DE2619220C2 - Vorrichtung zum Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche einer Elektrode - Google Patents

Vorrichtung zum Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche einer Elektrode

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche einer Elektrode, insb, einer Kohlenstoffelektrode, nach dem Oberbegriffdes Anspruchs \,
In Verschiedenen Anlagen zur Behandlung von geschmolzenem Metall werden massive öraphitelek·' troden verwendet, Um Wärme durch Zünden eines Lichtbogens zu erzeugen* Diese Elektroden werden während ihrer Verwendung beispielsweise durch Oxydation einem korrosiven Angriff unterworfen. Um die Abnutzung der Elektroden durch eine derartige Korrosion zu reduzieren, wurden verschiedene Vorschlage zum Schützen der Elektrode gemacht Diese umfassen die Anbringung einer Beschichtung wenigstens an einem Teil der Elektrode, der während ihrer Verwendung am meisten gegenüber einem korrosiven Angriff ausgesetzt ist.
So ist aus der DE-OS 23 41 019 eine Vorrichtung zum Behandeln von Graphitelektroden bekannt, bei der Streifen, Bleche, oder Bänder, die zur Ausbildung einer Schutzschicht auf der Elektrodenoberfläche dienen mit Hilfe von Rollen, die an einem Rahmen angeordnet sind,
la auf die Elektroden aufgerollt werden, wobei die Rollen entsprechend in Umfangsrichtung und so mit ihrer Drehachse in Längsrichtung der Elektroden angeordnet sind. Die mit einer solchen Vorrichtung erzielte Adhäsion zwischen der Elektrode und der aufgebrachten Beschichtung ist jedoch unzureichend und eine derartige Beschichtung kann die Elektrode nicht ausreichend schützen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein festes und sicheres Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche einer Elektrode und damit ein sicheres Haften der Beschichtung und einen zuverlässigen Schutz der Elektrode gegenüber korrosivem Angriff ermöglicht
Gelöst wird die Aufgabe durch die Ausbildung der Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Elektrode in einer festen Position gehalten, während eine Vielzahl von Formstücken zum Schutz der Elektrode im wesentlichen radial zur Hauptachse der Elektrode gegen diese bewegt und die Formstücke in Kontakt mit der Elektrode für eine ausreichende Zeit gepreßt werden, damit die Formstükke auf der Oberfläche der Elektrode anhaften.
Die die Elektroden schützenden feile können Platten sein, die als vorgeformte Formstücke ausgebildet sind und vorzugsweise aus einem Material bestehen, das unter Wärmeeinfluß bewirkt, daß die Platten an der Elektrode anhaften. Auf diese Weise kann eine Elektrode eines Lichtbogenofens noch im vom Ofen heißen Zustand behandelt werden. Die eingesetzten Schutzplatten für die Elektrode können beispielsweise ein Bindemittel, das einen Schmelzpunkt unterhalb von 10000C besitzt, und ein feuerfestes Füllmaterial
ίο aufweisen, wobei sich als Bindemittel insbesondere graphitbenetzende Materialien, eine Glasierung bildende Materialien oder Mischungen hiervon eignen. Geeignete Beschichtungsplatten sind beispielsweise in der DE-OS 23 13 995 beschrieben.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Merkmale der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Abstützeinrichtung für die Elektrode pneumatisch, hydraulisch oder durch andere geeignete Mittel vor- und zurückbewegt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert* Dabei zeigt
F1Ig, t eine Ausführungsform einer erfindungsgemä-Ben Vorrichtung,
Fig, 2 einen Schnitt längs der Linie I-I Von Fig. 1,
F ί gi 3 schematisch die Vorrichtung der F i g. 1 Und 2 in einer Arbeitsposition,
Fig.4 schematiscli eine andere in Arbeitsposition befindliche AusfOhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß den Fig. 1 und 2 weist die dargestellte Vorrichtung einen Eintritt 1 für eine zu behandelnde Kohlenstoffelektrode aus einem Lichtbogenofen auf. Derartige Elektroden besitzen im allgemeinen einen Durchmesser von 40 bis 80 cm, am meisten üblich ist ein Durchmesser von 50 bis 60 cm. Der Eintritt 1 führt zu einem HohlzyHnder 2, der einen Teil eines Rahmens 3 bildet. Der Rahmen 3 besitzt Laufrollen 4, um das Bewegen der Vorrichtung zu erleichtern.
