DE1081984B - Tragnippel fuer Kohle- und Graphit-elektroden - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Graphitelektroden für die Stahlschmelze werden bekanntlich aus einzelnen Längen von Grapthitelektroden mittels Graphitnippeln zu Elektrodensträngen bevorzugt außerhalb des Stahlofens aneinandergesetzt. Derartige Elektrodenstränge, deren Zusammensetzung in einer dafür vorgesehenen Haltevorrichtung erfolgt, können ein erhebliches Gewicht (bis etwa 3 t) erreichen.

Es wurden schon verschiedene Vorschläge gemacht, wie man Elektrodenstränge sicher und einfach mit einem Kran transportieren kann. Die bisher beste Lösung besteht in der Verwendung eines konischen Stahltragnippels, der in die obere Elektrodenscbachtel eingeschraubt wird umd mit einem Haken für die Aufhängung versehen ist. Da der lange Elektrodenstrang ohnehin große Anforderungen an die Höhe der Krananlage stellt, wird nach Möglichkeit versucht, eine zusätzliche Verlängerung des Elektrodenstranges durch hohe Tragnippelkonstruktionen zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird der Tragnippel topfartig ausgebildet und der Haken für die Aufhängung im Hohlraum des Nippels untergebracht.

Ein derartiger Tragnippel muß während des Gebrauchs des Elektrodenstranges im Stahlofen in der obersten Elektrodenschachtel verbleiben und erreicht dabei eine Temperatur vom etwa 200° C. Auch wenn die Temperatur von Tragnippel- und Elektrodenschachtel immer gleich groß ist, besteht infolge des etwa 5mal so großen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metallen gegenüber Kohle- ader Graphitmaterial die Gefahr, daß die Schachtel wegen der unterschiedlichen Ausdehnung und dem daraus resultierenden Druck gegen die Schachtelwandungen gesprengt bzw. ein Riß präformiert wird. Nach der Erfindung sind daher Maßnahmen zum Dehnungsausgleich bei erfolgter Erhitzung des eingeschraubten Tragnippels vorgesehen, die ein Sprengen bzw. ein Ausreißen der Elektrodenschachtel verhindern. Diese Maßnahmen bestehen unter anderem darin, daß nur die der Stirnfläche der Elektrode zugekehrten Gewindeflanken des Tragnippels am Gegengewinde der Elektrodensohachtel anliegen und an der Gegenflanke ein Spiel von wenigen Zehntelmillimetern, gemessen an einem kalten Nippel-Schachtelpaar, zum Abfangen des Dehnungsausgleichs gewährleistet ist.

Durch dieses Spiel kann die größte Ausdehnung des Tragnippels gegenüber der Elektrodenschachtel aufgefangen werden, da der Tragnippel die Möglichkeit hat, in Richtung des Schachtelbodens anzuwachsen. Der Druck auf die Schachtel wandungen wird daher bei einer Ausführung nach der Erfindung gegenüber den bekannten Anordnungen wesentlich albgeschwächt, bei denen beide Gewindeflanken des Tragnippels von vornherein am Schachtelgewinde fest

Tragnippel für Kohle- und Graphitelektroden

Anmelder:

Siemens-Planiawerke

Aktiengesellschaft für Kohlefabrikate,

Meitingen bei Augsburg

Dipl.-Chem. Hans-Joachim Pfleiderer,

Dr. Waldemar Kaufmann, Dr. Alfred Ragoß,

Dr. Erich Fitzer, Meitingen bei Augsburg,

Ludwig Greß, Augsburg,,

und Franz Soppa, Meitingen bei Augsburg,

sind als Erfinder genannt worden

anliegen. Die Gefahr des An- oder Aufreißens der

as Elektrodenschachtel und die Herabsetzung der Schachtelfestigkeit, die im Verlauf des weiteren Gebrauchs zum Abfallen von Elektrodenteilen führen kann, wird bei der Verwendung von Tragnippeln nach der Erfindung vollkommen vermieden. Auch beiTragnippelausführungen mit ringförmigem Bund, der eine Begrenzung der Einschraubmöglichkeit des Nippels darstellt, kommt es unter der starken Nippelausdehnung zum Reißen 'der Elektrodenschachtel, da der Bund ein Folgen der obersten Nippelgewindegänge entsprechend dem verschiedenen Spiel verhindert.

