Kombinierte Kohleuelektrode für elektrische Öfen und Verfahren zu ihrer Herstellung. Kohlenelektroden werden bekanntlich aas Anthrazit und Koks unter Zusatz von Teer und Pech als Bindemittel in hydraulischen Pressen gepresst und in Ka.ssettenöfen, in Kokspulver eingebettet, bei einer Temperatur von etwa 1450 C gebrannt.
Solche Elek troden haben sich bei :der Verwendung in elektrischen Öfen nicht immer bewährt, weil mit der Vergrösserung der gepressten Elek- trodenqu.erschnitte die elektrische Leitfähig keit und die Widerstandsfähigkeit gegen thermische Einflüsse ,abnim.mt.
Versuche, die Kohlenelektro@den durch Me talleinlagen zu verbessern, blieben bei der bisherigen Art der Anordnung sowohl hin sichtlich der Ausnutzung ihrer Leitfähigkeit, als auch bgzügli-ch d,21; Unversehrtheit der liohlenelektrade erfolglos. Dies ist einerseits dadurch erklärlich, dass :die Metalleiter keine direkte Verbindung mit der Stromquelle hatten, anderseits wurden die Metalleiter in Massivelektroden angeordnet und wirkten bei dieser Anordnung infolge ihrer hohen Aus dehnung in der Wärme zerstörend auf die. E.lektroJenkohle, indem sie selbige sprengten.
Das unerlässliche Brennen der Elektroden bei sehr hoher Temperatur machte die Vorteile einer Eisenarmierung stets illusorisch. Bei Anwendung niedriger Temperatur bleibt je idoch der Kern der Elektrode stets roh, wo- ,durch Brüche in .den Elektroden herbei geführt werden. Es ist bisher nicht gelun gen, Elektroden herzustellen, die sowohl eine beständige Oberfläche, :als auch einen ge-sun- d'en Kern besitzen; wenigstens war dies bei Elektroden mit grösserem Querschnitt nicht zu erzielen.
Gegenstand der Erfindung isst eine kom binierte Kohlenelektrode, bei deren beson deren Bauart sich die genannten Übelstände nicht einstellen und idie daher allen an eine Elektrode für elektrische Öfen gestellten An forderungen entspricht.
Die kombinierte Kohlenelektrode besteht aus drei in der Leitfähigkeit verschiedenen Stroruleitern erster Klasse, und zwar aus einer Kernelektrode, aus einer von einem Drahtnetz umschlossenen, um :die Kernelek-
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trode <SEP> hierum <SEP> angeordneten <SEP> Aussenelektrode
<tb> und <SEP> aus <SEP> zwischen <SEP> b-iden <SEP> liegenden <SEP> Metall leitern. <SEP> Zweck <SEP> einer <SEP> derartigen <SEP> Kombination
<tb> ist <SEP> die <SEP> Ermöglichung <SEP> der <SEP> elektrischen <SEP> Melir belastunb <SEP> des <SEP> Kernes <SEP> .der <SEP> @iohlenel.ekt-.i.i.le
<tb> ausserhalb <SEP> des <SEP> Ofen:
, <SEP> und <SEP> der <SEP> Vollhela,tuiig
<tb> der <SEP> Atissenelel;tro[le <SEP> am <SEP> innerhalb <SEP> des <SEP> elektri schen <SEP> Ofens <SEP> gelegenen <SEP> Ende, <SEP> an <SEP> dem <SEP> sich <SEP> der
<tb> Liehtbogen <SEP> bildet.
<tb>
Das <SEP> Verfahren <SEP> zur <SEP> Herstellun, <SEP> einer <SEP> sol chen <SEP> kombinierlen <SEP> Kohlenelektrode <SEP> be-telit
<tb> darin. <SEP> dass <SEP> an <SEP> einer <SEP> h.ci <SEP> hoher <SEP> Temperatur <SEP> ge brannten <SEP> Kernelektrode <SEP> :l@ctalleiter <SEP> angel--t
<tb> werden <SEP> und <SEP> die <SEP> derart <SEP> ausgerüstete <SEP> Ic-n elektro:le <SEP> mit <SEP> in <SEP> eine <SEP> Drahtiretzhülle <SEP> -in-e brachter <SEP> unbebrannter <SEP> Elektrodenmas.e
<tb> wird.
