DE2522576C3

DE2522576C3 - Verfahren zum Entfernen unerwünschter Elemente, insbesondere H tief 2 und O tief 2 beim Elektroschlackeumschmelzen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2522576C3
Application number: DE19752522576
Authority: DE
Inventors: Heimo Dr. Brück an der Mur Jäger (Österreich)
Original assignee: Vereinigte Edelstahlwerke AG (VEW), Wien Niederlassung Vereinigte Edelstahlwerke AG<VEW) Verkaufsniederlassung Büderich, 4005 Meerbusch
Priority date: 1974-05-28
Filing date: 1975-05-22
Publication date: 1977-01-20

Description

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Gußblöcken aus hochschmelzenden Metallen, insbesondere aus Stahl, bekannt, bei dem beim Abschmelzen mindestens einer selbstverzehrenden Elektrode mit Wechselstrom in einer elektrisch leitenden flüssigen Schlacke, beim sogenannten Elektroschlackeumschmelzen, die Schmelzelektrolyse dazu ausgenutzt wird, die Richtung metallurgischer Reaktionen zu steuern und unerwünschte Elemente wie Schwefel, Sauerstoff usw. in verstärktem Ausmaß aus der Schmelze zu entfernen. Hierbei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Schlacke, welche in der Umschmelzanlage infolge der beim Strorndurchgang entstehenden Jouleschen Wärme im geschmolzenen Zustand vorliegt, weitgehend ionisiert ist, und daß die einzelnen Ionen durch Überlagerung eines Gleichstroms in der Schlacke bewegt werden.

Beim Elektroschlackeumschmelzen mit Wechselstrom ändert sich die Polarität von Elektrode und flüssigem Blocksumpf periodisch analog mit der Netzfrequenz. Wenn z. B. die Elektrode die positive Halbwelle durchläuft, bildet der Blocksumpf den negativen Pol. Mittels mindestens einer nichtschmelzenden Hilfselektrode, welche vorzugsweise aus Graphit besteht, wird über Gleichrichter eine Gleichstromkomponente derart in das Umschmelzsystem eingebracht, daß sowohl die Elektrode als auch der Block eine positive (oder negative) Potentialdifferenz gegenüber der Hilfselektrode aufweisen. Damit wird es möglich, eine Schmelzflußelektrolyse einzuleiten, die eine Ionenwanderung zur Hilfselektrode einerseits und zur Elektrode und zum Sumpf andererseits bewirkt. Je nach der Polung der Hilfselektrode werden bestimmte Ionen an der Hilfselektrode entladen und nach Reaktionen mit Elektrodengraphit oder Luftsauerstoff abgeschieden. Dadurch werden Umsetzungen vor allem zwischen Stahl- und Schlackenphase gefördert.

Nach diesem vorbekannten Verfahren kann z. B. die Entschwefelung von Stahl gefördert werden, wobei es zu folgenden Reaktionen kommt:

(S--) > S + 2e,

S + S > S₂,

S + 20 ► ISO₂).

Die besagten Reaktionen erfolgen um so rascher, je größer die Wanderungsgeschwindigkeit der Ionen ist Die untere Grenze der die Ionen bewegenden elektromotorischen Kraft LZ₀ ist aus den für die beschriebenen Reaktionen typischen Größen AH, T, AS und η errechenbar.

4Hist die beim Ablauf einer bestimmten Reaktion

verbrauchte oder frei werdende Wärmemenge in

cal/Mol,
AS ist die Entropieänderung beim Ablauf einer

chemischen Reaktion in cal/^: C · Mol,
T ist die absolute Temperatur in ° K, η ist die Zahl der umgesetzten Elementarladungen je

Molekül bzw. Ion.

Der Ausdruck

AH₀-T-AS

ist die freie Standardreaktionsenthalpie und bezeichnet die Arbeit, die beim Ablauf eines chemischen Vorgangs geleistet oder aufgewendet wird.

F ist die Faradaysche Konstante, die die Strommenge angibt, die für die Abscheidung von l/n Mol ( = 1 VaI) erforderlich ist.

