DE2659087A1 - Verfahren zur formierung einer selbstbrennenden dauerelektrode und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur formierung einer selbstbrennenden dauerelektrode und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2659087A1 DE19762659087 DE2659087A DE2659087A1 DE 2659087 A1 DE2659087 A1 DE 2659087A1 DE 19762659087 DE19762659087 DE 19762659087 DE 2659087 A DE2659087 A DE 2659087A DE 2659087 A1 DE2659087 A1 DE 2659087A1
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Description

  • VERFAHREN ZUR FORMIERUNG BmEER SELBSTBRENNENDEN
  • DAUERELEKTRODE UND VORRICHTUNG ZUR DURCHiiiiflNG DES VERFAHRENS Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektrothermie, insbesondere auf ein Verfahren zur Formierung einer selbstbrennenden Dauerelektrode und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und kann in Schwarz- und Buntmetallindustrie, in Chemie und in anderen Industriezweigen, wo mit selbstbrennenden Dauerelektroden ausgerüstete Elektroöfen eingesetzt werden, angewendet werden.
  • Die weitere Entwicklung der Erzelektrotherniie wurde vor ein Problem der Schaffung neuer fortschrittlicher Arten von Elektroofenausrüstungen bei einer gleichzeitigen Ausarbeitung fortschrittlicher Betriebsweisen dieser Ausrüstungen gestellt, was insgesamt eine höhere Leistung, eine Senkung der Selbstkosten für die zu liefernden Erzeugnisse und eine Verbesserung von sanitär-hygienischen Arbeitsbedingungen für das Bedienungspersonal gewährleisten soll.
  • Bekannt ist ein Verfahren zur Formierung einer selbst; brennenden Dauerelektrode (Söderbergelektrode) mit Voll- oder Hohlquerschnitt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Elektrodenmasse in ein Metallgehäuse füllt, wo sie während der Röstung der Elektrode vier Aggregat zustände durchmacht.
  • Am Anfangs im oberen Elektrodenteil, befindet sich die gefüllte Elektrodenmasse (bei einer Temperatur von 0 bis 708C) in einem festen Zustand, und zwar in Form von einzelnen Stücken oder Blöcken. In der darunterliegenden Schicht (bei einer Temperatur von +70 bis +3600C) geht die Elektroden.
  • masse in den nächsten Aggregatzustand uber und wird teigformig, am Eintritt in die Zone und in der Zone der Elektrokontaktbaugruppe (bei einer Temperatur von +360 bis 4000C) geht die Elektrodenmasse dann aus dem flüssigen Zustand in einen sintert plastischen Zustand über (Verkokungszone). Ferner im unteren Teil der Elektrokontaktbaugruppe (bei einer Temperatur von +400 bis +5000C) die Elektrodenmasse zusammen und geht in einen festen Zustand über, wobei sie einen Elektrodenblock bildet. Bei der Elektrodenmasse vermindert sich im zusammengebackenen Zustand der elektrische Widerstand stark und es erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit. Bei einem normalen Gang des Sinterungsprozesses der selbstbrennenden Söderbergelektrode bewegt sich die Masse zur kontinuierlichen Formierung der Elektrode unter Berücksichtigung ihrer Verbrennung zusammen mit dem Petallgehäuse durch spezielle Vorrichtungen, die dieses Metallgehäuse zusammen mit der Masse (d.h. die Elektrode im Ganzen) festhalten und verstellen. Dabei geht der Prozeß des Verbrauchs (Verbrennung) der Elektrode, der Prozeß,der Sinterung und der Prozeß der Verstellung der Elektrode zur Kompensation der Verbrennung unabhängig voneinander vor sich. In einem Idealfall müssen für die Söderbergelektrode aie drei Prozesse gleichzeitig und stabil vor sich gehen.
  • Infolge einer Reihe von Ursachen, die mit Veränderung (Störung) des Ablaufs des technologischen Prozesses, z.B.
  • wegen Veränderung der Rohstoffzusammenset zung, der Gichtdosiereung usw., der elektrischen Parameter des Ofens, z.B.
  • wegen Veränderung des Badwiderstandes, der Güte der Elektrodenmasse und deren nichthomogener Struktur (d.h. nichthomogener Verteilung von Komponenten), wegen Unvollkommenheit der Elektrokontaktbaugruppe und Unvollkommenheit der Vorrichtungen zur mechanischen Verstellung der Elektrode sowie unter dem Einfluß des Skineffekts und des nNaheffektsn gehen die genannten Prozesse bei dem bekannten Verfahren zur Formierung der selbstbrennenden Elektrode nicht gleichzeitig und nicht stabil vor sich. Bestenfalls fuhren verschiedene Vervollkommnungen des oben beschriebenen Verfahrens zu einer Synchronisation von zwei der drei Prozesse, z.B. des Prozesses der Verbrennung der Elektrode mit dem Prozeß deren Verstellung zur Kompensation der Verbrennung, jedoch erfolgt dann der Prozeß der Sinterung der Elektrode nicht synchron usw.
  • Da die genannten Prozesse nicht gleichzeitig und nicht stabil verlaufen, so entstehen folgende ernste Nachteile des bekannten Verfahrens zur Formierung einer selbstbrennenden Dauerelektrode (Soderijerge lektrode) , Wenn der Prozeß der Verbrennung der Elektrode dem Prozeß deren Sinterung voreilt, und mit dem Prozeß der Verstellung der Elektrode zur Kompensation der Verbrennung synchron ist, so senkt sich die Verkokungszone der Elektrode unterhalb des Standes der Backen der Elektrokontaktbaugruppe, der gesamteelektrische Strom fließt durch das Metallgehäuse (da die fltissige Elektrodenmasse praktisch nicht stromleitend ist), dabei besteht eine reale Möglichkeit eines "nassen" Abrisses der Elektrode mit Ausfließen der Masse.
  • Bleibt jedoch der Prozeß der Verbrennung der Elektrode ihrer zurück hinter dem Prozeß l Sinterung, so kann der mit dem ersten Prozeß synchron verlaufende Prozeß der Verstellung der Elektrode zur Kompensation der Verbrennung die Erhöhung der Verkokungszone der Elektrode oberhalb des optimalen Standes oder oberhalb des Backen endes der Elektrokontaktbaugruppe nicht verhindern. Dies führt zum Rerabbröckeln des verkokten Teils der Elektrode und zu deren "trockenem" Abriß.