Zur Erzielung eines Gewindespiels, das im Gegensatz zu der haute angewendeten Ausführungsform mit Anschlag am Bund ein Sprengen der Schachtel verhindert, ist am spitzen Ende des Tragnippels oder am Boden der Elektrodenschachtel ein Anschlag vorgesehen, der den Abstand zwischen der der Stirnfläche der Elektrode abgewandten Gewindeflanke des kalten Nippels und dem Gegengewinde der kalten Elektrodensohachtel festlegt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen diese Distanzstücke aus thermisch unbeständigen Stoffen, die zwischen dem Boden des Tragnippels und dem Schachtelboden in einem oder mehreren Gewindegängen oder zwischen dem Bund des Tragnippels und der Stirnfläche der Elektrode eingelegt werden und sich sehr gut bewährt haben. Derselbe Erfolg wird mit gefederten, am Tragnippel angeordneten Distanzstücken erzielt, die beim Einschrauben von Hand nicht, jedoch durch die thermi-

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sehe Ausdehnung eines Tragnippels überwunden werden. Ein federndes Distanzstück kann selbstverständlich auch zwischen dem ringförmigen Bund des Tragnippels und der Stirnfläche der Schachtel angebracht sein.

Zur Vermeidung des Einlegens von Distanzstücken können auch ein oder mehrere Gewindegänge an der Nippelspitze auf Paßsitz ohne Spiel ausgebildet sein, so daß der Nippel bis zum beidseitigen Flankenansatz in diesem Gewindeteil an der Spitze zur Anlage kommt. Abgesehen von den Gewindezähnen an der Spitze des Tragnippels, die gleich beim Einschrauben des Tragnippels fest anliegen, besteht dann bei den übrigen Gewindegängen ein Gewindespiel, so daß bei diesen nur die der Stirnfläche der Elektrode zugekehrten Gewindeflanken des Tragnippels am Gegengewinde der Elektrodenschachtel anliegen. Die Dehnungskräfte können sich bei dieser Ausbildung nur am Schachtelboden auswirken, der den stärksten Teil darstellt und daher auch diese Kräfte aufnehmen kann oder aber den letzten Gewindegang der Schachtel nach unten ohne Beschädigung der Schachtel abdrückt. Hierzu wird der letzte Gewindegang der Schachtel frei stehend ausgebildet.

Die sprengende Wirkung des Tragnippels kann auch noch durch eine konstruktive Maßnahme beseitigt werden. Diese Maßnahme besteht in einer komprimierbaren bzw. spreizbaren Ausbildung des Tragnippels, der zu diesem Zweck unterteilt und z.B. durch eine Feder bis zu einer definierten Endstellung aufgespreizt ist. Durch einen Konus oder eine Kniehebelkonstruktion, die mit dem Aufhängehaken verbunden ist oder neben diesem einen Hilfshaken besitzt, kann die Spreizfeder durch das anhängende Gewicht des Elektrodenstranges gesperrt und damit ein Herausrutschen aus dem Gewinde des Tragnippels verhindert werden.

Die Sperrung der Feder kann auch in der Weise erfolgen, daß der Traghaken beweglich gelagert ist und an ihm ein oder mehrere Keile so angeordnet sind, daß sie beim Anheben des Tragnippels über den Traghaken in die Längsschlitze des Nippels gepreßt und beim Absetzen des Elektrodenstranges wieder zurückgezogen werden. In dem Tragring kann aber auch eine konische Bodenplatte befestigt sein, die beim Anheben in den Tragnippel hineingezogen wird und dabei die Spreizfeder sperrt. Die Spreizung ist in jedem Falle so eingestellt, daß beim Einschrauben gerade eine satte Anlage der Gewindeflanken ohne wesentlichen Radialdruck sichergestellt ist. Beim Abhängen des Elektrodenstranges nach dem Einbau in die Elektrodenhalterung des Ofens wird die Sperrung der Spreizfeder wieder aufgehoben und dadurch der thermische Ausgleich ermöglicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ein Dehnungsausgleich auch dadurch erzielt werden, daß der Tragnippel mit der maximalen Betriebstemperatur in die kalte Elektrode eingeschraubt wird. Der Tragnippel hat in diesem Falle bereits seine größte Ausdehnung und erreicht beim Erkalten durch Zusammenziehen im Gewinde einen räumlichen. Abstand von der Elektrodenschachtel. Die Gefahr eines Bruches der Elektrodenschachtel kann aber auch dadurch beseitigt werden, daß der kalte Nippel in die kalte Elektrode bis zum Festsitz eingeschraubt und etwas zurückgedreht wird, so daß das Gewindespiel zur Kompensierung der Wärmeausdehnungsdifferenz gewährleistet ist.

