石墨电极的端面密封件的制作方法

专利名称：石墨电极的端面密封件的制作方法
技术领域：
本发明涉及石墨电极的端面密封件，和制备本发明的端面密封件的方法。更特别地，本发明涉及有利地由膨胀石墨颗粒形成的用在石墨电极端面处保护电极接头表面不被氧化的密封件。
背景技术：
钢铁工业中使用石墨电极在电热炉中融化用于形成钢铁的金属和其它成分。通过使电流经过多个电极，通常是三个，并在电极和金属之间形成电弧来产生融化金属需要的热。经常使用超过100000安培的电流。产生的高温融化金属和其它成分。通常，炼钢炉中使用的电极各自由电极柱组成，即一系列的单个电极被连接形成单一柱。按照这种方式，电极在热过程中被消耗，替换电极可被连接到柱上以保持伸到炉内的柱长度。
通常，电极通过销(有时也称为螺纹接头)被连接成柱，销起连接邻接电极的端的作用。典型地，销采取相对外螺纹段的形式，电极的至少一端包括能与销的外螺纹段配合的内螺纹段。因此，当销的相对外螺纹段的每一个被拧紧到两个电极的端中的内螺纹段内时，这些电极就被连接成电极柱。通常，邻接电极的连接端和其中间的销在本领域中被称为接头。
或者，可形成具有加工到一个端内的外螺纹突起或端头(stub)和加工到另一个端内的内螺纹承窝的电极，从而可通过将一个电极的外端头拧紧到第二个电极的内承窝中连接电极，这样形成电极柱。这种实施方案中的两个邻接电极的连接端在本领域中也被称为接头。
考虑到电极和接头(实际上电极柱作为一个整体)经受的极端热应力，必须小心平衡机械/热因素如强度、热膨胀和抗裂性，以避免电极柱或单个电极的损坏或毁坏。例如，电极的纵向(即沿电极/电极柱的长度)热膨胀会迫使接头分离，尤其在电极纵向热膨胀速度与销不同时，这降低了电极柱传导电流的有效性。可能希望电极的横向(即跨越电极/电极柱的直径)热膨胀能超过销横向热膨胀一定的量，以在销和电极之间形成牢固连接；但是，如果电极的横向热膨胀大大超过销的横向热膨胀，则可能导致电极损坏或接头分离。同样，这会导致降低的电极柱效率，或甚至毁坏柱，如果损坏严重到电极柱在接头部分失效的话。
另外，电极柱受到的热和机械应力的另一结果是在两个邻接电极间的电极接头中形成间隙。此外，销和内承窝或外端头和内承窝的设计会造成接头中两个邻接电极间有意存在间隙。当在接头中形成间隙时，不管是有意地还是无意地，都会发生销或外端头的螺纹和其它接头表面的氧化，这导致材料损失和称为“颈缩”的现象。当足够多的材料被从接头表面氧化掉从而使两个端面间的接头变窄并因此削弱时发生颈缩。颈缩降低了电极柱传导电流的有效性，降低了接头的机械强度，并最终会导致接头失效和电极柱的灾难性损失。例如，当颈缩发生到显著程度时，炉中正在使用的电极柱通常经历的振动会在销或外端头或销或承窝啮合的内电极中导致裂纹和破裂，以及接头分离和受影响接头下面的电极柱损失。
在美国专利No.3540764中，Paus和Revilock建议使用布置在邻近电极的端面间的膨胀石墨垫片以增加导电性和接头的耐热应力性。但是，Paus和Revilock垫片的性质和它的布置使得在接头中产生间隙(而以其它方式可能不能出现所述间隙)，从而造成接头松动和失效可能性。
因此，需要一种可用于减少石墨电极接头表面部分处氧化而不会明显降低电极性能的密封件。还非常希望不使用大量昂贵材料就获得这些性能益处。

发明内容
本发明的一个方面是提供石墨电极端面密封件。
本发明的另一个方面是提供能减少或消除电极接头表面氧化的石墨电极端面密封件。
本发明的又一个方面是提供能产生强度和稳定性提高的电极柱接头的石墨电极端面密封件。