  • Bei dem bekannten Verfahren zur Formierung der Elektrode ist auch eine solche Kombination der Prozesse möglich, wenn der Prozeß der Verbrennung der Elektrode und der Prozeß der-Sinterung ziemlich synchron verlaufen, wahrend der Prozeß der Elektrodenverstellung (zur Kompensation der Verbrennung) gegenüber den beiden ersten Prozessen nicht synchron ist. Diese Erscheinung kommt ziemlich oft vor sowohl bei Verwendung von Wisdom-Bremsea als auch von modernen Muchanismen zum Festhalten und Verstellen der Elektroden mit zwei Bremsringen als auch bei dem in der Praxis vorkommenden Durchschlüpfen der Elektrode in den Verstellungssorrichtungen beliebiger Konstruktionen.
  • Bei jedem der beschriebenen Fälle führt der Abriß der Elektrode zur Erhöhung des Verbrauchs an Elektrodenmasse, Elektroenergie, Betriebsunterbrechungen des Elektroofens und Verminderung der Leistung.
  • Bekannt ist ferner eine Reihe von Vorrichtungen zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode mit Voll- oder Hohlquerschnitt.
  • Bekannt ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode, bestehend aus einer Gichtbeschickungsrohr, einer stationären stromfiihrenden Form.
  • einen der hohlen selbstbrennenden Elektrode, die mit Pressen ausgestattetem massezuführendem Raum verbunden ist, und einen Antrieb zur Verstellung der Elektrode.
  • Die konstante stromführende Form stellt eine seitens des Ofenraumes offene Matrize mit Doppelwand dar, die zusammen mit Stromzuleitung an dem tragenden Gehäuse befestigt ist, das als Fortsetzung der zu formierenden Elektrode dient und durch den Oberteil mit dem Antrieb z.ur Verstellung der Elektrode verbunden ist. Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Formierung der Elektrode und deren Austritt aus der Form sind in dem oberen Teil der konstanten stromführenden Form Offnungen fur die Zuführung der flüssigen Elektrodenmasse vorgesehen und eine Vorrichtung in Form eines Zylinders mit einem Ringkolben angeordnet. Um die Länge der Stromzuleitung zu vermindern,ist der Stromverteilungsring über der konstanten stromfuhrenden Form angeordnet und an dem tragenden Gehäuse befestigt.
  • Eine solche Vorrichtung zur Formierung einer selbstbrennenden Dauerelektrode zeichnet sich jedoch durch eine komplizierte Bauart und eine komplizierte Bedienung sowie durch die Notwendigkeit einer unmittelbaren Zufuhr der verflüssigten Masse in die stromfiihrende Form aus. Außerdem gestattet eine solche Vorrichtung nicht, einen ausreichenden Druck auf die Elektrodenmasse zu entwickeln, was zur Verminderung der Dichte des Elektrodenblocks beim Backen führt Ein weiterer Nachteil bei der Formierung einer hohlen selbstbrennenden Dauerelektrode besteht darin, daß es nicht möglich ist, das die Zentralöffnung in der Elektrode formierende Gichtbeschickungsrohr zu verstellen, wodurch einerseits dessen Leistungfähigkeit und Zuverlässigkeit sich vermindert und andererseits, falls das Rohr abbrennt und dadurch der technologische Prozeß gestört wird, auch der Verkokungsgang der Elektrode gestört werden kann. Es entsteht dadurch eine Gefahr, daß die körperlichen Ganzheit der hohlen selbstbrennenden Elektrode nach deren Höhe und Querschnitt gestört wird und die Elektrodenmasse ausfließt. Dabei kommt es entweder zur Verminderung der Elektrodengüte bei einem zähen Verbrauch an Elektrode oder zum Abbruch der Elektrode.
  • Diese Erscheinungen rühren zu einem zusätzlichen Elektro--Energie- und Elektrodenmasseverbrauch sowie zur Verminderung der Leistung des Elektroofens.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Gewährleistung eines synchron und stabil ablaufenden Prozesses der Sinter rung, der Elektrodenverbrennung und der Elektrodenverstellung zwecks Kompensation der Elektrodenverbrennung.
  • Ein weiteres Ziel ist die Erhöhung der Elektrodengüte.
  • Das Ziel der Erfindung ist es auch, den Verbrauch sn Elektrodenmnsse und an Elektroenergie zu senken.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Steigerung der Leistung.
  • Ein Ziel der Erfindung ist auch die Vermeidung einer ungleichmäßigen Sinterung der Elektrode, deren Verstellung zur Kompensation der Verbrennung und des Verbrennungsprozesses über die Höhe una den Querschnitt der Elektrode unter dem Sinfluß z.B. von Skineffekt und "Naheffekt".
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode zu schaffen, das die Zufuhrung der Elektrodenmasse in die stromführende Form nach der Temperatur der zu formierenden Elektrode und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfihrtas vorsieht, in der,die konstruktive Gestaltung des massezuführenden Hohlraumes und der Gichtbeschickungsbaugruppe auf neue Art und Weise gelöst -ist.
  • Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dci erfindungsgemäßen Verfahren zur Formierung der selbstbrennenden Elektrode gemäß der Erfindung die Zuführung der Elektrodenmasse in die stromleitende Form auf Grund der Ergebnisse einer Temperaturmessung der zu formierenden Elektrode an mehreren Keßpunkten, die über die Höhe und den Querschnitt der Elektrode verteilt sind, mit einer Geschwindigkeit durchgeführt wird, die der der Verkokung, der Verstellung und der Verbrennung der Elektrode entspricht.
  • Um eine ungleichmäßige Sinterung zu verhindern wird zweckmäßigerweise die Elektrodenmasse in die Verkokungszone der Elektrode selektiv eingeführt.
  • Es ist auch wtinschenswert, während der Formierung einer selbstbrennenden Elektrode in die Elektrodenmasse Fluß und/oder Legie rungazusätze hineinzugeben.