Um bei den unvollkommenen Einschraubungen des Tragnippels in die Elektrodenschachtel die Gefahr einer Veränderung dieser günstigsten Gewindestellung und damit des Ausreißens des Gewindes zu beseitigen und ein Abfallen des Stranges zu verhindern, kann der eingedrehte Nippel in seiner im kalten Nippel-Schachtelpaar das Gewindespiel gewährleistenden Lage mechanisch fixiert werden. Unter unvollkommenen Einschraubungen sollen alle Maßnahmen verstanden werden, bei denen das Gewinde des Tragnippels nur teilweise am Gewinde der Elektrodenschachtel zur Anlage kommt.

Damit sich ein eingeschraubter Tragnippel auf alle Fälle nicht lockern kann, haben sich am Boden des Tragnippels angeordnete Spitzen bewährt, die nach dem Einschrauben in den Schachtelboden eingreifen und ein Zurückdrehen des Tragnippels auch bei Vibrationsbeanspruchungen verhindern. Diese Spitzen können vorzugsweise über den Traghaken steuerbar sein und erst beim Anheben der Elektrode zur Wirkung kommen. Diese Sicherungsvorrichtung ist ferner so ausgebildet, daß sie von Hand lösbar ist.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert. Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Tragnippel in einer Elektrodenschachtel,

Fig. 2 einen eingeschraubten spreizbaren Tragnippel mit Traghaken -und Tragring,

Fig. 3 einen Schnitt A-B durch Fig. 2,
Fig. 4 einen Tragnippel mit einer Sicherungseinrichtung.

In der Fig. 1 ist ein konischer Stahltragnippel 1 so in das Gewinde einer Elektrodenschachtel 2 eingeschraubt, daß nur die der Stirnfläche der Elektrode zugekehrte Gewindeflanke 3 des Nippels am Gegengewinde der Schachtel anliegt, während zwischen der Gegenflanke 4 des Nippels und dem Schachtelgewinde ein Spiel vorhanden ist. Zwischen dem ringförmigen Bund des Nippels und der Elektrodenschachtel ist zu diesem Zweck ein Distanzstück 5 vorgesehen, das dieses Spiel gewährleistet. Zum Abfangen der Wärmeausdehnungsdifferenz kann ein so angeordneter Nippel in Richtung Schachtelboden anwachsen, ohne die Schachtel zu zerstören. Das Gewindespiel bedingende Zwischenstück ist mit gleichem Erfolg am Boden des Tragnippels, am Boden der Elektrodenschachtel oder auch im Gewinde anzubringen und kann aus thermisch unbeständigem oder federndem Material bestehen.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Spreiznippel dargestellt, der aus einem Tragkörper 6 besteht, in dem drei Gewinde tragende Segmente 7 mit je einer zur Mitte des Tragnippels gerichteten Führungsrippe 8 vorgesehen sind. Über dem eingeschraubten Boden des Tragnippels hängt an einem Tragring 9 ein im Grundriß zylindrischer Traghaken 10, der gegenüber den Führungsrippen konische Ausfräsungen 11 aufweist. Auf einer Achse 12 ist ein Sicherungshebel 13 für den Tragring gelagert.

Beim Einschrauben des gefederten Spreiznippels in eine Elektrodenschachtel bleibt im Gewinde ein Federspiel, gewährleistet, so daß auch bei dieser Ausführungsfol'm ein Dehnungsausgleich möglich ist. Wenn der Tragnippel und damit die Elektrode über den Tragring angehoben wird, drückt der Traghaken die Sperrung der Feder über die Führungsrippen nach außen und sperrt das Federspiel. Durch die konischen Ausnehmungen 11 erfolgt eine gleichmäßige Druckverteilung auf die Segmente in Gewinderichtung. Durch die Anschläge 14 und 15 am Tragkörper des Nippels ist der so erfolgende Radialdruck begrenzt, so daß ein Druck auf die Wandung der Elektrodenschachtel vermieden wird. Beim Abhängen der Elek-

trode von dem Tragring nach dem Einbau in die Halterung des Ofens fällt der Traghaken auf den Baden des Nippels zurück, und die Segmente werden nur durch die Federkraft in ihrer Lage gehalten, die durch die thermischen Kräfte überwunden werden kann und S somit sich ein Dehnungsausgleich nicht schädlich auswirkt.

