NO140848B

NO140848B - DEVICE FOR MANUFACTURE AND USE OF A SELF-INTRODUCING ELECTRODE

Info

Publication number: NO140848B
Application number: NO742273A
Authority: NO
Inventors: John A Persson
Original assignee: Pennsylvania Engineering Corp
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-06-21
Publication date: 1979-08-13
Also published as: IT1019665B; FR2240599A1; NO140848C; CA1032585A; FR2240599B1; US3819841A; DE2430183A1; NO742273L; JPS5049746A; ES427605A1; ZA743958B

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for fremstilling og anvendelse av selvsintrende elektroder for anvendelse i elektriske smelteovner. The invention relates to a device for the manufacture and use of self-sintering electrodes for use in electric melting furnaces.

Konvensjonelle anordninger for fremstilling av selvsintrende elektroder omfatter en vertikalt anordnet, sylindrisk kap- Conventional devices for the production of self-sintering electrodes comprise a vertically arranged, cylindrical cap-

pe med en nedre ende som rager ned i den elektriske smelteovn. pe with a lower end projecting into the electric melting furnace.

Den øvre ende av kappen er åpen for å gjøre det mulig for arbeide-re å innføre blokker av karbonholdig pasta som smelter og til slutt herder til fast tilstand som et resultat av varme som ledes oppover fra den herdede del av elektroden som rager ut fra bunn-kontaktplater og ned i smelteovnen. De sylindriske deler som kappen i sådanne konvensjonelle anordninger er fremstilt av, har flere innadrettede finner med hvilke pastaen smelter sammen nær inn-føringsenden. Finnene sørger for inngrep mellom kappen og de ikke-herdede og herdede deler av elektroden i denne, og finnene forster-ker elektroden, leder elektrisk strøm fra kontaktklemmene til dé herdede deler av elektroden og bidrar til ledning av varme fra den herdede del til deler som gjennomgår herding ved hjelp av varme. The upper end of the sheath is open to enable workers to introduce blocks of carbonaceous paste which melt and eventually harden to a solid state as a result of heat conducted upwards from the hardened part of the electrode projecting from the bottom - contact plates and down into the melting furnace. The cylindrical parts from which the casing in such conventional devices is made have several inwardly directed fins with which the paste fuses near the insertion end. The fins ensure engagement between the sheath and the non-hardened and hardened parts of the electrode therein, and the fins strengthen the electrode, conduct electric current from the contact terminals to the hardened parts of the electrode and contribute to the conduction of heat from the hardened part to parts that undergoes hardening by means of heat.

Da den nedre ende av kappen fra hvilken elektroden rager frem, normalt er i den varme smelteovnsomgivelse, forbrukes kappen og nye deler må tilføres ved den øvre ende. Dette gjøres av ar-beidere på et gulv over smelteovnen hvor arbeiderne er beskyttet. Normalt frigjøres elektrodeklemmene for å tillate nedsenkning av As the lower end of the sheath from which the electrode protrudes is normally in the hot furnace environment, the sheath is consumed and new parts must be supplied at the upper end. This is done by workers on a floor above the melting furnace where the workers are protected. Normally the electrode clamps are released to allow immersion of

den selvsintrede elektrode og den omgivende stålkappe. Det er sørget for anordninger for å innstille kappens og elektrodens avstand i forhold til smelteovnen for å opprettholde en riktig lys-buelengde i forhold til ovnsbeskikningen. the self-sintered electrode and the surrounding steel jacket. Devices are provided to adjust the distance of the sheath and the electrode in relation to the melting furnace in order to maintain a correct arc length in relation to the furnace coating.

Forbruket av kappen og finnene i denne resulterer i at jern innføres i smeiten i smelteovnen. Innføring av jern er uønsket når sådanne produkter som silicium og aluminium-silicium med høy renhet raffineres i smelteovnen. For å unngå innføring av jern i smeiten, har det vært vanlig å unngå bruk av selvsintrende elektroder, og i stedet benytte på forhånd dannede eller forsint-rede, massive elektroder. Sistnevnte er selvsagt mye dyrere enn selvsintrende elektroder og de krever omhyggelig tilkopling av ekstra seksjoner for å kompensere for forbruk av elektroden ved den nedre ende. The consumption of the mantle and the fins in it results in iron being introduced into the melt in the smelting furnace. The introduction of iron is undesirable when such products as silicon and aluminium-silicon with high purity are refined in the furnace. In order to avoid the introduction of iron into the smelting, it has been common to avoid the use of self-sintering electrodes, and instead to use pre-formed or pre-sintered massive electrodes. The latter are of course much more expensive than self-sintering electrodes and they require careful connection of extra sections to compensate for consumption of the electrode at the lower end.

