FR2864417A1

FR2864417A1 - Manufacture of graphite electrodes with improved strength due to tar impregnation after graphitisation, notably electrodes for electric arc steelmaking furnaces

Info

Publication number: FR2864417A1
Application number: FR0351115A
Authority: FR
Inventors: Ludwig Kolb
Original assignee: SGL Carbon SE
Current assignee: SGL Carbon SE
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-06-24
Also published as: EP1711973A1; MY146459A; WO2005060027A1

Abstract

The fabrication of a graphite electrode made up of an electrode body and at least one connection element consists of fabricating the electrode body and connection elements separately prior to their connection. The fabrication is carried out by forming a mass containing carbon, firing, simple or repeated impregnation and graphitisation. The electrode body and/or the connection elements are impregnated at least one more time after graphitisation. Independent claims are also included for: (A) the graphite electrode obtained; (B) the electrode body; (C) the connection element.

Description

DescriptionDescription

L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une électrode en graphite composée d'un corps d'électrode et d'au moins un élément de liaison disposé sur l'une des deux extrémités frontales du corps d'électrode, dans lequel procédé le corps d'électrode et le ou les élément(s) de connexion sont fabriqués séparément les uns des autres par un procédé comprenant les étapes de mise en forme d'une masse contenant du carbone, de cuisson, d'imprégnation et de graphitisation, avant de relier entre eux le corps d'électrode et le ou les élément(s) de connexion. L'invention concerne également les électrodes en graphite obtenues avec un tel procédé, les corps d'électrode et les éléments de connexion. The invention relates to a method for manufacturing a graphite electrode composed of an electrode body and at least one connecting element disposed on one of the two end ends of the electrode body, in which process the electrode body and the connection element (s) are manufactured separately from one another by a method comprising the steps of shaping a carbon-containing mass, cooking, impregnating and graphitizing, before interconnecting the electrode body and the connection element (s). The invention also relates to the graphite electrodes obtained with such a method, the electrode bodies and the connecting elements.

Les électrodes en graphites sont utilisées par exemple dans les fours électriques à arc pour fabriquer de l'acier. Lorsqu'on applique une tension sur l'électrode en graphite, il se forme entre l'extrémité inférieure de l'électrode et la matière à fondre un arc électrique qui fait fondre la matière à fondre, par exemple des riblons d'acier ou de l'éponge de fer. L'extrémité inférieure de l'électrode s'érode lentement en raison de l'arc électrique et sa périphérie brûle à cause de la température élevée qui règne dans le four. C'est la raison pour laquelle on utilise habituellement des colonnes d'électrodes qui sont poussées dans le four à arc électrique au fur et à mesure que l'extrémité inférieure de l'électrode est consommée durant l'utilisation du four. Graphite electrodes are used, for example, in electric arc furnaces for making steel. When a voltage is applied to the graphite electrode, an arc is formed between the lower end of the electrode and the material to be melted, which melts the material to be melted, for example scrap steel or steel. the iron sponge. The lower end of the electrode slowly erodes due to the electric arc and its periphery burns due to the high temperature in the furnace. This is why electrode columns are usually used which are pushed into the electric arc furnace as the lower end of the electrode is consumed during use of the furnace.

Une telle colonne d'électrodes se compose habituellement d'électrodes cylindriques reliées ensemble mécaniquement et électriquement par des éléments de connexion. Pour recevoir les éléments de connexion, chaque corps d'électrode est muni à ses deux extrémités frontales d'alésages tronconiques avec un filetage interne, tandis que les éléments de connexion ont la forme d'un cône double, c'est-à-dire de deux troncs de cône reliés ensemble par leurs bases, un filetage externe étant formé sur l'enveloppe extérieure de chacun d'eux. Pour compenser l'usure de l'électrode durant l'utilisation du four, les colonnes d'électrodes sont déplacées en direction de la masse en fusion grâce au mouvement correspondant d'un bras support qui est relié à l'extrémité supérieure de la colonne d'électrodes. Dès que la longueur de la colonne d'électrodes passe en dessous d'une longueur minimale fixée, on visse à l'extrémité supérieure de cette colonne un nouveau corps d'électrode au moyen d'un élément de connexion, et on déplace le bras support vers le haut en conséquence. Such an electrode column usually consists of cylindrical electrodes mechanically and electrically connected together by connection elements. To receive the connection elements, each electrode body is provided at its two ends with frustoconical bores with an internal thread, while the connecting elements have the shape of a double cone, that is to say two truncated cones interconnected by their bases, an external thread being formed on the outer casing of each of them. To compensate for wear of the electrode during use of the oven, the electrode columns are moved towards the melt by the corresponding movement of a support arm which is connected to the upper end of the column. electrode. As soon as the length of the column of electrodes passes below a fixed minimum length, a new electrode body is screwed to the upper end of this column by means of a connecting element, and the arm is moved. support upwards accordingly.

