AT244072B - Verbindung zwischen kohlenstoffhaltigen Elektroden mittels eines zu verkittenden doppelkonischen Gewindenippels - Google Patents

Description

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  Verbindung zwischen kohlenstoffhaltigen Elektroden mittels eines zu verkittenden doppelkonischen Gewindenippels 
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   Der Erfindung liegt zunächst als eine Aufgabe zugrunde, in diese Verbindungen vorgegebene Kittmengen einzubringen, ohne dass die Ausbildung von zusätzlichen Speicherräume und Speichervorrichtungen erforderlich ist. 



   Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren, das eine in einer Hülle abgepackte Kittmenge verwendet, erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Hülle den Kitt allseitig umschliesst und beim Zusammenschrauben derNippelverbindung mechanisch oder nach dem Zusammenschrauben thermisch und/oder unter Einwirkung chemischer Stoffe zerstört wird. Vorzugsweise besteht die Verpackungshülle aus einem Material, das bei Temperaturen unter   1000C   thermisch zerfällt, jedoch unter   60 C   thermisch fest ist. Besonders ist flexibles Material geeignet. Insbesondere kann die Hülle aus Polyäthylen-Folie bestehen. Es kann aber auch der Kitt mit einer gehärteten Gelatine-Aussenschicht überzogen werden. Auch andere Verpackungshüllen, die den genannten Bedingungen genügen, sind geeignet.

   Sie haben vorzugsweise die Form von Beuteln oder zylindrischen Dosen. 



   Da die Hülle als Transportbehälter für den Kitt keinen grossen Kräften ausgesetzt ist, kann sie verhältnismässig dünn ausgebildet werden, so dass sie durch den ausgeübten mechanischen Druck beim Zusammenschrauben der Nippelverbindung leicht zerstört wird. Man wird ein solches Hüllenmaterial verwenden, das allein schon durch die thermische Einwirkung zerstört wird, wenn der Nippel zusammengeschraubt ist und beim Einsetzen der Elektrode in den Ofen sich erhitzt. Der Vorteil einer elastischen Hülle ist darin zu sehen, dass an die Plastizität des Kittes keine sehr hohen Anforderungen zu stellen sind, da ja die Kittmasse zunächst durch den   Hüllbeutel   zusammengehalten ist.

   Zweckmässig wird eine Kittmasse verwendet, die eine Pechkomponente, eine vor der Verkokung des Peches härtende Kunststoffkomponente, gegebenenfalls eine Feststoffkomponente, und zusätzlich eine   Treibmittelkomponente   enthält. Bei der Erwärmung der eingelegten Kittmasse wird die Hülle zerstört, der Kitt dehnt sich unter Einwirkung der Treibmittelkomponente aus und es tritt bereits eine Frühhärtung durch die Kunststoffkomponente ein. 



   Beim weiteren Verlauf der Erhitzung wird das Pech und der Kunststoff verkoken und damit die Spätfestigkeit der Kittstelle gewährleistet. Zweckmässig ist es, die zu verkittenden Kohleflächen mit einem Härtungskatalysator zu tränken, so dass es schnell zur Frühfestigkeit kommt, sobald die Hülle zerstört ist. 
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 meeinwirkung oder durch mechanische Einflüsse. Als Treibmittel für die Kittmasse haben sich Zugaben von 2   bits 10%   des Kittgesamtgewichtes von   Benzolsulfosäurehydrazid   als günstig erwiesen. Auch Ammonphosphor-Phosphat von 2 bis   lOlo,   bezogen auf das Kittgesamtgewicht, ist für den vorliegenden Zweck geeignet.

   AlsHärtungskatalysator verwendet man zweckmässig Chloranil, das oxydieren auf das als Hülle verwendete Polyäthylen einwirkt und somit die anfänglich isolierende Zwischenschicht zwischen Kohle und Kittmasse zerstört. 



   Die abgepackte Kittmenge soll so bemessen sein, dass der verfügbare Zwischenraum Stirnfläche und Schachtelboden nur etwa zu 4/5 ausgefüllt wird. 