F = 96500 [Coulomb] = 26,6[Ah]

Die für die elektrolytische Behandlung der Schlacke beim Elektroschlackeumschmelzen erforderliche Gleichspannung
Gleichung

ergibt sich allgemein aus der

U+ J- R

darin bedeutet U die theoretische elektromotorische Kraft (EMK), die benötigt wird, um den chemischen Prozeß zu aktivieren, und wird errechnet aus die Stromdichte zu niedrig war, und wenn Reaktionen stattfanden, die abgeschiedener. Reaktionsprodukte durch das Abschmelzen der Elektrode wieder in das Umschmelzsystem eingebracht wurden.

Die Anmeldung schlägt daher vor, durch Anordnung von mindestens je zwei entgegengesetzt gepolten Elektroden eine Schmelzelekirolyse in der Art durchzuführen, daß sowohl Anionen als auch Kationen gleichzeitig an den Hilfselektroden abgeschieden werden können.

Während bei den bisher angewendeten Verfahren bei der anodischen Hilfselektrodenpolung die unerwünschten Bestandteile wie S²-,O²-,N-, OH- abgeschieden werden konnten, was zu einer Verbesserung der Entschwefelung, Verhinderung der Si-Oxydation und zu Stickstoffabbau führte, kann 1. B. ein wirksamer Abbau von Wasserstoff in Form von H ⁺ nur durch kathodische Hilfselektrodenpolung erreicht werden.

Es konnte festgestellt werden, daß der Kalkgehalt der Schlacken einen starken Einfluß auf die Veränderung des Wasserstoffgehaltes beim Umschmelzen hat. Je höher bei sonst gleichen Bedingungen der Gehalt an CaO in der Schlacke ist, umso stärker wird die Wasserstoffabgabe behindert. Hohe CaO-Gehalte können bei entsprechenden Luftwasserstoffgehalten sogar eine Erhöhung des Wasserstoffgehaltes im Block gegenüber der Abschmelzelektrode bedingen. Wie Versuche ergaben, wurde bei sonst gleichen Bedingungen sowohl bei positiver als auch bei negativer Polung der Hilfselektrode eine Abnahme des Wasserstoffgehaltes erzielt, da Wasserstoff sowohl als H⁺ — als auch als OH" -lon vorkommt.

AG = AG₀ + R-T- InK =
daraus ergibt sich

ff

weiteres gilt

ρ ist der spezifische Widerstand des Schlackenbades in ßcm,

/ ist der Abstand der Elektroden in der Schlacke in cm, f ist die wirksame Elektrodenfläche in cm²,
K Kennzahl aus dem Massenwirkungsgesetz für die

jeweilige Reaktion,
η ist die Ladungszahl,
l/oistdieGrund-EMK[V].

Wie schon gesagt, wurde die Hilfselektrode bisher nur als Anode (bzw. Kathode) verwendet, während als Gegenpol die Abschmelzelektrode bzw. die Phasengrenze Schlacke-Sumpf diente. Reaktionen konnten deshalb praktisch nur an der nichtverzehrbaren Hilfselektrode ausgelöst werden, da an den Gegenpolen

Beispiel

Eine Stahlelektrode mit einem Wasserstoffgehalt von

— /1 · F · U 7 ppm, einem Kohlenstoffgehalt von 2,1% und einem

Chromgehalt von 12%, wurde bei einem Wassergehalt der Atmosphäre von 10 g/Nm³ umgeschmolzen. Bei einer Stromdichte von 0 an der Hilfselektrode, dieser Zustand entspricht dem reinen Wechselstromumschmelzen, kam es zu der bereits erwähnten ^-Zunahme. Bei anodischer Polung der Hilfselektrode wurde ab einer Stromdichte von etwa 1,3 A/cm² eine Hr Abnahme mit steigender Stromdichte erreicht. Eine Erhöhung der Stromdichte auf mehr als 5 A/cm² brachte keinen weiteren Effekt. Hatte die Hilfselektrode negative Polarität gegenüber der Abschmelzelektrode, kam es in einem Stromdichtebereich von 0,5 bis 4 A/cm² ebenfalls zu einem, allderdings geringeren, Abbau von H2 in deSchmelze. Die maximale zusätzliche Wasserstoffabgabe betrug hierbei 7 ppm bei einer Oberlagerungsstromdichte von 3 A/cm² verglichen mit reiner Wechselstromumschmelzung. Dies gilt für einen Kokillendurchmesser von 90 mm und einen Durchmesser der Abschmelzelektrode von 40 mm, die mit einer Schmelzrate von 30 kg/h abgeschmolzen wurde. Der CaO-Gehalt der Schlacke betrug 30%. Die Schlacke bestand zu je einem Drittel aus Tonerde, Kalk und Flußspat. Die Umschmelzung erfolgte mit einer Wechselspannung von 35 V und einer Stromdichte von 65 A/cm² an der Abschmelzelektrode.

