DE3144926A1

DE3144926A1 - Graphite electrode for use in an electrode holder on an electric furnace

Info

Publication number: DE3144926A1
Application number: DE19813144926
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. 71670 Issy-L'Evéque Burgmann; Uwe Dr.-Ing. Reimpell; Otto Dr.-Ing. 6466 Gründau Stenzel; Anton 6450 Hanau Wamser
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1980-11-17
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE3144926C2

Abstract

The invention relates to a graphite electrode which is assembled from pieces by means of graphite nipples. The electrode can be lengthened by in each case adding one new piece to the upper end, and can be connected in a positively locking manner to an electrode holder of an electric furnace, by means of this end. In order to achieve the object of not having to use any specially shaped top electrode piece and not having to isolate a threaded connection consisting exclusively of graphite, it is proposed according to the invention that the graphite nipple be arranged such that it projects out of the top piece and, in addition to the upper thread, have a supporting surface by means of which a part of the electrode holder that does not consist of graphite can be engaged in a positively locking manner. At the same time, the nipple may represent a special part and have an upper and a lower thread; however, it may also be integral with the electrode piece and have only an upper thread.

Description

" Grafitelektrode für den Einsatz in einen Elektroden- "Graphite electrode for use in an electrode

halter eines Elektroofens II Die Erfindung betrifft eine Grafitelektrode, die aus Teilstücken mittels Grafit-Nippeln zusammengesetzt ist, die ein oberes Gewinde aufweisen, und die durch Ansetzen jeweils eines neuen Teilstücks am oberen Ende verlängerbar und mit ihrem oberen Ende mit einem Elektrodenhalter eines Elektroofens formschlüssig verbindbar ist. holder of an electric furnace II The invention relates to a graphite electrode, which is composed of parts by means of graphite nipples, which have an upper thread have, and by attaching a new section at the top extendable and with its upper end with an electrode holder of an electric furnace is positively connectable.

Grafitelektroden werden im Gegensatz zu Abschmelzelektroden häufig als "Permanentelektroden" bezeichnet, obwohl auch sie einem ständigen Verbrauch unterliegen. Der Verbrauch geschieht durch allmählichen Abbrand an der Elektrodenspitze und teilweise auch am Elektrodenumfang, wobei die Stärke des Abbrandes von unten nach oben abnimmt. Ein Teil des Elektrodenver- brauchs ist allerdings auch auf einen Bruch der Elektrode zurückzuführen, der dann meist eine Beendigung des Schmelzverfahrens nach sich zieht. In jedem Fall muß der verbrauchte bzw. gebrochene Elektrodenteil ersetzt werden. Dabei ist größenordnungsmäßig davon auszugehen, daß bei sogenannten offenen Lichtbogenöfen die Elektrodenkosten ca, 17 % der gesamten Betriebskosten des Ofens betragen.In contrast to consumable electrodes, graphite electrodes are common referred to as "permanent electrodes", although they too are subject to constant consumption subject. Consumption occurs through gradual burn-off at the tip of the electrode and partly also on the electrode circumference, the strength of the burn from below decreases towards the top. Part of the electrode is necessary, however can also be traced back to a break in the electrode, which then usually ends the melting process entails. In any case, the used or broken Electrode part to be replaced. In terms of magnitude, it can be assumed that with so-called open arc furnaces the electrode costs approx. 17% of the total Operating costs of the furnace.

Bei Grafitelektroden der eingangs beschriebenen Art werden die Teilstücke durch Grafit-Nip.pel mitein.ander verbunden, welche die Form von zwei Kegelstümpfen haben, die an ihren größten Basisflächen ineinander übergehen. Die beiden Mantelflächen sind mit je einem konischen Gewinde versehen. Die Elektrodenteilstücke besitzen an beiden Enden komplementäre Gegengewinde, durch die sie mit den Nippeln in der Weise verschraubbar sind, daß der größte Durchmesser der Nippel in der Trennfuge zwischen zwei Teilstücken liegt. Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Gewindeverbindung nur außerordentlich schwer wieder zu lösen ist, insbesondere dann, wenn di& Elektrode bereits in Betrieb genommen wurde und die Gewindeverbindung eine höhere Temperatur angenommen hatte.In the case of graphite electrodes of the type described at the outset, the sections connected by graphite nipples, which have the shape of two truncated cones which merge into one another at their largest base areas. The two outer surfaces are each provided with a conical thread. Own the electrode sections complementary mating threads at both ends through which they connect to the nipples in the Way can be screwed that the largest diameter of the nipple in the parting line lies between two sections. It has been shown that such a threaded connection is extremely difficult to solve again, especially if di & Electrode has already been put into operation and the threaded connection has a higher one Temperature had assumed.

In den meisten Fällen werden derartige zusammengesetzte Grafitelektroden mittels ihrer Mantel fläche gehalten, über die auch der Betriebsstrom zugeführt wird. Eine derartige Elektrodenhalterung ist in der DE-AS 23 03 509 beschrieben; sie bedingt einen relativ komplizierten Mechanismus zum Ansetzen und zum Nachschieben der einzelnen Elektroden-Teilstücke.In most cases such composite graphite electrodes are used held by means of their jacket surface, via which the operating current is also supplied will. Such an electrode holder is described in DE-AS 23 03 509; it requires a relatively complicated mechanism for attaching and pushing of the individual electrode sections.

Zur Vereinfachung des.Antriebs und zur Verbesserung der Regelbarkeit des Elektrodennachschubs ist es wünschenswert, die Elektrode mit ihrem Ende in einen Elektrodenhalter einzusetzen, der die axiale Verlängerung der Elektrode darstellt.To simplify the drive and improve controllability of the electrode replenishment, it is desirable to put the electrode with its end in one Use electrode holder, which represents the axial extension of the electrode.

Ein Elektrodenhalter, der im Prinzip auch für die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung brauchbar ist, ist-in der DE-PS 1 293 360 für die Halterung von metallischen Abschmeizelektroden beschrieben. Das Konstruktionsprinzip hat sich wegen der Unterteilung in einen die Kräfte aufnehmenden Teil und einen gekühlten stromführenden Teil bestens bewährt.An electrode holder, which in principle also for the inventive Clamping device is useful is-in DE-PS 1 293 360 for the bracket of metallic ablation electrodes. The design principle has become because of the division into a force-absorbing part and a cooled part current-carrying part has been tried and tested.

Durch die DE-OS 28 11 877 ist ein ähnlicher Elektrodenhalter bekannt, der für die eingangs beschriebene Einspannvorrichtung an Grafitelektroden geeignet ist. Bei der dort offenbarten Grafitelektrode sind die Nippel massiv ausgeführt, und auf den obersten Nippel ist ein speziell geformtes Elektrodenteilstück aufgeschraubt, welches Schaft und Kopf einer Zugschraube bzw. eines Zugankers umschließt. Damit das betreffende Elektrodenteilstück die mechanischen Beanspruchungen überhaupt ertragen kann, ist ein besonders geformtes metallisches Anschlußstück vorgesehen, welches mit einem Kragen den oberen Rand des Elektrodenteilstück auf einer konischen Berührungsfläche übergreift. Um ein neues Elektrodenteilstück ansetzen zu können, muß das speziell geformte Elektrodenteilstück vom Nippel gelöst werden, was meist nur unter Zerstörung dieses Teilstücks möglich ist. Der Ausbau dieses Teilstücks ist auch aus dem Grunde erforderlich, um den Zuganker und das Anschlußstück erneut verwenden zu können. Bezüglich der Problematik beim Lösen einer aussch ;eßlich aus Grafit bestehenden Gewinde- verbindung hat sich die bekannte Konstruktion daher als verbesserungsbedürftig erwiesen.From DE-OS 28 11 877 a similar electrode holder is known, suitable for the clamping device on graphite electrodes described above is. In the graphite electrode disclosed there, the nipples are solid, and a specially shaped electrode section is screwed onto the top nipple, which encloses the shaft and head of a tension screw or a tie rod. In order to the electrode section in question can withstand the mechanical loads at all can, a specially shaped metallic connector is provided which with a collar the upper edge of the electrode section on a conical contact surface overlaps. In order to be able to attach a new electrode section, it must be special shaped electrode section can be detached from the nipple, which is usually only with destruction this section is possible. The expansion of this section is also for the reason required in order to be able to use the tie rod and the connection piece again. Regarding the problem of solving an exclusively made of graphite Thread- connection has the well-known construction therefore as Proven to be in need of improvement.

