专利名称：电弧炉的压环组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于电弧炉的压环组件，尤其但不排他地涉及一种适用于电极柱的下部上的压环组件。
背景技术：
电弧炉通常在火法冶金的熔炼操作过程中用于钢铁合金生产工业。电弧炉包括一个或多个电极，该一个或多个电极延伸到该电弧炉内，且在使用中设置为接近炉内负荷，以用于在熔炼操作中供给电力。变压器通常置于电弧炉的外部，电力借助于触靴从该变压器传递到电极，其中，所述触靴沿周向排列在电极周围并与该电极可释放地接合。
可以理解，为了实现最佳的电力传导率，触靴必须在所有相关时间内维持与电极间的适当电接触。为了在通常恶劣的操作条件下维持触靴和电极之间的适当电接触，压环通常沿周向设置在触靴周围，并且其大小设置成能够保持多个触靴与电极电接触。
在工业中遇到各种压环装置，包括连续式压环(通常称作实心环(solid ring))和分段式压环，所述分段式压环包括多个弧形段，多个弧形段互连形成圆环。一般优选采用分段式压环，这是由于在使用实心环时，存在与触靴元件的更换相关的维护困难。
分段式压环所遇到的其中一个困难涉及连接机构，其中，相邻的环段利用该连接机构相互连接。第一个困难在于可得的连接机构总是难于连接和分开，并且一旦分开，甚至更加难以重新连接。这在使用铰链和销型式(hinge-and-pin-type)的连接机构的情况下尤其有问题。与已知的连接机构相关的另一个问题在于，为使用这种机构，压环的相邻环段需要完全对准，并且这些机构未构造成有助于在安装所述各环段时将其对准。而且，已知的连接机构(包括铰链和销型式的和平行销型式的连接机构)仅仅设计用来防止所述各段在使用中相互移位，但是其不会在安装过程中将邻近的段相互拉得更近。
有关触靴的另一个重要的要求在于其必须优选相对较低地置于电极下部。然而，这就意味着触靴并因此压环将极为接近电弧炉的高温部分。压环因此暴露于恶劣的环境条件中。与电极相反，压环没有归类为易耗品，并因此必须能够经受恶劣的炉工作条件，以延长寿命。
在压环的这种工作条件下，决定压环寿命的最重要的设计参数通常是通过压环的有效热消散和足够的机械强度。已经提出各种解决方法，以通过优化和/或控制上述设计标准来延长压环的寿命。
第一种解决方法(该解决方法在所谓的“拼合式设计”中实施)提议在最暴露于严峻的操作条件下的压环的外周边和底面周围提供一个隔热屏。隔热屏由具有良好导热率特征的材料制成，如铜。由于是压环而不是隔热屏来吸收施加在触靴上的力，隔热屏可具有有限的机械强度。隔热屏因此将保护压环避免暴露于过高的炉温，且压环的导热率变得不那么关键。然而，由于尺寸复杂，这种解决方法比较复杂、未必成本有效且经常不可行。
第二种解决方法(通常在所谓的“复合式设计”中实施)提议用良好导热率特征的材料如纯铜制造压环。然而，纯铜缺乏可经受由触靴施加在压环上的力的机械强度，并特别易于蠕变。蠕变的产生此外还与压环的温度成比例，这就致使纯铜一般不适于使用。为了克服机械强度方面的缺点，由纯铜制造的压环将必须具有相当大的尺寸，从而容许压环内的最大应力降低到这样一个程度，即使得蠕变的产生在可接受的限度以下。然而，这就导致压环变得重且庞大，并因而制造昂贵且难以操作。由于用于较大压环的空间不足，这种压环也与标准炉配置不兼容。
作为折衷的一个方法是可以考虑使用机械强度好于纯铜的材料，但是其作为折衷而言具有低于纯铜的导热率。由这种材料制成的压环将因此能够应付由触靴造成的应力，同时仍相当适应恶劣温度条件。碳钢、不锈钢和铝青铜之类的材料广泛地在工业上使用，但是，这些材料都具有次最佳导热率的共同缺点，并因此不利地影响到压环的寿命。
经常出现问题的压环组件的又一个方面是压环和触靴之间的接触面。触靴从压环朝向电极推动，以便与其结合。这一般可以使用液压活塞装置或一些其他机械传动系统获得。
