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WO2008017632A1 - Hochstromelektrode - Google Patents

Hochstromelektrode Download PDF

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Publication number
WO2008017632A1
WO2008017632A1 PCT/EP2007/058028 EP2007058028W WO2008017632A1 WO 2008017632 A1 WO2008017632 A1 WO 2008017632A1 EP 2007058028 W EP2007058028 W EP 2007058028W WO 2008017632 A1 WO2008017632 A1 WO 2008017632A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
coating
particles
electrodes
hard material
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/058028
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arno DÖBBELER
Thomas Matschullat
Thomas SÖNTGEN
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2008017632A1 publication Critical patent/WO2008017632A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/12—Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/06—Electrodes
    • H05B7/08—Electrodes non-consumable
    • H05B7/085—Electrodes non-consumable mainly consisting of carbon

Definitions

  • the invention relates to a high-current electrode in particular for an electric arc furnace with a base body and a coating applied thereto.
  • three electrodes are powered by a three-phase furnace transformer that delivers currents up to 100 kA at voltages up to about 2,000 volts.
  • High-current electrodes are therefore understood to be electrodes in particular for such an application, in which the electrodes are supplied with currents in the at least two-digit kA range and in particular with currents up to more than 100 kA.
  • the electrodes are exposed to extreme electrical, thermal and chemical stresses. Due to the high power input, the electrodes consume gradually. In order to maintain a stable arc, the electrodes are moved in and out in a regulated manner, ie the distance between the melt and the electrodes is regulated. In the case of unfavorable drive situations come to a demolition of the arc and / or a short-term immersion of the electrode in the molten metal ⁇ .
  • the invention has for its object to provide an electrode with a long life and low burn-off.
  • the object is according to the invention by a high ⁇ current electrode, in particular for an electric arc furnace with egg ⁇ nem basic body and a coating thereon, which comprises a conductive matrix and is embedded hard material ⁇ particles and in particular from this matrix with a ⁇ mounted hard materials composed.
  • the basic body consists here in ⁇ preferably carbon / graphite, so that the base ⁇ body is substantially formed by A commercially available, uncoated graphite electrode.
  • the additional coating which acts like a protective layer, the actual electrode bil ⁇ Dende base body before the high loads is protected, so that the lifetime of the entire electrode as compared to conventional, simple graphite electrode, is significantly increased. It has surprisingly been found that the A ⁇ binding of hard material particles in a conductive matrix, the Lifespan of an electrode significantly increased.
  • the matrix here is clearly duk ⁇ tiler compared to the hard material particles, is therefore a relatively soft, especially me ⁇ on-metal material. This preferably has a Vickers hardness of at most about 180 to 230 HV o i.
  • the embedded hard material particles have a significantly higher hardness, for example, they have a toughness and surface hardness increased by more than a factor of 2 than the material of the matrix.
  • the coating has a sufficiently good electrical conductivity ⁇ ness, so that further high current flow over the E- is lektrode possible without resistor by an increased Wi additional thermal in the coating Loads occur.
  • CNT particles Carbon Nano Tubes
  • the carbon nanotubes are carbon nanotubes whose
  • Diameter is typically less than 100 nm to we ⁇ Nigen nm.
  • the walls of these tubular structures best ⁇ hen of carbon.
  • the CNT particles consist of a multiplicity of such carbon nanotubes.
  • the particular advantage of using CNT particles as hard Parti ⁇ kel is their very good electrical conductivity, high thermal conductivity and ih ⁇ rer in mechanical Wi ⁇ derstands melt. Due to the good electrical Leitfä ⁇ ability paired with the thermal conductivity, they have a very high current carrying capacity.
  • hard particles may also be diamond particles, boron carbide particles, tungsten or tungsten carbide particles. These hard particles all lead to a significant improvement in the particular mechanical resistance of the coating.
  • the CNT particles are preferred because of their superior Properties, in particular their very good electrical conductivity used.
  • the proportion of the hard particles on the Be ⁇ coating is preferably in the range between about 10 and 40 vol.%.
  • the hard material particles preferably have a size in the micrometer range, in particular from a few microns to
  • hard particles in addition or exclusively in the nanoscale range, for example in the range from 10 to a few 100 nm.
  • the electrically conductive matrix here preferably consists of copper or a copper alloy.
  • the combination of copper or copper alloy with the hard material particles allows a coating with very good properties for the intended application.
