DE2143997A1 - Verbindung von kohlenstoff- und graphitelektroden - Google Patents
Verbindung von kohlenstoff- und graphitelektrodenInfo
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Description
2H3997
SIGRI ELEKTROGRAPHIT GMBH Meitingen bei
Augsburg, den 3 "· ^ ]m
71 /
Verbindung von Kohlenstoff- und Graphitelektroden
Die Erfindung betrifft eine Verbindung von Kohlenstoff- und Graphitelektroden, bestehend aus an den
Stirnflächen mit Gewinde aufweisenden Ausnehmungen versehenen Graphit- oder Kohleelektroden und einem
in die Ausnehmungen geschraubten, in radialen Bohrungen thermoplastische Kittstifte enthaltenden
Gewindenippe1.
Zur Gewährleistung eines kontinuierlichen Ofenbetriebs
ist es bekannt, den vorzugsweise durch Abbrand und Verdampfen entstehenden Masseverlust von als Elektroden
für Lichtbogenofen zur Herstellung von Metallen und Legierungen verwendeten Kohlenstoff- und
Graphitelektroden durch Anschrauben neuer Elektrodenabschnitts auszugleichen. Die Elektrodenabschnitte
weisen an den Stirnflächen, im folgenden als Schachtel bezeichnete, mit Gewinde versehene Ausnehmungen
auf, in die als Verbindungselemente Gewindenippel geschraubt werden. Derartige Verbindungen werden in
der Regel zudem durch zwischen die Stirnflächen von Schachtel und Nippel oder zwischen die Gewindegänge
eingebrachte, bei höheren Temperaturen verkokende Kittmassen gegen Verdrehen gesichert.
Nach der U.S.-Patentschrift 2.735.705 ist es bekannt,
die Gewindenippel mit einer oder mehreren radialen
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Bohrungen zu versehen und in diese schmelzbare, wärmehärtende Bindemittel, wie z.B. Steinkohlenteerpech,
enthaltende Kittstifte einzuführen. Beim Erhitzen der
i Elektroden soll ein Teil der plastischen Kittmasse aus den Bohrungen in den freien Raum zwischen den Gewindeflanken
von Nippel und Schachtel fließen, bei erhöhter Temperatur verkoken und eine feste Verbindung
zwischen Nippel und Elektrode erzeugen. Ausreichende Festigkeiten der Verbindung werden nach dem bekannten
Verfahren nicht immer erreicht, da bei dem vorhandenen kleinen Gewindespiel der Zeitabschnitt
zwischen beginnendem Fließen der Kittmasse und ihrer Wiederverfestigung durch Verkoken des Bindemittels
bei schnellerer Erhitzung der Elektroden zur Füllung des freien Volumens nicht ausreicht. Eine Vergrößerung
der Fließgeschwindigkeit durch generelle Vergrößerung des Gewindespiels ist nicht möglich, da bei größerem
Spiel die Symmetrierung der Nippel beim Einschrauben in die Schachtel nicht gewährleistet ist, wodurch beim
Erhitzen beträchtliche mechanische Spannungen und schließlich Schachtelbrüche entstehen können.
Nach der U.S.-Patentschrift 2,941,828 ist es bekannt,
die Nippel an den Bohrungsaustritten mit axialen " Schlitzen zu versehen, deren Breite etwa dem Bohrungsdurchmesser entspricht. Durch diese Maßnahme wird erreicht,
daß ausfließende Kittmasse nach Füllung der Schlitze gleichzeitig in den freien Raum mehrerer Gewindegänge
eindringt. Die tangentiale Fließgeschwindigkeit ist infolge des kleinen Spiels gering, so daß
eine ausreichende Füllung ebenfalls nicht erzielt wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der bekannten Elektrodenverbindungen zu
vermeiden und insbesondere deren Festigkeit zu verbessern, ohne die Symmetrierung der Nippel zu beeinträchtigen.
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Elektrodenverbindung
gelöst, deren nichttragende Gewindeflanken in Höhe der Kittstifte enthaltenden Bohrungen ein vergrößertes Spiel aufweisen. Das vergrößerte
Spiel ist vorzugsweise durch Abtragen der nichttragenden Gewindeflanken des Nippels hergestellt.
Nach der Erfindung beträgt die Abtragung insbesondere bei Gewindesteigungen von 3 oder 4
Gängen je Zoll 0,2 - 1,0 mm, gemessen senkrecht zur Fläche der Gewindeflanke.
Nach der Erfindung ist es besonders für größere Gewindesteigungen vorteilhaft, nur einen Teil der tragenden
Gewindeflanken, z.B. durch Eindrehen einer Nut, oder die Spitzen des Gewindeprofils abzutragen.
