SE177493C1 - - Google Patents

Description

Uppfinnare: A Gerami Prioritet begord frdn den 18 lull 1958 (Itallen) FOreliggande uppfinning avser ett satt att forbinda kol- eller grafitkroppar inbordes eller med metalldelar medelst en forbindningsmassa, som utfyller mellanrummen och omvandlas genom forkoksning ph forbindningsstallet. Uppfinningen har till andamal aft Ora den elektriska kontakten mellan de med varandra fOrbundna delarna battre me-deist forbindningsmassan an vad som kunnat uppnas medelst de hittills anvanda kittmassorna och att astadkomma en storre, mekanisk hallfasthet an vid de hittills kanda fOrbindningarna.

Det dr kant, att den kontinuerliga driften av elektriska ugnar kraver forlangning av de for forbrukning utsatta elektroderna.

For forenande av elektroderna anvandas cylindriska eller koniska forbindningar, som be-std air av en i elektrodandarna inskruvbar nippel, eller ocksh sammanskruvas elektroderna direkt med sina ytter- och innergangor. Dessa forbindningsstallen utgora emellertid alltid den svagaste punkten hos den sammansatta elektrodstangen ur mekanisk och elektrisk synpunkt, emedan det pa forbindningsstallet uppstar en kraftig, lokal Overhettning genom det elektriska overgangsmotstandet, sh att elektroden kan gd sonder genom onormal utvidgning, vilket givetVis medfOr allvarliga storningar. Dessutom kan det latt intraffa, att dessa forbindningsstallen genom vibrationer, som alstras i ugnen, latt leda till lossnande av gangforbindningarna, sa att elektrodernas hada andytor avlagsnas fran varandra och giva upphov till overbelastning.

Det ar vanligt att till forbattring av sadana forbindningsstallen pa elektroder eller andra kolkroppar anvanda kitt eller fyllnadsmassor, som innehalla organiska, forkoksbara bindemedel, t. ex. tjara, beck, konstharts eller dylikt. Sadana bindemedel aro blandade med fyllpulver med stor elektrisk ledningsformaga, t. ex. kol-, grafit- eller metallpulver, och des sa fuLlnadspulver giva kitt- eller fyllnadsmassan den nodvandiga plasticiteten. Pd de forbindningsytor, som skola forenas, anbringas kitt- eller fyllnadsmassan fore sammanskruvningen for att efter forkoksningen av bindemedlet utfylla mellanrummen mellan ytorna i gorligaste man, sh att det elektriska motstandet ph forbindningsstallet minskas och ett mekaniskt fast forbindningsstalle erhalles, som joke lossnar.

Dessa kanda atgarder aro dock endast del-via verksamma, eftersom de hittills kanda kittmassorna absorberas till en del av den porosa strukturen av de kroppar av kol eller grafit, som skola forenas, och eftersom de under forkoksningen avgivna, flyktiga bestandsdelarna medfora en kraftig krympning ay kittmassan, sh att sprickor bildas ph forbindningsstallet, vilka forsamra bade den mekaniska hallfastheten och den elektriska ledningsformagan pa forbindningsstallet.

Dessa forhallanden vid elektrodforbindningar galla aven vid andra forbindningar av kolmaterial, vid vilka pa vanligt satt anvandas kilt- eller fyllnadsmassor for utfyllning ay mellanrummen pa forbindningsstallet, t. ex. vid kolblock, som begagnas sasom fader i elektriska ugnar, eller vhf fastsattning ay metalliska stromtillforselskenor, som insattas i pa fOrhand upptagna urtagningar i kolblock. Det dr tydligt, att risken f8r sprickbildning och kontaktforsanaring är storre ju tjoekare kittskiktet är. Da man anvander de hittills kanda kitt- eller fyllnadsmassorna, har man under forkoksningen alltid att rakna med en krympning, och ay detta skal har man pa de stallen, dar basta kontakt vid hOga temperaturer erfordras, en forsamrad kontakt genom skiljefogar och sprickor, vilka uppsta genom krympningen av kittmassan.

For att minska de skadliga verkningarna av denna krympning är det kant att anvan- 2— — da kitt med en ringa halt bindemedel och anbringa kittmassan under tryck i halrummen for att utfylla mellanrummen. Det kan dock icke pa detta salt undvikas, att en del av bindemedlet uppsuges av den porosa strukturen av de kroppar, som skola forenas, och kontakten lossnar, helt bortsett frail att dessa kitt aro svara att anvanda.

FOreliggande uppf inning avser framstallning och anvandning av kitt on fyllnadsmassor av en ledningsformaga uppvisande massa, som vid branningen icke uppvisar nagon krympning och utfyller alla fogar och mellanrum, da man forenar elektroder eller kolblock med varandra eller forser dem med metalliska kontaktdelar.