  • this pair consisting of copper and CNT particles to a very high elekt ⁇ generic as well as thermal conductivity.
  • the coating provides effective protection against other stresses, so that overall the burning behavior and the wear of the electrode compared to conventional Gra ⁇ phitelektroden is significantly improved.
  • the coating has a thickness of about up to a few mm, for example in the range between 1 and 3 mm.
  • the layer thickness is based on the properties of the coating. , This example very good electrical ⁇ specific properties, it may as planned, be formed in the MII limeter area. Is a coating with a slightly lower electrical conductivity is selected, it is advantageous to keep the coating as thin as possible and at ⁇ play in the micrometer range (for example up to 50 ⁇ m) so as not to hinder the flow of current and not to increase the temperature load due to the increased resistance. Conversely, it is also possible to increase the layer thickness in the Ver ⁇ application of a coating with very good electrical and thermal conductivity and to apply, for example, a thickness of up to 10 mm.
  • Such thick layers are in this case preferably applied with egg ⁇ nem spraying method, for example with a so-called cold gas spraying or a thermal spray processes such as flame spraying.
  • a so-called cold gas spraying or a thermal spray processes such as flame spraying.
  • the coating is applied electrolytically in a preferred embodiment. Both methods result in a good connection of the coating to the main body, so that chipping is prevented, even under extreme loads.
  • FIG 1 is a fragmentary view of an arc ⁇ furnace in a side view
  • FIG 2 is a cross-sectional view of an electrode for
  • a greatly simplified illustrated in Figure 1 electric arc furnace has a furnace vessel 2, which is usually closed with a cover not shown here, through the graphite electrode strands 4 vertically in the direction of shown double arrow can be moved in and out.
  • Steel scrap is introduced as a melt 3 for Aufschmel ⁇ zen.
  • To melt the electrode ⁇ strands 4 are guided close to the surface of the steel scrap and it is ignited an arc.
  • the electrode ⁇ strands 4 are moved in their respective regulated height.
  • the required for maintaining the arc electric power is provided via a so-called furnace Trans ⁇ formator. 6
  • three electric ⁇ strands 4 are provided, which are each connected to a phase on the secondary side of the furnace transformer 6.
  • the electrodes 4 are in this case connected via a high current system to the secondary side of the furnace transformer 6.
  • At secondary terminals 8 go via flexible connector 7 to ⁇ closed high-voltage pipes or rails 9 from flexible and in particular water-cooled high-current cables 10, which are ⁇ each case at one end of a Elektrodentragarms 12 electrically connected thereto.
  • the electrode support arms 12 are vertically movable in the direction of the double arrow with the aid of an electrode mast 14 designed as a lifting column.
  • the electrode support arms 12 extend over the furnace vessel 2 and, with the help of clamp-like electrode holders each one of the electrode assemblies 4.
  • the electrode assemblies 4 are in this case roughly at the vertices of an equilateral triangle on ⁇ sorted.
  • the electrode strands each consist of several electrodes 16.
  • such an electrode is exemplary Darge 16 provides ⁇ .
  • the electrode 16 is in the embodiment of a solid, consisting of solid graphite base body 18 and a coating 20 mounted thereon. At the two end sides of the base body 18, this has a central and approximately circular depression on the Zy ⁇ linderwand a Thread is incorporated.
  • This recording the Usually referred to as box 22, serves to receive a so-called nipple 24, which is designed according to the type ei ⁇ Nes threaded bolt. Via the nipple 24, two electrodes 16 are connected to each other in the longitudinal direction to form an electrode strand 4, consisting of a plurality of electrodes 16.
  • the coating 20 extends vollumfhack ⁇ Lich to the base body 18 around and is provided in the region of the box 22 and in the region of the end sides where adjacent electrodes 16 abut.
  • the coating entwe ⁇ in the region of the box 22 and / or in end-face Be ⁇ rich omit to here be- direct contact to see the faces of the base body 18 of two adjacent electrodes 16 to reach or to to ensure a direct engagement of the thread of the nipple 24 with the thread of the box 22.
  • the coating 20 is preferably made of a Kupfermat ⁇ rix 26 having embedded therein particles of hard material 28.
  • the hard material particles 28 are in this case designed in particular as so genann ⁇ th CNT particles each having a particle size in the range of a few microns, for example up to a maximum of 50 .mu.m, exhibit.