Fra norsk utlegningsskrift 123 398 og tysk utlegningsskrift 1 05 0 4 65 er det videre kjent anordninger hvor en delvis férdigbrent elektrode kan skyves ut av kappen slik at kappemate-rialet ikke følger med ned i smeltebadet. Disse anordninger er imidlertid beheftet med begrensninger og ulemper når det gjelder herding og utmatning av elektrodene. Når det f.eks. gjelder anordningen ifølge det tyske utlegningsskrift, har kappens nedre en-de redusert diameter for å fastholde elektroden. Dette medfører at bare et lite parti av elektroden over kappens nedre ende kan herdes, da elektroden må komprimeres for å føres forbi den nedre ende med redusert diameter. From Norwegian design document 123 398 and German design document 1 05 0 4 65 there are further known devices where a partially finished burned electrode can be pushed out of the jacket so that the jacket material does not follow down into the melting bath. However, these devices are subject to limitations and disadvantages when it comes to hardening and discharging the electrodes. When it e.g. in the case of the device according to the German specification, the lower end of the sheath has a reduced diameter to retain the electrode. This means that only a small part of the electrode above the lower end of the sheath can be hardened, as the electrode must be compressed to be passed past the lower end with a reduced diameter.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning som muliggjør effektiv fastholdelse av elektrodematerialet i kappen uten bruk av f.eks. finner eller andre ledende eller for-sterkende deler i pastaen i kappen, og samtidig enkel og rask fri-gjøring av den ferdigbrente elektrode slik at dennes nedre parti kan presses ut av kappen i ønsket grad. The purpose of the invention is to provide a device which enables effective retention of the electrode material in the sheath without the use of e.g. fins or other conductive or reinforcing parts in the paste in the jacket, and at the same time simple and quick release of the finished electrode so that its lower part can be pressed out of the jacket to the desired extent.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebragt en anordning for fremstilling og anvendelse av en In order to achieve the above-mentioned purpose, a device has been provided for the production and use of a

selvsintrende elektrode, omfattende en i hovedsaken sylindrisk metallkappe som i den ene ende har en åpning for elektrodeavgang og en på avstand fra denne beliggende åpning for innføring av elektrodedannende materiale i kappen, hvilket materiale først blir plastisk og deretter suksessivt sintres til en herdet tilstand i hvilken det kommer ut fra den self-sintering electrode, comprising a mainly cylindrical metal sheath which at one end has an opening for electrode outlet and an opening situated at a distance from this for the introduction of electrode-forming material into the sheath, which material first becomes plastic and then successively sinters to a hardened state in which it comes out of it

nevnte ende, en understøttelse for understøttelse av kappen i forhold til smelteovnen, og en støter for utøvelse av en kraft på det elektrodedannende materiale i kappen for å bringe dette til å komme ut fra kappen, hvilken anordning er kjennetegnet ved.at kappens nedre ende omfatter et antall periferisk anordnede, aksialt for-løpende, overlappende partier som er ettergivende i retning mot elektroden og som er omgitt av en ring med anordninger for utøvel-se av radiale trykkrefter. said end, a support for supporting the sheath in relation to the melting furnace, and an abutment for exerting a force on the electrode-forming material in the sheath to cause it to come out of the sheath, which device is characterized in that the lower end of the sheath comprises a number of circumferentially arranged, axially extending, overlapping parts which are yielding in the direction towards the electrode and which are surrounded by a ring with devices for exerting radial pressure forces.

Ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen tilveie-bringes en fjærende forspenningskraft ved basisdelen av den i hovedsaken sylindriske kappe, og dermed et effektivt grep på det innenforliggende elektrodeparti, men samtidig finnes ingen hind-ring i elektrodens bane når denne presses frem fra kappen. Såle-des oppnås både effektiv fastholdelse og utmatning av elektroden, samtidig som anordningen tillater at elektroden kan herdes over en vesentlig del av sin lengde over kappens nedre ende. With the aid of the device according to the invention, a resilient biasing force is provided at the base part of the essentially cylindrical sheath, and thus an effective grip on the inner electrode part, but at the same time there is no obstacle in the path of the electrode when it is pushed forward from the sheath. In this way, both effective retention and discharge of the electrode are achieved, while at the same time the device allows the electrode to be hardened over a significant part of its length above the lower end of the sheath.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen som viser en foretrukket utførelse av en anordning ifølge oppfinnelsen, og der fig. 1 viser et vertikalriss av en selvsintrende elektrodeanordning med noen deler i snitt og andre deler delvis gjennomskåret, fig. 2 viser et snitt etter linjen 2 - 2 på fig. 1, fig. 3 viser et delsnitt etter linjen 3-3 på fig. 1 og fig. 4 viser et snitt etter linjen 4 - 4 på fig. 1. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawing which shows a preferred embodiment of a device according to the invention, and where fig. 1 shows a vertical view of a self-sintering electrode device with some parts in section and other parts partially cut through, fig. 2 shows a section along the line 2 - 2 in fig. 1, fig. 3 shows a partial section along the line 3-3 in fig. 1 and fig. 4 shows a section along the line 4 - 4 in fig. 1.

