NO125563B

NO125563B -

Info

Publication number: NO125563B
Application number: NO2297/70A
Authority: NO
Inventors: D Zoellner; B Reichelt
Original assignee: Conradty Fa C
Priority date: 1969-06-13
Filing date: 1970-06-12
Publication date: 1972-09-25
Also published as: FI49096C; LU61128A1; US3644654A; FR2051126A5; FI49096B; ES380368A1; CH515670A; DE1930052A1; GB1317054A; BE751915A; AT294444B; ZA704009B

Description

Spesialstorelektrode av grafitt for høyytelsesdrift av lysbueovner. Special large graphite electrode for high performance operation of electric arc furnaces.

Oppfinnelsens gjenstand er en storelektrode av grafitt for elektriske lysbueovner. The object of the invention is a large graphite electrode for electric arc furnaces.

Fra fransk patent nr. 1.490.364 er det kjent elektroder som inneholder et stoff som under lysbuens innvirkning frembringer en damp eller et medium. Som stoff anvendes her et metall-oksyd, et metallkarbonat eller et metallsilikat eller en blanding herav. From French patent no. 1,490,364, electrodes are known which contain a substance which, under the influence of the electric arc, produces a vapor or a medium. The material used here is a metal oxide, a metal carbonate or a metal silicate or a mixture thereof.

De i dette patent nevnte stoffer som natrium- og kalsiumkarbonat, brent dolomitt som inneholder kalsium- eller magnesiumoksyder samt rubidium-accesium ikke kan benyttes ifølge oppfinnelsen på grunn av den i mellomtiden fastslåtte meget sterke katalytiske virkning på avbrannen av kull- resp. grafittelektroder. Dessuten- er -.mange av disse stoffers: lette flyktighet et hinder for deres anvendelse. Av denne grunn har også tilblandingen av alkali-forbindelsen til utgangsblandingen for grafittelektroderi ikke vist seg egnet, da disse stoffer på grunn av deres store flyktighet unn-viker sterkt allerede under grafitteringsprosessen som foregår ved 2500-3000°C. The substances mentioned in this patent such as sodium and calcium carbonate, burnt dolomite containing calcium or magnesium oxides and rubidium accesium cannot be used according to the invention because of the very strong catalytic effect on the combustion of coal or graphite electrodes. Moreover, the low volatility of many of these substances is an obstacle to their application. For this reason, the addition of the alkali compound to the starting mixture for graphite electrolysis has also not proved suitable, as these substances, due to their great volatility, are already strongly avoided during the graphitization process which takes place at 2500-3000°C.

Anvendelsen av de i det franske patent nevnte stoffer som virksomme stoffer ved foreliggende oppfinnelses spesielstor-elektrode av grafitt for høyytelsesdrift av lysbueovner, adskiller seg således fullstendig da de nevnte stoffer meget hurtig ville forflyktige seg ved den vesentlige høyere elektriske belastning og disse ville således bare i et kort øyeblikk kunne utøve en stabili-serende virkning på lysbuen. The use of the substances mentioned in the French patent as active substances in the special large graphite electrode of the present invention for high-performance operation of electric arc furnaces is thus completely different, as the substances mentioned would very quickly volatilize at the substantially higher electrical load and these would thus only in for a short moment could exert a stabilizing effect on the arc.

Videre er det kjent kinoelektroder med liten.diameter med en veke med lysbuestabilisert stoff, som også store elektroder for lysbueoppvarmning. Furthermore, small-diameter cine electrodes with a wick of arc-stabilized material are known, as are also large electrodes for arc heating.

