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Kombinferte Kohlenelektrode für elektrische Öfen und Verfahren zn ihrer Het stellung.
Kohlenelektroden weiden bekanntlich aus Anthrazit und Koks unter Zusatz von Teer und Pech als Bindemittel auf hydraulischen Pressen gepresst und in Kasettenöfen unter Luftabschluss. in Kokspulver eingebettet, bei einer Temperatur von etwa 450 C gebrannt. Solche Elektroden haben sich bei der Verwendung in elektrischen Öfen nicht immer bewährt, weil mit der Vergrösserung der Elektrodenquerschnitte die elektrische Leitfähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen thermische Einflüsse abnehmen.
Versuchte, die Kohlenelektroden durch Metalleinlagen zu verbessern, blieben erfolglos. Das unerlässliche Brennen der Elektroden bei sehr hoher Temperatur macht die Vorteile der Eisenarmierung illusoriseh.
Bei Anwendung niedriger Temperatur bleibt jedoch der Kern der Elektrode stets roh. wodurch Brtiehe in den Elektroden herbeigeführt werden. Es ist also bisher nicht gelungen, Elektroden herzustellen, die sowohl eine beständige Oberfläche als auch einen gesunden Mittelkern besitzen, wenigstens nicht Elek- troden mit grösserem Querschnitt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine kombinierte Elektrode. bei deren besonderer Bauart sich die genannten Übelstände nicht einstellen und die daher allen an Elektroden für elektrische Öfen gestellten Anforderungen entspricht.
Die Kohlenelektrode gemäss der Erfindung besteht aus einer inneren hoehgebrannten Hauptelektrode, einer äusseren, am Umfange aufgestampften Nebenelektrode und einem dazwischenliegenden Metalleiter. Es-wird dabei der Zweck verfolgt, der Hauptelektrode ausserhalb des elektrischen Ofens möglichst viel Strom zuzuführen. während die Nebenelektrode ausserhalb des Ofens als Reservestromleiter dient und erst. sobald sie das Gewölbe des elektrischen Ofens passiert hat. als vollwertiger Stromleiter in Wirkung treten soll.
Zur Herstellung der kombinierten Elektrode verwendet man eine hochgebrannte Elektrode mit aufgelegten Eisenkontakten als Kern und ordnet am Umfange die Nebenelektrode an. indem man frische Elektrodenmasse in einem Mante ! aus Drahtgewebe aufstampft, um einen Zusammenhalt der Masse zu sichern. Die so zusammengestellte Elektrode wird dann einem Brennprozesse bei niedriger Temperatur unterworfen, um die aus weicher Masse bestehende Nebenelektrode leitfähig und transportfähig zu machen.
Der Brennprozess wird in besonderen Öfen durchgeführt.
Xach dem Brennprozess ist die Elektrode gebrauchsfertig und kann in jeden elektrischen Ofen in gleicher Weise wie die bisherigen Elektroden eingesetzt werden. Zum Zwecke des restlosen Verbrauches kann die Elektrode gemäss der Erfindung an eine neue Elektrode angesetzt werden. wenn sie bereits
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unter Aufguss von Teerpeeh auf die Ausschnittfläehe. wobei die Metallkontakte aufeinander liegen sollen. damit die Leitung nicht unterbrochen wird.
In der Zeichnung ist die Elektrode gemäss der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. l ist ein Längsschnitt durch die Elektrode nach der Linie Y-A der Fig. 2 : Fig. 2 stellt die Elektrode im Querschnitt dar ; Fig. 8 zeigt die in den Ofen eingeführte Elektrode im Längsschnitt nach der Linie l'-Y der Fig. 2 und stellt auch dar, in welcher Weise die Anstürklung eines abgebrannten Stuckes an eine neue Elektrode bewerkstelligt wird.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet a die bei hoher Temperatur gebrannte Hauptelektrode. b die aus frischem Material aufgestampfte Nebenelektrode. Das Verhältnis der Durchmesser ist so gewählt. dass die hoehgebrannte Elektrode etwa 2000 der Gesamtelektrode bildet. Die Hauptelektrode besitzt Ein- sehnürnngen d, an denen die Nebenelektrode festen Halt findet, so dass gegenseitige Verschiebung vermieden wird. Das den Zusammenhalt der Masse sichernde Drahtnetz ist mit c bezeichnet. Die Zuführung
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des Stromes'erfolgt durch Metalleinlagen e, die von der Elektrodenfassung zur Innenelektrode führen.