Durch die CH-PS 153 951 ist eine Grafitelektrode bekannt, deren identische Teilstücke durch Grafit-Nippel miteinander- verbunden sind. Zum Nachspannen der Nippelverbindung greift ein aus Eisen bestehender Zuganker durch Bohrungen in den dazwischenliegenden Teilstücken hindurch in denjenigen Nippel ein, der im untersten Elektrodenteil befestigt ist. Dies setzt voraus, daß'sämtliche Elektrodenteilstücke durchbohrt sind, um den metallischen Zuganker bis zum untersten Nippel führen zu können.Through the CH-PS 153 951 a graphite electrode is known whose identical Pieces are connected to one another by graphite nipples. For re-tensioning the An iron tie rod engages through holes in the nipple connection intermediate pieces through into the nipple that is in the lowest Electrode part is attached. This assumes that all of the electrode sections are pierced to lead the metallic tie rod to the lowest nipple can.

Weiterhin ist ein häufiges Ansetzen neuer Elektrodenteilstücke erforderlich, da der eiserne Zuganker entfernt werden muß, bevor die Abbrandstelle der Elektrode die Mutter für den Zuganker im untersten Nippel erreicht. Der durchgehende Zuganker verhindert das Einspannen des oberen Elektrodenendes in eine Stromzuführung, weil in diesem Falle der Heizstrom den Weg des geringsten Widerstandes wählen und über den Zuganker fliessen würde, der einer solchen Belastung durch Wärmeentwicklung nicht standhalten würde.Furthermore, a frequent attachment of new electrode sections is necessary, since the iron tie rod must be removed before the electrode burns off reached the nut for the tie rod in the lowest nipple. The continuous tie rod prevents the upper end of the electrode from being clamped in a power supply because in this case the heating current choose the path of least resistance and over the tie rod would flow, which would be exposed to such a load by heat generation would not withstand.

Folgerichtig ist in der genannten Schrift angegeben, daß der jeweils obere Nippel in den im Betrieb befindlichen Elektrodenteil eingeschraubt wird, woraus zu schliessen ist, daß nur das unterste Elektrodenteilstück in eine Kontakt- und Haltevorrichtung eingesetzt ist.It is consequently stated in the cited document that the respective upper nipple is screwed into the electrode part in operation, from which it is to be concluded that only the bottom electrode section is in a contact and Holding device is used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Elektrodenkonstruktion nach der DE-OS 28 11 877 dahingehend zu verbessern, daß unter Beibehaltung der Elektrodeneinspannung mit ihrem oberen Ende in eine Stromzuführung kein besonders geformtes oberstes Elektrodenteilstück mehr benötigt wird, welches für Heizzwecke nicht verwendet werden kann und bei der außerdem keine Trennung einer ausschließlich aus Grafit bestehenden Gewindeverbindung erforderlich ist. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs angegebenen Einspannvorrichtung erfindungsgemäß da- durch, daß der Grafit-Nippel aus dem obersten Teilstück hervorstehend angeordnet ist und zusätzlich zum oberen Gewinde eine Tragfläche aufweist, mit der ein nicht aus Grafit bestehendes Teil des Elektrodenhalters formschlüssig in .Eingriff bringbar ist.The invention is therefore based on the object of the electrode construction according to DE-OS 28 11 877 to the effect that while maintaining the electrode clamping with its upper end in a power supply no specially shaped uppermost electrode section more is needed, which cannot be used for heating purposes and when in addition, no separation of a thread connection consisting exclusively of graphite is required. The task at hand is solved with the one specified at the beginning Clamping device according to the invention through that the graphite nipple is arranged protruding from the uppermost section and in addition to the upper Thread has a bearing surface with which a non-graphite part of the electrode holder can be brought into engagement with a positive fit.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt die formschlüssige -Einspannung nicht über eine Gewindeverbindung Graft-Graftit und auch nicht über das obere Gewinde, sondern über eine speziell angeformte Tragfläche, die der hohen Flächenbelastung weitaus besser angepaßt werden kann, wie die Ausführunsbeispiele noch zeigen werden, sowie über nicht aus Grafit, d.h. In the solution according to the invention, the form-fitting clamping takes place not via a Graft-Graftit thread connection and also not via the upper thread, but via a specially shaped wing that allows for the high wing loading can be adapted much better, as the examples will show, as well as not made of graphite, i.e.

vorzugsweise aus Metall bestehenden Teilen. preferably made of metal parts.

Ein besonders geformtes oberes Elektrode.nteilstück, welches aus wirtschatlichen Erwägungen mehrfach benutzt werden müßte, wird nicht mehr benötigt. Das jeweils oberste Elektrodenteilstück wird durch "Annippeln" weiterer Teilstücke allmählich nach unten verlagert und verbraucht, so daß sich an dem am stärksten belasteten oberen Elektrodenende stets ein neues Teilstück befindet. Auch die Nippel wandern allmählich mit den Elektrodenteilstücken in die Brennzone des Lichtbogens, wo sie verbraucht werden. Vor allem aber ist die Lösung einer Grafit-Grafit-Gewindeverbindung nicht mehr erforderlich. Die Zahl der Elektrodenbrüche beim Einsetzen eines neuen Teilstücks und beim Betrieb geht erheblich zurück. Auch wird kein.solches Anschlußstück mehr benötigt, welches das obere Elektroden-Teilstück mittels einer Konusfläche unter Ereugung radial naCh innen gerichteter Druckkräfte übergreift. Hierbei ist zu beachten, daß jede Passung zwischen Teilen aus Metall und aus Grafit unter dem Mangel unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten und Elastizitätsmoduln leidet, w durch weitere Störungsmöglichkeiten gegeben sind.A specially shaped upper electrode section, which is made of economical Considerations would have to be used several times is no longer required. That each The topmost electrode section is gradually "nipped in" with further sections shifted downwards and consumed, so that at the most heavily burdened There is always a new section at the top of the electrode. The nipples migrate too gradually move the electrode sections into the focal zone of the arc where they are are consumed. Above all, however, the solution is a graphite-graphite thread connection not necessary anymore. The number of electrode breaks when inserting a new one Partly and during operation goes back considerably. Also there will be no such connector more is required, which the upper electrode section by means of a conical surface overlaps with the creation of pressure forces directed radially towards the inside. Here is Note that any fit between metal and graphite parts under the Suffers from a lack of different expansion coefficients and moduli of elasticity, w are given by further disturbance possibilities.

Das Ansetzen eines neuen Teilstück .iEt SelastvSrständlich nur dann möglich, wenn die Elektrode aus dem Elektrodenhalter herausgenommen ist. In diesem Fall ist es lediglich noch erfordersich, auf die obere Nippelhälfte ein neues Teilstück aufzuschrauben. Sofern ein besonderer Zuganker vorhanden ist, wie bei einigen Ausführungsbeispielen, ist dieser zuvor aus dem zuletzt obersten Nippel auszubauen und in in den nachfolgend obersten Nippel wieder einzusetzen. Die verlängert Elektrode kann alsdann erneut in den Elektrodenhalter eingesetzt und der metallurgische Prozeß fortgesetzt werden.The preparation of a new section .iEt SelastvSrlich only then possible when the electrode is removed from the electrode holder. In this In this case, it is only necessary to put a new section on the upper half of the nipple unscrew. If a special tie rod is available, as in some embodiments, this must first be removed from the last upper nipple and in the following insert top nipple again. The extended electrode can then be renewed inserted into the electrode holder and the metallurgical process continued.

