1. Electrodo de grafito monolítico que presenta una primera y segunda posiciones terminales y una parte de cuerpo no terminal,

una primera zona dispuesta en la primera posición terminal del electrodo, una segunda zona dispuesta en la parte de cuerpo no terminal del electrodo y una tercera zona en la segunda posición terminal del electrodo, caracterizado porque la primera zona y la tercera zona presentan una concentración de fibras de carbono comprendida entre 1% y el 10% en peso, y la concentración de fibras de carbono en la segunda zona comprende al menos un 20% menos que la concentración de fibras de carbono en la primera y tercera zonas, de manera que la concentración de fibras en la primera zona y en la tercera zona es suficiente para incrementar la resistencia del electrodo en la primera posición terminal y en la segunda posición terminal, respectivamente, y la concentración de las fibras en la parte de cuerpo no terminal es insuficiente para incrementar la resistencia del electrodo de la parte de cuerpo no terminal del electrodo.

ELECTRODO DE GRAFITO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente divulgación se refiere a un electrodo de grafito que muestra propiedades mejoradas proporcionando zonas de diferentes características, y a un procedimiento para preparar el electrodo de grafito descrito. Más particularmente, la divulgación se refiere a un electrodo de grafito que tiene una o más zonas que difieren sensiblemente de otras zonas del electrodo en términos de resistencia, características eléctricas, composición, etc.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los electrodos de grafito se utilizan en la industria del acero para fundir metales y otros ingredientes utilizados para formar acero en hornos electrotérmicos. El calor necesario para fundir metales se genera pasando corriente a través de una pluralidad de electrodos, usualmente tres, y formando un arco entre los electrodos y el metal. Se utilizan frecuentemente corrientes eléctricas que exceden de 100.000 amperios. La alta temperatura resultante funde los metales y otros ingredientes. Generalmente, los electrodos utilizados en hornos de acero están presentes en forma de columnas de electrodos que son una serie de electrodos individuales unidos para formar una única columna. De esta manera, cuando se agotan los electrodos durante el procedimiento térmico, pueden unirse electrodos de repuesto a la columna para mantener la longitud de la columna que se extiende hacia dentro del horno.

Generalmente, los electrodos se unen en columnas a través de una espiga (algunas veces denominada pezón) que funciona para unir los extremos de electrodos contiguos. Típicamente, la espiga adopta la forma de secciones roscadas macho opuestas, comprendiendo al menos un extremo de electrodos secciones roscadas hembra capaces de casar con la sección roscada macho de la espiga. Así, cuando cada una de las secciones roscadas macho opuestas de una espiga se rosca en las secciones roscadas hembra de los extremos de los dos electrodos, los electrodos quedan unidos formando una columna de electrodos. Comúnmente, los extremos unidos de los electrodos contiguos, y la espiga entre ellos, se denominan en la técnica junta (o, más específicamente, unión por espiga) .

Alternativamente, los electrodos pueden estar formados con un saliente o cola roscado mecanizado en un extremo y una parte de conexión roscada mecanizada en el otro extremo, de tal manera que los electrodos puedan unirse roscando la cola de un electrodo en la parte de conexión de un segundo electrodo y formar así una columna de electrodos. Los extremos unidos de dos electrodos contiguos en una realización de este tipo se denominan también en la técnica junta sin espiga. En la producción de una forma de realización de un electrodo sin espiga, las roscas de la junta pueden incluir las denominadas roscas "bloqueadas", también denominadas en la industria roscas "completamente atascadas", que se emplean frecuentemente. En las roscas bloqueadas, ambos flancos de rosca de uno de los elementos (tal como la cola macho) están en contacto con ambos flancos de rosca del otro elemento (tal como la parte de conexión hembra) . Por el contrario, en roscas "no bloqueadas" o "desbloqueadas", denominadas en la industria roscas "atascadas" o "parcialmente atascadas", sólo un flanco de rosca de cada elemento hace contacto con las roscas del otro elemento, y se emplean comúnmente en juntas de espiga.

Dado el esfuerzo térmico extremo que experimentan el electrodo y la junta (y, efectivamente, la columna de electrodos como un todo) , factores mecánicos/térmicos tales como resistencia, expansión térmica y resistencia al agrietamiento deben equilibrarse cuidadosamente para evitar daños o la destrucción de la columna de electrodos o de electrodos individuales. Por ejemplo, la expansión térmica longitudinal (es decir, a lo largo de la longitud del electrodo/columna de electrodos) de los electrodos, especialmente a una velocidad diferente de la de la espiga, puede forzar a la junta a separarse, reduciendo la efectividad de la columna de electrodos en la conducción de la corriente eléctrica. Cierta cantidad de expansión térmica transversal (es decir, a través del diámetro del electrodo/columna de electrodos) del electrodo que exceda la de la espiga puede ser deseable para formar una conexión firme entre la espiga y el electrodo; sin embargo, si la expansión térmica transversal del electrodo excede en gran medida la de la espiga, pueden resultar daños en el electrodo o una separación de la junta. De nuevo, esto pueda dar como resultado una eficacia reducida de la columna de electrodos o incluso la destrucción de la columna si el daño es tan severo que la columna de electrodos falla en la sección de junta.