在工业中已知多种液压活塞装置。在多数装置中，活塞置于由压环段的凹面限定的增压腔内。流体在压力下通过嵌在压环段中的流道引入增压腔，并对活塞施加向外的液压力，该活塞依次将力传递给邻近的触靴，以迫使触靴与电极接合。可以理解，这种装置只有在压环段和活塞之间的增压腔被适当地密封时才能最佳的工作，因为否则将不能够提高增压腔内的压力以充分地致动活塞。另外，压环段和活塞之间的密封装置应该能够适应压环和活塞之间的相对位移。
这个应用中以前已经采用了各种密封。例如橡胶膜由于其固有的弹性而被采用，但是，已经证实，由于其不适应于高温条件而易于过早失效。
弹性密封的另一种型式是金属波纹管，其在压环组件中的使用已经具有成效。现有技术提供了压环中的两种型式的金属波纹管，即成形波纹管和板式或隔膜波纹管。通过将均匀的金属管或套筒成形为连续卷绕的波纹管来生产成形波纹管，而隔膜波纹管由在压力下变形的单个薄板形成。
然而，使用成形波纹管和隔膜波纹管都已经遇到若干问题。首先，成形波纹管占据了相当大的空间，因此导致活塞的直径必须较小，以便装配在压环段中的增压腔内部。活塞的直径越小，需要的液压就越高，以便将相同的力施加在触靴上。
与成形波纹管和隔膜波纹管均相关的第二个问题是只有有限数量的盘旋可以容纳在活塞和增压腔之间的小空间内，且该相对较小数量的盘旋必须满足活塞所需的位移。这就造成盘旋超出最佳设计标准，其反过来导致在波纹管中产生高的应力和金属疲劳，且需要较高的液压来获得足够的活塞移动。而且，隔膜波纹管会有低位移可能性和高应力的问题，导致金属疲劳和过早失效。
作为液压装置的替换，机械传动系统也已经用来将触靴朝向电极推动。然而，这些系统具有复杂和易于失效的缺点，并因此不能作为液压装置的适当替换。
本领域技术人员将可以理解电弧炉在负压下操作，这就意味着存在将大气吸入炉内的趋势。在电极的附近(即电极突出穿过炉顶的地方)，这会造成不想要的由于炉内的火法冶金反应过程所导致的CO燃烧，由此增加了压环附近的温度。这可造成压环、触靴和活塞过热和断裂。
也将可以理解，电极及其元件借助于风扇加压，该风扇使吹入空气沿电极向下，以便在炉上方产生气封，以防止炉内气体逃逸以及由此防止沿着电极向上形成气体烟囱。在绕压环组件周围形成不适当密封的情况下，炉内气体的不想要的逃逸可使气封恶化，还可造成对电极元件的损害。
现有技术对压环和触靴之间的密封几乎没有做出贡献，最多只是建议将耐热棉或软耐火粘土填充在压环和触靴之间的间隙中。这种权宜的密封通常完整性较低，并且在炉内发生突然的压力增加时(如在炉内发生爆炸的情况下)经常被崩出活塞。
本发明的目的因而，本发明的目的是提供一种压环组件，该压环组件将至少部分消除与现有的压环组件相关的缺点，和/或为现有的压环组件提供新的和有用的替代。
发明内容
依照本发明，提供一种适用于电弧炉的压环组件，该压环组件包括压环，其特征在于该压环由金属合金制成，其中，合金中的第一种金属是铜，第二种金属从铬和银组成的组中选择。
该合金可包括至少97％的铜。在第二种金属是铬时，合金可包括在0.5％和3.0％之间的铬，尤其是1.5％的铬。在第二种金属是银时，合金可包括在0.05％和0.5％之间的银，尤其是0.15％的银。
本发明的另一个特征是提供了一种金属合金的用途，该金属合金用于制造适用于电弧炉的压环，该合金中的第一种金属是铜，第二种金属选自由铬和银组成的组。
依照本发明的第二个方面，提供一种适用于电弧炉的压环组件，该压环组件包括至少两个压环段，这两个压环段尺寸适于相互接合从而在电极周围形成压环，各个压环段均具有顶端、底端、两个相对侧端、面向电极的内表面和相对的外表面；压环组件的特征在于各个压环段均包括位于相对侧端附近并至少部分地在顶端和底端之间延伸的两个接合结构，各个接合结构的特征还在于，其限定形成在压环段的至少一个表面内并相对于侧端至少部分地渐缩，接合结构适于由连接装置接合，因此，在安装压环组件的过程中，可使压环段朝向彼此拉到一起。