<tb>
In <SEP> der <SEP> Zeielinung <SEP> ist <SEP> die <SEP> hombinif:_t@
<tb> Kohlenelektro.cle <SEP> in <SEP> beispielsweiser <SEP> @ust'iih rung <SEP> veran--haulieht. <SEP> Fig. <SEP> 1. <SEP> ist <SEP> ein <SEP> J-.üii\,s selinitt <SEP> durch <SEP> die <SEP> Elektrode <SEP> nach <SEP> il:-i- <SEP> Linli@
<tb> X-<B>x</B> <SEP> in <SEP> hin. <SEP> -); <SEP> Fig. <SEP> ? <SEP> ist <SEP> eine <SEP> Draufsif@ht
<tb> der <SEP> EW;trode;
<SEP> Fig. <SEP> \3a <SEP> ist. <SEP> ein <SEP> Selinitt <SEP> dttr@-lt
<tb> tlen <SEP> S <SEP> chw <SEP> albenscliw < inz <SEP> nach <SEP> der <SEP> Linie <SEP> ._-:
<tb> der <SEP> Fig. <SEP> ?@ <SEP> Fic. <SEP> 3 <SEP> zeit <SEP> die <SEP> in <SEP> den <SEP> ei@#l;tri @hen <SEP> Ofen <SEP> ehip:eführte <SEP> Elektrode <SEP> ini <SEP> Ulngs ,clrnitt <SEP> nach <SEP> der <SEP> Linie <SEP> y-y <SEP> df-r <SEP> Fig.^?.
<tb> Diese <SEP> Figur <SEP> stellt <SEP> auelt <SEP> ilar. <SEP> in <SEP> weleher <SEP> Weise
<tb> cüL# <SEP> @n,tückF-un@;w-inf-al;@.-Pliiannton <SEP> Würi;ej
<tb> der <SEP> Elektrode <SEP> an <SEP> eine <SEP> neue <SEP> Elektrode <SEP> bewirkt
<tb> werden <SEP> kann.
<tb>
In <SEP> Fig. <SEP> 1, <SEP> ? <SEP> und <SEP> 3 <SEP> bezeichnet <SEP> n. <SEP> die <SEP> hei
<tb> hoher <SEP> Temperatur <SEP> gebrannte
<tb> üwde, <SEP> b <SEP> die <SEP> ans
<tb> 1_Tatcrial_ <SEP> ; <SEP> ;ta#mlv_'te
<tb> Aussenelektrode. <SEP> Das <SEP> Verhältnis <SEP> rle,- <SEP> Dtii"..(i <I>#r-</I>
<tb> messerkann <SEP> bei <SEP> grossen <SEP> Elel;tro,lu-n
<tb> w <SEP> iililt <SEP> werden, <SEP> dass <SEP> die <SEP> Kernkohlenelr@htrod@@
<tb> etwa. <SEP> ?0 <SEP> bi, <SEP> ?5 <SEP> 0 <SEP> Anteil <SEP> tler <SEP> Gesa,mtrlel;trod:.
<tb> bildet. <SEP> Beispielsweise <SEP> kann <SEP> eine <SEP> Elektrolc,
<tb> von <SEP> 1000 <SEP> min <SEP> Durchm-es,er, <SEP> mit. <SEP> einer <SEP> Kc#rn l;
ohlenelektrodA <SEP> von <SEP> 500 <SEP> mm <SEP> Durchmesser,
<tb> < ias <SEP> sind <SEP> \i5 <SEP> 0 <SEP> Anteil <SEP> an <SEP> Gewicht <SEP> und <SEP> 0 <SEP> ,iv-r- sohnitt, <SEP> ausgestattet <SEP> werden, <SEP> bei <SEP> weichem <SEP> An teil <SEP> die <SEP> Elektrode <SEP> bereits <SEP> einwandfrei <SEP> im
<tb> elektriselren <SEP> Ofen <SEP> funktioniert. <SEP> Eventuell
<tb> könnte <SEP> auch <SEP> die <SEP> Kernkohlenelektrode <SEP> chtrc <SEP> Ir
<tb> eine <SEP> gra.fitie.rte <SEP> Elektrode <SEP> ersetzt <SEP> w--rden, <SEP> wo hei <SEP> dann <SEP> das <SEP> Anteilverhältnis <SEP> verringert <SEP> wer-
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den <SEP> und <SEP> der <SEP> Dtin-hrnes.ser <SEP> der <SEP> Kernelektrode
<tb> etwa <SEP> 350 <SEP> inin <SEP> betragen <SEP> kö <SEP> nntE#.
