Штуцерное соединение для электрода печи

(19) (11) 77 БЛИК В 7 06 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ПАТ К 1(56 Общ дат зУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(22) 05.11.80 (31) 7928144 (32) 09.1179 (33) Франция (46) 07.05.83. Бюл. М 17 (72) Жан-Мишель Будо, Мишель Лог и Клод Паризо (франция) (71) Сосьете дез Электрод э Рефр тэр Савуа (Франция) (53) 621 .791, 037(088 .8) ) 1. Воскобойников В.Г. и др, ая металлургия. М., Металлург1973, с, 293.2. Патент франции М 1241362, кл. Н 05 В 7/06, опублик. 1959.Х(54)(57) 1. ШТУЦЕРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯЭЛЕКТРОДА ПЕЧИ, содержащее штуцер срезьбой, свинчиваемые электроды сгнездами, имеющими резьбу для ввиичи.вания половины штуцера и плоскостьсоединения, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежнос.ти соединения, со стороны соединенных плоскостей между нитками резьбыштуцера и нитками резьбы гнезд соединяемых электродов имеется зазор минимальной величины на уровне, расположенном между 0,1-0,25 высоты свин"чиваемых резьбовых участков, при измерении его в каждом гнезде от егооснования.1017177 2. Штуцерное соединение по п. 1,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с обеих сторон плоскости соединения двух соединяемых электродов резьба штуцера содержит зоны наклона одна зона с тангенсом угла наклона 0,164- 0,166 проходит от плоскости соединения в направлении конца штуцера, а другая зона с тангенсом угла наклона 0,185-0,195 проходит от конца штуцера в направлении плокости соединения.3. Штуцерное соединение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что штуцер имеет с обеих сторон плос, кости соединения двух соединяемых электродов зону наклона, равную зоне наклона гнезда, заключенной между двумя зонами с раэличньвю наклоном.4. Штуцерное соединение по .пп. 1- 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в соединении имеется эона упора, рас положенная между 1/3 и 1/2 высоты свинчиваемых участков резьбы при иэ" мереник от основания каждого гнезда.5. Штуцерное соединение по п, 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в Изобретение относится к электроме таллургическому производству, в част-, ности к изготовлению электродов для электродуговых печей.Известно штуцерное соединение двух 5 электродов для изготовления электрода дуговой печи, включающее составные электроды с цилиндрическими гнез-, дами с резьбой и штуцер, имеющий нарезанную на образукщвй цилиндра резь- о бу и вворачиваемый в гнезда свинчивае мых электродов 11Недостатки такого штуцерного соединения - слабость затяжки и возможность его раскручивания при эксплуа тации, что приводит к поломке собранного электрода по штуцеру, являющемуся наиболее слабым местом электрода.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо" О му результату является штуцерное соединение, включающее штуцер с резьбой, свинчиваемые электроды с гнездами, имеющими резьбу для ввинчивания поло. вины штуцера и плоскость соединения.Чтобы избежать чрезмерного зажима штуцера в гнезде электрода одну илж несколько раздвигающнх деталей помещают между некоторыми резьбовыми нит" ками штуцера и соответствующими реэьбовыми нитками гнезда. Эти раздвигаю. щие детали должны быть из прочного материала, который не деформируется при рабочих температурах 23 зоне упора длинная сторона резьбы штуцера смещена на величину 0.,08- 0,20 мм в направлении основания гнезда.6. Штуцерное соединение по пп. 1 и 4, о т л и ча ю щ е е с я тем, что с обеих сторон плоскости соединения . соединяемых электродов резьба каждо" го гнезда имеет две эоны с различными наклонами по отношению к среднему наклону резьбы штуцера одна зона проходит от плоскости соединения в направлении основания гнезда, а дру" гая - от основания гнезда в направлении плоскости соединения.7. Штуцерное соединение по пп. 1- 4 ы 6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в зоне упора длинная сторонарезьбы гнезда смещена на величину 0,08 0,20 мм в направлении плоскости соединения. 