专利名称：用于石墨电极的接头加强环的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于石墨电极的接头加强环，和制备本发明的加强环的 方法。更特别地，本发明涉及在接头中形成的石墨电极端面处使用的并 有利地由膨胀石墨颗粒形成的环，以提高本发明的环和接头作为构件的 电极柱的高柱弯曲强度。"高柱弯曲强度"指石墨电极柱抵抗由电弧炉
("EAF")工作期间柱受到的弯曲力引起的破裂、分裂或其它有害影 响的能力。
背景技术：
钢铁工业中使用石墨电极熔化用于在电热炉中形成钢铁的金属和 其它成分。通过使电流通过多个电极通常是三个并在电极和金属之间形 成电弧来产生熔化金属需要的热。经常使用超过100000安培的电流。 产生的高温将金属和其它成分熔化。通常，钢铁炉中使用的电极各自由 电极柱组成，也就是说， 一系列单独电极接合形成单个柱。按照这种方 式，当电极在热过程中被损耗时，可将替换电极接合到柱上以保持柱伸 入到炉内的长度。
通常，用销(有时称为内接头(nipple))将电极接合成柱，销用 于接合相邻电极的端。典型地，销采用相对的外螺紋段的形式，电极的 至少一个段包括能与销的外螺紋段配合的内螺纹段。因此，当销的相对 外螺紋段的每一个都被柠到两个电极的端中的内螺紋段中时，这些电极 就被接合成电极柱。通常，邻接电极的接合端和位于其间的销在本领域 中^皮称为4妾头。
或者，可将电极形成为一端加工成外螺紋突出或柄脚和另一端加工 成内螺紋承窝(socket)，从而可通过将一个电极的外螺紋柄脚柠到第 二个电极的内螺紋承窝内来4妾合电极，并由此形成电才及柱。这种实施方
考虑电极和接头(从整体上看实际上为电极柱)经历的极端热应力， 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各个 电极的损坏或破坏。例如，电极的纵向(即沿电极/电极柱的长度)热膨 胀，尤其以不同于销纵向热膨胀的速度，可迫使接头分开，降低了电极柱在传导电流方面的有效性。可能需要超过销横向热膨胀一定数量的电 极横向(即沿电极/电极柱的直径)热膨胀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 致对电极的损坏或接头的分离。同样，这会导致电极柱效率降低，或甚 至破坏柱，如果损坏严重到电极柱在接头段失效的话。此外，电极柱受到的热和机械应力的另 一影响在于由于施加到柱上 的"弯曲"力而造成的对组成柱的电极的损坏。这会在一个或多个电极 中产生裂紋或裂缝，或其它有害影响。这些条件可通过减少邻接电极之 间的电接触降低电极柱效率。在最严重的情况下，裂紋和裂缝会导致断 裂，从而失去受影响电极下面的电极柱。在美国专利3540764中，Paus和Revilock建议使用布置在邻接电极 端面之间的膨胀石墨垫片以便增加接头的电导率和耐热应力性。但是， Paus和Revilock垫片的性质以及它的放置使得在接头中形成在其它方 式中可能没有的间隙，从而造成接头松散和可能失效。因此，需要可用于降低柱中电极由于EAF工作期间柱受到的弯曲力 引起的破裂、分裂或以其它方式被损坏的趋势的接头加强环。换句话说， 所需的电极接头加强环增加了柱的高柱弯曲强度(high column bending strength)。还非常希望在电弧炉现场不需要大量努力和不使用大量昂贵 材料就实现这些性质益处。发明公开内容本发明的一个方面是提供用于石墨电极端面的接头加强环。本发明的另 一 个方面是提供用于石墨电极端面的接头加强环，其提 高由这类电极形成的电极柱的高柱弯曲强度。本发明的又一个方面是提供用于石墨电极端面的接头加强环，其产 生强度和稳定性提高的电极柱接头。本发明的还 一 个方面是石墨电极接头，与本领域常规石墨电极接头 相比，其对由弯曲力引起的损坏具有提高的抵抗性。当阅读下面的说明书时，这些方面和其它方面对于技术人员来说是 显而易见的，并可通过提供包括两个接合的石墨电极且在电极之间放有 接头加强环的电极接头来实现，接头加强环包括可压缩材料，尤其是剥 离石墨的压缩颗粒。在优选实施方案中，接头加强环的电导率在电极之 间延伸的方向上大于在正交于其的方向上。为了实现这一点，接头加强4环应有利地包括剥离石墨压缩颗粒的螺旋缠绕片(spiral wound sheet)。 