På fig. 1 er vist en elektrodedannende anordning hvor en del av anordningen ligger over et gulv 10 og en annen del ligger under gulvet. Et område langt under gulvet 10 opptas av en elektrisk smelteovn som ikke er vist, men den øvre overflate av beskikningen i smelteovnen er vist ved henvisningstallet 11 ved bunnen av figuren. Ett av smelteovnens deksler il<1> er delvis vist og ses å være anbragt umiddelbart under gulvet 10. In fig. 1 shows an electrode-forming device where part of the device lies above a floor 10 and another part lies below the floor. An area far below the floor 10 is occupied by an electric melting furnace which is not shown, but the upper surface of the coating in the melting furnace is shown by reference number 11 at the bottom of the figure. One of the melting furnace's covers 11<1> is partially shown and is seen to be placed immediately under the floor 10.

Den elektrodedannende anordning på fig. 1 omfatter en sylindrisk metallkappe 12 i hvilken karbonholdig pasta kan innfø-res for å sintres til en massiv elektrode. Kappen kan være fremstilt av et antall buede, sammensveisede deler. Det indre av kappen 12 er glatt og har ikke de vanlige, radialt innadrettede elek-trodeunderstøttende finner eller noen annen metallisk forsterkning for elektroden som formes i denne. Den dannede, herdede og størk-nede elektrode 13 rager :frem fra den nedre ende av kappen 12 under påvirkning av et støterhode 14 ved kappens topp. Støterhodet 14 kan trekkes tilbake fra det indre av kappen for å tillate ar-beidere på gulvet 10 å innføre blokker av elektrodepasta i kappen 12. Støterhodet 14 drives av forbindelsesstangen 15 i en fluidum-drevet sylinder 16. I sylinderen 16 kan dannes overtrykk for å forårsake utpressing av elektroden 13 fra kappens nedre ende. Dersom det ønskes kan en mekanisk drevet støter være anordnet i stedet for den fluidumdrevne støter. The electrode forming device in fig. 1 comprises a cylindrical metal jacket 12 into which carbonaceous paste can be introduced to be sintered into a massive electrode. The cover may be made of a number of curved, welded parts. The interior of the sheath 12 is smooth and does not have the usual radially inward electrode support fins or any other metallic reinforcement for the electrode formed therein. The formed, hardened and solidified electrode 13 projects from the lower end of the jacket 12 under the influence of a bump head 14 at the top of the jacket. The impact head 14 can be retracted from the interior of the jacket to allow workers on the floor 10 to insert blocks of electrode paste into the jacket 12. The impact head 14 is driven by the connecting rod 15 in a fluid-driven cylinder 16. In the cylinder 16, overpressure can be created to cause extrusion of the electrode 13 from the lower end of the sheath. If desired, a mechanically driven impactor can be arranged instead of the fluid-driven impactor.

Som vist på fig. 1 og 4, er den nedre ende av den elektrodeformende kappe 12 forsynt med periferisk adskilte, aksialt forløpende, overlappende ledd eller partier 17 som gjør enden av kappen noe fjærende og ettergivende for radialt virkende krefter. De overlappende partier 17 hindrer lekkasje av elektrodepasta, minimerer tap av hydrocarbongasser og sørger for en stor elektrisk kontaktgrenseflate med kappens 12 ytre. De overlappende partier 17 og kappen 12 utgjør en leddet konstruksjon som tillater at kappen kan utøve en gripende kraft på elektroden 13. As shown in fig. 1 and 4, the lower end of the electrode-forming sheath 12 is provided with circumferentially spaced, axially extending, overlapping joints or portions 17 which make the end of the sheath somewhat springy and yielding to radially acting forces. The overlapping parts 17 prevent leakage of electrode paste, minimize the loss of hydrocarbon gases and ensure a large electrical contact surface with the outside of the jacket 12. The overlapping parts 17 and the sheath 12 constitute an articulated construction which allows the sheath to exert a gripping force on the electrode 13.