Im Gegensatz beispielsweise zur CH-PS 153 951 müssen keine vollständig durchbohrten Elektrodenteilstücke verwendet werden, die die Herstelikosten verteuern und den Abbrand erhöhen. Weiterhin wird auch kein von oben nach unten durchgehender Zuganker benötigt, der rechtzeitig vor dem Verbrauch des untersten Elektrodenteilstücks herausgeschraubt werden muß. Vielmehr ist es beim Erf-indungsgegenstand möglich, nicht nur das unterste Elektrodenteilstück vollständig zu verbrauchen, sondern gegebenenfalls auch noch weitere Elektrodenteilstücke, bevor neue Elektrodenteilstücke am oberen Elektrodenende angesetzt werden -müssen.In contrast, for example, to CH-PS 153 951, no complete pierced electrode sections are used, which increase the manufacturing costs and increase the burn-up. Furthermore, none of them become more continuous from top to bottom Tie rod required in good time before the lowest electrode section is used up must be unscrewed. Rather, it is possible with the subject matter of the invention, not only to use up the bottom part of the electrode completely, but if necessary also more electrode sections before new electrode sections on the upper one The end of the electrode must be attached.

Hierdurch wird die Betriebssicherheit beträchtlich erhöht. Es ist nämlich auch kein Nachspannen des Zugankers während des Schmelzbetriebes erforderlich, was bei einer Einspannung des obersten Elektrodenendès beim Stande der Technik unmöglich wäre. Ein Nachspan.nen ist beim Stande der Technik schon aus dem Grunde erforderlich, weil Grafit und das Material des Zugankers beträchtl ich voneinander verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben. Es ist absolut ausgeschlossen, daß Material des Zugankers oder der Mutter für den Zuganker beim Abschmelzen der Elektrodenteil in das Schmelzbad geraten.This considerably increases operational reliability. It is namely no re-tensioning of the tie rod required during the melting operation, which is impossible in the prior art when the uppermost electrode end is clamped were. With the state of the art, re-tensioning is necessary for the reason that because graphite and the material of the tie rod are considerably different from each other Have expansion coefficients. It is absolutely impossible that material of the Tie rod or the nut for the tie rod when melting the electrode part in the weld pool.

Bei einer bevorzugten Lösung, bei der ein aus dem oberen Elektrodenende herausragender Zuganker und ein Anschlußstück vorhanden sind, welches gemäß der DE-OS 28 11 877 in den Elektrodenhalter formschlüssig einsetzbar ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn mindestsn der oberste Nippel auf mindestens einem Teil seiner Länge mit einer Längsbohrung versehen ist, in die der Zuganker formschlüssig unter Abstützung an der Tragfläche einsetzbar ist. Hierbei stellt der Zuganker ein die Festigkeit des Nippels unterstützendes Bauteil dar, weil der oberhalb der Tragfläche liegende Teil nur noch auf Druck beansprucht wird,-was der spröde Grafit besser verträgt.In a preferred solution, one of the upper end of the electrode outstanding tie rod and a connector are available, which according to the DE-OS 28 11 877 can be positively inserted into the electrode holder, it is special advantageous if at least the top nipple is on at least part of it Length is provided with a longitudinal bore into which the tie rod is positively below Support on the wing can be used. Here the tie rod adjusts the Strength of the nipple supporting component, because the above the wing The lying part is only subjected to pressure, which is better for the brittle graphite tolerates.

Für den besonders vorteilhaften Fall, daß der Nippel im wesentlichen nur noch durch Druckkräfte beaufschlagt werden soll, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß der Nippel auf seiner gesamten Länge durchbohrt ist und im Bereich seiner Unterseite eine beispielsweise metallische Mutter aufweist, in die der Zuganker einschraubbar ist. Der Werkstoff der Mutter wird beim Betrieb der Elektrode aufgeschmolzen, sobald er in eine Zone der Elektrode kommt, die eine hierf-ür ausreichende Temperatur hat. Sobald der Hohlraum, in dem die Mutter sich befindet, durch den Abbrand der Elektrode geöffnet wird, fließt der Werkstoff der Mutter in die behandelte Schmelze ab.For the particularly advantageous case that the nipple essentially is only to be acted upon by compressive forces according to the further invention proposed that the nipple pierced along its entire length and has, for example, a metallic nut in the area of its underside, into which the tie rod can be screwed. The mother's material is used during operation of the electrode melted as soon as it comes into a zone of the electrode, the one has sufficient temperature for this. Once the cavity in which the mother is is opened by the erosion of the electrode, the material flows Nut into the treated melt.

Für den Fall, daß metallische Teile im Bereich der Elektrode nicht mit abgeschmolzen werden sollen, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß entweder die Mutter aus einem nichtmetallischen Werkstoff besteht, oder daß der Nippel im Bereich seiner aus dem darunterliegenden Teilstück herausragenden Länge mit einer Querbohrung -versehen ist, in die ein Metallbolzen lösbar eingesetzt ist, mit der der Zuganker formschlüssig verbindbar ist. Hierbei handelt es sich i.m einfachsten Fall um eine sigenannte Keilverbindung, d.h. beim Ausbau des Zugankers wird der Metallbolzen aus der Querbohrung herausgetrieben und infolgedessen nicht mit umgeschmelzen.In the event that metallic parts in the area of the electrode are not are to be melted off, it is proposed according to the further invention, that either the mother consists of a non-metallic material, or that the nipple in the area of its protruding from the sub-section below Length is provided with a transverse hole into which a metal bolt is detachably inserted is, with which the tie rod can be positively connected. This is it In the simplest case, a so-called wedge connection, i.e. when removing the tie rod the metal bolt is driven out of the transverse hole and, as a result, not with remelted.

Eine besonders elegante und rasch durchzuführende Befestigungsart der Einspannvorrichtung ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel mit einer Stufenbohrung versehen ist, in die ein spreizbarer Zuganker formschlüssig einsetzbar ist Der Zuganker hat hierbei die Funktion eines. Dübels, wobei die Festigkeit der Verbindung noch dadurch erhöht werden kann, daß die Stufenbohrung mit mehreren Stufen ausgeführt ist, in die entsprechende Vorsprünge an den spreizbaren Teilen des Zugankers in Eingriff bringbar sind.A particularly elegant type of fastening that can be carried out quickly the clamping device is characterized according to the further invention, that the nipple is provided with a stepped bore into which an expandable tie rod can be used positively. The tie rod has the function one. Dowel, whereby the strength of the connection can be increased by that the stepped bore is designed with several steps in the corresponding projections can be brought into engagement on the expandable parts of the tie rod.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen offenbart. Further advantageous refinements of the subject matter of the invention are disclosed in the remaining subclaims.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 7 näher erläutert. Embodiments of the subject matter of the invention are given below explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 7.

Es zei.gen: Figur 1 einen Vertikalschnitt durch das obere Elektrodenende mit der Einspannvorrichtung und durch den ofenseitigen Elektrodenhalter, Figur 2 eine Variante der Einspannvornchtung gemäß Figur 1 mit einem Zuganker, der in einen Metallbolzen im oberen Mittelteil eingeschraubt ist, gleichfalls im Vertikalschnitt, Figur 3 eine Darstellung analog Figur 2, jedoch mit einer Einspannvorrichtung, die einen spreizbaren Zuganker aufweist, Figur 4 einen Vertikalschnitt durch einen Elektrodenhalter mit den zugehörigen Antriebseinrichtungen Figur 5 einen Teilausschnitt aus dem unteren Ende eines Elektrodenhalters mit einer in den Elektrodenhalter integrierten spreizbaren Halterung und ihren Antriebsmitteln und Figur 6 einen Teilausschnitt weitgehend analog Fig..5, jedoch mit dem Unterschied, daß in kinematischer Umkehrung der Verhältnisse die spreizbare Halterung den Nippel durch Einwärtsbewegung erfaßt, und Figur 7 eine modifizierte Version, bei der der Nippel und das Elektrodenteilstück aus einem Stück bestehen. It shows: FIG. 1 a vertical section through the upper end of the electrode with the clamping device and through the electrode holder on the furnace side, Figure 2 a variant of the Einspannvornchtung according to Figure 1 with a tie rod that is in a Metal bolt is screwed in the upper middle part, also in vertical section, FIG. 3 shows a representation analogous to FIG. 2, but with a clamping device which has an expandable tie rod, FIG. 4 shows a vertical section through an electrode holder with the associated drive equipment Figure 5 is a partial section from the lower end of an electrode holder with one integrated into the electrode holder expandable bracket and its drive means and Figure 6 is a partial section largely analogous to Fig. 5, but with the difference that in a kinematic reversal the conditions the expandable holder grips the nipple by inward movement, and FIG. 7 shows a modified version in which the nipple and the electrode section consist of one piece.

