IT201800005620A1

IT201800005620A1 - Elettrodo raffreddato per forno metallurgico elettrico

Info

Publication number: IT201800005620A1
Application number: IT102018000005620A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-11-23
Also published as: EP3797175B1; EP3797175A1; CN112313348A; WO2019224613A1; CN112313348B; ES2926789T3; RU2765779C1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si inserisce in generale nel settore della fusione di metalli mediante forno elettrico.

Più in particolare, la presente invenzione è relativa ad un elettrodo per forno elettrico per la fusione di metalli, ad esempio per un forno elettrico ad arco o per forni per la metallurgia secondaria, quali i forni siviera.

Nel campo della siderurgia, è noto fondere i metalli in forni di fusione, ad esempio i forni elettrici ad arco (EAF), i quali producono acciaio utilizzando un arco elettrico per fondere cariche di rottami metallici, metallo caldo, materiali a base di ferro o altri materiali metallici posti all'interno del forno.

Nella fase di fusione, l'arco elettrico e i bruciatori fondono il carico di metallo in una pozza di metallo fuso. Tipicamente, il processo di fusione prevede l’utilizzo di elettrodi in grafite.

Il calore necessario per fondere i metalli viene generato grazie al passaggio di corrente tra uno o più elettrodi, con la conseguente generazione di un arco elettrico tra elettrodi e metallo. La temperatura elevata generata dall’arco elettrico scioglie i metalli e gli altri ingredienti inseriti nel forno. Generalmente, gli elettrodi utilizzati nei forni per la fusione di acciaio sono costituiti da colonne di elettrodi, cioè da una serie di elettrodi uniti per formare una colonna. In questo modo, man mano che l’elettrodo più prossimo all’acciaio da fondere si consuma, è possibile unire ulteriori elettrodi alla sommità della colonna così da mantenere la medesima lunghezza della colonna e continuare il processo di fusione.

Data l’elevata conducibilità termica della grafite, oltre alla punta dell’elettrodo, anche l’intera colonna di elettrodi raggiunge temperature molto elevate. Per sopperire a tale aumento di temperatura è noto spruzzare esternamente con acqua gli elettrodi per ridurne la temperatura esterna.

Sconvenientemente, nonostante questi accorgimenti, la resa di un elettrodo in grafite in termini di durata temporale è fortemente degradata da tale stress di calore e aumento di temperatura. Ciò richiede di mantenere un magazzino di elettrodi in grafite sempre pronto per ripristinare costantemente gli elettrodi man mano che si esauriscono.

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti inconvenienti degli elettrodi in grafite dell’arte nota. In particolare, uno degli scopi della presente invenzione è quello di realizzare un elettrodo per forno elettrico che abbia una resa migliore rispetto agli elettrodi in grafite dell’arte nota e, quindi, che abbia un ciclo vita superiore e che non richieda continue sostituzioni.

In accordo con l'invenzione, tali scopi sono raggiunti da un elettrodo per forno metallurgico elettrico e da un forno ad arco in accordo alle rivendicazioni indipendenti allegate. Forme di attuazione preferite dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’elettrodo per forno metallurgico elettrico e del forno ad arco, saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui:

- la figura 1 mostra una vista in prospettiva di tre elettrodi per un forno metallurgico elettrico, ad esempio per un forno ad arco elettrico, secondo la presente invenzione, ciascun elettrodo supportato da un rispettivo braccio porta elettrodo;

- la figura 2, mostra una vista planare di elevazione di un elettrodo per forno metallurgico elettrico secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 3 mostra una vista in pianta dall’alto dell’elettrodo per forno elettrico di figura 2;

