DE2539669A1

DE2539669A1 - Improved mantle for sintered arc furnace electrodes - reduces the number of fractured electrodes by means of a suitably shaped inner mantle geometry

Info

Publication number: DE2539669A1
Application number: DE19752539669
Authority: DE
Inventors: Ryo Ando; Kensei Itakura; Kazuo Yamagishi
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1974-09-18
Filing date: 1975-09-05
Publication date: 1976-04-01
Also published as: NO140696B; SE410933B; ZA755348B; NO753172L; SE7509336L; NO140696C; JPS5134436A; BR7505994A

Abstract

Self sintered electrodes are used in electric arc furnaces, as used in the manufacture of certain electrodes and carbides. The electrode consists basically of a cylindrical metal tube (1) or mantle, inside which are welded longitudinal k section struts (8), through which, rows of holes may be drilled. An electrode paste (2) fills this mantle, and when in use the heat of the arc sinters the section of this nearest the arc (5) and produces a solid electrode. As this wears down, more paste falls down and becomes sintered, and the electrode remains the required length. Struts of sawtooth shape may be used instead of drilled holes in order to reduce breakages.

Description

Mantel für eine Sinterelektrode Die Erfindung betrifft einen verbesserten Mantel für eine in einem elektrischen oder Lichtbogenofen verwendete Sinterelektrode. Jacket for a sintered electrode The invention relates to an improved one Jacket for a sintered electrode used in an electric or arc furnace.

Die Konstruktion einer bisher angewandten Sinterelektrode zur Verwendung in Lichtbogenöfen für die Herstellung von Ferrolegierungen und Karbiden ist aus der teilweise weggeschnittenen Seitenansicht von Fig. 1 ersichtliche Da die in der Schmelzzone des Lichtbogenofens befindliche Sinterelektrode 5 im Verlauf des Schmelzvorgangs im Lichtbogenofen allmählich abbrennt bzw. sich selbst verbraucht, wird jeweils ein zylindrischer Elektrodenmantel 1 aus einem flachen Metall der in Fig. 2 in Aufsicht dargestellten Konfiguration am oberen Ende eines vorhergehenden Elektrodenmantels angeschweißt, wobei fortlaufend eine Elektrodenpaste 2 in den Elektrodenmantel nachgefüllt wird. Unter der Wirkung der Jouleschen Wärme, die durch den elektrischen Strom erzeugt wird, welcher die Elektrode über eine diese umschliessende, mit ihr in Berührung stehende und sie mit elektrischem Strom versorgende Anschlußhalterung 3 durchfließt, sowie durch die Wärmeableitung aus der Schmelzzone des Lichtbogenofens wird die Elektrodenpaste 2 gesintert, so daß sich eine ununterbrochene Elektrode 5 mit einem gesinterten, kohlenstoffartigen Teil und einem letzteren umschließenden Elektrodepmantel ergibt, Wie erwähnt, wird der kohlenstoffartige Teil am unteren Ende der Elektrode 5 im Verlauf des Schmelzvorgangs im Lichtbogenofen zusammen mit dem Elektrodenmantel 1 verbraucht bzw0 abgeschmolzen. Dieses Abschmelzen wird dadurch ermöglicht, daß die Elektrode 5 mittels einer am Körper des Elektrodenmantels 1 vorgesehenen Elektrodenvorschubeinrichtung 4 in regelmäßigen Abständen durch die den elektrischen Strom zuführende Anschlußhalterung 3 nach unten hindurchgeschoben wird. Wie aus der Aufsicht von Fig. 2, der längs der Linie I-I in Fig. 2 geführten ,c«nitt,ansicht von Fig. 3 und de /längs der Linie II-II in Fig. 2 geführten Schnittansicht von Fig. 4 hervorgeht, sind an der Innenfläche eines Zylinders 7 des Elektrodenmantels 1 mehrere in entsprechenden Abständen über ihre Länge hinweg mit Bohrungen 9 versehene Rippen 8 in lotrechter Lage und in entsprechenden Abständen voneinander in Positionen 10 an der Innenfläche des Zylinders 7 befestigt.The construction of a previously applied sintered electrode for use in electric arc furnaces for the production of ferro-alloys and carbides is off the partially cut-away side view of FIG Sintered electrode 5 located in the melting zone of the arc furnace in the course of the melting process gradually burns down in the arc furnace or consumes itself, respectively a cylindrical electrode jacket 1 made of a flat metal in FIG. 2 in plan view configuration shown at the top of a preceding electrode shell welded on, with an electrode paste 2 being continuously refilled into the electrode jacket will. Under the effect the Joulean heat produced by the electric Electricity is generated, which the electrode over a these enclosing, with her in contact and supplying them with electrical power 3 flows through, as well as through the heat dissipation from the melting zone of the arc furnace the electrode paste 2 is sintered so that there is an uninterrupted electrode 5 with a sintered, carbon-like part and enclosing the latter Elektrodepmantel results, as mentioned, is the carbon-like part at the bottom End of the electrode 5 in the course of the melting process in the arc furnace together with the electrode jacket 1 consumed or melted off. This melting is thereby enables the electrode 5 by means of an on the body of the electrode jacket 1 provided electrode feed device 4 at regular intervals by the the electrical power supplying connection bracket 3 pushed down will. As from the top view of FIG. 2, that taken along the line I-I in FIG 3 and the sectional view taken along the line II-II in FIG of Fig. 4, are on the inner surface of a cylinder 7 of the electrode shell 1 several bores 9 provided at appropriate intervals along their length Ribs 8 in a vertical position and at corresponding distances from one another in positions 10 attached to the inner surface of the cylinder 7.

