NO820800L

NO820800L - ELECTRO STOVES FOR ELECTRIC Ovens.

Info

Publication number: NO820800L
Application number: NO820800A
Authority: NO
Inventors: Hannsgeorg Bauer; Dieter H Zoellner; Inge Lauterbach-Dammler; Franz Schieber; Friedrich Rittmann; Wolfgang Lippert; Josef Otto; Josef Muehlenbeck
Original assignee: Arc Tech Syst Ltd
Priority date: 1981-04-23
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1982-10-25
Also published as: DE3116258A1; DD202363A5; ES8400645A1; ZA822012B; GB2098839A; HU186609B; EP0063710A1; JPS5894793A; FI820868A7; FI820868L; DK181882A; PT74763A; PT74763B; AU8185782A; PL236042A1; BR8202308A; ES511724A0; TR21298A

Description

Oppfinnelsen angår en elektrode for lysbueovner, omfattende et øvre avsnitt av metall og et forbrukbart, nedre avsnitt av karbonmateriale, hvilke avsnitt har en i hovedsaken sylindrisk form og er forbundet med hverandre •via en skrunippel eller liknende, idet det øvre avsnitt oppviser en væskekjøleanordning med en fremløpskanal og en tilbakeløpskanal, og det øvre avsnitt i sitt nedre område fortrinnsvis kan være beskyttet av et høytemperaturfast belegg. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte ved anvendelse av en sådan elektrode. The invention relates to an electrode for electric arc furnaces, comprising an upper section of metal and a consumable, lower section of carbon material, which sections have an essentially cylindrical shape and are connected to each other via a screw nipple or the like, the upper section having a liquid cooling device with a flow channel and a return channel, and the upper section in its lower area can preferably be protected by a high-temperature resistant coating. The invention also relates to a method using such an electrode.

Lysbueovner for fremstilling av elektrostål, kobber, korund, cobolt, silicium etc. er hittil blitt drevet med grafittelektroder som strømførende elementer. Vanligvis er en elektrodestreng sammensatt av flere grafittenheter som er forbundet med hverandre ved hjelp av skrueforbindelser eller liknende. Ofte blir tre elektrodestrenger benyttet som strømførende elementer pr. ovn for disse elektrotermiske høytemperatur-smelteprosesser. Arc furnaces for the production of electrical steel, copper, corundum, cobalt, silicon etc. have so far been operated with graphite electrodes as current-carrying elements. Usually, an electrode string is composed of several graphite units which are connected to each other by means of screw connections or the like. Often three electrode strings are used as current-carrying elements per furnace for these electrothermal high-temperature melting processes.

For lysbueovndrift er det også allerede blitt beskrevet kombinasjonselektroder bestående av et metallskaft til hvilket det ved hjelp av en skrueforbindelse, f.eks. nippel e.l., er tilføyd en spiss av karbonmateriale. Således er det i DE-OS 1 565 751 beskrevet elektroder for elektriske lysbueovner som består av et øvre metallisk hodestykke, et nedre metallisk hodestykke, av elektriske ledere som forbinder begge hodestykker med hverandre, av en keramisk masse som omslutter disse ledere og det nedre hodestykke, For arc furnace operation, combination electrodes have also already been described consisting of a metal shaft to which, by means of a screw connection, e.g. nipple etc., a tip of carbon material has been added. Thus, DE-OS 1 565 751 describes electrodes for electric arc furnaces which consist of an upper metallic head piece, a lower metallic head piece, of electrical conductors that connect both head pieces to each other, of a ceramic mass that encloses these conductors and the lower head piece ,

og en elektrodespiss som er utskiftbart festet til det nedre hodestykke. and an electrode tip that is replaceably attached to the lower headpiece.