各个接合结构可以基本上是连续的细长结构，并可由嵌入在压环段的表面内的凹槽或者从该压环段的表面上突出的突起限定形成。接合结构可包括唇缘，该唇缘尺寸适于与限定形成在连接装置中的互补尺寸的唇缘接合结构配合，以便在接合结构和连接装置之间产生牢固接合。
在本发明的优选实施例中，接合结构包括两个细长凹槽，其限定形成在相对侧端附近的压环段的内表面中，并在顶端和底端之间向下渐缩。尤其是，细长凹槽从顶端向下到底端渐缩地离开侧端。
根据本发明的又一个方面，提供用于使适用于电弧炉的压环组件的相邻压环段互连的连接装置，该连接装置的特征在于，其包括借助于中间跨接部分而相互连接的两个腿部，其中，所述腿部相对于彼此并相对于连接装置的延长轴线至少部分地渐缩，连接装置还适于与压环段接合，这样，在压环组件的安装过程中压环段朝向彼此被拉到一起。
连接装置可以是适于与压环段接合的细长的连接托架。特别地，连接装置可以是细长的滑动托架，其适于滑动到限定形成在压环段内的互补的渐缩接合结构内或者在其上滑动。
跨接部分可以基本跨过连接装置的长度。可替换地，跨接部分可包括在连接装置的腿部之间延伸的多个间隔开的横拉条。
依照本发明的一个实施例，连接装置包括两个独立的腿部和一个独立的中间跨接部分。在本发明的一个可替换的实施例中，腿部可由弧形的板材的端部区域限定形成。连接装置的横向截面轮廓可大致为C形、U形或V形。
依照本发明的又一个方面，提供一种适用于电弧炉的压环组件，压环组件包括至少一个压环段、至少一个触靴和活塞装置，其中，所述触靴从压环段径向向内设置，所述活塞装置包括置于压环段和触靴之间的活塞推板，以迫使触靴与电极电接触，活塞装置包括与高压流体源流动连通的增压腔，该活塞装置包括增压腔内的密封件，以将该增压腔密封，其中，密封件的特征在于其包括多个垫圈形的密封盘，该多个密封盘并排设置并焊接到一起，以形成弹性的手风琴形波纹管。
特别地，密封件包括多个大致平行的、薄的、环形的金属盘，该多个金属盘彼此周向焊接到一起，从而形成手风琴形波纹管。可替换地，密封件可包括设置在金属盘之间的多个垫片，在该种情况下，金属盘焊接到垫片上。
环形盘的厚度可在0.1mm和2mm之间。
另一个特征是提供了设置成与液体供给通道和液体返回通道流动连通的增压腔。在本发明的一个形式中，液体供给通道和液体返回通道可嵌入在压环段内，并可与增压腔共同限定形成第一流道，该第一流道用于将流体输送通过压环段以及增压腔，以便致动活塞装置并同时冷却该压环段。在本发明的可替换形式中，压环段可包括独立的第二流道，其嵌入在压环段中，以用于输送流体通过压环段，从而将其冷却。
在本发明的另一个可替换形式中，液体供给通道和液体返回通道可设置在压环段的外部。
增压腔可由壳体限定形成，其特征在于，壳体是由导热率至少为100瓦特每米开尔文的材料制成。
活塞装置的特征还在于其包括设置在活塞推板和壳体之间的第二密封件。特别地，第二密封件可设置在活塞推板和套筒形的壳体之间形成的环形间隙内。尤其是，活塞推板可包括用于接收第二密封件的周向凹槽。第二密封件可以是金属环形式。
依照本发明的又一个方面，提供一种适用于电弧炉的压环组件，该压环组件包括设置在电极周围的压环和设置在压环和电极之间的触靴，这样，在压环和触靴之间形成环形间隙，压环组件的特征在于，其包括在压环和触靴之间的密封装置，该密封装置包括位于压环和触靴中的一个或两者内的凹槽，且密封件陷入在凹槽内，以密封环形间隙。
密封件可以是弹性密封件，且在本发明的优选形式中，密封件也可被偏压，以便于在触靴位移过程中恒密封环形间隙。该密封件可以是绝缘材料的，尤其可由陶瓷或可选的由碳化硅制成。
密封件可包括在凹槽中以首尾相连形式排列的多个密封段，以便形成大致连续的环形密封。
以下以非限制性示例方式参考附图叙述本发明的实施例，其中图1是依照本发明的压环组件的透视图；图2是图1所示的压环组件的俯视图；图3是图1所示的压环组件的截面侧视图；图4是图1所示的压环组件的截面俯视图；图5是依照本发明的连接装置的截面俯视图；图6是依照本发明的密封装置的截面侧视图；图7是用于图1中的压环组件的波纹管的截面视图；图8是依照本发明的一个压环段的前视图；图9是依照本发明的连接装置的两个透视图；以及图10是表示各种材料的蠕变速率和温度之间的关系的图示。
