DE2341019A1 - Vorrichtung und verfahren zur behandlung von formkoerpern aus kohlenstoff - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur behandlung von formkoerpern aus kohlenstoff

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DE2341019A1
DE2341019A1 DE19732341019 DE2341019A DE2341019A1 DE 2341019 A1 DE2341019 A1 DE 2341019A1 DE 19732341019 DE19732341019 DE 19732341019 DE 2341019 A DE2341019 A DE 2341019A DE 2341019 A1 DE2341019 A1 DE 2341019A1
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DE19732341019
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English (en)
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Clive Graham Lorkin
Josef Schiffarth
Dieter Schmidt
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Foseco International Ltd
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Foseco International Ltd
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/14—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying for coating elongate material
    • C23C4/16—Wires; Tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B05B13/0228—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the movement of the objects being rotative
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/12—Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes

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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GÜNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER
5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90
Köln, den 13. 8. 73 Eg/Ax /158
Foseoo International Limited,
285 Long Acre, Nechells, Birmingham, England.
Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Formkörpern
aus Kohlenstoff
Die Erfindung "betrifft die Behandlung von Formkörpern aus Kohle, insbesondere die Behandlung von Graphitelektroden, Graphittiegeln u.dgl., und eine Vorrichtung zur Durchführung der Bahandlung.
In verschiedenen Anlagen, in denen geschmolzenes Metall behandelt wird, werden massive Graphitelektroden verwendet, mit denen durch Zünden eines Lichtbogens Hitze erzeugt wird. UiVi einen unnötigen Elektrodenverbrauch durch Oxydation der Planken der Elektrode zu verringern, wurden verschiedene Vorschläge zum Schutz der Elektroden gemacht, Hierzu gehört der Auftrag von Schutzüberzügen auf die ilektrodenoberfläche und die Aufbringung vorgeformter Abschnitte aus einem Schutzmaterial.
Gemäß einem ersten Merkmal ist die Erfindung auf eine für die Behandlung von Formkörpern aus Kohle geeignete Vorrichtung gerichtet, die durch einen Kanmen, eine Vielzahl von^chsparallel am Rahmen montierten Rollen, die auf dem zu behandelnden Formkörper feststellbar sind, und mit dem Räumen kombinierte Bauteile zur Durchführung einer Oberflächenbehandlung auf dem Formteil gekennzeichnet ist« Der Rahmen kann aus einem einzelnen Rahmen oder einem Hauptrabmen und einem oder mehreren Hilfs- oder Zwischenrahmen bestehen.
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Änderungen seiner Form in Berührung zu halten.
Die Rollen können aus einem beliebigen geeigneten Werkstoff bestehen. Vorzugsweise werden Rollen aus abgebundenem Graphit verwendet, da sie auch dann, wenn der Formkörper rotglühend, z.B. eine direkt aus dem Ofen gezogene Elektrode ist, unbeeinflusst bleiben. Sie sind ferner selbstschmierend und verkleben weniger leicht mit der Außenseite des aufzubringenden Überzuges.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann so ausgebildet werden, daß eine vorgefertigte Schutzumhüllung oder ein geeigneter Schutzüberzug auf Elektroden von Lichtbogenöfen aufgebracht werden kann. Geeignete Verfahren hierzu werden in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 23 I3 995-9) der Anmelderin beschrieben.
Im ersten "Fall können vorgefertigte Streifen, Bleche oder Bänder von einer oder mehreren Stellen um den Umfang der Elektrode tangential mit ihr in Berührung gebracht und dann mit den Rollen nach unten gerollt werden. Beispielsweise können drei Bleche oder Flächengebilde von Stellen, die einen Abstand von 120° zueinander haben, auf die Elektrode geführt werden.
Die Haftung zwischen der Elektrode und der Schutzumhüllung kann durch Beschichten einer Seite des flächigen Materials mit einem Kleber oder durch Beschichten der Außenseite der Elektrode mit einem Kleber erreicht werden. In beiden Fällen kann die Vorrichtung gegebenenfalls mit Mitteln, z.B. einer stabförmigen Brause, zum Aufbringen des Klebers versehen werden. Um feste Haftung gewisser Arten von Überzügen zu erzielen, ist es notwendig, die Außenseite der Elektrode zu erhitzen. Dies kann mit Hilfe eines Gasbrenners, eines Infrarotheizstabes o.dgl., die an der Vorrichtung angebracht sind, geschehen. Es ist möglich, in dieser Weise das vorgefertigte flächige Material oder die Elektrode oder beide zu erhitzen.