Der Eintritt 1 ist nach außen erweitert, um das Einbringen der zu behandelnden Elektrode zu unterstützen. Ferner sind Rollen 5 (beispielsweise aus Graphit is und gewöhnlich in einer Zahl von wenigstens 4) um den Eintrittsmund angeordnet, um das Einbringen und Zentrieren der Elektrode zu unterstützen.
Eine Vielzahl von Graphitrollen 6 ist auf der Außenwand des Zylinders 2 mit Hilfe von Gabeln 7 montiert, wobei die Achsen der Rollen senkrecht zu der Ebene angeordnet sind, die durch ihre Mitteinunkte und die Achse der Elektrode gebildet wird. Jede Rolle erstreckt sich in den Zylinder 2 durch eine Öffnung 8 in der Zylinderwandung. Jede Gabel 7 ist an einer Zugfeder 9 an der Außenseite des Zylinders 2 derart befestigt, daß die Rollen 6 auf den Gabeln einwärts in den Zylinder (zu der gestrichelt angezeichneten Position in F i g. 1) gezogen werden, wobei vorzugsweise ein Zug während der Benutzung der Vorrichtung erzeugt wird, so daß eine Kraft von etwa 120N auf eine Elektrode durch jede Rolle ausgeübt wird.
Zur Vereinfachung der Darstellung sind lediglich drei Graphitrollen 6 dargestellt, jedoch kann die Vorrichtung weitere Graphitrollen aufweisen, die ähnlich befestigt sind, so daß im wesentlichen der gesamte Umfang der Elektrode erfaßt wird. Um dies sicher zu stellen, werden die Rollen rund um den Zylinder 2 in versetzter Anordnung derart vorgesehen, daß eine Überlappung an dein Rollenkanten stattfindet. Es wurde festgestellt, daß vierundzwanzig derartiger Graphitrollen zur Erzielung einer guten Gesamtberührung geeignet sind.
Der Rahmen 3 trägt ferner vier Schlitten 10. von denen jeder über eine drehbare Verbindung 11 auf dem Kolben eines pneumatischen ZylinHers 12 montiert ist. Die pneumatischen Zylinder 12 sind über nicht gezeigte Leitungen derart angeschlossen, daß nur ein sich gegenüber liegendes Kolbenpaar zur gleichen Zeit betätigbar ist Ober jeden Schlitten 10 ist ein flexibles Netz 13 aus nicht-rostendem Stahl gehängt, das dazu dient, eine Schutzschicht zu tragen, die auf die Elektrode aufgebracht werden soll. Falls gewünscht, kann jeder Schlitten von mehr als einem pneumatischen Zylinder getragen werden, was bevorzugt wird, wenn lange Streifen auf der Elektrode angebracht werden sollen. Ferner kann jedes Netz 13 Mittel zum In-Eingriff-bringen mit und Halten einer Schutzscheibe tragen, die in Form von einem oder mehreren Haken oder Clips ausgebildet sein können.
Bei der in Fig.3 dargestellten Anordnung wird eine Elektrode 14 für einen Lichtbogenofen über der Vorrichtung aufgehängt Und aufeinanderfolgend in dem erweiterten Eintritt 1 mit den einsteilenden und zentrierenden Rollen 5 und in dem Zylinder 2 mit den Graphitrollen 6, dta zum Eingriff mit der Elektrode vorgespannt sind, aufgenommen. Die Vorrichtung befindet sich auf einem Gerüst oder über einem Rahmen, wobei eine öffnung 15 zur Aufnahme der Elektrodenspitze vorgesehen ist.