Dieses Ergebnis zeigt also, daß eine elektrolytische Entfernung von Wasserstoff aus der Schmelze sowohl mit positiver als auch mit negativer Polung der Hilfselektrode erreicht wird, wobei je nach Polung H⁺- oder (OH —)-Ionen abgeschieden werden.

Bei anodischer Hilfselektrodenpolung werden (OH -)-lonen gemäß der folgenden Gleichung entladen:

2H₂

_Braph

V₂(H₂O) + (Ο²

{CH₄} + Q,

Q = Wärmetönung in Kcal/mol.

Das Hydroxylion wird also entladen und nach Reaktionen mit dem dabei entstehenden Sauerstoff oder dem Elekirodengraphit als Wasserdampf oder Kohlenwasserstoff aus dem Umschmelzsystem entfernt. An der Kathode (Abschmelzelektrode bzw. Sumpf) ist die Lösung und Ionisierung von in der Elektrode gelöstem Wasserstoff oder Sauerstoff

20 O + 2e » (O² ).

H + e — -> (OH )

möglich.

Ist die Hilfselektrode negativ gepolt, so besteht für H + -Ionen die Möglichkeit der Abscheidung gemäß

Das entstehende Wassersloffgas kann entweder mit dem Luftsauerstoff nach der Knallgasreaktion

H₁ + ' ,O,

H, O

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oder wiederum mit dem Elektrodengraphit reagieren.

Die Annahme, daß Wasserstoff als Proton und Hydroxylion existiert, wird durch die in F i g. 1 gezeigten Ergebnisse verstärkt. Diese Ergebnisse wurden mit der in Fig. 2 dargestellten Anordnung erzielt. Durch Einsatz von zwei unterschiedlich gepolten Hilfselektroden 1 und 2, die von einem Gleichstromgenerator 3 gespeist werden, kann eine gleichzeitige -1- - Elektrolyse nach den oben angegebenen Gleichungen erzielt werden. Die Abschmelzelektrode ist bei dieser Anordnung mit 4 bezeichnet. Sie ist über die Wechselstromquelle 5 mit der Bodenplatte 6 verbunden. 7 ist die mittels vorbekannter Einrichtungen hebbare wassergekühlte Kokille, 8 die geschmolzene Schlackendecke. 9 der erstarrte Teil des wachsenden Blocks und 10 der flüssige Metallsumpf. Die Hilfselektroden 1 und 2 können aus Graphit bestehen, oder aus iridiumbeschichtciem Kupfer, das zwecks Kühlung wasserdurchflosserie Kanäle aufweist.

In einer derart ausgestatteten ESU-Anlage können beide Erscheinungsformen der Wasserstoffionen gleichzeitig abgeschieden werden. Die strichlierte Kurve in F-" igl. die die Abnahme des Wasserstoffgehalts in ppm bei + - Elektrolyse wiedergibt, weist entsprechend höhere Abnahmen des Wasserstoffgehaltes auf. als die durchgezogenen Kurven HE- und HF + , die die Wasserstoffabnahme bei negativer bzw. positiver Poking einer einzigen Hilfselektrode, wie bei dem vorbekannten Verfahren, zeigen.

Die in I 1 p. 1 dargestellten Ergebnisse wurden ;:n 6s einem Siahl mn einem Wasserstoffgehalt von 13 his IS ppm erzielt Weiters enthielt der Stahl 0.05% C. 18"/ii fr und i"'n Ni. Der Kokillendurchmesser betrug 90 mm, der Durchmesser der Abschmelzelektrode 40 mrn. Gearbeitet wurde mit einer Schlacke aus 4O°/o Kalk, 40% Tonerde und 20% Flußspat. Die Schmelzbedingungen waren die gleichen wie im obigen Ausführungsbeispiel.