Fra DE-OS 2 845 367 er det kjent en væskekjølt elektrode som omfatter en på elektrodebærearmen festet, sylindrisk innspenningsdel, et til denne festet, metallisk kjølesystem som fører elektrodestrømmen og på den frie ende bærer en gjengedel for påskruing av elektrodespissen, og en rørformet varmeskjerm som i det for ovnsatmosfæren utsatte område inneholder kjølesystemet på avstand og i fast romlig tilordning til denne. From DE-OS 2 845 367, a liquid-cooled electrode is known which comprises a cylindrical clamping part attached to the electrode carrier arm, a metallic cooling system attached to this which conducts the electrode current and on the free end carries a threaded part for screwing on the electrode tip, and a tubular heat shield which in the area exposed to the furnace atmosphere contains the cooling system at a distance and in fixed spatial allocation to this.

Fra det europeiske patentpubliseringsskrift 12 573 er det kjent en kombinasjonselektrode ved hvilken metall-skaftets på siden, utvendig beliggende, metalliske kontakt er isolerende lagret i forhold til det innvendig beliggende, metalliske kjølesystem. I den nedre del av det metalliske kjøleskaft er det anordnet et med haker sikret, keramisk belegg (tysk: Beschichtung) som strekker seg omtrent til høyden av en skruenippelforbindelse med hvilken en karbondel er tilføyd. From the European patent publication 12 573, a combination electrode is known in which the metallic contact of the metal shaft on the side, located on the outside, is insulatingly stored in relation to the metallic cooling system located on the inside. In the lower part of the metallic cooling shaft, a ceramic coating (German: Beschichtung) secured with hooks is arranged which extends approximately to the height of a screw nipple connection with which a carbon part is added.

Sådanne kombinasjonselektroder har i prinsipp vært kjent i lengre tid, således eksempelvis fra det<1>året 1912 utgitte DE-PS 268 660. Such combination electrodes have in principle been known for a long time, thus for example from the<1> year 1912 published DE-PS 268 660.

Kombinasjonselektroder er ved lysbueovndrift utsatt for en sterk belastning eller påkjenning. Dette skyldes de høye arbeidstemperaturer, f.eks. ved elektrostålfremstilling, ved hvilke sådanne elektroder oftest blir benyttet. Som følge av de høye temperaturer oppstår det tap på grunn av sideoxydasjon av kullstoff- eller karbondelen. Det er også fare for vandring eller sideveis ansetting av lysbuen hvilket i forstyrrelsestilfelle også kan skje ovenfor karbondelen og fører til kortslutninger. Dessuten er elektrodene utsatt for forskjellige temperaturer i kjølemiddelets frem-løps- og tilbakeløpsdel, og også i området for karbondelen i forhold til strømtilførsels- og kjøleenheten. Et sted som i denne forbindelse er særlig utsatt for fare, er området for skruenippelen. In arc furnace operation, combination electrodes are exposed to a strong load or strain. This is due to the high working temperatures, e.g. in electrosteel production, where such electrodes are most often used. As a result of the high temperatures, losses occur due to side oxidation of the carbon or carbon part. There is also a risk of migration or sideways application of the arc, which in the event of a disturbance can also occur above the carbon part and lead to short circuits. Moreover, the electrodes are exposed to different temperatures in the flow and return part of the coolant, and also in the area of the carbon part in relation to the power supply and cooling unit. A place that is particularly vulnerable in this regard is the area of the screw nipple.

Elektrodene må imidletid også tåle mangfoldige mekaniske påkjenninger som ved tippingen av. ovnen blant annet er betinget av vibrasjoner - begunstiget av for stor klaring av bærearmene - på grunn av skrotblokkeringer ved innsmeltingen og også ved påsetting av strengen på isolerende bestanddeler i metallskrotet. In the meantime, the electrodes must also withstand various mechanical stresses, such as during tipping. among other things, the furnace is subject to vibrations - favored by excessive clearance of the support arms - due to scrap blockages during the melting and also when the string is applied to insulating components in the scrap metal.