本发明的还一方面是与本领域常规石墨电极接头相比具有提高的耐氧化性的石墨电极接头。
当阅读下面的说明书时，这些方面和其它方面对技术人员将变得明显，并通过提供包括两个连接的石墨电极且在电极间插有密封件的电极接头来实现这些方面，密封件包括可压缩材料，尤其是剥离石墨的压缩颗粒。密封件材料优选包括氧化速度等于或小于电极氧化速度的材料。在优选实施方案中，密封件的电导率在电极间延伸的方向上大于它在垂直于该方向的方向上。为了实现这种密封件电导率，密封件应有利地包括剥离石墨压缩颗粒的螺旋形卷绕片。
形成接头的两个连接电极可各自包括在其中加工的内螺纹承窝，并还包括销，销包括能啮合电极的内螺纹承窝以形成接头的相对外螺纹段。或者，一个电极可包括外螺纹端头，另一个电极可包括内螺纹承窝，其中外螺纹端头啮合内螺纹承窝形成接头。
优选地，为了形成本发明的密封件，提供剥离石墨压缩颗粒的片，然后卷绕(例如围绕直径等于密封件内部开孔的承枕(bolster))形成适合于在电极接头中的电极之间使用的螺旋形卷绕密封件。密封件应具有一般等于电极接头外径的外径和内部开孔，并可以但不是必需地在剥离石墨压缩颗粒的螺旋形卷绕片的层之间夹有粘合剂。
除了由可压缩材料如剥离石墨压缩颗粒的螺旋形卷绕片形成外，本发明的密封件还可经过成形以便提高它的可压缩性，如通过模塑。例如，片可被模塑以便在沿密封件位于其中间的电极中的一个或两个的端面平面观察时呈凹形。在凹陷任何一端处的锥形“臂”之间的空间提供更大的可压缩性可能性。另外，可在凹形空间中放置捣固糊、胶合剂或其它油灰类材料，以进一步抑制氧化。可提高螺旋形卷绕剥离石墨片可压缩性的另一方法是通过形成密封件的“波纹”或“起皱”表面，也通过模塑。当然，密封件的凹形或起皱表面当然为对接各自电极端面的表面中的一个或二个。
应认识到，上述一般描述和下面的详细描述都提供了本发明的实施方案，并用于提供对本发明的理解和所要求的特性和特征的总看法和框架。包括附图以提供对本发明的进一步理解，并被引入和构成说明书的一部分。附示了本发明的各种实施方案，并和说明书一起用于描述本发明的原理和实施。


图1为按照本发明的石墨电极端面密封件的侧透视图。
图2为得到图1的端面密封件的螺旋形卷绕柔性石墨结构的侧透视图。
图3为其上具有按照本发明的端面密封件的外螺纹石墨电极的部分侧透视图。
图4为其内具有拧入的销且其上具有根据本发明的端面密封件的石墨电极的部分侧透视图。
图5为其中具有根据本发明的端面密封件的电极接头的侧平面图。
图6为根据本发明的石墨电极用端面密封件的一种实施方案的侧截面图。
图7为根据本发明的石墨电极用端面密封件的另一种实施方案的侧截面图。
实施本发明的最佳方式可通过首先将包括煅烧焦炭、沥青和任选地中间相沥青或PAN基碳纤维的颗粒部分混合成原料混合物来制造石墨电极。更具体地说，将粉碎的分级的研磨的煅烧石油焦炭与煤焦油沥青粘合剂混合形成混合物。按照制品的最终用途选择煅烧焦炭的粒度，这在本领域技术范围内。通常，在用于加工钢铁的石墨电极中，在混合物中使用平均直径最大约25毫米(mm)的颗粒。颗粒部分优选包括含焦炭粉的小粒度填料。可结合到小粒度填料中的其它添加剂包括抑制膨胀(由焦炭颗粒内部硫从它与碳的结合中释放引起)的铁氧化物、有助于混合物挤出的焦炭粉或油或其它润滑剂。
在制备颗粒部分、沥青粘合剂等的混合物后，通过利用冲模挤出形成(或成形)或在常规成形模具中模塑形成称为生料的本体。不管挤出还是模塑，都在接近沥青软化点的温度通常约100℃或更高下进行成形。冲模或模具能形成大致最终形状和大小的制品，但通常需要成品的加工，至少提供结构如螺纹。生料的大小可变化；对于电极，直径可在约220mm和700mm之间变化。
