DE8020071U1 - Kohlenstoffelektrode, insbesondere graphitelektrode zur stahlerzeugung - Google Patents
Kohlenstoffelektrode, insbesondere graphitelektrode zur stahlerzeugungInfo
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Description
Kohlen$toffelektrode, Insbesondere Graphit·
elektrode zur Stahlerzeugung
Die Erfindung betrifft eine Kohlenstoffelektrode, insbesondere Graphitelektrode zur Stahlerzeugung,
mit einer metallhaltigen Beschichtung zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit und/oder zur Verringerung
des Oxydationsverlustes der seitlichen Elektrodenoberfläche.
Zur Verringerung der Oberflächenoxydation von Graphitelektroden und damit zur Herabsetzung des
Seitenverprauchs des heißen Elektrodenstranges sind metallhaltige SchutzUberzlige entwickelt worden,
die beispielsweise aus Carbiden, Suiziden, Oxiden, Metallen oder Kombinationen solcher Stoffe
bestehen und auf die Elektrodenoberfläche durch Aufspritzen und nachfolgendes Einbrennen mit elektrischem
Lichtbogen aufgebracht werden, wodurch sie mit der Elektrodenoberfläche fest verbunden werden.
Besonders bewährt hat sich in diesem Zusammenhang ein aus Aluminium und SiIiziumcarbid bestehender
Oberzug. Nach dem Aufbringen des Oberzugs, dem sogenannten
"Coatieren", weist die Graphitelektrode eine metallische, rauhe Beschichtung auf, deren
Leitfähigkeit nahezu der des Aluminiums entspricht und die durch die vorangegangene Lichtbogenbehandlung
fest auf der Graphitoberfläche haftet. Der Schutzliberzug
wird ab etwa 500° C leicht plastisch, so daß er dann seine Gasdichtheit erreicht. Mit steigender
Temperatur wird er unterhalb der Elektrodenfassung nach und nach in Oxid umgewandelt, wobei er aber
seine Schutzfunktion beibehält.
Dem mit derartigen beschichteten Graphitelektroden erreichten Vorteil der Verringerung des chemischen
Seltenverbrauchs, also des seitlichen Abbrandes steht ein wesentlicher Nachteil gegenüber, der sich
dadurch ergibt, daß die Elektrodenfassung bezüglich des Werkstoffes den Erfordernissen der metallischen
Coating-Oberf 1 ä'che angeglichen werden muß und auch
die OfendeckendurchfUhrung muß so gestaltet werden, daß der Oberzug nicht abgeschabt wird. Zur Vermeidung
der Verschmelzung der Üblicherweise aus Kupfer bestehenden Kontaktbacken mit dem metallischen überzug
der Graphitelektrode sind die Kupferkontakte durch solche aus Graphit zu ersetzen. Des weiteren
hat sich als notwendig erwiesen, einen gut wirkenden Abdichtring für jede Elektrode zu verwenden, damit
stärkere Verunreinigungen des Oberzugs und der Kontakte vermieden werden.
Derartige beim Obergang auf gecoatete Elektroden erforderliche Ofenumbauten sind mit erheblichen
Kosten verbunden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin,
die Kohlenstoffelektrode, Insbesondere Graphitelektrode der genannten Art so auszubilden, daß die
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Verwendung solcher Elektroden für Elektrostahlöfen herkömmlicher Konstruktion möglich 1st, ohne daß
die öfen in der oben beschriebenen Welse umgebaut
werden mlissen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zur Vermeidung des Verschmelzens
der Kontaktbacken mit der metallischen Schutzschicht die seitlichen Oberflächen mit einem graphithaltigen
Material zu bedecken, das, gemäß einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung,aus einem Gemisch aus
700 Tailen Graphitpulver mit einer Körnung kleiner
als 1000 Mm, 100 bis 400 Teilen eines aushärtbaren
Kunstharzes, 20 bis 80 Teilen eines wasserlöslichen Klebers und Wasser bestehen kann, wobei sich als
Kunstharz ein Harz auf Phenol-Novolakhexamethylentetramin-Basis
besonders bewährt hat und als Kleber ein Polyvinylalkohol besonders geeignet 1st.
Die mittlere Dicke der Schicht aus graphithaltigem Material beträgt zweckmäßigerweise 0,1 bis 2,0 mm, wodurch
unter anderem gewährleistet ist, daß Staubteilchen, die sich auf den Backenoberflächen ablagern, beim
hydraulischen Andrücken der Backen an die Elektrodenoberfläche
in das graphithaltige Material eingebettet werden μηd dadurch den elektrischen Kontakt nicht nachteilig
beeinflussen.
Das die metallhaltige Oberfläche bedeckende graphithaltige
Material kann eine Schicht bilden, die auf der rnetfilhaltigen Oberfläche festhaftet, beispiels-
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weise aufgespritzt oder aufgepinselt ist. Es besteht aber agch die Möglichkeit, die durch die Verwendung
des graphithaltigen Materials 1m Bereich der Kontaktbacken gewonnenen Vorteile mit einer Materialschicht
zu verwirklichen, die nicht vollständig fest auf der
metallhaltigen Oberfläche haftet oder sogar nur lose auf Ihr aufliegt, beispielsweise 1n Form einer Folie.