   Statt der bisher genannten Kitte kann auch reiner Kunstharz Graphit-Kitt verwendet werden. Man ist praktisch unabhängig von der Viskosität des angewendeten Kittes. Es werden an die Konsistenz keine besonderen Anforderungen gestellt. So kann es sich auch um einen heterogenen Kunstharz-Pech-FeststoffKitt handeln. Als besonders vorteilhaft wurde zum Beispiel ein Kitt erkannt, welcher ein thermisch härtbares Kunstharz enthält, welches fähig ist, das feingemahlene Pech anzuquellen. Ein derartiger Kitt wird tieferstehend als Beispiel angegeben. 



   Diese Harz-Pech-Kitte werden-wie bereits ausgeführt-vorzugsweise mit Treibmitteln kombiniert. 



  Die Treibmittel können in Form anorganischer oder organischer Verbindungen zugesetzt werden. Wichtig ist jedoch, dass bei Verwendung von Treibmitteln die plastische Kittmasse eine derartige Oberflächenspannung hat, dass tatsächlich ein Schäumen des Kittes eintritt und das Treibmittel nicht in grossen Blasen, ohne den Kitt tatsächlich aufzublähen, entweicht. Besonders geeignet für Kitte mit Treibmittel sind daher die Harz-Pech-Kombinationen, besonders wenn das Pech zumindest angequollen vorliegt. Des weiteren hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn Härtungskatalysatoren verwendet werden, die die thermische Härtung des Kittes nach der entsprechenden Verteilung durch chemische Reaktionen (Kondensation) überlagern und verstärken. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden Treibmittel verwendet, die als Zersetzungsprodukte Härtungskatalysatoren liefern.

   Damit ist sichergestellt, dass die Härtung erst nach dem Schäumen (Treibwirkung) eintritt. 



   Die derart kombinierten Kitte liefern beiErhitzung einen   schaumartigenKoks.   Dieser schaumige Koks 
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 de blockieren und damit eine Lockerung des Gewindes gegen Aufdrehen auch unter dem Einfluss von Vibrationsbeanspruchungen unterbinden. Anderseits ermöglicht er ein gewaltsames Aufdrehen der Gewindever- 

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 bindung, weil er durch die Drehbewegung zerrieben wird. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber den in üblicher Weise verwendeten Verriegelungskitten, bei deren Verwendung das Gewinde beim Aufschrauben gegebenenfalls unter Bruch von Nippel oder Elektrodenschachtel zerstört wird. Die Notwendigkeit eines Aufschraubens von Elektroden-Nippelverbindungen tritt im übrigen in Stahlwerken bei Gewaltbrüchen der Elektrodenstränge häufig auf. Kann man derartig gebrochene Verbindungen,   z.

   B.   bei gebrochenem Nippel, wieder aufschrauben, so kann man die Elektroden ohne Verlust wieder verwenden. Mit. dem erfindungsgemässen Kitt ist dies möglich. Im Falle einer starrenVerriegelungsverkittung ist man hingegen auf das Abschneiden der Elektroden und das Anbringen neuer Gewinde angewiesen. 



   Vorzugsweise verläuft quer zu den Gewinden des Nippels und/oder der Elektroden von der Stirnseite des Nippels bzw. von den Schachtelböden der Elektroden-Innengewindeschachteln aus mindestens eine 
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Kittim Nippel und/oder in der Elektrode ermöglichen das Einbringen des Kittes in sämtliche Gewindegänge. 



   Ausserdem stellen sie eine Verbindung der Gewindegänge dar, durch die der Gasdruck, der aus den Kon-   densations-und   Verkokungsabgasen der Kitte bzw. aus den Treibmitteln entsteht, abgebaut werden kann, ohne   eineSprengung derElektrodenverbindung   und vor allem   der Elektrodenschachtelwand zu verursachen.   



   Grundsätzlich genügt   eine Verteilungsrille   an einem Nippel. Vorzugsweise werden zwei oder mehrere Ril- len symmetrisch um den Nippelumfang verteilt angeordnet. 



   In einer andern vorzugsweisen Ausbildung der Erfindung sind die Rillen im Nippel und/oder in den Elektroden bis zum Äquator oder zu den Stirnflächen der Elektrode geführt. Hiedurch ist es möglich, dass der aufgetriebene Kitt bis zur Elektrodenstirnfläche vordringt. Es ergibt sich somit eine zusätzliche Verkittungswirkung. Diese Stirnflächenverkittung wird noch durch   vorzugsweise   radial in den Elektrodenstirnflächen angeordnete Vertiefungen erhöht. 