具体实施例方式
参考附图，用附图标记10总的表示依照本发明的压环组件的非限制性实施例。压环组件10包括压环20、多个触靴50以及多个活塞装置40，其中，该压环20包括多个互连的压环段22，所述多个触靴50邻近于压环20的有效内表面36，所述多个活塞装置40置于各个触靴50和压环20之间。在使用中，压环20和触靴50环绕着电弧炉(未示出)内使用的电极(未示出)。
依照具体实施例的压环20在俯视图上看时是圆环，压环的两个相邻的压环段22在图1和2中示出。各个压环段在俯视图上看时是弧形的，并包括背离电极的外表面35和面朝电极(未示出)的内表面36。各个压环段具有顶端24和底端25，底端在这个实施例中以大致L形部分终止。周向凹槽33朝向压环段22的底端25设置，且在这个具体结构中，凹槽33位于面向触靴50的L形部分的表面上。密封件54置于凹槽内，并在下文对其进行详细叙述。悬架23从顶端24延伸，并用于把压环段22从而也就把压环20悬挂在连接到触靴50的悬架51上。
各个压环段22还具有相对的平行侧端26，侧端26相对于顶端24和底端25大致垂直。接合结构27位于侧端26附近，并至少部分地延伸在压环段22的顶端24和底端25之间。在这个具体实施例中，接合结构27为位于压环段22的内表面36中的凹槽形式，但是将可以理解，接合结构可以是细长的突起形式，而不是凹槽形式，且接合结构可以位于压环段22的外表面35而不是内表面36中。凹槽27相对于侧端26是渐缩的，并尤其从顶端24向下到底端25渐缩地离开侧端26。在具体实施例中，凹槽27沿着其整个长度渐缩，但是可以理解，只有各个凹槽的一部分需要是渐缩的，且其余部分例如可相对于侧端26平行。
如从图1和5所看到的，凹槽27还朝向压环段22的侧端26被底切，以便形成唇缘28，该唇缘28有助于将相邻的压环段22固定地连接。
相邻的压环段22借助于向外渐缩或者转向的连接装置60被可释放地连接。在这个具体实施例中，连接装置为细长的滑动托架形式，如图9的透视图所示。各个滑动托架60均包括两个细长的腿部61，这两个腿部61借助于中间的跨接部分62相互连接。这两个细长腿部61相对于彼此并相对于滑动托架60的延长轴线64渐缩，且尤其是这两个腿部61分叉，以便与邻近的压环段22中的互补的渐缩凹槽27配合。这个实施例所示的跨接部分62为基本上沿着腿部61的整个长度在腿部61之间延伸的大致实心的板形部分，但是，跨接部分也可包括多个间隔开的横拉条(未示出)。将可以理解，腿部和跨接部分可以一体形成，例如由弯曲成合适形状的板材形成，或者通过铸钢铸造形成。滑动托架60还包括在滑动托架60安装和拆卸过程中所用的孔63。如可从图5看出，滑动托架60在从截面俯视图看时大致为C形。类似地，托架也可是U形或V形的。
在使用中，两个压环段22相互邻接地设置，因此，邻近的凹槽27形成了两个分叉的通道或接合结构。通过在压环段的侧端26内提供对准孔29和对准隆起34而便于进行正确地对准。连接装置60随后从压环段22的顶端24插入，以便使细长的腿部61从上方进入凹槽27内。在向下推动连接装置60时，腿部61与凹槽27和唇缘28接合，如此就因滑动托架60和凹槽27的渐缩结构而迫使两个压环段22朝向彼此紧靠。将可以理解，凹槽27，并因此滑动托架60的腿部61，不必沿着其整个长度是分叉或渐缩的。夹紧装置61部分和凹槽27可大致是平行的，只要至少一些部分(无论是上部或下部)是渐缩的。
触靴50位于各个压环段22的内表面36附近。在完成的压环组件10中，触靴50因此从压环径向向内设置，这样，压环20就围绕触靴50周围。触靴50可相对于压环段22位移，以便能够与置于压环20以及触靴50内部的电极(未示出)接合。在接合了电极时，反作用力朝向压环段22施加在触靴上，该触靴反过来吸收该反作用力。应该指出，触靴50的重量由触靴悬架51承载，而不是由压环段22承载。