在挤出后，通过在约700℃和约1100℃之间、更优选约800℃和约1000℃之间的温度下焙烧来热处理生料，以将沥青粘合剂碳化成固体沥青焦炭，赋予制品形状永久性、高机械强度、良好的导热性和较低的电阻，这样就形成碳化料。在相对缺乏空气时焙烧生料以避免氧化。焙烧应以约1℃-约5℃/小时的速度至最终温度来进行。焙烧后，可用煤焦油或石油沥青或工业中已知的其它类型的沥青或树脂浸渍碳化料一次或多次，以在料的任何开孔中沉积附加的焦炭。每次沉积然后都是附加的焙烧步骤。
焙烧后，然后石墨化碳化料。石墨化是利用在约2500℃至约3400℃之间的最终温度下热处理足以使焦炭和沥青焦炭粘合剂中的碳原子从无序状态转变成石墨结晶结构的时间。有利地，通过保持碳化料在至少约2700℃的温度下，更有利地在约2700℃和约3200℃之间的温度下进行石墨化。在这些高温度下，除了碳以外的元素都被蒸发和作为蒸汽逸出。使用本发明的方法，保持在石墨化温度下所需要的时间不超过约18小时，实际上，不超过约12小时。优选地，石墨化持续约1.5到约8小时。一旦石墨化完成，可将成品切割至一定大小，然后机械加工或以其它方式成形为它的最终构造。
本发明的密封件包括布置在邻接电极端面之间电极接头中的材料。密封件优选包括大小适合填充邻接电极之间的间隙的材料。为此，密封件厚度应有利地在约1mm和约25mm之间，更有利地在约3mm和约12mm之间。另外，密封件应从电极接头周边向着接头中心径向延伸，在周边和螺纹销或外螺纹端头之间终止。最优选地，密封件的半径应大致等于中间布置它的电极的半径。因此，本发明的密封件应具有约11cm和约37cm之间的半径(当与具有圆形截面的石墨电极一起使用时)，更优选在约20cm和约30cm之间，且中心开孔的直径大致等于或大于螺纹销或外端头的直径(在它们各自的最大点处)；更特别地，密封件中心开孔的直径应在中间布置它的电极的直径的约50％和约85％之间。在最优选的实施方案中，密封件的中心开孔应大致等于螺纹销或外端头的直径(在它们各自的最大点处)。
制造本发明密封件的材料或密封件的方向或布置应使得密封件可压缩，以补偿邻接电极间间隙的差异和变化，它们可根据用于连接邻接电极的方法以及由于在炉中使用时接头受到的不同机械和热应力而变化。另外，密封件材料的可压缩性可帮助确保空气不会在密封件和中间放置密封件的电极之间通过。
形成本发明密封件的材料应起到减缓电极接头螺纹氧化速度的作用。为此，必须减少(或物理阻碍)螺纹暴露到炉中的热空气中。更优选地，密封件材料应以等于或低于形成接头的电极的氧化速度的速度氧化。最优选地，在满足可压缩性要求的同时，密封件材料应以尽可能低的速度氧化。
用于形成本发明密封件的合适材料包括纸、纸板、糊、编织绳等。一种尤其优选的材料为膨胀(或剥离)石墨(有时称为柔性石墨)的压缩颗粒。尤其有用的为剥离石墨压缩颗粒的片。
用于形成本发明密封件的石墨为碳的结晶形式，其包括在片面间具有较弱键的平层状平面中共价键合的原子。通过用插层剂例如硫酸和硝酸溶液处理石墨如天然石墨薄片的颗粒，石墨的晶体结构反应形成石墨和插层剂的化合物。处理过的石墨颗粒在下文中被称为“插层石墨颗粒”。当暴露于高温时，石墨内的插层剂蒸发，导致插层石墨颗粒的尺寸在“c”方向上即在垂直于石墨晶面的方向上以褶状形式膨胀至其原始体积的约80或更多倍。剥离石墨颗粒在外观上为蠕虫状，并因此常被称为蠕虫。与原始石墨薄片不同，蠕虫可被压缩到一起成为能被成形和切成各种形状的柔性片。