- la figura 4 mostra una vista in sezione longitudinale lungo il piano I-I mostrato in figura 3, di una forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 4a mostra una vista in sezione trasversale lungo il piano G-G mostrato in figura 2, di una forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 4b mostra una vista in sezione trasversale lungo il piano H-H mostrato in figura 2, di una forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 5 mostra una vista in sezione longitudinale lungo il piano I-I mostrato in figura 3, di una seconda forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 5a mostra una vista in sezione trasversale lungo il piano G-G mostrato in figura 2, di una seconda forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 5b mostra una vista in sezione trasversale lungo il piano H-H mostrato in figura 2, di una seconda forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 6 mostra una vista in sezione longitudinale lungo il piano I-I mostrato in figura 3, di una terza forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 6a mostra una vista in sezione trasversale lungo il piano G-G mostrato in figura 2, di una terza forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione;

- la figura 6b mostra una vista in sezione trasversale lungo il piano H-H mostrato in figura 2, di una terza forma di realizzazione dell’elettrodo per forno elettrico secondo la presente invenzione.

In accordo con le figure allegate, con il numero di riferimento 1 si è indicato complessivamente un elettrodo per forno elettrico.

L’elettrodo 1 è adatto ad essere applicato ad un forno metallurgico elettrico, preferibilmente del tipo ad arco elettrico, avente un bacino di fusione di metalli. Pertanto la presente invenzione è altresì rivolta ad un forno metallurgico ad arco comprendente almeno un elettrodo 1 secondo la presente invenzione.

L’elettrodo 1 comprende un corpo elettrodo 2 in materiale conduttore di elettricità, preferibilmente in rame o in una lega di rame, estendentesi tra un’estremità di testa 21 e un’estremità di coda 22 lungo una direzione longitudinale X. Preferibilmente, il corpo elettrodo 2 ha una forma sostanzialmente cilindrica con l’asse del cilindro parallelo alla direzione longitudinale X.

La realizzazione del corpo elettrodo 2 in rame o in lega di rame consente di massimizzare la dissipazione del calore e al tempo stesso garantire un’adeguata conducibilità elettrica e un’elevata durata nel tempo. L’elettrodo 1 comprende inoltre una testa 3, unita al corpo elettrodo 2, preferibilmente in maniera rilasciabile dal corpo elettrodo 2, ad esempio mediante un attacco a vite o a baionetta.

La testa 3 è preferibilmente realizzata in un materiale differente rispetto al materiale con cui è realizzato il corpo elettrodo 2 e, preferibilmente in tungsteno. Il tungsteno garantisce un’elevata capacità di sopportazione delle elevate temperature generate dall’arco elettrico e al tempo stesso un’adeguata conducibilità elettrica.

Una forma di realizzazione preferita prevede che il corpo elettrodo 2 sia realizzato parzialmente o preferibilmente totalmente in rame e la testa in tungsteno.

Nel corpo elettrodo 2 e/o nella testa 3 sono ricavate canalizzazioni di raffreddamento 61, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 220, 221, 300, 302, 61 adatte ad essere attraversate da un fluido di raffreddamento, ad esempio acqua oppure un gas refrigerante, per il raffreddamento dell’elettrodo 1.

Preferibilmente, le canalizzazioni di raffreddamento si estendono e attraversano il corpo elettrodo 2 dall’estremità di testa 21 all’estremità di coda 22 lungo la direzione longitudinale X. Preferibilmente, inoltre, le canalizzazioni di raffreddamento sono ricavate solo internamente al corpo elettrodo, così che il fluido di raffreddamento circolante nelle canalizzazioni interne non sia a contatto con l’ambiente esterno.

In una forma vantaggiosa di realizzazione, l’elettrodo 1 comprende un corpo prolunga 4 unito in maniera rilasciabile al corpo elettrodo 2 da parte opposta rispetto alla testa 3, in prossimità dell’estremità di coda 22.

