DD209173A1

DD209173A1 - Einrichtung zum schutz von vertikal angeordneten, stabfoermigen elektroden

Info

Publication number: DD209173A1
Application number: DD24300282A
Authority: DD
Inventors: Juergen Breternitz; Werner Mautsch; Carl-Ernst Michelsen; Helmut Woehl
Original assignee: Juergen Breternitz; Werner Mautsch; Michelsen Carl Ernst; Helmut Woehl
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1982-09-03
Publication date: 1984-04-25

Abstract

Die Erfindg.betr.eine Einrichtg.zum Schutz von vertikal angeordneten, stabfoermigen Elektroden in elektr. Schmelzaggregaten fuer Glas o. aehnliche Stoffe vor in Bassinbodennaehe auftretender verstaerkter Korrosion durch die Schmelze. Der Verbrauch an Elektrodenmaterial soll gesenkt werden. Die Erfindg. hat die Aufg., die verstaerkte Korrosion zu unterbinden. Die Aufg. wird geloest, indem jede Elektrode von einem o. mehreren Schutzkoerpern aus Elektrodenwerkstoff umgeben wird. Sie sind vorzugsweise kegelfoermig u. besitzen beliebigen Querschnitt. Mit der Elektrode ist der Schutzkoerper ueber den Elektrodenhalter o. ein Verbindungsstueck elektr. leitend verbunden. Die Erfindg. ist anwendbar zum Schutz von Elektroden in besonders aggressiven Schmelzen, wie bestimmten Glaesern o. aehnlichen Stoffen, die verstaerkte Korrosion in Bassinbodennaehe hervorrufen.

Description

•Titel der Erfindung

Einrichtung zum Schutz von vertikal angeordneten, stabförmigen Elektroden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von vertikal angeordneten, stabförmigen Elektroden in elektrisch beheizten Schmelzaggregaten für Glas oder ähnliche Stoffe vor in der Uähe des Bassinbodens auftretender verstärkter Korrosion durch die Schmelze.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum Beheizen elektrischer Schmelzaggregate, ζ·Β· für Glas, werden·vorzugsweise stabförmige Molybdänelektroden eingesetzt. Diese Elektroden werden direkt oder indirekt zusammen mit einem Elektrodenhalter durch ein Bohrloch im Feuerfestmaterial in die Schmelze eingeführt. Eine vorgegebene Eintauchlänge in das Schmelzbad mu-ß durch Nachschieben der Elektroden aufrechterhalten werden.

Bei vertikal durch den Boden eingebauten Elektroden hängt das Verschleißbiid der Elektroden von der Art der Schmelze ab. Bei Schmelzen, die gegenüber dem' Elektrodenwerkstoff eine hohe chemische Aggressivität aufweisen, ergibt sich eine unterschiedliche Korrosion über die Sintauchlänge,

lach einer bestimmten Zeitdauer weist eine nicht nachgeschobene Elektrode in unmittelbarer ITähe über dein Bassinboden und im Bereich des oberen Elektrodenendes deutliche Korrosionsmaxima auf.

Der Materialabtrag am oberen Elektrodenende kann durch das Nachschieben wieder ausgeglichen werden. Dagegen führt die verstärkte Korrosion in unmittelbarer Mähe des Bassinbodens, die unter bestimmten^Bedingungen auch bis zu einem Drittel der Slektrodeneintauchlänge erfassen kann, zur Entstehung einer Schwachstelle, Diese Schwächste llenbildung hat einen hohen Verbrauch an Elektrodenmaterial infolge Elektrodenbruchs bzw. überproportionalem Hachschiebens zur Vermeidung eines Elektrodenbruchs zur Folge.