Aus Ffg. 2î. 1nd 3 ist ersichtlich, dass diese Metalleinlagen an ihrem oberen Ende f verstärkt sind und dann die Elektrode der Länge nach mit vermindertem Querschnitt durchziehen. Dieser Teil der ivetaileinlaa-en ist mit fl bezeichnet.
Die Zuführung des Stromes erfolgt durch die verstärkten Metalleinlagen, die von der Elektrodenf ssung zur Innenelektrode führen, an der sie fest anliegen, während sie mit der Nebenelektrode nur an der Stelle ihres verminderten Querschnittes und auch da nur lose in Kontakt stehen. Demzufolge übernimmt ausserhalb des Ofens vor allem die Tnnenelektrode die Stromzuführung, während die Nebenelektrode nur in geringem Grade belastet ist.
Sobald die Elektrode das Gewölbe k des elektrischen Ofens passiert, schmilzt der Eisenleiter bei i, wodurch die Vollbelastung der Nebenelektrode eingeleitet wird. Bei g ist das obere Ende der Elektrode, welches den abgebrannten Rest einer Elektrode vorstellt, mit der neuen Elektrode im Innenteil mittels eines Nippels h verbunden. Um die Nippellänge versetzt, sind die N b nelekü'n b'i ii verbur. den, indem die frische Elektrode in sehwalbenschwanzförmige Ausschnitte der abgebrannten Elektrode unter Aufguss von Teerpech als Bindemittel aufgestampft wird. Die so zusammengesetzte Elektrode wird dann wieder einem Trockenprozess bei niedriger Temperatur in besonderen Öfen ausgesetzt.
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hochleitfähiger Körper ist.
Besonders vorteilhaft wirkt hiebei, dass die Innenelektrode auch keinen äusseren Einflüssen ausgesetzt ist, wodurch ihr Querschnitt ausserhalb des elektrischen Ofens unverändert bleibt. Dagegen wird die Beständigkeit der Aussenelektrode dadurch gewährleistet, dass sie ausserhalb des elektrischen Ofens nur schwach mit Strom belastet wird. Es hat sich gezeigt. dass Elektroden. welche unverändert in die heisse Ofenzone gelangen, dort Beständigkeit zeigen bzw. nicht mehr brechen, auch wenn sie dann höher belastet werden. Ausserdem kann die Aussenelektrode ausserhalb des Ofens noch durch Auftragen einer S luts : ! i ht nach der Art der bisherigen Kohlenelektroden gesichert werden.
2. Der Querschnitt der Kernelektrode kann im Verhältnis zur Gesamtelektrode klein gewählt werden, so dass sie nur etwa 20-25% bildet. Dieser Querschnitt der Kernelektrode reicht aus, weil kleine Elektroden 21/2bis 3 mal höher belastet werden können als Elektroden mit grossen Querschnitten, besonders dann, wenn die hauptsächlich belastete Elektrode gegen äussere Einflüsse geschützt ist. wie dies die Erfindung vorsieht.
3. Die kombinierte Elektrode kann auf alle Dimensionen ausgedehnt werden, was bei der Herstellung von Elektrodenpaketen durch mehrfache Anordnung erhebliche Vorteile bietet.
4. Durch das Brennen der Aussenelektrode bei niedriger Temperatur ergeben sich erhebliche Ersparnisse. Das Brennen kann mit Abgasen, jedoch in besonderen Öfen, durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäss hergestellte Elektrode lässt sich mit Vorteil auf dem gesamten Gebiet der elektrothermischen Industrie verwenden und dürfte sich namentlich für die Aluminiumindustrie als besonder ? wertvoll erweisen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kombinierte Kohlenelektrode für elektrische Öfen, gekennzeichnet durch Anordnung von drei. in der Leitfähigkeit verschiedenen Stromleitern erster Klasse, einer inneren Haupt-und einer äusseren Nebenkohlenelektrode sowie eines dazwischenliegenden Metalleiters, zum Zwecke der elektrischen Entlastung oder Mehrbelastung einzelner Stromleiter ausserhalb bzw. innerhalb des elektrischen Ofens.