DE1021678B

DE1021678B - Metallisierte Nippel fuer Kohleelektroden und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1021678B
Application number: DEM25461A
Authority: DE
Inventors: Georg Weindel
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1954-12-13
Filing date: 1954-12-13
Publication date: 1957-12-27
Also published as: GB783146A; SE161652C1; US2837447A

Description

DEUTSCHES

Zur Herstellung eines der Stromleitung dienenden Metallmantels auf ungeglühte Kohleelektroden, die in dem Ofen gebrannt werden, in dem sie angewandt werden, ist es bekannt, den Metallmantel durch Metallspritzverfahren aufzutragen.. Es ist ferner bekannt, die in an sich bekannter Weise aus mit Metallmantel versehenen ungeglühten. Teilelektroden durch gegenseitig schraubenförmige Nippelverbindungen zusammengesetzten Elektroden durch einen, Spritzmetallgürtel zu verbinden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden — ohne daß dieser Vorschlag zum Stande der Technik gehört —, die schraubenförmigen Nippelverbindungen mit "Kupfer durch Flammspritzen zu überziehen.

Es wurde nun gefunden, daß es bei der Spritzmetallierung der schraubenförmigen Nippelverbindungen für Kohleelektroden wesentlich darauf ankommt, die Schraubenverbindung mechanisch dauernd fest zu gestalten, um einen ungehinderten Stromübergang zu erreichen, und daß demgegenüber die elektrische Leitfähigkeit des zum Flammspritzen verwendeten Metalls eine gänzlich untergeordnete Rolle spielt. Wesentlich nach der der Erfindung zugrunde liegenden Kenntnis ist also die Erzielung einer guten mechanischen Anpressung und Verklammerung der Gewindeflächen, gegeneinander, ohne daß es darauf ankommt, welche Metalle oder Metallegierungen für das Auftragen der flammgespritzten Schicht auf die Gewindegänge verwendet werden.

Nach der Erfindung wird die mechanisch dauernd gute Verbindung der spritzmetallisierten Nippel mit den Kohleelektroden dadurch erreicht, daß die aufgespritzte Metallschicht in gleichmäßiger Stärke von höchstens 50 Mikron (¹Z₀₀ mm) und darunter, vorteilhaft 30 Mikron, aufgespritzt wird. Außer diesem Verfahren ist der derart spritzmetallisierte Nippel selbst Gegenstand der Erfindung.

Wie eingehende· Untersuchungen gezeigt haben, ist bei dieser Schichtstärke die Gewähr gegeben, daß die Nippelverbindungen, durch die von. der Wechselstromfrequenz herrührenden Schwingungen nicht mit der Zeit gelockert werden. Das ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die erfindungsgemäße Schichtstärke der angewendeten Metallspritzschicht beim Verschrauben von Nippel und Elektrode infolge der gegebenen Rauhigkeit der aus Kohle bestehenden Gewindeoberfläche¹ durchbrochen wird bzw. die gegebene Rauhigkeit nicht durch die aufgespritzte dünne Metallschicht wesentlich aufgehoben wird. Während man also· bisher glaubte, die Metallschicht, insbesondere eine Kupferschicht, so^; stark auftragen zu müssen, daß die natürliche Rauhigkeit der Gewindeoberfläche des Nippels, die in, der Größenordnung von 50 bis 100 Mikron liegt, unbedingt beseitigt werden Metallisierte Nippel für Kohleelektroden und Verfahren zu deren Herstellung

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Georg Weindel, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

müßte, damit eine elektrisch gut leitende Verbindung zwischen. Nippel und Kohleelektrode eintritt, wird bei der Schichtstärke nach der Erfindung auf diese Beseitigung der Rauhigkeit bewußt verzichtet und im wesentlichen diese Rauhigkeit nach der Spritzmetallisierung der Gewindeoberfläche beibehalten, so daß beim Verschrauben hervorstehende Kohleteilchen der Oberfläche in die Metallschicht eingedrückt werden und soi gewissermaßen ein. körniges bzw. durchlöchertes Gefüge in der dünnen Metallspritzschicht entsteht, welches eine ständige innige Verklammerung der Gewindeoberflächen bewirkt.