Mit größerer Gewindesteigung kann ebenfalls die Abtragung der tragenden Gewindeflanke größer ausgelegt
werden, ohne das Gewinde unzulässig zu schwächen. Bei zu großer Abtragung, gemessen senkrecht zur Fläche
der Gewindeflanke bildet siel· eine sehr dicke Kittschicht,
durch die Kräfte schlecht übetragen werden; die Abtragung soll nach der Erfindung vorzugsweise
1,0 mm nicht überschreiten.
Nach der Erfindung können die freie Gewindeflanke sowohl
des Nippelgewindes als auch des Schachtelgewin—
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des abgetragen werden. Bevorzugt wird die Abtragung am Nippel, etwa mit einem Rillenfräser, dessen
Schneidflächen im Bereich der Abtragung einseitig um 0,2 bis 1,0 mm verstärkt sind.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verbindungen von
Kohlenstoff- und Graphitelektrode bestehen insbesondere darin, daß die beim Erwärmen der Elektrodenverbindungen
aus den Bohrungen ausfließende Kittmasse den freien Raum zwischen Nippel- und Schachtelgewinde
schnell und vollständig ausfüllt, so daß auch bei größerer Aufheizgeschwindigkeit eine sichere
Verbindung der Elektrodenabschnitte erreicht wird und mechanische Spannungen durch Symmetrierurigsfehler
vermieden werden. Ein zusätzlicher Bearbeitungsaufwand ist zur Herstellung der erfindungsgemä—
ßen Elektrodenverbindung nicht erforderlich.
Die erfindungsgemäße Elektrodenverbindung wird in der Fig. 1 und 2 beispielhaft erläutert. In Fig.
ist ein Schnitt durch eine Elektrodenverbindung dargestellt.
Fig. 2 gibt vergrößert den Ausschnitt A in Fig. 1 wieder.
In Fig. 1 sind 1 zwei Graphitelektroden mit den Schachteln 2, die mit Hilfe des ebenfalls aus Graphit
bestehenden Nippels 3 zusammengeschraubt sind. Der. Nippel 3 weist radiale Bohrungen auf, in die Kittstifte 4 eingeführt sind. Die Kittstifte enthalten
etwa 30 % Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungs-
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punkt von ca. 160°C, 26 % Phenolformaldehydharz, 30 % Petrolkokspulver und 14 % Dextrin.
In Fig. 2 sind 5 die nichttragenden Flanken des Nippelgewindes. Der senkrecht zur Fläche der Gewindeflanke
gemessene Abstand zur Gewindeflanke der Schachtel 6 beträgt 0,6 mm. 7 ist die ausgeflossene,
den freien Raum zwischen den Gewindeflanken 5 und 6 vollständig ausfüllende Kittmasse.
In dem folgenden Beispiel werden erfindungsgemäße Verbindungen mit bekannten Elektrodenverbindungen
verglichen. Graphitelektroden mit einem Durchmesser von 300 mm wurden mit doppelkonischen, eine Steigung
von vier Gängen/Zoll aufweisenden Gewindenippeln mit einem Verschraubmoment von 86 m kp bei Raumtemperatur
verschraubt und anschließend innerhalb von etwa 9 h auf 4200C erhitzt.
Nach Abkühlung der Elektroden wurden dann die Aufdrehmomente gemessen. Die Mittelwerte sind in der folgenden
Tabelle gegenübergestellt.
bekannt erfindungsgemäß
Spiel <0,l 0,4-0,5 mm
Drehmoment 222 258 mkp
Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen im Mittel ein um 16 % größeres Drehmoment als die bekannten
Ausführungen auf. Während das Drehmoment bekannter Verbindungen bereits nach Drehwinkeln um wenige Grad
stark abfällt, nimmt es in erfindungsgemäßen Verbin-
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düngen bis zu Drehwinkeln von 90 bis 180 C nur sehr wenig ab, so daß diese Verbindungen einen
zusätzlichen breiten Sicherheitsbereich aufweisen,
5 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
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Claims (5)
1. Verbindung von Kohlenstoff- und Graphitelektrode,
bestehend aus an den Stirnflächen mit Gewinde aufweisenden Ausnehmungen versehenen Graphit- oder
Kohlenstoffelektroden und einem in die Ausnehmungen geschraubten, in radialen Bohrungen thermoplastische
Kittstifte enthaltenden Gewindenippel, dadurch gekennzeichnet , daß die nichttragenden Gewindeflanken in Höhe der Kittstifte
enthaltenden Bohrungen ein vergrößertes Spiel aufweisen«
2. Elektrodenverbindung nach Anspruch 1, dadurch g e
kennzeichnet , daß das vergrößerte Spiel durch Abtragen der nichttragenden Gewindeflanken
des Nippels hergestellt ist.
3· Elektrodenverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die
Abtragung, gemessen senkrecht zur Fläche der Gewindeflanke, 0,2 bis 1,0 mm beträgt.
4. Elektrodenverbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die
nichttragenden Gewindeflächen nur zu einem Teil abgetragen sind.
5. Elektrodenverbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennze ichne t, daß die
Spitzen des Gewindeprofils abgetragen sind.
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