适用于本发明的片用的石墨原料包括能插层有机和无机酸以及卤素然后在受热时膨胀的高度石墨化碳质材料。这些高度石墨化碳质材料最优选具有约1.0的石墨化度。本公开中使用的术语“石墨化度”是指按照下式的值gg=3.45-d(002)0.095]]>其中d(002)为按埃单位测量的晶体结构中碳的石墨层之间的间距。通过标准X-射线衍射技术测量石墨层之间的间距d。测量对应于(002)、(004)和(006)密勒指数的衍射峰的位置，使用标准最小二乘法技术求出使全部这些峰总误差最小的间距。高度石墨化碳质材料的例子包括来自各种来源的天然石墨，以及其它碳质材料如通过化学气相沉积等制备的碳。天然石墨是最优选的。
本发明中所用片的石墨原料可包含非碳组分，只要原料的晶体结构保持所需的石墨化度和能剥离即可。通常，晶体结构具有所需的石墨化度并能被剥离的任何含碳材料都适用于本发明。这种石墨优选具有小于20wt％的灰含量。更优选地，用于本发明的石墨将具有至少约94％的纯度。在最优选的实施方案中，使用的石墨将具有至少约99％的纯度。
Shane等在美国专利3404061中描述了制备石墨片的常用方法，本文引入其内容作为参考。在Shane等人的方法的典型做法中，通过将天然石墨薄片分散在含有例如硝酸和硫酸的混合物的溶液中进行插层，有利地，用量水平为约20-约300重量份插层剂溶液每100重量份石墨薄片(pph)。插层溶液包含氧化剂和本领域中已知的其它插层剂。例子包括包含氧化剂和氧化混合物的那些，如包含硝酸、氯酸钾、铬酸、高锰酸钾、铬酸钾、重铬酸钾、高氯酸等的溶液，或混合物，如例如浓硝酸和氯酸盐、铬酸和磷酸、硫酸和硝酸，或强有机酸如三氟乙酸和可溶于该有机酸的强氧化剂的混合物。或者，可利用电位引起石墨氧化。可使用电解氧化引入到石墨晶体中的化学物质包括硫酸以及其它酸。
在优选实施方案中，插层剂为硫酸或硫酸和磷酸与氧化剂的混合物的溶液，氧化剂即硝酸、高氯酸、铬酸、高锰酸钾、过氧化氢、碘酸或高碘酸等。尽管不是太优选，但插层溶液可包含金属卤化物，如氯化铁和与硫酸混合的氯化铁，或卤化物，如作为溴和硫酸溶液的溴或有机溶剂中的溴。
插层溶液的数量可从约20pph到约150pph，更一般地为约50pph到约120pph。在薄片被插层后，从薄片排出任何多余溶液，并水洗薄片。或者，可限制插层溶液的数量到约10pph和约50pph之间，这允许省略洗涤步骤，如美国专利4895713中教导和描述，本文也引入其内容作为参考。
可任选地使利用插层溶液处理的石墨薄片颗粒例如通过混合与选自醇、糖、醛和酯的有机还原剂接触，这些有机还原剂能在25℃～125℃的温度下与氧化插层溶液的表面薄膜反应。合适的具体有机试剂包括十六烷醇、十八烷醇、1-辛醇、2-辛醇、癸醇、1，10-癸二醇、癸醛、1-丙醇、1，3-丙二醇、乙二醇、聚丙二醇、葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖、马铃薯淀粉、乙二醇单硬脂酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、甘油单硬脂酸酯、草酸二甲酯、草酸二乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、抗坏血酸和木质素衍生化合物，如木质素硫酸钠。有机还原剂的数量适当地为石墨薄片颗粒的约0.5-4wt％。