<SEP> hei <SEP> einem <SEP> ge samten <SEP> Durchmesser <SEP> der <SEP> I'lekt-rode <SEP> von
<tb> 1000 <SEP> min.
<tb>
Die <SEP> Iiernflehtrode <SEP> a <SEP> lie.-itzt <SEP> Ein,eliniiruil gen <SEP> d, <SEP> an <SEP> denen <SEP> die <SEP> Aussenelektrode <SEP> b <SEP> festen
<tb> Halt <SEP> findet. <SEP> so <SEP> dass <SEP> gegenseitige <SEP> Verschiebun gen <SEP> verhindert <SEP> -iIrd. <SEP> Zum <SEP> Zusammenhalt <SEP> cl,-r
<tb> -ins <SEP> t@impfmaterial <SEP> bestehenden <SEP> Aussenelek trode <SEP> dient <SEP> da, <SEP> Drahtnetz <SEP> c, <SEP> und <SEP> die <SEP> Zufüli run- <SEP> cle.Stromes <SEP> erfolgt <SEP> durch <SEP> die <SEP> Metall einlagen <SEP> c <SEP> (Fig. <SEP> ?) <SEP> bezw. <SEP> f <SEP> (Fig. <SEP> 3). <SEP> Einer
<tb> der <SEP> Metallf=iter <SEP> ist <SEP> hei.#pielsweise <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 1
<tb> veransclia.uli,:-lit. <SEP> Dicke <SEP> @letall:
,iter <SEP> leiten <SEP> die
<tb> HattlitrnF--nC-rp <SEP> <B>d</B>e<B>'-</B> <SEP> Stranif@s <SEP> von <SEP> der <SEP> Elektroden fa....unm <SEP> w <SEP> zur <SEP> hernelel;tro.df> <SEP> und <SEP> ,illcl <SEP> zii
<tb> dif_,@em <SEP> Z@af#-k# <SEP> iin <SEP> Stelle <SEP> f <SEP> (Fi-3 <SEP> und <SEP> Fig. <SEP> 41
<tb> -tark <SEP> wührendin <SEP> der <SEP> n-e_ terun <SEP> Ver'7in-erLino' <SEP> tleh@l"äf'heT <SEP> < lIm('I1#1!l nic@rt <SEP> ,ein <SEP> l;ilnuen. <SEP> weil <SEP> 'dieser <SEP> Teil <SEP> -chon <SEP> <B>ein</B>
<tb> Stützun@aeiter <SEP> der <SEP> Kernelektrode <SEP> i,t.
<tb>
Dir <SEP> lletalleinla@"en, <SEP> die, <SEP> voll <SEP> der <SEP> Elekiro t@enfassung <SEP> zur <SEP> Kernelektrode <SEP> führen. <SEP> lie-n
<tb> an <SEP> letzterer <SEP> f@-.t <SEP> an, <SEP> ui <SEP> i-1 <SEP> dieses <SEP> wird <SEP> erreif@lit
<tb> dttrcli <SEP> clie <SEP> bekannte <SEP> verschraubbare <SEP> Elektro aenfa"ung <SEP> <I>iie,</I> <SEP> welche <SEP> bei <SEP> jeder <SEP> Elektrode <SEP> an ,gewendet <SEP> ivir@l <SEP> und <SEP> welche <SEP> einen <SEP> Druck <SEP> auf
<tb> di!# <SEP> 1IL.1._tl'_citer <SEP> und <SEP> ,omit <SEP> auch <SEP> auf <SEP> die <SEP> Kern !#lel_;trod <SEP> .r, <SEP> ausiil,t. <SEP> -Mit <SEP> der <SEP> Aussenelektrode
<tb> haben <SEP> die <SEP> @Iet@aleitcr <SEP> keinen <SEP> innigen <SEP> Kontakt.