Il corpo prolunga 4 consente di allungare a piacere l’estensione longitudinale dell’elettrodo 1 lungo la direzione X così da poter adattare la lunghezza dell’elettrodo 1 in base alle dimensioni del forno e alla distanza dal materiale metallico da fondere nel forno. Preferibilmente, l’elettrodo 1 comprende un nipplo di collegamento 5 che unisce il corpo elettrodo 2 e il corpo prolunga 4, come ad esempio mostrato nelle figure da 5 a 6. Preferibilmente il nipplo di collegamento è realizzato in acciaio inox. Alternativamente, il corpo prolunga 4 è direttamente accoppiato al corpo elettrodo 2 mediante mezzi di accoppiamento filettato o a baionetta, come mostrato ad esempio in figura 4.

In una variante preferita di realizzazione, il corpo elettrodo 2 ed il corpo prolunga 4 sono tra loro identici. In un’ulteriore variante, il corpo il corpo elettrodo 2 ed il corpo prolunga 4 sono tra loro identici salvo in prossimità dell’estremità di testa 21 del corpo elettrodo 2.

Preferibilmente, le canalizzazioni di raffreddamento 61, 200, 201, 202, 203, 204, 205, 220, 221, 300, 302, comprendono canalizzazioni di mandata 200, 202, 204, 220a, 220, adatte a convogliare il fluido di raffreddamento nel verso che procede dall’estremità di coda 22 all’estremità di testa 21 e almeno una canalizzazione di ritorno 61, 201, 203, 205, adatta a convogliare il fluido di raffreddamento nel verso che procede dall’estremità di testa 21 all’estremità di coda 22. Tali canalizzazioni di mandata 200, 202, 204, 220a, 220, e la/le canalizzazione/i di ritorno 61, 201, 203, 205, sono ricavate nel corpo elettrodo 2, ed in particolare nel mantello del corpo elettrodo 2, ad esempio quando il corpo elettrodo 2 è realizzato secondo una geometria sostanzialmente cilindrica.

Preferibilmente, nel corpo elettrodo 2 è ricavato un foro passante 221 centrale dall’estremità di testa 21 all’estremità di coda 22. Tale foro passante 221 accoglie almeno una delle canalizzazioni di mandata 220, 220a e/o almeno una 61 delle canalizzazioni di ritorno.

Preferibilmente, il foro passante 221 forma esso stesso una 61 delle canalizzazioni di ritorno o una 220 delle canalizzazioni di mandata.

Le canalizzazioni di raffreddamento comprendono inoltre almeno una canalizzazione di testa di mandata 300 adatta a convogliare il fluido di raffreddamento verso la punta 31 della testa 3 e almeno una canalizzazione di testa di ritorno 302 adatta a convogliare il fluido di raffreddamento nel verso di allontanamento dalla punta 31 della testa 3. La canalizzazione di testa di mandata 300 e la canalizzazione di testa di ritorno 302 sono in comunicazione fluidica rispettivamente con almeno una parte delle canalizzazioni di mandata 220, 220a e con almeno una parte della canalizzazione di ritorno 61 del corpo elettrodo 2.

La canalizzazione di testa di mandata 300 o la canalizzazione di testa di ritorno 302 è preferibilmente ricavata direttamente nella testa 3.

Preferibilmente, l’elettrodo 1 comprende un connettore 7 adatto ad essere collegato al corpo elettrodo 2 o al corpo prolunga 4 e a bracci porta elettrodi 8 del forno metallurgico. Nel connettore 7 sono ricavate canalizzazioni di connettore di raffreddamento 71 fluidicamente connesse da un lato con le canalizzazioni di raffreddamento ricavate nel corpo elettrodo 2 o nel corpo prolunga 4 e dall’altro lato con un sistema di alimentazione del fluido di raffreddamento (non mostrato nelle figure), adatto a convogliare e ricevere il fluido verso/da le canalizzazioni di connettore di raffreddamento 71.

Il sistema di alimentazione del fluido di raffreddamento è preferibilmente previsto di mezzi di scambio termico per raffreddare il fluido caldo proveniente dall’elettrodo 1 e riconvogliare il fluido verso l’elettrodo 2, una volta raffreddato.

