專利名稱：碳素電極及其帶有定向構(gòu)造的接觸面的連接件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電極束(Elektrodenstrang)的部件，電極束由帶有端面連接套和內(nèi)螺紋的碳素電極以及分別連接兩個這種電極的碳素電極接頭構(gòu)成，或者電極束由一個端面上帶有內(nèi)螺紋連接套而另一個端面上帶有整體電極接頭的碳素電極構(gòu)成，該部件用于將電極束裝入生產(chǎn)高熔點金屬的電弧爐中，其中，部件具有理想設計的接觸面，所述接觸面帶有從該接觸面凸出出來的定向構(gòu)造的鱗片狀的凸起部。
背景技術(shù)：
碳化或者石墨化碳素體的生產(chǎn)是一種歷經(jīng)百余年的技術(shù)，已經(jīng)形成大規(guī)膜的工業(yè)化應用，因此在許多方面日臻完善，在成本方面也得到優(yōu)化。有關這種技術(shù)的介紹可參閱ULLMANN`S ENCYCLOPEDIA OF INDUSTIAL CHEMISTRY，Vol，A5，VCH出版有限公司，Weinheim，1986年，第103-113頁。
由碳材料制成的電極，電極接頭和電極束在電弧爐中的可應用性取決于生產(chǎn)時取得的特性，而且特別是取決于表面特性。這種表面特性例如與材料類型(石墨化程度)、氣孔含量、粒度、決定表面粗糙度的加工方式等有關。上述因素決定了兩個物體之間，即一個電極和一個電極接頭之間或者兩個電極之間，在兩個表面相對滑動時具有重要作用的摩擦系數(shù)。
電弧爐包括至少一個碳素電極束。這種電極束固定在懸臂的上端，電流通過懸臂進入電極束。在電弧爐工作時，電弧從束的下尖端進入處于爐內(nèi)的待熔化料中。通過電弧和爐內(nèi)高溫，電極束在其下端緩慢燃燒。電極束的縮短由此得到補償，即將電極束逐段地推入爐內(nèi)，需要時在電極束的上端旋接另一電極。需要時也可以將部分燃盡的電極束整個從懸臂上取下，由足夠長度的新的電極束替換。
將單個碳素電極旋接在處于爐內(nèi)的電極束上或者將電極螺扣連接成一個新的電極束是通過手工或者機械裝置完成的。特別是在使用600mm或者更大直徑的電極時，需要很大的力和力矩進行旋接操作，以保證電極束的接合牢固。電極束的接合對電弧爐的功能具有決定性的意義。
電極束的接合在送料時，但特別是在電弧爐工作時會受到損害。在電弧爐工作時，由于隨著電弧爐、包括電極束在內(nèi)的轉(zhuǎn)動，在電極束上反復施加了相當大的彎曲力矩，或者使電極支路發(fā)生振動；還有爐料對電極束的撞擊也增加了電極束接合的困難。所有這些困難-反復出現(xiàn)的彎曲力矩、振動和撞擊-均會造成旋接的松動。這種松動被認為是不可避免的和/或者不希望的過程的結(jié)果。
為了用測量技術(shù)中的參數(shù)描述碳素電極束的接合牢固性，提出“松動力矩”這個概念。采用測量儀器確定電極螺栓連接的松動力矩。在相關螺紋受到機械損壞區(qū)域的下面，電極束兩個部件連接的松動力矩越高，則螺栓連接越不可能發(fā)生松動，電極束的工作越安全。
為便于理解，下面介紹一下電弧爐工作期間并使得電極束螺旋連接松動的后果當發(fā)生松動時，螺旋連接的拉緊程度降低。并使得與接觸面相鄰電極束部分的壓力下降。松動可能會進一步發(fā)展到使一些接觸面相互分離。結(jié)果連接中的電阻增加。保持接觸的面承擔了更高的電流密度。升高的電流密度導致局部過熱。當螺旋連接松動時，電極接頭通常受到很強的熱負荷和機械負荷。最后，由于過熱和機械負荷，電極接頭機械失靈。結(jié)果電極束的尖端降低，接觸到鋼水上，電弧斷開，使冶煉過程終止。
為解決牢固性不夠以及從電極束的一個部分流向下一個部分的電流通過不足的問題，提出了不同的方案并進行了下述實踐。