Dertil kommer at elektrodene i løpet av de siste 10 - 15 år for reduksjon av smeltetidene er blitt utsatt for stigende elektrisk (og dermed også termisk) belastning. På grunn av de stadig tiltagende påkjenninger på elektrodene har det også fremkommet ekstreme krav til kvaliteten av karbonstrengene, enten det er sådanne som utelukkende består avkarbonmateriale eller sådanne som er forbundet med et avkjølt metallskaft. Herved er kravene til grafittdeler med henblikk på disses tykkelse, spesifikke elektriske motstand, termiske utvidelse, varmeledningsevne, fasthet og elastisitet og også varmesjokkfasthet, blitt stadig øket. Dette har ikke bare ført til en intensivering av grafLtte-ringsprosessen, som over lengre tidsrom utføres ved høyere temperaturer, men også til ekstra etterfortetningsprosesser etc. Den meget høye grad av omvandling til grafitt, som er nødvendig for oppfyllelse av sådanne krav, har medført at man bare har kunnet benytte petrokjemiske nålekokser av høy kvalitet som utgangsmateriale. Anvendelsen av sådanne dyre, fra petrokjemiske råstoffer tilgjengelige premium-kokser med en høy grad av strukturell fororientering, med-fører andre vanskeligheter. Disse består blant annet i at fremstillingen av sådanne utgangskokser på grunn av den begrenset disponible, svovelfattige jordoljeforekomst, er begrenset i mengde. Videre må det i grafitteringstrinnet av elektrodedelenes fremstillingsprosess brukes en betydelig mengde elektrisk energi for oppnåelse av den vidtgående grafittering. I overgangsområdet mellom avkjølt metallskaft og den til dette tilføyde grafittdel oppstar det også forskjellige termiske utvidelser og elektriske overbelastninger av nippelområdet på grunn av en temperaturforskjell av stør-relsesorden 500 K eller riner. In addition, during the last 10 - 15 years, in order to reduce the melting times, the electrodes have been exposed to increasing electrical (and thus also thermal) load. Due to the ever-increasing stresses on the electrodes, there have also been extreme demands on the quality of the carbon strings, whether they are those that consist exclusively of carbon material or those that are connected to a cooled metal shaft. As a result, the requirements for graphite parts with regard to their thickness, specific electrical resistance, thermal expansion, thermal conductivity, firmness and elasticity and also thermal shock resistance have been constantly increased. This has not only led to an intensification of the graphitizing process, which over a longer period of time is carried out at higher temperatures, but also to additional post-densification processes etc. The very high degree of conversion to graphite, which is necessary to meet such requirements, has meant that it has only been possible to use high-quality petrochemical needle coke as starting material. The use of such expensive premium cokes available from petrochemical raw materials with a high degree of structural preorientation entails other difficulties. These consist, among other things, in the fact that the production of such starting cokes is limited in quantity due to the limited availability of low-sulphur crude oil. Furthermore, in the graphitization step of the electrode parts' manufacturing process, a significant amount of electrical energy must be used to achieve the extensive graphitization. In the transition area between the cooled metal shaft and the added graphite part, various thermal expansions and electrical overloads of the nipple area also occur due to a temperature difference of the order of 500 K or riner.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe elektroder for lysbueovndrift som på særlig egnet måte kan tåle de der herskende, betydelige mekaniske, termiske og elektriske påkjenninger. Ved avstemning av avkjølt metallskaft og karbondel til hverandre skal det herved stilles til dis-posisjon en for praktisk drift særlig egnet elektrode hvis fremstilling eller drift slik som hittil kan skje på øko-nomisk måte. The purpose of the invention is to provide electrodes for electric arc furnace operation which can withstand the prevailing, significant mechanical, thermal and electrical stresses in a particularly suitable manner. When matching the cooled metal shaft and the carbon part to each other, an electrode particularly suitable for practical operation shall be made available, the manufacture or operation of which can be carried out in an economic manner as hitherto.

Ovennevnte formål oppnås ved tilveiebringelse avThe above purpose is achieved by providing

en elektrode av den innledningsvis angitte type som er kjenne-tegnet ved at karbonmaterialet bare delvis er dannet av grafittiske strukturelementer eller er uten sådanne elementer. an electrode of the type indicated at the outset which is characterized by the fact that the carbon material is only partly formed by graphitic structural elements or is without such elements.