Les colonnes d'électrodes sont mécaniquement très sollicitées durant l'utilisation du four électrique à arc. Notamment en présence d'importantes inhomogénéités dans la masse fondue d'acier, par exemple en raison de riblons surnageants, il se forme des forces de flexion importantes à l'extrémité supérieure de la colonne d'électrodes au niveau du bras support qui peuvent conduire à la rupture de l'élément de connexion au niveau de son équateur ou à la rupture du corps d'électrode au niveau de l'alésage. La colonne d'électrodes tombe alors dans la masse en fusion ce qui provoque une interruption de production. Une rupture dans la partie supérieure de la colonne d'électrodes, notamment, a des conséquences particulièrement graves, car dans ce cas, c'est la colonne complète qui tombe dans la masse en fusion d'où il faut la sortir en perdant beaucoup de temps. The electrode columns are mechanically very stressed during use of the electric arc furnace. Especially in the presence of significant inhomogeneities in the steel melt, for example due to supernatants, large bending forces are formed at the upper end of the column of electrodes at the support arm which can lead breaking of the connection element at its equator or breaking of the electrode body at the bore. The column of electrodes then falls into the melt which causes a production interruption. A rupture in the upper part of the column of electrodes, in particular, has particularly serious consequences, because in this case, it is the complete column which falls in the molten mass from where it must be extracted by losing a lot of time.

Pour contourner ce problème, une série de mesures a déjà été proposée pour 15 augmenter la résistance mécanique des électrodes en graphique. To circumvent this problem, a series of measurements has already been proposed to increase the mechanical strength of the electrodes in graphs.

On connaît par exemple par le document US 6,500,022 des éléments de connexion pour relier des électrodes ayant une forme spéciale selon laquelle les parois latérales du double cône composant le filetage forment un angle de 75 à 90 par rapport à l'axe central. Cette disposition particulière doit permettre de diminuer les tensions mécaniques au niveau de la liaison avec le corps d'électrode. Cependant, la fabrication des ces éléments de connexion est très coûteuse. For example, US Pat. No. 6,500,022 discloses connection elements for connecting electrodes having a special shape in which the side walls of the double cone making up the thread form an angle of 75 to 90 with respect to the central axis. This particular arrangement must make it possible to reduce the mechanical stresses at the level of the connection with the electrode body. However, the manufacture of these connection elements is very expensive.

Le document US 6,058,133 divulgue un corps d'électrode cylindrique en graphite muni d'une entaille s'étendant le long du corps d'électrode en formant une hélice. Cette entaille doit éviter la propagation de fissures: une fracture provoquée par la température élevée croise lors de sa propagation l'entaille qui l'empêche ainsi de se propager. Cependant, les phénomènes de fissures sur les électrodes sont très divers de sorte qu'il n'est en général pas possible de prévoir dans quelle direction et sur quelle profondeur vont se former des fissures. C'est ainsi que souvent les entailles réalisées initialement sur les électrodes pour limiter la propagation de fissures forment elles-mêmes le point de départ de fissures ou n'empêchent absolument pas la propagation de celles-ci ou l'empêchent de façon insuffisante. US 6,058,133 discloses a graphite cylindrical electrode body provided with a notch extending along the electrode body forming a helix. This notch must prevent the propagation of cracks: a fracture caused by the high temperature crosses during its propagation the notch that prevents it from spreading. However, the phenomena of cracks on the electrodes are very diverse so that it is generally not possible to predict in which direction and on which depth will form cracks. It is thus that often the notches initially made on the electrodes to limit the propagation of cracks themselves form the starting point of cracks or do not prevent the propagation of these absolutely or insufficiently prevent it.