  • erfindungsgemäßen In der Vorrichtung zur Durchrrung des Yerfahrens zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode, bestehend aus einem Gichtbeschickungsmittel, z.ß. aus eines Rohr, aus einer unveränderlichen stromfuhrenden Form der selbstbrennenden Elektrode, die mit dem massezurührenden, mit Pressen ausgestatteten Hohlraum verbunden ist, einen Antrieb zur Verstellung der Elektrode und aus Thermoelementen für die Messung der Temperatur der zu formierenden Elektrode gemäß der Erfindung der massezuführende Hohlraum in Gestalt von Rohren ausgebildet ist, die um das Gichtbeschickungsrohr herum angeordnet und am Antrieb zur Verstellung der Elektrode befestigt sind, dabei ist die genannte Presse in jedem Rohr angebracht.
  • Es werden vorzugsweise als genannte Thermoelemente Thermogeber verwendet, die in die Elektrodenmasse eingeführt sind.
  • Zur Formierung einer selbstbrennenden Rohlelektrode wird das Gichtbeschickungsrohr mit Einzelantrieb zur Verstellung ausgestattet, der mit Thermogebern verbunden ist, die auf dem genannten Rohr angebracht sind.
  • Der genannte Binzelantrieb zur Verstellung kann als Spindel, die durch einen elektromechanischen Antrieb angetrieben wird, ausgebildet sein.
  • Zur Erhöhung der Güte der zu formierenden Elektrode und der Stabilisierung der Betriebsweise des Ofens wird zweckmSssig die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Programmfolgeeinrichtung versehen, deren Eingang mit den Thermogebern und deren ausgang mit den Pressen verbunden sind.
  • Für eine zuverlässige und qualitätsgerechte Arbeit der unveränderlichen stromführenden Form zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode wird zweckmäßig an die massezuführenden Rohre ein Verbindungsring angebracht und daran i Falzstoß wassergekühlte Elektrokontktelemente in Form won Platten zu befestigen, die untereinander auch im Falzstoß vereinigt sind, wobei die genannten Elemente (Platten) untereinander zusätzlich lösbar verbunden sein müssen.
  • Das Gichtbeschickungsrohr kann in seinem unteren Teil gekühlt, mit Innenkanälen für den Durchfluß von Wasser-Luft--Gemisch sowie mit der Möglichkeit einer Regelung der Zuführung dieses Gemischs ausgebildet sein.
  • Es wird auch zweckmäßig in dem Verbindungsring, wo das Gichtbeschickungsrohr hindurchgeht, eine isolierte Führungsbuchse angeordnet und befestigt, die zugleich als Abdichtung dient* Die stromführende Form kann mit Fühlern versehen sein die periodisch in das Forminnere in die Verkokungszone der Elektrode durch die isolierten Abdichtungen eingeführt werden, die in dem Verbindungsring an mehreren Punkten über den Umfang und den Querschnitt der Elektrode angebracht sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Formierung einer selbst brennenden Elektrode und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gewährleisten gegenüber den bisher besten Errungenschaften auf diesem Gebiet a) eine Senkung des Elektroenergieverbrauchs bis 7% b) eine Senkung des Verbrauchs der Elektrodenmasse mindestens um 30%, c? eine Verwendung von Gichtbestandteilen bis 20-25%, einschließlich Bestandteile bis 10 mQ d) einen Effekt bei der Wärmeverwendung der Abgase.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung soll nachstehend das Verfahren zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode und Beispiele der Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigt Fig. 1 die Gesamtansicht der Vorrichtung zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode, im Schnitt, gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine Variante der Vorrichtung zur Formierung einer selbstbrennenden Hohlelektrode, im Schnitt, gemaß der Erfindung Fig. 3 eine Variante der Vorrichtung zur Bormierungeiner selbstbrennenden Vollelektrode, im Schnitt, gemäß der Erfindung; Fig. 4 eine Variante zur Formierung einer selbstbrennenden Elektrode, im Schnitt, die gemäß der Erfindung mit einer Programmfolgeeinrichtung ausgestattet ist; Fig. 5 die unveränderliche stromführende Form der Vorrichtung zur Formierung einer selbstbrennenden Hohlelektrode, im Schnitt, gemäß der Erfindung2 Fig. 6 die Ansicht in Fig. 5 in Pfeilrichtung 1; Big. 7 die unveränderliche stromführende Form der Vorrichtung zur Formierung einer selbstbrennenden Vollelektrode, im Schnitt, gemäß der Erfindung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Formierung einer selbst.
  • brennenden Elektrode besteht im folgenden. Man beschickt die Elektrodenmasse in den massezuführenden Hohlraum und preßt unter dem Zwangdruck die beschickte Elektrodenmasse aus dem massezuführenden Hohlraum in die unveränderliche strom£uhrende Form, wo die Verkokung der Elektrodenmasse und deren Verwandlung in einen Elektrodenblock unter dem Einfluß des elektrischen Stroms (Joulesche Wärme) und der Wärme, die auf gosdie ten der Wärme leitung durch/ Elektrode aus dem Ofenherd gelangt, erfolgt.
  • Der Druck der Masse in der stromführenden Form wird durch ein relativ geringes Gewicht der Massensäulen in dem massezuführenien Hohlraum und durch einen wesentlichen Zwangsdruck auf die Elektrodenmasse durch Pressung erzeugt.
  • Der in der Verkokungszone auf die Elektrodenmasse auszuSbende Zwangsiruck weist nach dem bekannten physikalischen -Gesetz eine nach allen Richtungen im Innern der unveränderlichen stromführenden Form gleiche Größe auf, was einerseits zum Erhalt einer dichten und qualitätsgerechten Elektrode beiträgt und andererseits als Hauptfaktor dient, der die Verstellung der Elektrode aus der Form entsprechend ihrer Verkokung und Verbrennung gewährleistet.
  • Die Zuführung der Elektrodenmasse in die stromführende Form wird entsprechend den Ergebnissen einer kontinuierlichen Messung der Temperatur der zu formierenden Elektrode an mehreren KeßpuSkten durchgeführt, die über die Höhe und den Querschnitt der Elektrode verteilt sind, mit einer Geschwindigkeit, die der der Verkokung, der Verstellung und der Verbrennung der Elektrode entspricht.