Oppfinnelsen er basert på den overraskende konsta-tering at det ved anvendelse av karbonmaterialer av dårligere kvalitet, slik de hittil er blitt betraktet som "ikke-avpruttbare" for lysbueovndrift, likevel gir god praktisk oppførsel i forbindelse med kombinasjonselektroder. Spesielt har det vist seg at den fryktede sprekkdannelse eller avskallinger (tysk: Abplatzungen) ikke opptrer ved anvendelse av karbonmateriale som bare delvis er dannet av grafittiske strukturelementer eller er fullstendig eller nesten fritt for sådanne. The invention is based on the surprising observation that using carbon materials of poorer quality, as they have hitherto been considered "non-degradable" for arc furnace operation, nevertheless gives good practical behavior in connection with combination electrodes. In particular, it has been shown that the dreaded cracking or flaking (German: Abplatzungen) does not occur when using carbon material which is only partially formed by graphitic structural elements or is completely or almost free of such.

Ved elektroden ifølge oppfinnelsen er karbonmaterialet forbundet med metallskaftet over en i og for seg kjent skruenippel som f.eks. kan bestå av grafitt eller også av metall og også kan være avkjølt. Metallskaftet, som også kan betraktes som strømtilførsel for karbondelen,.består vanligvis av et metall med høy ledningsevne,.f.eks. kobber. 1 metallskaftet er det anordnet et væskekjølesystem som kan oppvise en fremløps- og tilbakeløpskanal som eventuelt også kan avkjøle i det minste en del av skruenippelen utvendig eller også innvendig. Sådanne konstruksjoner av metallplate, som i det minste delvis kan være utvendig beskyttet av et høytemperaturfast belegg eller overtrekk, er tidligere kjent. In the case of the electrode according to the invention, the carbon material is connected to the metal shaft via a screw nipple known per se, such as e.g. can consist of graphite or also of metal and can also be cooled. The metal shaft, which can also be considered as a power supply for the carbon part, usually consists of a metal with high conductivity, e.g. copper. In the metal shaft, a liquid cooling system is arranged which can have a flow and return channel which can possibly also cool at least part of the screw nipple externally or internally. Such constructions of sheet metal, which can be at least partially protected on the outside by a high-temperature-resistant coating or cover, are previously known.

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er lengden og diameteren av det nedre avsnitt av karbonmaterialet valgt slik at det i sammenlikning med elektrodestrenger med den samme eller tilsvarende totaldimensjonering, som utelukkende består av grafittisk karbonmateriale, er gitt en i det minste like stor elektrisk belastbarhet. According to a preferred embodiment of the invention, the length and diameter of the lower section of the carbon material is chosen so that, in comparison with electrode strings with the same or similar total dimensions, which consist exclusively of graphitic carbon material, an at least equal electrical load capacity is provided.

Ved elektroden ifølge oppfinnelsen er dimensjone-ringen av det øvre avsnitt av metall og det nedre avsnitt av karbonmateriale avstemt på en slik måte i forhold til hverandre at metallskaftet i det minste med en del er regelmes-sig innført i selve lysbueovnen. Ved forsøk har det vist seg at karbondelen med fordel har en utgangslengde på ca. 2 - 3 m ved total-elektrodeutgangslengder på ca. 5 1/2 - 8, fortrinnsvis 6 - 7 m. With the electrode according to the invention, the dimensions of the upper section of metal and the lower section of carbon material are coordinated in such a way in relation to each other that the metal shaft is at least partially inserted regularly into the arc furnace itself. In tests, it has been shown that the carbon part advantageously has an output length of approx. 2 - 3 m with total electrode output lengths of approx. 5 1/2 - 8, preferably 6 - 7 m.

Andelen av grafittiske strukturelementer i det nedre avsnitt av karbonmaterialet kan ligge i området fra 0 til 90 vekt%. Det har her vist seg å være gunstig når andelen av grafittiske strukturelementer ligger i området fra 50 til 85 vekt%, og særlig foretrukket 60 - 80 vekt%, referert til karbonmaterialets vekt. The proportion of graphitic structural elements in the lower section of the carbon material can range from 0 to 90% by weight. Here, it has proven to be beneficial when the proportion of graphitic structural elements lies in the range from 50 to 85% by weight, and particularly preferably 60 - 80% by weight, referred to the weight of the carbon material.