Det tekniske krav til å overføre ekstremt høye elektriske ytelser i smeltedrift ved lysbueovner til godset som skal smeltes og oppvarmes i herden, har ført til tallrike forbedringer av grafittelektrodene. Riktignok er man i strømbelastbarheten av de massive grafittelektroder kommet til en prinsippiell grense.. Por på tross av grensesituasjonen ved strømbelastbarheten av grafittelek-troden dessuten å kunne overføre høyere ytelser, avviker man på spenningssiden. Økningen av den elektriske spenning ved lik strøm-styrke medfører imidlertid andre vanskeligheter i lysbueovnsdrift. Således viser de på grunn av den høyere spenning lengere lysbuer et urolig brennforhold og frembringer ved sin vandring store turbulenser i badoverflatene, som har til følge utslyngning av stål- og slaggpar-tikler mot sideherdutforingen og dermed deres økonomisk ikke-tålbare økede slitasje. The technical requirement to transfer extremely high electrical performances in melting operation in electric arc furnaces to the goods to be melted and heated in the hearth has led to numerous improvements to the graphite electrodes. Admittedly, the current carrying capacity of the massive graphite electrodes has reached a principled limit. Despite the limit situation in terms of the current carrying capacity of the graphite electrode, in addition to being able to transmit higher outputs, there is a deviation on the voltage side. However, the increase in electrical voltage at the same amperage leads to other difficulties in arc furnace operation. Thus, due to the higher voltage, longer arcs show an uneasy burning condition and, as they travel, produce great turbulence in the bath surfaces, which results in the ejection of steel and slag particles against the side-hardened lining and thus their economically unacceptable increased wear.

Det måtte altså søkes etter muligheter til å stabili-sere lysbuene. Hertil anvendte man hulelektroder av grafitt. Ved tendensen av lysbuefotpunktet å brenne i den sentrale utborings indre oppnåddes en stabilisering som kunne forbedres ved tilførsel av gasser som stabiliserer lysbuen, som argon, såvel som ved stabili-seringstilsetninger til elektrodens vegger. It was therefore necessary to look for opportunities to stabilize the arcs. Hollow graphite electrodes were used for this purpose. Due to the tendency of the arc base to burn in the interior of the central bore, a stabilization was achieved which could be improved by supplying gases that stabilize the arc, such as argon, as well as by stabilizing additives to the walls of the electrode.

Denne fremgangsmåte viste riktignok mange fordeler, imidlertid var meget ofte grafittforbrukstallene høyere enn ventet, eller ved gasstabiliserte hulelektroder driftsomkostningene for høye. This method certainly showed many advantages, however, the graphite consumption figures were very often higher than expected, or in the case of gas-stabilized hollow electrodes the operating costs were too high.

Por å unngå disse ulemper og ytterligere å øke den elektriske belastbarhet ble det ifølge oppfinnelsen utviklet en veke-storelektrode. In order to avoid these disadvantages and to further increase the electrical loadability, a large wick electrode was developed according to the invention.

Veke-elektrode med liten diameter er prinsippielt kjent for anvendelse ved kinoprojeksjonslamper og til belysning. Wick electrodes with a small diameter are known in principle for use in cinema projection lamps and for lighting.

Det dreier seg derved om kunstkullprodukter i dimensjonsstørrelser inntil 20 mm diameter og ca. 50 cm lengde. These are artificial carbon products in sizes up to 20 mm diameter and approx. 50 cm length.

Oppfinnelsen vedrører overføring av dette i og for-seg kjente prinsipp med ytelsesøkning fra elektroder til storelek-troder for lysbueovner. The invention relates to the transfer of this per se known principle with performance increase from electrodes to large electrodes for electric arc furnaces.

Fordelen ved disse nye elektroder fremkommer av et flertall enkelteffekter. The advantage of these new electrodes arises from a number of individual effects.

1) Høyere elektrisk strømbelastbarhet. 1) Higher electrical current carrying capacity.