On sait en outre que la résistance mécanique des corps d'électrode et des éléments de connexion peut être augmentée par des cycles répétés d'imprégnation avant la graphitisation. Un cycle d'imprégnation comprend en général un préchauffage de l'électrode, une mise sous vide,une imprégnation avec du brai sous pression, suivie d'une recuisson à environ 800 C (voir Ullmann's Encyclopedia for Industrial Chemistry 2002, Vol. 6, page 313). Cependant, la résistance mécanique n'augmente plus que de façon réduite avec l'augmentation du nombre de cycles d'imprégnation. Le coût relativement élevé d'un cycle supplémentaire d'imprégnation fait obstacle à ces légères améliorations car le rapport coût-profit se dégrade avec chaque nouveau cycle d'imprégnation. En outre, la vitesse de pénétration de l'agent imprégnant dans l'électrode diminue au fur et à mesure que le nombre de cycles d'imprégnation augmente. Cela peut conduire à des inhomogénéités indésirables dans les électrodes constituant la colonne. It is furthermore known that the mechanical strength of the electrode bodies and the connection elements can be increased by repeated cycles of impregnation before graphitization. An impregnation cycle generally comprises preheating of the electrode, evacuation, impregnation with pressurized pitch, followed by annealing at about 800 ° C (see Ullmann's Encyclopedia for Industrial Chemistry 2002, Vol 6, page 313). However, the mechanical strength increases only in a reduced way with the increase in the number of impregnation cycles. The relatively high cost of an additional impregnation cycle hinders these slight improvements because the cost-benefit ratio deteriorates with each new impregnation cycle. In addition, the rate of penetration of the impregnating agent into the electrode decreases as the number of impregnation cycles increases. This can lead to undesirable inhomogeneities in the electrodes constituting the column.

L'objectif de l'invention est donc d'améliorer la résistance des électrodes en graphite de façon économique et efficace. The object of the invention is therefore to improve the resistance of the graphite electrodes economically and efficiently.

Cet objectif est atteint conformément à l'invention par un procédé différant de celui cité dans le préambule par le fait que le corps d'électrode et / ou le ou les élément(s) de connexion sont imprégnés au moins une nouvelle fois après la graphitisation. This object is achieved according to the invention by a method different from that mentioned in the preamble in that the electrode body and / or the connection element (s) are impregnated at least once again after graphitization. .

De façon surprenante, on obtient grâce à l'imprégnation supplémentaire après la graphitisation, des électrodes en graphite ayant une stabilité mécanique suffisante, de sorte qu'elles peuvent supporter avec fiabilité les efforts mécaniques apparaissant lors de l'utilisation dans des fours électriques à arc, notamment les forces de flexion. Connaissant la faible augmentation de résistance obtenue par des cycles supplémentaires d'imprégnation avant la graphitisation, il était inattendu pour l'homme du métier qu'un cycle supplémentaire d'imprégnation après la graphitisation conduise à une augmentation incomparablement plus élevée de la résistance mécanique, notamment de la résistance à la flexion, du corps d'électrode et/ou de l'élément de connexion ainsi traités. Par exemple, le procédé conforme à l'invention permet, en imprégnant après la graphitisation une fois encore des éléments de connexion déjà imprégnés deux fois avant, d'augmenter leur résistance à la flexion de 15 à 20 %, tandis qu'un cycle supplémentaire d'imprégnation avant la graphitisation, en conservant par ailleurs le même traitement, fournit des éléments de connexion ayant une résistance à la flexion augmentée de 5 à 10 % seulement. Surprisingly, thanks to the additional impregnation after graphitization, graphite electrodes having a sufficient mechanical stability are obtained, so that they can reliably withstand the mechanical stresses occurring during use in electric arc furnaces. including flexural forces. Knowing the small increase in strength achieved by additional impregnation cycles prior to graphitization, it was unexpected to those skilled in the art that an additional impregnation cycle after graphitization would result in an incomparably higher increase in strength, in particular the bending resistance, the electrode body and / or the connection element thus treated. For example, the method according to the invention allows, after impregnating after the graphitization once more connection elements already impregnated twice before, to increase their flexural strength by 15 to 20%, while an additional cycle impregnation prior to graphitization, while maintaining the same treatment, provides connecting elements having an increased flexural strength of only 5 to 10%.