如图3所示，活塞装置40设在各个压环段22上，以便于触靴50相对于压环段22移动。该活塞装置40包括增压腔42，该增压腔42由活塞推板41、套筒形的壳体43和压环段22的内表面36形成。利用波纹管形式的密封件44将活塞推板41相对于压环段22和套筒形的壳体43可移动地连接，该密封件44也用来密封增压腔42。波纹管44在图7中更详细地示出，并包括多个垫圈似的金属盘46，金属盘46与设在其间的垫片49并排地设置。金属盘46的外边缘焊接到垫片49上，内边缘47相互焊接到一起，从而形成手风琴式波纹管。这种型式的波纹管经常称作板片波纹管(leaf bellows)。在使用中，波纹管44可沿着箭头A所指示的方向位移。金属盘的厚度通常在0.1mm和2mm之间。
波纹管44的第一端焊接到活塞推板41上，波纹管44的第二端焊接到套筒形的壳体43的内表面上。这种构造导致活塞推板41可相对于波纹管壳体43移动，但是同时仍相对于波纹管壳体43被密封。增压腔42因此仍沿着活塞推板41的整个冲程被连续地密封。活塞推板41相对于压环段22的移动受到冲程限制器45的限制，该冲程限制器45可以是各种结构的，但是尤其是能够设在所需位置的螺栓形式的结构。
增压腔42的压力增加，以便将外力传递到活塞推板41上。波纹管44的弹性容许活塞推板41移动离开压环段22，以便在使用中推动触靴50与电极(未示出)紧靠。将可以理解，活塞装置40可以是筒型活塞组件，在这种情况下，增压腔42将由活塞推板41、套筒形的壳体43和从套筒形的壳体43延伸的端板限定形成。这种组件将与压环段分离开，并将只置于设在压环段中的凹槽内部。
增压腔42通过经由嵌入到压环段22内部的第一流道31把高压流体(如水)引入该增压腔42内而增压。在这个具体实施例中，各个压环段22均包括平行构建的两个内部流道。第二流道32只用作冷却通道，其中，通过流入冷却通道内部的冷却流体来除去压环段22的热。同时，第一流道31也有助于冷却，其也将液体输送到活塞腔42或者从活塞腔42输出液体。第一流道31的供给压力增加因此将导致增压腔42内的压力增加，并因此导致活塞推板41移动。
在使用中，即使第二流道32不起作用，也将可通过第一流道31中的流体来除去压环段中的热，反之亦然。这在即使在第一流道31或第二流道32的使用已经因例如波纹管44的失效而终止之后压环段仍保持有效方面是有益的，这是由于将经由剩余的流道来提供充分的热传递，直到系统可被关闭以用于维护。这是对通过单个共用的通道来进行热传递和活塞位移的其他系统的主要改进。将可以理解，在使用如上所述的筒型活塞组件时，第一流道31和第二流道32可置于压环段22的外部。
第二密封件48还设在活塞推板41和套筒形的壳体43之间。第二密封件48置于位于活塞推板周边的周向密封凹槽内，并通常为金属环形式。该密封件48防止灰尘和污垢进入活塞装置40内，尤其是进入波纹管44的相邻的盘46之间的间隙中。
如上所述，密封件54置于压环段22的底端25中的凹槽33内。触靴50的下部53限定形成相对的密封表面，以便密封触靴50和压环20之间的环形间隙。在图6中更加详细地示出该密封装置。该密封件可包括彼此相邻设置的多个密封段，从而形成大致连续的周向密封。将可以理解，可以使用各种组合，如在与压环相对的触靴内提供周向凹槽，或者在压环和触靴内都提供周向凹槽。在此应用中可采用各种密封件54。例如，可以使用陶瓷密封件，在这种情况下，通过在密封件和凹槽之间设置弹簧垫圈，密封件可以被朝向密封位置偏压。在可替换的方式中，可以使用弹性密封件，在这种情况下将不需要使用弹簧垫圈或类似物。
压环20暴露于高温下，这是由于其位置与炉内部极为接近。另外，由于触靴50在电极上的夹紧作用，大致朝向外的反作用力施加在压环上。因此，重要的是利用下述材料来制造压环20，尤其是单独的压环段22，其中，该材料首先具有良好导热率特征，以确保适当地去除热，其次是在高温下具有良好的机械强度特性。尤其重要的是，该材料在高温、高应力条件下具有相当低的蠕变速率。