在J.K.LANCASTER的文章“碳和石墨彼此間滑動中摩擦和磨損的轉(zhuǎn)換”(ASLE TRANSACTIONS，Vol.18，3，187-201頁)中，對最好是在不同摩擦速度下碳素體之間的摩擦關系進行了研究。從該公開物中找不到兩個碳素體如何盡可能牢固地相互旋接的說法，總的來說可以看出，在兩個碳素體的相對速度非常低時，摩擦系數(shù)也很低，參見圖1，2和6。這意味著靜止的碳素體易于彼此滑動。
在其他技術(shù)領域，人們同樣在試圖解決緊固件松動的問題。德國專利文獻DE 41 37 020介紹了由未說明的材料構(gòu)成的例如像螺絲和螺母這樣的自保險緊固件。該緊固件在與一個部件共同作用的端面上具有多個粒結(jié)類凸起。這些凸起作為高度小于1mm的角錐體或者圓錐體構(gòu)成，其中，角錐體或者圓錐體尖端的角度至少為90°。旋接時將角錐體或者圓錐體壓入所要夾緊部件的表面內(nèi)，并由此阻止緊固件旋開。在該公開文獻第2欄第9行中提到“安置(Setzen)”和與此相關的預應力降低。角錐體或者圓錐體均勻地分布在緊固件的端面上。緊固件沒有定向結(jié)構(gòu)的接觸面，也就是沒有具有特殊作用的優(yōu)選方向。
與碳素電極束的旋接相關地，電極或者電極接頭接觸面上的微觀粒結(jié)由于是陶瓷的，并且由于其易脆裂的特性，碳在旋接時會破裂，甚至還有可能成塊從束部件的端面崩落。
國際專利申請WO 92/14939介紹了特殊緊固件接觸面上的不對稱粒結(jié)。利用該優(yōu)化方向，數(shù)量有限的分布在圓周上的“宏觀”粒結(jié)防止所述的兩部分或者三部分螺旋連接意外松動。這種螺旋連接的重要特征是摩擦系數(shù)，兩個緊固件的兩個彼此相對粒結(jié)緩升之間的摩擦系數(shù)低于兩個彼此相對粒結(jié)陡升之間的摩擦系數(shù)。對此是涂覆在緩升上的潤滑層產(chǎn)生的作用。也就是說，為防止緊固件螺旋連接意外松動，需要一筆可觀的費用。與碳素電極束的旋接相關地，由于電極或者電極接頭接觸面上的宏觀粒結(jié)是陶瓷制成的，并且由于碳材料易脆裂的特性，碳材料在旋接時會破裂，甚至還有可能成塊從束部件的端面崩落。
德國公開專利文獻DE 34 42 316 A1介紹了一種無螺紋中間件的雙錐體電極接頭；利用這種電極接頭旋接石墨電極。在電極接頭的中間件和碳素電極連接套之間具有膨脹間隙，用壓縮材料填充。這種原理主要是阻止電極連接套內(nèi)(切線的)應力峰值和防止電極斷裂，因此與依據(jù)本發(fā)明的避免旋接碳素電極松動的原理完全不同。
美國專利文獻US 2.577.294介紹了碳素電極和/或電極接頭，其耐溫度突變性和沖擊強度通過將縱向縫加入該部件中得到改善。這種原理與文獻DE 34 42316 A1介紹的阻止電極連接套內(nèi)(切線的)應力峰值和防止電極斷裂的方式類似。因此與依據(jù)本發(fā)明的避免旋接碳素電極松動的原理同樣完全不同。
在煉鋼廠的實踐中，人們試圖將電極盡可能牢固地彼此旋接。如上所述，用手可施加的力、轉(zhuǎn)動力矩或旋接操作受到限制。利用機械裝置可大大提高這些標準，然而僅有部分煉鋼廠采用這種機械旋接裝置操作。煉鋼廠的實踐表明，電極束一再出現(xiàn)松動。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，提供碳素電極束的連接部位，使電極束的各部件彼此不會松動，或者電極束的接合具有很高的可靠性。
本發(fā)明的另一目的在于，提高電極束鄰接部件之間可測量的松動力矩。
該目的依據(jù)權(quán)利要求1的特征部分由此得以實現(xiàn)，即碳素電極和/或分別連接兩個電極的碳素電極接頭在與電極束下一個部件的接觸面上具有一種表面結(jié)構(gòu)，其定向構(gòu)造的鱗片狀的凸起部在1-100微米的高度范圍內(nèi)凸出理想設計的接觸面；螺旋連接的鄰接接觸面具有0.1-80N/mm2范圍內(nèi)的壓緊力。其他目的依據(jù)權(quán)利要求10的特征部分由此得以實現(xiàn)，即一個電極束兩個鄰接部件的定向構(gòu)造的接觸面的相同切線方向-螺旋連接的緊固方向或者松開方向-分別反向相對。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點通過本發(fā)明得以消除。