Detta uppnas enligt uppfinningen darigenom, att for fOrbindning av kol- eller grantkroppar med varandra eller med metallkroppar anvandes en kittmassa, som innehaller grafitderivat, t. ex. grafitsyra eller grafitoxid eller halogenderivat av grafit eller additionsprodukter av grafitsyra med metaller (metallsalter) eller s. k. grafitestrar, varvid vid upphettning av forbindningsstallet kittmassan uppblases, sâ att kontakttrycket mellan de med varandra forbundna delarna okas. Vissa grafitforeningar, vilkas struktur annu icke ar fullstandig,t kand, t. ex. den s. k. grafitsyran eller grafitoxiden, uppblasas vid uppvarmning. De bildas, da man utsatter grafit for inverkan av koncentrerad svavelsyra i narvaro av oxiderande medel, t. ex. salpetersyra eller kaliumklorat. Da man exempelvis later foljande blandning verka under fyra dagar vid rumstemperatur, namligen en del naturlig grafit i lameller med en lamplig kornstorlek och tva delar koncentrerad svavelsyra samt en del salpetersyra med en koncentration av 6 %, uppstar grafitsyra. Om man upphettar den erhallna grafitsyran till temperaturer over 200° C, uppstar en kraftig, kvarstaende volymokning utover volymen vid rumstemperatur. Grafitsyra är ett torrt pulver. Uppblasningsmekanismen forklaras genom en utvidgning av de interlaminara rum-men, vilken utvidgning alstras genom vale och syre.

Alla grafitforbindningar, som uppblasas vid uppviirmning, aro lampade for foreliggande andamal. De kunna anvandas ensamma eller i blandning med andra fyllnadsmedel, vilka bilda goda, elektriska ledare, t. ex. kolpulver, grafitpulver, metallpulver. Organiska bindemedel, t. ex. beck, tjara, konstharts eller aven oorganiska klibbmedel, sasom alkalisilikat, stora icke grafitderivatens uppblasningsfOrhallanden.

Medelst de organiska, forkoksbara amnena, som anvandas i de nedan beskrivna blandningarna, uppnas, att dessa amnen forkoksas vid forkoksningstemperaturer upp till 400° och 600° C och darvid forstarka den uppblasta strukturen. Betydelsen av kitt- eller fyllnadsmassor, som uppblasas genom varmeverkan enligt f 5- religgande uppfinning och aro bildade exempelvis av grafitsyra och organiska bindeamnen, blir sarskilt klar och tydlig, dá man jamfor deras forhallanden med forhallandena av vanliga kitt. DA fyllnadsmassan icke kan fullstandigt verka vid utvidgningen, alstrar den ett tryck mot vaggarna av de ytor, som skola forbindas, och fyllnadsmassans elastiska forhallande fir jamforbar med en fjader under spanning. Pa detta satt forbattras kontakten och forblir oforandrad aven vid hoga temperaturer. Detta forhallande är mycket viktigt, dâ termiska utvidgningar upptrada till fOljd av hoga temperaturer, vilka utvidgningar medfora avlagsnande av de bada kontaktytorna Iran. varandra.

Da fyllnadsmassan emellertid enligt foreliggande uppfinning kommer till anvandning mellan kontaktytoma, forblir kontakten elastisk och sakerstaller en god kontakt i forbindningen sa.val ur elektrisk som termisk och mekanisk synpunkt.

I det foljande givas nagra exempel pa kittoch fyllnadsmassor enligt uppfinningen saval betraffande sammansattningen som anvandningen. Dessa exempel aro givetvis endast vagledande och fa icke anses begransa uppfinningen i nagot hanseende. fl bifogade ritning visar fig. 1 en forbindning mellan kolelektroder med konisk ganga for elektriska ugnar, vilka skola arbeta utan avbrott. Fig. 2 visar en forbindning tva grafitelektroder medelst en cylindrisk grafitnippel. Fig. 3 visar anvandning av en kittmassa vid en katodbloekbekladnad for bad vid almniniumsmaltelektrolys. Fig. 4 visar en enkel forbindning mellan tva horisontellt anordnade arbetselektroder. Fig. 5 visar i perspektiv en forbindning mellan WO. kolytor med rabearbetade tandningsformer.

Exempel 1 I fig. 1 aro kolelektroder 1 och I' for elektriska ugnar, t. ex. for framstallning av kalciumkarbid, ferrolegeringar, metallisk kisel osv., forbundna med varandra medelst en konisk ganga. Den kittmassa, som anvandes vid tillfogningen av en. fly elektrod till den i det narmaste forbrukade elektroden, befinner sig i halvflytande tillstand och strykes noggrant pA de ytor, som skola astadkomma kontakten.

Denna kittmassa bestar exempelvis till lika delar av naturlig grafit, som omvandlats pa det beskrivna sattet till grafitsyra, och ett flytande, med alkohol fortunnat fenolharts sasom bindemedel. Dâ de bada elektroderna sammanskruvas riktigt med tillhjalp av detta kitt, erhalles senare vid upphettning av forbindningsstallena den onskade effekten av kittet, emedan tilIrackligt hoga temperaturer alstras genom overgangsmotstandet vid stromgenomgang for att kittet skall forkoksas — —3 utrymmesuppfyllande. Darfor erhalles en god fOrbindning ur saval elektrisk som mekanisk synpunkt, vilken forbindning icke skiljer sig vasentligt betraffande egenskaperna Iran de hopfogade elektroderna sjalva.

