DE2248269C3

DE2248269C3 -

Info

Publication number: DE2248269C3
Application number: DE19722248269
Authority: DE
Filing date: 1972-10-02
Publication date: 1977-07-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schraubenlose Hochstromverbindung unter Zuhilfenahme des Stumpf-Abbrenn-Schweißverfahrens für den Anschluß von Verbrauchern an bestehende Stromnetze und findet beispielsweise Anwendung bei der Stromversorgung von Elektrolyseöfen für den Schmelzvorgang bei der Aluminiumherstellung.The invention relates to a screwless high-current connection with the aid of the butt-flash-off welding process for connecting consumers to existing power grids and is used, for example, for power supply of electrolysis furnaces for the smelting process in aluminum production.

Bei der Übertragung von hohen Stromstärken für Verbraucher ist es üblich, als Stromleitung Aluminiumtchienen zu verwenden. Für die Verbindung von den fest installierten Schienen zu den Verbrauchern werden flexible Bänder aus Aluminium oder Kupfer verwendet. Diese flexiblen Zuführungen werden mit dem einen Ende durch bekannte Verfahren mit den festverlegten Aluminiumschienen verschweißt. An das andere Ende der Zuführungsleitung wird, sofern diese Leitung aus Aluminium besteht, eine Kupferlasche angeschweißt und diese Lasche wird mit Schraubverbindungen an dem Verbraucher befestigt.When transmitting high currents for consumers, it is common to use aluminum rails as power lines to use. For the connection from the permanently installed rails to the consumers flexible tapes made of aluminum or copper are used. These flexible feeders come with the one The end is welded to the fixed aluminum rails using known methods. To the other end If this line is made of aluminum, a copper bracket is welded onto the supply line and this tab is attached to the consumer with screw connections.

Schraubverbindungen haben den Nachteil, daß in gewissen nicht überschreitbaren Zeitabständen die Schrauben nachgezogen werden müssen, um den erforderlichen Kontaktdruck sicherzustellen. Unzulässige Übergangswiderstände, hervorgerufen durch die unterschiedlichen Oberflächen der Materialien und mangelnden Kontaktdruck führen zu erhöhten Stromwärmeverlusten.die vermieden werden können.Screw connections have the disadvantage that the Screws must be retightened to ensure the required contact pressure. Inadmissible Contact resistance caused by the different surfaces of the materials and insufficient contact pressure lead to increased current heat losses can be avoided.

Bei der Aluminium-Herstellung werden beispielsweise über die flexiblen Anschlußleitungen Ströme bis zu 160 kA geleitet. Um die Anschlüsse zu den Elektrolyseöfen nicht unnötig dick ausführen zu müssen, wird der Strom auf viele parallele Anschlußleitungen verteilt. Alle diese Anschlüsse sind durch Schraubverbindungen an den öfen befestigt und erfordern deshalb erhöhte Kosten durch häufige Wartungsarbeiten.In aluminum production, for example, currents of up to 160 kA conducted. In order not to have to make the connections to the electrolysis ovens unnecessarily thick, the Power distributed over many parallel connection lines. All of these connections are by screw connections attached to the ovens and therefore require increased costs due to frequent maintenance work.

Durch die Verwendung unterschiedlicher Metalle bei den Schraubverbindungen werden unerwünschte Spannungen nach der elektrochemischen Spannungsreihe erzeugt, die leicht zu einer Korrosion an den beteiligten Metallen führen kann und eine ständige Betriebskontrolle erfordern.The use of different metals in the screw connections creates undesirable stresses after the electrochemical series produced, which easily leads to corrosion on the involved Metals and require constant operational control.

Die unterschiedlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften von Aluminium und Eisen erschweren das Verschweißen dieser Werkstoffe.The different physicochemical properties of aluminum and iron make it difficult the welding of these materials.

Bekannt ist, Verbindungen aus Eisen und Aluminium folgendermaßen herzustellen. Das Eisen wird verzinnt und anschließend eine Si-Al-Legierung aufgebracht. Das so vorbereitete Eisen wird dann mit der Al-Schiene nach dem Schutzgas- oder Lichtbogenverfahren verschweißt. It is known to produce compounds of iron and aluminum as follows. The iron is tinned and then applied an Si-Al alloy. The iron prepared in this way is then connected to the Al rail Welded using the inert gas or arc welding process.

Allerdings ergeben sich leicht durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Metalle und die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit thermische Spannungen. Zudem sind die Verfahren durch spezielle Flußmittel und umfangreiche Vorarbeiten kostspielig und zeitraubend.However, due to the different expansion coefficients of the two metals and the different thermal conductivity thermal stresses. In addition, the procedures are special Flux and extensive preparatory work are costly and time consuming.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine schraubenlose Hochstromverbindung zu schaffen, die die aufgezeigten Nachteile von Schraubverbindungen vermeidet, ίο Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein flexibles Aluminiumband und ein mit ihm nach dem bekannten Stumpf-Abbrenn-Schweißverfahren verbundenes Eisenflachstück zur Stromübertragung vorgesehen ist und daß das Eisenflachstück mit einem aus Eisen bestehenden Stromanschluß verschweißt ist.It is therefore the object of the invention to provide a screwless high-current connection which has those shown Avoids disadvantages of screw connections, ίο According to the invention this is achieved in that a flexible aluminum strip and one connected to it according to the known butt-burn-off welding process Iron flat piece is provided for power transmission and that the iron flat piece with one made of iron existing power connection is welded.