Zur Erleichterung der Ausfluchtung zwischen oberem und unterem Elektrodenmantel, die miteinander verschweißt werden sollen, sind mehrere Führungsstücke 11 mit der Querschnittsform gemäß den Fig. 3 und 4 am oberen Ende 12 des Zylinders 7 angebracht, Anstelle der Führungsstücke 11 kann auch ein Führungsband verwendet werden, das sich um den Gesamtumfang des Zylinders 7 herum erstreckt.To facilitate alignment between the upper and lower electrode sheaths, to be welded together, several guide pieces 11 with the Cross-sectional shape according to FIGS. 3 and 4 attached to the upper end 12 of the cylinder 7, Instead of the guide pieces 11, a guide band can also be used which extends around the entire circumference of the cylinder 7.

Bei einer bekannten Sinterelektrode der vorstehend umrissenen Art müssen die ihr zugeordneten elektrischen und mechanischen Einrichtungen, die elektrische Strombelastung im tatsächlichen Ofenbetrieb, die Zufuhr der Elektrodenpaste, der Aufbau des Elektrodenmantels und das Zusammenschweißen desselben sämtlich so abgestimmt werden, daß ein normales und stufenloses Selbstsintern und Abwärtsschieben der Elektrode gewährleistet wird. In den letzten Jahren sind im Zuge des Trends zu größeren Lichtbogenöfen die der Elektrode zugeordneten Einrichtungen verbessert worden, wodurch die Vermeidung von Störungen an den Elektroden begünstigt wird.In a known sintered electrode of the type outlined above the electrical and mechanical equipment assigned to it, the electrical Current load in actual furnace operation, the supply of the electrode paste, the Structure of the electrode jacket and the welding together of the same are all so coordinated that normal and stepless self-sintering and downward sliding of the electrode is guaranteed. In recent years there has been a trend towards larger arc furnaces the devices associated with the electrode have been improved, thereby avoiding is favored by faults in the electrodes.

Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen und Schlupf oder Herausrutschen, sind jedoch bisher noch nicht völlig vermeidbar0 Ein Elektrodenbruch oder -ausbrechen bedeutet eine Störung, bei welcher ein Teil der Elektrode 5 unterhalb des unteren Endes einer elektrischen AnschluBhalterung 3 während des Betriebs des Lichtbogenofens in einen oberen und einen unteren Teil zerbricht. Das Herausrutschen der Elektrode stellt eine Störung dar, bei welcher nur der durch die Elektrodenpaste 2 im Gehäuse 1 gebildete kohlenstoffartige Teil während des Betriebs des Lichtbogenofens aus dem Elektrodenmantel 1 herausrutscht.Electrode malfunctions, such as breaking out and slipping or slipping out, are, however, not yet completely avoidable0 An electrode breakage or breaking out means a failure in which a part of the electrode 5 is below the lower one End of an electrical connection holder 3 during operation of the arc furnace breaks into an upper and a lower part. The electrode slipping out represents a malfunction in which only that caused by the electrode paste 2 in the housing 1 formed carbon-like part during the operation of the arc furnace the electrode jacket 1 slips out.

Da ein Elektrodenbruch durch eine komplexe Kombination zahlreicher unmittelbarer und mittelbarer Ursachen hervorgerufen wird, ist es in vielen Fällen schwierig, die Ursachen genau zu klären. Aufgrund der Ergebnisse der Untersuchungen von in der Vergangenheit aufgetretenen Elektrodenbrüchen besteht jedoch eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, daß die Position eines Risses, der vor dem Auftreten eines Ausbrechens auf der Oberfläche des kohlenstoffartigen Teils der Elektrode zu beobachten ist, der Stelle des (späteren) Elektrodenbruchs entspricht. Diese Vermutung wird ohne weiteres durch die Tatsache bestätigt, daß ein Ausbrechen häufig innerhalb einer Zeitspanne von ein bis drei Tagen nach der erstmaligen Beobachtung eines Risses auf der Oberfläche des kohlenstoffartigen Elektrodenteils auftritt.Because an electrode break due to a complex combination of numerous caused by direct and indirect causes, it is in many cases difficult to clarify the causes exactly. Based on the results of the investigations however, there is a high level of electrode breakage that has occurred in the past Probability that the location of a crack that occurred prior to the occurrence of a Observe eruption on the surface of the carbonaceous part of the electrode corresponds to the location of the (later) electrode break. This guess will readily confirmed by the fact that eruptions are common within a period of one to three days after a crack was first observed occurs on the surface of the carbonaceous electrode part.

Zur Vermeidung des Elektrodenausbrechens sind daher die beiden nachstehend aufgeführten Maßnahmen vorstellbar: 1. Die Bildung von Rissen an der Oberfläche des kohlenstoffartigen Teils der Elektrode zu verhindern und 2. die Ausbreitung der Risse zu verhindern, nachdem sie sich an der Oberfläche des Kohlenstoffteils der Elektrode gebildet haben.Therefore, to avoid electrode breakout, the two are below The measures listed are conceivable: 1. The formation of cracks on the surface of the carbonaceous part of the electrode and 2. the spread to prevent the cracks after they settle on the surface of the carbon part of the electrode.