In altre parole, il fluido di raffreddamento circola dal sistema di alimentazione fluido verso le canalizzazioni di raffreddamento dell’elettrodo 1 e viceversa, secondo un circuito chiuso.

Una prima variante di realizzazione dell’elettrodo 2 è mostrata in dettaglio nelle figure da 4 a 4b. In questa variante, l’elettrodo 1 comprende una bocca di ingresso fluido di raffreddamento IN e un bocca di uscita fluido di raffreddamento OUT, preferibilmente ricavate sul connettore 7 e collegate al sistema (circuito) di alimentazione del fluido di raffreddamento, ad esempio mediante tubazioni di mandata e di ritorno del fluido di raffreddamento, preferibilmente acqua.

La bocca di ingresso fluido di raffreddamento IN e la bocca di uscita fluido di raffreddamento OUT sono direttamente collegate con le canalizzazioni di raffreddamento del corpo elettrodo 2 oppure sono in comunicazione fluidica con il corpo elettrodo 2 tramite canalizzazioni di raffreddamento del corpo prolunga 420, 61’ ricavate nel corpo prolunga 4.

In questa variante, di preferenza, il corpo prolunga ed il corpo elettrodo 2 sono tra loro identici.

Il corpo elettrodo 2 comprende il foro passante 221 definito tutto attorno da una parete foro 220’. Tale foro passante 221 è in comunicazione fluidica con la bocca di uscita fluido di raffreddamento OUT e definisce la canalizzazione di ritorno 61 del fluido di trattamento. In questa variante, il corpo elettrodo 2 comprende una pluralità canalizzazioni di raffreddamento di mandata 220 realizzate nel mantello del corpo elettrodo 2 e in comunicazione fluidica con la bocca di ingresso fluido di raffreddamento IN.

Le canalizzazioni di raffreddamento di mandata 220 si estendono principalmente parallelamente tra loro in maniera distanziata e attorno all’asse longitudinale X, come mostrato ad esempio in figura 4a. Tali canalizzazioni di mandata 220 sono adatte ad essere attraversate dal fluido di raffreddamento in verso opposto al verso di scorrimento nella canalizzazione di ritorno 61.

In questa variante, preferibilmente, la testa 3 comprende due camere di testa 32, 33 separate da un setto 34 adatto a protendersi all’interno della canalizzazione di ritorno 61 quando la testa è fissata sul corpo elettrodo 2.

Ulteriormente, di preferenza, il corpo prolunga 4, il corpo elettrodo 2, la testa 3 ed eventualmente il connettore 7 sono tra loro connessi direttamente mediante accoppiamento filettato o a baionetta, direttamente ricavato nel corpo elettrodo, nella testa e/o nel connettore.

In questa variante, il fluido di raffreddamento procede dalla bocca di ingresso IN verso la testa 3 attraverso le canalizzazioni di mandata 220, passando eventualmente prima attraverso le canalizzazioni di mandata 420 del corpo prolunga 4, raggiunge le camere di testa 32, 33 e, da queste, si incanala nella canalizzazione di ritorno 61, cioè nel foro passante 221 del corpo elettrodo 2 fino a raggiungere la bocca di uscita fluido di raffreddamento OUT, eventualmente passando attraverso il corpo prolunga 4, cioè attraverso la canalizzazione di ritorno 61’ del corpo prolunga 4 e le canalizzazioni del connettore 7. Una seconda variante di realizzazione dell’elettrodo 2 è mostrata in dettaglio nelle figure da 5 a 5b. In questa variante, l’elettrodo 1 comprende la bocca di ingresso fluido di raffreddamento IN e la bocca di uscita fluido di raffreddamento OUT, come precedentemente descritte. In questa variante, il corpo prolunga ed il corpo elettrodo 2 si differenziano in prossimità dell’estremità di testa 21 del corpo elettrodo.