In Figur 1 ist ein aus Grafit bestehendes oberes Teilstück 1 einer Grafitelektrode 2 dargestellt, die aus mehreren solchen Teilstücken zusammengesetzt ist. Der Zusammenhalt geschieht an den Berührungsstellen von jeweils zwei Stirnflächen 3 durch gleichfalls aus Grafit bestehende Nippel 4, die die Form -zweier Kegelstümpfe besitzen, die an der Stelle ihrer größten Basisflächen ineinander übergehen. Die Mantelflächen der Kegelstümpfe werden durch Gewinde 4a und 4b gebildet. Der größte Durchmesser des Nippels liegt jeweils in der Stirnfläche 3.In FIG. 1, an upper section 1 made of graphite is a Graphite electrode 2 shown, which is composed of several such sections is. The cohesion takes place at the contact points of two end faces 3 by nipples 4, also made of graphite, which have the shape of two truncated cones possess which merge into one another at the point of their largest base areas. the The lateral surfaces of the truncated cones are formed by threads 4a and 4b. The biggest The diameter of the nipple lies in the end face 3 in each case.

Am obe-ren Ende der Grafitelektrode 2 befindet sich zunächst kein weiteres Teilstück, so daß der Nippel 4, wie in Figur 1 gezeigt, mit der oberen Hälfte bzw. dem Gewinde 4a aus dem derzeit obersten Teilstück 1 herausragt. Es besteht infolgedessen nur an der Stelle des Gewindes 4b eine Verbindung Grafit-Grafit, die nachfolgend nicht mehr gelöst zu werden braucht.There is initially no at the upper end of the graphite electrode 2 further section, so that the nipple 4, as shown in Figure 1, with the upper Half or the thread 4a protrudes from the currently uppermost section 1. It exists consequently only at the point of the thread 4b a connection graphite-graphite, the subsequently no longer needs to be resolved.

Der Nippel 4 besitzt eine Längsbohrung 5, die an ihrem unteren Ende eine Erweiterung 5a besitzt, in die eine aus Metall bestehende Mutter 6 eingesetzt ist. Durch die Längsbohrung 5 ist mit Radialspiel ein 7uganker 7 hindurchgeführt, der mittels eines an seinem unteren rnde befindlichen Gewindes 7a in die Mutter 6 eingeschraubt ist. Die Auflagefläche für die Mutte 6 ist in diesem Fall die erfindungswesentliche Tragfläche 32.The nipple 4 has a longitudinal bore 5 at its lower end has an extension 5a into which a metal nut 6 is inserted is. A 7u anchor 7 is passed through the longitudinal bore 5 with radial play, which by means of a thread 7a located at its lower end into the nut 6 is screwed in. The contact surface for the nut 6 is essential to the invention in this case Wing 32.

Der aus einem meta11ischen werkstoff bestehende Zuganker ist außerdem noch durch ein gleichfalls aus Metall bestehendes, rotationssymmetrisches Anschlußstück 8 hindurchgeführt, welches er mittels seines Kopfes 7b gegen die obere Stirnfläche des Nippels 4 preßt. Zur Vergleichmäßigung der Kräfteverteilung befinden sich an dieser Stelle noch zwei nicht näher bezeichnete Unterlegscheiben. Das Anschlußstück 8 besitzt zwei unterschiedliche Durchmesser, die mittels einer Torusfläche ineinander übergehen, wobei sich der größere Durchmesser am oberen Ende des Anschlußstücks befindet. Die bisher beschriebenen Teile bilden hinsichtlich ihres Zusammenwirkens eine zur Elektrode gehörende Einspannvorrichtung 9, d.h. es ist die Möglichkeit gegeben, das Anschlußstück 8 und die an ihm hängende Grafitelektrode 2 in einem zum Ofen gehörenden Elektrodenhalter 10 mittels mehrerer auf den Umfang verteilter Klemmkörper 11 zu hal-ten, die als beispielsweise als Kugeln ausgebildet sind.The tie rod made of a metal material is also by a rotationally symmetrical one that is also made of metal Connector 8 passed, which he by means of his head 7b against the upper The face of the nipple 4 presses. To make the distribution of forces even At this point there are two washers that are not specified in detail. The connector 8 has two different diameters that interlock by means of a torus surface pass over, with the larger diameter at the upper end of the connection piece is located. The parts described so far form in terms of their interaction a jig 9 belonging to the electrode, i.e. it is the possibility given, the connector 8 and the graphite electrode 2 hanging on it in one Electrode holder 10 belonging to the furnace by means of several electrodes distributed around the circumference To hold clamping bodies 11, which are designed as, for example, balls.

Der Elektrodenhalter 10 besteht aus einem doppelwandigen Stromführungsrohr 12 mit einem Kühlmittelhohlraum 13, in dem sich ein zylindrisches Leitblech 14 befindet. Koaxial im Innern des Stromführungsrohres 12 befindet sich eine Zugstange 15, die an ihrem unteren Ende einen zylindrischen Käfig 16 aufweist, in dem die Klemmkörper 11 radial beweglich gelagert sind. Im Bereich der Klemmkörper 11 ist an der Innenwand des Stromführungsrohres 12 unter Zwischenschaltung eines Isolierstoffringes ein hohler Steuerkonus 17 angeordnet, der auf die Klemmkörper 1 im Sinne einer Radialverschiebung einwirkt.The electrode holder 10 consists of a double-walled current-carrying tube 12 with a coolant cavity 13 in which a cylindrical guide plate 14 is located. A pull rod 15 is located coaxially in the interior of the current carrying tube 12, which has at its lower end a cylindrical cage 16 in which the clamping body 11 are mounted so that they can move radially. In the area of the clamping body 11 is on the inner wall of the current carrying tube 12 with the interposition of an insulating ring hollow control cone 17 arranged on the clamping body 1 in the sense of a radial displacement acts.

Das Stromführungsrohr 12 und die Zugstange 15 sind an ihren oberen Enden mit den relativ zueinander beweglichen Teilen eines Druckmittelantriebs verbunden, wie er beispielsweise in Figur 4 dargestellt ist. Das Stromführungsrohr 12 besitzt am unteren Ende eine Kontaktfläche 12a, über die der Betriebsstrom zur Grafitelektrode 2 übertragen wird. Dies geschieht unter Zwischenschaltung eines Konaktringes 18, der sich auf der Stirnfläche 3 des obersten Teilstücks 1 abstützt.The current guide tube 12 and the pull rod 15 are at their upper Ends connected to the relatively movable parts of a pressure medium drive, as it is for example in Figure 4 is shown. The current carrying tube 12 has a contact surface 12a at the lower end, via which the operating current to Graphite electrode 2 is transferred. This is done with the interposition of a Contact ring 18, which is supported on the end face 3 of the uppermost section 1.

Die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß Figur 1 ist folgende: Sobald die Grafitelektrode 2 an ihrem nicht gezeigten unteren Ende einen Abbrand erlitten hat, der ein Ansetzen eines weiteren Teilstücks am oberen Ende erforderlich macht, wird in einer Betriebspause zunächst mittels des Elektrodenhalters 10 das untere Ende der Elektrode auf einer Unterlage abgesetzt.The mode of operation of the device according to FIG. 1 is as follows: As soon as the graphite electrode 2 suffered a burn at its lower end, not shown which makes it necessary to attach a further section at the upper end, is in a break in operation initially by means of the electrode holder 10 the lower The end of the electrode is placed on a pad.