Die Oberfläche des Kohlenstoffteils der Elektrode ist jedoch stets einer Zugbeanspruchung unterworfen, die durch eine Kombination von Faktoren, wie Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und der Außenseite der Elektrode, Gewicht der Elektrode, Reibungskräfte und Biegebeanspruchungen, die durch das Abschmelzen der in den Lichtbogenofen eingegebenen Materialien hervorgerufen werden, erzeugt wird. Sobald sich also im Kohlenstoffteil der Elektrode ein Riß bildet, wirkt die Zugbeanspruchung messerkantenartig, doh. in einem den Riß erweiternden Sinn auf diesen ein. Der Riß breitet sich infolgedessen selbst unter Zugbeanspruchungen schnell aus, welche kleiner sind als in einem rißfreien Material. Im Hinblick auf die zweitgenannte Maßnahme kann die Ausbreitung der bereits gebildeten Risse durch Verringerung der Zugbeanspruchung verhindert werden. Die einzige, für diesen Zweck in der Praxis anwendbare Maßnahme besteht jedoch darin, den Temperaturunterschied zwischen Innerem und Außenseite der Elektrode durch Verringerung der elektrischen Strombelastung weitgehend herabzusetzen oder den plötzlichen Temperaturschock beim Abstellen bzw. Stromabschalten zu vermeiden. Von dieser Maßnahme können also keine nennenswerten Ergebnisse bezüglich der Verlangsamung der Rißausbreitung erwartet werden.However, the surface of the carbon part of the electrode is always subjected to tensile stress caused by a combination of factors such as Temperature difference between the inside and outside of the electrode, weight of the electrode, frictional forces and bending stresses caused by melting the materials fed into the arc furnace are generated will. As soon as a crack forms in the carbon part of the electrode, the Tensile stress like a knife edge, doh. in a rift-widening sense this one. As a result, the crack spreads rapidly even under tensile loads which are smaller than in a crack-free material. With regard to the latter It can measure the spread of the cracks already formed by reducing the Tensile stress can be prevented. The only one for this purpose in practice Applicable measure, however, is to reduce the temperature difference between interior and outside of the electrode by reducing the electrical current load largely reduce or the sudden temperature shock when switching off or Avoid switching off the power. So none of these measures can be significant Results in terms of decelerating crack propagation are expected.

Bezüglich der zuerst genannten Maßnahme wurden andererseits die im folgenden genannten Vorschläge zur Verhinderung der Rißbildung an der Oberfläche des Kohlenstoffteils der Elektrode gemacht: a) Verbesserung der Elektrodenpaste, d.ho des Materials für die Elektrode, zwecks Verbesserung des Aufplatzwiderstands des gesinterten Kohlenstoffteils der Elektrode (japanische Patentveröffentlichung Nr. 19 464/61)o b) Verbesserung der Konstruktion des Elektrodenmantels (japanische Gebrauchsmusterveröffentlichungen Nr.With regard to the first-mentioned measure, on the other hand the the following suggestions for preventing surface cracking made of the carbon part of the electrode: a) improvement of the electrode paste, d.ho of the material for the electrode, in order to improve the rupture resistance of the sintered carbon part of the electrode (Japanese Patent Publication No. 19 464/61) o b) Improvement of the construction of the electrode jacket (Japanese Utility model publications No.

17 434/73 und 7 737/73), Nit diesen früheren Vorschlägen konnten jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden0 Eine Elektrodenpaste wird dadurch hergestellt, daß Anthrazit, gesinterte Elektrodensplitter, Graphitpulver und Koksgrus als Aggregate zweckmäßig dosiert und vermischt werden, Pech und Teer als Bindemittel zugesetzt werden und das Gemisch auf eine geeignete Temperatur vorgewärmt und gründlich geknetet wird0 Die Elektrodenpaste besitzt dabei im Verlauf des Sinterns eine thermische Ausdehnungs- und Kontraktionskurve gemäß Fig. 5. Die im Gehäuse oder Mantel befindliche Elektrodenpaste schwindet oder schrumpft daher infolge dieser Eigenschaften in der in der Teilschnittansicht von Fig. 6 angedeuteten Richtung C. Die Beziehung zwischen Zugfestigkeit der Elektrodenpaste und der Temperatur ist andererseits in Fig0 7 veranschaulicht0 Wie aus Fig0 7 hervorgeht, beeinflußt die Temperatur die Zugfestigkeit der Elektrodenpaste in großem MaßO Genauer gesagt: Die Elektrodenpaste ist im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis etwa 1000C fest, und sie durchläuft im Temperaturbereich von etwa 100 - 50000 nacheinander eine Erweichung, Verflüssigung und Elastifizierung/Plastifizierung. Über etwa 5000C schreitet die Verdampfung und Verkohlung des Bindemitels weiter fort, so daß die Plastizität allmählich abnimmt und die Elektrodenpaste die Zugfestigkeit eines elastischen Körpers besitzt0 Die Beziehung zwischen der Zugfestigkeit der Stahlrippen des Elektrodenmantels und der Temperatur ist zum Vergleich ebenfalls in Fig. 7 veranschaulicht. 17 434/73 and 7 737/73), Nit these earlier proposals however, satisfactory results cannot be obtained 0 An electrode paste is made by anthracite, sintered electrode splinters, graphite powder and coke buff as aggregates are appropriately dosed and mixed, pitch and tar be added as a binder and the mixture is preheated to a suitable temperature and is thoroughly kneaded0 The electrode paste has in the course of sintering a thermal expansion and contraction curve according to FIG. 5. The one in the housing Electrode paste located or sheath shrinks or shrinks as a result of this Properties in the direction indicated in the partial sectional view of FIG. 6 C. The relationship between tensile strength of the electrode paste and temperature is on the other hand illustrated in Fig. 7. As can be seen from Fig. 7, the Temperature the tensile strength of the electrode paste in large measureO More precisely: The electrode paste is solid in the temperature range from room temperature to about 1000C, and it undergoes a softening in the temperature range of about 100 - 50,000 successively, Liquefaction and elasticization / plasticization. Over about 5000C the Evaporation and charring of the binder continues, so that the Plasticity gradually decreases and the electrode paste the tensile strength of an elastic Body has 0 The relationship between the tensile strength of the steel ribs of the electrode shell and the temperature is also illustrated in FIG. 7 for comparison.

