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Elektrodenfassung für selbstbackende Elektroden
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trode nicht mehr nach den Backen formt, wenn die Backzone im oberen Bereich der Fassung liegt. Wei- ters werden die Übergangswiderstände zwischen Backe und Mantel wegen Oxydation und Glühschalenbil- dung, die den höheren Temperaturen zuzuschreiben sind, steigen.
Es sind mehrere Methoden zum Heben der Backzone vorgeschlagen worden. Nach einer bekannten Anordnung wird die Temperatur im Fassungsgebiete dadurch gehoben, dass man die wassergekühlte Kontakt- fläche zwischen Elektrode und Fassung in der Weise reduziert, dass weniger Wärme durch das Kühlwasser an die Fassung abgeleitet wird (deutsche Patentschrift Nr. 953. 995). Eine derartige reduzierte Kontakt- fläche kann in der Weise erzielt werden, dass die Backen selbst so klein gestaltet werden, dass die Kon- taktfläche zwischen den Backen und der Elektrode so gering als möglich wird, ohne dass die Sicherheit der
Aufhängung reduziert wird.
Die reduzierte Kontaktfläche kann auch dadurch erzielt werden, dass die elek- trische Kontaktfläche der Fassung entweder aus vertikalen Streifen aus gut leitendem Material besteht oder dass man einen Teil der Kontaktfläche der Fassung gegen die Elektrode zu mit einem isolierenden
Belag versieht, während der Rest der Kontaktfläche, vorzugsweise der untere Teil, aus einem leitenden
Material besteht.
Es ist auch vorgeschlagen worden, eine zweiteilige Fassung anzuwenden, die aus zwei Sätzen über- einander angebrachter Backen besteht, wobei der obere Backensatz zur Stromzuführung an die Elektrode und der untereSatz zur Authängungdient"Der unterc Backensatz greift dann um den fertiggebackenen Teil der Elektrode. Gemäss diesem Verfahren wird die Kühlung der beiden Fassungsteile auf ein Minimum re- duziert, so dass die beiden Backensätze unter Rotglut arbeiten. Da das Backen der Elektrode bei Tempera- turen von etwa 420 0 C erfolgt, wird man, wenn beide Backensätze unter Rotglut gehalten werden, die
Backzone bis zum obersten Backensatz heben können.
Bei diesem Verfahren, das Elektroden ohne Mantel oder Elektroden mit nichtmetallischem Mantel voraussetzt, wird man jedoch den Vorteil verlieren, dass die Elektrodenmasse in der Fassung weich und plastisch ist, so dass sich die Elektrode nach der Fassung for- men kann und guten mechanischen und elektrischen Kontakt sichert. Weiter kann das Verfahren nicht bei
Elektroden mit metallischen Mänteln angewendet werden, weil die Kontaktverhältnisse wegen Oxyd- und
Glühschalenbildung am Mantel zu schlecht werden.
Einer der Gründe für das Heben der Backzone war die bisherige Annahme, dass es mit Rücksicht auf die Stromüberführung zur Elektrode erforderlich wäre, den grösst möglichen Teil der fertig gebackenen
Hektrode innerhalb der Fassung zu haben. Versuche und Berechnungen haben jedoch ergeben, dass ein me- tallischer Mantel von normaler Dicke leicht den ganzen Strom leiten kann, d. h. man kann den ganzen strom dem Gebiet zuführen, wo die Masse plastisch und ungebacken ist, und wo man folglich einen aus- gezeichneten Kontakt zwischen Backe und Mantel erzielt.
DieErfindung bezieht sich auf eine zweiteilige Fassung, wobei der untere Backensatz, der den harten, fertig gebackenen Teil der Elektrode umfasst, die Aufhängung besorgt, während der Strom durch einen oberen Backensatz zugeführt wird. Die Erfindung besteht darin, dass der obere Backensatz so stark wasser- gekühlt ist, dass die hinter diesem Satz befindliche Elektrodenmasse roh und plastisch verbleibt, so dass sich die Elektrode in diesem Gebiete nach den Backen formen kann und dadurch guten elektrischen und mechanischenKontaktzwischenElektrode undFassung sichert, während der untere Backensatz der Fassung ungekühlt oder thermisch isoliert von der Elektrode ist, so dass innerhalb dieses Backensatzes Temperaturen erzielt werden, die hoch genug sind, um die Elektrode fest und fertig gebacken zu gestalten.