Además, otro efecto de los esfuerzos térmicos y mecánicos a los que se expone una columna de electrodos es el desatornillamiento literal de los electrodos que forman la junta (o de los electrodos y espigas que forman la junta) debido a vibraciones y otros esfuerzos. Este desatornillamiento puede disminuir la eficiencia de la columna de electrodos al reducir el contacto eléctrico entre los electrodos contiguos. En el caso más severo, el desatornillamiento puede dar como resultado la pérdida de la columna de electrodos por debajo de la junta afectada.

Por tanto, lo que se desea es un electrodo de grafito más capacitado para resistir los esfuerzos térmicos y mecánicos a los que se le expondrá en un horno de arco eléctrico, en comparación con electrodos de grafito convencionales en la técnica. Es también altamente deseable conseguir estos beneficios, manteniendo al mismo tiempo la practicabilidad comercial de la fabricación de los presentes electrodos de grafito.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un aspecto de la presente divulgación es proporcionar un electrodo de grafito que tenga distintas zonas, teniendo al menos una zona una diferencia mensurable cuando se la compara con otras zonas del mismo electrodo.

Otro aspecto de la presente divulgación es proporcionar un electrodo de grafito que tenga al menos una zona con una diferencia mensurable cuando se la compara con otras zonas del mismo electrodo, en donde la al menos una zona de este tipo esté localizada en una parte terminal del electrodo de grafito.

Otro aspecto de la presente divulgación es proporcionar un electrodo de grafito que tenga al menos una zona con una diferencia mensurable cuando se la compara con otras zonas del mismo electrodo, en donde la al menos una zona de este tipo esté localizada en una parte exterior del electrodo de grafito.

Todavía otro aspecto de la presente divulgación es proporcionar un electrodo de grafito que tenga al menos una zona con una diferencia mensurable cuando se la compara con otras zonas del mismo electrodo, en donde tal diferencia mensurable constituya el nivel de las fibras en la al menos una zona de este tipo.

Estos y otros aspectos que resultarán evidentes para el experto en la materia tras revisar la siguiente descripción pueden materializarse proporcionando un artículo de carbono que tiene una primera zona y una segunda zona, estando formada la primera zona a partir de un primer diseño de mezcla y la segunda zona a partir de un segundo diseño de mezcla y los diseños de mezcla primero y segundo tienen al menos una diferencia seleccionada del grupo de diferencias de una presencia de un cierto material, una concentración de un cierto material, el tamaño de un cierto material y combinaciones de los mismos. En algunas formas de realización, la divulgación incluye un artículo de carbono que tiene una primera zona y una segunda zona, presentando la primera zona una concentración de fibras de carbono mayor que una concentración de fibras de carbono en la segunda zona, y comprendiendo la primera zona al menos una de una parte exterior o una parte terminal del artículo, ventajosamente en la que la concentración de fibras de carbono en la segunda zona comprende aproximadamente el 20% menos que la concentración de fibras de carbono en la primera zona. Puede incluirse opcionalmente una tercera zona, en la que la tercera zona puede localizarse opuesta a la primera zona y construirse a partir de sustancialmente el mismo diseño de mezcla que el primer diseño de mezcla.

Asimismo, en la presente divulgación está incluido un procedimiento para fabricar un artículo de carbono, tal como los descritos anteriormente, incluyendo la mezcla el recurso de combinar un primer diseño de mezcla y un segundo diseño de mezcla de una manera segregada, difiriendo el primer diseño de mezcla del segundo diseño de mezcla en al menos una manera; formar un artículo crudo y carbonizarlo....

R E I V I N D I C A C I ON E S

1. Electrodo de grafito monolítico que presenta una primera y segunda posiciones terminales y una parte de cuerpo no terminal, una primera zona dispuesta en la primera posición terminal del electrodo, una segunda zona dispuesta en la parte de cuerpo no terminal del electrodo y una tercera zona en la segunda posición terminal del electrodo, caracterizado porque la primera zona y la tercera zona presentan una concentración de fibras de carbono comprendida entre 1% y el 10% en peso, y la concentración de fibras de carbono en la segunda zona comprende al menos un 20% menos que la concentración de fibras de carbono en la primera y tercera zonas, de manera que la concentración de fibras en la primera zona y en la tercera zona es suficiente para incrementar la resistencia del electrodo en la primera posición terminal y en la segunda posición terminal, respectivamente, y la concentración de las fibras en la parte de cuerpo no terminal es insuficiente para incrementar la resistencia del electrodo de la parte de cuerpo no terminal del electrodo.