Wie erwahnt, variiert die Zugfestigkeit der Elektrodenpaste in Abhängigkeit von Temperaturänderungen. Wenn der Elektrodenmantel nicht mit Rippen versehen ist oder wenn seine Rippen keine Bohrungen aufweisen, ist der Reibungswiderstand zwischen dem Elektrodenmantel und dem in ihm befindlichen, durch die Elektrodenpaste gebildeten Kohlenstoffteil so klein, daß die Halterung des Kohlenstoffteils unmöglich wird und es somit zum genannten Herausrutschen kommt, Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit sind beim bisher verwendeten Elektrodenmantel gemäß den Fig. 2 bis 4 in den Rippen 8 zahlreiche Bohrungen 9 oder äquivalente Mittel vorgesehene Bei einem solche Bohrungen 9 aufweisenden Mantel 1 tritt die Elektrodenpaste in diese Bohrungen 9 ein, während sie sich im Temperaturbereich der Erweichung und Verflüssigung bzw. Fluidisierung befindet, wobei ihre Zugfestigkeit in diesem Zustand mit ansteigender Temperatur zunimmt, Durch die in den Bohrungen 9 befindliche Elektrodenpaste wird somit das Gewicht des gesamten Kohlenstoffteils, einschließlich der Elektrodenpaste im anfänglichen, verflüssigten Zustand im oberen Abschnitt der Elektrode sowie des gesinterten Teils im unteren Abschnitt der Elektrode getragen.As mentioned, the tensile strength of the electrode paste varies depending on of temperature changes. When the electrode jacket is not ribbed or if its ribs have no bores, the frictional resistance is between the electrode jacket and the one in it, formed by the electrode paste Carbon part so small that it becomes impossible to hold the carbon part and it thus comes to the mentioned slipping out, To avoid this difficulty are in the ribs of the previously used electrode sheath according to FIGS. 2 to 4 8 numerous holes 9 or equivalent means provided in such a hole 9 having jacket 1, the electrode paste enters these holes 9 while they are in the temperature range of softening and liquefaction or fluidization its tensile strength in this state with increasing temperature increases, the electrode paste located in the bores 9 thus becomes the Weight of the entire carbon part, including the electrode paste in the initial, liquefied state in the upper portion of the electrode as well as the sintered part worn in the lower portion of the electrode.

Im Hinblick darauf, daß es wünschenswert ist, die Zugfestigkeit in lotrechter Richtung im Elektrodenmantel 1 möglichst groß zu halten, sind bereits Vorschläge gemacht worden, um die Zugfestigkeit der Verbindungen oder Schweißnähte zwischen den Rippen 8 des oberen und des unteren Elektrodenmantels sowie der Verbindungen zwischen oberem und unterem Zylinder 7 zu vergrößern und Führungsstücke 11 oder ein nicht dargestelltes, umlaufendes Führungsband zur Vereinfachung der Verbindungsarbeiten vorzusehen.In view of the fact that it is desirable to determine the tensile strength in to keep the perpendicular direction in the electrode jacket 1 as large as possible, are already Suggestions have been made to increase the tensile strength of the joints or welds between the ribs 8 of the upper and lower electrode sheaths and the connections between the upper and lower cylinder 7 to enlarge and guide pieces 11 or a circumferential guide band (not shown) to simplify the Connection work to be provided.

Beim Mantel für eine bisher verwendete Sinterelektrode mit dem Aufbau gemäß den Fig. 1 bis 4 wurden jedoch bisher noch keine Untersuchungen bezüglich der Wechselwirkung zwischen verschiedenen Bauteilen, wie den Bohrungen in den Rippen des Mantels, den Rippenverbindungen zwischen oberem und unterem Elektrodenmantel(teil) sowie den Verbindungsstellen an den Führungsstücken oder am Führungsband, sowie bezüglich des dynamischen Verhaltens im Verlauf der thermischen Ausdehnung und Zusammenziehung beim Sintern der Elektrodenpaste angestellt.For the jacket for a previously used sintered electrode with the structure However, according to FIGS. 1 to 4, no investigations have yet been carried out with respect to it the interaction between different components, such as the holes in the ribs of the jacket, the rib connections between the upper and lower electrode jacket (part) as well as the connection points on the guide pieces or on the guide band, as well as regarding the dynamic behavior in the course of thermal expansion and contraction employed during the sintering of the electrode paste.

Wenn bei einer Elektrode, deren Aufgabe in der Zufuhr von elektrischer Energie zu einem Lichtbogenofen besteht, Ausbrüche und Elektrodenschlupf, doho Herausrutschen, auftreten, muß der Schmelzvorgang unterbrochen werden, was großen Schaden und Verlust zur Folge hat. Insbesondere bei einem modernen großen, geschlossenen Lichtbogenofen kann der Elektrodendurchmesser bis zu etwa 2 m betragen. Wenn nun Elektrodenstörungen in einem derart großen Ofen auftreten, ist es nicht einfach, die normalen Betriebsbedingungen wieder herbeizuführen. Auch nach der Wiederaufnahme des Betriebs dauert es lange, bis wieder stabile Betriebsbedingungen erreicht sind.If with an electrode, its job is to supply electrical Energy to an arc furnace consists of breakouts and electrode slippage, doho slipping out, occur, the melting process must be interrupted, causing great damage and loss has the consequence. Especially in a modern, large, closed arc furnace the electrode diameter can be up to about 2 m. If now electrode malfunctions occur in such a large furnace, it is not easy to observe normal operating conditions bring about again. Even after operations resume, it takes a long time to until stable operating conditions are achieved again.

Eine Elektrodenstörung kann einen äußerst nachteiligen Ausfall bedeuten. Obgleich es für den Ofenbetrieb von größter Bedeutung ist, daß die Elektrode in einem einwandfreien Zustand gehalten wird und die vorgenannten Störungen, wie Ausbrechen und Schlupf, verhindert werden, sind diesbezüglich bisher noch keine effektiv zufriedenstellenden Vorschläge gemacht worden.Electrode failure can mean extremely detrimental failure. Although it is of the utmost importance for furnace operation that the electrode be in is kept in perfect condition and the aforementioned malfunctions, such as breaking out and slip, are not yet effectively satisfactory in this regard Suggestions have been made.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gehäuse bzw. einen verbesserten Mantel für eine Sinterelektrode zu schaffen, mit dessen Hilfe Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen und Schlupf, verhindert werden können0 Dieser verbesserte Sinterelektrodenmantel soll dabei die Entstehung von im Kohlenstoffteil der Elektrode auftretenden Rissen, welche unmittelbar zu Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen und Schlupf, führen, und/oder die weitere Ausbreitung von bereits gebildeten Rissen verhindern.The invention is therefore based on the object of an improved housing or to create an improved jacket for a sintered electrode, with the Help prevent electrode malfunctions such as breakaway and slippage0 This improved sintered electrode jacket is supposed to prevent the formation of carbon in the carbon part cracks occurring in the electrode, which directly lead to electrode malfunctions, such as Break out and slip, lead, and / or further spread of already formed Prevent cracks.