Die Verwendung der graphithaltigen Materialschicht
auf der metallischen Elektrodenoberfläche hat nicht nur den Vorteil der vollständigen oder zumindest teil -weisen Vermeidung sonst erforderlicher Ofenumbauten,
sondern läßt auch den Einsatz von Kontaktbacken aus Kupfer zu, wie er bei unbeschichteten Graphitelektroden Üblich ist.
Es ist nun zwar aus DE-OS 22 51 590 bekannt geworden, bei einem Verfahren zur Herstellung von Schutzliberzügen auf Gegenständen aus Kohlenstoff auf eine mit
Aluminium beschichtete Elektrodenoberflä'che Graphit als wärmebeständiges Material aufzusprühen, jedoch
dient cjiese Maßnahme nur zur Erhöhrung des Schmelzpunktes, des Coatings. Der Graphit wird nach dem Aufsprühen zu diesem Zweck mit dem Aluminium mit Hilfe
eines elektrischen Lichtbogens verschmolzen.
Die gleiche Maßnahme 1st bei einem Verfahren zur Herstellung von aluminiumhaltigen SchutzUberzligen
auf Kohlenstofferzeugnissen bekannt (DE-AS 1 646 679), wobei a.uf das auf den Kohlenstoffgegenstand aufgespritzte Aluminium ein Aufstrich aus Graphit aufge-
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tragen wird, der unmittelbar danach einer Bearbeitung
1m elektrischen Lichtbogenofen ausgesetzt wird, woraufhin die Oberfläche der so erzeugten Beschichtung geschl1ffen wird.
Mit diesen bekannten Maßnahmen 1st die Beseitigung
der bei Verwendung der mit der üblichen metallischen Schutz-UberzUgen versehenen Graphitelektroden 1m Hinblick
auf den erforderlichen Ofenumbau auftretenden Nachteile weder beabsichtigt noch nahegelegt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausflihrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert, die schematisch in Seitenansicht einen mit Elektroden der erfindungsgemäßen Art bestückten Lichtbogenofen zeigt.
Durch (Jen Deckel 3 des Lichtbogenofens 4 ragen in an sich bekannter Weise die Elektroden 1, die durch
Kontaktbacken 2 gehaltert sind, welche hydraulisch an die Elektrodenoberfläche angepreßt werden. In
einem solchen Ofen 1st der Schutzliberzug der Elektroden sehr schweren Betriebsverhältnissen ausgesetzt, weil beim Sauerstoffeinblasen Schlacke bis
zum Ofendeckel spritzt und die Elektrodenoberfläche bedeckt. Trotz einer guten Abdichtung der Elektroden
bei ihrem Durchgang durch den Deckel mit Hilfe bekannter Abdichtungsvorrichtungen ist eine gewisse
Verschmutzung der Elektrodenoberfläche im Bereich der Kontaktbacken 2 oftmals nicht vollständig auszuschließen. Da jedoch das auf den metallhaltigen Schutzüberzug in einer Schichtdicke von etwa 0,1 bis 2,0 mm
aufgebrachte graphithaltige Material eine gewisse Duktmtät besitzt, können die hydraulischen Kontaktbacken,
welche aus Kupfer bestehen, die Schmutzteilchen 1m Bereich Ihrer Anpreßflächen 1n das
graphithaltige Material hineindrUcken, wodurch nachteilige
Auswirkungen auf den übergangswiderstand zwischen Backe und Elektrode vermieden werden. Ein
Verschweißen zwischen Backen und dem graphithaltigen Material findet nicht statt, so daß die Backen In der
Üblichen Welse aus Kupfer bestehen können und das Lösen der Kontaktbacken von der Elektrodenoberfläche
zwecks Nachführung des Elektrodenstrangs keine Schwierigkelten
bereitet.
Das graphithaltige Material wird aus einer trockenen
Mischung aus etwa 700 Teilen Graphitpulver, beispielsweise Ceylon-Graphitpulver, mit einer Teilchengröße
kleiner als 1000 pm, insbesondere kleiner als 63 μΐπ
und 100 bis 400, beispielsweise 150 Teilen eines aushärtbaren Kunstharzes, beispielsweise eines fein gemahlenen
Harzes auf Phenol-Novolakhexamethylentetramin-Basis
und 20 bis 80 Teilen eines wasserlöslichen Klebers, beispielsweise 30 Teilen eines handelsüblichen
Polyvinylalkohol, hergestellt.
Dieses Pulvergemisch wird in Wasser suspendiert bzw.
gelöst, so daß eine streich- oder spritzfähige Paste entsteht.
Eine mit einem Aluminiumüberzug versehene Graphitelektrode
mit 355 mm Durchmesser und 2000 mm Länge wird mit dieser Suspension mehrfach bestrichen, wo-
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10 -
bei zwischen jedem Bestreichungsvorgang eine Lufttrocknung
stattfindet und sich schließlich einemittiere Beschichtungsdicke des graphithaltigen Materials
von 0,| bis 1,0 mm ergibt.
