DE2239040A1

DE2239040A1 - PROCEDURE FOR ASSEMBLING ELECTRODE BARS

Info

Publication number: DE2239040A1
Application number: DE2239040A
Authority: DE
Inventors: Bernard Cuminal; Michel Lebouar
Original assignee: SOFREM
Current assignee: SOFREM
Priority date: 1971-08-09
Filing date: 1972-08-08
Publication date: 1973-02-22
Also published as: DE2239040C3; ES405639A1; BE787308A; FR2148894A5; NL172721B; IT982352B; NL7210860A; NL172721C; DE2239040B2; LU65870A1

Description

DIpVr-. '■". T . uT2 sen*DIpVr-. '■ ". T. UT2 sen * Di{3i-'i-: . ί··. I.AM?SECHTDi {3i-'i-:. ί ··. I.AM? REAL Dr.-Ing. »-i· & '*- £ T Z Jr.Dr.-Ing. " -I · &'* - £ TZ Jr. Dr.-Ing. »-i· & '*- £ T Z Jr. ΟΟΟΟΠ/ ΠDr.-Ing. » -I · &'* - £ TZ Jr. ΟΟΟΟΠ / Π

tMliieh»n 22, Stained·**,» Z Z 0 Ct U H UtMliieh »n 22, Stained · **,» Z Z 0 Ct U H U

503-19.2l6P(19.217H) 8. 8. 1972503-19.2l6P (19.217H) August 8, 1972

Societe- Pranqaise d'Electrometallurgie, Paria (Prankreich)Societe- Pranqaise d'Electrometallurgie, Pariah (France)

Verfahren zum Zusammenbauen von ElektrodenstäbenMethod of assembling electrode rods

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenbauen von Elektrodenstäben aus Kohlenstoff oder Graphit unter Verbindung von Einzelelektroden durch Einschrauben eines Gewindezapfens in Gewindebohrungen in den Enden der Einzelelektroden bis zur gegenseitigen Anlage von die Stirnflächen der Einzelelektroden bildenden ebenen Kragen.The invention relates to a method for assembling electrode rods made of carbon or graphite connecting individual electrodes by screwing a threaded pin into threaded holes in the ends of the individual electrodes up to the mutual contact of the flat collars forming the end faces of the individual electrodes.

Die Stromzuführungen für elektrische öfen mit Lichtbogenoder Widerstandsheizung bestehen üblicherweise aus Einzelelektroden aus Kohlenstoff oder Graphit, die untereinander durch Verbindungselemente oder Zapfen zusammengehalten werden, die Gewindebolzen von zylindrischer oder bikonischer Form aus Kohlenstoff oder Graphit sind, die in Gewindebohrungen in den Enden der Einzelelektroden eingeschraubt werden.The power supplies for electric ovens with arc or Resistance heating usually consist of individual electrodes made of carbon or graphite, one below the other are held together by connecting elements or pins, the threaded bolts of cylindrical or biconic shape are made of carbon or graphite, which are screwed into threaded holes in the ends of the individual electrodes.

Für die Verlängerung eines solchen Elektrodenstabes schraubt' man eine weitere Einzelelektrode an das Ende des ElektrodenstabesFor the extension of such an electrode rod, screw ' attach another single electrode to the end of the electrode rod

503-(B 1565)-DfF503- (B 1565) -DfF

309808/0924309808/0924

an, indem man zuvor einen Gewindezapfen in eine endseitige Gewindebohrung entweder im Elektrodenstab oder in der neu " anzufügenden Einzelelektrode einschraubt und sodann auf diesen Gewindezapfen die neue Einzelelektrode aufschraubt bzw. diese Einzelelektrode mit dem eingeschraubten Gewindezapfen in den Elektrodenstab einschraubt. Dabei wird der Schraubvorgang mit einer vorgegebenen Kraft vorgenommen, so daß die ebenen EnI flächen der benachbarten Einzelelektroden, die im folgenden kurz als Kragen bezeichnet werden sollen, dicht aneinander anliegen und damit ein guter Stromübergang gewährleistet ist.by first inserting a threaded pin into a threaded hole at the end either in the electrode rod or in the new one "screwed in the individual electrode to be attached and then screwed the new individual electrode onto this threaded pin or this single electrode with the screwed-in threaded pin screwed into the electrode rod. The screwing process is carried out with a specified force, so that the flat surfaces of the adjacent individual electrodes, which are to be referred to briefly as collars in the following, lie close to one another and thus a good current transfer is guaranteed.

