DE1904408A1 - Hoechstleistungselektrode mit stabilisiertem Lichtbogen - Google Patents
Hoechstleistungselektrode mit stabilisiertem LichtbogenInfo
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Description
COMRADTY NVRNBEBG 2
POSTSCHiIESSFACH KO
Irg/-Pl 3/127
Hochs tleistungsslelrtrode mit stabilisiertem Ια slit bog en
her Hochs fcleisturiesbetrisb der elektrischen Lichtbogenofen, bei
dem iransforaiatorenlslstungsn von etwa 400 - 500 kV A/t eingesetzt
werden, erforderte Grafitelektroden von großer Leistungsilbsrtragungsfahigkeit.
Die elektrische Leitfähigkeit des GrafItiaaterials
mußte ebenso wie die Theraiosehock- und Qxydationsf eatigicBiC den
steigenden. 3-tromdiehten und Temperaturbelastungen angepaiife werden.
Man erreicht dies durch den Einsatz von immer hochwertigeren Petrolkoksen von sehr gutes Grafitierungsverhalten, höhere Grafitierungstemperaturen
und zusätzliche Pechimprägnierung, die einen zusätzlichen Ofenprozeß zum normalen Fertigungsgang zur nachträglichen
Verkokung erforderlich machen. Alle diese Schritte sind kostspielig und verteuern den Herstellungsprozefi der Elektrode.
Zudem zieht gerade die für die Senkung des spezifischen elektrischen Widerstandes des Grafitmaterials erforderliche Imprägnierung
der Elektrode häufig eine verstärkte Siß- bzw. Bruchanfälligkeit der Grafitelektrode nach sich.
Von großer Bedeutung Ist weiterhin für einen preisgünstigen Betrieb des Höchstleistungslichtbogenofens eine möglichst gleichmäßige
Stromabnahme vom Versorgungsnetz ohne besondere Üetzrückwirkungen.
Durch die Pahrweise mit relativ kurzem Lichtbogen hat man diese störenden "Flicker"-Erscheinungen verringern, aber
nicht beseitigen können. Außerdem tritt bei der Fahrweise des
Lichtbogens mit geringer Spannung und hoher Stromstärke eine größere Spitzenabtragung der Elektrode als im umgekehrten fall
auf. Man versuchte daher, durch Hohlelektroden mit und ohne Zufuhr von den Lichtbogen stabilisierenden Gasen die Brennruhe
des Lichtbogens zu verbessern, was auch gelungen ist. Nachteil dieser Verfahren let jedoch das Erfordernis einer gebohrten,
e>tl. sehr dichten Elektrode, die in jedem Fall teurer als di·
bislang üblichen Maesivelektroden kommt. Beim Betrieb mit Gasen
009832/1077 "2"
fcretsn zusätzliche Kosten auf, die bislang die metallurgischen
'Vorteile des Verfahrens nicht aufwiegen konnten..
Die /erliegende Erfindung zeigt den Weg., wie siaerseifes die
^ li.il. ΐ fische Belastbarkeit der Elektrode erhöht;, die Oxydations-Άηϊΐ'LL
Lgkei b gesenkt, die Hißunempfindlichkeifc beibehalten und
de ν Lichtbogen stabilisiert werden kann, so daß Fliekererscheiuurig-ut
weitestgehend ausgeschaltet sind,
Duroh geeignete Zumischung oder Imprägnierung beim Herstellungs-)
proseß der Grafitelektrode wird in der fertigen iirafitelsktrode
ein Zusatz von Titanboriden erzeugt, der zu einer uvesentlichen
Senkung des elektrischen Gesamtwiderstandes der Elektrode, Erhöhung der Oxydationsfestigkeit und Stabilisierung des Lichtbogens
beim Einsatz im elektrischen Lichtbogenofen führt. Die Titanboride können auch bereits direkt zur Rohstoffmischung, die üblicherweise
aus einem Körnungsgemisch von Petrolkoksen sowie Teer
und Pech besteht, zugesetzt worden sein und unverändert beim Herstellungsprozeß erst während des Einsatzes im Lichtbogenofen
wirksam werden.
