Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer selbstbackenden, kontinuierlich arbeitenden Elektrode. Der bisher bekannte Typ kontinuierlich arbeitender, selbstbackender Elektroden ba siert auf dem Niederschmelzen in einem Eisenblechrohr von einer plastischen Masse, bestehend aus zerkleinertem Anthrazit und Koks, mit zugefügtem Pech und Teer als Bindemittel. Da diese Masse bei Erwärmung flüssig wird und erst bei relativ hohen Tem peraturen feste Form annimmt und danach verkokt wird, ist es notwendig, dass das Blechrohr die Elektrodenmasse in das Schmelzbad hinein begleitet und mit dieser zusammen aufgezehrt wird.
Hier soll be merkt werden, dass eine Verkokung der Masse notwendig ist, um ein genügendes elektrisches Leitvermögen zu erhalten.
Noch ein. Grund dafür, dass das Eisen blechrohr von der Masse nicht abgetrennt werden kann, ist der, dass die Masse klebt und am Eisenblech haftet. Der Nachteil dieser Elektrode ist der, dass die Eisenblech hülle die Elektrode verteuert, in erster Linie durch die relativ hohen Kosten bei ihrer Her stellung, die gewöhnlich mittels Schweissens oder Nietens geschieht. Dann kann bei eini gen metallurgischen Prozessen, der Eisen zusatz, welchen das Bad durch das Nieder schmelzen des Eisenblechrohres erhält, von Nachteil sein.
Es ist auch eine Ausführungsform für selbstbackende Elektroden vorgeschlagen wor den, bei der das Blechrohr oder der Mantel vermieden wird, indem die Elektrode an ihrem untern Teil, der so weit gebrannt ist, dass er genügende Festigkeit für die Befesti gung einer Aufhängungsvorrichtung besitzt, aufgehängt wird.
Eine Schwierigkeit bei der Herstellung einer kontinuierlich arbeitenden Elektrode ohne Eisenmantel bestand u. a. darin, dass man über kein Bindemittel für die Masse verfügte, das dieser bei verhältnismässig tiefer Temperatur mechanische Festigkeit verleiht oder eine Verkohlung ohne Anhaften der Masse am Mantel ermöglicht. Soll man nämlich mit einer Elektrode ohne Eisenhülle arbeiten, ist es notwendig, die stromzuführen den Backen unter der Zone anzubringen, wo die Elektrodenmasse genügend verkohlt ist, um genügend stromführend zu sein.
Falls dies erst bei sehr hoher Temperatur in der Nähe der Badoberfläche stattfindet, so wird es in Praxis unmöglich sein, eine dauernd haltbare Stromzuführung anzubringen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile der bisher be nutzten kontinuierlich arbeitenden Elektro den zu vermeiden.
Ist nämlich das Bindemittel von solcher Beschaffenheit, dass es bei einer verhältnis mässig niedrigen Temperatur, z. B. bei 200 bis 300 C, bindet und verkohlt, ist es möglich, den Strom in einer solchen Zone mittels gewöhnlicher Stromzufuhrbacken ohne Schwierigkeiten zuzuführen. Auch ist es bei dieser Temperatur nicht schwierig, die nötige Regelung der Herabführungsgeschwindigkeit der Elektrode vorzunehmen.
Es wurde nun gefunden, dass man in Lösungen von Saechariden, Gerbsäuren, Har zen und, nach einer einleitenden Erhitzung, exotherm verkohlenden Stoffen, wie z. B. Lignin und Ligninabkömmlingen, ein Mittel besitzt, welches in überraschender Weise die Forderungen erfüllt, die an ein Bindemittel gestellt werden müssen, falls einwandfreie Ergebnisse erhalten werden sollen.