Bei Benutzung der Vorrichtung werden die Schlitten 10 um die Verbindungen Il bezüglich des Rahmens 3 nach außen geschwenkt, so daß die Netze 13 (in der in F i g. 2 gestrichelt dargestellten Position) freigelegt sind. Ein vorgeformtes Formstück wird dann an jedem Netz 13 montiert und der Schlitten zurück in den Rahmen geschwenkt.
F i g. 2 zeigt gestrichelt die Position der Elektrode und des Aufnahmeteils, das zum Befestigen der Schutzplatte bereit ist, sowie schraffiert die Position der Schutzplatten vor der Anbringung.
Wie aus den schraffierten Teilen dieser Figur ersichtlich ist, sind die Formstücke gebogen, um dem Außenrand eines Teils der Elektrode, die beschichtet werden soll, zu entsprechen, wobei jedes Formstück derart bemessen wird, daß es etwa wenigstens 1A des Umfanges der Elektrode bedeckt und beispielsweise eine Grö3e von 800 mm χ 420 mm χ 10 mm besitzt. Jedes Formstück besteht vorz' £ iweise aus einer Mehrzahl von Schichten. Eine erste ScMcht sichert das Haften an der Elektrode, eine zweite feuerfeste Schicht ist vorgesehen, während eine dritte Schicht das Haften an der Vorrichtung verhindert Die zweite und die dritte Schiel·1 können miteinander vereinigt sein.
Die heiße Elektrode 14, die vorzugsweise noch aus dem Ofen heiß ist, wird (beispielsweise mittels eines Krans) durch die Vorrichtung, die über einer öffnung 15 angeordnet ist, abgesenkt. Die Elektrode wird derart angeordnet, daß der Teil, der beschichtet werden soll, sich zwischen den Schlitten 10 befindet. Die Formstücke auf einem sich gegenüberliegenden Schlittenpaar werden dann durch die pneumatischen Zylinder 12 gegen die Elektrode bewegt, deren Wärme bewirkt, daß das Formstückpaar an der Elektrode anhaftet. Die Zylinder können beispielsweise einen Durchmesser von 10 cm besitzen und mit einem Druck von 3 bis 10 bar betrieben werden, um einen Andruck von beispielsweise 20 kPa zu liefern. Die Flexibilität der Netzträger 13 für die Formstücke und die Drehung der Schlitten 10 um ihie Verbindungen 11 stellt eine gute Berührung der Formstücke mit den Elektroden selbst dann sicher, wenn die Elektrode nicht gleichmäßig ist.
Nach einer geeigneten Zeitdauer, die davon abhängt, wie heiß die Elektrode ist (beispielsweise 60 s für eine Elektrode, die 8000C heiß ist), wird das erste Schlittenpaar durch seine Zylinder 12 entfernt und das andere Paar vorgeschoben, so daß eine Beschichtung auf den übrigen Teil der Elektrodenoberfläche angebracht wird. Fall- gewünscht, kann eine bestimmte Überlappung der Formstücke vorhanden sein, um eine vollständige Beschichtung sicher zu stellen, wobei die Übi-^lir.ppung beispielsweise 4 mm betragen kann. Die Überlappung wird gegen das untere Ende der Elektrode aufgrund des abnehmenden Querschnitts, c'er während der Benutzung erzeugt wird, zunehmen.
Die Elektrode wird dann durch die Vorrichtung nach oben gezogen. Auf diese Weise wird die aufgebrachte Beschichtung durch die Graphitrollen 6 im Zylinder 2 gezogen. Diese Rollen werden einwärts gedruckt und pressen auf diese Weise die Beschichtung zusätzlich auf die Elektrode, wodurch sichergestellt wird, daß die Beschichtung gut haftet Da die Rollen 6 mittels Federn vorgespannt sind, können sie dazu verwendet werden, die Beschichtung auf Elektroden mit unterschiedlichem Durchmesser aufzupressen.
Die Konkavheit der Rollenoberflächen, die komple*
mentär zur Form der äußeren Oberfläche der Elektrode sind, stellt sicher, daß der Druck, der auf die Beschichtung durch die Rollen ausgeübt wird, im wesentlichen gleichmäßig ist. Nach dem Anhaften und Aufpressen ist die Beschichtung auf dem Äußeren der Elektrode natürlicherweise weniger dick als die ursprüngliche Dicke der Beschichtungsstücke, wobei beispielsweise Formstücke mit einer Dicke von 10 mm eine endgültige Beschichtungsdicke von etwa 4 mm ergeben.