Dabei ist es allgemein bekannt, daß dann, wenn der Kontakt zwischen den Kragen benachbarter Einzelelektroden nicht sehr gut ist, im Verlaufe des Betriebs eine übermäßige Erwärmung durch Ohm'sche Verluste auftritt, die zu einer beschleunigten Oxydation und zu verschiedenen Zwischenfällen im Betrieb wie einem Bruch des Elektrodenstabes führt, und daher ist es üblich, die Enden der miteinander zu verbindenden Einzelelektroden beispielsweise mittels Druckluft sorgfältig zu reinigen.It is generally known that when the contact between the collars of adjacent individual electrodes is not is very good, excessive heating occurs due to ohmic losses in the course of operation, which leads to a accelerated oxidation and leads to various operational incidents such as a break in the electrode rod, and therefore it is common practice to connect the ends of the Carefully clean individual electrodes, for example using compressed air.

Ungeachtet dieser Vorsichtsmaßnahme kommt es aber doch vor, daß Fremdkörper wie beispielsweise Graphitkörner, die beim Einschrauben der Gewindezapfen in die Elektroden von den Gewindeteilen losgelöst werden, sich zwischen die einander gegenüberstehenden Flächen einschieben und dann zu Fehlern in der Verbindung der Einzelelektroden miteinander führen.Regardless of this precaution, it does happen before that foreign bodies such as graphite grains, which when screwing the threaded pin into the electrodes of the threaded parts are loosened, inserted between the opposing surfaces and then to errors in the connection of the individual electrodes with each other.

Außerdem ist die oben beschriebene Reinigung für den Elektrodenbenutzer ein störender Arbeitsgang, der zu Verzögerungen führt und den Einsatz zusätzlichen Bedienungspersonals verlangt.In addition, the cleaning described above is a disruptive operation for the electrode user, which leads to Delays and the use of additional operating personnel demands.

109808/0924109808/0924

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, das diese Nachteile der bekannten Verbindungsverfahren vermeidet und einen einwandfreien elektrischen Kontakt der miteinander zu verschraubenden Einzelelektroden auch ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen mit Sicherheit gewährleistet.The invention is therefore based on the object, to provide a method of the type mentioned at the outset that this Avoids disadvantages of the known connection method and a perfect electrical contact of each other Individual electrodes to be screwed on are guaranteed with certainty even without special precautionary measures.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeden von zwei einander gegenüberstehenden Kragen·vor dem Zusammenschrauben der Einzelelektroden Nuten mit einer Breite und Tiefe zwischen 2 und 8 mm so eingearbeitet werden, daß jeder Punkt auf der Oberfläche jeden Kragens in der Endphase des Zusammenschraubens der Einzelelektroden von mindestens einer Nut im jeweils gegenüberstehenden Kragen überstrichen wird.According to the invention, this object is achieved in that in each of two opposing collars When the individual electrodes are screwed together, grooves with a width and depth between 2 and 8 mm are machined in such a way that that every point on the surface of every collar is in the final phase of screwing the individual electrodes together at least one groove in the opposite collar is painted over.