Da durch das Eintauchen der Hilfselektrode in die Schlacke bei Anwendung höherer Stromdichten fallweise eine Erhöhung des Blockkohlenstoffgehaltes eintritt, wurd'ü eine Einrichtung geschaffen, um die Gleichstromenergie in Form von Plasma in die Schlacke zu übertragen. Zu diesem Zweck wurde die Hilfselektrode rohrförmig ausgebildet und ein plasmabildendes Gas, vorzugsweise Argon, durch sie durchgeleitet. Hierbei wurde ein Plasmalichtbogen zwischen der Hilfselektrode und der Schlacke erzeugt. Diese Ausführungsform der Erfindung führte zu einer Senkung des Graphitverbrauchs und verbesserte die Abscheidung gasförmiger Desoxydationsprodukte noch weiter. Vorzugsweise wurde die Oberfläche der Graphitelektroden durch eine Beschichtung mit einem hochtonerdehaltigen Mörtel gegen erosive Schlackendämpfe geschützt. Der Mörtel bestand im wesentlichen aus etwa 90% Tonerdesilikat und Wasserglas als Bindemittel. Durch die Beschichtung wurde die Entstehung von Graphitruß und eine damit verbundene Aufkohlung der Schmelze verhindert. Eine derartige Beschichtung ist selbstverständlich auch bei kompakten Graphitelektroden möglich und vorteilhaft. Die Gleichstromplasmaflamme, durch die ein direkter Kontakt Zwischen Hilfselektrode und Schlacke vermieden wird, ermöglicht ebenso wie eine eintauchende Elektrode, den Ablauf von Elektrolvsereaktionen zwischen der ionisierten Schlakke und dem flüssigen Metallfilm an der Spitze der Abschmelzelektrode, der Atmosphäre und der Hilfselektrode. Die Lichibogenlänge beträgt je nach Überlagerungsspannung 1 bis 5 cm. Nicht nur die größere Entfernung zwischen der Hilfselektrode und der Schlacke, sondern auch die Herabsetzung des Sauerstoffpartialdrucks über der Schlacke durch Argon und die Kühlwirkung des Edelgases in der durchbohrten Hilfselektrode mindern deren Oxydation. Da auch der Partialdruck aller anderen über der Schlacke befindlichen Gase durch das Edelgas herabgesetzt wird, wird außerdem deren Abscheidung beim Umschmelzen erleichtert und gefördert. Dies gilt z. B. für SO₂. S; gasförmig, O₂. H₂O-Dampf und HF.

Weiteres wurde es erst durch Anwendung der Plasmaüberlagerung möglich, den Wasserstoffgehalt des ESU-Blocks gegenüber dem der Abschmelzelektrode auch bei niedrigen H2-Gehalten der Elektrode entscheidend zu senken. Bei einem Wasserstoffgehall der Elektrode von 10,5 ppm konnte ein Wasserstoffge halt von 2,5 ppm im Block erzielt werden. Bei einerr Wasserstoffgehalt der Elektrode von 2,8 ppm gelang eine Absenkung des Wasserstoffgehalts im Block aul 1.3 ppm.

Überdies dient die Plasmaflamme als Zusatzheizung der Schlacke. Dies bringt z. B. den Vorteil einet gleichmäßigeren Temperaturverteilung im Schlacken bad mit flacherer Sumpfausbildung, die bessere Erstarrungsbedingungen zur Folge hat. Der Gesamt energieverbrauch für die Umschmelzung wird vernn gert. Dadurch die Elektrolysereaktion metallische; Aluminium in feinverteilter Form an der Phasengrenzc Metall-Schlacke vorliegt, werden nichtmetallisch« Kalktonerdeeinschlüsse ebenfalls in feinster Verteilung gebildet

Wird Argon als plasmabildendes Gas verwendet, se

tritt als Zusatzeffekt eine gewisse Schutzgaswirkung ein, die bei der Umschmelzung von Stählen mit Gehalten an hochsauerstoffaffinen Elementen (Ti, Al, Zr, CeLa u. a.) von Bedeutung sind.