Den nedre ende av kappen 12 er omgitt av et antall elek-trodekontaktdeler 20. Kontaktdelene 2 0 bæres på en trykkring 21. Hver kontakt er forbundet med en anordning 22 for utøvelse av trykk på kontakten 20. De trykkutøvende anordninger 22 kan bestå av et hus 23 og et trykkstempel 24 som er omgitt av en ansatshylse 25. En fjær 2 6 virker mot ansatsen og presser trykkstempelet 24 mot den tilhørende elektrodekontakt 20. En gjenget krage 27 tillater justering av fjærtrykket. Den totale kraft av de forskjellige trykkstempler mot kontakten 2 0 er tilstrekkelig til å forårsake en klemvirkning av kappens 12 segmenter 19 mot elektroden 13. Kraf-ten er stor nok til å understøtte den sintrede elektrode 13 og kappen 12 og til å hindre utilsiktet bevegelse av disse mot smelteovnen. I virkeligheten hindres elektroden 13 fra utilsiktede vertikale bevegelser ved hjelp av friksjonskraft fra den leddede kap-pes bunn. Når man ønsker å mate mer sintret elektrode inn i smelteovnen for å kompensere for det som måtte være forbrukt i den elektriske lysbue, anvendes en kraft på støterhodet 14 ved kappens øvre ende, og friksjonskraften ved den nedre ende overvinnes slik at den massive, herdede ende av elektroden 13 presses ut fra kappens 12 nedre ende. The lower end of the sheath 12 is surrounded by a number of electrode contact parts 20. The contact parts 20 are carried on a pressure ring 21. Each contact is connected to a device 22 for exerting pressure on the contact 20. The pressure exerting devices 22 can consist of a housing 23 and a pressure piston 24 which is surrounded by an abutment sleeve 25. A spring 26 acts against the abutment and presses the pressure piston 24 against the associated electrode contact 20. A threaded collar 27 allows adjustment of the spring pressure. The total force of the various pressure pistons against the contact 20 is sufficient to cause a clamping action of the sheath 12 segments 19 against the electrode 13. The force is large enough to support the sintered electrode 13 and the sheath 12 and to prevent accidental movement of these towards the melting furnace. In reality, the electrode 13 is prevented from unintended vertical movements by means of frictional force from the bottom of the articulated cap. When it is desired to feed more sintered electrode into the melting furnace to compensate for what may have been consumed in the electric arc, a force is applied to the impact head 14 at the upper end of the jacket, and the frictional force at the lower end is overcome so that the solid, hardened end of the electrode 13 is pressed out from the lower end of the sheath 12.

For en selvsintret elektrode med en diameter på ca. 88 cm har det vist seg at en holdekraft på ca. 2,1 til 2,8 kg/cm 2 på elektrodekontaktene 20 er tilstrekkelig til å hindre glidning av elektroden fra kappen, bortsett fra når en dominerende kraft anvendes ved hjelp av støteren 14. For a self-sintered electrode with a diameter of approx. 88 cm, it has been shown that a holding force of approx. 2.1 to 2.8 kg/cm 2 on the electrode contacts 20 is sufficient to prevent slipping of the electrode from the sheath, except when a dominant force is applied by means of the pusher 14.

Elektrodekontaktene 20 er koplet til en effektfordelende samleskinnering 30 ved hjelp av et antall rørformede, ledende deler 31. Effektfordelingsringen 30 kan være forsynt med kjøleflui-dumpassasjer, såsom 32 og 33, som står i fluidumforbindelse med det indre av lederrørene 31 for å tilføre kjølemiddel til de ut-hulede elektrodekontaktelementer 20, dersom dette ønskes. Effektfordelingsringen 30 er ved hjelp av en passende anordning forbundet med et antall lederrør 34 som på sin side står i elektrisk forbindelse med en samleskinne 35 til hvilken det er tilkoplet et stort antall parallellkoplede, fleksible ledere 36. De fleksible ledere 36 fører tilbake til en samleskinneterminal 37 (delvis vist) som er koplet til en terminal i en ikke vist effektomformer. De elektriske kretsanordninger mellom elektrodekontaktene 20 og ef-fektomformeren er i hovedsaken av konvensjonell type og krever ikke nærmere beskrivelse. The electrode contacts 20 are connected to a power distribution busbar ring 30 by means of a number of tubular conductive parts 31. The power distribution ring 30 may be provided with cooling fluid passages, such as 32 and 33, which are in fluid communication with the interior of the conductor tubes 31 to supply coolant to the hollowed-out electrode contact elements 20, if desired. The power distribution ring 30 is connected by means of a suitable device to a number of conductor tubes 34 which in turn are in electrical connection with a busbar 35 to which a large number of parallel-connected, flexible conductors 36 are connected. The flexible conductors 36 lead back to a busbar terminal 37 (partially shown) which is connected to a terminal in a power converter not shown. The electrical circuit devices between the electrode contacts 20 and the power converter are mainly of a conventional type and do not require further description.

Kappen 12 blir selvsagt ikke innført i smelteovnen under drift av denne og heller ikke under dannelsen av en elektrode i kappen. Den eneste gang kappen 12 beveges, er når den fremføres sammen med elektroden for det formål å etablere elektrodespissens stilling slik som senere beskrevet. The sheath 12 is of course not introduced into the melting furnace during its operation nor during the formation of an electrode in the sheath. The only time the sheath 12 is moved is when it is advanced together with the electrode for the purpose of establishing the position of the electrode tip as described later.

