DD213659A1 - Stromzufuehrungseinrichtung fuer schmelzoefen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromzufuehrungseinrichtung fuer Schmelzoefen, insbesondere zum Schmelzen von Glas oder aehnlichen Stoffen mit einer Fluessigkeitselektrode in einem feuerfesten Material,die mit der Schmelze in Kontakt steht. Das Ziel ist, eine vielseitig einsetzbare Stromzufuehrungseinrichtung mit dem Schmelzofen angepasster Lebensdauer. Die Aufgabe, eine an beliebiger Stelle im Ofenboden einsetzbare Stromzufuehrungseinrichtung, deren Elektrodenmetall ergaenzt werden kann, zu schaffen wird geloest durch einen feuerfesten mittels Kuehlvorrichtung gehaltenen und gekuehlten Formstein. In seiner zur Schmelze konischen Oeffnung befindet sich das fluessige Elektrodenmetall, das von aussen durch die Kuehlvorrichtung und den Formstein stabfoermig zugefuehrt wird. Die Stromzufuehrungseinrichtung ist fuer elektrische Schmelzoefen mit Fluessigmetallelektrode geeignet. Es koennen auch Stabelektroden aus hochschmelzendem Material eingesetzt werden.

Description

Titel der Erfindung Stromzuführungseinrichtung für Schmelzöfen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stromzuführungseinrichtung für Schmelzöfen, insbesondere zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen, mit einer Plüssigmetallelektrode in einem feuerfesten Material, die mit der Schmelze in Kontakt steht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für elektrisch beheizte Schmelzöfen, insbesondere zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen, bei denen die Schmelze mit den Elektroden in Kontakt steht, sind Stromzuführungseinrichtungen für den Beheizungsstromkreis und für die Einspeisung von Schutzströmen für einen anodischen oder kathodischen Elektrodenschutz erforderlich· Bei hohen Strombelastungen werden vorzugsweise in die Schmelze reichende Stangenelektroden aus hochschmelzendem Material eingesetzt, deren Oxydation durch ein Kühlorgan verhindert wird. Daneben werden auch Flüssigmetallelektroden verwendet. Das Elektrodenmetall ist bei diesen bei den Schmelztemperaturen flüssig und wird so gewählt, daß mit der Schmelze keine unerwünschten Reaktionen eintreten.

,. i\(iii ili\ Cl

So ist aus DE-OS 3 007 937 bekannt, daß für das kontinuierliche Schmelzen von Fritten Flussigmetallelektroden eingesetzt werden, für die Vertiefungen in die sonst ebene Bodenfläche eingelassen sind· Die Stromzufuhr zu den Elektroden erfolgt durch in das flüssige Elektrodenmetall eintauchende Leiterschienen. Zur Vermeidung der Auflösung der Leiterschienen in der Flüssigmetallelektrode wird diese gekühlt. Dabei kann die Leiterschiene von einem Kühlmittel durchströmte Kanäle enthalten.

Die Flüssigmetallelektrode kann auch einen Kanal durch die Seitenwand des Schmelzofens ausfüllen bis zu einem derart gekühlten Bereich, in dem das Elektrodenmetall erstarrt ist, so daß der Kontakt zwischen Leiterschienen und dem festen Elektrodenmetall hergestellt wird«. Diese Anordnung kann nicht universell eingesetzt werden, da die notwendige Kühlung besonders bei hohen Bodentemperaturen und größeren Wannenbreiten dem Schmelzofen zuviel Wärmeenergie entziehen würde und bei langen Wannenlaufzeiten keine Ergänzung oder Erneuerung der Flüssigmetallelektrode möglich ist. Das bedeutet, daß die Lebensdauer zu gering ist·

Bei der als Elektrode dienenden Vorrichtung nach DE-AS 1 471 853 befindet sich das schmelzflüssige Elektrodenmetall in Taschen entlang dem Umfang des Schmelzofens. Eine in das Metall und die Schmelze eintauchende leitende Verbindung verbessert den Stromübergang.

Die Tasche ist von einem Metallmantel umgeben zur Vermeidung von Metallverlusten durch das feuerfeste Material hindurch bzw» zur Herstellung des elektrischen Kontaktes zur Flüssigmetallelektrode. Der Metallmantel wird intensiv durch Anblasen mit Luft oder Zerstäuben von Wasser gekühlt.

Der liachteil der Wichtergänzbarkeit und Nichtersetzbarkeit trifft auf diese Vorrichtung in gleicher V/eise zu. Nachteilig ist es auch, daß derartige Taschen nur am Umfang des Schmelzofens angeordnet sind·

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine vielseitig einsetzbar« Stromzuführungseinrichtung mit Flüssigmetallelektrode für Schmelzöfen, insbesondere zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen zu schaffen, die nur geringe WärmeVerluste verursacht und deren Lebensdauer der V/annenlaufzeit angeglichen ist·

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Stromzuführungseinrichtung so zu gestalten, daß sie auswechselbar an beliebiger Stelle am oder im Ofenboden anzuordnen ist und das Elektrodenmetall während des Betriebes des Schmelzofens ergänzt werden kann·

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst» indem ein feuerfester, hochdichter Formstein, der in den Schmelzofenboden eingesetzt ist, in einer durchgehenden, sich zur Schmelze konisch erweiternden Öffnung das flüssige Elektrodenmetall aufnimmt. Der Formstein liegt auf einer an sich bekannten Kühlvorrichtung auf, die ihn seitlich ringsum, vorzugsweise bis zu zwei Drittel seiner Höhe umgibt. Stabförmiges Elektrodenmetall wird axial durch die Kühlvorrichtung und den Formstein bis in das flüssige Elektrodenmetall geführt. Eine Arretierung hält es in der Kühlvorrichtung. Es sind Mittel zur Zu- und Abführung eines Kühlmediums, zum Anschluß der Elektroenergie und zur Befestigung der Einrichtung am Schmelzofen angebracht.

