FI69950C

FI69950C - HAOLLARE FOER EN SJAELVSINTRANDE ELEKTROD I EN ELEKTROTERMISK SMAELTUGN

Info

Publication number: FI69950C
Application number: FI813240A
Authority: FI
Inventors: Knut Evensen
Original assignee: Elkem As
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1986-05-26
Also published as: FI813240L; FI69950B

Description

1 699501 69950

Pidin itsesintrautuvan elektrodin pitämiseksi sähköläm-pöisessä sulatusuunissaI held to keep the self-sintering electrode in an electrothermal melting furnace

Esillä oleva keksintö kohdistuu pitimeen itsesint-5 rautuvan elektrodin pitämiseksi sähkölämpöisessä sulatus uunissa, joka elektrodi käsittää sitä ympäröivän elektro-divaipan, jossa on useita vaipasta ulospäin työntyviä, pystysuoria, säteittäisiä, sähköä johtavasta materiaalista tehtyjä ulokkeita tai ripoja, johon pitimeen kuuluu 10 puristus- ja kosketuslaitteet, jotka on tarkoitettu puris tumaan ulokkeita tai ripoja vasten elektrodin pitämiseksi paikallaan ja sähköisen kosketuksen aikaansaamiseksi pie-nimmässäkin elektrodin vaipan osassa. Esillä olevan keksinnön mukainen elektrodin pidin on erityisesti tarkoi-15 tettu käytettäväksi itsepolttuvien elektrodien yhteydes- sä, kuten konventionaaliset Söderbergin elektrodit.The present invention relates to a holder for holding a self-sintering electrode in an electrothermal melting furnace, the electrode comprising an surrounding electrode sheath having a plurality of vertical, radial projections or ribs of electrically conductive material projecting outwardly from the sheath. contact devices for pressing against the protrusions or ribs to hold the electrode in place and to provide electrical contact in even the smallest part of the electrode sheath. The electrode holder according to the present invention is especially intended for use with self-burning electrodes, such as conventional Söderberg electrodes.

Tunnettu itsepolttuva elektrodi käsittää tyypillisesti metallisuojuksen, joka ympäröi elektrodin sekä poltettua että polttamatonta osaa. Tunnettujen elektro-20 dien suojusten sisällä on joukko oleellsiesti säteet- täisiä ja kohtisuoraan sijoitettuja ulokkeita tai ripoja, jotka levittyvät sisäänpäin kohti elektrodimassaa. Polttamaton elektrodimassa tulee vaippaan sen yläpäässä ja uunin lämpö polttaa vähitellen tämän massan elektro-25 din syötettäessä alaspäin elektrodin pidinlaitteiston kautta.The known self-burning electrode typically comprises a metal shield surrounding both the burnt and unburned portions of the electrode. Inside the shields of known electro-20s there are a number of substantially radial and perpendicular projections or ribs which extend inwards towards the electrode mass. The unburned electrode mass enters the jacket at its upper end and the heat of the furnace gradually burns this mass as the electro-25 d is fed downwards through the electrode holding apparatus.

On hyvin tunnettua että elektrodin pidinlaitteis-tossa täytyy elektrodin suojuksen ja pidinlaitteiston välillä olla erittäin hyvä sähköinen kontakti. Nykyi-30 sissä elektrodilaitteistoissa on käytetty suojuksen ulospäin levittyviä ulokkeita elektrodien pitämiseksi ja syöttämiseksi, sähkövirta on puolestaan johdettu elek-trodeihin useiden kontaktikiinnittimien kautta, jotka aikaansaavat säteettäisen kontaktipaineen elektrodeihin.It is well known that there must be very good electrical contact between the electrode shield and the holder assembly in the electrode holder assembly. Current electrode equipment uses outwardly extending protrusions of the shield to hold and feed the electrodes, while an electric current is applied to the electrodes through a plurality of contact clamps that provide radial contact pressure to the electrodes.

35 Ulkoapäin järjestetty puristusrengas toimii vastavoimana 2 69950 mahdollistaen sen, että kontaktikiinnittimet aikaansaavat tarvittavan paineen elektrodeihin.35 The externally arranged compression ring acts as a counterforce 2 2,69950, allowing the contact clamps to provide the required pressure to the electrodes.

On havaittu, että tämän tyyppinen pidinlaitteisto aiheuttaa suhteellisen suuria säteettäisiä voimia elektro-5 dien kriittiselle alueelle, jossa elektrodin polttoproses- si tapahtuu. Elektrodeja pidettäessä ja syötettäessä poltetun ja parhaillaan poltettavan elektrodimassan osaset saattavat joutua alttiiksi haitalliselle vierekkäisten osasten väliselle pienelle suhteelliselle liikkeelle.It has been found that this type of holding apparatus causes relatively large radial forces to the critical region of the electrodes where the electrode combustion process takes place. When holding and feeding the electrodes, the particles of the burned and currently burned electrode mass may be exposed to harmful small relative motion between adjacent particles.

10 Kyseiset suhteelliset liikkeet saattavat johtaa elektro dien virheelliseen polttamiseen, mikä voi lopulta johtaa elektrodien katkeamiseen.10 These relative movements can lead to incorrect burning of the electrodes, which can eventually lead to electrode rupture.

Näiden laitteistojen lämpötilan säätämiseksi kon-taktiki innittimet ovat edullisesti vesi jäähdytettyjä ja 15 suojuksen viereisen kiinnitinlaitteen suhteellisen suu ret jäähdvtyspinnat aiheuttavat sen, että polttovyöhyke on kiinnitinlaitteen alempaa päätä lähellä sijaitsevalla alueella. On havaittu, että näiden aikaisemmin tunnettujen laitteistojen kiinnitinlaitteen jaähdytystarve ra-20 joittaa sekä kunkin elektrodin kerralla syötettävän osuuden pituutta että yhtä hyvin elektrodin syöttöno-peutta. Myös kiinnitinlaitteen suhteellisen suuri jäähdytetty pinta voi aiheuttaa elektrodien polttovyöhyk-keelle lämpöshokkeja silloin, kun polttotoiminnassa on 25 kontrolloimaton keskeytys, joten tällöin on olemassa vastaava lisääntynyt elektrodien katkeamisvaara.To control the temperature of these devices, the contactors are preferably water cooled and the relatively large cooling surfaces of the fastener adjacent the cover cause the combustion zone to be in an area near the lower end of the fastener. It has been found that the cooling requirement of the fastener device of these prior art devices limits both the length of the portion to be fed to each electrode at one time and the feed rate of the electrode as well. Also, the relatively large cooled surface of the fastening device can cause thermal shocks to the combustion zone of the electrodes when there is an uncontrolled interruption in the combustion operation, so that there is a corresponding increased risk of electrode rupture.

