DE1790172A1 - Hohlelektrode aus Kohle- oder Graphit - Google Patents
Hohlelektrode aus Kohle- oder GraphitInfo
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Description
SIGRI ELEKTROGRAPHIT GMBH Meitingen, den
23.SEP1968
ΡΛ 68/3604
Hohlelektrode aus Kohle- oder Graphit
Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Hohlelektrode
aus Kohle- oder Graphit mit einer durchgehenden mit einem Innenrohr ausgekleideten axialen Bohrung und mit
axiaYdurchbohrten Nippeln als Verbindungselementen -zwischen
aufeinander folgenden Eleldrodenabschnitten.
Hohlelektroden aus Kohle oder Graphit sind bereits bekannt.
Solehe Elektroden werden beispielsweise im Lichtbogenofen verwendet, um Netzstörungen zu vermeiden und
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die Einschmelzleistung des Ofens unter Verminderung des
Energieverbrauchs zu erhöhen. Es ist ferner bekannt, derartige Hohlelektroden durch Nippelschraubverbindungen
zu einem Elektrodenstrang zusammenzufügen, wobei entweder Hohlnippel, Vollnippel oder teilweise durchbohrte
Nippel Verwendung finden. Es ist auch bekannt r die Bohrung
einer solchen Elektrode für die Zu- oder Ableitung eines Kühlt- oder ileaktionsmittols zu verwenden»
Da an den Bohrungen einer solchen Hohlelektrode ein gesteigerter Abbrand auftrat, ist es auch bekannt, Bohrungen
derartiger Elektroden und Nippel durch Graphitinnenrchre auszufüttern, die auf ihrö?inneren Oberfläche
eine vor Abbrand schützende Schicht aufweisen»
Der vorliegenden Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde,
daß bei Verwendung der Bohrung zur Zuleitung von
gasförmigen Substanzen zum Lichtbogen nur ein geringer Teil des in die Bohrung eingebrachten Gases den Lichtbogen
erreicht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben. Sie schlägt
zur Lösung dieser Aufgabe eine Hohlelektrode der eingangs genannten Art vor, bei der erfindungsgemäß die Innenrohrabschnitte
dicht miteinander verbunden sind= Vorzugsweise verwendet man hierzu durchbohrte Nippel aus
dichtem Graphit oder Nippel, in deren Bohrung ein dichtes Rohr eingebracht ist und verbindet nun dieses dichte
Rohr bzw. den dichten Nippel dicht mit den Innenrohren, die zur Auskleidung der Bohrungen der Elektrodenabschnitte
verwendet werden.
Die dichte Verbindung zwisden der Nippelbohrung und der
Elektrodenbohrung erfolgt vorzugsweise in der Weise, daß die Innenrohre der Elektrodenabschnitte in die Stirn-
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flache der Elektrodenschaehteln hineinragen und in ihrem
Durchmesser kleiner bemessen sind als die Innenrohre dec Nippels bzw. bei dichten Nippeln die Bohrung des Nippels,
so daß die Innenrohre der Elektrodenabschnitte in die gegebenenfalls mit Innenruhren ausgekleideten Bohrungen der
Nippel hineinragen und dicht an diesen anliegen.
Umgekehrt ist es natürlich auch möglich, die Innenrohre
der Nippel über die Nippelstirnfläche hinausragen zu lassen
und in ihrem Durchmesser kleiner zu bemessen als die
Innenrohre der Elektrodenabschnitte, so daß die Innenrohre der Nippel ein Stück in die Innenrohre der Elektrodenabschnitte
hineinragen und dicht mit diesen verbunden sind. Eine Dichtung der Stoßstellen läßt sich auch, gegebenenfalls
zusätzlich, dadurch herbeiführen, daß dort ein bei erhöhter Temperatur zerfließender Kittring angeordnet
wird, der insbesondere auch aus hochkohlenstoffhaltigem Pech und eventuell Kunstharz, z.B. Phenol- oder !uranharz
gemischt mit Graphitpulver besteht.
Eine weitere Verbesserung der Dichtungswirkung läßt sich
auch noch dadurch erzielen, daß auf der Mantelfläche der
Elektrodenabschnitte eine Dichtungsschicht aufgebracht wird, beispielsweise eine Beschichtung aus einem Übergangcir.etallisjlizid
in einer Stärke von 0,1 bis 0,8 mm. Um
hier nun zvaachen aufeinanderfolgenden Elektrodcnabschnitten
eine gute· lichtungswirkung zu erzielen, sieht man in
der Nähe dec Außenumfangs der Elektrodenabschnitte einen
Dichtungsring ähnlicher Zusammensetzung vor.