  • Im Falle einer gleichmäßigen Sinterung der nasse dberdie Höhe und den Querschnitt der Elektrode wird in einem bestimmten Moment ein Befehl gegeben, der alle Pressen gleichzeitig in Betrieb setzt, die auf die Elektrodenmasse einwirken.
  • Im Palle einer ungleichmäßigen Sinterung der Masse über die Hohe und den Querschnitt der Elektrode in der stromfUhrent den Form, z.B. in einem dreiphasigen Dreielektrodensystem mit der Anordnung der Elektroden in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks wird auf Kosten eines Skineffekts und eines.
  • "Naheffekts" selektiv zu einem bestimmten Moment ein Befehl für die Inbetriebsetzung einzelner Pressen gegeben~ Bei dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, Legieren.
  • gs-und/oder Flußzusätze tber den zentralen Teil der zu formierenden Elektrode einzuführen, so daß gleichzeitig mit des Prozeß der Xaterialschmelzung die Legierung der Schmelze und deren Rafinierung sowie die Garschmelze des zu erhaltenden Produktes bis zur vorgegebenen chemischen Zusammensetzung erfolgt, wobei der Verbrauch an Legierungselementen durch Verminderung der Bbbrandverluste gesenkt wird.
  • Der industrielle Nutzen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ermittelt aus der Notwendigkeit der Einführung des Ein satzes von Elektroöfen, die mit Vorrichtungen zur Formierung der Elektroden ohne Gehäuse, mit einem hohlen oder vollen Querschnitt z.B. von Elektroöfen zur Herstelluhg von Calcium arbid oder Ferrolegierungen sowie von Elektroöfen für technologische Prozesse ausgerüstet sind, wo das Eisen des Gehäuses einer gewöhnlichen selbstbrennenden Elektrode für das herzustellende Produkt schädlich ist, wie z.B. für Silikoaluminium, Silizium, .etallmangan ti. a.
  • Die in Sig. 1 dargestellte Variante der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Formierung des selbstbrennenden Elektrode enthält eine unveränderliche stromführende Form 1, die mit dem massezuführenden Hohlraum, der aus Rohren 2 ausgebildet ist, in Verbindung steht. Die Anzahl der Rohre 2 kann in Abhängigkeit von der Größe der zu Im- -formierenden Elektrode 3 drei, vier oder mehr betragen. Falle einer Verwendung von drei Rohren 2 werden sie im Grundriß unter einem Winkel von jeweils 1200 angeordnet (an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks), bei einem Vierrohrensystem werden die Rohre 2-unter einem Winkel von 90° (an den Eckpunkten eines Quadrates) angeordnet usw. Im oberen Teil sind die massezuführenden Rohre 2 an dem Antrieb 4 zur Verstellung der Elektrode 3 über eine Elektroisolation 5 befestigt. An dem oberen Teil jedes massezuführenden Rohres 2 sind Pressen 6 angeordnet, deren jede eine Stange 7 und einen KolbenS besitzt. Die Pressen 6 sind mit den massezuführenden Rohren 2 über Elektroisolation 9 verbunden. An den massezuführenden Rohren 2 ist über elektrische und Wärmeisolation 10 auch ein Stromverteilungsring 11 einer Stromzuleitung 12 befestigt, der mit der stromführenden Form 1 durch wassergekühlten Rohrschienen 13 verbunden ist. Die Vorrichtung weist auch ein Gichtbeschickungsrohr 14 auf, um das rundherum massezuführende Rohre 2 angeordnet sind und das unten mit der stromführenden Form 1 verbunden ist; im oberen Teil wird daß Rohr 14 elektrisch isoliert, an den Antrieb 4 zur Verstellung der Elektrode 3 befestigt, mit einen Bunker 15 verbunden und hat einen Gaszug 16.
  • Zur Verminderung elektrischer Verluste in den Metallkonstruktionen werden die Teile der massezufuhrenden Rohre 2 und das Gichtbeschickungsrohr 14, die sich in der Nähe der stromfGhrenden Elemente, wie Stromverteilungsring 11, Stromzufuhrung 12 und wassergekühlte Rohrsohienen 13, befinden, aus Materialien mit einer geringen Permeabilität, z.B. aus nichtmagnetischem Stahl, hergestellt.
  • Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.
  • Die Elektrodenmasse wird über Rohrstutzen 17, die jede der Pressen 6 hat, in festem oder flüssigem Zustand aus den Bunker (nicht dargestellt) nach beliebigem bekannten Verfahren (z.30 durch Rohre, Vibroschläuche, Schnecken usw.) in die massezuführenden Rohre 2 und durch diese in die unveränder liche stromfUhrende Form 1 zugeführt, wo die hohle Elektrode 3 unter dem Einfluß des elektrischen Stroms sowie der Wärme, die aus dem Ofenherd (Wanne) kommt, sich formiert und gesin; tert wird. Der elektrische Strom gelangt in die stromführende Form 1 über die wassergekühlten Rohrschienen 13von dem Stromverteilungsring 11 der Stromleitung 12, die mit der Speisequelle des Ofens (nicht dargestellt) verbunden ist.
  • Die Pressen 6 drücken gleichzeitig oder getrennt, nach bestimmten Zeitpunkten, unter Einwirkung von Preßluft oder--Flüssigkeit die Elektrodenmasse zusammen und drucken sie nach und nach aus den masseführenden Rohren 2 in die unverändE derliche stromführende Form 1. Die Fernsteuerung der Pressen 6 erfolgt von Hand oder automatisch. Der konstante Druck der Elektrodenmasse wird auch durch die Höhe der Säule in den massezuführenden Rohren 2 gewährleistet. Unter dem Einfluß der Elektrodenmasse wird aus der stromfUhrenden Form 1 die gesinterte Hohlelektrode 3 herausgedrückt. Die Gicht 18 gelangt aus dem Bunker 15 durch das Gichtbeschickungsrohr 14 die in einen Ofenherd (Wanne) 19 unmittelbar unter elektrischen Lichtbögen, die an der Stirnseite der Hohlelektrode 3 brennen.