Som "grafittiske strukturelementer" innenfor rammen av oppfinnelsen skal det i det vesentlige forstås naturgrafitt eller elektrografitt eller en blanding av disse. Som elektrografitt kan det eksempelvis benyttes avfallsgrafitt, f.eks. fra syntetisk grafittfremstilling. As "graphitic structural elements" within the scope of the invention, natural graphite or electrographite or a mixture of these shall essentially be understood. For example, waste graphite can be used as electrographite, e.g. from synthetic graphite production.

De "ikke-grafittiske" strukturandeler av karbonmaterialet består av antrasitt, steinkullkoks og/eller normalpetroleumskoks, hvorved det nedre avsnitt innenfor rammen av oppfinnelsen også kan bestå fullstendig av disse materialer eller blandinger av disse. Slik som allerede foran angitt, har det vist seg å være gunstig at karbonmaterialet i det nedre avsnitt er dannet av elektrografitt eller naturgrafitt eller en blanding av disse i området 0-90, fortrinnsvis 50 - 85, men særlig foretrukket 60 - 80 vekt%, og resten av antrasitt, steinkullkoks og/eller normalpetroleumkoks. The "non-graphitic" structural parts of the carbon material consist of anthracite, hard coal coke and/or normal petroleum coke, whereby the lower section within the scope of the invention can also consist entirely of these materials or mixtures thereof. As already indicated above, it has proven to be beneficial that the carbon material in the lower section is formed from electrographite or natural graphite or a mixture of these in the range 0-90, preferably 50-85, but particularly preferably 60-80% by weight, and the rest of anthracite, hard coal coke and/or normal petroleum coke.

Nedenfor er angitt noen typiske data for kvalite-tene av utgangsmaterialer av hvilke det nedre avsnitt kan bestå delvis eller fullstendig: Below are some typical data for the qualities of starting materials of which the lower section may consist partially or completely:

Data for elektrodekvaliteterData for electrode qualities

Det nedre avsnitt av elektroden ifølge oppfinnelsen kan fremstilles på i og for seg kjent måte. Blant de kjente måter skal imidlertid fremstilling ved vibrasjon eller ved ekstrudering fremheves. Sådanne metoder er tidligere kjent. The lower section of the electrode according to the invention can be produced in a manner known per se. Among the known methods, however, production by vibration or by extrusion must be highlighted. Such methods are previously known.

Det karbonmateriale som benyttes som nedre avsnitt i elektroden ifølge oppfinnelsen, har særlig hensikts-messig en spesifikk elektrisk motstand i området fra 10 til 30 ftmm^/m. ved forsøk kunne det imidlertid konstateres en særlig gunstig driftsoppførsel av elektroder hvis karbonmateriale hadde en spesifikk elektrisk motstand i området The carbon material used as the lower section of the electrode according to the invention particularly expediently has a specific electrical resistance in the range from 10 to 30 ftmm^/m. however, during experiments, a particularly favorable operational behavior of electrodes whose carbon material had a specific electrical resistance in the range could be ascertained

2 9 2 9

fra 10 til 20 fimm /m og særlig 13 - 20 fiitun /m.from 10 to 20 fimm /m and especially 13 - 20 fiitun /m.

Det nedre avsnitts diameter ligger vanligvis i området fra ca. 200 til 600 mm. Spesielt gunstige resulta-ter ble oppnådd med diametre av det nedre avsnitt i området fra ca. 300 til 400 mm. Diameteren av det øvre avsnitt av metall kan velges større, men imidlertid også mindre, enn diameteren av det nedre avsnitt. The diameter of the lower section is usually in the range from approx. 200 to 600 mm. Particularly favorable results were obtained with diameters of the lower section in the range from approx. 300 to 400 mm. The diameter of the upper section of metal can be chosen larger, but also smaller, than the diameter of the lower section.