In Fig.3 ist eine anmeldungsgemäße Vorrichtung dargestellt, bei der die Hilfselektroden nicht in das Schlackenbad eintauchen, sondern der elektrische Kontakt zwischen Schlacke und Hilfselektroden durch zwei Plasmalichtbogen 11 hergestellt wird. Die Gasdurchsatzmenge betrug im speziellen Fall 10 bis 50 1 Argon/Min., wobei das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Hilfselektrode und dem Durchmesser der Bohrung 7 :1 betrug. Die Zündung des Plasmalichtbogens wird durch eine anfängliche Berührung zwischen den Hilfselektroden und der Schlacke bewerkstelligt, wonach die Hilfselektroden mittels vorbekannter Einrichtungen so weit gehoben werden, daß nur noch die Abschmelzelektrode in das Schlackenbad eintaucht. Durch Abschmelzen der letzteren steigt der Stahl- und Schlackenspiegel in der Kokille; im selben Maße werden die Hilfselektroden angehoben. Die Zufuhr von plasmabildendem Gas erfolgt an den mit 12 bezeichneten Stellen. Die Überlagerungsstromstärke wird von der thyristorgesteuerten Regelung der Gleichrichter konstant gehalten, die Gleichstromspannung stellt sich nach der Länge des Lichtbogens ein. Die Stromdichte an den Hilfselektroden ist in einem Bereich von etwa 1 bis 5,5 A/cm² wirksam. Die Gleichstromenergie soll vorzugsweise 10 bis 30% der Wechselstromenergie betragen. Als Gleichstrom im Sinne der Anmeldung ist auch zerhackter Gleichstrom zu verstehen.

Da die Elektrolysereaktionen, die angestrebt werden, erst ab einer gewissen Schwellspannung ablaufen (die Schwellwerte liegen in einem bestimmten von Fall zu Fall verschiedenen Bereich der Badspannung) muß die Überlagerungsspanmmg weitgehend regulierbar sein. Durch die separat angeordnete Gleichstromquelle 3 (die z. B. ein Schweißgenerator sein kann) kann sowohl die Überlagerungsstromstärke, als auch die überlagerte Gleichstromspannung in weiten Grenzen variiert werden. Zur Abschirmung des Gleichstromkreises vom Wechselstromkreis können Gleichrichter 13 als Siebglieder vor beiden Polen des Generators 3 angeordnet werden. Fig.4 zeigt eine weitere Möglichkeit für die Ausgestaltung der nichtschmelzenden Hilfselektroden 1 und 2. Ein inneres Kupferrohr 14 und ein äußeres Kupferrohr 15 sind mit einer Iridiumbeschichtung 16 versehen. Zur Kühlung dient ein mit Kühlwasserkanälen 17 versehenes Kühlwasserleitrohr 18. Die Pfeile 19 geben die Strömungsrichtung des Kühlwassers an. Eine Zufuhr von plasmabildendem Gas kann durch den Kanal 20 erfolgen.

Gegenstand der Anmeldung ist daher ein Verfahren zum Entfernen unerwünschter Elemente, insbesonders H2 und O2. beim Elektroschlackeumschmelzen, wobei mindestens eine selbstverzehrende Elektrode mit Wechselstrom in einer verflüssigten elektrisch leitenden Schlacke geschmolzen und die so entstandene Schmelze in einer wassergekühlten Kokille nach dem Prinzip des wachsenden Blocks zum Erstarren gebracht wird, und die Erfindung besteht darin, daß in der Schlacke mit Hilfe mindestens zweier verschieden gepolter, an mindestens eine Gleichstromquelle angeschlossener nichtschmelzender Hilfselektroden Überlagerungsströme zwischen den Hilfselektroden und der Umschmelzelektrode einerseits, den Hilfselektroden und dem Block sowie den verschieden gepolten Hilfselektroden zusätzlich zu dem in bekannter Weise zwischen Umschmelzelektrode und Block fließenden Wechselstrom erzeugt werden, wodurch unter Ausnutzung der Schmelzelektrolyse eine Wandung der in Form von Ionen vorliegenden unerwünschten Elemente zu den Hilfselektroden bewerkstelligt wird und die Entfernung dieser Elemente aus der Schmelze durch chemische Reaktionen mit der Luft, der Schlacke oder dem Material der Hilfselektroden erfolgt

Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind die beschriebenen Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens.