Das Prinzip der Erfindung,besteht also darin, in den ' Kragen der Einzelelektroden Nuten vorzusehen, die zur Aufnahme von Staubteilchen und Körnern bestimmt sind, die sich zwischen den ebenen Endflächen der Elektroden befinden, können. Während des Verschraubens der Einzelelektroden zu einem Elektrodenstab werden die Staubkörner von der einen oder der anderen der Einzelelektroden mitgenommen, bis sie in eine Rinne in einer der Einzelelektroden fallen. Von diesem Augenblick an können die Staubkörner einer dichten Anlage der ebenen Endflächen der Einzelelektrodeh aneinander nicht mehr hinderlich sein.The principle of the invention, therefore, consists in the ' Provide collar of the individual electrodes grooves, which are intended to receive dust particles and grains that are between the flat end faces of the electrodes. While the individual electrodes are being screwed together to form an electrode rod the dust grains are taken from one or the other of the individual electrodes until they fall into a groove in a of the individual electrodes fall. From that moment on, the grains of dust can make a tight fit on the flat end faces the individual electrodes can no longer be a hindrance to one another.

Nun ist es bekannt, in die Stirnfläche einer Elektrode Nuten von verschiedener Form einzubringen, wie dies in der FR-PS 1 148 7^0 zwecks Vergrößerung der Rauhigkeit dieser ' Oberfläche beschrieben ist, wobei des Ziel in einer Verringerung der Neigung zur Lösung der Verschraubung besteht und die ' ■It is now known to make grooves of various shapes in the end face of an electrode, as shown in FIG FR-PS 1 148 7 ^ 0 for the purpose of increasing the roughness of this' Surface is described, the goal being in a reduction there is a tendency to loosen the screw connection and the '■

30 9808/092 430 9808/092 4

Bearbeitung mit Hilfe eines leicht exzentrisch angeordneten Präsers erfolgt. Auf diese Weise entstehen Furchen von geringer Tiefe und kreisförmiger Gestalt, die streng genommen feine Staubteilchen in ihrem Hohlraumaufnehmen können, jedoch bleibt die Berührung zwischen den einander gegenüberstehenden Oberflächen offensichtlich unvollkommen, was der mit der Erfindung angestrebten Zielsetzung zuwiderläuft.Processing takes place with the help of a slightly eccentrically arranged prese. This creates furrows from shallow depth and circular shape which, strictly speaking, can hold fine dust particles in their cavity, however, the contact between the opposing surfaces remains obviously imperfect, what runs counter to the objective pursued by the invention.

Weiter ist es bekannt - FR-PS 1 376 O2¹* - in Elektroden Nuten oder Löcher einzuarbeiten, die dazu bestimmt sind, die infolge des Einschraubens des Gewindezapfens und seiner Ausdehnung während der Aufheizung auftretenden Spannungen in der Elektrode zu verringern. Dabei handelt es sich um Nuten oder Löcher, die auf einem zum Rande der Ausnehmung für den Gewindezapfen parallelen Kreis angeordnet sind und die nur einen kleinen Teil des auf der Oberfläche abgelagerten Staubes aufnehmen können, der sich gerade in ihrer Nähe befindet. Bekannt ist es weiter - FR-PS 1 255 781 in den Stirnflächen radiale Ausnehmungen vorzusehen, in^dem Nuten in den Gewindegängen in der Ausnehmung für den Gewindezapfen verlängert werden. Diese Ausnehmungen sind dazu bestimmt, einen flüssigen Zement aufzunehmen, der sich bis zur Trennfuge zwischen den Elektroden aufbläht. Dabei liegt es auf der Hand, daß diese Ausnehmungen nicht nach außen münden dürfen, da andernfalls die durch das in dem Zement enthaltene Blähmittel erzeugten Gase nicht zu einem solchen Druckanstieg führen könnten, daß der Zement wirksam in die Gewindegänge am Gewindezapfen und an den festzulegenden Elektroden hineingedrUckt wird.It is also known - FR-PS 1 376 O2 ¹ * - to incorporate grooves or holes into electrodes, which are intended to reduce the stresses occurring in the electrode as a result of the screwing in of the threaded pin and its expansion during heating. These are grooves or holes which are arranged on a circle parallel to the edge of the recess for the threaded pin and which can only absorb a small part of the dust deposited on the surface that is currently in their vicinity. It is also known - FR-PS 1 255 781 to provide radial recesses in the end faces, in ^ the grooves in the threads in the recess for the threaded pin are lengthened. These recesses are designed to accommodate a liquid cement that expands up to the joint between the electrodes. It is obvious that these recesses must not open outwards, since otherwise the gases generated by the blowing agent contained in the cement could not lead to such a pressure increase that the cement effectively enters the threads on the threaded pin and on the electrodes to be fixed is pushed in.