Råtettheten av karbonmaterialet i det nedre avsnitt ligger særlig foretrukket i området mellom 1,50 og 1,65 g/cm<3>. The raw density of the carbon material in the lower section is particularly preferably in the range between 1.50 and 1.65 g/cm<3>.

En innenfor rammen av oppfinnelsen særlig gunstig elektrode ved hvilken det øvre avsnitt av metall utgjør ca. halvparten eller mer av elektrodens totale lengde, har en karbondel med ca. 50 - 85 % grafittiske strukturelementer av naturgrafitt og/eller elektrografitt, idet de ikke-grafittiske strukturandeler består .av antrasitt, steinkullkoks og/eller normalpetroleumkoks, idet det nedre avsnitts spesifikke elektriske motstand ligger i området fra 10 - 20 fimm /m ved en råtetthet i området mellom 1,50 og 1,65 g/cm<3>.' Within the framework of the invention, a particularly favorable electrode in which the upper section of metal constitutes approx. half or more of the electrode's total length has a carbon part of approx. 50 - 85% graphitic structural elements of natural graphite and/or electrographite, the non-graphitic structural parts consisting of anthracite, hard coal coke and/or normal petroleum coke, the lower section's specific electrical resistance being in the range of 10 - 20 fimm/m at a raw density in the range between 1.50 and 1.65 g/cm<3>.'

Elektrodene ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved gunstig driftsoppførsel ved forstyrrelsesfri drift. Karbon-materialene i det nedre avsnitt kan i forhold til de tradisjonelt benyttede helgrafittelektroder fremstilles av bil-ligere råstoffer ved hjelp av enklere fremstillingsmetoder. Med samme elektriske belastbarhet muliggjøres derved en bil-ligere elektrodedrift. The electrodes according to the invention are distinguished by favorable operating behavior during disturbance-free operation. Compared to the traditionally used all-graphite electrodes, the carbon materials in the lower section can be produced from cheaper raw materials using simpler production methods. With the same electrical loadability, cheaper electrode operation is thereby made possible.

Selv om det i forhold til de tradisjonelt benyttede, høyverdige grafittkvaliteter benyttes et karbonmateriale av dårligere kvalitet, blir det i det vesentlige ikke obser-vert avskallinger eller sprekkdannelse, heller.ikke i overgangsområdet mellom øvre og nedre avsnitt. Anvendelsen av nipler av høykvalitetsgrafitt med en i forhold til det nedre avsnitts karbonmateriale øket tetthet og samtidig redusert elektrisk motstand, har her vist seg å være særlig fordelak-tig. Even if, in relation to the traditionally used, high-quality graphite qualities, a carbon material of poorer quality is used, essentially no flaking or cracking is observed, not even in the transition area between the upper and lower sections. The use of nipples made of high-quality graphite with an increased density in relation to the carbon material of the lower section and at the same time reduced electrical resistance has proven to be particularly advantageous here.

Elektroden ifølge oppfinnelsen har sin foretrukne anvendelse for fremstilling av stål ved lysbueovndrift. The electrode according to the invention has its preferred application for the production of steel by arc furnace operation.

Den kan imidlertid også benyttes for fremstilling av sammen-satte metaller, såsom kobber eller cobolt, men også for fremstilling av korund, silicium etc. However, it can also be used for the production of composite metals, such as copper or cobalt, but also for the production of corundum, silicon etc.

Ved fremstilling av elektrostål blir kombinasjons-elektrodene ifølge oppfinnelsen med særlig fordel benyttet med diametre av det nedre avsnitt av karbonmateriale i området fra 300 til 400 mm, fortrinnsvis med maksimale fase-strømmer i området 10 - 30 kA. In the production of electrical steel, the combination electrodes according to the invention are particularly advantageously used with diameters of the lower section of carbon material in the range from 300 to 400 mm, preferably with maximum phase currents in the range 10 - 30 kA.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgendeThe invention shall be described in more detail below

i forbindelse med et ikke-begrensende utførelseseksempel under henvisning til tegningen som viser et lengdesnitt av en utførelse av en elektrode ifølge oppfinnelsen. in connection with a non-limiting exemplary embodiment with reference to the drawing showing a longitudinal section of an embodiment of an electrode according to the invention.