Exempel 2 I fig. 2 aro mellan bottnen av nippelhalen 4 i elektroderna 1 och 1' och andytorna 6 av nippeln 5 med dess ganga 7 insatta pa for-hand formade skivor 2 och 8, vilka erhallits genom forhandspressning av exempelvis en blandning av lika delar till grafitsyra oxiderad grafit och beck. Dessa skivor hindra efter uppblasning vid elektrodernas anvandning i ugnen lossnande am skruvforbandet mellan elektroderna och forbattra forbindningens elektriska ledningsformaga.

Exempel 3 En kittmassa, som till en tredjedel bestar av forbehandlad grafit (grafitsyra), till en tredjedel av avgasade antrasitkorn och till en tredjedel av beck, anvandes till att utfylla fogarna eller mellanrummen mellan kolblock, som bilda foder i elektriska ugnar, kupolugnar eller masugnar, for att vid upptradande av hoga temperaturer, sasom ofta f8- rekommer under ugnarnas drift, icke nagra sprickor skola upptrada, genom vilka flytande metall eller slagg kan tranga.

Dessutom verka dessa fyllnadsmassor genom sina elastiska egenskaper i sadan riktning, att de aro i stand att kompensera utvidgningsspanningar, vilka upptrada till foljd av termiska fenomen. Anvandandet av kittmassorna kan darvid ske pa sa salt, att man stryker massan 9 varmt pa de ytor, som skola hopfogas, eller fyller massan i kornformigt tillstand i mellanrummen mellan blocken. eller formar tunna plattor (folier) av kittmassan och anbringar dessa plattor mellan blocken vid blockens hoplaggning.

Exempel 4 Fig. 3 visar anvandning av kittmassan vid framstallning av en katodblockbekladnad for bad yid aluminiumsmaltelektrolys. En kittmassa, I. ex. den i exempel 3 beskrivna, forbattrar avsevart forbindmngen 9 mellan katodblocken 10, varvid den sa fruktade intrangningen av flytande metall I fogarna mellan blocken sakert forhindras.

I fig. 3 visas anvandning av en kittmassa 12, som sakerstaller god kontakt mellan stromskenor 11 och kolblock 10. I detta fall bestar kittmassan till en tredjedel av elektrografit i kornform, till en tredjedel ay behandlad naturgrafit (grafitsyra) och till en tredjedel ay beck. Kittmassan, som mid inlaggning av stromskenorna i kolblocken 10 anvandes pa vanligt salt, astadkommer yid senare upptradande, hoga temperaturer icke blott ett lagre spanningsfall mellan skenor na 11 och kolblocken 10 utan framfor alit mycket likformiga kontaktbetingelser i alla anvanda stromskenor och kolblock, varigenom en mycket likformig stromfordelning erMies utover hela den stromforande bottnen av elektrolysbadet.

I manga fall racker det med ett tunt kiltskikt bland de delar, som skola forbindas, t. ex. sasom visas i fig. 4. Har arc tva horisontellt anordnade kolkroppar 10 visade, som arc forbundna med varandra medelst ett kittskikt 13.

Exempel Man kan aven forbinda kolkroppar med rabearbetade ytor, i vilka tandningar utformats, sasom visas i fig. 5. De olikformiga mellanrummen radian kolblocken 10 utjamnas genom uppblasningen av kittmassan 9. Den goda, elektriska kontakten mellan de hada kropparna uppnas darigenom. Den dyrbara och noggranna bearbetningen av de med varandra i ber8ring staende ytorna blir dSrför overflodig.

Hittills har man medelst obranda elektrodmassor, som pastrukits i tjocka skikt pa ytorna, utjamnat oregelbundenheterna hos de i ber8ring med varandra staende ytorna. Genom del plastiska forhallandet av kittmassan enligt uppfinningen är en sadan utjamning icke erforderlig.

Claims (3)

Patentansprak:

1. Satt att framstalla forbindningar mellan kol- eller grafitkroppar inbordes eller med metalldelar, kannetecknat darav, att en forbindningsmassa anvandes, som innehaller grafitderivat, t. ex. grafitsyra eller grafitoxid eller halogenderivat av grafit eller additionsprodukter ay grafitsyra med metaller (metallsalter) eller s. k. grafitestrar, varvid yid upphettning av forbindningsstallet forbindningsmassan uppblases, sá att kontakttrycket mellan de med varandra forbundna delarna okas.

2. sat enligt patentanspraket 1, kannetecknat darav, att bindemedel, t. ex. beck eller konstharts, tillsattes forbindningsmassan, vilka forstarka den av grafitderivaten bildade forbindningsstommen yid sin forkoksning och bidraga till forbattring ay den. elektriska kontakten Indian de med varandra forbundna kontakterna.

3. Satt enligt patentanspraken 1 och 2, kannetecknat darav, att forbindningsmassan pa forhand utformas sasom skiva, folie, stay eller dylikt och inlagges i sadan form mellan de kroppar, som skola forbindas, for att utfylla mellanrummet, sa att kontakttrycket mellan de mot varandra anliggande delarna 8kas yid uppblasning av kittmassan vid upphettning av forbindningsstallet. Anforda publikationer: