрода осуществляется усилием пружины, передаваемым через рычаги и тяги на хомут. Электрод освобождается при подаче в пневмоцилиндр сжатого воздуха, который перемещает поршень и сжимает пружину. Пружинно-пневматическая конструкция зажима обеспечивает постоянство контактного давления независимо от внешних условий – различного теплового расширения материала электрода иголовки, давления воздуха в воздухопроводе и др., и позволяет с пульта печи дистанционно управлять зажимом электрода.

На печах с трансформаторами большой мощности применяют и чисто пневматические зажимные устройства, так как для зажимания электродов большого диаметра требуются очень мощные пружины. При падении давления в воздухопроводе пневмоцилиндр такого устройства автоматически подключается к резервному баллону, обеспечивающему нормальную работу устройства в течение суток.

Зажимные устройства на большегрузных печах располагают сверху, как показано на (рис 27) а на средних печах – внутри рукава, представляющего собой консоль коробчатого типа, сваренную из углового и листового железа усиленную ребрами жесткости. К одному концу рукава крепят головкуэлектрододержателя, другим рукав прикрепляют к каретке или подвижной стойке.