Da. nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis die elektrische Leitfähigkeit der Metallspritzschicht für den, gesamten elektrischen Widerstand der Nippelverbindung überhaupt keine Rolle spielt, sondern deren Größe nur durch die gute mechanische Verklammerung bedingt wird, können nicht nur Kupfer, sondern auch schlechter leitende Werkstoffe, wie Aluminium und insbesondere Stahl, als Metallspritzschicht verwendet werden, insbesondere in den Fällen, wo Kupfer grundsätzlich störend wirken würde, wenn es beim Abbrennen der Elektroden in das Metallbad gelangen würde.

Die erfindungsgemäße dünne Spritzmetallschicht von 50 Mikron und darunter läßt sich mit den üblichen Metallspritzpistolen insofern nur unvollkommen herstellen, als bei der hohen bekannten Leistung dieser Pistolen mit einem Drahtvorschub von 2 bis 3 m in der Minute die Geschwindigkeit, mit der die Gewindeoberflächen an der Spritzpistole vorbeigeführt werden

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müssen, zu groß ausfällt, um eine gleichmäßige dünne Schicht von der gekennzeichneten Größenordnung flammspritzen zu können. Es wird deshalb nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, eine bekannte Metallspritzpistole zu verwenden, die bei 2 mm Drahtdurchmesser mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 30ⁱ cm in der Minute arbeitet und die anstatt Sauerstoff atmosphärische Luft für die Verbrennung des Brenngases, vorzugsweise Propan, verwendet. Diese Pistole arbeitet mit einem Luft-Brenngas-Gemisch, welches in einer Verbrennungskammer ohne Anwendung zusätzlicher Preßluft für die Spritzstrahlbeschleunigung den Spritzstrahl durch die Kraft der expandierenden Gase aus der \^rerbrennungskammer herausschleudert und dadurch besonders oxydfreie Metallschichten zu spritzen gestattet. Durch die Verwendung der brennenden Abgase aus der Brennkammer der Pistole für das Zerstäuben des geschmolzenen Drahtes ist es besonders leicht, den Korndurchmesser der aus der Pistole austretenden Metallteilchen unter 0,05 mm (50 Mikron) zu halten, so· daß ohne Anwendung großer Geschwindigkeiten der an der Spritzpistole vorbeibewegten Gewindeoberflächen (also langsamer Umdrehung der Nippel) eine dünne Spritzmetallschicht nach der Erfindung hergestellt werden; kann.

Als günstige Umdrehungszahlen für die Nippel haben sich 60 Umdrehungen in der Minute bei Nippeln von 250 mm Durchmesser und 40 Umdrehungen, in der Minute bei Nippeln von 400 mm Durchmesser erwiesen. Dies entspricht Geschwindigkeiten der abgewickelten Fläche von etwa 30 bis 50 m in der Minute.

Claims

Patentansprüche:

1. Im Flammspritzverfahren metallisierte Nippel für Kohle- (Graphit-) Elektroden für elektrische Lichtbogenofen, gekennzeichnet durch eine auf der Gewindeoberfläche des Nippels 0,05 mm und weniger starke Metallspritzschicht.

2. Verfahren zur Herstellung von Nippeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünner Metalldraht (ζ. Β. λόιι 2 mm Durchmesser) mit geringer Vorschubgeschwindigkeit verspritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Metallspritzen eine Metallspritzpistole verwendet wird, die mit atmosphärischer Luft und Brenngas (vorzugsweise Propan) als Verbrennungsmedien betrieten wird.

4. Verfahren zur Herstellung von Nippeln nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zu bespritzende Gewindefläche mit einer Geschwindigkeit von 30 Ins 50 m in der Minute an dem Metallspritzstrahl vorbeibewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall Kupfer, Aluminium oder Stahl verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Hans Reininger, »Gespritzte Metallüberzüge«, 1952, S. 57.