本發(fā)明的主要優(yōu)點在于接觸面上不對稱粒結(jié)或鱗片的尺寸很小。小鱗片在旋接過程期間的變形時不會在碳或者石墨的電極或者電極接頭的陶瓷體上造成破裂。
另一優(yōu)點在于，不需要在粒結(jié)/鱗片或者接觸面上涂覆潤滑層。
另一優(yōu)點在于，電極束中鄰接部件通常的壓緊力足以防止松動。在通常的壓緊力下，電極束上相鄰部件的反向相對鱗片狀凸起部相互勾住。
下文中的概念應這樣理解·電極末端也稱為端面(stirnseite)。
·電極具有圓柱狀的外表面，兩端分別有一個與電極軸線垂直設置的端面。
·連接套(Schachtel)為電極端面中的同軸凹陷部。在連接套的同軸內(nèi)壁中大多加工內(nèi)圓柱形或者錐形的內(nèi)螺紋。
·電極接頭為圓柱狀或者雙錐體的螺栓，在兩端分別具有一個與電極接頭軸線垂直設置的端面。為連接兩個電極，電極接頭在每個鄰接電極的連接套內(nèi)各旋入一半。
·預置件由電極和旋入電極連接套內(nèi)一半的電極接頭組成。
·有些電極僅在一個端面上有連接套，而在另一個端面上有向外的同軸螺紋。這種向外的同軸螺紋也稱為整體電極接頭(integrierter Nippel)。
·不僅電極和電極接頭具有端面，而且整體電極接頭也有與電極接頭軸線垂直設置的外端面。
·鄰接部件接觸面應理解為這種接觸面，它們通過部件的旋接相互擠壓。
·理想設計的接觸面是這種彎曲的或者平面的表面，它們不受凸起部或者凹陷部的干擾。
·如果不對稱鱗片狀凸起部同向設置在一個理想設計的接觸面上，那么該整體稱為定向表面結(jié)構(gòu)。
·如果碳素電極束內(nèi)的接觸面具有定向表面結(jié)構(gòu)，那么，在哪個方向上利用接觸面是很重要的。在第一種情況下，定向表面結(jié)構(gòu)鱗片狀凸起部的齒面從緩升向陡升變化，在第二種情況下，定向表面結(jié)構(gòu)鱗片狀凸起部的齒面從陡升向緩升變化。在第一種情況下，通過定向表面結(jié)構(gòu)對運動的阻力-在鱗片狀凸起部受力高度較小時考慮重要邊界條件的情況下-小于第二種情況。在定向結(jié)構(gòu)表面上基本與兩種最先列舉的運動方向垂直分布的運動對這種研究來說并不需要。依據(jù)目的，在右旋旋接時，定向結(jié)構(gòu)表面這樣定向，在向右旋轉(zhuǎn)(緊固螺旋連接)時，定向結(jié)構(gòu)表面鱗片狀凸起部的齒面從緩升向陡升變化，與上述帶有低阻力的第一種情況相符。表面結(jié)構(gòu)的這種定向利用這種旋接運動稱為緊固方向。
·如果在同向的表面結(jié)構(gòu)下將右旋旋接向左旋轉(zhuǎn)(松開螺旋連接)，與上述第二種帶有高阻力的情況相符，那么，這種旋接運動的方向稱為松開方向。
·鱗片狀凸起部具有與電極束的大多圓形體部件的縱軸線基本呈徑向定向的凸峰。
·鱗片狀凸起部的凸峰長度通過通常不規(guī)則的在從電極束大多數(shù)圓柱形部件縱軸線發(fā)出的輻射線上的凸峰投影確定。
通常將碳素電極與碳素電極接頭旋接成一個電極束，其中，電極在兩個端面上具有連接套。并非所有電極在兩個端面上均具有帶內(nèi)螺紋的同軸設置的連接套。確切地說，有的電極僅在一個端面上具有這種連接套，而在另一個端面上具有整體的同軸電極接頭。兩種類型的電極在所要求的接觸面上均具有依據(jù)本發(fā)明的表面結(jié)構(gòu)，其中，定向構(gòu)造的鱗片狀凸起部從理想設計的接觸面凸出出來。在通常的電極中，所要求的在一個端面上的接觸面分別由電極端面和電極連接套螺紋面中的一個或者兩個面構(gòu)成。后者也適用于僅帶有一個連接套的電極。在僅帶有一個連接套的電極的另一個端面上，所要求的接觸面由電極端面和整體同軸電極接頭螺紋面中的一個或者兩個面構(gòu)成。這兩個鄰接部件的接觸面定向構(gòu)造。接觸面彼此相對的表面結(jié)構(gòu)始終為反向定向。