Durch die Erfindung wird eine Verbesserung des Reinheitsgrades von ESU-Blöcken sowie eine feinere Verteilung der verbleibenden Einschlüsse erzielt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfernen unerwünschter Elemente, insbesonders H2 und O2, beim Elektroschlackeumschmelzen, wobei mindestens eine selbstverzehrende Elektrode in einer verflüssigten, elektrisch leitenden Schlacke geschmolzen und die so entstandene Schmelze in einer wassergekühlten Kokille nach dem Prinzip des wachsenden Blockes zum Erstarren gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schlacke mit Hilfe mindestens zweier verschieden gepolter, an mindestens eine Gleichstromquelle angeschlossener nichtschmelzender Hilfselektroden Überlagerungsströ- me zwischen den Hilfselektroden und der Umschmelzelektrode, den Hi'fselektroden und dem Block sowie den verschieden gepolten Hilfselektroden zusätzlich zu dem in bekannter Weise zwischen Umschmelzelektrode und Block fließenden Wechselstrom erzeugt werden, wodurch unter Ausnützung der Schmelzelektrolyse eine Abwanderung der in Form von Ionen vorliegenden unerwünschten Elemente zu den Hilfselektroden bzw. zu der Abschmelzelektrode bewerkstelligt wird und die Entfernung dieser Elemente aus der Schmelze durch chemische Reaktionen mit der Luft, der Schlacke oder dem Material der Hilfselektroden erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte an den Hilfselektroden bis 5,5 A/cm² und daß die Gleichstromenergie 10 bis 30% der Wechselstromenergie beträgt.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer an sich bekannten Elektroschlackeumschmelzanlage mit einer Abschmelzelektrode (4). die über eine Wechselstromquelle (5) mit einer Bodenplatte (6) verbunden ist, mit einer hebbaren wassergekühlten Kokille (7), in der unter einer geschmolzenen Schlackendecke (8) der wachsende Block mit dem erstarrten Teil (9) und dem flüssigen Metallsumpf (10) zum Erstarren gebracht wird, gekennzeichnet durch mindestens zwei verschieden gepolte Hilfselektroden (1) und (2), die über einen Gleichstromgenerator (3) miteinander verbunden und mit der Schlackendecke (8) in elektrisch leitendem Kontakt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromkreis und der Wechselstromkreis voneinander unabhängig und durch Gleichrichter (13), die als Siebglieder vor beiden Polen des Gleichstromgenerators (3) angeordnet sind, voneinander abgeschirmt sind.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschieden gepolten Hilfselektroden (1) und (2) aus Graphit bestehen.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschieden gepolten Hilfseleklroden (1) und (2) rohrförmig ausgebildet sind, so> daß ein plasmabildendes Gas, vorzugsweise Argon, durch sie hindurchgeleitet werden kann, und daß der elektrische Kontakt zwischen den Hilfselektroden und der Schlackendecke durch je einen Plasmalichtbogen (11) aufrechterhalten wird.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen de Graphitelektroden mit einem hochtonerdehaltigei Mörtel aus etwa 90% Tonerdesilikat und Wassergla als Bindemittel beschichtet sind.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und A dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedei gepolten Hilfselektroden (1) und (2) aus iridium beschichtetem Kupfer bestehen, das zwecks Küh lung wasserdurchflossene Kanäle aufweist

9. Anordnung nach den Ansprüchen 6 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigei Hilfselektroden aus einem inneren Kupferrohr (14 und einem äußeren Kupferrohr (15) bestehen, die mi einer Iridiumbeschichtung (16) versehen sind, unc daß sie Kühlwasserkanäle (17), je ein Kühlwasser leitrohr (18) und je einen Kanal (20) für die Zufuhi von plasmabildendem Gas aufweisen.