Suhteellisen suuri säteettäinen kiinnittimen aiheuttama paine johtaa aina elektrodisuojuksen mahdolliseen vahingolliseen muodonmuutokseen, joka puolestaan 30 aiheuttaa muodonmuutoksen vastaavassa osassa itse elek trodia .The relatively high radial pressure exerted by the fastener always leads to a possible detrimental deformation of the electrode cover, which in turn causes a deformation in a corresponding part of the electrode itself.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti aikaisemmin tunnettujen elektrodin pitimen haitat voitetaan käyttämällä pidintä, jonka puristus- ja kosketuslaitteissa on 35 kaksi erillistä, pitkänomaista kosketuse1 intä, jotka 69950 ovat kosketuksessa ulokkeeseen toinen toisella ja toinen toisella puolen uloketta ja jotka on yhdistetty toisiinsa elimillä, jotka kohdistavat aseteltavan puristusvoiman kohtisuoraan uloketta tai ripaa vastaan ja tangen-5 tiaalisesti elektrodin suhteen. Keksinnön mukaisesti puristus- ja kosketuslaite eli kiinnitinlaite aiheuttaa siten oleellisesti vain tangentiaalisia voimia elektrodiin ja elektrodisuojukseen sen pitämiseksi paikoillaan ja virran syöttämiseksi siihen.According to the present prior art electrode holder overcomes the disadvantages of the use of the holder of the invention, by pressing and contact devices 35 two separate elongated kosketuse1 INTA, the 69950 are in contact with the protrusion second side and one on the other side of the projection and which are interconnected by means which exert an adjustable clamping force perpendicular to the protrusion or rib and tangentially to the electrode. According to the invention, the pressing and contacting device, i.e. the clamping device, thus essentially causes only tangential forces to the electrode and the electrode shield in order to hold it in place and to supply current to it.

10 Kiinnitinlaite jäähdytetään edullisesti sisäises ti kiertävällä jäähdytysnesteellä, kuitenkin, koska kiin-nitinlaitteen jäähdytetyt pinnat ovat rajoittuneet pienentyneelle alueelle lateraalisesti ulokkeiden molemmille puolille pikemminkin kuin itse suojuksen seiniin, 15 lämmön siirtyminen elektrodista on huomattavasti vähenty nyt.The fastener device is preferably cooled by an internally circulating coolant, however, since the cooled surfaces of the fastener device are limited to a reduced area laterally on both sides of the protrusions rather than the walls of the cover itself, heat transfer from the electrode is greatly reduced now.

Esillä olevan keksinnön mukainen kiinnitinlaite sallii elektrodin polton poltetun elektrodin geometrisesta muodosta riippumattomasti ja sallii niinikään myös 20 muista materiaaleista kuin raudasta ja teräksestä tehty jen elektrodisuojusten käytön, koska ei ole tarvetta vastustaa säteettäistä muodonmuutosta. Voidaan arvioida, että monissa prosesseissa elektrodilaitteisto, jossa rautaa on minimimäärä, voi olla hyödyllinen ja siten suo-25 justen, jotka voidaan tehdä jopa ei-metallista, käyttö on erittäin edullista kyseisten prosessien elektrodien luotettavuuden ja tarkoituksenmukaisuuden kannalta.The fastening device according to the present invention allows the burning of the electrode regardless of the geometric shape of the burned electrode and also allows the use of electrode shields made of materials other than iron and steel, since there is no need to resist radial deformation. It can be appreciated that in many processes, electrode equipment with a minimum amount of iron can be useful, and thus the use of shields, which can be made even of non-metal, is very advantageous for the reliability and convenience of the electrodes in those processes.

Edullisessa suoritusmuodossa suojavaipat, jotka ovat edullisesti jäähdytettyjä sisäisesti kiertävällä 30 jäähdytysaineella, ovat järjestetyt kunkin kiinnitinlait- teen ja elektrodin välisiin vyöhykkeisiin. Edelleen parhaan tuloksen saavuttamiseksi nämä välivaipat on kiinnitetty kiinnitinlaitten ulkoreunoihin välivaippojen kiin-nitinlaitteen kautta elektrodeihin aiheuttaman voimamo-35 menttien siirtymisen oleelliseksi eliminoimiseksi. Par- __ — τ 1 69950 haan tuloksen saavuttamiseksi välivaippojen paksuus on sellainen ja ne sijaitsevat siten kiinnitinlaitteisiin nähden, että ulkopinnat ovat oleellisesti tasoissa kiinni-tinlaitteen vastaavan pinnan kanssa muodostaen siten yh-5 dessä kappaleen, jonka ulkopinta on oleellisesti sylin- terimäinen. Vaipat ja kiinnitinlaitteet on edelleen jäykästi liitetty yhteen yläosistaan usean liitoslevyn avulla. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi nämä liitoslevyt on tehty sähköisesti johtavasta aineesta, jolloin pidinlait-10 teiston yläosa toimii virran ohitusrenkaana aikaansaaden oleellisesti tasaisen virtajakautuman elektrodiin.In a preferred embodiment, the shields, which are preferably cooled by an internally circulating coolant, are arranged in the zones between each fastening device and the electrode. Further, for best results, these spacers are attached to the outer edges of the fastener devices through the fastener device of the spacers to substantially eliminate the transfer of force elements to the electrodes. Par- __ - τ 1 69950 To achieve the result of the hook, the thickness of the intermediate sheaths is such that they are located relative to the fastening devices such that the outer surfaces are substantially flush with the corresponding surface of the fastening device, thus forming a substantially cylindrical outer surface. The sheaths and fasteners are still rigidly connected to each other at their tops by means of several connecting plates. For best results, these connection plates are made of an electrically conductive material, with the top of the holder device 10 acting as a current bypass ring, providing a substantially uniform current distribution to the electrode.