本发明人惊讶地发现，铜/铬和铜/银微合金已经证实特别适用于这种应用。对包括0.15％(以重量计)的银和1.5％(以重量计)的铬的合金进行实验，并记录了改进的性能。例如，铜和银(在图中表示为CuAg)的改进性能在图9中示出，图9是不同的材料在高温下每1000小时的蠕变与应力的关系曲线之间的比较。可从图中明显看出，铜/银合金可以在传统使用的材料例如无氧铜(CuOF)和高导热铜(HCCu)所经历的相同的蠕变速率下经受更高的应力。与纯铜相比，银或铬加入铜中稍微降低材料的导热率，但是导热率仍在可接受的范围内，尤其是其导热率仍然高达铝青铜和碳钢的导热率的6.5倍，并高达不锈钢的导热率的20倍，这些材料都在以前用于此应用中。
已经发现，在设计波纹管壳体43和活塞推板41时正确的材料选择实质上有助于延长压环组件的使用寿命并增加可靠性。关于这一点，已经发现，使用导热率超过100瓦特每米开尔文的材料，如铜，实质上提高了波纹管壳体和活塞推板的冷却能力，因此导致延长了预期使用寿命。
将可以理解，以上只是本发明的一个实施例，并且在不偏离本发明在权利要求中所主张的精神和范围的情况下，可以做出各种细节的改变。
权利要求
1.一种适用于电弧炉的压环组件(10)，该压环组件(10)包括压环(20)，其特征在于，该压环(20)由金属合金制成，合金中的第一种金属是铜，第二种金属从铬和银组成的组中选择。
2.如权利要求1所述的压环组件(10)，其特征在于，所述合金包括至少97％的铜，在第二种金属是铬时，铬在0.5％和3.0％之间，尤其是1.5％的铬；在第二种金属是银时，银在0.05％和0.5％之间，尤其是0.15％的银。
3.一种金属合金的用途，其用于制造适用于电弧炉的压环(20)，其中，该合金中的第一种金属是铜，第二种金属是从铬和银组成的组中选择。
4.一种适用于电弧炉的压环组件(10)，该压环组件(10)包括至少两个压环段(22)，这两个压环段(22)尺寸适于相互接合以形成电极周围的压环(20)，各个压环段(22)均具有顶端(24)、底端(25)、两个相对侧端(26)、朝向电极的内表面(36)和相对的外表面(35)；该压环组件(10)的特征在于，各个压环段(22)均包括两个接合结构(27)，所述接合结构(27)位于所述相对的侧端(26)附近并至少部分地在顶端(24)和底端(25)之间延伸，各个接合结构(27)的特征还在于，其限定在压环段(22)的至少一个表面内并相对于侧端(26)至少部分地渐缩，接合结构(27)适于由连接装置(60)接合，这样，在压环组件(10)的安装过程中压环段(22)被朝向彼此拉到一起。
5.如权利要求4所述的压环组件(10)，其特征在于，各个接合结构(27)大致是连续的细长构造，并由嵌入在压环段(22)的表面内的凹槽或者从该压环段(22)的表面上突出的突起限定。
6.如权利要求4所述的压环组件(10)，其特征在于，接合结构(27)包括唇缘(28)，该唇缘(28)的尺寸适于与限定在连接装置(60)内的尺寸互补的唇缘接合结构配合，以便在接合结构(27)和连接装置(60)之间产生牢固的接合。
7.如权利要求4所述的压环组件(10)，其特征在于，各个接合结构(27)均包括限定在相对的侧端(26)附近的压环段(22)的内表面中的两个细长的凹槽，这两个凹槽在所述顶端和底端之间朝下渐缩，并尤其从所述顶端向下到底端渐缩地离开侧端(26)。
8.一种用于将适用于电弧炉的压环组件(10)的相邻的压环段(22)互连的连接装置(60)，该连接装置(60)的特征在于，其包括借助于中间的跨接部分(62)相互连接的两个腿部(61)，其中，所述腿部(61)相对于彼此并相对于连接装置(60)的延长轴线(64)至少部分地渐缩，该连接装置(60)还适于与压环段(22)接合，这样，在压环组件(10)的安装过程中就可将压环段(22)朝向彼此拉到一起。