  • Aus dem Ofenherd 19 steigt das Heißgas nach oben durch das Gichtbeschickungsrohr 14,und gibt einen beträchtlichen Teil seiner Wärme an die Gicht 18 und wird über den Gaszug 16 entfernt.
  • Es ist auch eine umgekehrte Gaszuführung von oben nach unten über das Gichtbeschickungsrohr 14 in die Gicht 18 möglich, dabei kann das aus dem Elektroofen (z.B. über den Gaszug im Ofengewolbe) aufgefangene Gas oder ein anderes Gas (z.B. Erdgas oder Inertgas) benutzt werden.
  • Die Verstellung der gesamten Konstruktion der Vorrichtuxg mit der Hohlelektrode 3 erfolgt unter der Einwirkung eines automatischen Leistungsreglers (in Fig. 1 nicht dargestellt) mittels Antrieb 4 zur Verstellung der Elektrode 3, der als der Hydraulikantrieb, wie in Fig. gezeigt, oder als elektromechanischer Antrieb in Form einer Schrauben- oder Seilwinde oder einer anderen beliebigen Konstruktion ausgebildet werden kann. Die Kontrolle der Temperatur der Elektrodenmasse in der stromführenden Form 1 wird während der Formierung der Elektrode 3 mittels Thermogebern oder Fühlern (in Fig. 1 nicht dargestellt) kontrolliert.
  • Eine weitere in Fig. 2 dargestellte Variante der Vorrich tung enthält eine unveränderliche stromeuhrende Form 1 zur eerstellung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode, und massezuführende Rohre 2, die unten mit der stromfLihrenden Form 1 und oben mit dem Antrieb 4 zur Verstellung der Elektrcde 3 verbunden sind.
  • duf dem oberen Teil der massezufährenden Rohre 2 sind die Pressen 6 angeordnet und befestigt.
  • In das Innere der stromführenden Form 1 ist durch eine darauf angeordnete isolierende Abdichtung 20 ein Gichtbeschickungsrohr 14 durchgelassen, das die Innenwand der stromführenden Form 1 bildet.
  • Auf dem Gichtbeschickungsrohr 14 sind über dessen Umfang mittels Konsolen 27 Thermogeber 22 befestigt, die in das Innere der stromführenden Form 1 durch isolierende Abdichtungen 23 an mehreren Punkten über die Höhe und den Querschnitt der zu formierenden hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 in deren Verkokungszone hineinführen.
  • In dem oberen Teil geht das Gichtbeschickungsrohr 14 durch die isolierende Fuhrungsbuchse 24 hindurch, die in die Konstruktion des Antriebs 4 zur Verstellung der Elektrode 3 eingebaut ist und mit diesem über Konsolen 25 durch Schraubenwinden 26 verbunden wird.
  • In Abhängigkeit von dem technologischen Prozeß wird das ganze Gichtbeschickungsrohr 14 aus einem feuerfesten und verschleißfesten Material, z.B. Stahl, Titan u.a. oder nur dessen unterer Teil ausgeführt, der in die unveränderliche stromführende Form hineingefhrt wird.
  • Im letzteren Fall wird der obere Teil des Gichtbeschickungrohrs 14 aus einem verschleißfesten und oxydationsfesten Material, z.B. Stahl u.ä. hergestellt. Der untere Teil des Gichtbeschickungsrohres 14 kann außerdem als abnehmbarer wassergekühlter Gußteil, z.B. aus Gußeisen mit einer ausgegoaaellea Stahlschlange, ausgefürt in.
  • Im oberen Teil des Rohres 14 wird eine elektrisch isolierte Abdichtung 27 befestigt, die die Abdichtung der teleskopischen Verbindung mit dem Rohrstück des Beschi,ckungs.
  • bunkers 15 gewährleistet.
  • Die Anzahl der Schraubenwinden 26 wird bestimmt ausgehend von den Abmessungen des Gichtbeschickungsrohres 14 oder genauen von den Abmessungen einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3, jedoch soll deren Anzahl nicht unter zwei liegen. Die Schraubenwinden können von Hand oder mittels eines ferngesteuerten Antriebs, z.B. mittels eines Elektromotors oder eines Motorgetriebe, angetrieben weiden.
  • Die Anzahl der Thermogeber 22 und deren Anordnung wird in Abhängigkeit von den Abmessungen der hohlen selbstbrennenden Elektrode bestimmt.
  • Die beschriebene Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise.
  • Im Anfangsmoment wird das Gichtbeschickungsrohr 14 vonden Schraubenwinden 26 in die untere Endstellung so verstellt, daß man daran einen zeitweiligen pilzförmigen Verschluß aus Feinblech, z.B. Stahl, auf beliebige Weise, z.B. durch Schwer ßen, leicht befestigt werden konnte. Sodann wird das Gichtbeschickungs,rohr 14 durch Schraubenwinden 26 so weit hochgeho-.
  • ben, bis der pilzförmige Verschluß die Fläche des unteren Randes der stromführenden Form 1 berührt, so daß zwischen dem Gichtbeschickungsrohr 14 und der stromführenden Porm 1 zur Formierung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 ein von unten geschlossener Ringhohlraum gebildet wird.
  • Im nächsten Moment wird die Vorrichtung mit Hilfe des Antriebs 4 zur Verstellung der Elektrode 3 nach unten gesenkt; damit der Abstand von dem pilzförmigen Verschluß (und somit der Stirnseite der stromführenden Form 1) bis zum Ofenherd 150...200 mm beträgt.
  • Daraufhin wird aus dem Beschickungsbunker 15 durch das Gichtbeschickungsrohr 14 die erste bestimmte Portion der Gicht 18 in Form eines stromführenden Kohlenstoffmaterials, z.B. Koks, zugeführt, der auf diese Weise unter die untere Stirnseite der künftigen hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 gelangt, sowie den Raum zwischen den benachbarten Elektrode den im Innern des Ofens schließt, wobei ein Stromkreis für den späteren Durchfluß des elektrischen Stroms gebildet wird.
