DE2461420A1 - Verfahren zur herstellung von wassergekuehlten kontaktbacken fuer schmelzoefen - Google Patents

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

2- 15Λ 20. Dez.

Verfahren zur Herstellung von wassergekühlten Kontaktbacken für Schmelzofen

Die Erfindung betrifft ein .Verfahren zur Herstellung von wassergekühlten Kontaktbaclei aus elektrisch gut leitendem Material wie Kupfer oder einer Kupferlegierung für elektrodenbeheizte Schmelzofen.

Bei elektrischen Lichtbogen-und Reduktionsofen erfolgt der Stromübergang zu den Elektroden in der Regel über Kontaktbacken, die mittels eines Druckstückes durch Federkraft oder hydraulisch an die Kontaktflächen angepreßt werden.

Die im Handel befindlichen Kontaktbacken für Reduktionsofen sind aus Formguß hergestellt, bei denen der Kühlmittelkreislauf in der Regel durch ein Rohrsystem gebildet wird, welches vom Kupfer bzw. der Kupferlegierung umgössen ist. Diese Ausführung setzt voraus, daß eine möglichst innige Verschmelzung des Rohrwerkstoffs mit dem Metall der Kontaktbacke erfolgt, um den gewünschten Wärmeübergang von der Kontaktbacke zu der wärmeabführenden Kühlflüssigkeit zu gewährleitsten. Um eine wirksame Wärmeabführung auf das durchströmende Kühlmedium zu erreichen, reicht ein mechanischer Kontakt zwischen dem gegossenen Metall der Kontaktbacke und dem Rohr vielfach nicht aus, sondern es muß ein metallurgischer Diffusionsverbund zwischen den beiden Werkstoffen zustande kommen. Trotz aller entwickelten Verfahrensweisen ist es bisher jedoch nicht gelungen, eine innige Verschmelzung zwischen dem Rohrwerkstoff und dem Gußmetall der Kontaktbacke zu erreichen. Somit wird

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der Wärmeabfluß von der Kontaktbacke auf das kühlmittelführende Rohr weitgehend verhindert. Diese Fertigung führt häufig zu Zerstörungen und zum Ausfall der Kontaktbacken. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist eine Kontakbacke bekanntgeworden, die aus einem hochfesten und dichten Werkstoff hergestellt und mit Kühlkanälen versehen ist, die durch spanende Bearbeitung, wie Bohren, in die Kontaktbacken eingebracht sind. (DAS 1 440 979)

Für Kontaktbacken, die ringförmig um die Elektrode angeordnet sind und die bei den Reduktionsofen Verwendung finden, konnten sich die nach diesem Verfahren hergestellten Kontaktbacken gegenüber den gegossenen Kontaktbacken nicht durchsetzen, weil die Gußbackenform sich als geschmiedete Backe nicht wirtschaftlich fertigen ließ.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, qualitativ hochwertige wassergekühlte Kontaktbacken in wirtschaftlicher Weise herzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung zunächst aus einem gegossenen Rohling ein Ring durch Freiformschmieden hergestellt, der Ring innen so weit ausgedreht wird, daß der Krümmungsradius des Ringes dem der an den Elektroden des Ofens anliegenden Fläche der Kontaktbacke nahezu entspricht und anschliessend der Ring in der Breite der Kontaktbacken entsprechende Segmente zerteilt wird. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es glungen, die Herstellungskosten für geschmiedete Kontaktbacken so weit herabzusenken, daß sie den gegossenen Kontaktbacken, denen sie qualitativ weit überlegen sind, preislich vergleichbar sind. Dies wird dadurch erreicht, daß zunächst der geschmiedete Ring spänen! bearbeitet wird und aus diesem Ring eine Vielzahl von Kontaktbacken in Form von Segmenten ausgeschnitten werden.

Nach einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung wird

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der gegossene Rohling zunächst gestaucht, darauf gelocht und dann durch Roll-Dorn-Freiformschmieden zum Ring geschmiedet. Auf diese Weise kann ein Ring als Vorprodukt geschmiedet werden, welcher ein äußerst dichtes .Gefüge aufweist und dessen innerer Krttmmungradius dem Krümmungsradius der fertigen Kontaktbacke nahezu entspricht, wodurch der Materialabfall auf ein Minimum reduziert ist. Es ist weiterhin vorteilhaft, den Ring im selben Arbeitsgang wie das Ausdrehen an seinen Stirnflächen auf das Maß der Höhe der Kontaktbacken abzudrehen. Die Kühlkanäle können in die Stirnfläche des Ringes eingebracht werden. Es hat sich aber als zweckmäßiger erwiesen, die Kühlkanäle in die Segmente von zumindest einer Stirnfläche aus durch Tiefbohren einzubringen.