Auch solche Ausnehmungen können daher selbst dann, wenn sie nicht mit Zement gefüllt sein sollten, nur einen kleinenEven such recesses can therefore only be small, even if they should not be filled with cement

309808/092A309808 / 092A

Teil des Staubes aufnehmen, der sich auf den Kragen der einander gegenüberstehenden Elektroden befindet und deren dichtes'Zusammenfügen verhindert.Pick up part of the dust that is on the collar of the opposing electrodes and their tight joining prevents.

Erfindungsgemäß werden dagegen die Nuten so in die Stirnflächen der zu verbindenden Eirizelelektroden eingearbeitet;, daß während der Endphase des Zusammenschraubens jede Stelle auf der Oberfläche jeden Kragens von mindestens einer Nut im gegenüberstehenden Kragen überstrichen wird. Unter der Endphase des Zusammenschraubens ist dabei der Zeitraum zu verstehen, in dem ein Kragen mit dem auf dem gegenüberliegenden Kragen liegenden Staub in Berührung kommen kann. Für die Zwecke der Erfindung sind zahlreiche Formgebungen für die einzuarbeitenden Nuten geeignet, so können die Nuten beispielsweise geradlinig oder kreisbogenförmig oder spiralförmig verlaufen, und sie können den Innenrand und den Außenrand des jeweiligen Kragens schneiden, sie können aber auch geradlinig und radial verlaufen und jeweils alternierend nur an einem Rande des Krag©as ins Freie münden, wobei die Summe der Längen für je eine auf der einen Seite des Kragens mündende Nut und eine auf der anderen Seite des Kragens mündende Nut größer ist als die Breite des jeweiligen Kragens. Diese letzte Formgebung ist insofern bevorzugt, als sie einen Schutz des Gewindezapfens gegen Oxydation gewährleistet und nur geringen Kostenaufwand für ihre Herstellung verlangt. Wird die Einze!elektrode beispielsweise auf einer Drehbank gefertigt, so genügt es, diese Drehbank zum einen mit einem Teilsystem zum Festlegen der· Elektrode in einer passenden Stellung und zum anderen mit einem ,zu einer geradlinigen Bewegung in radialer Richtung befähigten Fräser zu versehen.According to the invention, however, the grooves are so in the The end faces of the egg-cell electrodes to be connected are incorporated; that during the final phase of screwing each point on the surface of each collar of at least a groove in the opposite collar is painted over. The end phase of screwing is to be understood as the period in which a collar with the on the opposite collar can come into contact with dust. Various shapes are available for purposes of the invention suitable for the grooves to be machined, the grooves can be straight or arc-shaped, for example or spiral, and they can be the inner edge and cut the outer edge of the respective collar, they but can also run in a straight line and radially and alternate only at one edge of the cantilever into the open open out, the sum of the lengths for a groove opening on one side of the collar and one on the other Side of the collar opening groove is greater than the width of the respective collar. This last form is insofar preferred as they protect the threaded stem against Oxidation guaranteed and only low cost required for their production. If the single electrode is, for example manufactured on a lathe, it is sufficient to equip this lathe on the one hand with a subsystem for determining the Electrode in a suitable position and on the other hand with one that is capable of rectilinear movement in the radial direction To provide milling cutter.

Die Anzahl der einzuarbeitenden Nuten kann von der MengeThe number of grooves to be machined can depend on the quantity

309808/0924309808/0924

und der Größe des anzutreffenden Staübes abhängen, wobei feinen aber häufigen Staubteilchen eine größere Anzahl von Nuten entspricht als größeren und selteneren Staubteilchen.and the size of the dust encountered depend, where fine but frequent dust particles correspond to a larger number of grooves than larger and rarer dust particles.