Esillä olevan keksinnön muut ominaisuudet ja edut käyvät ilmi piirustusten selostuksesta, missä:Other features and advantages of the present invention will become apparent from the description of the drawings, wherein:

Kuva 1 esittää osilla olevan keksinnön mukaisen 15 elektrodilaitteiston elektrodin kohtisuoraa leikkausta edestä, uunin ja kannatinlai t.teiston muiden osien ollessa jätetty selvyyden vuoksi pois;Figure 1 shows a front perpendicular section of the electrode of the electrode apparatus 15 according to the parts of the invention, the other parts of the furnace and the support apparatus being omitted for clarity;

Kuva II esittää suojavaipan kohtisuoraa leikkausta sivulta päin; 20 Kuva lii esittää pidinlaitteiston osan vaakasuoraa leikkausta katsottuna linjasta III-III kuvassa I;Figure II shows a perpendicular section of the protective sheath from the side; Fig. Lii shows a horizontal section of a part of the holding device taken from line III-III in Fig. I;

Kuva IV esittää yksityiskohtaisemmin pidinlaitteiston kannatinlaitteen kohtisuoraa leikkausta;Figure IV shows in more detail a perpendicular section of the support device support device;

Kuva V esittää pidinlaitteiston osan kautta kulke-25 vaa vaakasuoraa leikkausta katsottuna linjasta V-V ku vassa I ;Figure V shows a horizontal section through a part of the holding device, seen from the line V-V in Figure I;

Kuva VI esittää kohtisuoraa leikkausta kuvan V linjan VI-VI mukaisesti;Figure VI shows a perpendicular section along the line VI-VI in Figure V;

Kuva VII esittää vaakasuoraa leikkausta kuvan I 30 linjan VII-VII mukaisesti;Figure VII shows a horizontal section along the line VII-VII in Figure 30;

Kuva VIII esittää kiinnitinlaitteen alemman osan kautta kulkevaa kohtisuoraa leikkausta;Figure VIII shows a perpendicular section passing through the lower part of the fastening device;

Kuva IX esittää kuvan I linjan IX-IX mukaista vaakasuoraa leikkausta; 35 Kuva X esittää kuvan IX linjan X-X mukaista kohti suoraa leikkausta; 5 69950Figure IX shows a horizontal section along the line IX-IX in Figure I; Fig. X is a straight sectional view taken along line X-X of Fig. IX; 5,69950

Kuva XT esittää suojavaipan alemman pään ja kunkin kiinnittimen muodostavan kahden puoliskon kautta kulkevaa kohtisuoraa leikkausta;Figure XT shows a perpendicular section through the lower end of the sheath and the two halves forming each fastener;

Kuva XII esittää keksinnön mukaista vaipan 5 toista suoritusmuotoa;Figure XII shows a second embodiment of a sheath 5 according to the invention;

Kuva XIII esittää keksinnön kolmannen suoritusmuodon kohtisuoraa leikkausta;Figure XIII shows a perpendicular section of a third embodiment of the invention;

Kuva XIV esittää kuvan XII ja XIII suoritusmuodon vaakasuoraa leikkausta katsottuna kuvan XTI linjasta 10 XIV-XIV; jaFig. XIV shows a horizontal section of the embodiment of Figs. XII and XIII as seen from line XIV-XIV of Fig. XTI; and

Kuva XV esittää kuvan XII ja XIII kiinnitinlait-teen ja vaipan alemman pään kohtisuoraa leikkausta,Figure XV shows a perpendicular section of the fastening device and the lower end of the sheath of Figures XII and XIII,

Kuva I esittää kohtisuoraa leikkauskuvantoa elektrodin pidinlaitteistoa 1, jota kannatetaan kannatin-15 kehyksestä 2 tukien 3 avulla. Pidinlaitteisto 1 käsittää useita kiinnittimiä 4, jotka on liukuvasti järjestetty ulokkeisiin 5, jotka ulokkeet, kuten kuvasta III on parhaiten nähtävissä, suuntautuvat säteettäisesti elektrodi-suojuksesta 6. Kiinnittimet 4 on järjestetty tasaisesti 20 elektrodin 7 kehälle.Figure I shows a perpendicular sectional view of the electrode holding device 1 supported by the frame 2 of the support-15 by means of supports 3. The holding device 1 comprises a plurality of fasteners 4 slidably arranged on the projections 5, which projections, as best seen in Fig. III, extend radially from the electrode cover 6. The fasteners 4 are arranged evenly on the circumference of the electrode 7.

Kiinnittimet 4 käsittävät edullisesti saumattomia elektrolyyttisiä kuparielementtejä. Alan ammattimiehen on helppo havaita, että kyseisillä kiinnittimillä voidaan eliminoida tavaromaisten kontaktikiinnittimen val-25 mistuksessa tyypillisesti tarvittava ajan käyttö, monimutkainen muotoilu, ytimen valmistus ja valaminen. Voidaan edelleen arvioida, että kiinnittimien valmistukseen liittyviä sekä tarkastus- että valvontarutiineja voidaan suuressa määrin vähentää.The fasteners 4 preferably comprise seamless electrolytic copper elements. One skilled in the art will readily appreciate that such fasteners can eliminate the time required, complex design, core fabrication, and casting typically required in the manufacture of a commercial contact fastener. It can be further estimated that both inspection and control routines associated with the manufacture of fasteners can be greatly reduced.

30 Kiinnittimet 4 sisältävät jäähdytyskanavia, jotka muodostavat jäähdytysjärjeSbelmän, jota selostetaan edelleen jäljempänä. Sisäinen jäähdytysjärjestelmä on liitetty kahteen putkistoryhmään 8a, 8b, jäähdytysnesteen syöttöä ja 6 69950 paluuta varten, vastaavasti, taipuisien putkien 9a,9b avulla. Kuten on esitetty kannatinkehvs 2 tukee myös putkistoja 8a ja 8b.The fasteners 4 include cooling channels that form a cooling system, which will be further described below. The internal cooling system is connected to two piping groups 8a, 8b for the supply of coolant and 6,69950 for return, respectively, by means of flexible pipes 9a, 9b. As shown, the support frame 2 also supports the piping 8a and 8b.