Kappen 12 er omgitt av en sylindrisk mantel 4 0 som beveges sammen med kappen for å regulere stillingen av spissen av den sintrede elektrode 13 i ovnsbeskikningen 11. På fig. 2 og 3 er vist snitt gjennom mantelen 40. Mantelen omfatter et ytre sylindrisk skall 41 og et indre sylindrisk skall 42 i konsentrisk adskilt forhold. Lag av varmeisolasjon 43 og 43' er anordnet på den indre overflate av det indre skall 42 og den ytre overflate av den øvre del av kappen 12. De to lag av varmeisolasjon er radialt adskilt slik at de begrenser et konsentrisk mellomrom 44 rundt kappen, slik som vist på fig. 1-3. Isolasjonslagene 43 og 43' ender nær den nedre del av kappen 12, og mantelen 42 og kappen 12 danner der et uisolert mellomrom 44' som går i ett med mellomrommet 44. Varm luft eller en annen varm gass presses nedover gjennom mellomrommet eller kanalen 44, 44' fra et omsluttende overtrykksrom 45 som til-føres varm luft under trykk gjennom en kanal 4 6 som fører til en vifte 47. Viftens 4 7 inntaksside er forbundet med en ikke vist kilde for varm luft ved hjelp av en ledning 48. Kilden kan være en vanlig varmluftsovn i hvilken det forbrennes brennstoff i et forbrenningskammer som står i varmeutvekslende forbindelse med luft som sirkulerer over kammeret. Varmluften trekkes inn i sy-stemet ved hjelp av viften 47 og presses igjennom kanalen 44 i varmeutvekslende forbindelse med kappen 12 bare ved den nedre endedel av mantelen 40, slik at elektrodepastaen i kappen i den nedre endedel utsettes for varme for for-herding. Lufttempera-turen er tilstrekkelig til å sintre den inneholdte pasta ved ca. The jacket 12 is surrounded by a cylindrical mantle 40 which moves together with the jacket to regulate the position of the tip of the sintered electrode 13 in the furnace coating 11. In fig. 2 and 3 are shown in section through the mantle 40. The mantle comprises an outer cylindrical shell 41 and an inner cylindrical shell 42 in a concentrically spaced relationship. Layers of thermal insulation 43 and 43' are arranged on the inner surface of the inner shell 42 and the outer surface of the upper part of the jacket 12. The two layers of thermal insulation are radially separated so as to define a concentric space 44 around the jacket, as as shown in fig. 1-3. The insulation layers 43 and 43' end near the lower part of the jacket 12, and the jacket 42 and the jacket 12 there form an uninsulated space 44' which merges with the space 44. Hot air or another hot gas is forced downwards through the space or channel 44, 44' from an enclosing overpressure chamber 45 which is supplied with hot air under pressure through a channel 4 6 which leads to a fan 47. The intake side of the fan 4 7 is connected to a source of hot air, not shown, by means of a line 48. The source can be a normal hot-air furnace in which fuel is burned in a combustion chamber that is in a heat-exchange connection with air that circulates over the chamber. The hot air is drawn into the sewing system by means of the fan 47 and is forced through the channel 44 in a heat-exchange connection with the jacket 12 only at the lower end part of the mantle 40, so that the electrode paste in the jacket in the lower end part is exposed to heat for pre-hardening. The air temperature is sufficient to sinter the contained paste at approx.

4 50° C. Den varme luft kommer inn i kanalen 44 gjennom en ringfor-met spalte 4 9 ved dénnes topp og den varme luft kommer ut fra kanalen ved den nedre ende 5 0 innenfor ovnsdekslet. Da de varme gasser kommer ut under ovnsdekslet, er det også mulig å benytte 4 50° C. The hot air enters the channel 44 through an annular gap 4 9 at its top and the hot air comes out of the channel at the lower end 5 0 inside the oven cover. As the hot gases come out from under the oven cover, it is also possible to use

k stort sett fullstendig oksyderte, varme forbrenningsgasser direkte for oppvarming av den nedre del av elektrodekappen 12, i stedet for å varme opp luft ved å lede denne over et forbrenningskammer. k largely fully oxidized, hot combustion gases directly for heating the lower part of the electrode jacket 12, instead of heating air by passing it over a combustion chamber.