Mens eksempelvis en normal grafittelektrode av 20" diameter har en elektrisk strømbelastbarhet på 50 kA, som ved impreg-neringer med tjære og bek før grafitteringsprosessen kan økes til omtrent 60 kA, er ved veke-elektroden ifølge oppfinnelsen slike belastninger også mulig uten impregneringsprosess, idet det viser seg at selv ytelser på 70 kA kan overføres fra 20" vekegrafitt-elektroden. Ulempene ved de impregnerte elektroder som øket revne-fare på grunn av den høye tetthet og dermed nedsatt termosjokkfasthet, bortfaller ved veke-elektroden. På samme måte som ved hulelektroden økes deiftssikkerheten sågar vesentlig, da den porøse kjernefuge sammenlignet til massivelektroder grafittkjerne-elektroden også til kjernen har utvidelsesmuligheter. 2) Ved hulelektroder er stabiliseringseffekten avhengig av boringsstørrelsen, således at et relativt høyt grafitt-tverrsnitt er nødvendig til frembringelse av en tilstrekkelig boringsstørrelse. Kjerne-elektroden kommer sammenligningsmessig ut med meget mindre boringer. Således er det tilstrekkelig ved en elektrode med diameter 500 mm eksempelvis en boring på 10 mm til oppnåelse av den ønskede stabiliseringseffekt. 3) Veke-elektroder medfører en fullstendig rolig-brennende lysbue som viser omtrent ideell sinusformet spenningskarak-teristikk og således muliggjør meget lange lysbuer med høye spenninger. 4) Forbruket av massivelektroden bestemmes ved grafitt-fordampningen som er nødvendig til opprettholdelse av lysbuen og er proporsjonal med den i lysbuen transporterte ladning. Ved veke-salter kan lysbuestabiliseringen overføres bort fra grafitten til disse og således senkes ved egnet dosering av grafittforbruk. While, for example, a normal graphite electrode of 20" diameter has an electrical current carrying capacity of 50 kA, which can be increased to approximately 60 kA by impregnation with tar and pitch before the graphitization process, with the wick electrode according to the invention such loads are also possible without the impregnation process, as it turns out that even outputs of 70 kA can be transferred from the 20" wick graphite electrode. The disadvantages of the impregnated electrodes, such as increased risk of cracking due to the high density and thus reduced thermal shock resistance, disappear with the wick electrode. In the same way as with the hollow electrode, the reliability is even significantly increased, as the porous core joint compared to solid electrodes, the graphite core electrode also has expansion possibilities for the core. 2) In the case of hollow electrodes, the stabilization effect is dependent on the bore size, so that a relatively high graphite cross-section is necessary to produce a sufficient bore size. By comparison, the core electrode comes out with much smaller bores. Thus, for an electrode with a diameter of 500 mm, for example, a bore of 10 mm is sufficient to achieve the desired stabilization effect. 3) Wick electrodes result in a completely quiet-burning arc that shows approximately ideal sinusoidal voltage characteristics and thus enables very long arcs with high voltages. 4) The consumption of the solid electrode is determined by the graphite evaporation which is necessary to maintain the arc and is proportional to the charge transported in the arc. In the case of wicking salts, the arc stabilization can be transferred away from the graphite to these and thus lowered by suitable dosage of graphite consumption.

Oppfinnelsen vedrører altså en spesialstorelektrode av grafitt for høyytelsesdrift av lysbueovner, idet elektroden er karakterisert ved at den inneholder en veke hvor vekemassen, som lysstabiliserende stoff, inneholder en forbindelse med formelen The invention therefore relates to a special large graphite electrode for high-performance operation of electric arc furnaces, the electrode being characterized in that it contains a wick where the wick mass, as a light-stabilizing substance, contains a compound with the formula

n TiC/1 TiN, n TiC/1 TiN,

hvor n = 1 til 4. where n = 1 to 4.

Dannelsen av TiC/TiN kan derved finne sted av titanoksyder eller andre titanforbindelser såvel som også av titan-organopolymere. The formation of TiC/TiN can thereby take place from titanium oxides or other titanium compounds as well as from titanium organopolymers.

Claims

Special large graphite electrode for high-performance operation of arc furnaces, characterized in that it contains a wick where the wick mass as an arc stabilizing substance contains a compound with the formula

n TiC/1 TiN,

where n = 1 to 4.