Useita välivaippoja 10 on järjestetty kiinnitti-5 mien 4 ja elektrodien 7 välille. Kuten kuvasta V on parhaiten nähtävissä, kiinnittimet 4 tukevat vaippoja 10 äärimmäisistä reunoista voimaraonettien siirtymisen eliminoimiseksi vaipoista 10 elektrodeihin 7 kiinnittimien 4 kautta. Välivaippojen 10 paksuus on sellainen ja ne 10 on siten sijoitettu, että niiden ulkopinnat ovat tasoissa kiinnittimien 4 ulkopintojen kanssa oleellisesti sylinterinmuotoisen kappaleen aikaansaamiseksi.A plurality of intermediate sheaths 10 are arranged between the fasteners 4 and the electrodes 7. As best seen in Figure V, the fasteners 4 support the sheaths 10 from the extreme edges to eliminate the movement of force grooves from the sheaths 10 to the electrodes 7 through the fasteners 4. The thickness of the intermediate sheaths 10 is such that they are positioned so that their outer surfaces are flush with the outer surfaces of the fasteners 4 to provide a substantially cylindrical body.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti voidaan arvioida, että kiinnittimien 4 dimensiot ovat riippumattomia elek-15 trodin halkaisijasta ja huomataan, että elektrodin halkaisijaa voidaan muuttaa vaihtamalla yksinkertaisesti vaipat, joiden säteettäinen leveys vastaavasti eroaa.According to the present invention, it can be appreciated that the dimensions of the fasteners 4 are independent of the diameter of the electrode, and it is found that the diameter of the electrode can be changed simply by changing the sheaths, the radial width of which differs accordingly.

Siten voidaan arvioida, että kiinnittimet 4 voidaan tehdä standardisoituina yksikköinä, joita voidaan käyttää 20 hyväksi minkä tahansa tietyn halkaisijan omaavan elektrodin yhteydessä.Thus, it can be appreciated that the fasteners 4 can be made as standardized units that can be utilized in connection with an electrode of any given diameter.

Edelleen voidaan arvioida, että kannatinkehys 2 tukee kutakin välivaippaa 10 ja kutakin kiinnitinryhmää 4 edullisesti erikseen. Käsiteltävyyden kannalta parhaan 25 tuloksen saavuttamiseksi kehyksen 2 ja elektrodisuojuksen välisen säteettäisen etäisyyden täytyy olla riittävän suuri, jotta kiinnittimet 4 ja/tai vaippaelementit 10, joko yksittäisissä yksiköissä tai yhdessä, voidaan nostaa rajakkaisesta kosketuksesta elektrodin kanssa. Jokainen 30 yksittäinen kiinnitin 4 voidaan korvata ilman, että tarvitsee vähentää muiden kiinnittimien 4 kiinnityspainetta. Kiinnittimien 4 elementit voidaan asentaa tai siirtää elektrodin yläpuolelle sovitettujen nostokurkien tai 7 69950 vastaavien nostolaitteiden avulla (ei esitetty) , Vaihtoehtoisesti voidaan edelleen vaippoja 10 siirtää matalammalle kiinnittimien 4 suhteen tasolle, jossa ne ovat vapaita kiinnittimien tuesta.It can further be estimated that the support frame 2 supports each intermediate sheath 10 and each fastener group 4 preferably separately. In order to obtain the best result in terms of workability, the radial distance between the frame 2 and the electrode shield must be large enough that the fasteners 4 and / or the sheath elements 10, either in individual units or together, can be lifted from limited contact with the electrode. Each of the 30 individual fasteners 4 can be replaced without having to reduce the fastening pressure of the other fasteners 4. The elements of the fasteners 4 can be mounted or moved by means of lifting jacks arranged above the electrode or similar lifting devices (not shown). Alternatively, the sheaths 10 can further be moved to a lower level relative to the fasteners 4 where they are free from the support of the fasteners.

5 Kuvassa 1 viitenumerolla 41 on merkitty kiinni- tintä, joka sijaitsee vapaana viereisistä vaippaele-menteistä 10, kun taas viitenumerolla 41' on merkitty kiinnitintä, joka on kiinteässä asemassa elektrodin pidinlaitteiston 1 muiden osien yläpuolella.In Fig. 1, reference numeral 41 denotes a fastener located free of adjacent sheath elements 10, while reference numeral 41 'denotes a fastener in a fixed position above other parts of the electrode holding apparatus 1.

10 Kuten voidaan nähdä kuvasta II, joka esittää vaakasuoraa leikkausta kuvan I linjan III-III mukaisesti elektrodin pitimen ylemmän osan kautta, ja kuvasta IV, joka esittää kohtisuoraa leikkausta kiinnittimien ylemmästä osasta, kiinnittimet 4 muodostavat 15 kahdesta oleellisesti identtisestä, vastakkaisesta osasta, jotka on järjestetty elektrodisuojuksen 6 ulospäin työntyvien ulokkeiden 5 kummallekin puolelle. Kiinnittimien 4 kaksi vastakkaista puoliskoa puristetaan yhteen sopivalla jousijännitetyllä laitteella, 20 kuten kierre- tai levyjousella (joita ei ole esitetty kuvassa IV).As can be seen from Figure II, which shows a horizontal section along the line III-III in Figure I through the upper part of the electrode holder, and from Figure IV, which shows a perpendicular section from the upper part of the fasteners, the fasteners 4 form 15 substantially identical, opposite parts arranged on each side of the outwardly projecting projections 5 of the electrode cover 6. The two opposite halves of the fasteners 4 are compressed together by a suitable spring-tensioned device 20, such as a coil or disc spring (not shown in Figure IV).