  • Under copper matrix 26 also ei ⁇ ne matrix is understood from a copper alloy.
  • the proportion of the hard particles 28 is, for example, in the range Zvi ⁇ 's 10 and 40 vol.%, Based on the coating 20.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

Um bei einer Elektrode (16) für einen Lichtbogenofen ein verbessertes Abbrandverhalten zu ermöglichen, ist vorgesehen, einen Grundkörper (18) der Elektrode (16) mit einer Beschichtung (20) zu versehen, die eine leitfähige Matrix (26) mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln (28) aufweist. Als Hartstoffpartikel (28) werden hierbei bevorzugt CNT-Partikel eingesetzt.

Description

Hochstromelektrode
Die Erfindung betrifft eine Hochstromelektrode insbesondere für einen Lichtbogenofen mit einem Grundkörper und einer darauf aufgebrachten Beschichtung.
In einem so genannten Lichtbogenofen, auch als Elektrolicht- bogenofen bezeichnet, wird Stahlschrott verschiedener Quali¬ tät eingeschmolzen. Hierzu wird mit Hilfe von Elektroden ein Lichtbogen zwischen den Elektroden und dem Stahlschrott gezündet und auf diese Weise die für das Aufschmelzen des Stahlschrotts notwendige thermische Energie erzeugt. Aufgrund der eingebrachten thermischen Energie bildet sich in dem so genannten Ofengefäß, in dem der Stahlschrott eingebracht ist, flüssiger Stahl sowie flüssige Schlacke aus. Ein derartiger Lichtbogenofen ist beispielsweise aus der DE 38 14 261 Al zu entnehmen .
Um die für das Aufschmelzen erforderliche thermische Energie einbringen zu können, ist eine hohe elektrische Energie er¬ forderlich. Typischerweise werden drei Elektroden von einem dreiphasigen Ofentransformator gespeist, der Ströme bis zu 100 kA bei Spannungen bis etwa 2.000 Volt liefert. Unter
Hochstromelektrode werden daher Elektroden insbesondere für eine derartigen Anwendung verstanden, bei der die Elektroden mit Strömen im zumindest zweistelligen kA-Bereich und insbesondere mit Strömen bis hin zu über 100 kA beaufschlagt wer- den.
Beim Betrieb des Lichtbogenofens sind die Elektroden extremen elektrischen, thermischen aber auch chemischen Belastungen ausgesetzt. Durch den hohen Leistungseintrag verbrauchen sich die Elektroden allmählich. Um einen stabilen Lichtbogen aufrecht zu erhalten werden die Elektroden geregelt ein- und ausgefahren, d.h. der Abstand zwischen der Schmelze und den Elektroden wird geregelt. Hierbei kann es bei ungünstigen Be- triebssituationen zu einem Abriss des Lichtbogens und/oder zu einem kurzfristigen Eintauchen der Elektrode in die Metall¬ schmelze kommen.
Mehrere Elektroden sind üblicherweise zu einem so genannten Elektrodenstrang zusammengefügt, wobei die einzelnen Elektro¬ den untereinander mechanisch mit so genannten Schachteln und Nippeln verbunden sind. Dadurch ist es möglich, kontinuier¬ lich den Lichtbogenofen über eine längere Zeit zu betreiben und am Elektrodenstrang sukzessive von hinten weitere frische Elektroden anzubringen. Da der Elektrodenverbrauch einen nicht unerheblichen Anteil der Betriebskosten ausmacht, be¬ steht das Bestreben, die Elektroden möglichst langlebig aus¬ zubilden. Aus der DE 33 15 975 Al ist hierzu beispielsweise vorgesehen, eine Elektrode mit einer Schutzschicht aus sili¬ katischen Anstrichstoffen zu versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode mit einer hohen Lebensdauer und einem geringen Abbrandverhalten anzugeben.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Hoch¬ stromelektrode insbesondere für einen Lichtbogenofen mit ei¬ nem Grundkörper und einer darauf angebrachten Beschichtung, die eine leitfähige Matrix und darin eingelagerte Hartstoff¬ partikel aufweist und insbesondere aus dieser Matrix mit ein¬ gelagerten Hartstoffen besteht. Der Grundkörper besteht hier¬ bei vorzugsweise aus Kohlenstoff/Graphit, so dass der Grund¬ körper im Wesentlichen gebildet ist durch eine handelsübli- che, unbeschichtete Graphit-Elektrode.