In der Praxis liegt bei bikonischen Gewindezapfen mit einer Steigung 1/6 und einem Gewinde mit einer Ganghöhe von 6,35 mm das diagonale Spiel zwischen dem Gewindezapfen und seiner Ausnehmung zwischen 0,17 und 0,50 mm, was während des Zusammenschraubens einem axialen Spiel von 1 bis 3 mm entspricht, wobei die Kränen zusammenzuschraubender Einzelelektroden 1/1 bia */6 ^Umdrehung vor dem Ende des Zusammenschraubens miteinander in Berührung kommen. Unter diesen Bedingungen hat es sich gezeigt, daß für die Erzielung eines zufriedenstellenden Ergebnisses die Anzahl der von einem zum Kragen konzentrischen Kreis geschnittenen Nuten vorzugsweise zwischen 3 und 10 je Kragen liegen sollte.In practice there is a biconical thread pin with a pitch of 1/6 and a thread with a pitch of 6.35 mm is the diagonal play between the threaded pin and its recess between 0.17 and 0.50 mm, which corresponds to an axial play of 1 to 3 mm during screwing together, the cranes of the individual electrodes to be screwed together 1/1 bia * / 6 ^ turn before the end of the screwing together come into contact with each other. Under these conditions it has been shown that for the achievement of a For a satisfactory result, the number of grooves cut by a circle concentric to the collar is preferred should be between 3 and 10 per collar.

Die Auswahl des Querschnitts für die Nuten, wird durchjeinander zuwiderlaufende Bedingungen bestimmt;The selection of the cross-section for the grooves is mixed up determines conflicting conditions;

Sind die Nuten zu wenig tief und zu schmal, so vermögen sie die größten Staubteilchen nicht aufzunehmen,sind die Nuten dagegen zu breit und zu tief, so können sie die Formstabilität der Elektrode gefährden und öffnen auch einen zu großen Zutrittsweg für oxydierende Agent ien.If the grooves are not deep enough and too narrow, they will not be able to absorb the largest dust particles, which is the grooves on the other hand, too wide and too deep, they can endanger the dimensional stability of the electrode and also open you up large access route for oxidizing agents.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß Nuten, deren Tiefe und Breite zwischen 2 und 8 mm liegt, zu den besten Ergebnissen führen, wobei die kleinsten Nuten sich für Anlagen mit Einzelelektroden von geringem Durchmesser eignen, sowie für solche Fälle, in denen das Auftreten von großen Staubteilchen nicht sehr zu befürchten ist.In practice it has been shown that grooves whose depth and width is between 2 and 8 mm produce the best results lead, the smallest grooves are suitable for systems with individual electrodes of small diameter, as well as for those cases in which the occurrence of large dust particles is not to be feared very much.

309808/0924309808/0924

So sind beispielsweise Graphitelektroden mit einem Durchmesser von 508 mm mit axialen Gewindet»ohrungeη versehen worden, deren Durchmesser auf der Höhe des äußeren Kragens bei 269 mm gelegen hat. Die Kragen-dieser Elektroden sind mit Nuten versehen worden, die im Querschnitt die Form eines Halbkreises mit einem Radius von 3mm aufgewiesen haben.For example, graphite electrodes with a diameter of 508 mm are provided with axial threaded ears whose diameter at the level of the outer collar was 269 mm. The collar of these electrodes have been provided with grooves that had the shape of a semicircle with a radius of 3mm in cross-section to have.

Bei einem ersten Paar solcher Elektroden hatten die Nuten die in Fig. 1 angedeutete Form, es waren also drei geradlinig und radial verlaufende Nuten mit einer Länge von 70 mm, einer gegenseitigen Versetzung um jeweils 120° und Mündung am Außenumfang der Elektrode und drei weitere Nuten von gleicher Länge, einer gegenseitigen Versetzung von 120° und Mündung an der Bohrung für den Gewindezapfen unter Versetzung um jeweils 60° gegenüber den ersten drei Nuten.In a first pair of such electrodes, the grooves had the shape indicated in FIG. 1, so three were straight and radial grooves with a length of 70 mm, a mutual offset by 120 ° and Mouth on the outer circumference of the electrode and three further grooves of the same length, a mutual offset of 120 ° and mouth at the hole for the threaded pin below Offset by 60 ° compared to the first three grooves.

