Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von selbstverzehrenden metallischen
Elektroden, insbesondere Titanelektroden, für Lichtbogenöfen Die Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung von selbstverzehrenden Elektroden für Lichtbogenöfen, insbesondere
auf die Herstellung von Titanelektroden. Titanelektroden wurden bisher dadurch hergestellt,
daß einzelne Stäbe gepreßt und diese an ihren Enden miteinander verschweißt wurden.
Bei diesem Verfahren ist es jedoch nicht zu vermeiden, daß an der Schweißstelle
Unebenheiten entstehen, die sowohl für die Führung der Elektroden und für die Kontaktgabe
mit der Stromzuleitung als auch für einen gleichmäßigen Abbrand unerwünscht sind,
Außerdem erfordert das Pressen von Titanelektroden nach der bisherigen Art Preßeinrichtungen
für sehr hohe Preßdrücke. Für das Verschweißen der Elekroden ist darüber hinaus
noch eine besondere Vorrichtung notwendig.Process for the continuous production of consumable metallic
Electrodes, particularly titanium electrodes, for electric arc furnaces The invention relates to
focus on the manufacture of consumable electrodes for electric arc furnaces, in particular
on the production of titanium electrodes. Up to now, titanium electrodes have been manufactured by
that individual bars were pressed and these were welded together at their ends.
With this method, however, it cannot be avoided that at the weld point
Bumps arise, both for guiding the electrodes and for making contact
with the power supply as well as for an even burn are undesirable,
In addition, prior art pressing of titanium electrodes requires pressing equipment
for very high pressures. It is also used for welding the electrodes
a special device is necessary.
Die geschilderten Nachteile werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum kontinuierlichen Herstellen von selbstverzehrenden metallischen Elektroden,
insbesondere Titanelekroden, für Lichtbogenöfen dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß
nach der Herstellung einer ersten Preßschicht als Teil der stabförmigen Elektrode
in fortlaufender Reihe weitere Elektrodenschichten aus dem Elektrodenmaterial in
Schwamm- oder Pulverform durch Pressen hergestellt und durch dieses Pressen mit
der jeweils vorhergehenden Schicht zu einem wachsenden Elektrodenstab verbunden
werden, wobei jeweils die vorhergehende Preßschicht für die nachfolgende den Unterstempel
bildet sowie die entstehende Preßschicht beim Pressen an der Oberseite profiliert
wird und an der Oberseite eine oder mehrere Vertiefungen erhält. Gleichzeitig mit
dem Pressen wird die entstehende Preßschicht in die entsprechenden Vertiefungen
an der Oberseite der vorhergehenden Schicht eingedrückt. Hierbei findet eine teilweise
Verzahnung des Materials der nachfolgenden Schicht mit der profilierten Oberfläche
der jeweils vorhergehenden Schicht statt, so daß ein zusammenhängender Körper durch
den Preßvorgang entsteht. Durch wiederholtes Anpressen einzelner Preßschichten kann
somit eine Elektrode beliebiger Länge hergestellt werden.The disadvantages outlined are in the process according to the invention
for the continuous production of self-consuming metallic electrodes,
in particular titanium electrodes, avoided for electric arc furnaces in accordance with the invention
after the production of a first pressed layer as part of the rod-shaped electrode
further electrode layers from the electrode material in a continuous series
Sponge or powder form produced by pressing and with this pressing
connected to the previous layer to form a growing electrode rod
be, with the previous pressing layer for the following the lower punch
forms and the resulting pressed layer is profiled on the top during pressing
and receives one or more indentations on the top. At the same time with
After pressing, the resulting pressed layer is placed in the corresponding depressions
impressed on the top of the previous layer. Here is a partial
Interlocking of the material of the subsequent layer with the profiled surface
the previous layer instead, so that a coherent body through
the pressing process occurs. By repeatedly pressing individual pressed layers
thus an electrode of any length can be produced.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dient also jede vorhergehende
Preßschicht als Unterstempel für die nachfolgende Preßschicht. Nur zu Beginn des
Pressens wird eine erste Preßschicht mit Hilfe eines besonderen Unterstempels hergestellt.
Im weiteren Verlauf des Preßvorganges wird der notwendige Gegendruck z. B. durch
eine leichte Konizität im unteren Teil der Matrize erzeugt. Außerdem erfährt die
gepreßte Elektrode durch diesen Konus noch eine gewisse Querschnittsverminderung,
die die Ausbildung-einer glatten Oberfläche der Elektrode unterstützt.In the method according to the invention, each preceding pressing layer thus serves as a lower punch for the subsequent pressing layer. Only at the beginning of the pressing is a first pressing layer produced with the help of a special lower punch. In the further course of the pressing process, the necessary back pressure z. B. generated by a slight conicity in the lower part of the die. In addition, the pressed electrode experiences a certain reduction in cross section due to this cone, which supports the formation of a smooth surface of the electrode.
Die Form der Vertiefungen auf der Oberseite der Preßschicht kann beliebig
sein. Als zweckmäßig haben sich zylinderförmige oder prismatische Vertiefungen erwiesen.