Come nella precedente variante di figura 4, il corpo elettrodo 2 comprende il foro passante 221 definito tutto attorno da una parete foro 220’. Tale foro passante 221 è in comunicazione fluidica con la bocca di uscita fluido di raffreddamento OUT e definisce la canalizzazione di ritorno 61 del fluido di trattamento.

Allo stesso modo, il corpo elettrodo 2 comprende una pluralità canalizzazioni di raffreddamento di mandata 220 realizzate nel mantello del corpo elettrodo 2 e in comunicazione fluidica con la bocca di ingresso fluido di raffreddamento IN.

Le canalizzazioni di raffreddamento di mandata 220 si estendono principalmente parallelamente tra loro in maniera distanziata e attorno all’asse longitudinale X, come mostrato ad esempio in figura 5a. Tali canalizzazioni di mandata 220 sono adatte ad essere attraversate dal fluido di raffreddamento in verso opposto al verso di scorrimento nella canalizzazione di ritorno 61.

In questa variante, preferibilmente, la testa 3 comprende una pluralità di canalizzazioni di testa di mandata 300, che si estendono principalmente parallelamente tra loro in maniera distanziata e attorno all’asse longitudinale X, come mostrato ad esempio in figura 5b. Tali canalizzazioni di testa di mandata 300 sfociano preferibilmente in una sola camera di testa di fondo 32, dalla quale il fluido di raffreddamento prosegue il suo percorso verso una canalizzazione di testa di ritorno 302.

In una variante vantaggiosa di realizzazione, ad esempio in accordo alle figure 5, 6 e 7, una canalizzazione interna 6 è calzata e preferibilmente direttamente supportata nel foro passante 221 del corpo elettrodo 2. La canalizzazione interna 6 definisce una 61 delle canalizzazioni di ritorno, ed in particolare nella variante di figura 5 definisce la canalizzazione di testa di ritorno 302.

La canalizzazione interna 6 è distanziata dalla parete foro 220’ che definisce il foro passante 221.

Nella variante di figura 5, la canalizzazione interna 6 si estende a cavallo tra la testa 3 ed il corpo elettrodo 2 in prossimità dell’estremità di testa 21. In particolare la canalizzazione interna 6 si estende fino alla camera di testa di fondo 32 nella testa 3 e per una determinata lunghezza finita L nel foro passante 221, calcolata tra l’estremità di testa 21 e un’estremità di canalizzazione interna 62 che giace nel foro passante 221. Tale lunghezza finita L è preferibilmente minore della lunghezza totale lungo la direzione X del corpo elettrodo 2, ancor più preferibilmente minore di un quarto della lunghezza totale del corpo elettrodo 2.

Nella variante di realizzazione di figura 5, quindi, il fluido di raffreddamento procede dalla bocca di ingresso IN verso la testa 3 attraverso le canalizzazioni di mandata 220, passando eventualmente prima attraverso le canalizzazioni di mandata 420 del corpo prolunga 4, e raggiunge la camera di testa di fondo 32 passando attraverso le canalizzazioni di testa di mandata 300. Dalla camera di testa di fondo 32, il fluido di raffreddamento si incanala nella canalizzazione di ritorno 61, cioè nella canalizzazione interna 6 per proseguire verso la bocca di uscita del fluido di raffreddamento OUT attraverso il foro centrale 221 del corpo elettrodo 2, eventualmente passando attraverso il corpo prolunga 4, cioè attraverso la canalizzazione di ritorno 61’ del corpo prolunga 4 e le canalizzazioni di connettore di raffreddamento 71 del connettore 7.

Una terza variante di realizzazione dell’elettrodo 2 è mostrata in dettaglio nelle figure da 6 a 6b. In questa variante, l’elettrodo 1 comprende la bocca di ingresso fluido di raffreddamento IN e la bocca di uscita fluido di raffreddamento OUT, come precedentemente descritte. In questa variante, il corpo prolunga ed il corpo elettrodo 2 si differenziano in prossimità dell’estremità di testa 21 del corpo elettrodo.