在插层前、过程中或之后立即使用施加的膨胀助剂也提供改进。在这些改进中，可降低剥离温度和增加膨胀体积(也称为“蠕虫体积”)。本文中的膨胀助剂将有利地为在插层溶液中充分可溶以实现膨胀改进的有机材料。更具体地说，可使用包含优选仅仅包含碳、氢和氧的这类有机材料。羧酸被发现尤其有效。用作膨胀助剂的合适羧酸可选自芳族、脂肪族或脂环族的、直链或支链的饱和和不饱和一羧酸、二羧酸和多羧酸，它们具有至少1个碳原子，优选最高约15个碳原子，并能以有效提供剥离的一个或多个方面的可测量改进的数量溶于插层溶液中。可使用合适的有机溶剂提高有机膨胀助剂在插层溶液中的溶解性。
饱和脂肪族羧酸的代表性例子为如具有式H(CH2)nCOOH的那些酸，其中n为0-约5的数，包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸等。也可使用酐或活性羧酸衍生物如烷基酯代替羧酸。烷基酯的代表有甲酸甲酯和甲酸乙酯。硫酸、硝酸和其它已知的含水插层剂具有将甲酸最终分解成水和二氧化碳的能力。因此，有利地在将薄片浸渍到含水插层剂中前使甲酸和其它敏感性膨胀助剂与石墨薄片接触。二羧酸的代表为具有2-12个碳原子的脂肪族二羧酸，尤其是草酸、富马酸、丙二酸、马来酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、1，5-戊二羧酸、1，6-己二羧酸、1，10-癸二羧酸、环己-1，4-二羧酸，和芳族二羧酸，如邻苯二甲酸或对苯二甲酸。烷基酯的代表为草酸二甲酯和草酸二乙酯。脂环族酸的代表为环己羧酸，芳族羧酸的代表为苯甲酸、萘甲酸、邻氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸、水杨酸、邻-、间-和对-甲苯磺酸、甲氧基和乙氧基苯甲酸、乙酸乙酰氨基苯甲酸、和乙酸氨基苯甲酸、苯乙酸和萘甲酸。羟基芳酸的代表为羟基苯甲酸、3-羟基-1-萘甲酸、3-羟基-2-萘甲酸、4-羟基-2-萘甲酸、5-羟基-1-萘甲酸、5-羟基-2-萘甲酸、6-羟基-2-萘甲酸和7-羟基-2-萘甲酸。多羧酸中主要的为柠檬酸。
插层溶液将是含水的，并优选包含数量约1-10％的膨胀助剂，该数量能有效增强剥离。在石墨薄片浸入到插层水溶液前或后使膨胀助剂与石墨薄片接触的实施方案中，可通过合适的装置如V-混合器使膨胀助剂与石墨混合，一般数量为石墨薄片重量的约0.2％-约10％。
在插层石墨薄片后，接下来是混合插层剂涂敷的插层石墨薄片和有机还原剂，然后将混合物暴露到25℃-125℃范围内的温度以促进还原剂和插层剂涂层的反应。加热时间最高约20小时，对于上述范围内的较高温度，具有较短的加热时间，例如至少约10分钟。在较高温度下，可使用半小时或更少的时间，例如大约10-25分钟。
这样处理的石墨颗粒有时被称为“插层石墨颗粒”。当暴露于高温时，例如至少约160℃和尤其约700℃-1200℃或更高的温度，插层石墨颗粒在“c”方向上即在垂直于组成石墨颗粒晶面的方向上以褶状形式膨胀至其原始体积的约80-1000倍或更多倍。膨胀的即剥离的石墨颗粒在外观上为蠕虫状，并因此常被称为蠕虫。与原始石墨薄片不同，蠕虫可被压缩到一起成为能被成形和切成各种形状的柔性片，并通过变形机械冲击提供小的横向开孔，如下文所述。
柔性石墨片和箔是粘着的，具有良好的处理强度，并可通过例如辊压被适当地压缩至约0.075mm-3.75mm的厚度，典型密度为约0.1-1.5克/立方厘米(g/cc)。可使约1.5-30wt％的陶瓷添加剂与插层石墨薄片混合以在最终的柔性石墨产品中提供增强的树脂浸渍性，如美国专利5902762(本文引入其作为参考)中所述。添加剂包括长度为约0.15-1.5毫米的陶瓷纤维颗粒。颗粒的宽度适当地为约0.04-0.004mm。陶瓷纤维颗粒没有反应性，且不粘着到石墨上，并在直到约1100℃、优选约1400℃或更高的温度下稳定。合适的陶瓷纤维颗粒由碎石英玻璃纤维、碳和石墨纤维、氧化锆、氮化硼、碳化硅和氧化镁纤维、天然存在的矿物纤维如偏硅酸钙纤维、硅酸铝钙纤维、氧化铝纤维等形成。