Solche Stoffe geben nämlich ein Bindemittel, wel ches die Elektrodenmasse bindet, ohne dass diese an dem umgebenden Eisenmantel klebt, indem es bei leichter Trocknung schrumpft und erstarrt, wie auch die Verkohlung bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen an fängt und dann exotherm weiterverläuft.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Herstellung einer selbstbackenden, kontinuierlich arbeitenden Elektrode, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Elektrodenmasse als Bindemittel eine mindestens einen organischen Stoff ent haltende LösLmg beigemischt wird, welcher Stoff bei einer Temperatur von höchstens 300 C ohne Festhaften der Masse am Form mantel bindet sowie verkohlt und dabei der Elektrode eine für das kontinuierliche Ar beiten ausreichende Festigkeit verleiht.
Die Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass über dem Schmelzbad eines Schmelzofens ein Rohr zum Formen und Durchschieben der Elek trode, sowie eine dieses Rohr umhüllende, von den heissen Gasen des Ofens durchströmte Haube angeordnet sind, so dass die in die obere Mündung des Rohres eingeführte, mit dem Bindemittel vermischte Elektrodenmasse unter dem Einfluss der das Rohr durch dringenden Wärme zu einer durch das Rohr in das Schmelzbad einschiebbaren festen Elektrode erhärtet.
Man kann in der Praxis leicht eine Lö sung mit den gekennzeichneten Eigenschaf ten durch Einengung von Sulfitablauge bis zu einem Trockenstoffgehalt von 50-60% herstellen. Es bat sich gezeigt, dass beim Gebrauch von Elektrodenmasse basierend auf der Verwendung von Sulfitablauge als Binde mittel in so beringen Mengen, dass die Masse an dem formgebenden Eisenzylinder nicht wesentlich klebt, durch eine nachfolgende leichte Trocknung bei niedrigen Temperatu ren eine so hohe Bindekraft erreicht wird, da.ss die Elektrodenmasse aus dem form gebenden Rohr geschoben werden und dabei genügend mechanisch fest sein kann,
um einen selbständigen Elektrodenkörper zu bil den, der ohne Abstützung durch den form gebenden Zylinder in das Schmelzbad heruntergeführt werden kann.
Ferner zeigte es sich, dass während der oben erwähnten Trocknung der Masse die selbe völlig vom Eisenzylinder freigemacht wird, so dass die fertiggetrocknete und ge formte Elektrodenstange leicht aus dem formgebenden Rohr hinausgeschoben werden kann.
Es wurde gefunden, da.ss dieMenge Sulfit- ablauge, die zur Erreichung eines genügen den Bindvermögens zuzusetzen ist, zwischen etwa 10 und 35 % liegt, und dass die nach- folgende Trocknung bei Temperaturen ober halb 150-200 C stattfinden kann.
Eine Masse, die, wie oben beschrieben, ge mischt und in das formgebende Rohr ge stampft und getrocknet ist, besitzt die Eigen schaft, dass sie relativ leicht bei mässigen Temperaturen verkohlt, indem eine Tempe ratur von etwa 200 C einen Verkohlungs- prozess einleitet, der sich exotherm ent wickelt, wodurch eine Verkohlung leicht er reicht wird:
' Da man bei denjenigen Schmelzprozessen, für welche diese Art Elektroden zur Ver wendung kommen, über reichlichen Zutritt an grossen Wärmemengen verfügt, folgt hieraus, dass man in der Praxis die Ver- kohlung der Elektrodenmasse so beschleuni gen kann, dass dieselbe für den Anschluss elektrischer Stromzufuhrbacken genügend elektrisch leitend wird an einer Stelle der Elektrodenstangä, wo fortwährend die Tem peratur so niedrig ist, dass der Anschluss ohne praktische Schwierigkeiten geschehen kann.
Das Verfahren nach der Erfindung ist nachstehend in Form eines Ausführungs beispiels näher erläutert, unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausübung des Verfahrens verwendbaren Vorrichtung darstellt.