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Normalerweise werden zur Aufbringung vorgefertigter Umhüllungen vorzugsweise aufeinanderfolgende Stücke des flächigen Materials, die aufeinanderfolgende zylindrische Abschnitte der Elektroden bedecken, aufgelegt. Gegebenenfalls kann jedoch eine zusammenhängende Bahn der Schutzumhüllung in Spiralform aufgebracht werden, wobei die Elektrode während der Behandlung axial zur Vorrichtung bewegt sowie gedreht wird. Bei dieser Aufbringung einer vorgefertigten Schutzumhüllung drücken die Rollen die Bahn gegen die Elektrode, so daß eine ausgezeichnete Verbindung zwischen ihnen sowie ein ausgezeichneter Schutz erzielt werden.
Zum Aufbringen von Elektrodenüberzügen, die aufgespritzt werden, kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung geeignete Spritzköpfe, Spritzstäbe, Vorratsbehälter, Druckventile u.dgl. aufweisen.
Die Vorrichtung kann zur Behandlung von Elektroden, die bereits vorher behandelt worden sind, d.h. auf die beispielsweise früher eine Schutzschicht oder ein Schutzüberzug aufgebracht worden ist, oder zur Behandlung frischer, nicht umhüllter Elektroden verwendet werden.
Die Rollen sind vorzugsweise so angeordnet, daß verschiedene Standardgrößen von Elektroden mit gleicher Leichtigkeit behandelt werden können.
Ein AusfUhrungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsvorm der Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Vorrichtung.
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2 -
Die Erfindung umfaßt ferner die Behandlung von rotationssyrnmetrischen Formkörpern aus Kohle zur Aufbringung eines Schutzmaterials nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Formkörper in einem Rahmen der vorstehend definierten Art so festlegt, daß seine Achse parallel zu den Achsen der Rollen verläuft, und den Formkörper relativ zum Rahmen dreht, während eine Oberflächenscbutz"behandlung darauf vorgenommen wird«, Die relative Drehung kann vorgenommen werden, indem der Formkörper stillgehalten und die Vorrichtung gedreht wird, oder indem die Vorrichtung still gehalten und der Formkörper gedreht wird ο Die erstgenannte Methode muß angewandt werden, wenn der Formkörper aus einer .Elektrode "besteht, die sich noch im Elektrodenhalter befindet„ Das Verfahren gemäß der rfindung ist jedoch sowohl zur Behandlung der Elektroden, während sie in ihren Fassungen gehalten werden, oder am Elektrodeneinbaustand anwendbar. Die Vorrichtung kann an einem geeigneten mechanischen Gestänge, z.B. einem hydraulischen Arm, montiert werden, um diese Behandlung durchführen zu können.
Die Vorrichtung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Antriebsrollen aufweisen, die sich gegen den Formkörper legen lassen und ihn zu drehen vermögen. Die Drehung kann kontinuierlich in eine Richtung erfolgen, oder der Formkörper kann hin- und hergedreht werdeno Bei einer "besonderen Ausführungsform können drei gezahnte Antriebsräder im Abstand zueinander um den Umfang des Formkörpers angeordnet werden. Sie können an Armen befestigt werden, die sich im Rahmen der Vorrichtung so schwenken lassen, daß sie in Antriebskontakt mit dem Formteil gebracht bzw. vcm Formkörper entfernt werden können. Die Zahnräder können in beliebiger geeigneter Weise, z.B, mit Elektromotoren oder Preßluftmotoren, angetrieben werden.
Wenn andererseits der Formkörper stillstehend gehalten werden soll, können die Rollen an eineru gekrümmten ünterraiimen, der den Formkörper wenigstens teilweise umschließt,
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befestigt werden» Der Unterrahmen kann mit einer Zahnstange oder einem Kettenantrieb in einer solchen Weise versehen werden, daß der Unterrahmen mit Hilfe eines angetriebenen Zahnrades, das in die Zahnstange oder in den Lettenantrieb greift, gedreht oder hin- und hergeschwungen werden kan.n.