Die Pllissigmetallelektroae kann durch eine stabförmige Elektrode aus einem hochschmelzenden Material ersetzt werden.

Ausführungsbeispiel

Anhand einer schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert.

Das stabförmige Elektrodenmetall 1 ist von außen durch die Kühlvorrichtung 2 hindurchgeschoben. Wie im Ausführungsbeispiel dargelegt, kann das stabförmige Elektrodenmetall 1 auch aus mehreren Stücken zusammengesetzt sein.

Durch die Arretierung 3 'wird das stabförmige Elektrodenmetall 1 in der Kühlvorrichtung 2 gehalten. Gleichzeitig wird damit eine elektrische Verbindung zwischen stabförmi^en Elektrodenmetall 1 und Kühlvorrichtung 2 hergestellt. Sie kann durch nicht dargestellte Klemmschrauben verbessert werden. Klemmschrauben können auch die Funktion der Arretierung 3 allein übernehmen, jedoch ist es der besondere Vorteil der im Ausführungsbeispiel dargestellten Arretierung 3, daß sie zusätzliche Sicherheit gegen das Austreten von Elektrodenmetall oder Schmelze bietet.

Die Kühlvorrichtung 2 ist durch den Isolator 4 elektrisch isoliert an der Wannenverankerung 5 befestigt. Auf der Kühlvorrichtung 2 sitzt der Formstein 6, der in den Schmelzofenboden 9 eingesetzt ist, auf. Der Formstein 6 besteht aus einem hochdichten, beispielsweise schmelzflüssig gegossenen Feuerfestmaterial. Zur Schmelzenseite besitzt er eine konische Öffnung, die in eine den Stein durchdringende zylindrische Öffnung übergeht. Am Umfang wird der Formstein 6 von der Kühlvorrichtung 2 umschlossen.

"· 5 "

Bevorzugt reicht sie bis in zwei Drittel seiner Höhe. Im Ausführungsbeispiel füllt die Kühlvorrichtung den Raum zwischen der stufenförmigen Aussparung des Formsteins 6 und dem sich daran anschließenden Schmelzofenboden 9 aus. Jede andere Anordnung der Kühlvorrichtung 2 um den Formstein 6 entspricht aber dem erfindungsgemäßen Gedanken ebenso· Im Bereich der konischen Öffnung des Formsteins 6 geht das stabförmige Elektrodenmetall 1 in das flüssige Elektrodenmetall 8 über und füllt so die konische Öffnung aus. Diese Flüssigmetallelektrode überträgt die zugeführte Elektroenergie auf die Schmelze 7· Die Zuführung der Elektroenergie erfolgt am Anschluß

Die erfindungsgemäße Stromzuführungseinrichtung kann an beliebiger Stelle im Schmelzofenboden 9 eingebaut werden. Sie ist auch geeignet, in bereits fertige oder schon benutzte Schmelzöfen nachträglich eingebaut zu werden. Der Aufwand hierfür, wie auch für das Nachschieben des Elektrodenmetalls oder das Wechseln der Stromzuführungseinrichtung ist nicht größer als der für Stangenelektroden mit Kühlorgan·

Die universelle Einsetzbarkeit der erfindungsgemäßen Stromzuführungseinrichtung zeigt sich auch darin, daß mit diesem Typ der Stromzuführungseinrichtung die Vorteile des Einsatzes von Flüssigmetallelektroden und der hohen Strombelastbarkeit der Stangenelektroden verbunden werden können, indem wahlweise bei Schmelzentemperatur schmelzendes Elektrodenmetall oder hochschmelzende Stangenelektroden, beispielsweise Molybdän, eingeführt werden. Die Stangenelektrode kann dabei bis innerhalb des Konus eingeschoben werden, ζ·Β· zur Einspeisung von Schutzströmen, aber auch über den Schmelzofenboden hinaus in die Schmelze, z.B. zum Einspeisen des Heizstromes. Als Arretierung solcher Stangenelektroden dienen dann Klemmschrauben. Der Anschluß 10 wird dann zweckmäßigerweise direkt an der Stangenelektrode, z.B. als Klemmbackenanschluß vorgesehen·

— 6 —

Claims (3)

Erfindungsansprüche

1. Stromzuführungseinrichtung für Schmelzöfen, insbesondere zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen, mit einer Flüssigmetallelektrode in einem feuerfesten Material, die mit der Schmelze in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material ein in den Schmelzofenboden eingesetzter, hochdichter Formstein mit einer durchgehenden, sich zur Schmelze konisch erweiternden Öffnung ist, in der sich das bei der Schmelzentemperatur flüssige Elektrodenmetall befindet, der Formstein auf einer an sich bekannten Kühlvorrichtung aufliegt und diese den Formstein seitlich ringsum, vorzugsweise bis zu zwei Drittel seiner Höhe umgibt, und daß das stabförmige Elektrodenmetall axial in der Kühlvorrichtung und im Formstein bis in das flüssige Elektrodenmetall angeordnet und mit einer Arretierung in der Kühlvorrichtung gehalten ist·

2. Stromzuführungseinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung Mittel zur Zu- und Abführung eines Kühlmediums zum Anschluß der Elektroenergie und zur Befestigung am Schmelzofen aufweist.

3· Stromzuführungseinrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des bei Schmelzentemperatur flüssigen Elektrodenmetalls eine Stabelektrode aus hochschmelzendem Material eingeführt ist·

Hierzu 1 Seite Zeichnung