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Elektrode für elektrische Öfen.
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bei selbstbackenden Elektroden, ist es vorteilhaft, Einrichtungen zum Kühlen der Kontakte vorzusehen, wenn der Zeitpunkt eintritt, sie zu entfernen.
Zu diesem Behufe können die Kontakte hohl sein, d. h. die Form dickwandiger, an einem Ende geschlossener Rohre haben, und durch Einführen eines Luftstromes oder von Luft und in sie eingespritztem Wasser gekühlt werden. Dies bewirkt eine Zusammenziehung des Metalles, das sich dadurch von der auf ihm gebackenen Masse abhebt.
Im allgemeinen ist es von Vorteil, die Kontakte in einer Anzahl von Reihen rund um den Umfang der Elektrode übereinander in solcher Weise anzubringen, dass alle Kontakte einer Reihe gleich weit vom Bodenende der Elektrode abstehen. Dies sichert eine gleichmässige Teilung der Stromzuleitung über die Kontakte der in Gebrauch stehenden Reihe und vermindert daher den infolge des Widerstandes eintretenden Voltzahlverlust auf ein Minimum. Wenn die Elektrode bis zu einem solchen Punkt gesenkt ist, dass die Gefahr besteht, dass diese Kontakte das Produkt bald verunreinigen, werden die elektrischen Verbindungen auf die darüberstehende Reihe übertragen und die unterste Kontaktreihe wird entfernt.
Damit ein unnötiger Elektrodenverbrauch vermieden wird, können die in der Elektrode nach der Entfernung der Kontakte verbleibenden Höhlungen in geeigneter Weise verstopft werden, z. B. durch Einstampfen von Elektrodenmasse. Vorteilhaft ist es, die Kontakte in bekannter Weise einwärts und abwärts geneigt einzustellen, etwa unter einem Winkel von 450 zur Achse der Elektrode, da dies ihre Wirksamkeit verbessert und ihr Herausnehmen leichter macht.
Anstatt die Kontakte in übereinanderstehenden Reihen anzuordnen, können sie auch nach einer Spirale oder unregelmässig angebracht werden, doch ist in den meisten Fällen die beschriebene Anordnung vorzuziehen.
Die Tragklemmen oder Hälter, welche die Elektrode tragen, können so angeordnet sein, dass die Kontakte zwischen ihnen beim Senken der Elektrode durchgehen können.
Es kann jedoch vorteilhaft sein, Klemmen von solcher Gestalt zu benutzen, dass die Höhlungen in der Elektrode, die von dem Herausziehen der Kontakte herrühren, hinter die Klemme gelangen, wenn sich die Elektrode senkt, so dass die Höhlungen durch die Klemme gegen den Eintritt von Luft geschützt sind, die Korrosionen hervorrufen könnte, ehe die Höhlungen in die Schmelze eintreten.
Die Metallkontakte können fest, jedoch herausnehmbar in vorher gebackene Blöcke von amorpher oder graphitierter Kohle eingesetzt werden, ehe sie in Stellung in der Elektrodenmasse gebracht werden.
Die Aussenfläche dieser Kohlenblöcke kann gerieft, aufgerauht oder in anderer Weise behandelt sein, um das Anhaften der Elektrodenmasse an die Blöcke zu erleichtern, wenn die Elektrode gebacken wird.
Der Metallkontakt wird dann im gewünschten Zeitpunkt durch Herausschrauben oder Herausziehen aus dem Block entfernt.
Wenn die eingesetzten Kontakte abwärts geneigt sind, ist es von grösster Wichtigkeit, eine gute elektrische Berührung mit der Elektrodenmasse an ihren unteren Enden zu sichern, und wenn gewünscht, können die oberen Teile der Kontakte von der umgebenden Elektrodenmasse getrennt werden, z. B. durch Kartenpapier. Dieses wird natürlich sehr schnell verkohlt, erleichtert aber das Herausziehen des Kontaktes, indem es seinen oberen Teil an einem dichten Anhaften an der umgebenden Masse verhindert.
Die eingesetzten Kontakte können aus einem Metall von verhältnismässig niederem Schmelzpunkt, z. B. aus Aluminium, das den Ofen nicht verunreinigt, hergestellt sein oder sie können mit einem solchen Metall überzogen oder damit umgeben sein. Beispielsweise können Aluminiumrohre in das Material der selbstbackenden Elektrode eingestellt sein und in diese Rohre die Kontakte eingesetzt oder mit ihren oberen Enden verbunden werden. Das nahe dem unteren Teil des Kontaktes befindliche Aluminium wird schmelzen, doch kann zwischen dem Kontakt und dem geschmolzenen Aluminium eine gut stromleitende Verbindung leicht aufrechterhalten werden.