Die allgemeine Form des Rahmens kann rechteckig oder rund sein. Der Rahmen kann entweder einen aufklappbaren Teil aufweisen, um den Formkörper von der Seite einführen zu können, oder der Formkörper muß in den Raum zwischen den Rollen wn oben nach unten eingeführt werden«. In jedem Fall muß die Lage wenigstens eines Teils der Rollen veränderlich sein, um den Formkörper ungefähr in die richtige Lage bringen zu können, worauf die Rolle(n) so eingestellt werden, daß sie auf der Oberfläche des Formkörpers aufliefen.
Unter BerücKSichtigung dieses Ziels kann man eine oder mehrere einzelne und unabhängig befestigte Scheibenrollen oder Sätze von Rollen (die aus mehreren einzelnen und unabhängig gehaltenen Scheibenrollen bestehen) mit Bauteilen versehen, die die Rollen oder Rollengruppen einwärts drücken und so gewährleisten, daß sie allgemein als druckausübende Oberfläche wirksam sind und genau der Kontur der Oberfläche des Formkörpers folgen. Dies ist besonders wichtig in dem Fall, in dem der zu behandelnde Formkörper eine Elektrode ist, die bereits in einem Lichtbogenofen eingesetzt war, da die Elektrode sich durch die Einwirkung der Oxydation zu dem Ende der Elektrode hin, an dem der Lichtbogen gezündet wird, einwärts verjüngt.
In der Praxis kann die Befestigung der Einzelrollen oder einer Gruppe von Rollen in Verbindung mit druckausübenden Bauteilen, z.B. Schraubenfedern oder Hydraulikzylindern oder beiden erfolgen, die dazu dienen, die Rolle mit dem Formkörper trotz etwaiger örtlicher Abweichungen oder
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht im Grunde aus einem auf Rollen fahrbaren Gestell, das in Draufsicht U-förmig ist und mit vier Lenkrollen 2 und einem stabförmigen Handgriff j5 zum Schieben versehen ist. Das fahrbare Gestell 1 ist mit drei Hauptrollen 4, 5 und 6 versehen, die jeweils aus einer Anzahl einzelner koaxialer Rollenabschnitte bestehen, wobei jeder Abschnitt getrennt befestigt und unabhängig von den anderen Abschnitten beweglich ist. Jeder Rollenabschnitt ist an seinem eigenen Bügel 7 befestigt, der an einem Tragarm 8
wird am Gestell 1 befestigt ist, und/mit einer Spannfeder einwärts gedruckt.
In den Seiten des Gestells 1 sind Schwenkarme 10 angelenkt, die mit je einem Bügel 11, in den ein FUhrungs-
12
oder Einstellrad eingesetzt ist, versehen sind. Die Stellung der Schwenkarme IO kann durch Bewegen eines Hebels
on
an der Seite des Rahmens 1 in der dargestellteWeise verändert werden. Der Hebel 14 kann mit einer Klemme oder einem Feststeller 13 in jeder gewünschten Lage gehalten werden.
Eine Führung 15 für vorgefertigte Abschnitte der Schutzumhüllung ist schwenkbar am Gestell 1 befestigt.
Zum Gebrauch werden die Räder 12 zuerst von den Rollen 4, 5 und 6 hinweg geschwenkt, worauf die (gestrichelt dargestellte) Elektrode in ihre Stellung gebracht wird. Die Räder 12 werden dann so einwärts geschwenkt, daß sie die Elektrode gegen die Rollen 4, 5 und 6 drücken, und dann in ihrer Lage festgestellt. Fig. 1 zeigt, daß Elektroden mit den verschiedensten Durchmessern ohne Schwierigkeit eingesetzt werden können. Die Elektrode kann dann im Uhrzeigersinn (von oben gesehen) gedreht werden, während ein Abschnitt der Schutzbekleidung längs der Führung 15 zugeführt wird. Dieser Abschnitt der Schutzbekleidung wird in den Spalt zwischen der Rolle 4 und der Elektrode
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eingeführt und dann durch die Rollen 5 und 6 fest an die Elektrode angedrückt. Nachdem jeder Schutzbekleidungsabschnitt in dieser Weise vollständig aufgebracht worden ist, wird die Elektrode abgesenkt, worauf der nächste Abschnitt der Schutzbekleidung aufgebracht wird.
Insbesondere beim Aufbringen von Metallabschnitten können die einzelnen Scheibenrollen 4, 5 und 6 um den Umfang der Elektrode versetzt angeordnet werden, um die Neigung der Vorderkante des Blechs, sich von der Elektrode abzuheben, weitgehend auszuschalten.