Mantelen 4 0 understøttes ved sin øvre ende av en ring 50' som forbinder mantelens ytre skall 41 ved hjelp av flere hjør-neplater 51 som kan være sveiset til skallet 41 og ringen 50. Ringen 50' bæres på sin side av en ramme 52 som understøttes på elektrodehevende og elektrodesenkende, hydrauliske sylindre 53, The mantle 40 is supported at its upper end by a ring 50' which connects the outer shell 41 of the mantle by means of several corner plates 51 which can be welded to the shell 41 and the ring 50. The ring 50' is carried on its side by a frame 52 which supported on electrode-raising and electrode-lowering hydraulic cylinders 53,

av hvilke én er synlig på fig. 1. Denne sylinder kan også være av pneumatisk type. I alle tilfelle kan sylinderen 53, ved hjelp av ikke viste anordninger, påvirkes for å heve eller senke ringen 50', og dermed heve eller senke elektrodekappen 12, elektroden 13 og den omgivende mantel 40 sammen med kappen 12. Disse komponen-ter blir i fellesskap hevet eller senket i overensstemmelse med nødvendigheten av å innstille strømmen til smelteovnsbeskiknin-gen ved å øke eller minske lengden av lysbuen mellom spissen av elektroden 13 og beskikningen 11, eller ved å innstille den avstand med hvilken elektroden ^ager inn i beskikningen eller et slagglag på denne dersom smelteovnen er av varmeledningsevnetypen i stedet for en lysbuesmelteovn. Servosystemet for avføling av spenningsfall over lysbuen og tilsvarende påvirkning av den elek-trodeanbringende sylinder 53 er ikke vist da dette system kan være av konvensjonell utførelse og er velkjent for fagfolk på området. of which one is visible in fig. 1. This cylinder can also be of the pneumatic type. In any case, the cylinder 53 can, by means of devices not shown, be influenced to raise or lower the ring 50', and thus raise or lower the electrode sheath 12, the electrode 13 and the surrounding mantle 40 together with the sheath 12. These components are in together raised or lowered in accordance with the necessity of adjusting the current to the furnace arrangement by increasing or decreasing the length of the arc between the tip of the electrode 13 and the coating 11, or by adjusting the distance with which the electrode penetrates the coating or a slag layer on this if the melting furnace is of the thermal conductivity type instead of an electric arc melting furnace. The servo system for sensing voltage drops across the arc and corresponding influence of the electrode-applying cylinder 53 is not shown, as this system can be of conventional design and is well known to professionals in the field.

Når kappen 12 og mantelen 40 heves eller senkes sammen, er det ingen sluring eller gnidning mellom elektroden 13 og fast-spenningsarrangementet ved den nedre ende av kappen 12. Under disse omstendigheter blir også elektrodekontaktelementene 20 hevet og senket sammen med kappen og mantelen, hvilket også er tilfelle med lederne 34 og de fleksible ledere 36 på grunn av at sistnevnte understøttes på en søyle 54 som er forbundet med rammen 52 gjennom gulvet 10. Et sett periferisk adskilte lederuller 55 er lagret for rotasjon på tilhørende stasjonære braketter 56. Rullene 55 styrer og opprettholder innrettingen av mantelen 4 0 når denne gjennomgår toveis vertikale bevegelser som reaksjon på signaler som indikerer nødvendigheten av en forandring av lysbuelengden. Rullene 55 ruller på herdede lagerstrimler 57 som kan være sveiset på den ytre overflate av det ytre mantelskall 41. Brakettene 56 un-derstøttes på en sokkel 58 som er montert på smelteovnsdekslet 11' selv om den også kan være montert på hvilken som helst annen sta-sjonær konstruksjonsdel med tilstrekkelig styrke. Under rullene 55 synes en kanal 59 som holdes på positivt trykk og som har en luftutløpspassasje 60 for det formål å hindre at gasser fra smelteovnen lekker ut til rommet over gulvet 10. Dette er bare som et eksempel da en tetning for smelteovnens dunster kan innta mange forskjellige former, slik det er kjent for fagfolk på området. When the sheath 12 and sheath 40 are raised or lowered together, there is no slippage or rubbing between the electrode 13 and the fixed tension arrangement at the lower end of the sheath 12. Under these circumstances, the electrode contact elements 20 are also raised and lowered together with the sheath and sheath, which also is the case with the guides 34 and the flexible guides 36 because the latter are supported on a column 54 which is connected to the frame 52 through the floor 10. A set of circumferentially spaced guide rollers 55 are supported for rotation on associated stationary brackets 56. The rollers 55 guide and maintains the alignment of the mantle 40 as it undergoes bidirectional vertical movements in response to signals indicating the necessity of a change in arc length. The rollers 55 roll on hardened bearing strips 57 which may be welded to the outer surface of the outer shell 41. The brackets 56 are supported on a base 58 which is mounted on the furnace cover 11' although it may also be mounted on any other sta -sionary construction part with sufficient strength. Below the rollers 55 is seen a channel 59 which is kept at positive pressure and which has an air outlet passage 60 for the purpose of preventing gases from the melting furnace from leaking out to the space above the floor 10. This is only as an example as a seal for the melting furnace's fumes can occupy many various forms, as is known to those skilled in the art.