   Das Einbringen des abgepackten Kittes erfolgt vor dem Zusammenschrauben von Nippel und Elektroden, die derart bemessen sind, dass die Kitthüllen in den Räumen zwischen den Nippelstirnseiten und Gewindeschachtelböden Platz finden. Diese Räume können derart bemessen sein, dass bei zusammenge-   schraubter Verbindung dieHüllen   noch nicht zerstört werden, sondern erst unter Einwirkung von Hitze und der Treibmittel des Kittes. Die Erhitzungstemperaturen liegen dabei um   100 C.   Der Kitt dringt dann in die fertig verschraubte Nippelverbindung ein, verkittet also nur die nach festgezogener Nippelverbindung noch freien Zwischenräume zwischen Nippel und Schachtelgewinde. Die letztgenannte Massnahme hat noch den weiterenVorteil, daB der Hohlraum zwischen den Nippelstirnflächen und den Elektrodenschachtelböden nicht exakt bemessen sein muss.

   Viskose Kitte mit Treibmittel werden durch die erfindungsgemässen Rillen optimal verteilt. Es bildet sich keine Kittplatte zwischen Nippelstirnfläche und Elektrodenschachtelboden. Durch das Treibmittel wird der Kitt in das Gewinde gedrückt. Es erfolgt eine regelrechte Gewindeverkittung, während zwischen Nippelstirnfläche und Schachtelboden nur ein schaumiger Kokskuchen ausgebildet ist. 



   Bei den vorbekannten Verkittungen ist die Dosierung dagegen sehr genau zu halten. Auch die Hohlräume zwischen Nippelstirnseiten und Elektrodenschachtelböden müssen genau bearbeitet werden, was die Herstellung erschwert und die Produktionskosten erhöht. 



   Endlich wird mit der   erfindungsgemaBenVerkittungsart   noch ein   zusätzlichereffekt   erreicht, welcher von grösster technischer Bedeutung ist. Es ist bekannt, dass der Nippel in derartigen Gewindeverbindungen symmetrisch sitzen muss, da das vorgesehene Gewindespiel zwischen Nippel und Schachtelgewinde bei ungleichmässigen Ausdehnungen von Nippel und Schachtel in beiden Schachteln gleichmässig vorhanden sein muss. Beim asymmetrischen Einschrauben des Nippels (Einschrauben in die unterste Schachtel bis zur beidseitigenflankenanlage) dagegen besteht die Gefahr, dass der Nippel in der unteren Schachtel festsitzt und die Elektrodenschachtel sprengt, während er in der oberen Schachtel zu locker sitzt und daher aus der Gewindeschachtel herausfallen kann, wenn extreme Beanspruchungen vorliegen.

   Es sind bereits mehrfach Massnahmen vorgeschlagen worden, um das asymmetrische Einschrauben zu verhindern. Mit der erfindungsgemässen Verkittung gelingt dies zwangsläufig und ohne zusätzlichen Aufwand. 



   Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist noch die Verwendung eines Kittbeutels, der so prall gefüllt ist, dass dessen Höhe (Dicke) auch unter leichtem Einschraubdruck grösser ist als der grösstmögliche Abstand zwischen Schachtelboden und Nippelstirnfläche im eingeschraubten Zustand, so dass das weitere Einschrauben nur durch mechanische Zerstörung des plastischen Kittbeutels möglich ist. 



   Ist der Kittbeutel - wie beschrieben - ausgebildet, so wird der Nippel in die erste Schachtel von Hand aus nicht so tief eingeschraubt werden können, dass das Gewinde mit beiden Flanken anliegt. Es wird viel mehr der Äquator des Nippels noch über den Elektrodenrand herausstehen. Der Nippel ist sozusagen gepolstert auf dem Kittbeutel gelagert. Der zweite Kittpolster wird nun auf die freie   Nippelstirnfläche   ge- 

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 legt und die zweite Elektrodenschachtel wird aufgeschraubt, ebenfalls ohne grösseren Aufdrehwiderstand, bis der Schachtelboden am Kittpolster anliegt. Nun muss durch das weitere Zudrehen der Kittbeutel zerdrückt oder gesprengt werden.