De plus, il était étonnant qu'il soit possible d'obtenir des colonnes d'électrodes ayant une résistance mécanique suffisante pour une utilisation dans un four électrique à arc non seulement par une imprégnation supplémentaire des corps d'électrode et des éléments de connexion, mais également lorsque seul soit le corps d'électrode soit l'élément de connexion de l'électrode en graphite est soumis à un cycle d'imprégnation après la graphitisation. Moreover, it was surprising that it is possible to obtain electrode columns having sufficient mechanical strength for use in an electric arc furnace not only by further impregnation of the electrode bodies and connection elements, but also when only the electrode body or the connection element of the graphite electrode is subjected to an impregnation cycle after graphitization.

Une fois mis en forme, les corps d'électrode ou les éléments de connexion sont cuits de façon connue, de préférence à une température comprise entre 700 et 1 300 C, plus particulièrement à 800 C, pendant environ 400 heures dans un four sous atmosphère gazeuse inerte ou réductrice, avant de soumettre les électrodes à un ou plusieurs cycles d'imprégnation et de les graphitiser ensuite à des températures supérieures à 2 500 C, de préférence supérieures à 2 750 C, de façon privilégié à environ 3 000 C. Once formed, the electrode bodies or the connecting elements are cooked in a known manner, preferably at a temperature of between 700 and 1300 ° C., more particularly at 800 ° C., for approximately 400 hours in an oven under an atmosphere. inert or reducing gaseous, before subjecting the electrodes to one or more impregnation cycles and graphitize thereafter at temperatures above 2500 C, preferably above 2750 C, preferably at about 3000 C.

Il est conforme à l'invention que l'imprégnation du corps d'électrode et / ou de l'élément de connexion réalisée après la graphitisation soit faite selon la méthode connue de l'homme du métier, notamment avec les agents d'imprégnation habituels. Il est préférable de réaliser la ou les imprégnations avant la graphitisation et la ou les imprégnations après la graphitisation dans les mêmes conditions, notamment d'utiliser le même agent d'imprégnation, par exemple du brai, en particulier du brai d'imprégnation. Il est bien sûr également possible, bien que ce ne soit pas à privilégier, d'utiliser différents agents d'imprégnation ou différentes conditions d'imprégnation pour chaque cycle d'imprégnation. It is according to the invention that the impregnation of the electrode body and / or of the connection element made after the graphitization is done according to the method known to those skilled in the art, in particular with the usual impregnating agents . It is preferable to carry out the impregnation (s) before graphitization and the impregnation (s) after graphitization under the same conditions, in particular using the same impregnating agent, for example pitch, in particular impregnation pitch. It is of course also possible, although it is not preferred, to use different impregnating agents or different impregnation conditions for each impregnation cycle.

Il est préférable de réaliser toutes les étapes du cycle d'imprégnation et de ne pas escamoter la mise sous vide avant l'imprégnation avec l'agent imprégnant sous pression. It is preferable to carry out all the steps of the impregnation cycle and not to retract the evacuation before impregnation with the impregnating agent under pressure.

Cette imprégnation est réalisée durant une durée connue par l'homme du métier. II est préférable que la durée de cette opération tant pour les électrodes que pour les éléments de connexion soit de 2 à 10 heures et de préférence de 4 à 6 heures. This impregnation is carried out for a period known to those skilled in the art. It is preferable that the duration of this operation for both the electrodes and the connection elements is from 2 to 10 hours and preferably from 4 to 6 hours.

Conformément à un mode de réalisation privilégié de l'invention, une recuisson est réalisée après chaque cycle d'imprégnation, que l'imprégnation ait été effectuée avant ou après la graphitisation, cette recuisson étant réalisée de préférence entre 600 et 1 000 C, plus particulièrement entre 700 et 900 C, de façon privilégiée entre 750 et 850 C. Il est préférable que la recuisson dure 60 à 180 heures, de préférence de 75 à 100 heures. According to a preferred embodiment of the invention, annealing is performed after each impregnation cycle, whether the impregnation has been carried out before or after the graphitization, this annealing being preferably carried out between 600 and 1000 C, more particularly between 700 and 900 C, preferably between 750 and 850 C. It is preferable that the annealing lasts 60 to 180 hours, preferably 75 to 100 hours.

