DE2064274C3 - Verfahren zum Betrieb eines elektrothermischen Ofens mit selbstbrennenden Elektroden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

ie Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb s elektrothermischen Ofens mit selbstbrennenden Elektroden sowie eine Vorrichtung zur Durchführun des erfindiingsgemiißen Verfahrens.

!läufig werden in elektrolhermischen ölen selbsi brennende Elektroden (sogenannte Soderberg-Elektru den) verwendet. Diese bestehen aus einem Metallman tel - meist einem Siahlmantel - , der in der Rege durch Lamellen verstärkt und mit einer Mischung au Teer, Pech, gemahlenem Anthrazit und Koks gefüllt isl Dabei hat die zum Einfüllen bestimmte Mischunj zähflüssige Konsistenz. Die für den Ofenbetriet erforderliche Festigkeit erlangt die in den Elektroden mantel eingefüllte Masse durch ihre Verkokung untei dem Einfluß von Strom- und Ofenwärme bei gleichzeitigem Austritt der flüchtigen Bestandteile durch Destillation. Dieser Prozeß vollzieht sich vom unteren Ende det Elektrode her und endet offenbar im Bereich der wassergekühlten Stromkontaktplatten. Gegenläufig dazu muß die Elek'rode zum Ausgleich des durch elektrische und chemische Prozesse bedingten Abbrandes immer weiter in den Ofen nachgefahren, d. h. versetzt werden.

Zur Erzielung eines störungsfreien Betriebes sollten sich die Verkokungs- und die Versetzungsgeschwindigkeit an jeder Elektrode zumindest die Waage halten.

Für den Fall, daß die Verkokung hinter dem Versetzen zurückbleibt, gelangt ein nicht verfestigter Elektrodenbereich unterhalb der Stromkontaktplatten, wodurch es häufig zu Elektrodenbrüchen kommt.

Wird zu wenig versetzt, so ergeben sich wegen zu geringer Möllerabdeckung und zu hochliegender Reaktionszone Komplikationen in der Ofenprozeßführung.

Die Problematik ist bekannt. Sie hat schon früher zu der Erkenntnis geführt, daß es besser ist, die Elektrode nur in kleinen Schritten, dafür aber häufiger zu versetzen (vergleiche Taussig: »Elektrische Schmelzofen«, Wien 1933, Seite 146). Aber auch hierbei kann es geschehen, daß der unverfestigte Teil der Elektrode zu weit nach unten gelangt, so daß eine absolute Sicherheit gegen Elektrodenbrüche auch hiermit nicht erreichbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das sicherstellt, daß die Elektrode nur um soviel versetzt wird, wie sie durch Verkokung hinreichend verfestigt ist, so daß Elektrodenbrüche vermieden werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter tragbarem technischem Aufwand zu schaffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur innerhalb jeder Elektrode im Bereich ihrer Backzone kontinuierlich gemessen wird und daß das Versetzen der Elektrode nur erfolgt, wenn die gemessene Temperatur mehr als 260° C, vorzugsweise 350° C, beträgt.

Die Messung der Temperatur in einer selbsbrennenden Elektrode ist an sich bekannt (vgl. DT-OS 19 61 351), jedoch nicht in der Backzone und nicht zur Überwachung des; Back- und Versetzvorganges.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen auf dem Elektrodentragjoch des elektrothermischen Ofens angeordneten Galgen, ein am Ende seines Auslegers befestigtes, unten verschlossenes, senkrecht in die Elektrode bis in den Bereich von deren Backzone eingeführtes Schutzrohr und ein in dieses Schutzrohr nahe seinem unteren Ende eingebrachtes Temperaturmeßorgan.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens und

der Vorrichtung nach der Erfindung sind in den I Jnteransprüchcn genannt.

Das erfindungsgemäßc Verfahren erlaubt es, den Verfestigungsprozeß der selbslbrennerulen Elektrode unhand des Temperaiurvcrlaufes an einer spezifischen Stelle kontinuierlich zu verfolgen und danach die Versetzung der Elektrode zu steuern, so naß vermieden wird, daß ungebrannte Elcktrodenbcreiche in die Ofen/.one gelangen und dadurch die Gefahr von Elektrodenbrüehen heraufbeschworen wird.

Um sicherzustellen, daß die echte Temperatur in der Elektrodenmasse — unverfälscht durch Elektrodenmantcl- oder Lamclleneinflüsse — als MaB für die Versetzung verwendet wird, erfolgt die Temperature!·- mit llung im Schwerpunkt eines Lamellenfeldes.

Um den technischen Aufwand niedrig zu hallen, dient zur Temperaturermitllung nur ein Meßorgan, /. B. Thermoelement oder Widerstandsthermometer, welches sich in einem Schutzrohr befindet, das außerhalb der Elektrode fest gehaltert ist, so daß es beim Versetzen der Elektrode seine relative Lage nicht verändert und dadurch nicht in den Ofen gelangen kann.

Beim Anschweißen eines neuen Elcktrodenmantelschusses bzw. beim Einfüllen von Elektrodenmasse kann die an der Einführstelle in das Schutzrohr beispielsweise als leicht lösbare Steckverbindung ausgeführte Verbindung des Temperalurmeßorgancs mit dem Regelschrank abgezogen, die Befestigung zwischen Galgenausleger und Schutzrohr gelöst und der Galgen zur Seite geschwenkt werden. In dieser Zeit darf natürlich nicht versetzt werden.