Vorteilhaft nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist neben dem Fortfall der wartungsintensiven Schraubverbindungen besonders die Kostenersparnis durch die in mechanischer Hinsicht einwandfreien und dauerhaften Schweißverbindungen. Gegenüber den Schraubverbindungen tritt zusätzlich eine merkliche Senkung des Energieverbrauches auf. Die hohen Stromübergangswiderstände machten sich bei den bekannten Hochstromverbindungen besonders nach längerer Betriebsdauer bemerkbar.In addition to the elimination of the high-maintenance screw connections, it is advantageous according to the proposal according to the invention especially the cost savings due to the mechanically flawless and durable Welded joints. Compared to the screw connections there is also a noticeable reduction in the Energy consumption. The high current transfer resistances were found in the known high-current connections especially noticeable after a long period of operation.

Eine wesentliche Arbeitserleichierung wird ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag durch die Anwendung des bekannten Stumpf-Abbrenn-Schweißverfahrens erreicht. Dabei wird in sehr schneller Zeit eine mechanisch und elektrisch dauerhafte Schweißverbindung zwischen dem flexiblen Aluminiumband und dem Eisenflachstück durch einen kurzen, aber sehr hohen Stromstoß erzielt.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorschlages ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.According to the proposal according to the invention, a significant reduction in work is also achieved by using the known butt-flash welding process. A mechanically and electrically permanent weld connection between the flexible aluminum strip and the flat iron piece is achieved in a very short time by means of a short but very high current surge.
An embodiment of the proposal according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Nach der Zeichnung ist die schraubenlose Hochstromverbindung zwischen einem Elektrolyseofen 1 zur Aluminiumgewinnung und einer als Stromschiene dienenden Aluminiumleiste 2 angeordnet. Die Aluminiumleiste 2 ist über Isolatoren fest an einem Rahmen oder an der Wand montiert. Von der Aluminiumschiene 2 führen noch weitere, hier nicht dargestellte. Verbindungen zu parallelen Anschlüssen an den Elektrolyseöfen. According to the drawing, the screwless high-current connection between an electrolytic furnace 1 is for Aluminum extraction and an aluminum strip 2 serving as a busbar is arranged. The aluminum bar 2 is firmly mounted on a frame or on the wall via insulators. From the aluminum rail 2 lead even more, not shown here. Connections to parallel ports on the electrolytic furnaces.

Der Stromanschluß 3 ist die Kathode des Elektrolyseofens. Dieser Anschluß besteht aus Eisen und ist nach außen geführt. Zwischen dem Stromanschluß 3 und der Ofenaußenwand ist eine Manschette 4 aufgebracht.The power connection 3 is the cathode of the electrolytic furnace. This connection is made of iron and is after led outside. A sleeve 4 is applied between the power connection 3 and the outer wall of the furnace.

Die Verbindung Aluminiumschiene 2 zum Stromanschluß 3 ist aus flexiblem Aluminiumband 5 ausgeführt. Das Aluminiumband 5 läßt sich nach dem bekannten Schutzgas-Schweißverfahren relativ einfach und schnell mit der festmontierten Aluminiumschiene 2 verbinden.The connection between the aluminum rail 2 and the power connection 3 is made from flexible aluminum tape 5. The aluminum strip 5 can be made relatively easily and quickly using the known inert gas welding process connect with the fixed aluminum rail 2.

Das Aluminiumband selbst besteht aus mehreren Aluminiumlamellen, die an einem gemeinsamen Eisenflachstück 6 enden. Das Eisenflachstück 6 wird bereits werkseitig nach dem Stumpf-Abbrenn-Schweißverfahren mit dem flexiblen Aluminiumband 5 verbunden. Am Einsatzort werden dann nur noch mit leicht transportierbaren Schweißgeräten die Verbindungen Aluminiumschiene/Aluminiumband und Eisenflachstück/Kathodenanschluß hergestellt. Bei der großen Zahl der herzustellenden Stromanschlüsse sind deshalb Schweißverbindungen gegenüber Schraubverbindungen mit ihren Wartungsproblemen ein wesentlicher Fortschritt.The aluminum strip itself consists of several aluminum lamellas attached to a common iron flat piece 6 ends. The flat iron piece 6 is already made at the factory using the butt-burn-off welding process connected to the flexible aluminum tape 5. At the place of use then only with easily transportable Welding devices the connections aluminum rail / aluminum strip and iron flat piece / cathode connection manufactured. With the large number of power connections to be made, there are therefore welded connections compared to screw connections with their maintenance problems.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Screwless high-current connection using the butt-burn-off welding process for connecting consumers to existing power grids, characterized in that, that a flexible aluminum band (5) and one with it according to the known butt-burn-off welding process connected flat iron piece (6) is provided for power transmission and that the flat iron piece (6) with one made of iron existing power connection (3) is welded.