Pour le procédé conforme à l'invention, le nombre de cycles d'imprégnation avant et après la graphitisation n'est pas limité. Cependant, on obtient des résultats particulièrement bons lorsqu'on imprègne un corps d'électrode une fois avant et une fois après la graphitisation. Pour les éléments de connexion par contre, il est préférable de les imprégner deux fois avant et une fois après la graphitisation. II est évident que la résistance mécanique, notamment la résistance à la flexion, aussi bien des corps d'électrode que des éléments de connexion peut être encore augmentée lorsque ceux-ci sont soumis chacun à deux cycles d'imprégnation après la graphitisation. For the process according to the invention, the number of impregnation cycles before and after graphitization is not limited. However, particularly good results are obtained when impregnating an electrode body once before and once after graphitization. For connection elements, however, it is preferable to impregnate them twice before and once after graphitization. It is obvious that the mechanical strength, in particular the bending resistance, of both the electrode bodies and the connection elements can be further increased when they are each subjected to two cycles of impregnation after graphitization.

On obtient des colonnes d'électrodes avec les meilleures propriétés mécaniques lorsque aussi bien chaque corps d'électrode que les éléments de connexion sont soumis à une imprégnation après la graphitisation. Cependant, il est également possible d'obtenir des colonnes d'électrodes avec une résistance mécanique suffisante, notamment une résistance suffisante à la flexion au niveau de l'extrémité supérieure, en ne soumettant à une imprégnation après la graphitisation que les différents corps d'électrode ou que les différents éléments de connexion. Selon l'utilisation prévue, il peut être ainsi judicieux pour des raisons économiques de n'imprégner après la graphitisation conformément à l'invention que les corps d'électrode ou que les éléments de connexion. Electrode columns with the best mechanical properties are obtained when both each electrode body and the connection elements are subjected to impregnation after graphitization. However, it is also possible to obtain electrode columns with sufficient mechanical strength, in particular sufficient resistance to bending at the upper end, by submitting to an impregnation after graphitization that the various bodies of electrode or that the different elements of connection. Depending on the intended use, it may thus be economically advantageous to impregnate graphitization according to the invention after the electrode bodies or the connection elements.

De façon surprenante, les électrodes en graphite, les corps d'électrode et les éléments de connexion pouvant être obtenus par le procédé conforme à l'invention se distinguent de ceux obtenus par un procédé de l'état actuel de la technique par des propriétés mécaniques améliorées, notamment une résistance mécanique plus importante aux forces de flexion. Selon le mode d'exécution du procédé, on peut obtenir une augmentation de la résistance mécanique allant jusqu'à 20 %. Surprisingly, the graphite electrodes, the electrode bodies and the connection elements obtainable by the process according to the invention are distinguished from those obtained by a process of the current state of the art by mechanical properties. improved, in particular a greater mechanical resistance to bending forces. Depending on the method of execution, an increase in mechanical strength of up to 20% can be obtained.

Les corps d'électrode d'un diamètre de 500, 600, 700 ou 800 mm ou les éléments de connexion, par exemple avec un diamètre de 325 mm, pouvant être obtenus conformément au procédé de l'invention par un cycle d'imprégnation après la graphitisation présentent les propriétés suivantes: Corps d'électrode Densité [g/cm3] 1,7 à 1,8 Module d'élasticité* [GPa] 9 à 13 Résistance à la flexion* [MPa] 12 à 17 Résistance électrique spécifique [pQ.m] 5,0 à 5,7 Elément de connexion Densité [g/cm3] 1,8 à 2 Module d'élasticité* [GPa] 23 à 30 Résistance à la flexion* [MPa] 25 à 35 Résistance électrique spécifique [pQ.m] 3,0 à 3, 6 * parallèlement à la direction d'extrusion, c'est-à-dire longitudinalement L'invention a également pour objet des électrodes en graphite constituées d'un corps d'électrode et d'au moins un élément de connexion obtenus avec le procédé conforme à l'invention. Ces électrodes en graphite se distinguent des électrodes obtenues par un procédé suivant l'état actuel de la technique par une résistance mécanique plus élevée, notamment en raison d'une résistance à la flexion plus importante. The electrode bodies with a diameter of 500, 600, 700 or 800 mm or connecting elements, for example with a diameter of 325 mm, which can be obtained according to the process of the invention by an impregnation cycle after graphitization have the following properties: Electrode body Density [g / cm3] 1.7 to 1.8 Modulus of elasticity * [GPa] 9 to 13 Flexural strength * [MPa] 12 to 17 Specific electrical resistance [ pQm] 5.0 to 5.7 Connecting element Density [g / cm3] 1.8 to 2 Modulus of elasticity * [GPa] 23 to 30 Flexural strength * [MPa] 25 to 35 Specific electrical resistance [pQm] 3.0 to 3, 6 * parallel to the extrusion direction, that is to say longitudinally The invention also relates to graphite electrodes consisting of an electrode body and at least one connecting element obtained with the method according to the invention. These graphite electrodes are distinguished from the electrodes obtained by a method according to the state of the art by a higher mechanical strength, in particular because of a greater resistance to bending.