Die oben beschriebene Verwendung betraf lediglich die Aufbringung eines einzigen Satzes von Formstükken, wobei es jedoch gewöhnlich notwendig ist, einen größeren Bereich der Elektrode zu beschichten, d. h. eine Vielzahl von Formstücksätzen aufzubringen. Dies wird zweckmäßigerweise durch Absenken der Elektrode durch die Vorrichtung vorgenommen, bis der oberste Teil der Elektrode, die beschichtet werden soll, sich zwischen den Schlitten 10 befindet. Dieser oberste Teil der Elektrode ist im allgemeinen auch der kühlste und daher ist es zweckmäßig, wenn dieser als erster beschichtet wird. Die Formstücke werden dann wie vorbeschrieben durch die Schlitten 10 aufgebracht und anschließend die Elektrode angehoben, so daß der nächste zu beschichtende Teil sich zwischen den Schlitten 10 befindet, wobei sich dieser Teil in der Zwischenzeit geringfügig abgekühlt haben wird. Dies bedeutet gleichzeitig, daß der beschichtete Teil zwischen den Rollen 6 hindurchläuft, um eine gute Haftung der Beschichtung sicherzustellen.
Die Schlitten 10 werden nach außen geschwenkt beladen und erneut nach innen geschwenkt, wonach die neuen Formstücke auf der Elektrode angebracht werden, die dann erneut angehoben wird, damit das nächste Anbringen von Formstücken stattfinden kann. Dies wird fortgeführt, bis der gesamte gewünschte Bereich beschichtet ist. Um eine vollständige Beschichtung sicherzustellen, kann wiederum eine Überlappung der jeweils aufgebrachten Formstücke stattfinden.
Fig.4 zeigt eine Ausführungsform, mit der eine Elektrode beispielsweise während des Chargierens des zugehörigen Ofens beschichtet werden kann, um einen minimalen Zeitverlust durch die Beschichtung sicherzustellen.
Zum Chargieren eines Lichtbogenofens werden im allgemeinen die Elektroden an ihrer Klemme und der Ofendeckel zusammen von dem Ofen weggeschwenkt, damit dieser zum Chargieren geöffnet ist. In F i g. 4 sind Teile, die denjenigen der F i g. 1 bis 3 entsprechen, mit gleichen Bezugsziffern versehen.
In Fig.4 sind die Elektrode 14 zusammen mit ihrer Klemme 16 und der Ofendeckel 17 gezeigt.
Die Beschickungsvorrichtung umfaßt einen Hauptrahmen 18 mit einer isolierenden Beschichtung 19, in der eine Öffnung 26 zur Aufnahme der zu beschichtenden Elektrode vorgesehen ist. Im Rahmen 18 ist ein Zylinder 2 angeordnet, der eine Reihe von Graphitrollen 6 aufweisli die in der vorgenannten Weise nach innen federvorgespannt sind. Unterhalb des Zylinders 2 sind vier pneumatisch anlreibbare Schlitten 10, wie vorbeschrieben, angeordnet, wobei jeder Schlitten mit einem Netz 13 aus nicht-rostendem Stahl versehen ist, das um den Schlitten herum angeordnet ist, um ein aufzubringendes Formstück zu tragen. Am unleren Teil der
Is Vorrichtung befindet sich ein Tragstück 20 auf einem pneumatischen Zylinder. Die gesamte Vorrichtung ist auf einer schwenk- oder drehbaren Einrichtung 21 montiert, so daß sie in die notwendige Position gebracht werden kann. Während des Betriebs werden die Elektrode 14, die Klemme 16 und der Ofendeckel 17 beispielsweise durch einen Kran vom Ofen weggeschwenkt und die Elektrode durch die Öffnung 26 in die Vorrichtung abgesenkt. Die isolierende Abdeckung 19 schützt die Vorrichtung vor unerwünscht hoher Hitzebeaufschlagung durch den Ofendeckel 17.