Die Backzone wird sich deshalb zwischen dem unteren heissen Backensatz und dem oberen, kaltenBackensatz befinden. Ihre Lage kann
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Chromnickelstahl an, wird die Oxydschicht, die für dieses Material charakteristisch ist, gleichzeitig einen Stromdurchgang an den unteren Backensatz verhindern Es kann auch eine getrennte Isolationsschicht verwendet werden, so dass der Stromübergang von der Elektrode an den unteren Backensatz minimal wird. Wie bekannt, entweichen während des Backens der Elektrodenmasse Teerdämpfe, die sich leicht an den Fassungsteilen als zäher Belag kondensieren. Dieser Belag wird nach und nach verkoken und kann eventuell leitende Verbindungen bilden.
Die Isolationsschicht kann durch Einkleidung in dichte, dünne Plattenkap- seln gegen derartige kondensierte Teerdämpfe geschützt werden. Die eingekapselte Isolation und die obenerwähnten hitzebeständigen stählernen Platten können auch zu auswechselbaren Einheiten zusammengebaut werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch an einem Ausfü 1rungsbeispiel veranschaulicht. Mit 1 ist die Elektrode bezeichnet und mit 2 der metallische Mantel, der die Elektrode umgibt. Der obere Bakkensatz 3 ist von einem wassergekühlten Druckring 4 umgeben. Der Strom kann den Backen über wasser-
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gekühlte flexible Kupferkabel 5 zugeführt werden. Am unteren Backensatz ist eine Platte 6 aus hitzebe- ständigem Stahl vorgesehen, die gegen den Mantel anliegt, während das wärmeisolierende Material 7 - zwischen der Platte und dem Druckring 8 angebracht ist. Der unterste tragende Backensatz besitzt eine
Aufhängung 9.
Bei der Anwendung der erfindungsgemässen Fassungstype erreicht man beim gewöhnlichen Herablassen der Elektrode stets feste gebackene Masse innerhalb des unteren Backensatzes und vermeidet grosse Tem- peraturgradienten, die Rissebildung verursachen könnten. Hiedurch wird die Bruchgefahr praktisch elimi- niert, was durch Proben in vollem Massstab bestätigt wird, und die Back\er iältnisse sind sehr konstant.
Dadurch, dass der Backensatz, der die Elektrode trägt, den gebackenen Teil der Elektrode umfasst,
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Dies bewirkt, dass man das bisherige in Söderberg-Elektroden verwendete System von inwendig längs- laufenden Blechrippen vereinfachen oder ganz weglassen kann. Diese Rippen, die an der Ihheuseite des Mantels angeschweisst sind, dienen unter anderem zur Verankerung der Elektrodenmasse am Mantel und zur Versteifung der Elektrode selbst. Wie erwähnt, bewirken die beim Abschmelzen der Rippen entstan- denen Spalten ein beträchtliches Abbrennen der Elektrode, und praktische Untersuchungen haben gezeigt, dass man mit einem vereinfachten Rippensystem einen bis zu 30o geringeren Elektrodenverbrauch erzielt.
Die Rippen können durch innere Vorsprünge oder Warzen, die im Mantel selbst eingepresst sind, ersetzt sein.
Um zu verhindern, dass die Backzone zu hochgehoben wird, kann man dafür Sorge tragen, dass die Isolation im obersten Teil des unteren Backensatzes schlechter ausgebildet ist als im untersten Teil desselben, so dass eine gewisse Wärmeableitung im obersten Teil des Backensatzes erfolgt.
Bei dem Fassungssystem gemäss der Erfindung kann der obere Backensatz auch als Stoppring beim Senken der Elektrode im Verhältnis zur Fassung verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE : l. Elektrodenfassung für selbstbackende Elektroden, die von einem Metallmantel umgeben sind, bei der die Fassung aus zwei Sätzen von Backen besteht, die mit einem gewissen Abstand übereinander angebracht sind, und der Strom der Elektrode über den oberen Backensatz zugeführt wird, während der untere Backensatz zur Aufhängung dient, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Backensatz (3, 4) so stark wassergekühlt ist, dass die hinter diesem Satz befindliche Elektrodenmasse (1) roh und plastisch verbleibt, so dass sich die Elektrode in diesem Gebiete nach dem Backensatz (3,4) formen kann und dadurch guten elektrischen und mechanischen Kontakt zwischen Elektrode und Fassung sichert, während der untere Bak-
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8) der Fassung ungekühltBackensatzes Temperaturen erzielt werden, die hoch genug sind,
um die Elektroae (l) fest und fertig gebacken zu gestalten.