Durch die zusätzliche Beschichtung, die nach Art einer Schutzschicht wirkt, wird der die eigentliche Elektrode bil¬ dende Grundkörper vor den hohen Belastungen geschützt, so dass die Lebenszeit der gesamten Elektrode im Vergleich zu herkömmlichen, einfachen Graphitelektroden, deutlich erhöht ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die Ein¬ bindung von Hartstoffpartikeln in eine leitfähige Matrix die Lebensdauer einer Elektrode deutlich erhöht. Die Matrix ist hierbei im Vergleich zu den Hartstoffpartikeln deutlich duk¬ tiler, ist also ein vergleichsweise weicher, insbesondere me¬ tallischer Werkstoff. Dieser weist bevorzugt eine Vickers- Härte von maximal etwa 180 bis 230 HVoi auf. Die Härtebestim¬ mung nach Vickers ist der Norm DIN EN ISO 6507 zu entnehmen. Die eingelagerten Hartstoffpartikel weisen demgegenüber eine deutlich höhere Härte auf, beispielsweise weisen sie eine um mehr als den Faktor 2 erhöhte Zähigkeit und Oberflächenhärte als der Werkstoff der Matrix. Durch die Verwendung einer leitfähigen insbesondere metallischen Matrix weist die Be- schichtung zudem eine ausreichend gute elektrische Leitfähig¬ keit auf, so dass weiterhin ein hoher Stromfluss über die E- lektrode ermöglicht ist, ohne dass durch einen erhöhten Wi- derstand in der Beschichtung zusätzliche thermische Belastungen auftreten.
Zweckdienlicherweise werden als Hartstoffpartikel hierbei so genannte CNT-Partikel (CNT : Carbon Nano Tubes) herangezogen. Die Carbon-Nano-Tubes sind Kohlenstoffnanoröhrchen, deren
Durchmesser typischerweise kleiner als 100 nm bis hin zu we¬ nigen nm ist. Die Wände dieser röhrenförmigen Gebilde beste¬ hen aus Kohlenstoff. Die CNT-Partikel bestehen aus einer Vielzahl derartiger Kohlenstoffnanoröhrchen . Der besondere Vorteil der Verwendung von CNT-Partikeln als Hartstoffparti¬ kel liegt in deren sehr guten elektrischen Leitfähigkeit, ih¬ rer hohen Wärmeleitfähigkeit sowie in ihrer mechanischen Wi¬ derstandsfähigkeit. Aufgrund der guten elektrischen Leitfä¬ higkeit gepaart mit der Wärmeleitfähigkeit weisen sie eine sehr hohe Strombelastbarkeit auf.
Anstelle der CNT-Partikel können als Hartstoffpartikel auch Diamantpartikel, Borcarbidpartikel, Wolfram- oder Wolfram- carbidpartikel eingesetzt werden. Diese Hartstoffpartikel führen alle zu einer deutlichen Verbesserung der insbesondere mechanischen Widerstandsfähigkeit der Beschichtung. Bevorzugt werden jedoch die CNT-Partikel aufgrund ihrer überragenden Eigenschaften, insbesondere ihrer sehr guten elektrischen Leitfähigkeit, eingesetzt.
Um eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit der Beschichtung zu erzielen, liegt der Anteil der Hartstoffpartikel an der Be¬ schichtung vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 10 und 40 Vol.%.
Weiterhin weisen die Hartstoffpartikel vorzugsweise eine Grö- ße im Mikrometerbereich, insbesondere von wenigen μm bis
50 μm auf. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, Hart- stoffpartikel ergänzend oder ausschließlich im nanoskaligen Bereich, beispielsweise im Bereich von 10 bis wenigen 100 nm einzusetzen .
Die elektrisch leitfähige Matrix besteht hierbei vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Kombination von Kupfer bzw. Kupferlegierung mit den Hartstoffpartikeln erlaubt eine Beschichtung mit für den geplanten Anwendungsfall sehr guten Eigenschaften. Insbesondere weist diese Paarung bestehend aus Kupfer und CNT-Partikeln eine sehr hohe elekt¬ rische sowie thermische Leitfähigkeit auf. Darüber hinaus bietet die Beschichtung einen effektiven Schutz gegenüber den sonstigen Belastungen, so dass insgesamt das Abbrandverhalten und der Verschleiß der Elektrode gegenüber herkömmlichen Gra¬ phitelektroden deutlich verbessert ist.