8. Штуцерное соединение по пП. 1,4-7, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что наклон резьбы изменяется по высоте штуцера и гнезда плавно,Однако известное техническое решение не позволяет избежать разрывовштуцерных соединений, вызываемых термическими и термомеханическнми напряжениями. Кроме того, реализация повышенной плотности ниток резьбы, локализованных на одной стороне резьбы,представляет трудности с точки зрения обработки, что ведет к значительному увеличению стоимости изготовления штуцерных соединений.Цель изобретения - повышение надежности соединения.Поставленная цель достигается тем,что в штуцерном соединении для элект)рода печи, включающем штуцер с резь"5 ой, свинчиваете электроды с гнездами, имеющими резьбу для ввинчивания половины штуцера и плоскость соединеиия, со стороны соединенных плос.костей зазор между нитками резьбыштуцера и нитками резьбы гнезд соеди.няемых электродов имеется минимальной величины на уровне, расположенном между 0,1-0,25 высоты свинчиваемых резьбовых участков, при измерении его в каждом гнезде от его основания,С обеих. сторон плоскости соединения двух соединяемых электродов резьба штуцера содержит две эоны наклонаодна зона с тангенсом угла наклона0,164 - 0,166 проходит от плоскостицера, а другая зона с тангенсом угланаклона 0,185 - 0,195 проходит от конца штуцера в направлении плоскостисоединения.Штуцер имеет с обеих сторон плоскости соединения двух соединяемыхэлектродов зону наклена, равную зоненаклона гнезда, заключенной междудвумя зонами с различным наклоном.В соединении имеется зона упора,расположенная между 1/3 и 1/2 высоты 10.свинчиваемых участков резьбы при измерении от основания каждого гнезда.В зоне упора длинная сторона резьбы штуцера смещена на величину 0,080,20 мм в направлении основания гневдаеС обеих сторон плоскости соединения соединяемых электродов резьбакаждого гнезда имеет две зоны с раз-личными наклонами по отношению к 20среднему наклону резьбы штуцера: одна зона проходит от плоскости соединения н направлении основания гнезда,,а другая - от основания гнезда в направлении плоскости соединения. 25В зоне упора длинная сторона резьбы гнезда смещена на величину 0,080,2 мм в направлении плоскости соединения.Наклон резьбы изменяется по высоте штуцера и гнезда плавно,Исследования показали, что многиеразрывы штуцерных соединений являются результатом действий на них двухсистем напряжений:напряжения растяжения, которыепередаются усилиями натяжения на штуцере вдоль его оси и тангенциальнымиусилиями, действующими на стенкирезьбовых гнезд электродов;механические напряжения, которые 40большей частью действуют сбоку и могут согнуть электродные стержни.Наибольшие напряжения образуются,с одной стороны, на уровне плоскостисоединения электродов и, с другой 45стороны, .на уровне оснований гнезд;а напряжения, действующие на стенки.гнезд, проходят в промежуточной зоне,расположенной между половиной и. четвертью высоты резьбы гнезда, котораясвинчена со штуцера (высоту измеряютот основания гнезда),Зазор между резьбовыми участкамиштуцера и резьбовыми участками каждого из двух гнезд электрода изменяютпутем определения разности между диа.метром боковой поверхности (основ"ной диаметр) резьбы штуцера, и аналогичньии диаметром гнезда электрода.Наименьший зазор расположен между по.ловиной и четвертью высоты резьбовойчасти гнезда, свинченной со штуцера(измеряют от основания гнезда), анаибольший на двух концах резьбы.Действующие на ствол электродапоперечные напряжения, стремящиеся 65 согнуть электрод, частично поглощают.ся небольшими поперечными перемеще-ниями концов штуцера у основанийрезьбовых гнезд, и на уровне плоскости соединения - небольшими перемещениями зоны большого диаметра штуцерапо отношению к верхним кромкам стенок реэбовых гнезд,Кроме того, специальнбй обработкой реэьбовых. участков штуцера игнезда получают кольцевую зону упорав осевом направлении на уровне трехниток резьбы гнезда или соответствую.