Kuva VII esittää vaakasuoraa leikkausta pitkin kuvan I linjaa VII-VII ja kuva VII esittää pitimen alemman osan kohtisuoraa aluetta kiinnittimen 4 läheisyy-25 dessä. Sopiva jousilaite kiinnittimen 4 kahden puoliskon kiinnittämiseksi pintakiinnityspaineen ja sähköisen kontaktin aikaansaamiseksi on parhaiten nähtävissä kuvassa VII. Pultti 24 ja mutteri 26 on asetettu kuvatun kiinnittimen 4 kummankin puoliskon koaksiaaliseen rei-30 kään. Kiertämällä yksinkertaisesti mutteria 26 pultin 24 suhteen voidaan säätää reiän olakkeita vastaan olevaa jousipainetta.Fig. VII shows a horizontal section along the line VII-VII in Fig. I and Fig. VII shows a perpendicular area of the lower part of the holder in the vicinity of the fastener 4. A suitable spring device for securing the two halves of the fastener 4 to provide surface mounting pressure and electrical contact is best seen in Figure VII. The bolt 24 and the nut 26 are placed in the coaxial hole-30 of each half of the described fastener 4. By simply turning the nut 26 relative to the bolt 24, the spring pressure against the shoulder shoulders can be adjusted.

s 69950s 69950

Alan ammattimiehelle on selvää, että kiinnittimen 4 osia voidaan pitää yhdessä millä tahansa sopivalla hydraulisella, pneumaattisellatai mekaanisella kiinnitys järjestelyllä. Riittävä kiinnitysvoima voidaan kui-5 tenkin aikaansaada jousilaitteen avulla kiinnitysvoiman aikaansaamiseksi vasten ulokkeita 5. Voidaan huomata, että näin aikaansaatu vastavoima toimii vain tangenti-aalisessa suunnassa ulokkeita vasten ja että elektrodi-suojusta vastaan säteettäisessä suunnassa ei olennaisesti 10 ole painetta. Siten, kuten on esitetty, pidinlaitteisto 1 on riipumaton tavanomaisesta ulkopuolisesta paineren-kaasta, joka on tarkoitettu aikaansaamaan säteettäinen vastapaine kontaktikiinnittiineen.It will be clear to a person skilled in the art that the parts of the fastener 4 can be held together by any suitable hydraulic, pneumatic or mechanical fastening arrangement. However, sufficient clamping force can be provided by means of a spring device to provide a clamping force against the projections 5. It can be seen that the counterforce thus obtained acts only tangentially against the projections and that there is substantially no pressure in the radial direction against the electrode cover. Thus, as shown, the holding device 1 is independent of a conventional external pressure ring intended to provide a radial back pressure with its contact fasteners.

Palataan taas kuvaan IV, sähkövirta johdetaan läh-15 teestä (ei esitetty) kiinnittimeen 4 johtavan putken 20 kautta, virran saapuessa kiinnittimen 4 yläpäähän. Riittävän sähköisen kontaktin aikaansaamiseksi parhaiten putken 20 ja kiinnittimen 4 kahden puoliskon välille, putki 20 sisältää ulkoke-elimen 21, joka on asetettu 20 kiinnittimen kahden puoliskon ulomman osan väliin. Kun pultit ja mutterit 22 kiristetään, vaadittavaa sähkön johtumista varten on riittävä kontakti.Returning again to Figure IV, an electric current is conducted from a source 15 (not shown) to the fastener 4 via a conduit 20, with the current reaching the upper end of the fastener 4. To provide sufficient electrical contact, preferably between the tube 20 and the two halves of the fastener 4, the tube 20 includes a protruding member 21 interposed between the outer portions of the two halves of the fastener 20. When the bolts and nuts 22 are tightened, there is sufficient contact for the required electrical conduction.

Viitaten taas kuvaan I ja myös kuvaan VII, vaipat 10 ulottuvat alaspäin kiinnittimien 4 alempien päi-25 den alapuolelle. Vaipoilla on alemmissa päissä sekä laippa 11 että sisäänpäin säteettäiset jatkeet 13 kummallakin sivulla, jotka ulottuvat kohti elektrodia 7.Referring again to Figure I and also to Figure VII, the sheaths 10 extend downwardly below the lower ends of the fasteners 4. The sheaths have at the lower ends both a flange 11 and inwardly radial extensions 13 on each side extending towards the electrode 7.

Nämä jatkeet muodostavat ulkoneman vaipan 10 ja elek-rodisuojuksen 6 välisen aukon peittämiseksi. Ulkonema ja 30 sivuseinät 13 toimivat tulenkestävän vuorauksen 28 ja tiivistysaineen 27 tukena. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi tulenkestävät tiilet, jotka muodostavat vuorauksen 28, ovat kiilan muotoisia elektrodisuojusta 6 kohti tapahtuvan haitallisen liukumisen estämiseksi.These extensions form a protrusion to cover the gap between the sheath 10 and the electrode shield 6. The protrusion and the side walls 13 act as a support for the refractory lining 28 and the sealant 27. For best results, the refractory bricks that form the liner 28 are wedge-shaped to prevent harmful slippage toward the electrode shield 6.

9 699509,69950

Vaippojen 10 alemmat päät on lukittu keskenään elektrodin 7 koko kehää pitkin pulttien tai tappien 12 avulla. Pultit' 12 ovat edullisesti halkaistuja pultteja, joista toinen puolisko ulottuu kiinnitinlaitteen 4 toi-5 seen puoliskoon muodostaen tapin tai saranan, kuten kuvasta IX on parhaiten nähtävissä. Kuten kuvissa I ja IX on esitetty, kiinnittimen 4 vasen puolisko toimii saranana vaipalle 10. Vaipat 10 on yhdistetty elektrodin 7 alemman kehän ympärille siten että ei vaikuteta tai 10 vähennetä kiinnittimien 4 ulokkeisiin 5 kohdistamaa kiinnitysvoimaa.The lower ends of the sheaths 10 are locked together along the entire circumference of the electrode 7 by means of bolts or pins 12. The bolts' 12 are preferably split bolts, one half of which extends into the other half of the fastening device 4 to form a pin or hinge, as best seen in Figure IX. As shown in Figures I and IX, the left half of the fastener 4 acts as a hinge for the sheath 10. The sheaths 10 are connected around the lower circumference of the electrode 7 so as not to affect or reduce the fastening force applied by the fasteners 4 to the projections 5.