Come nella precedente variante di figura 5, il corpo elettrodo 2 comprende il foro passante 221 definito tutto attorno da una parete foro 220’. In questa variante di realizzazione, però, il foro passante 221 accoglie in tutta la sua estensione longitudinale nella direzione X la canalizzazione interna 6 che definisce una 61 di dette canalizzazioni di ritorno. In altre parole, la canalizzazione interna 6 è calzata nel foro passante 221 in maniera distanziata dalla parete foro 220’. Il foro passante 221 accoglie quindi una canalizzazione di raffreddamento di mandata coassiale 220a, definita e risultante tra la canalizzazione di ritorno 61 (cioè la canalizzazione interna 6) e la parete foro 220’.

La canalizzazione interna 6 è quindi adatta ad essere attraversata dal fluido di raffreddamento nella direzione opposta rispetto alla direzione del fluido di raffreddamento che scorre nel foro passante 221, esternamente alla canalizzazione interna 6, cioè nella canalizzazione di mandata 220.

Nella variante mostrata in figura 6, 6a, le canalizzazioni di mandata e di ritorno comprendono inoltre canalizzazioni di mandata primarie 200, 202, 204 e canalizzazioni di ritorno primarie 201, 203, 205, ricavate nel corpo elettrodo 2, che non sfociano direttamente nella canalizzazione di testa di mandata 300 o nella canalizzazione di testa di ritorno 302, ma che convogliano il fluido di trattamento verso una canalizzazione di mandata coassiale 220a, quest’ultima essendo direttamente connessa con le canalizzazioni di testa di mandata 300.

In particolare, le canalizzazioni di mandata primarie 200, 202, 204 comprendono coppie di canalizzazioni di mandata primarie alternate e distanziate anularmente attorno alla direzione longitudinale X con coppie di canalizzazioni di ritorno primarie come mostrato in figura 6a. In particolare, in figura 6a, così come in tutte le altre figure allegate, la direzione del flusso del liquido di trattamento è indicato con un puntino se la direzione del fluido è uscente da piano del foglio (ritorno)oppure con una croce se la direzione del fluido di trattamento è entrante nel piano del foglio (mandata). In altre parole, le canalizzazioni primare di mandata e di ritorno sono disposte anularmente in maniera alternata in una sequenza ordinata mandata-ritorno, fino a completare un intero anello.

Il fluido che scorre nelle canalizzazioni primarie di mandata 200, 202, 204 scorre in una direzione coda-testa, mentre il fluido che scorre nelle canalizzazioni primarie di ritorno 201, 203, 205 scorre in una direzione testacoda.

Il fluido che scorre nelle canalizzazioni primarie di mandata 200, 202, 204 proveniente direttamente dalla bocca di ingresso fluido di raffreddamento IN giunge in prossimità dell’estremità di testa 21 e attraverso una camera di connessione 500 in corrispondenza dell’estremità di testa 21 passa in una canalizzazione primaria di ritorno 201, 203, 205 per scorrere in direzione opposta e percorrere l’intera lunghezza del corpo elettrodo 2 fino a raggiungere il connettore 7 dove è ricavata una cavità di connessione di coda 75 per la comunicazione fluidica tra la canalizzazione primaria di ritorno verso la canalizzazione di raffreddamento di mandata coassiale 220a. In particolare, nel caso sia interposto un corpo prolunga 4 tra il corpo elettrodo 2 e il connettore 7, è chiaro che tale corpo prolunga è provvisto canalizzazioni di mandata primarie di corpo prolunga 400 e canalizzazioni di ritorno primarie di corpo prolunga 401 del tutto analoghe, corrispondenti e fluidicamente connesse con le canalizzazioni di mandata primarie 200, 202, 204 e canalizzazioni di ritorno primarie 201, 203, 205 del corpo elettrodo 2.