要想達到可靠的或者不再松動的螺旋連接，需滿足兩個標準第一，鄰接接觸面的壓緊力處于0.1-80N/mm2范圍內(nèi)；第二，定向構(gòu)造的鱗片狀凸起部在1-100微米的較小高度范圍內(nèi)從理想設計的接觸面凸出出來。意想不到的是這種小的鱗片狀凸起部在電極束的部件的接合狀態(tài)下會明顯改善防止松動的可靠性。事實表明，這種小的鱗片狀凸起部也能經(jīng)受住振動的機械負荷。
本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求2-15的特征部分以具有優(yōu)點的方式得以實現(xiàn)。
在現(xiàn)有技術(shù)中引用的文獻DE 41 37 020和WO 92/14939中，介紹了僅在緊固件的功能面上粒結(jié)。由于規(guī)則構(gòu)造的粒結(jié)更容易制造，這種方式設計的粒結(jié)輕而易舉。然而，依據(jù)本發(fā)明的定向構(gòu)造的鱗片狀凸起部如此之小，以至于它們無論是在電極端面的平面上，還是在電極接頭螺紋線的彎曲面上均可設置。
鉤掛閉鎖的原則是，本身的閉鎖由不同于所要彼此連接的部件的材料構(gòu)成。如果碳素電極束上的定向構(gòu)造的鱗片狀凸起部采用不同于電極本身的材料，那么，在材料選擇上會產(chǎn)生難以克服的問題。在使用這樣接合的電極束時，絕大部分材料不能承受熱負荷，電極束在電弧爐工作時也會彼此脫落。因此，依據(jù)本發(fā)明設想的重要設計是，電極束定向構(gòu)造的接觸面上的鱗片狀凸起部為電極束部件的特有材料。
鱗片狀凸起部具有基本上不對稱的、由齒面的不同陡升體現(xiàn)的造型。不對稱性的意思是說，鱗片狀凸起部的齒面在螺旋連接的緊固方向上基本上緩升，在螺旋連接的相反松動方向上基本上陡升。利用這樣設計的鱗片達到比對稱造型鱗片更好的防止松動的效果。
通過將鱗片狀凸起部的最高點設計為尖端或者作為與電極束大多數(shù)圓柱形部件的縱軸線基本呈徑向定向的凸峰，達到限制鱗片定向并因此提高防止松動的效果。
如果不對稱鱗片以不同方向分布在理想設計的接觸面上，那么，松動特性與對稱造型的鱗片相似。為達到提高防止松動的效果，所有不對稱鱗片均同向設置。依據(jù)本發(fā)明，所有鱗片狀凸起部的緩升分別設置在依據(jù)權(quán)利要求1所述電極束的部件接觸面的緊固方向上。
采用少量很小的、不對稱的特有鱗片狀凸起部不能達到防止電極束連接松動的目的。為了達到技術(shù)上可利用的防止松動的效果，在接觸面上設置大量的鱗片。數(shù)量如下從各自理想設計的接觸面中，每平方米接觸面凸出至少100米鱗片狀凸起部的凸峰長度，最好每平方米接觸面凸出300米鱗片狀凸起部的凸峰長度。這些數(shù)量的鱗片狀凸起部按統(tǒng)計分布在各自表面上，或者僅局部或以圖案覆蓋表面。
當通過定向構(gòu)造的接觸面的運動阻力最高時，防止松動的效果最佳。這一點在旋接時兩個結(jié)構(gòu)接觸面的共同作用下也有效。在右旋旋接中，如果向左旋轉(zhuǎn)，也就是向松開方向上旋轉(zhuǎn)，依據(jù)本發(fā)明防止松動的阻力最高。前提條件是，一個電極束的兩個鄰接部件的兩個定向構(gòu)造接觸面的相同切線方向-這里為螺旋連接的松開方向-分別反向相對。