Elektrodekappen 12 og den selvsintrende elektrode 13 i denne er vist å være sammensatt av flere områder som er i forskjellige herdetilstander. Områdene er angitt ved klammere. Det område som omsluttes av det nederste klammer 13a, er det område hvor elektroden er i hovedsaken fullstendig herdet og størknet tvers igjennom. I området 13b er elektrodepastaen i stort sett ikke-sintret tilstand nær toppen og i stort sett flytende tilstand nær bunnen. Tilsetning av elektrodepasta skjer i området 13c. The electrode sheath 12 and the self-sintering electrode 13 therein are shown to be composed of several areas which are in different curing states. The areas are indicated by brackets. The area enclosed by the lower clamp 13a is the area where the electrode is essentially completely hardened and solidified throughout. In area 13b, the electrode paste is in a largely non-sintered state near the top and in a largely liquid state near the bottom. Electrode paste is added in area 13c.

Virkemåten for den elektrodeformende anordning er som følger. Det antas at smelteovnen er i drift og at elektroden ek-o sisterer i kappen 12 i forskjellige herdetilstander. Det antas at så mye av den nedre spiss av elektroden 13 er blitt konsumert at det er ønskelig å forlenge elektroden ytterligere inn i smelteovnen. Dette gjøres ved at sylinderen 16 påvirkes slik at støter-hodet 14 presser elektroden nedover slik at den kommer mer frem fra kappen 12. Den nedadrettede kraft trenger bare å være tilstrekkelig i kombinasjon med vekten av elektroden for å overvinne den friksjonsmessige holdekraft som utøves av de under overtrykk anordnede kontaktelementer 20 som virker på den leddede eller slis-sede nedre ende av kappen 12. Når den sintrede elektrode rager tilstrekkelig langt ut av kappen 12, trekkes støterhodet 14 tilbake for å avdekke det hulrom i den øvre del av kappen 12 som er blitt dannet ved utpressing av elektroden fra bunndelen. Arbeide-re på gulvet 10 kan da innføre mer elektrodepasta i det øvre, indre hulrom i kappen 12. Selv om det ikke tidligere er omtalt i detalj, er det også anordnet kjerneseksjoner 61 av tre som er blitt forbundet med hverandre av arbeiderne før innføringen av ytterligere pasta i toppen av kappen 12. Pasta innføres rundt kjernen. Kjernene kan forbindes ved at gjengede fremspring på den ene del opptas i den motsatte ende av den etterfølgende del, eller trekjernene kan forbindes ved at de forsynes med koniske treplugg-fremspring som passer inn i et tilsvarende konisk hull i en til-støtende del. Hvilken som helst forbindelsesmetode som ikke be-nytter jernholdige elementer kan benyttes. Pastaen i elektrodede-len 13c smelter senere på grunn ,av varmen fra den varme luft i kanalen 44 som er begrenset av mantelen 40, og pastaen smelter rundt trekjernen for å danne en forholdsvis sintret masse i delen 13a. Etterhvert som pastaen presses nedover i kappen 12, blir den varmere og varmere som et resulta!t av varmeutveksling med den varme luft i kanalen 44, og fortsetter å størkne, og samtidig frigjøres de flyktige hydrokarboner. De flyktige hydrokarboner tettes mot oppadrettet utløp ved hjelp av den smeltede pasta, slik at de The operation of the electrode forming device is as follows. It is assumed that the melting furnace is in operation and that the electrode echoes in the jacket 12 in different states of hardening. It is assumed that so much of the lower tip of the electrode 13 has been consumed that it is desirable to extend the electrode further into the melting furnace. This is done by influencing the cylinder 16 so that the impact head 14 pushes the electrode downwards so that it comes forward more from the sheath 12. The downward force only needs to be sufficient in combination with the weight of the electrode to overcome the frictional holding force exerted by the contact elements 20 arranged under positive pressure which act on the articulated or slotted lower end of the sheath 12. When the sintered electrode protrudes sufficiently far from the sheath 12, the pusher head 14 is pulled back to reveal the cavity in the upper part of the sheath 12 which is have been formed by squeezing the electrode from the bottom part. Workers on the floor 10 can then introduce more electrode paste into the upper, inner cavity of the sheath 12. Although not previously discussed in detail, there are also provided core sections 61 of wood which have been joined together by the workers prior to the introduction of additional paste at the top of the jacket 12. Paste is introduced around the core. The cores can be connected by threaded projections on one part being taken up at the opposite end of the following part, or the wooden cores can be connected by being provided with conical wooden plug projections that fit into a corresponding conical hole in an adjacent part. Any connection method that does not use ferrous elements can be used. The paste in the electrode part 13c later melts due to the heat from the hot air in the channel 44 which is limited by the jacket 40, and the paste melts around the wooden core to form a relatively sintered mass in the part 13a. As the paste is forced down into the jacket 12, it becomes hotter and hotter as a result of heat exchange with the hot air in the channel 44, and continues to solidify, simultaneously releasing the volatile hydrocarbons. The volatile hydrocarbons are sealed against the upward outlet by means of the melted paste, so that they