Alsdann wird mittels des nicht gezeigten Antriebs das Stromführungsrohr 12 angehoben, so daß die Klemmkörper 11 nach außen ausweichen können und das Anschlußstück 8 freigeben.Then the current-carrying tube is by means of the drive, not shown 12 raised so that the clamping body 11 can move outwards and the connecting piece 8 release.

Die Grafitelektrode 2 wird alsdann zusammen mit ihrer Einspannvorrichtung 9 aus dem Ofen entnommen.The graphite electrode 2 is then together with its clamping device 9 removed from the oven.

Nunmehr wird der Zuganker 7 aus der Mutter 6 herausgeschraubt, so daß auch das Anschlußstück 8 und die beiden Unterlegscheiben vom Nippel 4 entfernt werden können. Nachfolgend wird ein neues Teilstück mit seinem unteren Ende auf das Gewinde 4a aufgeschraubt und in üblicher Weise festgezogen. Dieses neue Teilstück trägt am oberen Ende einen identischen Nippel 4, der entweder bereits mit dem Zuganker 7 und dem Anschlußstück 8 versehen ist oder nachfolgend mit diesen Teilen durch Zusammenschrauben versehen werden kann. Die Grafitelektrode 2 ist nunmehr durch ein r ues Teilstück 1 verlängert, und der in Figur 1 gezeigte Nippel 4 ist um die Länge eines Teilstücks nach unten gewandert. Die Elektrode wird alsdann mit ihrem Anschlußstück 8 wieder in den Elektrodenhalter 10 bzw. in dessen Käfig 16 eingesetzt, worauf das Stromführungsrohr 12 abgesenkt wird. Hierbei drückt der Steuerkonus 17 die Klemmkörper 11 gegen die Torusfläche des Anschlußstücks 8 und verriegelt dieses formschlüssig. Gleichzeitig wird die Kontaktfläche 12a über den Kontaktring 18 gegen die Stirnfläche 3 gepreßt, so daß die erforderlichen Bedingungen für geringe Obergangswiderstände eingehalten werden können.Now the tie rod 7 is screwed out of the nut 6, see above that the connection piece 8 and the two washers are also removed from the nipple 4 can be. Below is a new section with its lower end up the thread 4a screwed and tightened in the usual way. This new section carries an identical nipple 4 at the upper end, which either already has the tie rod 7 and the connector 8 is provided or subsequently with these parts Can be screwed together. The graphite electrode 2 is now through a r ues section 1 extended, and the nipple 4 shown in Figure 1 is around the Length of a section hiked down. The electrode will then with its connecting piece 8 again in the electrode holder 10 or in its Cage 16 used, whereupon the current carrying tube 12 is lowered. Here presses the control cone 17 the clamping body 11 against the toroidal surface of the connecting piece 8 and locks this positively. At the same time, the contact surface 12a is over the contact ring 18 pressed against the end face 3, so that the required conditions can be maintained for low contact resistances.

Es ist der Figur 1 insbesondere zu entnehmen, daß die Kühlungswirkung des Stromführungsrohres 12 bi-s in die unmittelbare Nähe der eigentlichen Kontaktflächen reicht, so daß die Einspannvorrichtung in ihrem kritischsten Teil auf einer niedrigen Temperatur gehalten werden kann. Sofern dem Antriebssystem des Elektrodenhalters 10 eine gewisse Eigenelastizität innewohnt, was bei einem pneumatischen Antrieb unmittelbar gegeben ist, weist die Verbindung Elektrode-Elektrodenhalter eine definierte Elastizität auf, so daß etwai.ge Querkräfte auf die Grafitelektrode elastisch aufgefangen werden können. Es ist festzuhalten. daß auch hierbei auf den Nippel 4 keine Zug- oder Biegekräfte einwirken, die einen Bruch des Nippels zur Folge haben könnten. An der Verbindungsstelle treten auch keinerlei thermische Dehnungen auf, die zu einer Beschädigung der Gewinde 4a oder 4b führen könnten.It can be seen from Figure 1 in particular that the cooling effect of the current-carrying tube 12 to the immediate vicinity of the actual contact surfaces enough, so that the jig in its most critical part on a low Temperature can be maintained. If the drive system of the electrode holder 10 a certain inherent elasticity, which is inherent in a pneumatic drive is given immediately, the connection electrode-electrode holder has a defined Elasticity, so that any transverse forces on the graphite electrode are elastically absorbed can be. It is to be held on. that here, too, no tension on the nipple 4 or bending forces act that could break the nipple. There are also no thermal expansions whatsoever at the connection point damage to the threads 4a or 4b.

In Figur 2 ist ei-n Nippel 20 mit Gewinden 20a und 20b dargestellt. Die Lage der Stirnfläche des Teilstücks ist durch die strichpunktierte Linie 3a dargestellt. Im Bereich seiner aus diesem Teilstück herausragenden Länge ist der Nippel 20 mit einer Querbohrung 21 versehen, in die lösbar-ein Metallbolzen ?2 eingesetzt ist. Der Metallbolzen 22 besitzt in der Achse des Nippels 20 eine Querbohrung mit einem Gewinde 23, in die ein Zuganker 24 eingesetzt ist, der - bei gleicher Nippel größe - eine geringere Länge hat als der Zuganker 7 in Figur 1. Das Anschlußstück 8 ist mit demjenigen in Figur 1 identisch, d.h. es besitzt zwei zylindrische Abschnitte 8a und 8b, die entlang der Torusfläche 8c ineinander übergehen Bei dem Gegenstand von Figur 2 wird beim Annippeln eines neuen Teilstücks so verfahren, daß - nach dem Ausbau der Elektrode - der Zuganker 24 aus dem Metallbolzen 22 herausgeschraubt wird, worauf dieser aus der Querbohrung 21 herausgetrieben werden kann. Im Anschluß daran läßt sich ein neues Elektrodenteilstück auf das Gewinde 20e aufschrauben. Es ist auch möglich, den Zuganker 24 an der Stelle der Querbohrung 21 gleichfalls mit einer Querbohrung zu versehe-n und durch diese Querbohrung einen Metallbolzen hindurchzutreiben, der alsdann natürlich einen kleineren Durchmesser haben muß als der Zuganker 24. Die Auflagefläche des Metallbolzens 22 innerhalb der Querbohrung ist in diesem Fall die erfindungssIsentliche Tragfläche 32.FIG. 2 shows a nipple 20 with threads 20a and 20b. The position of the end face of the section is indicated by the dash-dotted line 3a shown. In the area of its protruding length from this section is the Nipple 20 provided with a transverse bore 21, in the detachable-a Metal bolt? 2 is inserted. The metal bolt 22 has in the axis of the nipple 20 a transverse bore with a thread 23 into which a tie rod 24 is inserted, which - with the same nipple size - has a shorter length than the tie rod 7 in Figure 1. The connector 8 is identical to that in Figure 1, i.e. it has two cylindrical sections 8a and 8b, which interlock along the torus surface 8c skip In the case of the object of FIG. 2, when a new section is nipped on proceed so that - after removing the electrode - the tie rod 24 from the metal bolt 22 is unscrewed, whereupon it is driven out of the transverse bore 21 can. A new part of the electrode can then be attached to the thread Unscrew 20e. It is also possible to use the tie rod 24 at the point of the transverse bore 21 also to be provided with a cross hole and one through this cross hole Drive through metal bolts, which then of course have a smaller diameter must have as the tie rod 24. The bearing surface of the metal bolt 22 within of the transverse bore is the wing 32 according to the invention in this case.

In Figur 3 ist ein N-ippel 30 mit-Gewinden 30a und 30b gezeigt, der mit werner koaxialen Stufenbohrung 31 ausgestattet ist.In Figure 3, a nipple 30 is shown with threads 30a and 30b, the with Werner coaxial stepped bore 31 is equipped.

Die Stufenbohrung besitzt an der Stelle des Obergangs zweier unterschiedlicher Durchmesser eine radiale Tragfläche 32.The stepped bore has two different ones at the point of transition Diameter of a radial wing 32.