實施本發(fā)明的不同可能方案是，用于電極束螺旋連接的可證明的松動力矩的帶寬可帶有定向構(gòu)造的接觸面的兩個依據(jù)本發(fā)明的反向相對、同樣切線的方向。主要的可變化的參數(shù)有鱗片狀升高的高度，鱗片齒面上升的角度，鱗片的寬度及鱗片的數(shù)量和分布。在利用這些參數(shù)的情況下，依據(jù)本發(fā)明，當電極束旋接的鄰接部件的壓緊力處于0.1-80N/mm2范圍內(nèi)時，比在電極束具有非定向構(gòu)造的接觸面時以及在壓緊力處于0.1-80N/mm2范圍內(nèi)旋接的鄰接部件的松動力矩至少高20％。由電極束部件手工旋接連接的松動力矩還超過了大多機械旋接連接的松動力矩的這種改進。這種連接的特征是電極束鄰接部件的壓緊力相當?shù)?，?.1-2N/mm2。依據(jù)本發(fā)明，在這種連接下比電極束具有非定向構(gòu)造的接觸面時以及在壓緊力處于0.1-2N/mm2范圍內(nèi)旋接的鄰接部件的松動力矩至少高30％。
對大多數(shù)為電弧爐煉鋼廠的電極用戶符合目的的交貨形式是預置件(Preset)。預置件的接觸面在電極生產(chǎn)廠家處裝配了定向的表面結(jié)構(gòu)，并將電極以及電極接頭用螺栓連接。其中，將定向的表面結(jié)構(gòu)安裝在電極連接套的螺紋面和電極接頭的螺紋面上，特殊情況下只安裝在電極連接套的螺紋面上，或者只安裝在電極接頭的螺紋面上。
如果在電弧爐中使用預置件，那么，預置件依據(jù)本發(fā)明在與下個預置件或者與下個部分電極束的一個或者多個接觸面上也具有反向定向的定向表面結(jié)構(gòu)。其中，預置件在一個端面上具有由電極的端面和電極連接套的螺紋面中的一個面或者兩個面組成的接觸面，在另一個端面上，預置件具有由電極的端面和電極接頭的螺紋面中的一個面或者兩個面組成的接觸面。
迄今為止，在手工旋接連接時松動的危險只是通過附加費用而受到限制，部分受到煉鋼廠中事后安全措施的限制，與此相反，依據(jù)本發(fā)明的裝置在制造過程中就已經(jīng)合理地進行了集成。
在Piccardi公司(達爾米納(貝加莫)/意大利)名為“Nipplingstation”的旋接臺(1997年制造)上，將直徑分別為600mm的兩個石墨電極與相匹配的電極接頭旋接成一個電極束。其中使用由電極和已經(jīng)預先旋接在電極連接套內(nèi)的電極接頭組成的預置件。預置件和電極彼此旋接。當達到4000Nm的起動力矩時旋接過程結(jié)束。為了證明旋接接合的可靠性，隨后將連接重新打開，并測量松動力矩。
這種基本方法由A，B和C三種方案來實現(xiàn)方案A預置件和電極的接觸面不包括依據(jù)本發(fā)明的接觸面的定向結(jié)構(gòu)，而是作為定向系統(tǒng)(Referenzsystem)旋接。
方案B預置件和帶有依據(jù)本發(fā)明的與接觸面定向結(jié)構(gòu)反向定向的單個電極彼此旋接。選擇電極的端面作為接觸面。
方案C預置件和單個電極的接觸面具有潤滑層。潤滑層由FAG Kugelfischer公司(施魏因富特/德國)生產(chǎn)的型號為arcanol 12V的軸承潤滑脂構(gòu)成。選擇電極的端面和電極接頭的開放螺紋面作為接觸面。潤滑層的厚度為0.1mm。
附表給出的參數(shù)適用于直徑為600mm的電極和旋接時為4000Nm的起動力矩。

如上表所示的那樣，松動力矩取決于表面結(jié)構(gòu)的類型或表面處理的方式。在無特殊措施的接觸面上達到最低的松動力矩(方案A)。在帶有旋接部件接觸面反向結(jié)構(gòu)的端面上測量到很高的松動力矩。
雖然方案C比方案B的松動力矩更高，但是需要利用附加處理來實現(xiàn)。與此相反，在方案B中達到了無附加處理的有利的松動力矩。


下面借助附圖對本發(fā)明作進一步說明。其中圖1示出與電極1縱軸線平行的剖面，兩端帶有嵌入端面3內(nèi)的連接套，分別帶有圓柱形內(nèi)螺紋，以及帶有圓柱形螺紋的獨立電極接頭2縱側(cè)的視圖；圖2示出電極1縱側(cè)的視圖，帶有在端面3上形成的整體同軸電極接頭。在另一個端面上，示出帶有與縱軸線平行剖面的電極的側(cè)視圖。剖面在該位置上示出帶有錐形內(nèi)螺紋的連接套；圖3示出與預置件9縱軸線平行的剖面，它由帶有錐形連接套的電極1和帶有雙錐形螺紋5的電極接頭2組成；圖4示出帶有定向構(gòu)造的接觸面的電極1的端面3的立體圖；圖5示出定向構(gòu)造的電極端面3(接觸面)的放大模型圖。