tvinges nedover inn i porene i elektroden i et område under kontakt-elementene hvor elektroden er mer fullstendig herdet og størknet, is forced downwards into the pores of the electrode in an area below the contact elements where the electrode is more completely hardened and solidified,

men tilstrekkelig porøs til å oppta hydrokarbongassene. Til slutt blir disse gasser tilstrekkelig oppvarmet ved ledning fra smelteovnen oppover elektroden til å fraksjonere og frembringe karbon som avsettes i porene i de mer fullstendig herdede deler av elektroden. Dette forbedrer den elektriske ledningsevne for den ut-pressede, størknede og herdede elektrodedel under kontaktelemen-tene, hvor elektroden kan oppnå en temperatur på ca. 1100° C hvilket er tilstrekkelig til å trykkdestillere gassene og karbon. Og-så før elektrodematerialet når denne temperatur, blir trepluggene 61 forkullede og porøse og i stand til å oppta gasser som fraksjo-nerer og avsetter karbon i sine porer. Dette bidrar ytterligere til elektrodenes elektriske ledningsevne. but sufficiently porous to absorb the hydrocarbon gases. Finally, these gases are sufficiently heated by conduction from the melting furnace up the electrode to fractionate and produce carbon which is deposited in the pores of the more completely hardened parts of the electrode. This improves the electrical conductivity of the extruded, solidified and hardened electrode part under the contact elements, where the electrode can reach a temperature of approx. 1100° C, which is sufficient to pressure distill the gases and carbon. And so before the electrode material reaches this temperature, the wooden plugs 61 become charred and porous and able to absorb gases which fractionate and deposit carbon in their pores. This further contributes to the electrical conductivity of the electrodes.

Kontinuerlig innstilling av elektrodespiss-stillingen som reaksjon på strøm-;og spenningsfølsomme følere (ikke vist) oppnås, slik som generelt beskrevet foran, ved at mantelen 40, kappen 12, de elektriske kontaktelementer 20, viften 47, dens tilhørende kanaler og den understøttende ramme 50' beveges i fellesskap i den ene eller den andre vertikale retning ved påvirkning av den fluidumdrevne sylinder 53. Disse bevegelser er av forholdsvis liten amplitude og resulterer ikke i at kappen 12 beveges vesentlig nærmere den intenst oppvarmede del av smelteovnen hvor smelting av kappen kunne inntreffe slik at det ble innført jernholdige foru-rensninger i smeiten. Continuous adjustment of the electrode tip position in response to current and voltage sensitive sensors (not shown) is achieved, as generally described above, by the mantle 40, the sheath 12, the electrical contact elements 20, the fan 47, its associated ducts and the supporting frame 50' are jointly moved in one or the other vertical direction by the influence of the fluid-driven cylinder 53. These movements are of relatively small amplitude and do not result in the jacket 12 being moved significantly closer to the intensely heated part of the melting furnace where melting of the jacket could occur so that iron-containing impurities were introduced into the smelting.

God elektrisk kontakt opprettholdes mellom kappen Good electrical contact is maintained between the sheath

og elektroden ved alle tidspunkter, også ved de tidspunkter da elektroden presses ut av kappen 12 mot den friksjonsmessige holdekraft som eksisterer mellom den leddede bunndel av kappen og elektroden. and the electrode at all times, also at the times when the electrode is pressed out of the sheath 12 against the frictional holding force that exists between the articulated bottom part of the sheath and the electrode.

Claims

1. Device for the manufacture and use of a self-sintering electrode, comprising a mainly cylindrical metal sheath (12) which at one end has an opening for electrode exit and an opening located at a distance from this opening for introducing electrode-forming material into the sheath, which material first becomes plastic and then successively sintered to a hardened state i which emerges from said end, a support (50') for supporting the sheath relative to the melting furnace, and an abutment (14, 15) for exerting a force on the electrode-forming material in the sheath to cause it to come from the sheath, characterized in that the lower end of the sheath (12) comprises a number of circumferentially arranged, axially extending, overlapping parts (17) which are yielding in the direction of the electrode (13) and which are surrounded by a ring (21) with devices ( 22) for the exercise of radial pressure forces.

2. Device according to claim 1, characterized in that electrical contact devices (20) are placed between the force-exerting devices (22) and the lower, yielding part of the jacket (12).