Diese Aufgabe wird bei einem Mantel für eine Sinterelektrode, bestehend aus einem Zylinder und mehreren Rippen, die in praktisch lotrechter Lage in zweckmäßigen Abständen voneinander an der Innenfläche des Zylinders befestigt sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die dem Zentrum des Elektrodenmantels zugewandte Seite oder Kante jeder Rippe eine im wesentlichen sägezahnartige Form besitzt und daß jeder Zahn der Sägezahnform einen Schrägteil bzw. eine Schrägflanke aufweist, der bzw. die in Richtung auf das Zentrum des Elektrodenmantels hin abwärts geneigt ist0 Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht, welche den Aufbau und die Anwendungsweise einer bisher angewandten Sinterelektrode veranschaulicht, Fig. 2 eine Aufsicht auf das Gehäuse bzw. den Mantel der bekannten Sinterelektrode, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2, Fig, 4 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 2, Fig. 5 eine Kennlinie der Beziehung zwischen den Koeffizienten der thermischen Ausdehnung und Kontraktion der Elektrodenpaste und der Temperatur, Fig. 6 e ine eine Teilschnittdarstellung einer Elektrode, welche die Beziehung zwischen der im bisher verwendeten Sinterelektrodenmantel vorgesehenen Rippe und der Richtung der im Kohlenstoffteil der Elektroden auftretenden Zusammenziehung bzw. Kontraktion angibt und außerdem die Lage und Richtung von im Kohlenstoffteil der Elektrode gebildeten Rissen veranschaulicht, Fig. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Zugfestigkeiten und der Temperatur einer Elektrodenpaste bzw. der Stahlrippen eines Elektrodenmantels, Fig. 8 bis 12 Teilseitenansichten zur Veranschaulichung der Form von Rippen beim erfindungsgemäßen Elektrodenmantel und Fig. 13 eine Teilschnittansicht der Anbringungsart von FUhrungsstücken an einem Zylinder des Elektrodenmantels gemäß der Erfindung.This task is made with a jacket for a sintered electrode from a cylinder and several ribs, which in a practically perpendicular position in appropriate Distances from each other are attached to the inner surface of the cylinder, according to the invention solved in that the side facing the center of the electrode jacket or Edge of each rib has a substantially sawtooth shape and that each Tooth of the sawtooth shape has a sloping part or a sloping flank, which or which is inclined downwards towards the center of the electrode jacket0 Im The following are preferred embodiments of the invention compared to the prior art the technology explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 a partially cut-away side view showing the construction and mode of use a previously used sintered electrode, Fig. 2 shows a plan view the housing or the jacket of the known sintered electrode, Fig. 3 is a section along the line I-I in Fig. 2, 4 shows a section along the line 11-11 in Fig. 2, Fig. 5 is a graph showing the relationship between the coefficients the thermal expansion and contraction of the electrode paste and the temperature, Fig. 6 is a partial cross-sectional view of an electrode showing the relationship between the rib provided in the previously used sintered electrode jacket and the direction the contraction that occurs in the carbon part of the electrodes and also the location and direction of formed in the carbon part of the electrode Fig. 7 is a graph showing the relationship between the tensile strengths and the temperature of an electrode paste or the steel ribs an electrode jacket, FIGS. 8 to 12 partial side views for illustration the shape of ribs in the electrode casing according to the invention and FIG. 13 is a partial sectional view according to the type of attachment of guide pieces on a cylinder of the electrode jacket the invention.

Erfindungsgemäß durchgeführte Untersuchungen von bei den herkömmlichen Sinterelektroden mit dem eingangs erläuterten Aufbau auftretenden Störungen, wie Ausbrechen und Schlupf der Elektroden, haben folgendes ergeben: 1. Da eine Elektrodenpaste die vorher erwähnten Eigenschaften der thermischen Ausdehnung und Kontraktion besitzt, zieht sich die Paste gemäß Fig0 6 auch unter dem Einfluß ihres Eigengewichts in einem Elektrodenmantel 1 lotrecht abwärts zusammen, während sie sich gleichzeitig waagerecht in Richtung auf das Zentrum der Elektrode 5 zusammenzieht.Investigations carried out according to the invention of the conventional Sintered electrodes with the structure explained at the beginning, occurring disturbances such as Breaking out and slipping of the electrodes have resulted in the following: 1. As an electrode paste has the aforementioned properties of thermal expansion and contraction, pulls the paste according to Fig0 6 also under the influence of her Dead weight in an electrode jacket 1 vertically downwards together while they are at the same time contracts horizontally in the direction of the center of the electrode 5.