按照圖1，應稱為電極1的接觸面電極1的端面3和同軸設置的電極連接套的螺紋面4。電極的連接套底部10不是接觸面。在獨立的電極接頭2中，電極接頭2的螺紋面5作為接觸面。電極接頭2的兩側(cè)端面6不是接觸面。
按照圖2，應稱為帶有整體電極接頭的電極1的接觸面電極1的端面3和整體同軸電極接頭的螺紋面7，以及在電極1的另一個端面上，電極的端面3和連接套的螺紋面4。
整體同軸電極接頭的外端面8不是具有潤滑層的接觸面。電極的連接套底部10不是接觸面。
按照圖3，應稱為預置件9的內(nèi)接觸面同軸設置的電極連接套的螺紋面4和獨立電極接頭2的螺紋面5。電極接頭2的端面6不是接觸面。
在旋入的電極接頭2的該面上應稱為預置件9的外接觸面獨立電極接頭2的螺紋面5以及電極1的端面3。
電極接頭2的端面6不是接觸面。
在沒有旋入的電極接頭的該面上應稱為預置件9的外接觸面電極1的端面3和同軸設置的電極連接套的螺紋面4。
電極的連接套底部10不是接觸面。
按照圖4，電極1在平面狀的端面3上具有定向構(gòu)造的接觸面。各不對稱鱗片狀的凸起部具有與右旋螺旋的緊固方向11相應的優(yōu)先定向。緊固方向11應這樣理解，即固定了圖4中示出的電極1和旋入其中的電極接頭。從上面旋上另一個沒有示出的電極。該電極在固定時在箭頭11的方向上轉(zhuǎn)動。該過程與煉鋼廠中的過程相應。圖4中區(qū)域V的表面結(jié)構(gòu)在圖5中放大示出。
圖5示出從圖4中電極1的接觸面3中局部放大的區(qū)域V。所示為定向構(gòu)造的電極端面的模型圖。
附圖標記列表1電極2獨立電極接頭3電極端面4電極連接套的螺紋面5電極接頭的螺紋面6電極接頭的端面7整體電極接頭的螺紋面8整體電極接頭的另一個端面9預置件10連接套底部11右旋螺紋的切線緊固方向；緊固方向基本上與定向構(gòu)造的接觸面的方向一致
權(quán)利要求
1.電極束的部件，電極束例如是帶有端面連接套和內(nèi)螺紋(4)的碳素電極(1)和/或分別連接兩個這種電極(1)的碳素電極接頭(2)，或者，帶有一個端面上的連接套和內(nèi)螺紋(4)而另一個端面上帶有整體電極接頭的碳素電極(1)，該部件用于將電極束裝入生產(chǎn)高熔點金屬的電弧爐中，其中，該部件具有理想設計的接觸面，所述接觸面帶有從該接觸面凸出出來的定向構(gòu)造的鱗片狀凸起部，其特征在于，定向構(gòu)造的鱗片狀凸起部在1-100微米的較小的高度范圍內(nèi)從理想設計的接觸面凸出出來；螺旋連接的鄰接接觸面具有0.1-80N/mm2范圍內(nèi)的壓緊力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極束部件，其特征在于，理想設計的接觸面為平面或者曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的電極束部件，其特征在于，定向構(gòu)造的接觸面上的鱗片狀凸起部為電極束部件特有的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一或多項所述的電極束部件，其特征在于，鱗片狀凸起部具有基本上不對稱的、不同陡升齒面的形狀，其中，鱗片狀凸起部的齒面在螺旋連接的緊固方向上基本上緩升，在螺旋連接的相反的松開方向上基本上陡升。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一或多項所述的電極束部件，其特征在于，鱗片狀凸起部的最高點被設計為尖端或者與電極束大多數(shù)圓柱形部件的縱軸線基本呈徑向定向的凸峰。