Alemman päässä yhteenkytketyt vaipat aikaansaavat alaspäin ja ulospäin suljetun kammion 30 itse elektrodin 7 ympäri suojaten sitä uunin savuilta ja lämmöltä.At the lower end, the interconnected sheaths provide a closed and outwardly closed chamber 30 around the electrode 7 itself, protecting it from the furnace smoke and heat.

15 Tilan 30 lämpötilaa voidaan säädellä syöttämällä ja/tai kirrättämällä ilmaa tai kaasua putken 29 kautta.The temperature of the space 30 can be controlled by supplying and / or discharging air or gas through a pipe 29.

Viitaten taas kuvaan V ja yhtä hyvin kuvaan VI, vaipat liitetään edelleen yhteen yhdyselimillä 14 pitkin koko pidinlaitteiston keskiosaa. Yhdyselimet 14 on ase-20 tettu tangentiaalisesti kiinnittimien 4 onteloiden 15 kautta. Jokainen yhdyselin 14 on vapaa liikkumaan ontelossaan 15. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi yhdyselimet 14 on kiinnitetty vaipan 10 jatkeisiin sauvojen 16 avulla, jotka ulottuvat ylöspäin kunkin yhdyselimen 14 kummastakin 25 päästä elektrodin pidinlaitteiston ylemmän osan yläpuolella, siten, että sauvat 16 ovat käsiteltävissä tällä tasolla. Kuten on esitetty, sauvoilla 16 on kartionmuotoinen alapää, joka sopii yhdyselimen 14 läpi kulkevaan vastaavaan kartionmuotoiseen reikään 17 ja vaipan 10 jatkaessa ole-30 vaan kartionmuotoiseen reikään 18. Yhdyselin 14 kulkee kiinnittimen 4 kautta siten, että yhdyselin 14 ei vaikuta kiinnittimeen 4. Vaipat 10 rajoittuvat kuitenkin ulkoreunoistaan kiinnittimiä 4 vasten. Siten yhteenliittäminen ei siirrä mitään voimamomentteja elektrodiin kiinnittimien 35 kautta. Viitaten kuvaan I ja kuvaan III, kiinnitin 4 ja vaippa 10 sidotaan edelleen yhteen kiinnittimen 4 ylä- 10 6995 0 päässä laitteilla kuten liitosleyy 19, joka on edullisesti tehty kuparista erinomaisen sähkönjohtavuuden aikaansaamiseksi. Havaitaan, että koska vaipat 10 ja kiinnittimet 4 on kytketty yhteen sähköisesti johtavilla 5 laitteilla, pidinlaitteiston pinnan ylempi osa ohitus- renkaana jakaen sähkövirran elektrodin 7 koko kehän ympäri.Referring again to Figure V and equally to Figure VI, the sheaths are further joined together by connecting members 14 along the entire center portion of the holder assembly. The connecting members 14 are mounted tangentially through the cavities 15 of the fasteners 4. Each connector 14 is free to move in its cavity 15. For best results, the connectors 14 are secured to the sheath 10 extensions by rods 16 extending upwardly from each end 25 of each connector 14 above the upper portion of the electrode holder assembly so that the rods 16 can be handled at this level. As shown, the rods 16 have a conical lower end which fits into a corresponding conical hole 17 passing through the connecting member 14 and a conical hole 18 as the sheath 10 extends. The connecting member 14 passes through the fastener 4 so that the connecting member 14 does not affect the fastener 4. however, they abut their outer edges against the fasteners 4. Thus, the interconnection does not transfer any torques to the electrode through the fasteners 35. Referring to Figure I and Figure III, the fastener 4 and the sheath 10 are further bonded together at the upper end of the fastener 4 by devices such as a connecting plate 19, which is preferably made of copper to provide excellent electrical conductivity. It is found that since the sheaths 10 and the fasteners 4 are connected together by electrically conductive devices 5, the upper part of the surface of the holding device as a bypass ring distributing the electric current around the entire circumference of the electrode 7.

Kuten aikaisemmin on mainittu, jokainen vaippa 10 on ja jokainen kiinnitin 4 on edullisesti erillisesti 10 tuettu kannatinjärjestelystä. Kannatinjärjestelmä sisältää laitteen elektrodin syöttämiseksi (ei esitetty piirustuksissa) . Kannatinjärjestelyllä ja elektrodisuojuk-sella on riittävästi tilaa, jotta vaipat ja/tai kiinnikkeet voidaan nostaa tilan läpi elektrodin nostolait-15 teella tai muulla nostovälieellä (ei myöskään esitetty).As previously mentioned, each sheath 10 is and each fastener 4 is preferably separately 10 supported from the support arrangement. The support system includes a device for feeding an electrode (not shown in the drawings). The support arrangement and electrode cover have sufficient space to allow the sheaths and / or fasteners to be lifted through the space by an electrode lifter or other lifting spacer (also not shown).

Viitaten taas kuvaan V, missä on esitetty kiinnikkeen 4 kaksi puoliskoa, voidaan huomata, että kumpikin puolisko sisältää kanavat tai reiät 23 jäähdvtysaineen kierrättämiseksi. Huomataan, että esillä olevan keksinnön 20 mukaisesti kunkin virtaa kuljettavan kiinnittimen 4 jäähdytetty pinnan osa on kosketuksessa vain ulokkeen 5 kanssa ja elektrodin jäähdytetty alue vastaa vain kiinnittimen 4 lateraalisia mittoja. Lämmön siirtyminen suojuksesta voidaan siten pitää minimissä niin, että pääosa lämpö-25 energiaa jää elektrodimassan elektrodin polttovyöhykkeelle eikä siirry jäähdytysaineeseen.Referring again to Figure V, which shows the two halves of the bracket 4, it can be seen that each half includes channels or holes 23 for circulating the coolant. It is noted that according to the present invention 20, the cooled surface portion of each current-carrying fastener 4 is in contact only with the protrusion 5, and the cooled area of the electrode corresponds only to the lateral dimensions of the fastener 4. The heat transfer from the shield can thus be kept to a minimum so that most of the heat-25 energy remains in the electrode combustion zone of the electrode mass and does not transfer to the coolant.