щей части штуцера, которая располага.ется главным образом между третью иполовиной высоты свинченных вместеучастков резьбы (измеряют от концамалого диаметра) . Эта эона упора поз.воляет в момент ввинчивания штуцерав его гнездо останавливать ввинчивание облагодаря зажиму длинных сторонрезьбы штуцера относительно длинныхсторон резьбы гнезда,На фиг. 1 представлено штуцерноесоединение, поперечный разрез нафиг, 2 - часть штуцера, поперечныйразрез; на фиг. 3 - нитки резьбы шту.цера.Штуцерные соединения состоят издвух электродов 1 и 2,сОединенныхс помощью штуцера 3, имеющего резьбус шагом четыре нитки на дюйм, Штуцеримеет две части типа усеченного конуса, обращенные друг к другу большими основаниями по экваториальной плоскости 4 (фиг. 2). Согласно действующим международным нормам наклон каждого из этих усеченных конусов, выра"женный тангенсом угла их образухвейс осью штуцера, составляет 1/6. Упредлагаемого штуцера (фиг. 2) наклоНимеет две последовательные величины.По длине АВ образующая резьбового конуса с осью ХУ имеет угол За точкой В образующая ВС с осью ХУ имеетугол. В рассмаТриваемом вариантеТу=О, 165; у 0, 190, т.е. угол анемного меньше, а угол ( значительно больше, чем установлено нормой.Другая часть штуцера, симметричнаяотносительно плоскости 4, обрабатыва-.ется идентичным образом,Эти два аклона имеют наклоны,йд с которых составляет 0,164 - 9,166,а 1 ц0,0185 - 0,195,Гнезда электрода имеют резьбу снаклоном 1/6 по всей длине образующей (фиг. 1),.В предлагаемом штуцере, которыйимеет 26 ниток резьбы с обеих сторон экваториальной плоакости, двинаАВ соответствует 22 ниткам резьбы,а ВС - 4 ниткам резьбы. Отсюда вид-.но, что, когда штуцер будет ввинчиваться в гнездо электрода, то в зонеВ будет образовываться минимальныйзазор между нитками резьбы штуцераи нитками резьбы гнезда.10171 Кроме того, между десятой и две" надцатой нитками резьбы штуцера от его конца образуют зону упора, поэво ляющую точно остановить эавинчивание штуцера в этом гнезде, .путем смещения на долю миллиметра в направлении 5 конца малого диаметра штуцера инстру. мента, которьэи нарезается резьба. За этой зоной положение инструмента вос" станавливается в соответствии с нормальной установкой. Ширина резьбовых 10 канавок иэ-эа смещения инструмента не изменяется, а изменяется только плотность самих ниток резьбы. Когда инструмент нарезает реэьбовую канавку от конца малого диаметра штуцера, 15 смещенная резьбовая канавка 5 немно" го сближена с резьбовой предшествующей канавкой 6 и немного удалена от резьбовой канавки 7, которая образована после установки инструмента в О нормальное положение, которое не поэ. воляет ему сместиться, т.е. смещение инструмента производится последовательно,по некоторой длине резьбы, ;(фиг. 3) между точками 8 и 9. Восстановление инструмента в нормальное положение происходит по длине, находящейся между точками 20 и 11. Эти длины зависят от скорости, с которой производится регулировка, и периферийной скорости обработки. В данномслучае канавка 5 размещена на 0,12 мм(сближена с канавкой 6), Так как ширина реэьбовых канавок постоянная, то такое смещение уменьшает расстояние между кромками 12 и 13 резьбовых 35 канавок 5 и 6 на ту же величину, что указывает на равное увеличение расстояния между кромками 14 и 15 реэьбовых канавок 5 и 7. В результате смещения резьбовой канавки 5 вся по О верхность стороны резьбы, заключенная между кромкой 14 и основанием резьбовой канавки, играет роль упора в момент завинчивания штуцера в резь. бовое гнездо соответствующего электрода, Длинная сторона резьбы, ориентированная в направлении основания гнезда, останавливает ввинчивание штуцера прежде, чем последний прижимается к основанию гнезда, и позволяет сохранить в холодном состоянии в ,осевоЧ направлении зазор " между дру 1 ими длинными сторонами резьбы штуцера и соответствующими сторонами резьбы гнезда. Разрыва резьбовой нитки, которая играет роль упора, или нитки,. в которую он упирается, когда соединение имеет высокую