Damit ein Aufdrehen der Elektrode auch bei Vibrationsbeanspruchung verhindert ist, bringt man am Boden des Tragnippels Spitzen an, von denen eine 16 in der Fig. 4 dargestellt ist. Diese Spitzen werden erst beim Anheben am Tragring aus dem Boden des Tragnippels in den Boden der Elektrodenschachtel eingestochen und in dieser Stellung arretiert, bis der Tragnippel aus der Schachtel geschraubt wird.

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Tragnippel aus Metall für Elektrodenstränge aus Kohle oder Graphit, der in eine Elektrode eingeschraubt wird und mit ihr im Laufe des Betriebs verschiedene Temperaturen annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Dehnungsausgleich bei erfolgter Erhitzung des eingeschraubten Tragnippels (1) Maßnahmen vorgesehen sind, die ein Sprengen bzw. Anreißen der Elektrodenschaohtel (2) verhindern.

2. Tragnippel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Maßnahmen, die sicherstellen, daß nur die der Stirnfläche der Elektrode zugekehrte Gewindeflanke (3) des Nippels am Gegengewinde 'der Elektrodenschachtel anliegt und an der Gegenflanke (4) ein Spiel von wenigen Zehntelmillimetern, gemessen an einem kalten Nippel-Schachtelpaar, zum Abfangen des Dehnungsausgleiches gewährleistet ist.

3. Tragnippel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Tragnippels (1) oder am Boden der Elektrodenschachtel (2) ein Anschlag vorgesehen ist, der den Abstand zwischen der der Stirnfläche der Elektrode aibgewandten Gewindeflanke des kalten Nippels und dem Gegengewinde der kalten Elektrodenschachtel festlegt.

4. Tragnippel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß thermisch unbeständige Distanzstücke (5) zwischen dem Boden des Tragnippels und dem Schachtelboden eingelegt werden, die beim Erwärmen der Elektrode schmelzen ader sich verflüchtigen.

5. Tragnippel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Distanzstücke (5) zwischen dem Bund des Nippels und der Stirnfläche der Elektrode oder in einen oder mehrere Gewindegänge eingelegt sind.

6. Tragnippel nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel gefederte Distanzstücke trägt, die von Hand nicht, jedoch durch die thermische Ausdehnung beim Einschrauben überwunden werden.

7. Tragnippel in Abwandlung des Anspruchs 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Gewindegänge an der Nippelspitze auf Paßsitz ohne Spiel ausgebildet sind, so daß der Nippel bis zum beidseitigen Flankenansatz in diesem Gewindeteil an der Spitze zur Anlage kommt,

8. Tragnippel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßnahmen zum Dehnungsausgleich in einer komprimierbaren ibzw. spreizbaren Ausbildung des Nippels bestehen.

9. Tragnippel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragnippel in der bei Verbindungsnippeln bekannten Art mit einem oder mehreren Längsschlitzen versehen ist.

10. Tragnippel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem am Tragnippel vorgesehenen Traghaken (10) ein oder mehrere Keile so angeordnet sind, daß sie beim Anheben des Tragnippels über den Traghaken in die Längsschlitze des Nippels gepreßt und beim Absetzen des Elektrodenstranges wieder zurückgezogen werden.

11. Tragnippel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Traghaken (10) eine konische Bodenplatte befestigt ist, die beim Anheben in den Tragnippel hineingezogen wird und dabei den Tragnippel aufspreizt bzw. eine Spreizfeder sperrt.

12. Tragnippel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel mit der maximalen Betriebstemperatur in die kalte Elektrode einge-

. schraubt wird.

13. Trägnippel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kalte Nippel in die kalte Elektrode bis zum Festsitz eingeschraubt und in der bei Verbindungsnippeln bekannten Art etwas zurückgedreht wird, so daß das Gewinidespiel zur Kompensierung der Wärmeausdehnungsdifferenz gewährleistet ist.

14. Tragnippel nach den Ansprüchen 2,12undl3, dadurch gekennzeichnet, daß der eingedrehte Nippel in seiner im kalten Nippel-Schachtelpaar das Gewindespiel gewährleistenden Lage mechanisch fixiert wird.

15. Tragnippel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Tragnippels Spitzen (16) vorgesehen sind, die nach dem Einschrauben in den Sohachtelboden eingreifen und ein Zurückdrehen des Tragnippels verhindern.

16. Tragnippel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsmaßnahmen erst beim Anheben der Elektrode zur Wirkung kommen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 029 105, 1 046 213.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 510/268 5.