Nella variante di realizzazione di figura 6, quindi, il fluido di raffreddamento procede dalla bocca di ingresso IN all’interno delle canalizzazioni primarie 200, 202, 204 fino a raggiungere l’estremità di testa 21, passando eventualmente prima attraverso le canalizzazioni di mandata primarie di corpo prolunga 400, dall’estremità di testa il fluido scorre in direzione opposta attraverso le canalizzazioni primarie di ritorno 201, 203, 205 e raggiunge il connettore 7, eventualmente passando attraverso le canalizzazioni primarie di ritorno del corpo prolunga 401. In prossimità del connettore 7 il fluido di raffreddamento passa nella canalizzazione di raffreddamento di mandata coassiale 220a verso la testa 3, eventualmente passando anche attraverso una canalizzazione di raffreddamento di mandata coassiale di corpo prolunga 220a’.

Il fluido di raffreddamento raggiunge quindi la camera di testa di fondo 32 passando attraverso le canalizzazioni di testa di mandata 300. Dalla camera di testa di fondo 32, il fluido di raffreddamento si incanala nella canalizzazione di ritorno 61, cioè nella canalizzazione interna 6 per proseguire verso la bocca di uscita del fluido di raffreddamento OUT, eventualmente passando attraverso la canalizzazione di ritorno 61’ del corpo prolunga 4 e le canalizzazioni di connettore di raffreddamento 71 del connettore 7.

E’ chiaro che le forme di realizzazione della testa 3 e del corpo elettrodo 2 descritte in ciascuna variante di realizzazione nelle figure da 4 a 6 sono tra loro associabili e intercambiabili, in quanto la loro associazione e intercambiabilità è facilmente comprensibile ad un tecnico esperto del settore.

Preferibilmente, il corpo elettrodo 3 e/o il corpo prolunga 4 e/o il connettore 7 sono ricoperti da uno strato di materiale termicamente ed elettricamente isolante.

Preferibilmente, il connettore 7 comprende un gancio 77 per il sollevamento dell’elettrodo 1.

Innovativamente, l’elettrodo secondo la presente invenzione, grazie al raffreddamento interno tramite un fluido, consente di ottenere una resa migliore rispetto agli elettrodi in grafite dell’arte nota e, quindi, consente di avere un ciclo vita superiore, senza richiedere continue sostituzioni.

Inoltre, il migliorato ciclo di vita consente di eliminare lo spazio necessario per immagazzinare un’elevata quantità di elettrodi.

In maniera vantaggiosa, la testa in tungsteno, consente di ottenere un elettrodo più robusto ad eventuali urti o danneggiamenti dovuti al caricamento del rottame solido nel forno, oltre a garantire un’adeguata conducibilità e resistenza.

In maniera vantaggiosa, inoltre, la realizzazione del corpo elettrodo 2 e del corpo prolunga 4 in rame, consente di ottenere un elettrodo con minore resistività elettrica e maggiore conducibilità termica. A parità di dimensioni e corrente elettrica in transito, ciò consente di dover dissipare una minore potenza termica generata, riducendo, quindi, i rischi di rottura a fatica.

