DE2222858A1 - Kontaktvorrichtung fuer Elektroden - Google Patents

Description

PATcrlTA\t!WAU
ri!"i -!MG.

HELMU* CoRU

λ Frankl .r» r:a WeM 70 5. Mai 1972

Sdmadanhc-sir. i7 T«t- *t 70 ?' ■ Gze/st

UNION CARBIDE CORP., 270 PARK AVEITOE, NEW YORK, N.Y. 10017, U,3,A.

Kontaktvorrichtung für Elektroden

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung für eine Elektrode. Im besonderen betrifft diese Erfindung eine Kontaktvorrichtung für eine Elektrode, die in Elektroöfen für metallurgische Zwecke eingesetzt wird.

Bislang erfordern metallurgische Verfahren die Verwendung von Elektroöfen, in denen hohe elektrische Ströme an Kohlenstoff- oder Graphitelektroden angelegt werden, um den Ofen zu beheizen. Die Zuführung des elektrischen Stromes erfolgt meistens durch Kontaktplatten aus Kupfer, die oft mit V/asser gekühlt werden, um die Kontaktplatten vor den hohen Temperaturen, die mit einem solchen Verfahren verbunden sind, zu schützen. Jedoch infolge der sehr hohen Temperaturen, die entwickelt werden, und da die Kontaktplatten den heißen, korrosiven Gasen, die aus dem Ofen ausströmen,ausgesetzt sind, werden die Kontaktplätten nach relativ kurzer Zeit angefressen und abgenutzt, wodurch sich infolge der Wiederherstellungskosten und der Stillstands-Zeit für den Ofen wirtschaftliche Nachteile ergeben.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Kontakt für Elektroden bereitzustellen, welcher erhöhte Lebensdauer und Wirksamkeit aufweist. · .· ■

I *

Andere Ziele ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Zeichnungen;

20 9850/0710

Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Elektroofen unter Verwendung eines verbesserten Elektroden-Kontaktes in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 eine weitgehendere Beschreibung des Elektroden-Kontaktes ^un der vorliegenden Erfindung.

Allgemein gesehen besteht die Kontaktvorrichtung für Elektroden entsprechend der vorliegenden Erfindung aus einem Bauteil aus

einstückig

einem Kupferkörper und einem Kontaktteil, der V damit verbunden ist,'wobei der Kontaktteil in der Form eines gepressten Werkstücks aus metallurgischem Pulver vorliegt, welches hauptsächlich aus Kupfer und Wolfram besteht.

Die Fig. 1 zeigt einen Elektroofen 1, welcher feste Beschickung 3 und geschmolzenes Metall 5 enthält. Der Ofen 1 und die Beschickung 3 darin werden durch die Elektrode 7 aufgeheizt, wobei die Elektrode 7 den elektrischen Strom über die Starkstromleitung 9 von der Stromquelle (nicht gezeigt) erhält. Die Starkstromleitung 9 ist mit der Elektrode über ein Bauteil aus einem Kupferkörper 11 verbunden, welches y mit dem Kontaktteil 13 aus Kupfer-Wolfram verbunden ist. Wie in Fig. 1 gezeigt schirmt der Kontaktteil 13 den Bauteil 11 aus dem Kupferkörper von der Elektrode 7 und ebenso von den heißen korrosiven Gasen, welche aus der Ofen-Beschickung 3 in der Nähe des Bereiches 15 entweichen, ab. Der Kontaktteil 13 aus Kupfer-Wolfram ist ausserordentlich beständig gegenüber den erhöhten Temperaturen und den heißen Ofengasen und führt deshalb zu einer verlängerten Lebensdauer für den Elektroden-Kontakt, welcher aus dem Bauteil 11 und dem Kontaktteil 13 besteht.

Die Kontaktvorrichtung für Elektroden entsprechend der vorliegenden Erfindung kann durch konventionelle Pulver-Metallurgie-Techniken

209850/0710

r 9

— 3 — .

hergestellt v/erden. Beispielsweise wird Wolfram-Pulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von 5-6 Mikron in eine Form gestampft bis zu einer Dichte von ungefähr 8,8 Gramm/cm . Anschließend wird die Form bei einer Temperatur von ungefähr 1200⁰C gesintert, um einen schwammigen zusammenhaftenden Körper zu bilden. Die Wolfram-Form wird anschließend mit elementarem Kupfer umwickelt und in einer Ammoniak-Atmosphäre auf ungefähr 1200^QC für ausreichende Zeit erhitzt, damit das Kupfer schmilzt und die Zwischenräume in der Wolfram-Form weitgehend auffüllt. Ein Überschuß an Kupfer wird von der Oberfläche entfernt und der Körper für ungefähr 8 Minuten mit geschmolzenem Natrium-Nitrat (Nä_JiO_v) geätzt und anschließend mit Wasser gewaschen. Der Teil . der Oberfläche des Körpers, der mit dem Bauteil aus Kupfer in Berührung kommt, wird mit hochreinem Kupfer oder Messing (85 % Cu, 15 % Zr) verzinnt. Der nach obiger Vorschrift hergestellte Kontaktkörper wird in eine Form gestellt und nach konventionellem Verfahren wird geschmolzenes Kupfer in diese Form gegossen"und nach Verfestigung des Kupfers wird eine Vorrichtung wie in Fig. 3 gezeigt, erhalten. In-solch einer Vorrichtung ist der Kontaktteil 13 aus Wolfram-Kupfer \, verbunden mit dem Bauteil 11 aus Kupfer. Der Bauteil 11 kann mit einem Durchgang 15 zur Kühlung und Kühlleitungen 17 und 19 versehen sein. -

aus Wolfram-Kupfer Für die Zusammensetzung des Kontaktteiles 13 liegen geeignete Bereiche zwischen 40 und 32 Gewichts-% Kupfer und 60-68 Gewichts-% Wolfram. Es wurde gefunden, daß mit dem aufgeführten Bereich für die Zusammensetzung ein zusammenhaftender Kontaktteil erhalten wird, der sich stark und zu ^^xH; dw^auteil aus Kupfer verbindet, so daß sich eine ausgezeichnete elektrische Verbindung damit ergibt. -

209850/0710

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Kontaktvorrichtung für eine Elektrode zur Verwendung in einen Elektroofen für metallurgische Zwecke, welcher eine Elektrode zum Aufheizen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung aus einem Bauteil aus Kupfer und einem

   einstückig

   damit γ verbundenem Kontaktteil besteht, wobei der Kontaktteil die Form eines kompakten Werkstückes aus metallurgischem Pulver hat und hauptsächlich aus Kupfer und Wolfram besteht, und wobei der Kontaktteil diejenigen Teile d.es Bauteiles cus Kupfer bedeckt, welche der Elektrode des Elektroofens benachbart sind.
2. 2. Kontaktvorrichtung für eine Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktteil im v/es entlichen aus ungefähr 32 bis 40 % Kupfer und ungefähr 60 bis 68 % Wolfram besteht c

   2098 5 0/0710