Zu einer besonders wirtschaftlichen Ausführung gelangt man, wenn der Ring zunächst innen fertiggedreht, außen grob vorgedreht, darauf der Ring in mehrere Teilringe unterteilt, die Teilringe fertiggedreht und anschließend die Segmente herausgeschnitten werden. Schmiede- und Dreharbeiten lassen sich so wesentlich kostengünstiger durchführen.

Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 bis 9 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuteri.

Ein gegossener Rohling 1, beispielsweise aus hochiextfähige» Kupfer wird zunächst in erwärmtem Zustand in einem oder mehreren Arbeitsgängen gestaucht. Das gestauchte Werkstück 2 wird dann in einem nachfÜLgenden Arbeitsgang gelocht (s. Figur 3). Das gelochte Werkstück 3 wird darauf in erwärmtem Zustand durch Roll-Dorn-Freiformschmieden auf die gewünschten Vordrehmaße geschmiedet. Dieser Schmiedevorgang wird so lange fortgeführt, bis das geschmiedete Werkstück k in seinen Abmessungen den Abmessungen der zu fertigenden Kontaktbacke nahezu entspricht, d.h. Höhe, innerer und äußerer Krümmungsradius.

Durch die Verformung in zwei Richtungen wird ein äußerst dichtes Gefüge erhalten. Durch die Anpassung der Abmessungen des Werkstücks k an die Abmessungen der fertigen Kontaktbacke wird der Materialabfall auf ein Minimum reduziert.

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Aus dem rd ngf örrnigen Werkstück 4 werden in einem nachfolgenden Arbeitsgang Segmente 5 herausgeschnitten, deren Breite der Breite der Kontaktbacken entspricht.

In der Figur 5 ist die Anzahl der aus einem Ring 4 herausgeschnittenen Segmente 5 wahlweise mit 8 angegeben. Diese Anzahl stellt keinerlei Beschränkung dar, sondern es können aus einem Ring 4 bis au zwanzig oder mehr Segmente 5 heraus getrennt werden, je nach Abmessung und Ausbildung der zu fertigenden Kontaktbacken.

In die Segmente 5 werden dann, wie es in den Figuren 7 bis schematisch dargestellt ist, zunächst von der Stirnseite aus Sackbohrungen 7 eingebracht, die der Führung eines Kühlmediutns für die Kontaktbacken dienen sollen. Die Sackbohrungen 7 werden an ihrem Ende durch eine Verbindungsbohrung 8 miteinander verbunden, die ihrerseits bei 9 abgedichtet wird, so daß sich ein Kühlmittelkreislauf bildet. Rohrstücke 10, die mit dem Ende der Sackbohrungen 7 verschweißt werden, dienen zum Anschluß der Kühlmittel Zu- bzw. Ableitungen.

Die Segmente 5 können vor oder nach dem Tiefbohren noch an ihrer den Elektroden abgekehrten Seite spanend bearbeitet werden, so daß ein Ansatz 11 verbleibt, der zur Halterung der Kontaktbacken an der Elektrode herangezogen wird. Vorteilhafterweise wird diese spanende Bearbeitung aber am Ring 4 durchgeführt.

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Claims (6)

Kabel- und Metall werke Gutehoffnungshütte Alt ti enge sei !schaft 2-154 20. Dez Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von wassergekühlten Kontaktbacken aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer oder einer Kupferlegierung für elektrodenbeheizte Schmelzöfen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einem gegossenen Rohling (l) ein Ring (4) durch Freiformschmieden hergestellt, der Ring (4) innen so weit ausgedreht wird, daß der Krümmungsradius des Ringes (4) dem der an den Elektroden des Ofens anliegenden Fläche der Kontaktbacke nahezu entspricht und anschließend der Ring (4) in der Breite der Kontaktbacken entsprechende Segmente (5) zerteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Rohling (l) zunächst gestaucht, darauf gelocht und dann durch Roll-Dorn-Freiformschmieden zum Ring (4) geschmiedet wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (4) an seinen Stirnflächen auf das Maß der Höhe der Kontaktbacke abgedreht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Segmente (5) von zumindest einer Stirnfläche aus Kühlkanäle (7) durch Tiefbohren eingebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (4) zunächst innen fertigge-

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dieht, außen grob vorgedreht, dcirauf der Ring Lu mein ι ι · Teilringe unterteilt, die Teilringe f er ti ggedr eilt um! m schließend die Segmente herausgeschnitten werden,

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