Aus den Patentschriften DD-WP. 134 220 und 139 572 sind Verfahren zum Korrosionsschutz von Elektroden mittels überlagerung des elektrischen Wechselfeldes der.Beheizung durch eine Gleichspannung bekannt. Durch diese Verfahren wird eine Verminderung der Korrosion der Elektroden auf ihrer gesamten Eintauchlänge -angestrebt. Die verstärkte Korrosion durch die Schmelze in der Nähe des Bassinbodens wird durch diese Verfahren nicht beseitigt

Es. ist aus der Patentschrift DD-WP 63 125 bekannt, einen Schutzring aus oxidkeramischem Material um Düsen für das Gaseinblasen in Glasschmelzen anzubringen, der die Düse überragt. Damit wird die Erosion der Düsen und des Bodens vermindert. Ein solcher Schutz ist". für Molybdänelektroden nicht anwendbar, da die wirksame Länge der Elektroden eingeschränkt und die verstärkte Korrosion der Elektroden lediglich in den Bereich über den oxidkeramischen Schutzring verlagert wird.

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Ziel der Erfindung;

Bs ist das Ziel der Erfindung, den erhöhten Elektrodenverbrauch, der infolge verstärkter Korrosion der Elektroden in der Nähe des Bassinbodens entsteht, zu vermindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Ausgehend von der erfinderischen Erwägung, daß durch chemischen Angriff der Schmelze auf der Elektrodenoberfläche eine mit Korrosionsprodukten angereicherte Grenzschicht entsteht, ,deren Dicke die Geschwindigkeit der Elektrodenkorrosion bestimmt und deren Ausbildung neben den in der Schmelze ablaufenden Reaktions- und Diffusionsvorgängen von der Konvektionsströmung in Elektrodennähe beeinflußt wird, und daß sich durch diese Konvektionsströmung die Korrosionsprodukte in der Grenzschicht langsam entlang der Elektrode zu deren in der Schmelze befindlichen oberen Ende hin bewegen, wodurch im unteren Bereich der Elektrode eine mit verstärkter Elektrodenkorrosion verbundene ständige Neubildung der Grenzschicht stattfindet, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, daß die zu Querschnittsverminderungen führende verstärkte Korrosion der Elektroden in der Nähe des Bassinbodens verhindert wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Nähe des Bassinbodens die zur Ausbildung der schützenden Grenzschicht erforderlichen Korrosionsprodukte des Elektrodenmaterials nicht von der Elektrode selbst, sondern von einem die Elektrode in Bassinbodennähe umgebenden Schutzkörper aus Elektrodenwerkstoff oder einem Werkstoff ähnlicher chemischer Zusammensetzung, der gewollt' der Korrosion preisgegeben wird, geliefert werden. Der Schutzkörper ist vorzugsweise kegelförmig ausgebildet und kann aus einem oder mehreren Teilen bestehen.

Der Schutzkörper kann Kanäle aufweisen, die das Ausfüllen des unter ihm befindlichen Raumes mit Schmelze ermöglichen. Er ist mit der Elektrode elektrisch leitend verbunden. Die Verbindung erfolgt mit Hilfe von Anschlußelementen, wobei der Elektrodenhalter in das Anschlußsystem einbezogen werden kann.

An der Oberfläche des Schutzkörpers entsteht, ebenso wie an der Elektrode, eine "mit Korrosionsprodukten angereicherte Grenzschicht« Diese Korrosionsprodukte werden zur Elektrode hin transportiert, wodurch an dieser auch im unteren Bereich eine zusammenhängende, schützende Grenzschicht aufgebaut und die verstärkte Korrosion der Elektrode unterbunden wird· Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Körper gleichzeitig teilweise den Zutritt der aggressiven Schmelze zu dem gefährdeten Elektrodenbereich verhindert.

Aus führung sbe ist) ie I

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Die Molybdänelektroden sind mittels Elektrodenhalter durch den Bassinboden in die Schmelze eingeführt«

Es zeigen:

Pig. 1 einen Vertikalschnitt durch.eine Einrichtung mit einem Verbindungsstück;

Pig» 2 einen Vertikalschnitt durch eine mit dem' Elektrodenhalter verbundene Einrichtung.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umschließt der Schutzkörper 1 aus Molybdän die Elektrode 2-in der Schmelze 3. Die Elektrode 2 wird durch den Elektrodenhalter 4 im Bassinboden 5 arretiert und gekühlt. Der Schutzkörper 1 liegt auf dem Bassinboden 5 auf»