有时，还有利地用树脂处理柔性石墨片，吸收的树脂在固化后增强柔性石墨片的防潮性和处理强度即刚度以及“固定”片的形貌。合适的树脂含量优选为至少约5wt％，更优选约10-35wt％，适当地达到约60wt％。发现的尤其用于本发明实施的树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂和酚醛基树脂体系、氟基聚合物或它们的混合物。合适的环氧树脂体系包括基于二环氧甘油醚或双酚A(DGEBA)的那些和其它多官能树脂体系；可使用的酚醛树脂包括甲阶酚醛树脂和酚醛清漆。任选地，除了树脂外或代替树脂，可用纤维和/或盐浸渍柔性石墨。
由于石墨颗粒平行于片的主相对的平行表面排列，因而柔性石墨片材料表现出相当大的各向异性程度，当辊压片材料至提高的密度时，各向异性程度增加。在辊压的各向异性片材料中，厚度即垂直于相对的平行片表面的方向构成“c”方向，沿长度和宽度延伸的方向即沿或平行于相对的主表面的方向构成“a”方向，对于“c”和“a”方向，片的热和电性质有很大差别，有几个数量级。
成形这样形成的柔性石墨片以便具有所需的中心开孔，可原样使用它，或可将它形成为几个这种柔性石墨片的叠层(有或没有中间层粘合剂)，并按这种方式用作本发明的密封件。但是，最优选地，由于膨胀石墨压缩颗粒的片的各向异性特性，石墨片密封件的取向应使得“a”方向即平行于片主相对表面的方向被定向排列在电极端面之间。按照这种方式，与“c”方向相反，材料在“a”方向上的较高电导率将提高跨越接头的电导率。
本发明密封件的一种实施方案图示于图1，并用附图标记10标明。密封件10包括柔性石墨的螺旋形卷绕片，并具有通过密封件10厚度而不是沿其表面的“a”方向。例如，可通过围绕直径等于密封件10中心开孔“d”的所需直径的承枕100卷绕一个或多个柔性石墨片形成密封件10。围绕承枕100卷绕片，直到获得等于密封件10的所需半径的半径，得到螺旋形卷绕柔性石墨筒20，其可被切成所需厚度的单个的密封件10(通过承枕100或除去承枕100后)。按照这种方式，排列较高电导率的“a”方向通过密封件10的厚度。任选地，可在密封件10的绕组之间插入粘合剂以便防止螺旋形卷绕密封件10展开。
或者，可通过围绕承枕100卷绕一个或多个柔性石墨片直到获得等于密封件10所需半径的半径来形成密封件10，然后将螺旋形卷绕筒20压缩成最终所需的厚度和形状。实际上，如上所述，压缩过程可用于模塑(例如通过对模成型等)凹形或波纹形状到密封件10内，分别如图6和7所示，密封件10具有邻接电极30和/或40的臂10a和10b或脊10c。这些形状可为密封件10提供甚至更大的可压缩性。
密封件10位于形成电极接头的邻接石墨电极的端面之间。例如，如图3所示，当使用具有加工的外螺纹端头32的石墨电极30时，密封件10可被放在电极30的端头32周围的端面34上。因此，当电极30然后与具有加工的内承窝(未示出)的邻接电极匹配时，密封件10就位于邻接电极端面之间。对图4中所示的使用销42而不是端头的电极40也是如此。
有利地，在电极30的制备过程中，或者在成形工厂工段或者在炉子工段(但是要在炉子上就位之前)将密封件10定位在电极30上以便被加载到电极柱中，以减少形成接头的操作步骤(这在相对有毒环境中经常发生)。同样，当销42被预置到电极40中时，密封件10可同时被定位到电极40上。此外，当形成凹形形状的密封件10时，如图6所示，被划分的凹陷填充有糊或胶合剂等，可使用释放衬垫保护糊或胶合剂不受污物、灰尘或可能以其它方式粘着到它上面的其它不需要物质的影响。