<tb> Diel-f, <SEP> v-ird <SEP> crrf-i:
ht, <SEP> indem <SEP> d4-r <SEP> Teil <SEP> e <SEP> des
<tb> Metalleiters <SEP> (Fig. <SEP> ?) <SEP> bezia. <SEP> f <SEP> (Fig.) <SEP> in <SEP> den
<tb> leeren <SEP> @chtaalhensch@-ünzen <SEP> der <SEP> Aussenelek trodr# <SEP> terbin.dungslns <SEP> ruht, <SEP> während <SEP> der <SEP> Teil
<tb> e1 <SEP> (Fig <SEP> 3) <SEP> der <SEP> 1Tetalleit:Jr <SEP> .sich <SEP> infolge <SEP> Ller
<tb> S-liwinclung <SEP> d( <SEP> r <SEP> @ussenelektrorlc <SEP> lockert. <SEP> Das
<tb> it <SEP> eben <SEP> d;
-r <SEP> Grun <SEP> 1, <SEP> weshalb <SEP> die <SEP> lietaileiter
<tb> nicht <SEP> zer@liren@,"en < 1 <SEP> auf <SEP> den <SEP> äussern <SEP> Elektro denteil <SEP> wirken. <SEP> Dieser <SEP> Anordnung <SEP> zufolge
<tb> übernimmt <SEP> ausserhalb <SEP> de, <SEP> elektrischen <SEP> Ofens
<tb> vor <SEP> allem <SEP> & r <SEP> Ye.rit <SEP> der <SEP> Elektrode <SEP> die <SEP> Strom leitung, <SEP> @vührPnd <SEP> die <SEP> Aussenelektrode <SEP> nur <SEP> in
<tb> Igerin-ein <SEP> Masse <SEP> belastet <SEP> ist, <SEP> weil <SEP> ihre <SEP> Berüli rung¯mit <SEP> cl"r <SEP> Kernelektrode <SEP> zuniichst <SEP> auch
<tb> ntir <SEP> gering <SEP> ist.
<tb>
Sobald <SEP> dir, <SEP> Elektrode <SEP> das <SEP> Gewölbe <SEP> 7," <SEP> des
<tb> elektriseheit <SEP> Ofens <SEP> passiert <SEP> hat <SEP> Lind <SEP> in <SEP> die
<tb> heissere <SEP> Zone <SEP> desselben <SEP> gelangt, <SEP> schmilzt <SEP> der Metalleiter nahe seinem untern Ende bei i allmählich heraus, wodurch dann eine Mehr- hel.astung und bakt darauf eine Vollbelastung der Aussenelektrode eingeleitet wird, indem diese den Strom von der Kernelektrode In- der Gegend zwischen i-i. abnimmt,
wo die Aussenelektrode infolge eintretender Sinte- rung schon innig an der Kernelektrode an liegt und im weiteren Verlauf der Tempera turerhöhung bei fortschreitender Sinterung in einen immer innigeren Kontakt mit der Kern elektrode tritt, welch letztere fortgesetzt Strom an :die Aussenelektrode, . zwecks Bil dung des Lichtbogens, abgibt.
Die Verbindung des Restes .der abge- l)ra.nnten Kernelektrode a mit einer daran anzustückelnden neuen Kernelektrode erfolgt. wie aus Fig. <B>3</B> zu ersehen ist, an der Stoss stelle, g beider Elektro;denstiieke durch Nip pel Ii, wogegen die Stücke der Aussenelek trode durch schwalbens2hwanzartige Terbin- dungen angestüokelt werden.
Die, in beschriebener Weise kombinierte Eleli:trocle wird. in besonderen Öfen einem Brennprozess bei niedriger Temperatur unter worfen, um die aus weicher Masse bestehende Aussenelektrode transportierbar und leitfähig zu machen.