Sr hat im Ausführungsbeispiel die Form eines Kegelstumpfes, kann jedoch beliebigen Querschnitt und beliebige Form haben. Bei spangebender Bearbeitung ist der rotationssymmetrische Querschnitt bevorteilt. Im Ausführungsbeispiel besteht der Schutzkörper 1 aus einem Teil. Die Teilung in mehrere Teile, z.B. Ringe, Segmente, ist aus fertigungstechnischen Gründen oder zur Erleichterung des Einbaues möglich. Oberfläche und Volumen des Schutzkörpers 1 werden in Kenntnis der zu erwartenden verstärkten Korrosion bestimmt, die ohne erfindungsgemäßen Schutz auftreten würde. Als Kanal 8 ist im Ausführungsbeispiel im Schutzkörper 1 eine Bohrung von der Mantelfläche zur Auflagefläche angebracht· Bei Schmelzen höherer Viskosität kann das Anbringen mehrerer Bohrungen erforderlich sein. Durch diesen Kanal 8 fließt die Schmelze 3 in den Hohlraum 9, der vom Schutzkörper 1, dem Bassinboden 5_} dem Elektrodenhalter 4 und der Elektrode 2 gebildet wird. Damit wird der im Hohlraum 9 befindliche Teil der Elektrode 2 ebenfalls vor Oxydation geschützt. Mit dem Schutzkörper 1 fest verbunden ist das Verbindungsstück 6. Es führt aus dem Boden 5 hinaus und besteht aus Molybdän. Außerhalb des- Bassinbodens 5 ist es mittels der flexiblen leitung 7 mit.der Elektrode Z elektrisch verbunden. Schutzkörper 1 und Elektrode besitzen somit gleiches Potential. Besteht der Schutzkörper 1 aus mehreren Teilen, müssen diese untereinander oder einzeln mit der Elektrode 2 elektrisch leitend verbunden sein.

Im Ausführungsbeispiel besteht das Verbindungsstück S aus einem Vollstab und ist unter' einem- spitzen ',7inkel zur Elektrode 2 angeordnet. Zum Schutz des Verbindungsstückes β und des Bassinbodens 5 kann das Verbindungsstück 5 im Inneren gekühlt sein, beispielsweise' durch Einleiten von lasser in eine Längsbohrung des Verbindungs s tücke so.

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im Ausführungsbeispiel gemäi3 Fig. 2 hat der Schutzkörper 1 ebenfalls kreisförmigen Querschnitt, jedoch oberhalb des Bodens konvexe Mantelflächen zur Vergrößerung der schmelzenseitigen Oberfläche» Sine Aufnahme an seinem unteren Ende reicht in den Bassinboden 5 hinein und verbindet ihn mechanisch mit dem Elektrodenhalter 4₃ beispielsweise durch eine Schraubverbindung, Zur Sicherung der elektrisch leitenden Verbindung ist zwischen Elektrodenhalter 4 und Elektrode 2 die leitung 7 angebracht» Auf Kanäle 8 kann-im Ausführungsbeispiel gemäß. Pig» 2 versichtet werden, da ein Hohlraum 9 nicht entsteht und die Schmelze niederer Viskosität in den nicht gekühlten Bereich durch den Ringspalt entlang der Elektrode 2 eindringt,, Der Kühlbereich reicht durch die mechanische Verbindung von Elektrodenhalter 4 und Schutzkörper 1 weiter in die Schmelze hinein.

Claims

Erfindungsansprüche

1β Einrichtung zum Schutz von vertikal angeordneten, stabförmigen Elektroden in elektrisch beheizten Schmelzaggregaten für Glas oder ähnliche Stoffe vor in der Nähe des Bassinbodens auftretender verstärkter Korrosion durch die Schmelze, gekennzeichnet durch einen, eine Elektrode (2) umgebenden, in der Sähe des "Bassinbodens (5) angeordneten, vorzugsweise kegelförmig ausgebildeten Schutzkörper (1) aus Elektrodenwerkstoff oder einem Werkstoff ähnlicher chemischer Zusammensetzung und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Schutzkörper (1) und zu schützender Elektrode (2). .

2β Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (1) aus einem oder mehreren Teilen besteht,

3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (1) einen oder mehrere Kanäle (8) zum Zuführen you Schmelze (3) in einen Hohlraum (9) aufweist«

Hierzu 2 Seiten Zeichnung