9.如权利要求8所述的连接装置(60)，其特征在于，该连接装置(60)是适于与压环段(22)接合的细长的连接托架，该连接装置(60)尤其是细长的滑动托架，其适于滑动到限定在压环段(22)中的互补的渐缩的接合结构(27)内或者在其上滑过。
10.如权利要求8所述的连接装置(60)，其特征在于，跨接部分(62)或者基本跨过连接装置(60)的长度，或者可替换地，该跨接部分(62)包括在连接装置(60)的腿部(61)之间延伸的多个间隔开的横拉条。
11.如权利要求8所述的连接装置(60)，其特征在于，其包括两个独立的腿部(61)和一个独立的中间跨接部分(62)。
12.如权利要求8所述的连接装置(60)，其特征在于，所述腿部(61)由弧形板材的端部区域限定，该连接装置(60)的横向截面轮廓大致为C形、U形或V形。
13.一种适用于电弧炉的压环组件(10)，该压环组件(10)包括至少一个压环段(22)、至少一个触靴(50)和活塞装置(40)，其中，该至少一个触靴(50)从压环段(22)径向向内设置，所述活塞装置(40)包括置于压环段(22)和触靴(50)之间的活塞推板(41)，以推动触靴(50)与电极电接触，活塞装置(40)包括与高压流体源流动连通的增压腔(42)，活塞装置(40)包括增压腔(42)中的密封件(44)，以用于密封该增压腔，其中，密封件(44)的特征在于，其包括多个垫圈式的密封盘(46)，密封盘(46)并排设置并焊接到一起，以形成弹性的手风琴式波纹管。
14.如权利要求13所述的压环组件(10)，其特征在于，该密封件(44)包括多个大致平行的、薄的、环形金属盘(46)，该多个金属盘(46)相互沿周向焊接到一起，以形成手风琴式波纹管。
15.如权利要求13所述的压环组件(10)，其特征在于，该密封件(44)包括设置在金属盘(46)之间的多个垫片(49)，在这种情况下，金属盘焊接到垫片上。
16.如权利要求14或15所述的压环组件(10)，其特征在于，所述环形金属盘(46)的厚度在0.1mm和2mm之间。
17.如权利要求13所述的压环组件(10)，其特征在于，增压腔(42)设置成与液体供给通道和液体返回通道流动连通，其中，液体供给通道和液体返回通道嵌在压环段(22)中，并与增压腔(42)共同限定第一流道(31)，该第一流道(31)用于输送流体通过压环(20)和增压腔(42)，以便致动活塞装置(40)，同时冷却压环段(22)。
18.如权利要求17所述的压环组件(10)，其特征在于，压环段(22)包括独立的第二流道(32)，其嵌入在压环段(22)内，以输送流体通过压环段(22)，从而将其冷却。
19.如权利要求13所述的压环组件(10)，其特征在于，增压腔(42)设置成与液体供给通道和液体返回通道流动连通，其中，液体供给通道和返回通道设置在压环段(22)的外部。
20.如权利要求13所述的压环组件(10)，其特征在于，增压腔(42)由壳体(43)限定，所述壳体(43)由导热率为至少100瓦特每米开尔文的材料制成。
21.如权利要求13所述的压环组件，其特征在于，活塞装置(40)包括设置在活塞推板(41)和壳体(43)之间的第二密封件(48)，尤其设置在活塞推板(41)和套筒形的壳体(43)之间形成的环形间隙中，活塞推板(41)包括周向凹槽，以用于接收第二密封件(48)，该第二密封件可以为金属环形式。
22.依照本发明的又一个方面，提供一种适用于电弧炉的压环组件(10)，该压环组件(10)包括设置在电极周围的压环(20)和设置在压环(20)和电极之间的触靴(50)，这样，在压环(20)和触靴(50)之间形成环形间隙，该压环组件(10)的特征在于，其包括设在压环和触靴(50)之间的密封装置，该密封装置包括凹槽(33)和密封件(54)，其中，该凹槽(33)设在压环(20)和触靴(50)中的一个或两者之内，所述密封件(54)卡入凹槽(33)内，以密封环形间隙。