因此，在使用时，电极端面密封件10位于电极接头50中邻接电极50a和50b之间，如图5所示。由于密封件10是可压缩的，并有利地以等于或比电极50a或50b的氧化速度慢的速度氧化，因此它减少了氧进入到电极50a或50b端面之间的接头50内，并因而降低或消除了销32或外端头42或螺纹部分和/或接头50的其它表面的氧化，延长了接头50的寿命和功能。
本文引入本申请中提到的全部引用专利和出版物的内容作为参考。
上述描述意在能使本领域的技术人员实施本发明。不打算详细描述在阅读说明书时对技术人员显而易见的变化和改变。但是，打算所有这种改变和变化都包括在由下面的权利要求限定的本发明的范围内。权利要求意欲覆盖能有效满足本发明预定目的的任何布置或顺序中的指示要素和步骤，除非本文具体指示相反内容。
权利要求
1.一种电极接头，包括两个连接的石墨电极，并在电极间具有插入的密封件，该密封件包括氧化速度能使电极接头的表面氧化速度被降低的材料。
2.权利要求1的接头，其中所述密封件是可压缩的。
3.权利要求2的接头，其中所述密封件包括剥离石墨压缩颗粒。
4.权利要求3的接头，其中所述密封件的电导率在电极之间延伸的方向上大于它在垂直于该方向上的方向上。
5.权利要求4的接头，其中所述密封件包括剥离石墨压缩颗粒的螺旋形卷绕片。
6.权利要求3的接头，其中两个连接电极各自包括在其中加工的内螺纹承窝，并还包括销，销包括能啮合电极的内螺纹承窝以形成接头的相对外螺纹段。
7.权利要求3的接头，其中一个电极包括外螺纹端头，另一个电极包括内螺纹承窝，其中外螺纹端头啮合内螺纹承窝形成接头。
8.一种制备用于电极接头的密封件的方法，该方法包括提供剥离石墨压缩颗粒的片和卷绕该片以形成适用于电极接头中电极之间的螺旋形卷绕密封件。
9.权利要求8的方法，其中所述密封件具有通常等于电极接头外径的外径和中心开孔。
10.权利要求9的方法，其中在剥离石墨压缩颗粒的螺旋形卷绕片的层之间插入粘合剂。
11.权利要求9的方法，其中围绕直径等于密封件中心开孔的承枕卷绕剥离石墨压缩颗粒的片。
12.权利要求11的方法，其中围绕承枕卷绕的剥离石墨压缩颗粒的片在卷绕后被切至所需厚度。
13.用于电极接头的密封件，包括氧化速度等于或小于电极氧化速度的材料。
14.权利要求13的密封件，其中所述密封件是可压缩的。
15.权利要求14的密封件，其中所述密封件包括剥离石墨压缩颗粒。
16.权利要求15的密封件，其中当在电极接头中就位时，密封件的电导率在电极之间延伸的方向上大于它在垂直于该方向的方向上。
17.权利要求16的密封件，其中密封件包括剥离石墨压缩颗粒的螺旋形卷绕片。
18.权利要求17的密封件，其中密封件的表面具有凹形横截面。
19.权利要求17的密封件，其中密封件的表面具有波纹横截面。
全文摘要
提供一种电极接头(50)，接头包括两个连接的石墨电极(50a，50b)并具有插在电极间的密封件(10)，密封件由氧化速度等于或小于电极氧化速度的材料组成。
文档编号H05B7/12GK1934905SQ200480042514
公开日2007年3月21日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年1月20日
发明者B·鲍曼, T·P·维尔斯, T·W·韦伯, J·J·帕夫利辛 申请人:尤卡碳工业有限公司