In die Stufenbohrung 31 ist ein spreizbarer Zuganker 33 eingesetzt, zu dem eine Hülse 34 gehört, die auf dem Umfang und in Längsrichtung mehrfac.l geschlitzt ist, so daß eine Vielzahl von Fingern 35 mit hakenformigen Enden 36 gebildet wird. Der Werkstoff.der Hülse 34 hat elastische Eigenschaften, und die Finger haben eine solche Formgebung, daß die hakenförmigen Enden in entspanntem Zustand radial einwärts gerichtet sind, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Die Einwärtsbiegung der Finger 35 ist jedoch. keine zwingende Vorausetzung, da durch eine Rückzugsvorrichtung 37.mit einer Hohlkonusfläche 38 dafür Sorge getragen ist, daß die Finger 35 auch gegenüber äußeren Kräften einwärts gebogen werden können. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn die Finger 35 durch das Gewicht der Grafitelektrode kraftschlüssig in ihrer äußersten Stellung gehalten werden.An expandable tie rod 33 is inserted into the stepped bore 31, to which a sleeve 34 belongs, which is slotted on the circumference and in the longitudinal direction mehrfac.l is, so that a plurality of fingers 35 with hook-shaped ends 36 is formed. Of the Material.der sleeve 34 has elastic properties, and the Fingers have such a shape that the hook-shaped ends in relaxed State are directed radially inward, as shown in Figure 3. the However, inward bending of fingers 35 is. not a compulsory requirement, because through a retraction device 37 with a hollow conical surface 38 ensures that that the fingers 35 can also be bent inwardly against external forces. This is necessary, for example, when the fingers 35 are affected by the weight the graphite electrode can be held in its outermost position with a force fit.

Im Innern der Hülse 34 befindet sich ein Spreizdorn 39, der über ein Gewinde 40 mit dem nicht geschlitzten Teil der Hülse 34 axial verstellbar zusammenwirkt. Der Spreizdorn 39 besitzt im Bereich der hakenförmigen Enden 36 einen Steuerkonus 41; mit dem die Finger 35 bei einer Abwärtsbewegung des Spreizdorns 39 in Eingriff mit der Tragfläche 32 der Stufenbohrung 31 gebracht werden können. Unterhalb des Steuerkonus 41 befindet sich ein Fortsatz 42, an dem die RUckzugsvorrichtung 37 befestigt ist. Inside the sleeve 34 there is an expanding mandrel 39, which is about a thread 40 interacts with the non-slotted part of the sleeve 34 in an axially adjustable manner. The expanding mandrel 39 has a control cone in the area of the hook-shaped ends 36 41; with which the fingers 35 engage during a downward movement of the expanding mandrel 39 can be brought with the support surface 32 of the stepped bore 31. Below the Control cone 41 is an extension 42 on which the retraction device 37 is attached.

Der Zuganker 33 gemäß Figur 3 wird in entspanntem Zustand (wie dargestellt) in die Stufenbohrung 1 eingeführt. Alsdann wird der Spreizdorn 39 durch Drehen mittels des Vierkants 43 nach unten bewegt, wodurch die hakenförmigen Enden 36 mittels des Steuerkonus 41 mit der Tragfläche 32 in Eingriff gebracht werden, wobei sich die Finger 35 im wesentlichen an die Mantelfläche des e-ngeren Teils der Stufenbohrung 31 anlegen. Es ist dabei darauf zu achten, daß die Tragfläche 32 einen ausreichenden Abstand von der oberen Stirnfläche des Nippels 30 hat. Nachfolgend wird eine Mutter 44 auf einem Außengewinde 45 der Hülse 34 gegen das Anschlußstück 8 verspannt, welches die gleiche Geometrie wie die Anschlußstücke in den Figuren 1 und 2 besitzt. Ein Unterschied besteht lediglich hinsichtlich der Zwischenlage eines Isolierkörpers zwischen dem Anschlußstück 8 und der Hülse 34. Nach ausreichendem Verspannen ist der Zuganker 33 zuverlässig im Nippel 30 festgelegt. Durch entsprechende nicht näher bezeichnete Kontermuttern wird dafür Sorge getragen, daß der Verspannungszustand unverändert aufrechterhalten bleibt.The tie rod 33 according to Figure 3 is in the relaxed state (as shown) introduced into the stepped bore 1. Then the expanding mandrel 39 is turned by means of of the square 43 moved downwards, whereby the hook-shaped ends 36 by means of the Control cone 41 are brought into engagement with the support surface 32, the Finger 35 essentially on the lateral surface of the smaller part of the stepped bore 31 create. It is Make sure that the wing 32 a sufficient distance from the upper end face of the nipple 30. Below a nut 44 on an external thread 45 of the sleeve 34 against the connector 8 braced, which has the same geometry as the connecting pieces in the figures 1 and 2 owns. The only difference is with regard to the intermediate layer an insulating body between the connecting piece 8 and the sleeve 34. After sufficient The tie rod 33 is reliably fixed in the nipple 30 under tension. Through appropriate unspecified lock nuts ensure that the tensioned state remains unchanged.

Grafitelektroden mit den Einspannvorrichtungen gemäß den Figuren 2 und 3 können alsdann ohne weiteres in den gleichen Elektrodenhalter eingesetzt werden, wie er in Figur 1 gezeigt ist.Graphite electrodes with the clamping devices according to FIG. 2 and 3 can then easily be inserted into the same electrode holder, as shown in FIG.

In Figur 4 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 4 zeigt den Elektrodenhalter 10 auch hinsichtlich seiner Befestigungsart an Ofenteilen. So ist das Stromführungsrohr 12 in diesem Falle in Umkehrung der Relativbewegung des Gegenstandes nach Figur 1 an einem zum Ofengerüst gehörenden Tragarm 50 befestigt, und zwar unter Zwischenschaltung einer Isolierung 51. Das Stromführungsrohr 12 ist unmittelbar mit einem Stromanschluß 52 verbunden. An den oberen Enden von Stromführungsrohr 12 und Zugstange 15 befindet sich ein Druckmittelantrieb 53, der aus einem mit dem Stromführungsrohr verbundenen Zylinder 54 und einem mit der Zugstange 15 verbundenen Kolben 55 besteht. Je nach dem, ob Druckmittel oberhalb oder unterhalb des Kolbens 55 zugeführt wird, läßt sich die Zugstange 1,5 gegenüber dem Tragarm 50 heben oder senken, wodurch, die Einspannvorrichtung 9 betätigt wird. Während bei dem Gegenstand nach Figur 1 bei einem Druckabfall die Verriegelung der Elektrode durch das Gewicht des Stromführungsrohres 12 erhalten bleibt, würde'sich bei dem Gegenstand von Figur 4 die Verriegelung lösen. Um dies zu verhindern, besitzt die Zugstange 15 jenseits des Kolben 55 einen Fortsatz 56, der mit einer Ausnehmung 57 versehen ist, in die ein Querriegel 58 einer hydraulischen oder pneumatischen Verriegelungseinrichtung 59 eingreift. Diese besteht gleichfalls aus einem Zylinder 60 und einem Kolben 61, der mit dem Querriegel 58 verbunden ist.In FIG. 4, the same parts as in FIG. 1 have the same reference numerals Mistake. FIG. 4 shows the electrode holder 10 also with regard to its type of fastening on furnace parts. In this case, the current-carrying tube 12 is in reverse of the Relative movement of the object according to FIG. 1 on one belonging to the furnace frame Support arm 50 attached, with the interposition of insulation 51. The Current-carrying tube 12 is directly connected to a current connection 52. To the A pressure medium drive is located at the upper ends of the current carrying tube 12 and the pull rod 15 53, which consists of a cylinder 54 connected to the flow conduction tube and a cylinder with the Pull rod 15 connected piston 55 consists. Depending on whether pressure medium is above or is fed below the piston 55, the pull rod 1.5 opposite raise or lower the support arm 50, whereby the jig 9 is actuated. While in the object of Figure 1, the locking of the Electrode is retained by the weight of the current carrying tube 12, it would in the object of Figure 4 release the lock. To prevent this from happening, owns the pull rod 15 beyond the piston 55 has an extension 56 with a recess 57 is provided, in which a cross bar 58 of a hydraulic or pneumatic Locking device 59 engages. This also consists of a cylinder 60 and a piston 61 which is connected to the cross bar 58.