L'invention concerne également un corps d'électrode, qui est au sens de l'invention également une électrode en graphite, obtenu selon un procédé comprenant les étapes de mise en forme d'une masse contenant du carbone, de cuisson, d'imprégnation simple ou répétée et de graphitisation, selon lequel le corps d'électrode est imprégné au moins encore une fois après la graphitisation. La présente invention concerne en outre un élément de connexion obtenu par un procédé comprenant les étapes de mise en forme d'une masse contenant du carbone, de cuisson et d'imprégnation simple ou répétée et de graphitisation, selon lequel l'élément de connexion est imprégné au moins encore une fois après la graphitisation. The invention also relates to an electrode body, which is in the sense of the invention also a graphite electrode, obtained by a process comprising the steps of shaping a mass containing carbon, cooking, impregnation simple or repeated and graphitization, according to which the electrode body is impregnated at least one more time after the graphitization. The present invention further relates to a connection element obtained by a method comprising the steps of shaping a carbon-containing mass, simple or repeated cooking and impregnation and graphitization, according to which the connecting element is impregnated at least once more after the graphitization.

Tant les corps d'électrode conformes à l'invention que les éléments de connexion conformes à l'invention se distinguent de ceux connus de l'état actuel de la technique par une résistance mécanique plus élevée, notamment vis à vis des forces de flexion et sont donc particulièrement bien adaptés pour la fabrication de colonnes d'électrodes destinées aux fours électriques à arc. Both the electrode bodies according to the invention and the connection elements according to the invention are distinguished from those known from the state of the art by a higher mechanical strength, in particular with respect to the bending forces and are therefore particularly suitable for the manufacture of electrode columns for electric arc furnaces.

ExemplesExamples

L'invention est présentée dans la suite à l'aide d'exemples de réalisation qui ne sont cependant pas des exemples limitatifs. The invention is presented hereinafter with the aid of exemplary embodiments which are not, however, limiting examples.

On peut utiliser comme matière première tant pour le corps d'électrode que pour l'élément de connexion tous les matériaux connus de l'homme du métier pour être, associés à des liants connus, adaptés pour la fabrication d'électrodes en graphite, notamment des produits de pyrolyse du brai et du charbon, comme par exemple du coke de pétrole, du coke de bitume, du coke métallurgique ou de l'anthracite. Les deux composants, à savoir le produit de pyrolyse et le liant, sont mélangés ensemble avant la mise en forme selon un procédé adéquat. On utilise de préférence comme matière première aussi bien pour les corps d'électrode que pour les éléments de connexion du coke à aiguilles comme produit de pyrolyse, mélangé à du brai de goudron de houille comme liant, la granulométrie maximale pour le produit de pyrolyse étant pour le corps d'électrode de préférence inférieure à 35 mm, généralement inférieure à 30 mm et de façon privilégiée inférieure à 25 mm, et pour l'élément de connexion de préférence inférieure à 10 mm, généralement inférieure à 5 mm et de façon privilégiée inférieure à 3 mm. La mise en forme de la masse contenant du carbone se fait de préférence par extrusion, d'autres procédés connus de l'homme du métier pour cet objectif, comme par exemple le moulage isostatique ou le vibrotassage, pouvant être également utilisés. As raw material for both the electrode body and the connection element, it is possible to use all the materials known to those skilled in the art to be, associated with known binders, suitable for the manufacture of graphite electrodes, in particular pyrolysis products of pitch and coal, such as, for example, petroleum coke, bitumen coke, metallurgical coke or anthracite. The two components, namely the pyrolysis product and the binder, are mixed together prior to forming according to a suitable method. Both the electrode bodies and the connection elements of the needle coke as the pyrolysis product are preferably used as raw material, mixed with pitch of coal tar as a binder, the maximum particle size for the pyrolysis product being for the electrode body preferably less than 35 mm, generally less than 30 mm and preferably less than 25 mm, and for the connecting element preferably less than 10 mm, generally less than 5 mm and preferably less than 3 mm. The shaping of the carbon-containing mass is preferably by extrusion, other methods known to those skilled in the art for this purpose, such as isostatic molding or vibrotassage, may also be used.