Um dieses verbesserte Abbrandverhalten zu erreichen ist wei¬ terhin in einer zweckdienlichen Ausgestaltung vorgesehen, dass die Beschichtung eine Dicke von etwa bis zu wenigen mm, beispielsweise im Bereich zwischen 1 und 3 mm aufweist. Die Schichtdicke orientiert sich hierbei an den Eigenschaften der Beschichtung. Weist diese beispielsweise sehr gute elektri¬ sche Eigenschaften auf, so kann sie wie vorgesehen, im MiI- limeter-Bereich ausgebildet sein. Wird eine Beschichtung mit etwas geringerer elektrischer Leitfähigkeit gewählt, so ist es von Vorteil, die Beschichtung möglichst dünn und bei¬ spielsweise im Mikrometer-Bereich zu halten (beispielsweise bis 50 μm) , um den Stromfluss nicht zu behindern und nicht aufgrund des erhöhten Widerstands die Temperaturbelastung zu erhöhen. Umgekehrt besteht auch die Möglichkeit, bei der Ver¬ wendung einer Beschichtung mit sehr guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit die Schichtdicke zu erhöhen und beispielsweise eine Dicke von bis zu 10 mm aufzutragen.
Derartige dicke Schichten werden hierbei vorzugsweise mit ei¬ nem Spritzverfahren, beispielsweise mit einem so genannten Kaltgasspritzen oder einem thermischen Spritzverfahren, wie beispielsweise das Flammspritzen, aufgebracht. Hierdurch sind nahezu beliebige Schichtdicken erzielbar, insbesondere wenn der Grundkörper mehrfach überstrichen wird.
Alternativ zu der Ausbildung der Beschichtung mit Hilfe eines Spritzverfahrens wird in einer bevorzugten Ausgestaltung die Beschichtung elektrolytisch aufgebracht. Mit beiden Verfahren ergibt sich eine gute Anbindung der Beschichtung an den Grundkörper, so dass ein Abplatzen auch bei den extremen Be- lastungen verhindert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden an¬ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:
FIG 1 eine ausschnittsweise Darstellung eines Lichtbogen¬ ofens in einer Seitendarstellung, FIG 2 eine Querschnittsdarstellung einer Elektrode zum
Aufbau eines Elektrodenstrangs für einen Lichtbo- genofen.
In den Figuren sind die gleichen Teile mit den gleichen Be¬ zugszeichen versehen.
Ein in FIG 1 stark vereinfacht dargestellter Lichtbogenofen weist ein Ofengefäß 2 auf, welches üblicherweise mit einem hier nicht näher dargestellten Deckel verschließbar ist, durch den Graphitelektrodenstränge 4 vertikal in Richtung des dargestellten Doppelpfeils ein- und ausfahrbar sind. In das Ofengefäß 2 wird Stahlschrott als Schmelzgut 3 zum Aufschmel¬ zen eingebracht. Zum Aufschmelzen werden die Elektroden¬ stränge 4 bis nahe zur Oberfläche des Stahlschrotts geführt und es wird ein Lichtbogen gezündet. Um ein stabiles Brennen des Lichtbogens zu gewährleisten, werden die Elektroden¬ stränge 4 in ihrer Höhe jeweils geregelt verfahren.
Die für die Aufrechterhaltung des Lichtbogens erforderliche elektrische Energie wird über einen so genannten Ofentrans¬ formator 6 bereitgestellt. Üblicherweise sind drei Elektro¬ denstränge 4 vorgesehen, die mit jeweils einer Phase an der Sekundärseite des Ofentransformators 6 angeschlossen sind. Die Elektroden 4 sind hierbei über ein Hochstromsystem mit der Sekundärseite des Ofentransformators 6 verbunden. An se- kundärseitigen Klemmen 8 gehen über flexible Verbinder 7 an¬ geschlossene Hochstromrohre oder -schienen 9 zu flexiblen und insbesondere wassergekühlten Hochstromseilen 10 ab, die je¬ weils an einem Ende eines Elektrodentragarms 12 mit diesem elektrisch verbunden sind. Die Elektrodentragarme 12 sind mit Hilfe eines als Hubsäule ausgebildeten Elektrodenmastes 14 in Richtung des Doppelpfeils vertikal verfahrbar. Die Elektrodentragarme 12 reichen über das Ofengefäß 2 und tragen mit Hilfe von klemmenartigen Elektrodenhalterungen jeweils einen der Elektrodenstränge 4. Die Elektrodenstränge 4 sind hierbei in etwa an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks an¬ geordnet .