形成接头的两个接合的电极可各自包括在其中加工成的内螺紋承 窝，并还包括包含与电极的内螺紋承窝啮合以形成接头的相对外螺紋段 的销。或者， 一个电极可包括外螺紋柄脚，另一个电极可包括内螺紋承 窝，其中外螺紋柄脚啮合内螺紋承窝形成接头。优选地，为了形成本发明的接头加强环，提供剥离石墨压缩颗粒的 片，然后缠绕(例如围绕直径等于接头加强环内部开口的套管)形成适 合用在电极接头中电极之间的螺旋缠绕接头加强环。接头加强环应具有 大致等于电极接头外径的外径和内部开口，并可但不是必需具有插入在 剥离石墨压缩颗粒螺旋缠绕片的层之间的粘合剂。除了由可压缩材料如剥离石墨压缩颗粒的螺旋缠绕片形成外，本发 明的接头加强环可被成形以便增加其压缩性，如通过模制。例如，片可 经模制使得当沿之间设置有接头加强环的电极中的 一 个或二个的端面 平面观察时呈现凹形。在凹形任何一端处的锥形"臂，，之间的空间提供 了甚至更大的压缩可能性。此外，可在凹形空间内放置捣实糊(ramming paste)、水泥或其它油灰类材料。可以增加螺旋缠绕剥离石墨片的压缩 性的另一方法是通过形成接头加强环的"波紋"或"起皱"表面，也是 通过模制。接头加强环的凹形或起皱表面当然为对接各自电极端面的一 个或二个表面。应认识到，前面的 一般描述和下面的详细描述都提供了本发明的实 施方案，并用于提供如所要求保护的本发明的理解和性质和特征的概述 或框架。包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图被引入并构成说 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操作。
图1为根据本发明的用于石墨电极的端面接头加强环的侧面透视图。图2为得到图1的端面接头加强环的螺旋缠绕柔性石墨结构的侧面 透视图。图3为其上具有根据本发明的端面接头加强环的外螺紋石墨电极的 局部侧面透一见图。图4为其中旋有销并且其上具有根据本发明的端面接头加强环的石 墨电极的局部侧面透图。图5为其中具有根据本发明的端面接头加强环的电极接头的侧面俯视图。图6为根据本发明的用于石墨电极的端面接头加强环一种实施方案 的侧面横截面图。图7为根据本发明的用于石墨电极的端面接头加强环另 一种实施方 案的侧面横截面图。实施发明的最佳方式可通过首先将包括煅烧焦炭、沥青并任选地包括中间相沥青或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，使粉碎的过筛并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。根据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至多约 25毫米(mm)的颗粒。颗粒部分优选包括含有焦炭粉的小粒度填料。 可被掺入到小粒度填料内的其它添加剂包括抑制膨松(由从焦炭颗粒内 部与碳键合的硫的释放引起)的铁氧化物、焦炭粉末和有利于混合物挤 出的油或其它润滑剂。在制备颗粒部分、沥青粘合剂等的混合物后，物体(body)通过模 挤出形成(或成形)或在常规成形模具中模制形成称为生料的东西。不 管是通过挤出还是模制，都在接近沥青软化点的温度下进行成形，通常 约IO(TC或更高。模或模具可形成基本最终形式和尺寸的制品，但通常 需要成品的机械加工，至少提供结构如螺紋。生料的尺寸可变化；对于 电极，直径可在约220mm和700mm之间变化。挤出后，通过在约70(TC和约IIO(TC之间、更优选在约800。C和约 1000。C之间的温度下焙烧来热处理生料以碳化沥青粘合剂成固体沥青 焦，给予制品永久形状、高机械强度、良好的导热率和相对低的电阻， 并因此形成碳化原料。在相对缺少空气的条件下焙烧生料以避免氧化。 应以每小时约rc至约5。C的升速到最终温度来进行焙烧。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 原料一次或多次，以在原料的任何开孔中沉积附加的焦。每次浸渍后都 是附加的焙烧步骤。焙烧后，然后石墨化已碳化的原料。通过在约250(TC至约3400。C 之间的最终温度下热处理足以使焦炭和沥青焦粘合剂中的碳原子从无序状态转变到石墨晶体结构的时间来石墨化。