Am praktischsten hat sieh erwiesen, die Kontakte in die Elektrode von ihrer Aussenseite einzusetzen.
Wenn die Elektrode kurz gemacht ist, können die Kontakte natürlich mit derselben Wirkung lotrecht vom Oberende der Elektrode her eingesetzt werden. Die Kontakte müssen dann so lang gemacht werden, dass sie den Strom zu der dicht an der Oberfläche des Bades liegenden Stelle leiten.
In Verbindung mit kontinuierlichen selbbtbaekenden Elektroden können die Kontakte als eine besondere Anordnung von Rippen konstruiert sein, welche bisher in Verbindung mit dem Metallmantel oder der Hülse der Elektrode angewendet wurden. Die Rippen können dann in solcher Weise angeordnet werden, dass der Mantel und die Rippen mechanisch unabhängig voneinander sind und dass sie in bezug aufeinander, in bezug auf die Elektrode oder deren Halter verschiebbar sind.
Bei Benutzung von Kontakten gemäss der Erfindung kann der Mantel der Elektrode in manchen Fällen entbehrlich sein oder zum mindesten sehr vereinfacht werden, so dass er einfach ein Blechzylinder, vorteilhaft mit geeigneten Löchern oder Ausnehmungen zum Anpassen der Kontakte ist. Die Kontakte können in ihre Stellung gebracht und aussen entsprechend gehalten werden, worauf dann die Elektrodenmasse um sie herum eingestampft wird.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein lotrechter Schnitt durch eine Elektrode mit wagrecht verlegten, eingeschraubten Kontakten. Fig. 2 ist ein ebensolcher Schnitt durch eine mit kegelförmigen, einwärts und abwärts ge-
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neigten und an ihren unteren Enden mit Gewinden versehenen Kontakten. die hohl sind, d. h. die Form von dickwandigen, an ihren unteren Enden geschlossenen Rohren haben. Fig. 3 zeigt in lotrechtem Schnitt eine Elektrode, die mit doppelten keilförmigen Kontakten versehen ist, welche schräg abwärts in die Elektrode versenkt sind. Einer dieser Doppelkontakte i t in Fig. 4 für sich dargestellt. Fig. 5 ist ein lotrechter Schnitt und Fig. 6 ein Querschnitt durch eine Elektrode, die mit Kontakten versehen ist, welche in vorher gebackene Kohlenblöcke eingesetzt sind.
Die auf der rechten Seite der Elektrode ersichtlichen Kontakte sind in die KoHenblöeke eingeschraubt ; die linksseitig ersichtlich gemachten Kontakte haben sich verjüngende Enden und sind in die ebenso gestalteten Löcher in den Blöcken eingetrieben und dadurch festgehalten.
In sämtlichen Figuren bezeichnet. 1 die Elektrode, 2 die Kontakte, t, eine Klemme oder einen Halter für einen den Strom zuführenden biegsamen Leiter 4. 5 in Fig. 3 bezeichnet eine Höhlung, aus der der Kontakt herausgenommen worden ist. 6 in Fig. 5 bezeichnet einen vorher gebackenen Block aus Kohle oder Graphit und 7 bedeutet das Schmelzbad.
Obgleich die Erfindung als insbesondere für die bei der elektrolytischen Erzeugung von Aluminium benutzten Öfen geeignet beschrieben worden ist, erscheint sie, wie eingangs erwähnt, auch für andere Ofen anwendbar, bei denen die gleichen Bedingungen gegeben sind. nämlich die Notwendigkeit der Ein- führung eines starken Stromes in eine Elektrode bei einem Mindestverlust an Voltzahl und geringstmög- licher Verunreinigung des Ofenproduktes durch das Metall des Gehäuses.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrode für elektrische Öfen. der der Strom durch in die Elektrodenmasse hineinragende
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nenden Ende zuleiten und ihre äusseren Enden z. B. durch biegsame Leiter mit der Stromquelle so verbunden sind, dass entweder die Kontakte oder ihre Verbindungen in dem Masse, als die Elektrode abbrennt, aufwärts bewegt werden können.