Exemple n 1 (corps d'électrode) On a réalisé une masse de moulage à partir de 100 parties de coke à aiguilles ayant une granulométrie de 25 mm et 25 parties de brai de goudron de houille. La masse a été malaxée pendant 0,5 heures dans un malaxeur à 160 C, puis extrudée à 120 C en une billette cylindrique et enfin cuite à 800 C pendant 400 heures dans un four traditionnel. Les corps en carbone cylindriques cuits ont été ensuite imprégnés une fois pendant 5 heures avec un brai d'imprégnation et recuits pendant 80 heures à 800 C. Les corps en carbone imprégnés et recuits de façon traditionnelle ont été ensuite graphitisés à environ 3 000 C d'une façon connue par l'homme du métier. Example No. 1 (Electrode Body) A molding mass was made from 100 parts of needle coke having a particle size of 25 mm and 25 parts coal tar pitch. The mass was kneaded for 0.5 hours in a kneader at 160 ° C., then extruded at 120 ° C. into a cylindrical billet and finally baked at 800 ° C. for 400 hours in a conventional oven. The cooked cylindrical carbon bodies were then impregnated once for 5 hours with an impregnating pitch and annealed for 80 hours at 800 ° C. The carbon bodies impregnated and annealed in the traditional manner were then graphitized at approximately 3000 ° C. in a manner known to those skilled in the art.

Conformément à l'invention, les pièces brutes en graphite ainsi obtenues ont été encore une fois imprégnées avec le brai d'imprégnation pendant 5 heures et recuites pendant 80 heures à 800 C. According to the invention, the graphite blanks thus obtained were once again impregnated with the impregnation pitch for 5 hours and annealed for 80 hours at 800.degree.

Enfin, on a façonné par tournage à commande numérique les pièces brutes ainsi obtenues pour leur donner leur forme définitive (600 mm de diamètre et 1 800 mm de longueur) et on les a mesurées. Les propriétés des corps d'électrode ainsi obtenus sont résumées dans le tableau 1. Finally, the resulting blanks were machined by numerical control to give them their final shape (600 mm in diameter and 1800 mm in length) and measured. The properties of the electrode bodies thus obtained are summarized in Table 1.

Des tests pratiques ont montré qu'un faisceau d'électrodes composé d'électrodes produites selon l'exemple 1 ne présentait pas de fissure en raison de sa résistance mécanique accrue. Practical tests have shown that an electrode beam composed of electrodes produced according to Example 1 did not show a crack because of its increased mechanical strength.

Exemple de comparaison n 1 On a fabriqué un corps d'électrode selon un procédé de l'état actuel de la technique, c'est-à-dire analogue au procédé de l'exemple n 1, mais sans imprégnation et recuisson après la graphitisation, et on l'a mesuré. Les propriétés de ce corps d'électrode sont résumées dans le tableau n 1. Comparison Example No. 1 An electrode body was manufactured according to a method of the present state of the art, that is to say similar to the method of Example No. 1, but without impregnation and annealing after graphitization. and it was measured. The properties of this electrode body are summarized in Table 1.

Exemple n 2 (élément de connexion) On a réalisé une masse de moulage à partir de 100 parties de coke à aiguilles ayant une granulométrie de 3 mm et 25 parties de brai de goudron de houille. La masse a été malaxée pendant 0,5 heures dans un malaxeur à 160 C, puis extrudée à 120 C en une billette cylindrique et enfin cuite à 800 C pendant 400 heures dans un four traditionnel. Les corps en carbone cylindriques cuits ont été ensuite deux fois imprégnés pendant 5 heures avec un brai d'imprégnation et recuits pendant 80 heures à 800 C. Les corps en carbone imprégnés et recuits de façon traditionnelle ont été ensuite graphitisés à environ 3 000 C d'une façon connue par l'homme du métier. Example No. 2 (Connection Element) A molding composition was made from 100 parts of needle coke having a particle size of 3 mm and 25 parts coal tar pitch. The mass was kneaded for 0.5 hours in a kneader at 160 ° C., then extruded at 120 ° C. into a cylindrical billet and finally baked at 800 ° C. for 400 hours in a conventional oven. The cooked cylindrical carbon bodies were then impregnated twice for 5 hours with an impregnating pitch and annealed for 80 hours at 800 ° C. The carbon bodies impregnated and annealed in the conventional manner were then graphitized at approximately 3000 ° C. in a manner known to those skilled in the art.