Nach dem Brennprozess ist die l,lektrofe gebrauchsfähig und kann in jedem elektrischen Ofen wie die bisherigen Elek troden eingesetzt werden. Das Ansetzen einer neuen Elektrode an den Stummel einer alten Elektrode, zwecks restlosen Verbrau ches unter Vermeidung von Verlusten, erfolgt.
in der Weise, @fass nach Verbindung der Bernelektroden mittelst Nippel die neue Aiisserielelz:trode in die schwalbensc-hwanzför- inigc#n Ausschnitte .der vorhergehenden, be- reil-s gebrannten Aussenelektrode gestampft 'irf. Zuvor werden die in der Längsrich tung verlaufenden Metalleinlagen mit den neuen .Einlagen verbunden, damit die Lei tung nicht unterbrochen wird.
In der glei chen Weise wird auch das Drahtnetz der neuen Elektrode mit jenem der vorhergehen- den Elektrode verbunden.
Die beschriebene Kohlenelektrode hat fol- gi#ndo Vorteile: 1. Die Bruchgefahr infolge des Auftre tens innerer Spannungen ist beseitigt, weil die Kernelektrode ein für sich hergestellter Körper ist und durch deren Anordnung die Gefügespannungen, welche bei einer Massiv elektrode grossen Querschnittes vorliegen und zum Bruch der Elektrode führen, gebrochen werden.
Die Kernelektro:cle erreicht einen Hohen Grad von Beständigkeit, weil sie kei nen äussern Einflüssen ausgesetzt ist. Die äussern Einflüsse werden hervorgerufen .durch die heissen Ofengase, welche eine Elektrode äusserlich zermürben und speziell dann, wenn sie aussen glühend wird; das äussere Erglühen der Elektrode tritt immer ein, wenn eine äussere hohe Strombelastung vorliegt. Die äussere hohe Strombelastung liegt wiederum bei jeder Elektrode vor, welche keine beson deren Innenleiter besitzt.
Da nun die vorlie- gende Elektrode oberhalb des Ofens aussen nur schwach mit Strom belastet wird, kann sie aussen nicht glühend werden, infolgedessen auch nicht -verzundern, ausserdem wird sie durch das Drahtnetz geschützt. Es hat sich gezeigt, dass Elektroden, welche unverändert in die heisse Ofenzone gelangen, dort Bestän digkeit zeigen, und auch, wenn sie nachfol gend höher belastet werden, nicht mehr bre chen. Die Aussenelektrode kann überdies durch eine besondere Schutzschicht gesichert werden; 2.
Der Querschnitt der Kernelektrode kann im Verhältnis zur ganzen kombinierten Elektrode klein gewählt werden, so dass die Kernelektrode etwa 20 bis 25 % Anteil an Querschnitt und Gewicht nimmt. Die Elek trode funktioniert alsdann bereits einwan4- frei, weil dünne Elektroden zweieinhalb- bis dreimal höher belastet. werden können als Elektroden mit grossen Querschnitten, beson- d.ers wenn ein Schutz gegen die thermischen Einflüsse des Elektroofens vorgesehen und die Elektrode -noch durch wirksam leitende Metalleinlagen unterstützt wird.
Der Anteil der Kernelektrode kann jedoch na-eh den Er- f ordernissen des e' ektrisehen Ofens und der Art der Elektroden auch .grösser gehalten werden; 3. Die kombinierte Elektrode kann in allen Dimensionen ausgebildet werden, auch zu Paketelektroden. Paketelektroden sind solche Elektroden, welche im Querschnitt un- gleichlange Seitenflächen haben, beispie'.s- weise 500 =@ ?000 mm.
In diesem Falle kann die kombinierte Elektrode durch seitliches 3neinanderfügen mehrerer Stücke nutzbar Uemacht werden; 1. Die kombinierte Elektrode kann in je dem bestehenden elektrischen Ofen, ohne ihn umbauen zu müssen, verwendet werden:
Durch das Brennen der Aussenelek- trode bei nie'.riger Temperatur ergeben si-4i erhebliche Ersparnisse, da das Brennen auch mit Abgasen, jedo@ll in besonderen Üfeii. durchgeführt werden kann.
Die kombinierte El.ektiode lüsst sich auf dem gesamten Gebiet der elektrocheinieclien Industrie verwenden und ist insbrsondere für die 3lunliniuniindustrie wertvoll.