температуру, не происходит, Наблкдается лишьнебольшая деформация поверхностей в точках контакта. Не имеют места так- бО же разрывы штуцера и стенок гнезда электродов, так как напряжения, которые образуются на уровне зоны упора, меньше напряжений, способных вызвать разрыв штуцера или стенок гнеэ" 77бда в электроде. Это обеспечивается, в частности, тщательным выбором зоны упора, которая должна быть дрстаточ" но удалена от эоны соединения и не должна быть слишком близка к точке изменения наклона, так как именно в точке В (см. фиг. 1 и 2) образуются наиболее значительные поперечные напряжения в момент повышения температуры штуцерного соединения в результате того, что зазоры в этой точке малы. Предпочтительно размещать зону упора за точкой В, между третью и по. лозиной высоты свинченной резьбы(измеряют от концов малогодиаметра),Величина смещения резьбы 0,12 мм близка к оптимальной, однако она может находиться в пределах 0,08 0,20 мм.Предлагаемые реэьбовые соединения могут быть выполнены и с шагом резьбы три нитки на дюйм.Необходимо избегать снижения плотности смещенных ниток резьбы, чтобы они могли выдерживать напряжения резь. бового соединения. Смещение резьбовой канавки не только не уменьшает плотности смещенной нитки (ниток) резьбы, но наоборот, повышает плотность первой нитки резьбы. Если смещение имеет место в отношении двух - трех ниток резьбы, только первая нитка резьбы имеет повышенную плотность. Следукщие нитки резьбы сохраняют нор. мальную плотность.На штуцере в зоне В можно образовать кольцевую зону, охватывающую несколько ниток резьбы, обраэукщая которой параллельна обраэукщей гнезда. В этом случае наклон штуцера имеет три последовательных величины. Но в любом случае зона В должна быть полностью заключена между десятой частью и четвертью высоты свинченного участка резьбы (иэмеряют от основания гнезда) .Модификация наклона и эоны упора, могут быть также реализованы на гнездах электрода, и тогда штуцер сохраняет свой наклон н свою резьбу беэ смещенияМожно также предусмотреть распределение между штуцером и гнездами резьбы модификации наклона и смещения ниток резьбы в зоне упора. Если модификации наклона связаны с обработ кой резьбовых гнезд, наклон эоны, которая проходит от плоскости соединения в направлении основания гнезда, должен быть более крутым, чем средний наклон штуцера, и наоборот, наклон эоны, которая проходит от основания гнезда в направлении к плоскости соединения, должен быть более крутой, чем средний наклон.Модификации наклона, которые позволяют варьировать зазор, могут также7 1017177при необходимости производиться покрайней мере частично непрерывным об"разом Тогда образукщая штштуцера и об. разующая резъбового гнезда будутлинейниметь по крайней мерв час тично криво.ли чтонув форму. Исследования пок - 5аэа".то саеханическне напряженирые тремятся искривить электроды,я, кои расширениясочетаются с напряжениям.и вызывают разрэ наппелъныхнений,ых соеди-,ним вНапряжения проходят чере - 10ум зоне, расположенной точное 3 мисотыиежду десятой и четвертой частями .вырезьбы, Упор не должен выпоне, где зазор наименьший у. а также на конце ниппеля, г резьбы наимл, где диаметраименьший и, слзываемые на резьбу упора усилия .Вммогут оказаться слишком б ольшими. месте с тем необходимобы за,однако, что.ацепление между охватываем обхватываюшей заемой и Слно большим нае резъбами было достаточ.уровне резьбы упора,сполагать ледовательно, нельзя раниязту резьбу вблизи плоскос ти соединегде зазор наибольшийПгрименение предлагаемо о соединения .электродов обго штуцерно: снижение аов обеспечит ментов и ирасхода графитированныхр выплавке электростали.зле г Составитель .А. Прусс влинская Техредт ,Фанта Ко к. Заказ 3409/ орректор Е.Ро В П52 . Ти НИИПИ Государств по делам изобре 13035, Москва, Ж раж В 45енного комитета СС тений н открытий е 35, Раушская на одписно а е а а а еа а аеааеа еее ееб .у д. 4/5еееееееееееееееееееилиал ППП ффПатентффа а е е а е е е е а аг.ужго род, ул,Проектна