有利地，通过保持碳化原料在至少约2700。C的温度下，更有利地，在约2700。C和约320(TC之间 的温度下进行石墨化。在这些高的温度下，除碳外的元素被挥发并作为 蒸气逸出。使用本发明的方法时在石墨化温度下所需要保持的时间不超 过约18小时，事实上，不超过约12小时。优选地，石墨化为约1.5到 约8小时。 一旦完成石墨化，可将成品切割至一定尺寸，然后机械加工 或以其它方式成形为它的最终构造。本发明的接头加强环包括被布置在电极接头中邻接电极端面之间 的材料。接头加强环优选包括一定大小的材料以便填充邻接电极之间的 间隙。为此，接头加强环厚度应有利地在约lmm和约25mm之间，更 有利地，厚度在约3mm和约12mm之间。另外，接头加强环应从电极 接头的周边向着接头中心径向延伸，在所述周边和带螺紋的销或外螺紋 柄脚之间终止。最优选地，接头加强环的半径应大致等于在中间布置它 的电极的半径。因此，本发明的接头加强环应具有在约llcm和约37cm 之间的半径(当与具有圆形横截面的石墨电极一起使用时)，更优选在 约20cm和约30cm之间，中心开孔具有大致等于或大于螺紋销或外螺 紋柄脚直径(在它们各自的最大点处)的直径；更具体地，接头加强环 中心开孔的直径应在于中间布置它的电极的直径的约50%和约85%之 间。在最优选实施方案中，接头加强环中心开孔应大致等于螺紋销或外 螺紋柄脚直径(在它们各自的最大点处)。制造本发明的接头加强环的材料或接头加强环的方向或布置应使 得接头加强环可压缩以补偿邻接电极之间间隙的差异和变化，该间隙可机械和热应力而改变。另外，接头加强环材料的压缩性可有助于确保空 气不会在接头加强环和于中间放置它的电极之间通过。形成本发明的接头加强环的材料还可有利地用于减緩电极接头螺 紋氧化的速度。为此，它不得不减少(或物理上阻挡)螺紋到炉中热空 气的暴露。更优选地，接头加强环材料应以等于或慢于形成接头的电极 的氧化速度的速度氧化。最优选地，接头加强环材料应以尽可能慢的速 度氧化，同时满足压缩性要求。用于形成本发明的接头加强环的合适材料包括纸、纸板、糊(paste )、 编织绳等。 一种尤其优选的材料为膨胀(或剥离)石墨的压缩颗粒，有7时称为柔性石墨。尤其有用的为剥离石墨压缩颗粒的片。用于形成本发明的接头加强环的石墨为包含共价键合在平的层状 面中的原子的碳结晶形式，其中面之间具有较弱的键。通过用插层剂例 如硫酸和硝酸的溶液处理石墨颗粒如天然石墨薄片，石墨的晶体结构反应形成石墨和插层剂的复合物(compound)。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，石墨内的插层剂挥发， 使插层石墨颗粒尺寸在"c，，方向上即在垂直于石墨晶面的方向上以摺 状形式膨胀到其初始体积的约80倍或更大。剥离石墨颗粒在外观上为 蠕虫状，因此常^皮称为蠕虫。蠕虫可^皮压缩到一起成为可^皮成形并切割 成各种形状的柔性片，不同于初始的石墨薄片。适用于本发明的片的石墨原料包括能插入有机和无机酸以及卤素 然后在暴露于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l.O的石墨化程度。本公开中使用的术语"石墨化程度，， 是指按照下式的值g:g= 3.45 -扁2、 0馬其中d(002)为以埃单位测量的晶体结构中碳的石墨化层之间的间距。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)Miller指数的衍射峰的位置，并使用标准最小二乘技术得到使全 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。本发明所用片的石墨原料可包含非碳成分，只要原料的晶体结构保 持要求的石墨化程度并且能剥离即可。通常，晶体结构具有要求的石墨 化程度并可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。/o的灰分含量。更优选用于本发明的石墨具有至少约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中描述了制造石墨片的常用方法，本 文引入其公开内容作为参考。