Esillä olevan keksinnön mukaisia elektrodipitimen vaihtoehtoisia suoritusmuotoja on esitetty kuvissa XII-XV. Koska näiden kuvien suoritusmuodot vastaavat oleellisesti 30 jo selostettua suoritusmuotoa, seuraavassa selostetaan vain eroavaisuuksia. Ne numerot, jotka viittaavat näissä kuvissa niihin osiin, jotka ovat pysyneet muuttumattomina edelliseen suoritusmuotoon nähden, ovat samoja kuin mitä edellä on käytetty.Alternative embodiments of the electrode holder according to the present invention are shown in Figures XII-XV. Since the embodiments of these figures substantially correspond to the 30 embodiments already described, only the differences will be described below. The numbers which in these figures refer to those parts which have remained unchanged with respect to the previous embodiment are the same as those used above.

35 Kuten kuvissa XIV ja XV on parhaiten nähtävissä, näiden suoritusmuotojen elektrodinpidin käsittää kiinnittimet 4 (tai 4a), jotka on sovitettu ulkoisesti asetettuun 11 69950 sylinterimäiseen vaippaan ΙΟ.1, Siten on välittömästi ilmeistä, että edellisen suoritusmuodon välivaipat 10, jotka oli asetettu kiinnitinlaitteiden väliin, voidaan korvat rengasmaisella sylinterimäisellä vaipalla, jota 5 voidaan tukea millä tahansa tavanomaisella tavalla elektrodin pitimen ulkopinnan täydelliseksi koteloimi-seksi. Vaihdettavuuden vuoksi vaipan 10 ulkosäteen tulisi vastata kuvassa I esitettyjen välivaippojen 10 ja kiinnityslaitteiden yhdistelmän ulkosädettä. Siten 10 parhaan tuloksen saavuttamiseksi kiinnitinlaitteen 4 säteettäistä ulottuvuutta vähennetään siitä, mitä kuvassa V on esitetty, niin että ulkovaippa 10' voidaan helposti sovittaa.As best seen in Figures XIV and XV, the electrode holder of these embodiments comprises fasteners 4 (or 4a) fitted to an externally mounted 11,69950 cylindrical shell ΙΟ.1. Thus, it is immediately apparent that the spacers 10 of the previous embodiment interposed between the fastener devices , the ears may be provided with an annular cylindrical sheath which may be supported in any conventional manner to completely encapsulate the outer surface of the electrode holder. For interchangeability, the outer radius of the sheath 10 should correspond to the outer radius of the combination of intermediate sheaths 10 and fasteners shown in Figure I. Thus, in order to obtain the best result 10, the radial dimension of the fastening device 4 is reduced from that shown in Fig. V, so that the outer sheath 10 'can be easily fitted.

Kuvassa XIII esitetyssä suoritusmuodoss, joka on 15 edelleen kehitetty muunnos,vain kiinnitinlaitteen 4a alempi pää on kiinnityskosketuksessa ulokkeiden 5 kanssa. Kiinnitinlaitteen 4a muu osa on kiinnitetty suojuksen 6 ja ulokkeiden 5 tilayhteyteen. Tämä tila on hyödyllinen, silää toinen vaippa 31, joka on edullisesti tehty kupa-20 rista, voidaan asettaa elektrodin suojuksen 6 ja suojuksesta erillään olevan kiinnitinlaitteen 4a muun osan välille. Tämän muunnelman suuri hyöty on siinä, että on havaittu kuparivaipan 31 oleellisesti oikosulkevan kiinnitinlaitteiden 4a kautta kulkevan sähkövirran aiheuttamat 25 induktiiviset kentät ja oleellisesti rajoittavan induktiivisten virtojen aiheuttamaa ylimääräistä lämpöä. Kupari-vaippa 31 voidaan tukea erillisellä tukilaitteella tai eristetyillä tuilla kiinnitinlaitteeseen millä tahansa tavanomaisella tavalla (ei esitetty).In the embodiment shown in Fig. XIII, which is a further developed variant, only the lower end of the fastening device 4a is in fastening contact with the projections 5. The rest of the fastening device 4a is fixed to the space connection of the cover 6 and the projections 5. This space is useful, since the second jacket 31, which is preferably made of copper-20, can be placed between the electrode cover 6 and the rest of the fastening device 4a separate from the cover. The great advantage of this variant is that it has been found that the copper sheath 31 substantially short-circuits the inductive fields caused by the electric current flowing through the fastening devices 4a and substantially limits the excess heat caused by the inductive currents. The copper sheath 31 may be supported by a separate support device or insulated supports to the fastening device in any conventional manner (not shown).

30 Kuparivaipan 31 normaalisti vaatiman ulkoisen vaipan säteettäisen ulottuvuuden kasvu voidaan parhaiten kompensoida kääntämällä vaipan 31 läheisyydessä olevaa kiinnitinlaitteen 4a osaa siten, että tämä osa on oleellisesti 90°:een kulmassa suhteessa kiinnittimen alempaan osaan. Tällä saa-35 vutettava etu on parhaiten nähtävissä kuvassa XIN esitetystä kiinnitinlaitteen poikkileikkauksesta. Voidaan i2 69950 arvioida, että dimensiolla "b" esitetty kiinnitinlait-teen 4a leveys on pienempi kuin dimensiolla "d" esitetty kiinnitinlaitteen syvyys. Siten, kun kiinnitin on käännetty kuten kuvassa XIV on esitetty, saadaan 5 aikaiseksi suurempi tila vaipan 31 sisällyttämiseksi edellisen suoritusmuodon säteettäisten dimensioiden rajojen puitteisiin.The increase in the radial dimension of the outer sheath normally required by the copper sheath 31 can best be compensated by turning the part of the fastening device 4a in the vicinity of the sheath 31 so that this part is at an essentially 90 ° angle to the lower part of the fastener. The advantage obtained with this is best seen in the cross-section of the fastening device shown in Fig. XIN. It can be estimated that the width of the fastening device 4a shown by dimension "b" is smaller than the depth of the fastening device shown by dimension "d". Thus, when the fastener is rotated as shown in Figure XIV, a larger space is provided for incorporating the sheath 31 within the limits of the radial dimensions of the previous embodiment.