Die Elektrodenpaste zieht sich folglich insgesamt in Richtung des Pfeils C gemäß Fig. 6 zusammen. Hierbei kontrahiert oder schrumpft ein Teil der Paste, der in die Bohrungen 9 in den Rippen 8 eines Zylinders 7 eingedrungen ist, auf ähnliche Weise. Die Bewegung der Elektrodenpaste in den Bohrungen 9 wird jedoch durch letztere vollständig verhindert, was zeitweilig zur Bildung von Rissen 6 im Kohlenstoffteil der Elektrode unterhalb der Bohrungen 9 in den Rippen 8 und zu Brüchen der Verbindungen oder Schweißnähte 10 zwischen den Rippen 8 und dem Zylinder 7 des Elektrodenmantels führt, was von der Zugfestigkeit der gesinterten Elektrodenpaste 5 und derjenigen der Verbindungen zwischen den Rippen 8 und dem Zylinder 7 des Mantels 1 abhängt. The electrode paste is consequently drawn overall in the direction of the Arrow C according to FIG. 6 together. Here, a part of the Paste that has penetrated into the bores 9 in the ribs 8 of a cylinder 7, in a similar way. The movement of the electrode paste in the bores 9, however completely prevented by the latter, which temporarily leads to the formation of cracks 6 in the Carbon part of the electrode below the bores 9 in the ribs 8 and to fractures of the connections or welds 10 between the ribs 8 and the cylinder 7 of the Electrode sheath leads, what from the tensile strength of the sintered electrode paste 5 and that of the connections between the ribs 8 and the cylinder 7 of the shell 1 depends.

2. Ähnliche Brüche, wie vorstehend beschrieben, treten auch in den Verbindungen bzw. Schweißnähten 12 und 12' zwischen den oberen und unteren Rippen sowie in den Schweißnähten von Führungsstücken 11 (Fig0 3) oder eines nicht dargestellten, umlaufenden Führungsbands auf, so daß Risse in den diesen Verbindungsstellen entsprechenden Teilen des Kohlenstoffteils auftreten, die ihrerseits zu Elektrodenausbrüchen führen.2. Similar breaks as described above also occur in the Connections or welds 12 and 12 'between the upper and lower ribs as well as in the weld seams of guide pieces 11 (Fig0 3) or one not shown, circumferential guide band, so that cracks in the corresponding connection points Parts of the carbon part occur, which in turn lead to electrode breakouts.

3. Von den Brüchen im Kohlenstoffteil der Elektrode, die an den Bohrungen 9, den Verbindungsstellen 12 und 12' zwischen oberen und unteren Rippen sowie den Schweißnähten der Führungsstücke 11 oder des nicht dargestellten umlaufenden Führungsbands auftreten, sind die an den Bohrungen 9 entstehenden Risse in bezug auf Zahl und Größe am schwerwiegendstenO 4. Die im Inneren des Kohlenstoffteils der Elektrode durch die Bohrungen 9 verursachten Risse vergrößern sich und breiten sich aus, bis sie an der Oberfläche des Kohlenstoffteils erscheinen. Auch wenn mit dem unbewaffneten Auge kein Riß an der Oberfläche zu beobachten ist, können sich die Risse im Inneren des Kohlenstoffteils an den den Bohrungen 9 entsprechenden Stellen beträchtlich vergrößern, wobei diese Risse häufig zu einem Ausbrechen der Elektrode führen.3. From the cracks in the carbon part of the electrode that were made by the holes 9, the joints 12 and 12 'between the upper and lower ribs and the Weld seams of the guide pieces 11 or the circumferential guide band, not shown occur, are the cracks arising in the holes 9 with respect to number and Size most importantO 4. The inside of the carbon part the electrode caused by the holes 9 cracks enlarge and widen until they appear on the surface of the carbon part. Even if with no crack on the surface can be observed with the naked eye the cracks in the interior of the carbon part at the holes 9 corresponding Places enlarge considerably, these cracks often causing the cracks to break out Lead electrode.

5. Wenn - wie vorstehend unter 1. und 2. erläutert - ein Bruch in den Schweißnähten 10 zwischen Rippen 8 und Zylinder 7, in den Schweißnähten 12 und 12' zwischen oberen und unteren Rippen oder in den Schweißnähten der Führungsstücke 11 oder des umlaufenden Führungsbands auftritt, steht nicht mehr die gesamte Querschnittsfläche des Elektrodenmantels für die Zufuhr des durch den Mantel allein hindurchleitbaren elektrischen Stroms zur Verfügung, und die mechanische Festigkeit des Elektrodenmantels, die für die Halterung des Unterteils der Elektrode 5 erforderlich ist, wird herabgesetzt. Wenn ein derartiger Bruch auftritt, vergrößert er das Risiko für ein Herausrutschen der Elektrode bzw. für einen Elektrodenschlupf, was zu größeren Schäden führt als ein Ausbrechen der Elektrode0 Erfindungsgemäß wurden nun Sinterelektroden auf der Grundlage der nunmehr klargestellten, vorstehend aufgeführten Tatsachen nach verschiedenen Gesichtspunkten untersucht. Aufgrund dieser Untersuchungen zeigte es sich, daß der zweckmäßigste Mantel für eine Sinterelektrode, welcher die vorgenannten Elektrodenstörungen auszuschalten vermag, eine Konstruktion besitzen sollte, welche die Bewegungen der Elektrodenpaste im Elektrodenmantel unter dem Einfluß der thermischen Ausdehnung und Zusammenziehung nicht behindert und welche keinen Schlupf der Elektrodenpaste zuläßt. Hierbei zeigte es sich, daß die Elektrodenstörungen bei einem Sinterelektrodenmantel mit einer Anzahl von Rippen, die in entsprechenden Abständen praktisch lotrecht an der Innenfläche eines Zylinders angeordnet sind, sehr wirksam verhindert werden können, wenn die dem Zentrum des Elektrodenmantels zugewandte Seite jeder Rippe eine praktisch sägezahnförmige Konfiguration besitzt, wobei jeder Zahn der Sägezahnform mit einer zur Mitte des Elektrodenmantels hin abfallenden Schrägflanke versehen ist.5. If - as explained above under 1. and 2. - a fraction in the weld seams 10 between ribs 8 and cylinder 7, in the weld seams 12 and 12 'between the upper and lower ribs or in the weld seams of the guide pieces 11 or the circumferential guide band occurs, the entire cross-sectional area is no longer available of the electrode jacket for the supply of that which can be passed through the jacket alone electrical current available, and the mechanical strength of the electrode jacket, which is required for holding the lower part of the electrode 5 is reduced. If such a break occurs, it increases the risk of slipping out the electrode or for an electrode slip, which leads to greater damage than A breaking out of the electrode0 According to the invention, sintered electrodes were now on the Basis of the now clarified, above-mentioned facts according to various Examined. Based on these investigations, it was found that the The most appropriate jacket for a sintered electrode, which has the aforementioned electrode disorders able to switch off, should have a construction which the movements of the Electrode paste in the electrode jacket under the influence of thermal expansion and contraction does not hinder and which does not prevent slippage of the electrode paste allows. Here showed it turns out that the electrode malfunctions a sintered electrode jacket with a number of ribs formed in corresponding Distances are arranged practically perpendicular to the inner surface of a cylinder, can be prevented very effectively if the center of the electrode shell facing side of each rib has a practically sawtooth-shaped configuration, each tooth of the sawtooth shape with one towards the center of the electrode shell sloping flank is provided.