Les pièces brutes cylindriques pour éléments de connexion ainsi obtenues avec un diamètre de 325 mm et une longueur de 2 350 mm ont été mesurées. Les propriétés de ces pièces brutes sont résumées dans le tableau 1. The cylindrical blanks for connection elements thus obtained with a diameter of 325 mm and a length of 2350 mm were measured. The properties of these blanks are summarized in Table 1.

Exemple de comparaison n 2 On a fabriqué une pièce brute d'élément de connexion selon un procédé de l'état de la technique, c'est-à-dire analogue au procédé de l'exemple n 2 mais sans imprégnation et recuite après la graphitisation avec trois cycles d'imprégnation avant la graphitisation, et on l'a mesurée. Les propriétés de ces pièces brutes d'élément de connexion sont résumées dans le tableau n 1. Comparison Example No. 2 A connecting element blank was manufactured according to a method of the state of the art, i.e., similar to the method of Example No. 2 but without impregnation and annealed after graphitization with three impregnation cycles before graphitization, and measured. The properties of these connection element blanks are summarized in Table 1.

Il ressort d'une comparaison des résultats que l'élément de connexion conforme à l'invention présente avec un même nombre de cycles d'imprégnation, et donc des coûts de production identiques, une résistance mécanique significativement plus élevée que les éléments de connexion fabriqués selon le procédé de l'état actuel de la technique. It appears from a comparison of the results that the connection element according to the invention has the same number of impregnation cycles, and therefore identical production costs, a significantly higher mechanical strength than the connection elements manufactured. according to the method of the current state of the art.

Propriétés Exemple 1 Exemple de Exemple 2 Exemple de comparaison 1 comparaison 2 Densité [glcm3] 1,73 1,7 1,86 1,83 Module d'élasticité* 11,6 8,8 23,5 21,8 [GPa] Résistance à la flexion* 13,4 10, 0 27,2 25,8 [MPa] Résistance électrique 5,3 5,3 3,5 3,45 spécifique [p52. m] * parallèlement à la direction d'extrusion, c'est-à-dire longitudinalement Properties Example 1 Example Example 2 Comparison Example 1 Comparison 2 Density [glcm3] 1.73 1.7 1.86 1.83 Modulus of Elasticity * 11.6 8.8 23.5 21.8 [GPa] Resistance bending * 13.4 10, 0 27.2 25.8 [MPa] Electrical resistance 5.3 5.3 3.5 3.45 specific [p52. m] * parallel to the direction of extrusion, that is to say longitudinally

Claims

claims

A method for manufacturing a graphite electrode consisting of an electrode body and at least one connecting element disposed at one of the two front ends of the electrode body for connecting two electrode bodies , wherein the electrode body and the connection member (s) are manufactured separately from one another by a method comprising the steps of forming a carbon-containing, baking, impregnating mass simple or repeated and graphitization, before the electrode body and the connection element (s) are connected to each other, characterized in that the electrode body and / or the element (s) of connection are impregnated at least once again after graphitization.

2. Method according to claim 1, characterized in that the impregnation or impregnation before graphitization and the impregnations or after graphitization are carried out under the same conditions, in particular using the same impregnating agent.

3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the impregnating agent used pitch, preferably impregnation pitch.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the impregnation of the electrode body and / or the connection element or elements is performed in a sequence of operations comprising a vacuum before impregnation under pressure.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode body and / or the connection element or elements are in contact with the impregnating agent for 2 to 10 hours, preferably between 4 and 5 hours. and 6 hours.

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode body and / or the connection element or elements are annealed after impregnation at a temperature between 600 and 1000 C, preferably between 700 and 900 C, and preferably between 750 and 850 C.

7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode body and / or the connection element or elements are annealed for 60 to 180 hours, preferably for 75 to 100 hours.

8. Graphite electrode composed of an electrode body and at least one connecting element obtained by a method according to one of the preceding claims.

An electrode body obtained by a process comprising the steps of shaping a carbon-containing mass, baking, single or repeated impregnation and graphitization, wherein the electrode body is impregnated with at least one again after graphitization.

10. Connection element obtained by a process comprising the steps of shaping a carbon-containing mass, baking, simple or repeated impregnation and graphitization, the method according to which the connection element is impregnated at least once more. once after graphitization.