Auf das Gewölbe 1 des nicht dargestell ten Schmelzofens, der bis zur Oberfläche 2 mit dem Schmelzbade gefüllt ist, ist eine Haube 3 aus wärmebeständigem Material aufgesetzt. In dem obern geschlossenen Ende dieser Haube ist ein senkrechtes Rohr 4 an geordnet, welches oben eine trichterförmige Erweiterung 5 aufweist, worin die Elektro- denmasse 6 eingefüllt und niedergestampft wird.
Diese besteht aus einem im voraus her gestellten Gemisch, das als Bindemittel eine mindestens einen organischen Stoff enthal tende Lösung enthält, welcher Stoff bei einer Temperatur von höchstens 300 C ohne Fest haften der Masse am Formmantel bindet, sowie verkohlt und dabei der Elektrode eine zum Einführen in das Schmelzbad ausrei chende Festigkeit verleiht. Beispielweise kann die Elektrodenmasse aus 907o Koks und/oder Anthrazitpulver, sowie etwa 10 konzentrierter Sulfitablauge bestehen.
Die warmen Ofengase streichen durch die Haube 3 und entweichen durch ein mit einer Regel klappe 8 versehenes Abgasrohr 7. Im Ofen gewölbe ist unterhalb des Rohres 4 eine ent sprechende Aussparung vorgesehen, die gleichzeitig zum Einführen der Elektrode in den Schmelzofen hinein dient. Durch die Einwirkung der Wärme der Gase erstarrt nämlich die Elektrodenmasse im Rohr 4 und verkohlt anschliessend zu einer zusammen hängenden Masse in Form einer Elektrode, die unten aus dem Rohr 4 heraustritt und durch das Ofengewölbe hindurch in das Schmelzbad 2 eingeführt wird. Unterhalb des Rohres 4 ist die Stromzuführungsbacke 9 um die Elektrode herumgelegt.
Die Strom zuführung erfolgt durch die Leitung 10, die zweckmässig durch die Haube 3 geführt wird.
Method and device for the production of a self-baking, continuously operating electrode. The previously known type of continuously working, self-baking electrodes based on the melting down in a sheet iron pipe of a plastic mass, consisting of crushed anthracite and coke, with added pitch and tar as a binder. Since this mass becomes liquid when heated and only takes on a solid form at relatively high temperatures and is then coked, it is necessary that the sheet metal tube accompanies the electrode mass into the weld pool and is consumed together with it.
It should be noted here that coking of the mass is necessary in order to obtain sufficient electrical conductivity.
Another. The reason why the sheet iron pipe cannot be separated from the mass is that the mass sticks and adheres to the iron sheet. The disadvantage of this electrode is that the sheet iron sheath makes the electrode more expensive, primarily due to the relatively high cost of its manufacture, which is usually done by welding or riveting. Then in some metallurgical processes, the iron additive, which the bath receives from the melting of the sheet iron pipe, can be a disadvantage.
An embodiment for self-baking electrodes has also been proposed in which the sheet metal tube or the jacket is avoided by suspending the electrode on its lower part, which is burnt so far that it has sufficient strength for the attachment of a suspension device .
One difficulty in making a continuously operating electrode without an iron jacket was u. a. in the fact that there was no binding agent available for the mass, which would give it mechanical strength at a relatively low temperature or enable charring without the mass adhering to the shell. If you want to work with an electrode without an iron shell, it is necessary to attach the current-carrying jaws under the zone where the electrode mass is sufficiently charred to be sufficiently current-carrying.
If this only takes place near the bath surface at a very high temperature, it will be impossible in practice to attach a permanently durable power supply.
The purpose of the present invention is to avoid the above-mentioned disadvantages of the previously used continuously operating electrodes.
If the binder is of such a nature that it can be used at a relatively low temperature, e.g. B. at 200 to 300 C, binds and charred, it is possible to supply the current in such a zone by means of ordinary power supply jaws without difficulty. It is also not difficult at this temperature to make the necessary control of the downward speed of the electrode.