Die Form der Rippen eines erfindungsgemäßen Sinterelektrodenmantels ist in den Teilseitenansichten der Fig. 8 bis 12 näher veranschaulicht, gemäß denen der erfindungsgemäße Elektrodenmantel die folgenden Merkmale aufweist: 1. Eine Anzahl von Rippen einer der Arten 8'a bis 8'e mit dem Zentrum eines Zylinders 7' zugewandten, sägezahnartigen Seiten sind in entsprechenden Abständen praktisch lotrecht an der Innenfläche des Zylinders 7t anstelle der üblichen, mit Bohrungen versehenen Rippen befestigt, und 2o jeder Zahn der Sägezahnform besitzt eine Schrägflanke 13, die zum Zentrum des Zylinders 7' hin abfällt.The shape of the ribs of a sintered electrode jacket according to the invention is illustrated in more detail in the partial side views of FIGS. 8 to 12, according to which the electrode jacket according to the invention has the following features: 1. A number of ribs of one of the types 8'a to 8'e with the center of a cylinder 7 'facing, sawtooth-like sides are practically perpendicular to the at appropriate intervals Inner surface of the cylinder 7t instead of the usual ribs provided with holes attached, and 2o each tooth of the sawtooth shape has a sloping flank 13, the drops towards the center of the cylinder 7 '.

Erforderlichenfalls kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Elektrodenmantel auch durch die Hinzufügung der nachstehenden Merkmale 3. und/oder 4.: 3o Gemäß Fig. 8 beträgt der Neigungswinkel « der Schrägflanke 13, doho der Winkel zwischen der Schrägflanke 13 und der 0 0 Waagerechten, 30 - 85 und vorzugsweise 45 - 75 4. die obersten Enden der Rippen 8'a bis 8'e weisen einen Schrägteil 14 auf, welcher in die gleiche Richtung geneigt ist wie die Schrägflanke 13.If necessary, the electrode jacket according to the invention is identified also by adding the following features 3rd and / or 4th: 3o According to Fig. 8 is the angle of inclination of the sloping flank 13, doho the angle between the Sloping edge 13 and the 0 0 horizontal, 30 - 85 and preferably 45 - 75 4th the uppermost ends of the ribs 8'a to 8'e have an inclined part 14, which in FIG is inclined in the same direction as the inclined flank 13.

Zur Erleichterung der Ausfluchtung zwischen einem oberen und einem unteren Elektrodenmantel, die miteinander verbunden werden sollen, werden gemäß Fig. 13 zweckmäßigerweise Führungsstücke 111 oder ein um den Umfang umlaufendes Führungsband am oberen Ende des Zylinders 7' befestigt. Indem die obersten Enden der Führungsstücke 112 oder die Oberkante des Führungsbands mit einem abgeschrägten Abschnitt 15 versehen werden, der in die gleiche Richtung abfällt wie die Schrägflanken 13 der sägezahnförmigen Rippen, kann ein Bruch der Verbindungsstellen oder Schweißnähte der Führungsstücke bzw. des Führungsbands wirksam verhindert werden0 Die gleiche Wirkung kann erzielt werden, wenn die oberen Enden der Rippen 8'a bis 8'e etwas huber die Oberkante des Zylinders 7' hinausragen oder wenn die unteren Enden der Rippen 8'a bis 8'e geringfügig unter die Unterkante des Zylinders 7' hinausreichen.To facilitate alignment between an upper and a lower electrode sheaths, which are to be connected to one another, are according to 13 expediently guide pieces 111 or a circumferential one Guide tape attached to the upper end of the cylinder 7 '. By the top ends of the guide pieces 112 or the top edge of the guide tape with a beveled Section 15 are provided, which slopes in the same direction as the sloping flanks 13 of the sawtooth-shaped ribs, there may be a break in the joints or welds the guide pieces or the guide band can be effectively prevented 0 The same Effect can be obtained when the upper ends of the ribs 8'a to 8'e slightly over the upper edge of the cylinder 7 'protrude or if the lower ends of the Ribs 8'a to 8'e extend slightly below the lower edge of the cylinder 7 '.

Die Form der erfindungsgemäß vorgesehenen Rippen ist nicht auf die Konfigurationen gemäß den Fig0 8 bis 12 beschränkt, vielmehr kann ihre Form unter Berücksichtigung der oben angeführten Erfindungsmerkmale zweckmäßig abgewandelt werden.The shape of the ribs provided according to the invention is not limited to Configurations according to Fig0 8 to 12 are limited, but their shape can be below Consideration of the features of the invention mentioned above appropriately modified will.