Über die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Rollen hinaus können weitere Gruppen von Rollen so angeordnet werden, daß Rollen im wesentlichen auf dem gesamten Umfang an der Elektrode anliegen.
Natürlich können die Gruppen von Rollen gegebenenfalls an Unterrahmen befestigt werden, die am Gestell oder Rahmen 1 befestigt sind. Um die Elektrode freizugeben, können die Unterrahmen ausgeschwenkt werden, so daß es nicht notwendig ist, das Gestell 1 zu bewegen. Eine Vorrichtung dieser Art ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, die eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 ist, jedoch eine modifizierte Form der Vorrichtung zeigt.
Bei der in dieser Abbildung dargestellten Vorrichtung
rechtwinkliger „ umgibt und trägt ein/Hauptrahmen 21 eine drehbare Trommel 23. Die Trommel 23 wird durch Führungsrollen in ihrer Lage gehalten. Der äußere Hauptrahmen 21 kann beispielsweise auf Lenkrollen fahrbar montiert werden, jedoch ist dieser Rahmen während der Behandlung einer Elektrode feststehend.
Während der Behandlung kann die Trommel mit Hilfe eines Antriebsrades 24, das in einen Zahnring greift, der sich um den gesamten Umfang der Trommel 23 erstreckt, um ihre Achse gedreht werden. Innerhalb der Trommel 23 sind drei
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Reihen von Rollen 3I angeordnet. Jede Reihe von Rollen ist an einem Unterrahmen 27 montiert, der seinerseits an einem Hebel 26, der an der Trommel 25 befestigt ist (der Einfachheit halber ist nur einer dieser Hebel dargestellt), montiert ist. Die Stellung des Gestänges 26 und demgemäß des Unterrahmens 27 wird durch einen hydraulischen Zylinder gesteuert. Die Lage, die das Gestänge nach der Entfernung des Unterrahmens 27 von der Elektrode 28 einnimmt, ist gestrichelt dargestellt. Jeder Unterrahmen 27 ist schwenkbar an einem Ende 33 montiert und mit einer Führung 29 für das aufzubringende flächige Material versehen. Während der Behandlung der Elektrode dient der Zylinder 32 dazu, den Unterrahmen 27 und hierdurch die Rollen gegen die Elektrode 28 zu drücken. Damit die Rollen sich gleichmäßig gegen die Elektrode legen können, sind sie über Druckfederbügel 30 an den Unterrahmen 27 befestigt. Nur ein Federbügel dieser Art ist dargestellt, jedoch können gegebenenfalls mehrere Druckfederbügel verwendet werden.
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Claims (10)

  1. -9 - 7341019
    Patentansprüche
    ΓΐJ Vorrichtung zur Behandlung von Formkörpern aus Kohle, gekennzeichnet durch einen Rahmen (1), mehrere Rollen (4,5*6), die achsparallel am Rahmen (1) befestigt sind und sich gegen den zu behandelnden Formkörper legen können, und an den Rahmen angebaute Vorrichtungen zur Durchführung einer Oberflächenbehandlung am Formkörper .
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Behandlung von Graphitelektroden als Formkörper dient.
  3. J), Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) eine allgemein rechtwinklige oder runde Form hat.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (31) als versetzte Gruppen an Unterrahmen (27) befestigt sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (4,5*6) einzeln oder in Gruppen montiert sind, wobei jede Rolle oder Gruppe von Rollen einzeln gegen den zu behandelnden Formkörper gedrückt werden kann.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (4,5,6,31) aus abgebundenem Graphit bestehen.
  7. 7. Verfahren zur Behandlung von rotationssymmetrischen Formkörpern aus Kohle zur Aufbringung eines Schutzüberzuges oder Schutzbelages, dadurch gekennzeichnet, daß man den Formkörper in den Rahmen der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 6 so einsetzt, daß seine Achse parallel zu den Achsen der Rollen verläuft, und den Formkörper relativ zum Rahmen dreht, während die
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    behandlung darauf vorgenommen wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Graphitelektroden behandelt werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen feststehend gehalten und die Elektrode durch Bauteile innerhalb des Rahmens gedreht wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode feststehend gehalten und der Rahmen oder ein Teil des Rahmens um die Elektrode gedreht wird.
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