Als besonders vorteilhaft hat sich auch erwiesen, in die
Bohrung der Elektrodenabschnitte und dem Nippel ein dichtes Rohr einzuschieben und die einzelnen Abschnitte dieses
Rohres durch eine Schraub-, Preß- oder KittverMndung
miteinander £u verbinden. Um zu verhindern, daß diese
Rohre in der Elektrode durchrutschen, verwendet man Rohre
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deren radialer Wärmeausdehnungskoeffizient größer oder
gleich dem des Elektrodenmaterials ist« Das Innenrohr
wird sich dann immer auch unter Berücksichtigung der
größeren Erhitzung im Zentrum der Elektrode stärker ausdehnen als die Elektroden*) ohrung, so daß das hei£e-- Rohr
fest an der Bohrung anliegt.,
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren
einige Ausführungsbeispiele derselben dargestellt,. die Im folgenden erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine ElektrodennippelvexMndung, anhand der
verschiedene Möglichkeiten der Abdichtung: des inneren Hohlraums beschrieben werden,
Fig. 2 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen zur
erfindungsgemäßen Herstellung einer dichten Verbindung zwischen den Innenrohrabschnitten und den
Innenrohren der Nippel,
Fig. 6 zeigt einen Elektrodenstrang, bei dem die Innenrohre unabhängig von der Nippelverbindungsstelle
miteinander verbunden sind.
Figur 1 zeigt die Verbindung zwischen zwei Elektrodenabschnitten
1 und 2 durch einen konischen Nippel 3.;i©ie Elektrodenabschnitte
1 und 2 sind mit Bohrungen versehen, in
die dichte Innenrohre 4 und 5 eingesetzt sind. In gleicher
Weise weist der Nippel 3 ein dichtes Innenrohr 6 auf. Da3
Problem der dichten Verbindung der Innenrohre- 4, 5 und β
an den Verbindungsstellen 7 und 8 wird beispielsv/eise dadurch gelöst, daß die Innenrohre 4 und 5 das Innenrohr 6
überlappen oder anders ausgedrückt, das Innenrohr 6 über die Stirnflächen des Nippels hinausragt und mit dichtem
Sitz in die Rohre 4 bzw. 5 hineingeschoben ist. Die Abdichtung kann noch verbessert werden mit Hilfe von Kittringen
9i die in der Nachbarschaft der Verbindungsstellen 7 und 8 angeordnet sind und die aus hochkohlenstoffhalti-
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gen Pech und eventuell Kunstharz, !beispielsweise Phenoloder
Puranharz» mit Graphitpulver und notfalls mit einem treibmittel vermischt, bestehen und die bei Erhitzen
schmelzen und eventuell bestehende Hohlräume an der Verbindungsstelle
ausfüllen, -worauf sie bei der weiteren Erwärmung verkoken..
Sine weitere Abdichtung läßt sich dadurch erzielen, daß
auf der Außenfläche der Elektrodenabschnitte 1 und 2 dichte Deckschichten 11, beispielsweise durch Auftragen eines
tjbergangmetallailizids in einer Stärke von 0,1 bis 0,6 mm,
en
aufgebracht werd. Diese Schicht kann aus 1 bis 3>
vorzugsweise aus zwei, Schichten bestehen, um die erforderliche Dichtheit zu erhalten. In Verbindung mit einer solchen
Außenbeschichtung der Elektrodenabschnitte verwendet man, vorzugsweise in der Nähe der Mantelfläche im Bereich
der Stirnflächen der Elektrodenabschnitte, angeordnete Kittreservoire 10, die eine dichte Verbindung der
Stirnflächen der Elektrodenabschnitte bewirken„
Statt wie in Figur 1 das Innenrohr 6 des Nippels 3 über
die Stirnfläche des Nippels hinausstehen zu lassen, kann man umgekehrt auch die Innenrohre 4 und 5 über die Gewihdeschachtel
in das Innenrohr 6 des Nippels 3 hineinstehen lassen, wie das in Figur 2 dargestellt ist»
Anstelle eines mit einem dichten Innenrohr ausgekleideten
Nippels kann man auch einen Nippel 3 verwenden, der durch
und durch oder mindestens in seinen oberflächennahen Bereichen dicht ist, wie das in Figur 3 dargestellt ist.
Zweckmäßigerweise wählt man hier an der Übergangsstelle 7 eine Verbindung, bei der das Innenrohr 5 in die Bohrung
des Nippels 3 hineinsteht, um eine dichte Verbindung zu
erzielen.
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Eine weitere Ausführungsform der Verbindungsstelle 7 zeigt Figur 4. Her dichte Nippel 3 weist hier einen konischen
Fortsatz 12 auf, der in das Innenrohr 5 des Elek-V trodenabschnitts 1 hineinsteht und mit der konischen Bohrung
dieses Innenrohrs 5 dicht verbunden ist.