Bei einem zweiten Paar von Elektroden hatten die Nuten die in Fig. 2 gezeigte Anordnung, also drei geradlinig und radial verlaufende Nuten mit einer gegenseitigen Versetzung um 120°, die auf beiden Seiten des Randes des Elektrodenkragens mündeten.In a second pair of electrodes, the grooves had the arrangement shown in FIG radial grooves with a mutual offset of 120 °, which are on both sides of the edge of the Electrode collar ended.

Bei einem dritten Paar von Elektroden hatten die Nuten eine spiralenförmige Gestalt, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist, und mündeten an beiden Rändern des jeweiligen Kragens.In a third pair of electrodes, the grooves had a spiral shape, as illustrated in FIG. 3 is, and ended at both edges of the respective collar.

Ein viertes Paar von Elektroden, das als Vergleichspaar diente, war nicht mit Nuten versehen.A fourth pair of electrodes, which served as a comparative pair, was not grooved.

Im ]:ehmen eines vergleichsversuchn wurden auf den oberen Kragen jeweils einer Elektrode jeden Elektrodenpaares 5 gIm]: A comparative experiment was carried out on the above Collar of one electrode of each pair of electrodes 5 g

3U9808/0 9 243U9808 / 09 24

Graphitstaub mit einer maximalen KorngrSße von 6 mm aufgebracht, und anschließend wurde mit Hilfe eines Gewindezapfens die jeweils zweite Elektrode des Elektrodenpaares aufgeschraubt, wobei ein Drehmoment von 60 mkp für die Verschraubung aufgewendet wurde. Bei den drei Elektrodenpaaren, die mit Nuten versehen worden waren, kamen die Berührungsflächen zu vollkommener Anlage aneinander, und es erwies sich als unmöglich, einen Keil von nur 0,03 mm Stärke zwischen die Elektroden einzuführen. Bei dem nicht mit Nuten versehenen Elektrodenpaar dagegen ließ sich ohne •weiteres ein Keil von 0,05 mm Stärke zwischen die einander gegenüberliegenden Kragen der miteinander verschraubten Einzelelektroden einführen.Graphite dust with a maximum grain size of 6 mm applied, and then the second electrode of the pair of electrodes was attached with the aid of a threaded pin unscrewed, with a torque of 60 mkp for the Screwing was expended. The three pairs of electrodes that had been grooved came with the Mating surfaces to perfectly abut one another, and it proved impossible to make a wedge of just Insert 0.03 mm thickness between the electrodes. In contrast, the pair of electrodes not provided with grooves was left • a wedge 0.05 mm thick between the opposing collars of the screwed together Insert single electrodes.

Das gleiche Experiment wurde fünfmal mit jeweils dem gleichen Ergebnis wiederholt.The same experiment was repeated five times, each time with the same result.

30 9 808/092430 9 808/0924

Claims

Patent Claims

1./Method of assembling electrode rods from ^ "" ■ Carbon or graphite combined with individual electrodes by screwing a threaded pin into threaded holes in the ends of the individual electrodes up to the mutual contact of the flat collars forming the end faces of the individual electrodes, d a d u r cn marked rejects that. in each of two opposing collars before screwing together of the individual electrodes grooves with a width and depth between 2 and 8 mm are machined in such a way that every point on the surface of every collar in the final stage of screwing the individual electrodes together at least one groove in the respective opposite collar is swept over.

2. The method according to claim 1, characterized in that the number of concentric by one to the respective collar Circle cut grooves between \ 5 and 10 selected will.

3. The method according to claim 1 or fi, characterized in that that the grooves are laid in a straight line and radially from one side of the respective collar to the other.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the grooves straight and radial with alternating mouths on one side and the other side of the respective collar in these are incorporated.

5.Verfahren naoh claim 1 or 2, characterized in that the grooves arcuate or spiral from one side of the respective collar to be led to the other.

309808/0924309808/0924

LeerseiteBlank page