  • Nach einem beliebigen bekannten Verfahren, z.B. mit Hilfe von Speiseschnecken oder Vibroschläuchen wird nun die Elektrodenmasse in die massezuführenden Rohre 2 beschickt, indem sie den ganzen für sie bestimmten Raum ausfüllt: den Ringhohlraum der künftigen hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 und die massezuführenden Rohre 2 bis zur Spitze ausfüllt. Nun werden die Pressen 6 in Betrieb genommen, die die Elektrodenmasse vorverdichtet und vorkomprimmiert. Im weiteren, bei einem stationären Zustand, wird die Elektrodenmasse in der Verkokungszone der Elektrode nicht nur durch die Pressen 6 zusammengepreßt, sondern es wird auch die gesinterte Blekttode 3 herauszedrUckt Eineschaltet wird die Zufühhrung der Elektroenergie und der elektrische Strom beginnt durch die Rohrschienen 13 über die stromführende Fona 1, den pilzformigen Verschluß und den Koks in dem auf diese Weise geschlossenen Stromkreis zu fließen. Dabei erwärmen sich der pilzförmi ge Verschluß, der Koks und die Elektrodenmasse, was allmählich zur Schaffung von Temperaturbedingungen zur Formierung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 führt.
  • Entsprechend der Erzielung einer Verkokungstemperatur der Elektrode von 350 + 400°C und höher kommt es, beginnend von der Stirnseite Lind dann aufwärts über den Querschnitt der Elektrode, zu einer Aggregatumwandlung der Elektrodenmasse und zur Bildung eines festen elektrisch leitenden Blocks. Zu diesem Moment verbrennt vollständig der pilzförmige Verschluß, nachdem er sein Zweck erfüllt hat, und das Gichtbeschickungsrohr 14 nimmt mittels der Schraubenwinden 26 auf Grund der Angaben der mit dem Rohr 14 zusammen verstellbaren Thermogeber 22 eine bestimmte Stellung im Innern der stromführenden Borm 1 ein, indem die Erzeugung einer qualitätsgerechten hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 gewährleistet wird.
  • Bei einem stationären technologischen Prozeß wird die Elektrodenmasse kontinuierlich zugeführt, auch die Zufhrung der Gicht mit vorgegebener Zusammensetzung erfolgt kontinuierlich.
  • Das sich im Ofenherd ausscheidende Gas steigt aufwärts im Gichtbeschickungsrohr 14, das seine Wärme an die Gicht 18 abgibt und dann über den Gaszug 16 entfernt wird. Bei dieser Variante der Vorrichtung ist auch eine umgekehrte Zuführting von Gas von oben nach unten über das Gichtbeschickungsrohr 14 und die Gicht 18 möglich, dabei kann das aus dem Elektroofen aufzufangende Gas (z.B. das über den Gasabzug in Ofengewölbe abgesaugte Gas) oder ein anderer Gas verwendet werden.
  • Bei einem normalen Ablauf des technologischen Prozesses einer normalen Betriebsweise der Verkokung und Verstellung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 zwecks der Kompensa tion deren- Verbrennung nimmt das Gichtbeschickungsrohr 14 (bei einer vorgegebenen Sorte der Elektrodenmasse, welche bestimmte physikalisch-chemische Eigenschaften aufweist) im Innern der stromführenden Form 1 praktisch eine unveränderliche optimale Stellung ein.
  • Bei Schwankungen im Ablauf des technologischen Prozesses und Störungen einer normalen Betriebsweise zur Formierung der Elektrode sind zwei Varianten der Verstellung des Gichtbeschickungsrohrs 14 möglich. Die Auswahl dieser Varianten hängt auch von den Abmessungen der Elektrode, von der Güte der Elektrodenmasse, vom Typ des Ofens sowie vom Charakter des technologischen Prozesses ab.
  • Bei der einen Variante wird die Temperatur in der Verkokungszone einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 (35O4OO0C) ) mit Thermogebern 22 gemessen, deren Anzeigen dann in ein Anzeige- oder Aufzeicbnungsgerät, z03. ein Potentiometer, (in Fig. 2 nicht dargestellt) einlaufen, wobei z.B. ein Licht- oder Hörsignal für die Bedienungskraft gegeben wird, der von Hand die Schraubenwinden 26 betätigt, die das Gichtbeschickungsrohr 14 verstellen.
  • Bei einer zweiten Variante laufen die Anzeigen der Thermogeber 22 in ein auf eine bestimmte Weise abgestimmtes Gerät (z.B. in ein Potentiometer) oder in eine Programmeinriohtung (in Fig. 2 nicht dargestellt) mit integrierter Schaltung ein, die einen Befehl an die Antriebe der Schraubenwinden 26 abgibt, die das Gichtbeschickungsrohr 14 nach oben oder nach unten in die gewunschte Stellung verstellen.
  • Bei Verwendung z.B. einer Programmeinrichtung mit einer integrierten Schaltung werden darin die Anzeigen sämtlicher Thermogeber 26 addiert und der Befehl zur Einsclialtung der Antriebe der Schraubenwinden 26 wird nur bei einer Abweichung des oberen oder unteren Temperaturwertes in der Terkokuagszone der Elektrode von den vorgegebenen kritischen Temperaturwerten abgegeben. Die letzte Variante ist gerechtfertigt nur im Falle einer Verwendung von Großelektroden (z.3. 2000 mm und mehr). Es kann auch eine dritte Variante verwendet werden, die eine Kombination der beiden beschriebenen Varianten darstellt.
  • erfindungsgemäße Auf diese Weise gewährleistet die - Vorrichtung einen zuverlässigen Betrieb des Gichtbeschickungsrohrs, welches die Zentralöffnung in einer hohlen selbstbrennenden Elektrode formiert, die erforderlichen Bedingungen zur Herstellung einer qualitätsgerechten Elektrode schafft, den Verbrauch an Elektrodenmasse durch Vermeidung deren Ausflussen und durch Vermeidung des Abrisses der Elektrode vermindert und zur Einsparung von Elektroenergie und Steigerung der Ofenleistung beiträgt.