Im Falle der Ausführungsform nach der Figur 5 sind sowohl
für die Innenrohre 4 und 5 wie auch für das Innen-, rohr 6 konische Rohre verwendet worden. Die Verbindung an
den Stellen 7 und 8 erlügt jeweils dadurch, daß die über die Stirnflächen hinausstehende Rohre 5 bzw. 6 in die Bohrung
des Verbindungspartners hineingeschoben werden.
Eine abweichende Ausführungsform der Erfindung zeigt Figur
6. Hier sind die Innenrohre 21 bis 27 der Elektrodenabschnitte 13 und 18 unabhängig von den Nippelverbindungen
20 bis 24 miteinander, beispielsweise durch Schrauben mit Hilfe von Kitt oder dadurch, daß die Verbindungspartner
im Preßsitz zueinander stehen, verbunden. Die Rohre 21 bis 27 sind hier nicht von Anfang an mit den Elektrodenabschnitten
13 bis 18 verbunden, vielmehr werden die Innenrohre erst beim Annippeln der Elektrodenabschnitte in diese
hineingeschoben und gleichzeitig die einzelnen Innenrohrabschnitte
21 bis 27 miteinander verbunden= Es können hierbei an sich beliebig lange Rohrabschnitte 21 bis 27
verwendet werden, wie das in Figur 6 beispielsweise dargestellt ist, demgemäß kennen hier die Verbindungsstellen 28
bis 33 unabhängig von den Nippeln 20 bis 24 unregelmäßig verteilt sein. Die Innenrohrabschnitte können beispielsweise
länger oder kürzer als die entsprechenden Elektrodenabschnitte sein. Um ein Durchrutschen der Rohre zu vermeiden,
verwendet man jedoch zweckmäßigerweise Rohre, deren radialer Wärmeausdehnungskoeffizeint größer oder gleich dem
des Elektodenmaterials ist. Ist der V.'ärmeausdehnungskoeffi-
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zient größer, so wird das Rohr an die Bohrung von Elektrode mA -Nippel gedrückt. Ist er gleich, ..so wird aufgrund
der größeren Erwärmung in Zentrum der Elektrode ebenfalls ein Andrücken der Innenrohre an die Bohrungen erfolgen.
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§ original
Claims (9)
1. Hohlelektrode aus ISiIe oder Graphit mit einer durchgehenden,
mit einem Innenrohr ausgekleideten axialen Bohrung und mit axial durchbohrten Nippeln als Verbindungselementen
zwischen aufeinander folgenden Elektrodenabschnitten, dadurch gekennzeich net , daß die Innenrohrabschnitte dicht miteinander
verbunden sind.
2. Hohlelektrode nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet , daß an den Verbindungsstellen
der Elektrodenabschnitte durchbohrte Nippel aus dichtem Graphit vervmdet v/erden, die dicht mit den
Innenrohren der Elektrodenabschnitte verbunden sind«
3. Hohlelektrode nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet , daß an den Verbindungsstellen der Elektrodenabschnitte durchbohrte Nippel
verwendet werden, deren Bohrungen mit einem dichten Rohr ausgekleidet sind, das dicht mit den Innenrohren
der Elektrodenabschnitte verbunden ist.
4. Hohlelektrode nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet , daß die Innenrohre der Elektrodenabschnitte in die Stirnflächen der Elektrodenschachteln
hineinragen und in ihren Durchmessern kleiner bemessen sind als die Innenrohre bzw» die Bohrungen
des Nippels, so daß sie in diese dichtsitzend hineingeschoben werden können»
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5· Hohlelektrode nach Anspruch 3» dadurch ge kennzeichnet
, daß die Innenrohre der Nippel über die Nippelstirnfläche hinausragen und in
ihrem Durchmesser kleiner bemessen sind als die Innenrohre der Elektrodenabschnitte, so daß sie in diese
dichtsitzend hineingeschoben werden können»
6. Hohlelektrode nach einem oder mehreren der Ansprüche
bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß an
der Verbindungsstelle zwischen Nippel- und Elektroden- ^^
abschnitten ein bei erhöhter Temperatur verfließender "^
Kittring verwendet wird.
7. Hohlelektrode nach einem oder mehreren der Ansprüche
bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß
die Elektroden an der Außenfläche mit einer dichten Überzugsschicht versehen cind und das an den Stirnflächen
in der Nähe des Außenumfangs der Elektrodenabschnitte Dichtungsringe angeordnet sind.
8. Hohlelelirode-nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -^
zeichnet , daß in die Bohrungen der Elektrodenschachtin
und Nippel dichte Rohive eingeschoben sind, Λ
die mit den folgenden Rohrabschnitten durch Einschrau- <
ben, Pressen oder durch eine Kittverbindung verbunden
sind.
9. Hohlelektrode nach Anspruch 8, dadurch g e k en η zeichnet , daß der radiale Wärmeausdehnungskoeffizient
4er Innenrohre gleich oder größer ist als der der Elektrodenabschnitte.
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