Bei einem Druckabfall bleibt der Querriegel 58 im Eingriff mit der Ausnehmung 57, so daß ein Absenken der Zugstange 15 nur um einen geringen, unschädlichen Weg möglich ist, der nicht dazu ausreicht, die Einspannvorrichtung 9 zu lösen.In the event of a pressure drop, the cross bar 58 remains in engagement with the Recess 57, so that a lowering of the pull rod 15 only by a small, harmless Path is possible that is not sufficient to release the clamping device 9.

Es ist noch zu erkennen, daß im Teilstück 1 der Grafitelektrode 2 am unteren Ende der Aufnahmebohrung für den Nippel 4 eine Entlüftungsbohrung 62 angeordnet ist. Diese dient dazu, einen Druckaufbau an der Verbindungsstelle zwischen Nippel und Elektrodenteilstück zu verhindern. Außerdem kann das geschmolzene Metall der Mutter 6 (falls diese Stelle der Elektrode Schmelztemperatur erreicht) abfliessen, so daß für den Fall der Wiedererstarrung des Metalls der Mutter und einer erneuten Erwärmung nicht mit unangenehmen Wärmespannungen an dieser Stelle gerechnet werden muß.It can still be seen that in section 1 of the graphite electrode 2 at the lower end of the mounting hole for the nipple 4 a vent hole 62 is arranged. This is used to build up pressure at the junction between To prevent nipple and electrode section. Also, the molten metal the nut 6 (if this point of the electrode has reached melting temperature), so that in case the metal re-solidifies the mother and a new one Warming up should not be expected to result in unpleasant thermal stresses at this point got to.

Figur 5 zeigt eine Variante des Gegenstandes nach Figur 3, bei dem ein Spreizkörper 63 bis zu einem gegebenenfalls notwendig werdenden Austausch im Elektrodenhalter 10 verbleibt. Der Nippel 30 ist in weitgehend gleicher Weise wie in Figur 3 gestaltet, d.h. er besitzt eine Stufenbohrung 31 mit einer Tragfläche 32. Der Spreizkörper 63 besteht diesem Fall aus mehreren, im wesentlichen C-förmig gestalteten Haken, die mit einem Anschlußstück 64 in diesem Falle eine Einheit bilden. Zuganker und Anschlußstück 63/64 ragen auch in diesem Fall aus dem oberen Elektrodenende heraus und sind in den Elektrodenhalter 10 einsetzbar bzw. eingesetzt. Während das, Stromführungsrohr 12 im wesentlichen die gleiche Gestalt hat wie in den Figuren 1 und 4, ist die Zugstange 65 am unteren Ende anders gestaltet als die Zugstange 15 in den Figuren 1 und 4. Am unteren Ende der Zugstange 65 befindet sich ein Druckmittelantrieb 66, der aus einem Zylinder 67 und einem Kolben 68 besteht. Ein Spreizdorn 69 ähnlicher Gestalt wie in Figur 3 ist mit dem Kolben 68 verbunden. Auch dieser Spreizdorn besitzt einen Steuerkonus 41 und einen Fortsatz 42 mit einer Rückzugsvorrichtung 37 Die einzelnen Teile des Spreizkörpers 63 sind im Querschnitt sektorförmig ausgebildet, wobei jeder Sektor ein hakenförmiges Ende 36 und - am anderen Ende - einen nach unten balligen Ausleger 70 besitzt, der in eine komplementäre ballige Fläche eines nach innen gerichteten Ringflansches 71 eingreift, der am unteren Ende der Zugstange 65 angeordnet ist.Figure 5 shows a variant of the object of Figure 3, in which an expansion body 63 up to a possibly necessary exchange in the Electrode holder 10 remains. The nipple 30 is largely the same as designed in Figure 3, i.e. it has a stepped bore 31 with a wing 32. The expansion body 63 consists in this case of several, essentially C-shaped designed hook, which form a unit with a connector 64 in this case. The tie rod and connector 63/64 also protrude from the upper end of the electrode in this case out and can be inserted or inserted into the electrode holder 10. While that Current-carrying tube 12 has essentially the same shape as in the figures 1 and 4, the pull rod 65 is designed differently at the lower end than the pull rod 15 in Figures 1 and 4. At the lower end of the pull rod 65 is a pressure medium drive 66, which consists of a cylinder 67 and a piston 68. An expanding mandrel 69 similar A shape as in FIG. 3 is connected to the piston 68. This expanding mandrel also has a control cone 41 and an extension 42 with a retraction device 37 Die individual parts of the expansion body 63 are sector-shaped in cross-section, each sector having a hook-shaped end 36 and - at the other end - one after has spherical boom 70 below, which is in a complementary spherical surface of a engages inwardly directed annular flange 71, which is at the lower end of the pull rod 65 is arranged.

Die Funktionsweise des Gegenstandes nach Figur 5 ist folgende: In der linken Hälfte der Figur ist der Spreizkörper 63 in zusammengezogener En stellung gezeigt, während er in der rechten Hälfte in der maximalen Spreizstellung gezeichnet ist. Zum Einführen des Spreizkörpers 63 wird dieser zunächst in der links dargestellten Position. durch Absenken der Zugstange 65 in die Stufenbohrung 31 des Nippels 30 eingeführt, -der sich zusammen mit der Grafitelektrode 2 unmittelbar unterhalb des Elektrodenhalters 10 befindet. Nunmehr wird der Zylinder 67 oberhalb des Kolbens 68 mit Druckmittel beaufschlagt, so daß sich der Spreizdorn 68 nach unten bewegt und hierbei die einzelnen Sektoren des Spreizkörpers 63 in die rechts gezeichnete Stellung bringt, in der die hakenförmigen Enden 36 die Tragfläche 32 hintergreifen. Durch einen nach oben gerichteten Zug an der Zugstange 65 wird'nunmehr die Grafitelektrode 2 mit der obersten Stirnfläche 3 des Teilstücks 1 gegen die Kontaktfläche 12a des Stromführungsrohres 12 gepreßt. Die gesamte Anordnung ist alsdann betriebsbereit.The mode of operation of the object according to FIG. 5 is as follows: In the left half of the figure, the expansion body 63 is in the contracted En position shown while in the right half in the maximum spread position is drawn. To insert the expansion body 63, this is first in the left position shown. by lowering the pull rod 65 into the stepped bore 31 of the nipple 30 is introduced, -which together with the graphite electrode 2 directly located below the electrode holder 10. Now the cylinder 67 is above of the piston 68 acted upon by pressure medium, so that the expanding mandrel 68 after moves down and here the individual sectors of the expansion body 63 in the right brings the position shown, in which the hook-shaped ends 36 the supporting surface 32 reach behind. An upward pull on the pull rod 65 now becomes the graphite electrode 2 with the uppermost end face 3 of the section 1 against the Contact surface 12a of the current carrying tube 12 is pressed. The entire arrangement is then ready for operation.

Zum -Ausspannen der Elektrode wird diese zunächst auf einer Unterlage abgesetzt und die Zugstange 65 entlastet bzw.To unclamp the electrode, it is first placed on a pad removed and the tie rod 65 relieved or

abgesenkt. Nunmehr wird der Raum unterhalb des Kolbens 68 mit Druck beaufschlagt, so daß sich der Spreizdorn 69 anhebt.lowered. The space below the piston 68 is now under pressure applied so that the expanding mandrel 69 rises.