   Dies erfolgt annähernd in beiden Schachtelhälften zugleich und durch das weitere Einschrauben wird der Kitt aus dem Beutel in den Hohlraum zwischen Nippel und Schachtel ausgedruckt und praktisch erst beim Erhitzen durch die Treibwirkung des Kittes über die Rillen in den durch das Gewindespiel gebildeten freien Gewinderaum gebracht. 



   Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines   Ausfilh-   rungsbeispiels an Hand der Fig.   1 - 3c.   



   Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Elektroden-Nippel-Verbindung, Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 und die Fig. 3a - 3c zeigen den Annippelungsvorgang bei Verwendung eines prall gefüllten Kittbeutels. 



   Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleichartige Teile. 



   Die zu verbindenden Elektroden 1 und 2 sind mit Innengewindeschachteln 3 versehen, in die ein doppelkonischer Gewindenippel 4 eingreift. 



   In den Räumen zwischen den Stirnseiten 5,6 des Nippels 4 und den Böden 7, 8 der Elektrodenschachteln befinden sich in Hüllen die abgemessenen Kittmengen 9 und 10. 



   Der Nippel 4 ist mit vier durchgehenden Längsrillen 12 versehen. Die Tiefe der Rillen ist der Gewindetiefe gleich. 



   An den Stirnseiten sind die Elektroden 1 und 2 mit radial verlaufenden Rillen   13, 14   versehen. 



   Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Gewindegrat. 



   In der Fig.   3a - 3c   ist gezeigt, wie durch die prall gefüllten Kittbeutel eine Symmetrierung des Nippels bezüglich seiner Lage am Äquator zur Nippelstossstelle ohne zusätzlichen Aufwand ermöglicht wird. 



   In der Praxis hat sich gezeigt, dass der erfindungsgemäss im Gewinde verteilte Kitt besonders schnell und günstig hält. Bekanntlich werden die Elektroden, wenn sie im kalten Zustand in den Ofen eingesetzt sind, durch die hohe Strombelastung der Elektroden in den ersten Phasen des Betriebes (Einschmelzperiode) grossen Erschütterungsbeanspruchungen ausgesetzt. Ein Grossteil des Stromes verläuft von der Elektrodenschachtel über das Nippelgewinde durch den Nippel. Die hohen Übergangswiderstände durch denverringerten Leiterquerschnitt im Gewinde verursachen eine Joule'sche Erwärmung, welche wieder   filr   die rasche Aushärtung des im Gewinde sitzenden Kittes besonders günstig und vorteilhaft ist.

   Erfindungsgemäss kann man diesen Effekt noch dadurch steigern, dass man beim Annippelungsvorgang entgegen jeder bisher üblichen Praxis und Vorstellung die Stossflächen der Elektroden isoliert, etwa durch Einbringen einer dünnen Papier- oder Kunststoff-Folie. Dadurch fliesst in den ersten Minuten des Betriebes der gesamte Strom durch den Nippel und bewirkt dadurch eine sehr rasche Erhärtung des Kittes, wodurch wieder die isolierende Kunststoff-Folie an der Stirnfläche sehr rasch zerstört wird und die Stromleitung dann auch von den Stirnflächen Ubernommen wird. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Verfahren zur Herstellung einer durch Kitten gegen Lockern gesicherten Nippelverbindung von Kohle oder Graphitelektroden, wobei eine in einer WerkstoffhUlle abgepackte Kittmenge zur Herstellung der Kittverbindung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle den Kitt allseitig umschliesst und beim Zusammenschrauben der Nippelverbindung mechanisch oder nach dem Zusammenschrauben thermisch und/oder unter Einwirkung chemischer Stoffe zerstört wird.

Claims (1)

1. 2. Kittpackung zurDurchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1,'dadurch gekennzeichnet, dass sie eine für die Herstellung einer Verbindung erforderliche Kittmenge enthält. die von einer allseitigen Hillle umgeben ist, welche mechanisch, thermisch und/oder chemisch leicht zerstörbar ist.

   3. Kittpackung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungshülle aus einem Material besteht, das bei Temperaturen unter 1000C thermisch zerfällt, jedoch unter 600C thermisch fest ist.