I den viste elektrode blir kjølemediet, vanligvis vann, tilført gjennom en fremløpskanal 2 og returnert gjennom en tilbakeløpskanal 3. Derved strømmer kjølemediet også inn i et kammer inne i skruenippelen1 som f.eks. er.dannet av støpejern. Elektrodens øvre avsnitt 5 av metall består her av et øvre område med større diameter og et dyperelig-gende område som har mindre diameter og er trukket helt inn i skruenippelen 1 som danner forbindelsen med det nedre avsnitt 6 av karbonmaterialet som bare delvis er dannet av grafittiske strukturelementer eller er fritt for sådanne. In the electrode shown, the coolant, usually water, is supplied through a flow channel 2 and returned through a return channel 3. Thereby, the coolant also flows into a chamber inside the screw nipple 1 such as e.g. is.formed of cast iron. The electrode's upper section 5 of metal here consists of an upper area with a larger diameter and a deeper area which has a smaller diameter and is drawn completely into the screw nipple 1 which forms the connection with the lower section 6 of the carbon material which is only partially formed by graphitic structural elements or is free of such.

Det høytemperaturfaste belegg 4 er. dannet av et antall enkeltstående formdeler som kan være båret på et lager 7. The high temperature fixed coating 4 is. formed by a number of individual mold parts that can be carried on a bearing 7.

Til den høytemperaturfaste isolering 4 slutter det seg herThe high-temperature-resistant insulation 4 ends here

et elektrisk ledende mellomsjikt 11 som i retning innover er begrenset av det foretrukne, innenforliggende metallskaft hhv. dettes avsnitt 12 med mindre diameter. an electrically conductive intermediate layer 11 which is limited in the inward direction by the preferred, internal metal shaft or its section 12 with a smaller diameter.

Ved siden av de viste kjøleboringer 15 kan detNext to the cooling bores 15 shown, it can

være anordnet ytterligere boringer gjennom hvilke innførte stifter over en fjær sørger for en god fastholdelse av de høy-temperaturf aste formdeler. be arranged further bores through which inserted pins over a spring ensure a good retention of the high-temperature fixed mold parts.

Gjenstanden for oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til den på figuren viste konstruksjon. Innenfor rammen av oppfinnelsen er således f.eks. konstruksjoner særlig fordelaktige som oppviser avvikelser i forhold til den på figuren viste elektrodetype. Ved sådanne elektroder, som er foretrukket innenfor oppfinnelsens ramme, oppviser metallskaftet en i hovedsaken konstant diameter. På dette kan det være påskrudd ringer av høytemperaturfast materiale, med fordel ringer av grafitt. Kjølesystemet kan herved med fordel være utformet på en slik måte at nippelen i det øvre, ytre område omstrømmes av kjølemediet, men dette imidlertid ikke strømmer inn i selve nippelen. Et elektrisk ledende mellomsjikt er ikke alltid anordnet ved sådanne konstruksjoner. Sådanne og forskjellige utførelsesformer av elektroden ifølge oppfinnelsen ligger innenfor rammen av oppfinnelsen forsåvidt karbonmaterialet i det forbrukbare, nedre avsnitt bare delvis er dannet av grafittiske strukturelementer eller er fritt for sådanne. However, the object of the invention is not limited to the construction shown in the figure. Within the scope of the invention, e.g. constructions particularly advantageous which show deviations in relation to the electrode type shown in the figure. In the case of such electrodes, which are preferred within the scope of the invention, the metal shaft has an essentially constant diameter. Rings of high-temperature-resistant material can be screwed onto this, preferably rings of graphite. The cooling system can thus advantageously be designed in such a way that the nipple in the upper, outer area is surrounded by the coolant, but this does not, however, flow into the nipple itself. An electrically conductive intermediate layer is not always provided in such constructions. Such and different embodiments of the electrode according to the invention lie within the scope of the invention provided that the carbon material in the consumable, lower section is only partly formed by graphitic structural elements or is free of such.