23.如权利要求22所述的压环组件(10)，其特征在于，密封件(44)是弹性密封件，且在本发明的优选形式中也可以被偏压，以便于环形间隙在触靴(50)的位移过程中的恒密封。
24.如权利要求22所述的压环组件(10)，其特征在于，密封件(44)是绝缘材料，尤其是用陶瓷或碳化硅制成。
25.如权利要求22所述的压环组件(10)，其特征在于，密封件(44)包括以首尾相连的方式设置在所述凹槽中的多个密封段，以便形成大致连续的环形密封件(54)。
26.依照本发明，提供一种适用于电弧炉的压环组件(10)，该压环组件(10)包括至少两个压环段(22)，所述压环段(22)尺寸适于相互接合，从而形成围绕电极的压环(20)，各个压环段(22)均具有顶端(24)、底端(25)、两个相对侧端(26)、面朝电极的内表面(36)和相对的外表面(35)，该压环组件(10)还包括至少一个触靴(50)和活塞装置(40)，该至少一个触靴(50)设置在压环(20)和电极之间，这样就在压环(20)和触靴(50)之间形成环形间隙，该活塞装置(40)包括位于压环段(22)和触靴(50)之间的活塞推板(41)，以推动触靴(50)与电极电接触，活塞装置(40)包括与高压流体源流动连通的增压腔(42)，压环组件(10)的特征在于，其包括下述特征至少之一，即压环(20)由金属合金制成，其中，合金中的第一种金属是铜，第二种金属从铬和银组成的组中选择；各个压环段(22)均包括两个接合结构(27)，接合结构(27)位于相对的侧端(26)附近并至少部分地在顶端(24)和底端(25)之间延伸，各个接合结构(27)的特征还在于，其限定在压环段(22)的至少一个表面(35，36)内，并相对于侧端(26)至少部分地渐缩，接合结构(27)适于由连接装置(60)接合，这样，在压环组件(10)的安装过程中就将压环段(22)朝向彼此拉到一起；该压环组件包括用于将相邻的压环段(22)互连的连接装置(60)，该连接装置(60)包括通过中间的跨接部分(62)相互连接的两个腿部(61)，其中，腿部(61)相对于彼此并相对于连接装置(60)的延长轴线(64)至少部分地渐缩，连接装置(60)还适于接合压环段(22)，这样，在压环组件(10)的安装过程中压环段被朝向彼此拉到一起；活塞装置(40)包括增压腔(42)内的密封件(44)，以将该增压腔密封，其中，密封件(44)的特征在于其包括多个垫圈式的密封盘(46)，密封盘(46)并排设置并焊接到一起，从而形成弹性的手风琴式波纹管；和/或该压环组件包括设在压环和触靴(50)之间的密封装置，该密封装置包括凹槽(33)和密封件(54)，其中，该凹槽(33)设在压环(20)和触靴(50)中的一个或两者内，所述密封件(54)陷入凹槽(33)内，以密封环形间隙。
27.一种基本上如本文参照附图阐述和示例的压环组件(10)。
28.用于互连基本如参照附图阐述和示例的压环组件(10)的相邻压环段(22)的连接装置(60)。
全文摘要
本发明提供一种适用于电弧炉的压环组件(10)，其中，压环组件(10)包括相互接合的至少两个压环段(22)、设置在压环(20)和电极之间的至少一个触靴(50)和设置在压环段(22)和触靴(50)之间以推动该触靴(50)与电极电接触的活塞装置(40)。压环组件(10)的特征在于其由金属合金制成，其中合金中的第一种金属是铜，第二种金属是从铬和银组成的组中选择。压环组件(10)的特征还在于，各个压环段(22)均包括两个渐缩接合结构(27)，所述接合结构(27)限定形成在压环段(22)内，并适于由互补的渐缩连接装置(60)接合，这样，在压环组件的安装过程中就可将压环段(22)朝向彼此拉到一起。压环组件(10)还提供了压环和触靴(50)之间的密封装置。
文档编号H05B7/10GK1926923SQ200580006485
公开日2007年3月7日 申请日期2005年1月19日 优先权日2004年1月19日
发明者雅克·文特尔 申请人:麦迪克斯控股公司