E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare modifiche all’invenzione sopra descritta, tutte peraltro contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elettrodo (1) per forno metallurgico elettrico comprendente - un corpo elettrodo (2) in materiale conduttore di elettricità, preferibilmente in rame o in una lega di rame, estendentesi tra un’estremità di testa (21) e un’estremità di coda (22) lungo una direzione longitudinale (X); - una testa (3), unita al corpo elettrodo (2); - nel corpo elettrodo (2) e/o nella testa (3) essendo ricavate canalizzazioni di raffreddamento (200, 201, 220, 61) adatte ad essere attraversate da un fluido di raffreddamento per il raffreddamento dell’elettrodo (1).
2. Elettrodo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo elettrodo è interamente realizzato in rame o in una lega di rame.
3. Elettrodo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la testa (3) è unita in maniera rilasciabile al corpo elettrodo (2).
4. Elettrodo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la testa (3) è in tungsteno ed il corpo elettrodo (2) è in rame.
5. Elettrodo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un corpo prolunga (4) unito in maniera rilasciabile al corpo elettrodo (2) da parte opposta rispetto alla testa (3), in prossimità dell’estremità di coda (22).
6. Elettrodo (1) secondo la rivendicazione 5, comprendente un nipplo di collegamento (5) che unisce il corpo elettrodo (2) e il corpo prolunga (4).
7. Elettrodo (1) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il corpo elettrodo (2) e il corpo prolunga (4) sono tra loro identici.
8. Elettrodo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le canalizzazioni di raffreddamento (200, 201, 220, 61) comprendono canalizzazioni di mandata (200, 220) adatte a convogliare il fluido di raffreddamento nel verso che procede dall’estremità di coda (22) all’estremità di testa (21) e almeno una canalizzazione di ritorno (61, 201) adatta a convogliare il fluido di raffreddamento nel verso che procede dall’estremità di testa (21) all’estremità di coda (22), dette canalizzazioni di mandata (200, 220) e detta almeno una canalizzazione di ritorno (61, 201) essendo ricavate nel corpo elettrodo (2).
9. Elettrodo (1) secondo la rivendicazione 8, in cui nel corpo elettrodo (2) è ricavato un foro passante (221) dall’estremità di testa (21) all’estremità di coda (22), detto foro passante (221) accogliendo almeno una delle canalizzazioni di mandata (220) e almeno una (61) delle canalizzazioni di ritorno.
10. Elettrodo (1) secondo la rivendicazione 9, in cui nel foro passante (221) è calzata una canalizzazione interna (6) che definisce una (61) di dette canalizzazioni di ritorno, detta canalizzazione interna (6) essendo distanziata dalla parete foro (220’) che definisce il foro passante (221), ed essendo adatta ad essere attraversata dal fluido di raffreddamento nella direzione opposta rispetto alla direzione del fluido di raffreddamento che scorre nel foro passante (220) esternamente alla canalizzazione interna (6).
11. Elettrodo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 10, in cui le canalizzazioni di raffreddamento comprendono almeno una canalizzazione di testa di mandata (300) adatta a convogliare il fluido di raffreddamento verso la punta (31) della testa (3) e almeno una canalizzazione di testa di ritorno (302) adatta a convogliare il fluido di raffreddamento nel verso di allontanamento dalla punta (31) della testa (3), detta canalizzazione di testa di mandata (300) e detta canalizzazioni di testa di ritorno (302) essendo in comunicazione fluidica rispettivamente con almeno una parte delle canalizzazioni di mandata (200, 220) e con almeno una parte della canalizzazione di ritorno (61, 201) del corpo elettrodo.
12. Elettrodo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 11, in cui le canalizzazioni di mandata comprendono canalizzazioni di mandata primarie (200) che non sono in comunicazione fluidica con la canalizzazione di testa di mandata (300) e canalizzazioni di ritorno primarie (201) che non sono in comunicazione fluidica con la canalizzazione di testa di ritorno (302).
13. Elettrodo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un connettore (7) adatto ad essere collegato a bracci porta elettrodi (8) e al corpo elettrodo (2) o al corpo prolunga (4), in detto connettore (7) essendo ricavate canalizzazioni di connettore di raffreddamento (71) fluidicamente connesse da un lato con le canalizzazioni di raffreddamento (200, 201, 220, 61) ricavate nel corpo elettrodo (2) o nel corpo prolunga (4) e dall’altro lato con un sistema di alimentazione del fluido di raffreddamento.
14. Forno ad arco elettrico comprendente almeno un elettrodo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.