  • Die in Fig. 3 dargestellte Variante der Vorrichtung zur Formierung einer selbstbrennenden Vollelektrode enthält auch eine unveränderliche stromführende Form 1 zur Herstellung einer selbstbrennenden Vollelektrode 3, massezuführende Rohre 2, die unten mit der stromführenden Form 1 und oben mit dem Antrieb 4 zur Verstellung der Elektrode 3 verbunden sind. Im Oberteil der massezuführenden Rohre 2 sind die Pressen 6 angeordnet und befestigt.
  • In das Innere der stromführenden Form 1 führt über die darin angeordnete isolierte Abdichtung 20 das Gichtbeschicungsrohr 14.
  • An dem Rohr 14 sind über dessen Umfang auf den Konsolez-21 die Thermogeber 22 befestigt, die in das Innere der stromführenden Form über die isolierte Abdichtung 23 an mehreren Punkten über die Höhe und den Querschnitt der zu formierenden selbstbrennenden Vollelektrode 3 in deren Verkokungszone hineingehen.
  • Im oberen Teil geht das Rohr 14 durch die isolierte Führungsbuchse 24 hindurch, die in den Antrieb 4 zur Verstellung der Elektrode 3 eingebaut ist und mit diesem über die Konsolen 25 durch Schraubenwinden 26 verbunden wird.
  • Das Rohr 14 wird in diesem Falle aus einem Kohlenstoff-oder einem niedrig legierten Stahl hergestellt, da es beia Umstellen der Elektrode gleichzeitig die Rolle des Ausstoßers das Elektrodenblocks und dessen Tragarmatur erfüllt; dabei kann sein unteres Ende zwecks Erhöhung der Lebensdauer aus warm festem ahl hergestellt sein, weil es in die Elektrode etwas unterhalb der Zone deren Verkokung getaucht wird, wo die Temperatur bereits 450+500°C erreicht.
  • Zur Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs und der Sicherheit bei der Bedienung der Vorrichtung sind die gonsolen 21, an denen Thermogeber 22 befestigt sind, sowie die Konsolen 25, die als Verbindungglied für die Schreubenwinden 26 dienen, durch eine wärmebeständige Isolation gegen das Rohr 14 isoliert.
  • Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in der gleichen Weise wie die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung.
  • Der Unterschied besteht darin, daß das Rohr 14 zum Beschicken des zentralen Teils einer selbstbrennenden Vollelektrode 3 entweder mit einer Elektrodenmasse 17, die der Elektrodenmasse 18, die mit Hilfe von Pressen 6 in die massezuführenden Rohre 2 durchgedrUckt wird, gleich ist, oder es werden Fluß- oder Legierungsstoffe verwendet, die in der sie umgebenden Elektrodenmasse gesintert werden und den zentralen Teil einer selbstbrennenden Vollelektrode bilden und bei deren Verbrennung während des Betriebs am Prozeß der Gicht schmelzung und der Erzeugung des hinsichtlich der erforderlichen Qualität und Zusammensetzung gewünschten Produktes beteiligt sind.
  • Hierdurch gestattet die Erfindung zusätzliche technologische Möglichkeiten auszunutzen und bringt wesentliche Vorteile mit sich.
  • Die in Fig. 4 dargestellte Variante der Vorrichtung enthält eine unveränderliche stromfuhrende Form 1, die an den massezuführenden Rohren 2 befestigt ist, die zur Formierung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 dienen. Im Oberteil werden die massezuführenden Rohre 2 an den Antrieb 4 zur Verstellung der Elektrode 3 befestigt. Am oberen Teil der massezuführenden Rohre 2 werden die Pressen 6 befestigt, von denen jede eine Stange 7 und einen Kolben 8 aufweist.
  • An den massezuführenden Rohren 2 wird auch ein Stromverteilungsring 11 der Stromleitung 12 befestigt, der durch wassergekühlte Rohrschienen 13 mit der'stromführenden Form 1 verbunden wird.
  • Unten wird das Gichtbeschickungsrohr 14 mit der stromführenden Form 1 verbunden, oben wird es an dem Antrieb 4 zur Verstellung der Elektr te 3 befestigt, und ist mit einem Bunker 15 verbunden, wobei an das Rohr 14 der Gaszug 16 anges schlosen: ist.
  • Die beschriebene Variante der Vorrichtung ist mit einer Programmfolgee inrichtung ausgestattet, die aus einem Folgeblock 28 und einem Stellapparat 29 besteht. Der Eingang des Folgeblocks 28 ist an die Thermogeber 22, die über die wärmebeständigen isolierten Abdichtungen 23 auf der stromführenden Form 1 angeordnet und befestigt sind, und der Ausgang ist über einen Stellapparat 29 mit den Pressen 6 verbunden.
  • Zum Umschalten einer hin- und hergehenden Bewegung der Stangen 7 und der Kolben 8 der Pressen in der oberen und der unteren Endlagen sind Endschalter 30 aufgestellt.
  • Es sei erwähnt, daß da die Pressen 6 in Form von Zylindern, die mit Preßluft oder mit Flüssigkeit unter Druck betrieben werden, oder als Spindeipressen mit elektromechanischen Antrieben ausgeführt werden können, stellen die Stellapparate 29 entsprechend z.B. ein Ventil mit elektromagnetischer Steuerung, einen Schieber mit elektromagnetischer Steuerung oder einen elektrischen Apparat, z.B. einen Schütz, dar.
  • Die Thermogeber 22 sind in mehreren Punkten über dea Umfang und den Querschnitt einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 angeordnet und stellen Thermoelemente oder Widerstandsthermometer dar.
  • Der Prograamfolgeblock 28 kann z.B. auf Thyristoren oder unter Verwendung eines Standardgerätes, z.B. eines Potentiometers ausgeführt sein.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: Aus dem Bunker 15 gelangt die Gicht durch das Gichtbeschickungsrohr 14 in den Ofenherd (Wanne) unmittelbar unter die Lichtbögen, die auf der Stirnseite einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 brennen. Das Heißgas steigt aus dem Ofenherd 19 durch das Gichtbeschickungsrohr 14 hoch, gibt einen beträchtlichen Teil seiner Wärme der Gicht 18 ab und wird über den Gaszug 16 herausgeführt.