在Shane等方法的典型实施中，通过将石 墨片分散在包含例如硝酸和硫酸的混合物的溶液中对天然石墨薄片进 行插层，有利地，每100重量份石墨薄片，插层剂溶液的水平为约20至约300重量份(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、或混合物，如浓 硝酸和氯酸盐、铬酸和磷酸、石充酸和硝酸、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的溶液。或者，可使用电势引起石墨 的氧化。可使用电解氧化？I入到石墨晶体内的化学物种包括硫酸以及其 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。尽管不太优选，但插层溶液可包含金属卣化物如氯化铁、 和与硫酸混合的氯化铁，或卣化物，如以溴和石危酸的溶液形式存在的溴 或在有机溶剂中的溴。插层溶液的量可为约20至约150pph,更一般为约50至约120pph。 在薄片被插层后，从薄片中排出任何过量溶液，并水洗薄片。或者，可 限制插层溶液的量在约10和约50pph之间，这允许去掉洗涤步骤，如 美国专利4895713中所教导和描述，本文也引入其公开内容作为参考。可任选地将用插层溶液处理的石墨薄片颗粒例如通过混合来接触 选自醇、糖、醛和酯的还原性有机试剂，这些试剂在25。C和125'C范围 内的温度下与氧化性插层溶液的表面薄膜反应。合适的具体有机试剂包 括十六醇、十八醇、l-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、右旋糖、果糖、乳糖、蔗糖、马 铃薯淀粉、乙二醇单硬脂酸酯、二乙二醇二苯曱酸酯、丙二醇单硬脂酸 酯、甘油单硬脂酸酯、草酸二曱酯、草酸二乙酯、甲酸曱酯、甲酸乙酯、 抗坏血酸和木素衍生的化合物，如木质素硫酸钠。有机还原剂的量合适 地为石墨薄片颗粒重量的约0.5-4%。在插层前、过程中或刚插层后使用施加的膨胀助剂还能提供改进。 在这些改进中，可降低剥离温度和增加膨胀容积(也称为"蠕虫体积")。 这里的膨胀助剂将有利地为充分溶于插层溶液中的有机材料以实现膨 胀改进。更具体地，可以采用，优选排它性地，包含碳、氢和氧的这类 有机材料。发现羧酸尤其有效。用作膨胀助剂的合适羧酸可选自芳族、 脂肪族或环脂肪族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，并优选至多约15个碳原子，可以以能有效地在一个或多个剥离方面提供可测量改进的量溶于插层溶液中。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酸，如具有式H(CH2)nCOOH的那 些，其中n为0到约5的数，包括曱酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己 酸等。还可使用酐或反应性羧酸衍生物如烷基酯代替羧酸。烷基酯的代 表有曱酸曱酯和甲酸乙酯。硫酸、硝酸和其它已知的插层剂水溶液具有将曱酸最终分解成水和二氧化碳的能力。因此，在插层剂水溶液中浸没 薄片前有利地使曱酸和其它敏感膨胀助剂接触石墨薄片。二羧酸的代表有具有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、环己烷-l,4-二羧酸和芳族二羧酸如邻苯二甲酸或对苯二曱 酸。烷基酯的代表有草酸二甲酯和草酸二乙酯。环脂肪族酸的代表为环 己烷羧酸，芳族羧酸的代表有苯曱酸、萘酸、邻氨基苯曱酸、对氨基苯 曱酸、水杨酸、邻-、间-和对-曱苯酸、曱氧基和乙氧基苯甲酸、乙酰乙 酰氨基苯甲酸和乙酰氨基苯曱酸、苯基乙酸和萘酸。羟基芳族酸的代表 为羟基苯曱酸、3-羟基-l-萘酸、3-羟基-2-萘酸、4-羟基-2-萘酸、5-羟基 _1_茶酸、5-羟基-2-萘酸、6-羟基-2-萘酸和7-羟基-2-萘酸。多羧酸中主要 是柠檬酸。插层剂溶液是含水的并优选包含数量为约1-10%的膨胀助剂，该数 量能有效增强剥离。在使膨胀助剂在浸没石墨薄片到插层剂水溶液前或 后接触石墨薄片的实施方案中，可通过合适的装置如V-混合器将膨胀助 剂与石墨混合， 一般量为石墨薄片的约0.2wtQ/o-约10wt%。在插层石墨薄片并接着混合插层剂涂敷的插层石墨薄片与有机还 原剂之后，将混合物暴露于在25 °C-125°C范围内的温度以促进还原剂和 插层剂涂层的反应。