Durch die Einwirkung der Rückzugsvorrichtung 37 auf die hakenförmigen Enden 36 werden diese von der Tragfläche 32 zurückgezogen, bis sie die in Figur 5 links gezeichnete Stellung einnehmen. Die Zugstange 65 kann alsdann zusammen mit de Spreizkörper angehoben und aus dem Rippel entfernt werden. Die Grafit-' elektrode 2 kann alsdann durch Aufschrauben eines weiteren Teilstücks 1 auf den Nippel 30 verlängert werden. Da.auch das neue Teilstück am oberen Ende einen identischen Nippel 30 besitzt, kann alsdann der Spreizkörperauf die vorstehend beschriebene Weise wieder in die Stufenbohrung 31 eingeführt werden, wobei sich das bereits beschriebene Spiel wiederholt.By the action of the retraction device 37 on the hook-shaped Ends 36 of these are withdrawn from the wing 32 until they reach the points shown in FIG Take up the position shown on the left. The pull rod 65 can then together with de expansion body must be lifted and removed from the ripple. The graphite 'electrode 2 can then by screwing a further section 1 onto the nipple 30 be extended. The new section also has an identical nipple at the top 30, the expansion body can then again in the manner described above are introduced into the stepped bore 31, the game already described repeated.

Gemäß Figur 6 besteht der Nippel 80 wiederum aus einem Doppelkonus mit einem oberen 80a und einem unteren Kegelgewinde 80b. Zwischen den beiden Nippelhälften ist jedoch eine Umfangsnut 81 e.ingestochen, deren obere Begrenzungsr fläche die Tragfläche 32 bildet. Im Elektrode.nhalter 10 mit Stromführungsrohr 12, Kühlmittelhohlraum 13 und Leitblech 14 ist diesmal jedoch ein Spreizkörper 82 angeordnet, der beim Spannen von außen nach innen wirkt. Er besteht aus C-förmigen Doppelhaken mit unteren, hakenförmigen Enden 36 fü-r den Eingriff in die Umfangsnut 81 und oberen Auslegern 85 für eine Abstützung auf einem Tragflansch 84, der am unteren Ende einer Zugstange 83 angebracht ist.According to FIG. 6, the nipple 80 again consists of a double cone with an upper 80a and a lower conical thread 80b. Between the two nipple halves However, a circumferential groove 81 is pierced, the upper limit surface of which the Wing 32 forms. In the electrode holder 10 with current conduction tube 12, coolant cavity 13 and guide plate 14 this time, however, an expansion body 82 is arranged, which when Tensioning works from the outside in. It consists of C-shaped double hooks with lower, hook-shaped ends 36 for engagement in the circumferential groove 81 and upper arms 85 for a support on a support flange 84, which is at the lower end of a tie rod 83 is attached.

Im Stromführungsrohr 12 befindet sich ein Steuerkonus 86, der mit Steuerflächen 87 an den C-förmigen Doppelhaken zusammenwirkt. Die Steuerflächen 87 sind Teilflächen eines Kegels, und auch die C-förmigen Doppelhaken sind im wesentlichen nach Art von Sektoren in einer mehr oder weniger großen Kegelfläche angeordnet.In the current guide tube 12 there is a control cone 86, which is with Control surfaces 87 cooperate on the C-shaped double hook. The control surfaces 87 are partial surfaces of a cone, and the C-shaped double hooks are also essentially arranged in the manner of sectors in a more or less large conical surface.

In der linken Bildhälfte ist der Spreizkörper in einer Stellung gezeigt, in der der Nippel 80 eingeführt und entnommen werden kann. Das Stromführungsrohr 12 ist angehoben, wobei die Doppelhaken durch eine Rückzugsvorrichtung analog den Figuren 3 und 5, Pos. 37, die nicht gezeichnet ist, zwangsweise in die dargestellte Lage gebracht worden sind.In the left half of the picture, the expansion body is shown in a position in which the nipple 80 can be inserted and removed. The current carrying tube 12 is raised, the double hook by a retraction device analogous to the Figures 3 and 5, Pos. 37, which is not shown, compulsorily into the one shown Location have been brought.

In der rechten Bildhälfte ist die Lage des Spreizkörpers 82 gezeigt, die er nach dem Einführen des Nippels 8Q und dem Absenken des Stromführungsrohres 12 gelangt ist. Hierbei drückt der Steuerkonus 86 die Doppelhaken über die Steuerflächen 87 gegen den Nippel, so daß die hakenförmigen Enden 36 unter die Tragfläche 32 zu liegen kommen. Die Umfangsnut 81 kann auch in Teilstücken ausgeführt sein.In the right half of the picture, the position of the expansion body 82 is shown, which he after inserting the nipple 8Q and lowering the current-carrying tube 12 has reached. The control cone 86 presses the double hooks over the control surfaces 87 against the nipple, so that the hook-shaped ends 36 under the support surface 32 to come lying down. The circumferential groove 81 can also be designed in sections.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist besonders für große und schere Elektroden 2 geeignet.The embodiment of Figure 6 is particularly for large and scissors Electrodes 2 suitable.

Figur 7 zeigt das obere Ende der Elektrode analog Figur 6, jedoch mit dem. Unterschied, daß der Nippel 90 kein unteres Gewinde besitzt-und in das betreffende Elektrodenteilstück eingeschraubt ist. Vielmehr sind Nippel und Elektrodenteilstück einstückig ausgebildet, d.h. soweit der Nippel körperlich ausgebildet ist, ist er nur etwa zur Hälfte gegenüber den in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Nippeln vorhanden.FIG. 7 shows the upper end of the electrode analogous to FIG. 6, however with the. Difference that the nipple 90 has no lower thread - and in that relevant electrode section is screwed in. Rather, the nipple and electrode section are formed in one piece, i.e. as far as the nipple is physically formed, it is only about half of the nipples shown in FIGS. 1 to 6 are present.

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Claims

PATENT APPLICATION: Graphite electrode made from pieces by means of graphite nipples is composed, which have an upper thread, and which by attaching each of a new section at the upper end extendable and with its upper end with can be positively connected to an electrode holder of an electric furnace, thereby characterized in that the graphite nipple (4, 20, 30, 72) from the uppermost section (1) is arranged protruding and in addition to the upper thread (4a, 20a, 30a, 72a) has a support surface (32) with which a part not made of graphite of the electrode holder can be positively engaged.

2. graphite electrode according to claim 1, characterized in that at a tie rod (7, 24, 33) protruding from the upper end of the electrode and a Connection piece (8), which can be positively inserted into the electrode holder, at least the uppermost nipple (4, 20, 30) over at least part of its length is provided with a longitudinal bore (5, 31) into which the tie rod is positively below Support on the wing (32) can be used.

3. Graphite electrode according to Claim 2, characterized in that the Nipple (4) is pierced along its entire length and in the area of its underside has a nut (6j, into which the tie rod (7) can be screwed.

4th Graphite electrode according to claim 2, characterized in that the Nipple (20) in the area of its protruding from the underlying part (1) Length is provided with a transverse bore (21? Into which a metal bolt (22) can be released is inserted, with which the tie rod (24) can be positively connected.

5. graphite electrode according to claim 2, characterized in that the Nipple (30) is provided with a stepped bore (31) into which an expandable tie rod (33) can be used in a form-fitting manner.

6. graphite electrode according to claim 5, characterized in that the expandable tie rods (33) has a plurality of fingers (35) with hook-shaped ends (36), which engage behind the support surface (32) of the stepped bore (31), and that the fingers an expanding mandrel (39) is assigned.

7. urafite electrode according to claim 1, characterized in that the Nipple (30) is provided with a stepped bore (31) within which the wing (32) is arranged, and that the electrode holder (10) - an expansion body (63) with hook-shaped ends (36) which by means of an expanding mandrel (69) with the Wing are engageable.

8. graphite electrode according to claim 1, characterized in that the Nipple (80) in the area of its protruding from the underlying part (1) Length is provided with a circumferential groove (81), the top of which is the wing (32) forms, and that the electrode holder (1) has an expansion body (82) with hook-shaped Has ends (36) which can be brought into engagement from the outside with the circumferential groove.

9. graphite electrode according to claim 1, characterized in that the nipple (90) and electrode section (la) consist of one piece.