Die Elektrode 14 wird auf das Tragstück 20 abgesenkt, das ihr Gewicht aufnehmen kann, wodurch der Kran für einen anderen Verwendungszweck frei wird.
Die Beschichtung wird dann in der vorgenannten Weise aufgebracht. Die Formstücke werden in den Schlitten 10 angeordnet, die dann gegen die Elektrode geführt werden, wo sie aufgrund der Elektrodenwärme anhaften. Die Elektrode wird dann mittels des Zylinders bei 20 agehoben, so daß die aufgebrachte Beschichtung ferner durch die Rollen 6 auf die Elektrode gepreßt werden, wonach eine weitere Beschichtung angebracht werden kann.
Falls gewünscht können der Zylinder 2 und die
■to zugeordneten Rollen 6 auch unterhalb der Schlitten 10 angeordnet werden. Bei einer derartigen Konstruktion würde die Beschichtung im untersten Bereich der Elektrode beginnen. Dieser unterste Bereich würde durch die Schlitten 10 beschichtet und die Elektrode zur Aufbringung der nächsten Beschichtung oberhalb der ersten abgesenkt Der abgesenkte beschichtete Bereich wird dann weiterhin auf die Elektrode zur Erzielung einer guten Adhäsion durch die Rollen 6 zusammengepreßt, die sich in diesem Fall unterhalb der Schlitten befinden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche einer Elektrode für einen Lichtbogenofen mit einem Rahmen zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Elektrode, einer Einrichtung zum Aufbringen von Platten auf die Elektrodenoberfläche und einer Vielzahl von Rollen, die gegen die Elektrodenoberfläche zum Aufwalzen der Platten vorgespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufbringen eine Mehrzahl von Schlitten (10) aufweist, die jeweils in einer Richtung radial zur Hauptachse der Elektrode (14) hin- und herbewegbar sind, wobei jeder Schlitten (10) eine Einrichtung (13) zur Aufnahme einer Platte auf einer zur Elektrode (14) gerichteten Fläche aufweist, daß Mittel (12) zum Drücken jedes Schlittens (10) in Richtung auf die Elektrode (i4) vorgesehen sind und daß jede Rolle (6) um eine Achse senkrecht zu der Ebene, die durch den MitteSpankt der Rolle (6) und die Längsachse der Elektrode (14) gebildet wird, zum Aufwalzen der Platten drehbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier Schlitten (10) vorhanden sind, von denen zwei gleichzeitig von gegenüberliegenden Seiten bezüglich der Elektrode (14) beweglich sind, um die Platten au der Elektrode (14) in Anlage zu bringen, während die beiden anderen Schlitten (10) nachfolgend zur Ausübung eines zweiten Andrückvorgangs beweglich sind, um zwei weitere Platten anzubringen, wobei die beiden Andrückvorgänge in senkrecht zueinander befind!'-hen Richtungen vornehmbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspru· Ί 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitten (10) innerhalb des Rahmens (3) mit Abstand von der Vielzahl von Rollen (6) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitten (10) ein Ptar von Armen aufweist, die beim Gebrauch der Vorrichtung parallel zur Achse einer Elektrode (14) im Rahmen (3) angeordnet sind und eine fiexibie Trägerschicht (13) aufweist, die zwischen den Armen befestigt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitten (10) schwenkbar mit den Mitteln (12) zum radialen Bewegen der Schlitten (10) in dem Rahmen (3) verbunden ist, so daß der Schlitten (10) sich zum Anpassen an die Elektrode (14) einstellen kann.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine bewegbare Einrichtung (20) aufweist, von der die Elektrode (14) tragbar und anhebbar ist, wenn sie in dem Rahmen (18) angeordnet ist.
DE2619220A 1975-05-01 1976-04-30 Vorrichtung zum Aufbringen einer Schutzschicht auf die Oberfläche einer Elektrode Expired DE2619220C2 (de)

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