加热期最高约20小时，对于上述范围内的较高温 度而言采用较短的加热期例如至少约10分钟。在较高温度下，可使用 一个半小时或更少例如大约10-25分钟的时间。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16(TC和尤其约700。C-120(TC和更高的温度，插层石墨 颗粒在c方向上即在垂直于成份石墨颗粒晶面的方向上以摺状形式膨胀 到其初始体积的约80-1000倍或更大。膨胀即剥离的石墨颗粒在外观上 为蠕虫状，因此常净皮称为蠕虫。蠕虫可^皮压缩到一起成为可^皮成形并切割成各种形状的柔性片，其不同于初始的石墨薄片，并可通过变形机械 冲击使它们具有小的横向开孔，如下文中所述。柔性石墨片和箔是内聚性的，具有良好的处理强度，并例如通过辊压寻皮适当地压缩到约0.075mm到3.75mm的厚度和约0.1到1.5克/立方 厘米(g/cc)的典型密度。如美国专利5902762 (本文引入作为参考) 中所述，可使约1.5-30wt。/。的陶瓷添加剂与插层石墨片混合以在最终的 柔性石墨产品中提供增强的树脂浸渍。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 粒为非反应性地，并且不粘着到石墨上，在直到约IIO(TC、优选约1400 。C或更高的温度下稳定。合适的陶瓷纤维颗粒由以下形成碎石英玻璃 纤维、碳和石墨纤维、氧化锆、氮化硼、碳化硅和氧化镁纤维、天然矿 物纤维如偏硅酸钾纤维、硅酸铝钓纤维、氧化铝纤维等。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能增 强柔性石墨片的防潮性和处理强度即刚性以及"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%,合适地直到约 60wt%。发现在本发明的实施中尤其有用的树脂包括丙烯酸-、环氧-和 盼醛-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 括基于二缩水甘油醚或双酚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树脂。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。柔性石墨片材表现出相当大的各向异性程度，因为石墨颗粒的排列 平行于片的主要相对平行表面，当辊压片材以增加密度时，各向异性程 度增加。在辊压的各向异性片材中，厚度即垂直于相对平行片表面的方 向构成"c"方向，沿长度和宽度范围的方向即沿或平行于相对主要表 面的方向构成"a"方向，对于"c"和"a"方向，片的热和电性质差别 很大，有几个数量级。可原样使用被成形以便具有所需中心开孔的如此形成的柔性石墨 片，或可将它成形为数个这种柔性石墨片的叠层(没有或没有中间层粘 合剂)，并以这种方式用作本发明的接头加强环。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，石墨片接头加强环的取向应 使得"a"方向即平行于片主要相对表面的方向定向地排列在电极端面 之间。按照这种方式，材料在"a"方向上的较高电导率将改善横跨接头的导电性，与"C"方向相对。本发明的接头加强环的一种实施方案图示在图1中，并用标记10表示。接头加强环10包括柔性石墨的螺旋缠绕片，并具有通过接头加 强环IO厚度而不是沿它表面的'V'方向。例如，可通过围绕套管100 缠绕一个或多个柔性石墨片来形成接头加强环10,套管100具有等于接 头加强环10的中心开孔所需直径"d"的直径。围绕套管100缠绕片直 到获得等于接头加强环10所需半径的半径，产生螺旋巻饶柔性石墨筒 20,其可被切成所需厚度的各个接头加强环IO(通过套管IOO或在除去 套管100后)。按照这种方式，排列具有较高导电性的"a"方向通过 接头加强环10的厚度。任选地，可在接头加强环10的匪之间插入粘合 剂，以便防止螺旋缠绕的接头加强环IO解饶。或者，可通过围绕套管IOO缠绕一个或多个柔性石墨片直到获得等 于接头加强环10所需半径的半径来形成接头加强环10,然后将螺旋缠 绕筒20压缩成最后所需的厚度和形状。