Pidinlaitteiston osat , jotka ovat alttiina uunin lämpösäteilylle, tehdään edullisesti elektrolyyttisestä 10 kuparista. Kuparin erinomaisesta lämmönjohtokyvystä johtuen kiinnitinelementin pintalämpötila eroaa vain vähän kiertävän käähdytysaineen lämpötilasta, siten voidaan arvioida, että kaikki lämpögradientista aiheutuvat lämpöjännitykset voidaan olettaa mitättömiksi.The parts of the holding device which are exposed to the thermal radiation of the furnace are preferably made of electrolytic copper. Due to the excellent thermal conductivity of copper, the surface temperature of the fastener element differs only slightly from the temperature of the circulating refrigerant, so it can be estimated that all thermal stresses due to the thermal gradient can be assumed to be negligible.

15 Siten jäähdytysaineen aiheuttama jäähdytysteho kiinnitti-missä uunin lyhyiden käyttökeskevtysten aikana on minimissä verrattuna tavanomaisessa kiinnitinlaitteessa tapahtuvaan jäähdytystehoon. Alan ammattimies voi arvioida, että vähentyneen jäähdytystehon tuloksena elektro-20 din lämpöshokin mahdollisuus on pienentynyt.Thus, the cooling capacity caused by the refrigerant during short downtimes of the furnace is minimal compared to the cooling capacity in a conventional fastener. One skilled in the art will appreciate that as a result of the reduced cooling capacity, the possibility of electro-20 d thermal shock is reduced.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti voidaan edelleen arvioida, että jäähdytysaineen lämpötilan voidaan antaa kasvaa oleellisesti, sillä mikä tahansa lämpötilan yläraja riippuu vain kiinnitinlaitteen, kuten jousilait-25 teen 25 lämpövastuksesta. Siten elektrodin polttovyöhykkeen ominaisuuksien ohjaus- ja säätömahdollisuudet ovat parantuneet, sallien siten elektrodin suuremman liukunopeuden.According to the present invention, it can be further appreciated that the temperature of the coolant can be allowed to increase substantially, since any upper temperature limit depends only on the thermal resistance of the fastening device, such as the spring device. Thus, the control and adjustment possibilities of the properties of the combustion zone of the electrode are improved, thus allowing a higher sliding speed of the electrode.

Esillä olevan keksinnön erityinen hyötv on, että tietylle elektrodin halkaisijalle elektrodin pidinlait-30 teiston ulkohalkaisijaa voidaan oleellisesti pienentää verrattuna tavanomaisiin elektrodin pidinlaitteistöihin. Esimerkkinä, eikä rajatapauksena, elektrodin pidinlaitteis-tossa, jonka elektrodien halkaisija on 1200 mm, uunin kaa-suolle alttiina olevat alueet vähentyvät 20%. Kyseisestä 35 vähennyksestä seuraava hyöty on pidinlaitteistossa tarvittavan jäähdytysaineen virtauksen vastaava 20%:n vähennys .A particular advantage of the present invention is that for a given electrode diameter, the outer diameter of the electrode holding device can be substantially reduced compared to conventional electrode holding devices. By way of example, and not by way of limitation, in an electrode holder apparatus having an electrode diameter of 1200 mm, the areas exposed to the furnace gas are reduced by 20%. The benefit of these 35 reductions is a corresponding 20% reduction in the coolant flow required in the holding system.

13 6995013 69950

On ymmärrettävä, että vaatimusten tarkoitus on kattaa kaikki tässä selvitystarkoituksessa esitetyn suoritusmuodon muutokset ja muunnokset, jotka eivät eroa keksinnön puitteista ja hengestä.It is to be understood that the claims are intended to cover all modifications and variations of the embodiment set forth herein for purposes of this specification which do not depart from the scope and spirit of the invention.

Claims

69950

A holder for holding a self-sintering electrode (7) in an electrothermal melting furnace, the electrode comprising 5 surrounding electrode sheaths (6) having a plurality of vertical, radial projections (5) or conductive ribs of electrically conductive material projecting outwardly from the sheath. includes pressing and contacting devices (4) for pressing against the projections (5) or ribs to hold the electrode (7) in place and to make electrical contact in even the smallest part of the electrode sheath (6), characterized in that the pressing and contacting devices ( 4) has two separate, elongated contact members which are in contact with the projection 15 (5), and the second one on the other on the other side of the projection and which are interconnected by means which exert an adjustable compression force perpendicular to the projections or ribs, with tangentially with respect to the electrode.

Electrode holder according to Claim 1, characterized in that it has a cover (10) arranged between the pressing devices, which is preferably located against the outer surfaces of the pressing devices (4).

Electrode holder according to Claim 2, characterized in that the outer surfaces of the intermediate cover (10) are in line with the outer surfaces of the pressing device (4).

Electrode holder according to Claim 2 or 3, characterized in that the holder is provided at its lower end 30 with seals (27) which are fastened to the lower ends of the cover (10) and which project towards the electrode sheath (6).

Electrode holder according to Claims 1 to 4, characterized in that the holder has means 35 for supplying air / gas to the space (30) defined by the electrode sheath (6), the lower seal (27) and the cover (10) and the upper delimited opening. 15 69950

Electrode holder according to Claims 1 to 5, characterized in that the pressing devices (4) are formed from seamless electrolytic copper.

Electrode holder according to Claims 1 to 6, characterized in that the resilient means of the pressing device (4), which provide the required contact pressure, are arranged at the lower end of the pressing device.

Electrode holder according to Claims 1 to 7, characterized in that the pressing devices (4) 10 are cooled by means of parallel cooling water ducts which are connected to supply and supply water lines (8a, 8b) which are arranged on the electrode columns themselves.

The electrode holder according to claim 1, characterized in that it further comprises an annular, cylindrical sheath arranged outside said plurality of pressing devices (4). o, 69950