Die Elektrodenstränge bestehen jeweils aus mehreren Elektro- den 16.
In FIG 2 ist beispielhaft eine derartige Elektrode 16 darge¬ stellt. Die Elektrode 16 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem massiven, aus Vollmaterial bestehenden Graphit-Grund- körper 18 und einer darauf angebrachten Beschichtung 20. An den beiden Stirnseiten des Grundkörpers 18 weist dieser eine zentrale und in etwa kreisrunde Vertiefung auf, an deren Zy¬ linderwand ein Gewinde eingearbeitet ist. Diese Aufnahme, die üblicherweise als Schachtel 22 bezeichnet wird, dient zur Aufnahme eines so genannten Nippels 24, welcher nach Art ei¬ nes Gewindebolzens ausgebildet ist. Über den Nippel 24 werden zwei Elektroden 16 in Längsrichtung miteinander verbunden, um einen Elektrodenstrang 4, bestehend aus mehreren Elektroden 16, auszubilden.
Im Ausführungsbeispiel reicht die Beschichtung 20 vollumfäng¬ lich um den Grundkörper 18 herum und ist auch im Bereich der Schachtel 22 sowie im Bereich der Stirnseiten vorgesehen, an denen benachbarte Elektroden 16 aneinander stoßen. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Beschichtung entwe¬ der im Bereich der Schachtel 22 und/oder im stirnseitigen Be¬ reich, wegzulassen, um hier einen unmittelbaren Kontakt zwi- sehen den Stirnseiten der Grundkörper 18 zweier benachbarter Elektroden 16 zu erreichen bzw. um ein direktes Eingreifen des Gewindes des Nippels 24 mit dem Gewinde der Schachtel 22 zu gewährleisten.
Die Beschichtung 20 besteht vorzugsweise aus einer Kupfermat¬ rix 26 mit darin eingelagerten Hartstoffpartikeln 28. Die Hartstoffpartikel 28 sind hierbei insbesondere als so genann¬ ten CNT-Partikel ausgebildet, die jeweils eine Partikelgröße im Bereich von wenigen μm, beispielsweise bis zu maximal 50 μm, aufweisen. Unter Kupfermatrix 26 wird hierbei auch ei¬ ne Matrix aus einer Kupferlegierung verstanden. Der Anteil der Hartstoffpartikel 28 liegt beispielsweise im Bereich zwi¬ schen 10 und 40 Vol.%, bezogen auf die Beschichtung 20.
Durch eine derartige Beschichtung, bestehend aus der Kupfer¬ matrix 26 mit den darin eingelagerten CNT-Partikeln 28 ist eine gegenüber den Belastungen sehr widerstandsfähige Elekt¬ rode 16 aufgebaut, so dass deren Abbrandverhalten gegenüber einer herkömmlichen reinen Graphitelektrode deutlich verbes- sert ist .

Claims

Patentansprüche
1. Hochstromelektrode (16) insbesondere für einen Lichtbo¬ genofen mit einem Grundkörper (18) und einer darauf auf- gebrachten Beschichtung (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (20) ei¬ ne leitfähige Matrix (26) mit darin eingelagerten Hart- stoffpartikeln (28) aufweist.
2. Elektrode (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Hartstoffpartikel (28) elektrisch leitfähige Partikel verwendet werden.
3. Elektrode (16) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Hartstoffparti¬ kel (28) CNT-Partikel vorgesehen sind.
4. Elektrode (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Hartstoff- partikel (28) an der Beschichtung (20) im Bereich zwi¬ schen 10 und 40 Vol.% liegt.
5. Elektrode (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartstoffparti- kel (28) eine Größe im Mikrometerbereich aufweisen, ins¬ besondere im Bereich von wenigen μm bis 50μm.
6. Elektrode (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Mat- rix (26) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.
7. Elektrode (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (20) ei¬ ne Dicke von etwa 1 bis 3 mm aufweist.
PCT/EP2007/058028 2006-08-10 2007-08-02 Hochstromelektrode WO2008017632A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006037561.0 2006-08-10
DE200610037561 DE102006037561A1 (de) 2006-08-10 2006-08-10 Hochstromelektrode

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DE (1) DE102006037561A1 (de)
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