Der Gesamtquerschnitt der auf der Oberseite der Preßschichten eingepreßten Vertiefungen
soll etwa ein Drittel bis zwei Drittel der Gesamtfläche des Matrizenquerschnittes
betragen.The shape of the depressions on the top of the pressed layer can be arbitrary
be. Cylindrical or prismatic depressions have proven to be useful.
The total cross-section of the depressions pressed into the top of the press layers
should be about a third to two thirds of the total area of the die cross-section
be.
Die Vertiefungen werden zweckmäßigerweise etwa halb so tief gemacht
wie die Höhe der einzelnen Preßschichten.The depressions are expediently made about half as deep
like the height of the individual press layers.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Elektroden wird zweckmäßigerweise
der Werkstoff in einer leicht verpreßbaren, z. B. schwammigen Form benutzt, wie
Titan- oder Zirkonschwamm.The starting material for the production of the electrodes is expediently
the material in an easily compressible, z. B. spongy shape used, such as
Titanium or zirconium sponge.
Es ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aber auch möglich, Elektroden
zu pressen, die z. B. Titan- oder Zirkonschwamm mit anderen Legierungskomponenten
in gewünschtem Verhältnis enthalten. Als Legierungskomponenten können beispielsweise
Chrom, Aluminium, Vanadin und Mangan benutzt werden. Beispiele für geeignete Zusammensetzungen,
in Gewichtsprozenten ausgedrückt, sind: 1. 92 11/o Titan, 5 11/o Chrom,
3 1/o Aluminium, 2. 90%Titan, 619/oAlunünium, 4%Vanadin, 3. 92%Titan, 811/oMangan.It is also possible according to the method according to the invention to press electrodes which, for. B. titanium or zirconium sponge with other alloy components in the desired ratio. Chromium, aluminum, vanadium and manganese, for example, can be used as alloy components. Examples of suitable compositions, expressed in percent by weight, are: 1. 92 11 / o titanium, 5 11 / o chromium, 3 1 / o aluminum, 2. 90% titanium, 619 / o aluminum, 4% vanadium, 3. 92% titanium , 811 / o manganese.
Auch in Fällen, in denen in den einzelnen Preßschichten die Legierungskomponenten
nur ein Gemenge und keine eigentliche Legierung bilden, wird beim Niederschmelzen
der Elektrode eine weitgehend
homogene Legierung erzeugt. Gegebenenfalls
kann die erhaltene Schmelze noch einmal zu Elektroden verarbeitet und niedergeschmolzen
werden. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens lieg darin, daß
infolge der Aneinanderfügung einzelner verhältnismäßig kleiner Preßschichten Preßvorrichtungen
mit mittleren oder kleinen Drücken ausreichen, um beliebig lange Elektroden zu erzeugen.
Ein weiterer Vorteil ist durch die geringen Reibungsverluste gegeben. Durch die
Eigenart des Preßverfahrens kann nämlich die Matrizenlänge verhältnismäßig klein
sein, so daß beim-Preßvorgang die Reibung des Materials an den Seiten ebenfalls
in niedrigen Grenzen bleibt und keine besonderen zusätzlichen Gleitmittel erforderlich
sind, die später wieder durch besondere Verfahren ausgetrieben werden müßten, um
keine Verunreinigung beim Niederschmelzen reiner Metalle zu verursachen.Even in cases where the alloy components are in the individual pressed layers
only a mixture and no actual alloy will form when melting down
the electrode a largely
homogeneous alloy produced. Possibly
the melt obtained can be processed again into electrodes and melted down
will. A particular advantage of the method according to the invention is that
as a result of the juxtaposition of individual, relatively small pressing layers, pressing devices
medium or low pressures are sufficient to produce electrodes of any length.
Another advantage is given by the low friction losses. Through the
The peculiarity of the pressing process can namely make the die length relatively small
so that during the pressing process the friction of the material on the sides as well
remains within low limits and no special additional lubricants are required
that would later have to be expelled by special procedures in order to
not to cause contamination when melting down pure metals.
Zur näheren Erläuterung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel gegeben. Die Abbildung
zeigt in schematischer Weise den nach unten verjüngten Matrizenkörper a. Die konische
Verjüngung ist mit b bezeichnet. Der obere Preßstempel c trägt einen Ansatz
d, um die Oberseiten e der Preßschichten mit einer zylindrischen Vertiefung
f zu versehen. Die Preßschichten g sind durch die konische Verjüngung
bereits mit geglätteter Oberfläche versehen und auf das Endmaß gebracht worden.
Dagegen sind die Preßschichten h noch im Durchmesser um einen geringen Betrag größer
als die Endstärke. Der lose in die Matrize eingeschüttete Werkstoff ist mit i bezeichnet.For a more detailed explanation of an arrangement for carrying out the method according to the invention, an exemplary embodiment is given in the drawing. The figure shows schematically the downwardly tapered die body a. The conical taper is denoted by b. The upper ram c carries a shoulder d to provide the upper sides e of the press layers with a cylindrical recess f . The pressed layers g have already been provided with a smooth surface due to the conical tapering and brought to the final dimension. In contrast, the pressed layers h are still slightly larger in diameter than the final thickness. The material poured loosely into the die is denoted by i.