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極束部件，其特征在于，緊固方向上所有鱗片狀凸起部的緩升分別設置在電極束部件的接觸面內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一或多項所述的電極束部件，其特征在于，鱗片狀凸起部統(tǒng)計地分布在各自的接觸面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一或多項所述的電極束部件，其特征在于，鱗片狀凸起部局部覆蓋各自的理想設計的接觸面或者以圖案的形式設置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一或多項所述的電極束部件，其特征在于，各自的接觸面每平方米接觸面包括至少100米鱗片狀凸起部的凸峰長度，最好每平方米接觸面包括300米鱗片狀凸起部的凸峰長度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一或多項所述的電極束鄰接部件，其特征在于，電極束兩個鄰接部件的定向構(gòu)造的接觸面的相同切線方向-螺旋連接的緊固方向或者松開方向-分別反向相對。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一或多項所述的電極束鄰接部件，其特征在于，電極束的兩個定向構(gòu)造的接觸面的相同切線方向反向相對的、在壓緊力處于0.1-80N/mm2范圍內(nèi)旋接的鄰接部件的松動力矩，比電極束的非定向構(gòu)造的接觸面的、在壓緊力處于0.1-8N/mm2范圍內(nèi)旋接的鄰接部件的松動力矩至少高20％。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極束鄰接部件，其特征在于，電極束的兩個定向構(gòu)造的接觸面的相同切線方向反向相對的、在壓緊力最好處于0.1-2N/mm2范圍內(nèi)旋接的鄰接部件的松動力矩，比電極束的非定向構(gòu)造的接觸面的、在壓緊力處于0.1-2N/mm2范圍內(nèi)旋接的鄰接部件的松動力矩至少高30％。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12之一或多項所述的電極束鄰接部件，其特征在于，碳素電極(1)和碳素電極接頭(2)組合成一個預置件(9)；預置件(9)的內(nèi)接觸面是定向構(gòu)造的或者非定向構(gòu)造的，其中，接觸面由電極連接套(4)和電極接頭(5)的螺紋面組成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的預置件(9)，其特征在于，預置件(9)具有對著下一個預置件(9)或者對著電極束的下一部分的一個定向構(gòu)造的接觸面或者多個定向構(gòu)造的接觸面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的預置件(9)，其特征在于，預置件(9)在一個端面上具有由電極(3)的端面和電極連接套(4)的螺紋面中的一個面或者兩個面組成的定向構(gòu)造的接觸面；預置件(9)在另一個端面上具有由電極(3)的端面和電極接頭(5)的螺紋面中的一個面或者兩個面組成的定向構(gòu)造的接觸面。
全文摘要
由碳和石墨構(gòu)成的電極束，由單個部件，例如電極和電極接頭共同旋轉(zhuǎn)而成。這些部件具有定向構(gòu)造的接觸面。這種接觸面結(jié)構(gòu)的作用是，電極束的部件在強力的、機械或者手工安裝的、并因此常常不充分的旋接之后，提高了防止松動的阻力，由此特別在手工旋接電極束的情況下達到更高的工作可靠性。
文檔編號H05B7/14GK1551684SQ200410006710
公開日2004年12月1日 申請日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者斯戴芬·鮑曼, 卡爾·維默爾, 斯戴芬 鮑曼, 維默爾 申請人:Sgl碳股份公司