Die luftgetrocknete graphithaltige gesamte Materialschicht
wird dann auf 150 bis 180° C kurzzeitig erhitzt, um das Harz zu kondensieren.
Das obige Herstellungsbeispiel flir die erfindungsgemäße
Elektrode 1st weltgehend abwandelbar, insbesondere was die Zusammensetzung des graphithaltigen
Materials anbelangt, jedoch auch 1m Hinblick auf das Aufbringen des Materials, das anstatt durch Aufstrelchen
oder Aufpinseln beispielsweise auch durch Aufspritzen auf die mit einem metallhaltigen Oberzug
versehene Graphitelektrode erfolgen kann.
Die fertige Elektrode läßt sich direkt in die normalen Backen 2 eines Lichtbogenschmelzofens zur
Stahlerzeugung, wie in der Zeichnung dargestellt, einsetzen und führt zu keinerlei Verschweißen zwischen
Ihrer Oberfläche und dem Kontakt der Backen, der beispielsweise aus Kupfer besteht.
Durch das Aufstreichen oder Aufpinseln, aber auch Aufspritzen des graphithaltigen Materials auf die
Elektrodenoberflä'che wird das Material in den Unebenheiten
des metallischen Coatings fest verankert.
Es ist jedoch auch denkbar, die metallhaltige Elektrodenoberfläche
in einer Weise mit dem graphithaltigen Material zu bedecken, bei der zwischen dem
Material und der Oberfläche keine durchgehende f mechanisch feste Verbindung bzw. keine dauerhafte '§
Verbindung dieser Art hergestellt wird, also dann nur eine zeltweil Ige,-beispielsweise mit Hilfe einer :;
um die Elektrode gewickelten Folie aus graphithaltigem |
Material. I
Durch die erfindungsgemäße Elektrode wird somit sichergestellt,
daß die bekannten und weitgehend bereits verwendeten mit metallischen SchutzUberzligen versehenen
Graphitelektroden ohne kostspieligen Aufwand,hervorgerufen
durch erforderliche Ofenumbauten, auch in den Lichtbogenofen verwendet werden können, in denen die
bisherigen Graphitelektroden, die die kostspieligen
seitlichen Oxydationsverluste erfahren haben, benutzt werden.
Claims (1)
1. Kohlenstoffelektrode, insbesondere Graphitelektrode zur Stahlerzeugung, mit einer metallhaltigen Beschichtung zur Erhöhung der elektrischen
Leitfähigkeit und/oder zur Verringerung des OxydatiQnsverlustes der seitlichen Elektrodenoberfläche,
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,,, dadurch gekennzeichnet, daß
|. die Elektrodenoberfläche zur Vermeidung der Ver-
; Schmelzung der Kontaktbacken der Elektrodenfassungen
'·:■+
mit der metallhaltigen Schutzschicht mit einem
graphithaltigen Material bedeckt 1st.
2. Kohlenstoffelektrode nach Anspruch 1, d a -
;■' durch gekennzeichnet,daßdas
graphithaltige Material aus einer Mischung herge
stellt ist, die 700 Teile Graphitpulver mit einer
Körnung kleiner als 1000 μιπ, 100 bis 400 Teile eines
I* aushärtbaren Kunstharzes, 20 bis 80 Teile eines
':,
wasserlöslichen Klebers und Wasser enthält.
3. Kohlenstoffelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
; Kunstharz ein Harz auf Phenol-Novolakhexamethlyente-
tramin-Basis ist.
4. Kohlenstoffelektrode nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der wasserlösliche Kleber ein handelsüblicher Polyvinylalkohol 1st.
5. Kohlenstoffelektrode nach einem der Ansprüche
1 b i s 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Schichtdicke des graphithaltigen Materials
auf der metallhaltigen Oberfläche 0,1 bis 2,0 mm beträgt.
6. Kohi^nstoffelektrode nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
··· · 1 « «ft.i«
daß die metallhaltige Schutzschicht Überwiegend
aus Aluminium besteht.
7. Kqhlenstoffelektrode nach einem der Ansprüche
1 bis 6» dadurch gekennzeichnet,
daß das.die metallhaltige Oberfläche, bedeckende graphithaltige Material eine Schicht bildet, die auf der
metallhaltigen Oberfläche haftet.
8. Kohlenstoffelektrode nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet« daß das graphithaltige Material eine Schicht bildet.
die auf der metallhaltigen Oberfläche lose aufliegt.
• t Ul I
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808020071 DE8020071U1 (de) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Kohlenstoffelektrode, insbesondere graphitelektrode zur stahlerzeugung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808020071 DE8020071U1 (de) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Kohlenstoffelektrode, insbesondere graphitelektrode zur stahlerzeugung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8020071U1 true DE8020071U1 (de) | 1982-08-19 |
Family
ID=6717545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19808020071 Expired DE8020071U1 (de) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Kohlenstoffelektrode, insbesondere graphitelektrode zur stahlerzeugung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8020071U1 (de) |
-
1980
- 1980-07-25 DE DE19808020071 patent/DE8020071U1/de not_active Expired
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