It has now been found that in solutions of Saechariden, tannic acids, Har zen and, after a preliminary heating, exothermic charring substances such. B. lignin and lignin derivatives, has an agent which surprisingly meets the requirements that must be made of a binder if perfect results are to be obtained.
Such substances provide a binding agent that binds the electrode mass without it sticking to the surrounding iron shell, as it shrinks and solidifies when it dries slightly, as does charring at relatively low temperatures and then continues exothermically.
Accordingly, the present invention relates to a method and a device for producing a self-baking, continuously operating electrode, the method being characterized in that a solution containing at least one organic substance is added to the electrode mass as a binder, which substance is at a temperature of at most 300 C without sticking of the compound to the mold shell binds and carbonizes and gives the electrode sufficient strength for continuous work.
The device for performing this method is characterized in that a tube for shaping and pushing the electrode through, and a hood enveloping this tube, through which the hot gases from the furnace flow, are arranged above the molten bath of a melting furnace, so that the upper mouth The electrode mass introduced into the pipe and mixed with the binding agent is hardened under the influence of the urgent heat to form a solid electrode that can be pushed through the pipe into the molten bath.
In practice, a solution with the properties indicated can easily be produced by concentrating the sulphite liquor to a dry matter content of 50-60%. It has been shown that when using electrode mass based on the use of sulphite waste liquor as a binding agent in such ringed amounts that the mass does not stick to the shaping iron cylinder, such a high binding force is achieved by subsequent slight drying at low temperatures that the electrode mass can be pushed out of the shaping tube and can be sufficiently mechanically strong,
in order to form an independent electrode body that can be guided down into the weld pool without support from the shaping cylinder.
It was also found that during the above-mentioned drying of the mass, the same is completely freed from the iron cylinder, so that the completely dried and shaped electrode rod can easily be pushed out of the shaping tube.
It has been found that the amount of sulphite waste liquor which has to be added to achieve sufficient binding capacity is between about 10 and 35%, and that the subsequent drying can take place at temperatures above 150-200 ° C.
A mass which, as described above, is mixed and tamped into the shaping tube and dried has the property that it carbonizes relatively easily at moderate temperatures, in that a temperature of around 200 C initiates a carbonization process, which develops exothermically, whereby charring is easily achieved:
Since there is ample access to large amounts of heat in those melting processes for which this type of electrode is used, it follows that in practice the carbonization of the electrode mass can be accelerated so that it can be used for electrical connection Power supply jaws are sufficiently electrically conductive at a point on the electrode rod where the temperature is continuously so low that the connection can be made without practical difficulties.
The method according to the invention is explained in more detail below in the form of an embodiment, for example, with reference to the accompanying drawing, which shows an embodiment of a device that can be used for performing the method.
On the vault 1 of the melting furnace not dargestell th, which is filled to the surface 2 with the molten bath, a hood 3 made of heat-resistant material is placed. In the upper closed end of this hood, a vertical tube 4 is arranged, which has a funnel-shaped extension 5 at the top, into which the electrode mass 6 is filled and tamped down.
This consists of a mixture provided in advance, which contains a solution containing at least one organic substance as a binder, which substance binds to the mold shell at a temperature of no more than 300 C without firmly adhering the mass to the mold shell, as well as charring and the electrode to insert one gives sufficient strength to the weld pool. For example, the electrode mass can consist of 9070 coke and / or anthracite powder, as well as about 10% concentrated sulphite waste liquor.
The warm furnace gases sweep through the hood 3 and escape through an exhaust pipe provided with a control flap 8 7. In the furnace vault a corresponding recess is provided below the pipe 4, which also serves to insert the electrode into the furnace. The effect of the heat of the gases solidifies the electrode mass in the tube 4 and then carbonizes to form a coherent mass in the form of an electrode that emerges from the bottom of the tube 4 and is introduced through the furnace vault into the molten bath 2. Below the tube 4, the power supply jaw 9 is placed around the electrode.
The power is supplied through the line 10, which is expediently passed through the hood 3.