   4. Kittpackung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der VerpackungshUlle elastisch ist.

   5. KittpackungnacheînemderAnspruchelbis4, dadurch gekennzeichnet, daBdieVer- packungshulle aus Polyäthylen besteht.

   6. Kittpackung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackungs- hülle aus einer auf den Kitt aufgebrachten Gelatine-Aussenschicht besteht. <Desc/Clms Page number 5>

   7. KittpackungnachAnspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelatine-Aussenschicht gehärtet ist.

   8. Kittpackung nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt bei Raumtemperatur plastisch ist.

   9. Kittpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass der Kitt verkokbares Pech enthält.

   10. Kittpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt eine Feststoffkomponente enthält.

   11. Kittpackung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt einen feingepulverten Feststoff enthält.

   12. Kittpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt einen thermisch härtbaren Kunststoff enthält.

   13. KittpackungnÅachAnspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dassdemKitt Härtungskataly- satoren beigegeben sind, die die thermische Härtung des Kitts beschleunigen.

   14. Kittpackung nach denAnsprUchen 9, 10 und 12, dadurch a d u r c h g ek e n nz e i ch ne t, dass der Kitt ein heterogener Kunststoff-Pech-Feststoff-Kitt ist. EMI5.1 sche Komponente des Kitts eine Kunststoff-Pech-Mischung ist.

   16. Kittpackung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt feingemahlenes Pech und einen thermisch härtbaren Kunststoff enthält, der das feingemahlene Pech anquellt.

   17. Kittpackung nach einem der Ansprüche 2bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt ein Treibmittel enthält.

   18. Kittpackung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt ein ihn durch Erwärmung schaumartig auftreibendes Treibmittel enthält.

   19. Kittpackung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kitt ein ihn durch chemische Reaktion schaumartig auftreibendes Treibmittel enthält.

   20. Kittpackung nach einem der AnsprUche 1'7 bis 19. dadurch gekennzeichnet, dass ein Treibmittel verwendet wird, das als Zersetzungsprodukt Härtungskatalysatoren liefert.

   21. Kittpackung nach einem der AnsprUche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel ein aromatisches Sulfohydrazid ist.

   22. Kittpackung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel Benzolsufosäurehydrazid ist.

   23. Kittpackung nach einem der Ansprüche 17bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel ein thermisch zersetzliche Ammonsalz ist.

   24. KittpackungnachAnspruch23, dadurch gekennzeichnet, daBdasTreibmittelAmmon- phosphat ist.

   25. Kittpackung nach Anspruch 22 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Treibmittels 2 - 10go, bezogen auf das Kittgesamtgewicht, beträgt. EMI5.2 zeichnet, dass quer zu den Gewinden des Nippels und/oder der Elektroden von den Stirnseiten des Nippels bzw. von den Schachtelböden der Elektroden-Innengewindeschachteln aus mindestens eine Kittverteilungsrille verläuft, die das Gewinde des einen Teiles (Nippel oder Elektrode) unterbricht und in welche in der endgültigen Stellung des Nippels zu den Elektroden die Gewindegänge des andern Teiles hineinragen.

   27. Verbindung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kittverteilungsrillen im Nippel und/oder den Elektroden bis zum Äquator des Nippels oder zu den Stirnflächen der Elektroden geführt sind.

   28. Verbindung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass an den Elektrodenstirnflächen in die Elektrodenschachtel einmündende Vertiefungen vorgesehen sind.

   29. Verbindung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen radial verlaufen.

   30. Verbindung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Nippelstirnflächen und die Schachtelboden der Elektrodeninnengewinde mit einem Härtungskatalysator vorbehandelt sind.

   31. Verbindung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Härtungskatalysator Chloranil ist. <Desc/Clms Page number 6>

   32. Verbindung nach einem der AnsprUche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Stossflächen der Elektroden durch verkohbare Isolierstoffschichten voneinander isoliert sind.

   33. Verbindung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass diese Isolierung aus Papier-oder Kunststoff-Folie besteht.

   34. Verbindung nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Kittmenge höchstens 4/5 des verfUgbarenRaumes zwischen Schachtelboden und Nippelstirnfläche ausfüllt.