Anvendelsen av en elektrode ifølge oppfinnelsen skal beskrives i det etterfølgende eksempel. The use of an electrode according to the invention shall be described in the following example.

EksempelExample

Det ble benyttet en kombinasjonselektrode omfattende et vannkjølt kobberskaft som ble avkjølt med vann ved hjelp av et kjølesystem med fremløp og tilbakeløp. Kobberskaftet var i området for ovnen beskyttet ved hjelp av et høytemperaturbestandig belegg. Kobberskaftet var over en grafittnippel sammenskrudd med karbonmaterialet som i det vesentlige besto av avfallsgrafitt fra den syntetiske grafittfremstilling. Karbonmaterialet hadde en råtetthet på 1,62 g/cm 3 og en spesifikk elektrisk motstand på 18,5 !2mm 2/m. A combination electrode comprising a water-cooled copper shaft was used which was cooled with water by means of a cooling system with flow and return flow. The copper shaft was protected in the area of the furnace by means of a high-temperature-resistant coating. The copper shaft was over a graphite nipple screwed together with the carbon material which essentially consisted of waste graphite from the synthetic graphite production. The carbon material had a raw density of 1.62 g/cm 3 and a specific electrical resistance of 18.5 !2 mm 2 /m.

Tre sådanne elektrodér ble benyttet i en ovn medThree such electrodes were used in a furnace with

50 tonns kapasitet og tre faser med en maksimal fasestrøm på 50 tonne capacity and three phases with a maximum phase current of

50 000 A ved en driftsspenning på 490 V.50,000 A at an operating voltage of 490 V.

Det fremkom et spesifikt elektrodeforbruk i området 4,8 kg/t stål, ved i hovedsaken forstyrrelsesfri drift. A specific electrode consumption in the region of 4.8 kg/t of steel emerged, with essentially undisturbed operation.

Claims

1. Electrode for electric arc furnaces, comprising an upper section of metal and a consumable, lower section of carbon material, which sections have a substantially cylindrical shape and are connected to each other via a screw nipple or the like, the upper section having a liquid cooling device with a flow channel and a return channel, and the upper section in its lower area can preferably be supported by a high-temperature-resistant coating, characterized in that the carbon material is only partly formed by graphitic structural elements or is free of such elements.

2. Electrode according to claim 1, characterized in that the length and diameter of the lower section are chosen so that, in comparison with electrode strings of the same or similar total dimensions, which consist exclusively of graphitic carbon material, there is at least an equally large electrical load capacity .

3. Electrode according to claim 1, characterized in that the proportion of graphitic structural elements amounts to 0 - 90% by weight.

4. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the proportion of graphitic structural elements amounts to 50 - 85% by weight.

5. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the graphitic structural elements consist of natural graphite and/or electro-graphite.

6. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the non-graphitic structural parts are formed from trasite, hard coal coke and/or normal petroleum coke.

7. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower section is formed entirely of anthracite, hard coal coke and/or normal petroleum coke.

8. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower section is produced by vibration or extrusion.

9. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the lower section's specific electrical resistance lies in the range from 10 to 30 Qmm 2/m..

10. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the specific electrical resistance of the lower section lies in the range from 10 to 20 fimm2/m.

11. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the diameter of the lower section is in the range from approx. 200 to 800 mm.

12. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the diameter of the lower section is in the range from approx. 300 to 400 mm.

13. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the diameter of the lower section is smaller than the diameter of the upper section of metal.

14. Electrode according to one or more of the preceding claims, characterized in that the raw density lies in the range between 1.50 and 1.65 g/cm <3> .

15. Method for the production of steel by arc furnace operation using electrodes according to one or more of the preceding claims.

16. Method according to claim 15, characterized in that with electrode diameters of approx. 300 to 400 mm use maximum phase currents of from 10 to 30 kA.