Wie erwähnt, wird beim bisher verwendeten Elektrodenmantel 1 gemäß den Fig. 1 bis 4 die in die Bohrungen 9 in den Rippen 8 eingedrungene Elektrodenpaste beim Schrumpfen an einer Verlagerung gehindert, und die Schwerkraftbelastung der Elektrodenpaste im Mantel 1 konzentriert sich dabei auf den Kohlenstoffteil in der Nähe der Unterseiten der Bohrungen.As mentioned, in the case of the previously used electrode jacket 1 according to FIG FIGS. 1 to 4 show the electrode paste which has penetrated into the bores 9 in the ribs 8 prevented from shifting during shrinkage, and the gravity load of the Electrode paste in the jacket 1 concentrates on the carbon part in the Near the bottom of the holes.

Infolgedessen können Risse 6 im Kohlenstoffteil an den den Unterseiten der Bohrungen 9 entsprechenden Stellen entstehen.As a result, cracks 6 in the carbon part on the undersides the holes 9 corresponding points arise.

Da die genannte Belastung als Zugbeanspruchung zwischen den Rippen 8 und dem Zylinder 7 wirkt, können die Schweißnähte 10 zwischen den Rippen und dem Zylinder brechen.Because the said load as tensile stress between the ribs 8 and the cylinder 7 acts, the welds 10 between the ribs and the Break cylinder.

Im Gegensatz dazu gewährleistet der erfindungsgemäße Elektrodenmantel mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion industrielle Vorteile in folgender Hinsicht: a) Die Elektrodenpaste kann im Elektrodenmantel ungehindert schrumpfen und sich bewegen oder verlagern.In contrast to this, the electrode jacket according to the invention ensures with the construction described above, industrial advantages in the following Regarding: a) The electrode paste can shrink unhindered in the electrode jacket and move or relocate.

b) Die auf die Elektrodenpaste im Elektrodenmantel einwirkende Schwerkraftbelastung wird in den Schrägflanken der Sägezahnform der Rippen auf große Flächen verteilt. Insbesondere im Fall der Rippen mit der Form gemäß Fig. 8 wird diese Belastung vollständig verteilt und in lotrechter Richtung kontinuierlich aufgenommen.b) The force of gravity acting on the electrode paste in the electrode jacket is distributed over large areas in the sloping flanks of the sawtooth shape of the ribs. In particular, in the case of the ribs having the shape shown in Fig. 8, this load becomes complete distributed and recorded continuously in a vertical direction.

c) Da die Schwerkraftbelastung der Elektrodenpaste im Elektrodenmantel auf die Schrägteile bzw0 die Schrägflanken der Sägezahnform einwirkt, entstehen in den Verbindungen oder Schweißnähten zwischen den Rippen und dem Zylinder keine Zugspannungen, vielmehr wirken Druckspannungen auf diese Verbindungsstellen.c) Because the gravity load on the electrode paste in the electrode sheath acts on the inclined parts or the inclined flanks of the sawtooth shape none in the joints or welds between the ribs and the cylinder Tensile stresses, rather compressive stresses act on these connection points.

d) Aufgrund der obigen Merkmale (a) bis (c) tritt weder eine Rißbildung in den Rippen noch ein Bruch der Schweißnähte zwischen den Rippen und dem Zylinder auf. Infolgedessen werden die Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen und Schlupf, ausgeschaltet.d) Due to the above features (a) to (c), cracking does not occur in the ribs there is still a break in the weld seams between the ribs and the cylinder on. As a result, the electrode troubles such as breakout and slippage are eliminated.

e) Infolge der unter (c) genannten Wirkung steht die gesamte Querschnittsfläche des Elektrodenmantels für die Aufnahme der lotrechten Zugspannung und für die Führung des zulässigen elektrischen Stroms des Elektrodenmantels zur Verfügung.e) As a result of the effect mentioned under (c), the entire cross-sectional area is available of the electrode jacket for absorbing the perpendicular tensile stress and for guiding the permissible electrical current of the electrode jacket is available.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung also ein Metallmantel für eine Sinbrelektrode geschaffen, der einen Zylinder und mehrere Rippen aufweist, die in praktisch lotrechter Lage in zweckmäßigen Abständen voneinander an der Innenfläche des Zylinders befestigt sind. Die dem Zentrum des Elektrodenmantels zugewandte Seite oder Kante jeder Rippe ist im wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet, wobei jeder Zahn dieser Sägezahnform einen Schrägteil bzw. eine Schrägflanke besitzt, der bzw. die zum Zentrum des Elektrodenmantels hin abwärts geneigt ist, so daß Elektrodenstörungen, wie Ausbrechen oder Schlupf bzw. Herausrutschen der Elektrode, vermieden werden.In summary, the invention is a metal jacket for a Sinbrelectrode created, which has a cylinder and multiple ribs has, in a practically perpendicular position at appropriate distances from each other are attached to the inner surface of the cylinder. The center of the electrode jacket facing side or edge of each rib is essentially sawtooth-shaped, each tooth of this sawtooth shape has a sloping part or a sloping flank, which is inclined downwards towards the center of the electrode jacket, so that electrode disturbances, such as breaking out or slipping or slipping out of the electrode can be avoided.

Claims

Jacket for a sintered electrode, consisting of a cylinder and several ribs in a practically perpendicular position at appropriate distances from each other are attached to the inner surface of the cylinder, thereby g e -k e n n n z e i c h n e t that the side or edge facing the center of the electrode jacket (1) each rib (8a to 8'e) has a substantially sawtooth-like shape and that each tooth of the sawtooth shape has a sloping part or a sloping flank (13), the or

in the direction of the center of the electrode jacket (7, 7 ') downward sloping ist0 2. Electrode sheath according to claim 1, characterized in that that the angle defined between the inclined part and the horizontal 0 in the range from 30 - 85.

3. Electrode sheath according to claim 1, characterized in that the between the inclined part and the horizontal defined angles in the range of 45 - 750 lies0 4. Electrode jacket according to one of claims 1 to 3, characterized in that that at the top of each rib an inclined part (14) is provided, which in drops in the same direction as the sloping flank (13) of the sawtooth shape.