Die Temperatur des unteren Endes des Schutzrohres kann gegebenenfalls oberhalb des Verfestigungspunktes der Elektrodenmasse liegen. Um Beschädigungen des Schutzrohres beim Versetzen in diesem Falle zu vermeiden, läuft das Schutzrohrende konisch zu, ist überschliffen und besteht — um die glatte Oberfläche zu erhalten — aus zunderfestem Material. So kann das Schutzrohr beim Versetzen der Elektrode auch aus verfestigter Elektrodenmasse herausgleiten.

In der Zeichnung (Fig. 1 bis 3) ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft und schemalisch wiedergegeben.

Hei l·' i g. 1 ragt in dusOfengel'iiß I eine selbstbrennen· de Elektrode 2 hinein. Ihr schraffierter unu'rer Teil J ist bereits verfestigt. Das obere Ende der Elektrode 2 isi von einem I !altering 4 umspannt, durch den sie mit dvv Versetzhydraulik 5 verbunden ist, während der Bereich unmittelbar oberhalb ihres unteren Teiles 5 von .Stromkontaktplatten 19 umgeben ist. Die Versei/hydraulik 5 ist auf einem )ocli ft angeordnet, auf der sich auch ein (!algen 9 mit Ausleger 10 befindet. Das )och h seinerseits ruht auf der rlaiipthydraulik 7, die sich auf der Gebäudekonstruktion 8 abstützt.

Am Ausleger 10 des Galgens 9 befindei sich ein Schutzrohr 11, in dessen unteres, verschlossenes Ende ein Temperaturmeßorgan 12 eingebracht ist, das durch eine elektrische Leitung mit einer in einem Schrank !3 untergebrachten Steuerung verbunden ist. Vom Steuerschrank 13 führen ebenfalls Impulsleiiungen zu Stellventilen 14 der Verstellzylindcr 5.

F i g. 2 und 3 zeigen Draufsichten auf die Elektrode im Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1. An dem Ausschnitt des Elektrodenmantels 15 befinden sich Lamellenblecfie 16.

Bei F i g. 2 stützen sich Führungslaschen 17, welche mit dem Schutzrohr 11 verschweißt sind, an den am Elektrodenmantel 15 befestigten Enden der Lamellenbleche Ib ab.

Bei Fig.3 sind Führungslaschen 17 auf der einen Seite mit den am Elektrodenmantel 15 befestigten Enden der Lamellenbleche 16 und auf der anderen Seite mit einem Führungsring 18 verschweißt. Durch den Führungsring 18 ist das Schutzrohr U in die Elektrode einführbar.

Die Anordnung der Führungslaschen 17 nach Fig. J ist besonders bei der Verwendung von hochviskosen Stampfmassen in der selbstbrennenden Elektrode geeignet.

Fig. 4 zeigt den Ausschnitt der Temperaturkurve, welche mit einer ausgeführten Vorrichtung gemäß der Erfindung über 12 Stunden hinweg gemessen wurde. Die Temperaturmaxima zeigen jeweils den Beginn der Versetzung, die Temperaturminima ihr Ende an.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Paientansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb eines elektrothermischcn Ofens mit selbstbrennenden Elektroden, el a ti u r e h g e k e η η / e i c h η e t, daß die Temperatur innerhalb jeder Elektrode im Bereich ihrer Backzone kontinuierlich gemessen wird und daß das Versetzen der Elektrode nur erfolgt, wenn die gemessene Temperatur mehr als 260° C, Vorzugsweise 350° C, beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dsiIJ die Temperatur punktförmig gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Schwerpunkt des Feldes zwischen zwei an der Innenseite des Elektrodenmantels befestigten Lamellen gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Verwendung eines Steuergerätes (13), welches Signale von einem geeigneten Temperaturmeßorgan (12) erhält und Freigabebefehle an Stellventile (14) von Versetzzylindern (5) gibt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen auf dem Elektrodentragjoch (6) des elektrothermischen Ofens angeordneten Galgen (9) ein am Ende seines Auslegers (10) befestigtes, unten verschlossenes, senkrecht in die Elektrode (2) bis in den Bereich von deren Backzone eingeführtes Schutzrohr (11) und ein in dieses Schutzrohr (11) nahe seinem unteren Ende eingebrachtes Temperaturvermeßorgan(12).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (11) an seinem unteren Ende konisch zuläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Schutzrohres (11) aus zunderfestem Material besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Schutzrohres (11) überschliffen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere zwei, sich an den am Elektrodenmantel (15) befestigten Enden der Lamellenbleche (16) abstützende Führungslaschen (17) mit dem Schutzrohr (11) verschweißt sind (F i g. 2).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere zwei, Führungslaschen (17) vorgesehen sind, welche auf der einen Seite mit den am Elektrodenmantel (15) befestigten Enden der Lamellenbleche (16) und auf der anderen Seite mit einem Führungsring (18) verschweißt sind, und daß das Schutzrohr (11) durch den Führungsring (18) hindurchführbar ist (F i g. 3).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßoi gan (12) ein Thermoelement ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturneßorgan (12) ein Widerstandsthermometer ist.

65