Man kennt zwei Boride des Titans, nämlich das Titanmonoborid TiB
und das Titandiborid TiB0; daneben vermag Titan beträchtliche
' Mengen Bor in fester Lösung aufzunehmen, so daß auch dieser Typ die erfindungsgemäßen Vorteile bietet. Ein gewisser Anteil an
Titancarbid, der sich beim Grafitierungsprozeß bei Grenzflächenreaktionen
der zugesetzten Teilchen mit dem Kohlenstoff bzw. Grafit bilden kann, stört nicht. Oer Gesamtgehalt an Titan/Borverbindungen
kann bis zu 20 i» betragen, liegt jedoch vorzugsweise
zwischen 1 - 8 $.
Das Einbringen der Boride in die Grafitelektrode kann auf verschiedene
Art erfolgen»
1. durch Zumischen von Reaktionskomponenten zu den Ausgangsstoffen
beim ^ertigungsprozeß,
2. duroh Imprägnierung von Reaktionskomponenten in die gebrannte
Elektrode vor der Grafitierung. Die Titan-Borverbindungen
bilden eich dann ab 1300 C beim Grrafitierungavorgang.
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3o Durch Zumischen von Titanbor:!.«3ep in aii-- Ausgangsmischung.
Diese Einbringungsart kann auol] bei ncah zn grafitierenden
Elektroden erfolgen«, Besonders vori.oilhaft ist diese Art
jedoch bei nicht zu grafitierendsii Kohlen, wie sie beispielsweise
beim Pugenhobelverfahren eingesetzt werden. Auch hier
sind die gleichen Probleme v^ie bsi Gi-oßslektrpden im Lichtbogenofen.
Die extrem' hohen otrc-üu'-tärken , die bei diesem
Schneid-Blas-Verfahren angewandt, werden, erfordern steigende
elektrische Leitfähigkeiten und eine höhere Oxydationsfestigkeit.
Durch die Stabilisierung des elektrischen Lichtbogens
läßt sich eine günstigere Arbeitsweiße erzielen.
Bei der Zumischung in fertiger Form können Titan-Borlegierungen,
Titanmonoborid und Titandiborid eingesetzt werden.
Bei Zumischung von Reaktionskomponenten besteht die Möglichkeit, nach verschieden erwarteten Reaktionswegen zu variieren. Man
kann der Elektrodenrohmisehung beispielsweise TiOp und BpO,
zusetzen und erhält dann beim Grafitierungsprozeß gemäß
TiO2 + B2O3 + 5 0 TiB2 + 5 CO
oder gibt B.C, Titan und B0O3 zu und erhält dann beim Grafitierungsprozeß
nach
7 Ti + 3 B4C + B2O3 — 7 TiB + 3 GO
Diese Wege mögen als Beispiel dienen.
Das Einbringen der Titan- und Bor-Komponenten in eine bereits
gebrannte Elektrode kann auch durch Imprägnierung mit Titansilikonverb indungen und bororganischen Verbindungen in organ. Solvention,
mit anschließender Lösungsmittelverdünnung, evtl. über Feuchtigkeitszutritt, erfolgen, sp daß Zersetzung dieser organischen
Verbindungen eintritt. Die Zersetzung kann jedoch auch rein thermisch durchgeführt werden.
Die nach dem durch diese Erfindung aufgezeigten Weg erhaltenen
Elektroden zeichnen sich durch wesentlich höhere elektrische Belastbarkeit, höhere Oxydationsfestigkeit und große Lichtbogenstabilität im Vergleich zu einer normalen Kohle- oder Grafitelektrode
aus.
■ ■' "-: -A-
009832/1077
Claims (1)
- iisp rtcie ί(1) HöeiiBtleistuiagselektrßde aus Ebiile oder Srafüt mit oder ohne sonstige Znsätze, dadurch gekennzeichnet,: SaE sie zur Steigerung der elektrischen BelastissgsfähEigfceit, der Oxydationsfestigkeit und. de± Liclitbogeiistalsilitat fEitari-Bor-Eombinationeii, wie !EiB, TiB2 mit und ohne Verunreinigungen von Carbiden enthält.(2) Höchstleistmiigselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekerai-% zeichnet, daS sie IiB und/oder TiB2 enthält.(3) HöchstleistuDgselektrode-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS sie !Eitan-Bor-Kombinationen in Gehalten bis zu 20 Ji, vorzugsweise zwischen 1 - 8 $ enthält. -009832/1077
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