ЭЛЕКТРОДОДЕРЖАТЕЛЬ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ
ELECTRODE HOLDER OF ELECTRIC ARC FURNACE

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к дуговым плавильным и ковшевым электропечам переменного и постоянного тока для плавки и нагрева металла, оснащенным электрододержателями с токопроводящими рукавами.
Известен электрододержатель дуговой электропечи, содержащий токоведущий рукав, механизм зажима электрода и головку с контактными щеками, в котором токоведущий слой рукава выполнен в виде монолитной полой заготовки из алюминиевого сплава, армированного пучком стальных труб (см. патент РФ RU 2145469 С1).
Известен также электрододержатель дуговой печи, несущий токопроводящий рукав которого выполнен в виде полой заготовки прямоугольной или овальной формы с каналами водяного охлаждения (см. описание германского патента DE 4236158 С1 от 17.03.94 г.).
Известен также принятый за прототип электрододержатель дуговой печи, состоящий из головки с контактной пластиной, токопроводящего рукава и пружинно-гидравлического механизма зажима или разжима электрода, оснащенный датчиком усилия зажима электрода (см. патент РФ RU 2316704 С1).
Недостатком известных конструкций электрододержателя является необходимость значительного увеличения его периметра и массы для достижения необходимого значения момента инерции и уменьшения в результате этого вибрации рукава электрододержателей под действием ударных коротких замыканий и резонансных явлений.
Для устранения вышеуказанных недостатков известных конструкций электрододержателя и обеспечения необходимой жесткости при минимальных габаритах наружного периметра предлагается конструкция электрододержателя, состоящего из головки с хомутом и контактной пластиной для передачи тока от гибких кабелей короткой сети к контактной пластине и механизма зажима/разжима электрода. Отличительная особенность предлагаемой конструкции электрододежателя, обеспечивающая его преимущества перед известными конструкциями, заключается в том, что для  увеличения жесткости и длины периметра без увеличения массы токопроводящего рукава для достижения необходимого значения момента инерции на наружной поверхности корпуса вдоль его длины выполнены ребра в виде «волны».
Благодаря вышеописанной конструкции достигаются следующие преимущества заявляемого электрододержателя без увеличения массы по сравнению с известными аналогами:
- обеспечивается необходимая жесткость, препятствующая вибрации электрододержателя под действием ударных токов короткого замыкания при минимальных наружных габаритах поперечного сечения токопроводящего рукава;
- обеспечивается увеличение периметра сечения электрододержателя, благодаря чему снижается активное и индуктивное сопротивление токопроводного рукава и, следовательно, уменьшаются электрические потери при работе печи. При этом в связи с тем, что ширина волны в 2-10 раз больше ее высоты, которая в свою очередь составляет 0,1-0,3 глубины проникновения магнитного поля в толщину материала, из которого изготовлен токопроводящий рукав электрододержателя, достигается практически равномерное распределение плотности тока по периметру рукава, что исключает локальные перегревы рукава при протекании по нему токов в десятки килоампер.
При исследовании отличительных признаков заявляемого электрододержателя не выявлено каких-либо аналогичных известных решений, касающихся конструктивного исполнения токоведущего рукава. Проведенный в процессе оформления заявки на предложенное изобретение поиск по научно-техническим источникам информации и выявлению источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, не позволил обнаружить аналог, характеризующийся признаками, тождественными существенным признакам данного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков позволил выявить ряд существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков заявленной конструкции электрододержателя, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «новизна».
Дополнительный поиск известных решений для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» не выявил признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного электрододержателя или вытекающие явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».
На фиг. 1 изображен заявленный электрододержатель, вид сбоку, на фиг. 2 - сечение рукава электрододержателя, а на фиг. 3 - геометрия «волны».
Электрододержатель включает головку, состоящую из хомута (1) с контактной пластиной (2) для передачи тока к графитированному электроду (9), токопроводящего рукава (3) для передачи тока от гибких кабелей (4) к контактной пластине (2) и пружинно-гидравлического механизма (5) зажима/разжима электрода (9). В поперечном сечении (фиг. 2) рукав выполнен в форме эллипса (6), вписанного в прямоугольник (7). На наружной поверхности выполнены ребра (8) в виде волны,  ширина которых в 2-10 раз больше их высоты, при этом высота составляет 0,1-0,3 глубины проникновения магнитного поля в толщину материала, из которого изготовлен токопроводящий рукав электрододержателя.
Таким образом, вышеперечисленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого электрододержателя следующих совокупных условий;
- заявляемое изобретение предназначено для использования в металлургии для плавки и нагрева металла в дуговых плавильных и ковшевых электропечах;
- подтверждена возможность реализации заявленного изобретения с помощью описанных в заявке средств и методов;
- преимущество изобретения состоит в возможности увеличения надежности и срока службы электрододержателя в результате увеличения жесткости его конструкции при уменьшении габаритов, в снижении электрических потерь и эксплуатационных затрат. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».