事实上，如上所述，压缩过程 可用于模制(例如通过模成型等)凹的或起皱形状到接头加强环10内， 分别如图6和7所示，具有对4妻电才及30和/或40的壁10a和10b或凸紋 10c。这些形状可提供甚至更大的压缩性给接头加强环10。将接头加强环10定位在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，当使用具有机械加工的外螺紋柄脚32的石墨电极 30时，可将接头加强环IO放置在围绕柄脚32的电极30的端面34上。 当然后使电极30与具有机械加工的内承窝(未示出)的邻接电极配合 时，于是就将接头加强环10定位在邻接电极的端面之间。图4中图示 的电极40也是如此，其使用销42而不是柄脚。有利地，将接头加强环10在电极30的制备过程中放置在电极30 上，或者在成形设备处或在炉现场，但是在送到炉子上方就位以装到电 极柱上之前，以减少形成接头(其经常在相对有害的环境中进行)的操 作步骤。同样，当销42被预设到电极40内时，可同时将接头加强环IO 放置在电极40上。此外，当形成凹形的接头加强环10时，如图6中所 示，凹形的部分填充有糊或水泥等，可使用释放衬里保护糊或水泥免受 污物、灰尘或可能以其它方式粘着到它上面的其它不想要的物质的污 染。因此，使用时，电极端面接头加强环IO被定位在电极接头50中的邻接电极50a和50b之间，如图5所示。接头加强环10的可压缩特性 通过允许弯曲期间的压缩增加了使用电极50a和50b形成的柱的高柱弯 曲强度，从而减少了电极50a和50b中一个或二个破裂、分裂等的趋势。 另外，由于接头加强环10有利地以等于或低于电极50a和50b氧化速 度的速度氧化，因此它减少了氧进入到接头50内电极50a和50b端面 之间，并因此减少或消除了接头50的螺紋部分或销32或外螺紋柄脚42 和/或其它表面的氧化，延长了接头50的寿命和功能。
本文引入所有引用的本申请提到的专利和出版物的公开内容作为 参考。
上述描述旨在能使本领域技术人员实施本发明。不打算详细描述在 阅读说明书时对于技术人员来说显而易见的所有可能变化和改变。但 是，所有这类改变和变化都打算应包括在由下面的权利要求限定的本发 明范围内。权利要求旨在覆盖能有效满足本文预定目的的任何排列或顺 序的所提到的要素和步骤，除非上下文具体指示相反内容。
权利要求
1. 电极接头，包括两个接合的石墨电极且在电极之间插入有接头加强环，接头加强环包括可压缩材料，其提高电极接头作为其部件的电极柱的上柱弯曲强度。
2. 权利要求l的接头，其中可压缩材料包括剥离石墨压缩颗粒。
3. 权利要求2的接头，其中接头加强环的电导率在电极之间延伸 的方向上大于与该方向正交的方向上。
4. 权利要求3的接头，其中接头加强环包括剥离石墨压缩颗粒的螺旋缠绕片。
5. 权利要求2的接头，其中两个接合电极各自包括其中加工成的 内螺紋承窝，并还包括包含与电极的内螺紋承窝啮合以形成接头的相对 的外螺紋段的销。
6. 权利要求2的接头，其中一个电极包括外螺紋柄脚，另一个电 极包括内螺紋承窝，其中外螺紋柄脚啮合内螺紋承窝形成接头。
7. 制备用于电极接头的接头加强环的方法，该方法包括提供剥离 石墨压缩颗粒的片，和缠绕片以形成适用于电极接头中电极之间的螺旋 缠绕接头加强环。
8. 权利要求7的方法，其中接头加强环具有大体上等于电极接头 外径的外径和中心开孔。
9. 权利要求8的方法，其中在剥离石墨压缩颗粒的螺旋缠绕片的 层之间插入粘合剂。
10. 权利要求8的方法，其中剥离石墨压缩颗粒片围绕着直径等于 接头加强环中心开孔的套管缠绕。
11. 权利要求10的方法，其中将围绕套管缠绕的剥离石墨压缩颗 粒的片在缠绕后切至所需厚度。
12. 权利要求7的方法，其中接头加强环的表面具有凹形横截面。
13. 权利要求12的方法，其中接头加强环的表面具有起皱横截面。
全文摘要
提供电极接头(50)，接头包括两个接合的石墨电极(50a，50b)，并具有插入在电极之间的接头加强环(10)，接头加强环(10)包括可压缩的材料。
文档编号H05B7/06GK101297602SQ200680038424
公开日2008年10月29日 申请日期2006年8月23日 优先权日2005年9月22日
发明者B·鲍曼, T·P·威尔斯 申请人:格拉弗技术国际控股有限公司