  • Auch ist eine umgekehrte Zufuhrung des Gases von oben nach unten über das Gichtbeschictungsrohr 14 und die Gicht 18 möglich, dabei kann das aus dem Elektro ofen aufzufangende Gas (z.B. über den Gaszug im Ofengewölbe) oder ein anderes Gas, z.B. Erdgas oder Inertgas, velsendet werden.
  • Die Elektrodenmasse wird über die Rohrstücke aus den der Pressen 6, wie in Fig. durch Pfeil angedeutet, in einem festen oder flüssigen Zustand aus dem Bunker (in Fig. 4 nicht dargestellt) nach einem beiliebigen Verfahren (z.B. durch Rohre, Vibroschläuche, Schnecken) in die massezuführenden Rohre 2 zugeführt und durch diese in die unveränderliche stromführende Form 1, wo unter dem Einfluß des elektrischen Stroms, der in die Form 1 über Stromzuleitung 12, Stromterteilungsring 11 und Rohrschienen 13 gelangt, sowie unter dem Einfluß der aus dem Ofenherd (Wanne) kommenden Wärme, die hohle Elektrode 3 formiert und gesintert wird.- Die Thermogeber 22 messen kontinuierlich die Temperatur an mehreren Punkten einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 (und an deren Verkokiingszone) und geben Signale in den Programmfolgeblock 28, der über die Stellapparate 29 die Pressen 6 betätigt. Gleichzeitig oder getrennt (selektiv), in Abhängigkeit vom Befehl des Folgeblocks 18, der seinerseits in Abhängigkeit von der Höhe der Temperatur und den Anzeigen der Thermogeber 22 an dieser oder jener Stelle (Punkt und Querschnitt) einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 wirkt. nach bestimmten Zeitabständen (Remaß dem Prog-Elektrodenmasse die ramm) mittels Stangen 7 und Zolben 8 drücken die Eressen 6 zusammen und pressen sie aus dem massezuführenden Rohren 2 nach und nach in die stromführende Form 1 heraus. Unter der Einwirkung der Elektrodenmasse wird aus der stromführenden Form 1 eine hohle selbstgebrannte Elektrode 3 herausgepresst.
  • Die Endschalter 30, die mit dem Folgeblock 28 verbunden sind, geben, sobald die Stangen 7 der Pressen 6 die äußersten Endstellungen erreichen, ein Signal an den Dlgeblock, der die Kolben 8 schnell und mit der vorgegeben Geschwindigkeit abwärts bewegen läßt.
  • Der Ablauf der gesamten Prozesse, wie Sinterung der Elektrode, Herauspressen der Elektrode aus der stromführenden Form zur Kompensation deren Verbrennung und Selbstbrennen der Elektrode kann mit Hilfe des Folgeblock 28, Stellapparates 29 und eines darauffolgenden Betriebs der Pressen 6 in den von dem Programm vorgegebenen Bereichen reguliert werden.
  • Dies gewahrleistet automatisch einen kontinuierlichen und synchronen Ablauf aller genannten Prozesse, was als eine unabdingbare Bedingung zur Sicherung der Qualität einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 zu betrachten ist.
  • Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung enthält einen Stromverteilungsring 11, der über die elektrische Isolierung.
  • 10 auf den massezufubrenden Rohren 2 befestigt ist, die an einem Verbindungsrohr 31 befestigt werden In dem Verbindungsring 31 ist eine isolierende Führungsbuchse 32 angebracht, die zugleich als Abdichtung dient und über den Umfang durch Fixatoren 33 gehalten wird, die am Verbindungsring 31 befestigt sind. Durch die Führungsbuchse 32 geht das Gichtbeschickungsrohr 14 hindurch. Über den Umfang des Verbindungsrings 31 werden im Falzstoß über schnelllösbare Verbindungen 34 (Fig. 6), z.B Keil-, Gewindeverbindungen oder eine Somrbination dieser Verbindungen (z.B.
  • Stifte mit Keilen, Stifte mit Muttern, Schraubenbolzen, Schrauben usw.) gegenseitig schließende wassergekühlte Slektrokontaktplatten 35 (Fig.» befestigt, die untereinander auch im Falzstoß vereinigt sind, und diese Platten 35 werden zusätzlich untereinander im unteren Teil lösbar verbunden, z.B. durch in sie versenkte Schrauben 36. Die Elektrokontaktplatten 35 sind aus Kupfer oder dessen Legierungen gefertigt. Sie können gegossen mit Kanälen zum Durchlauf von Kühlwasser oder gepreßt mit ausgebohrten Kanälen sein.
  • In dem Verbindungring 31 sind an meheren Punkten über den Umfang isolierende Abdichtungen 37 angebracht, durch welche Fühler 38 in das Innere, in die Verkokungszone einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 hindurchgehen.
  • Der obere Teil der massezufuhrenden Rohre 2 und dea-Gichtbeschickungsrohrs 14 ist zur Verbindung mit den zugeordneten Elementen des Ofens entsprechend mit Flanschen 39,40 mit Elektroisolierung ausgestattet. Hierdurch wird die Betriebs zuverlässigkeit der Vorrichtung und Elektrosicherheit bei der Bedienung der mit ihr verbundenen Sonstruktionselemente des Ofens gewährleistet.
  • Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht auch darin, daß in ihrer Konstruktion Reservemõglichkeiten für Umrüstung, operative Rekonstruktion, Gewährleistung der Qualität der Elektrode 3 durch Veränderung deS Querschnitts und durch Einwirkung auf den Prozeß~ der Verkokung und Abgangs zwecks einer Kompensation der Verbrennung in Abhängigkeit von dem technologischen Prozeß und der elektrischen Betriebsweise vorhanden sind.
  • Dies wird dadurch erreicht, daß das Gichtbeschickungsrohr 14 und die Öffnung iür dessen Durchgang im Verbindungsring 31 leicht verändert werden können, d.h. man kann sie mit einem veränderlichen Durchmesser (mit großen oder kleinen Abmessungen) herstellen, in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen der technologischen Prozesse und der elektrS schen Betriebsweisen, dabei bleiben alle übrigen Elemente der Konstruktion der Vorrichtung unverändert.
  • Diese Eigenschaft ist besonders wertvoll bein Betrieb und sie ernöglicht die Vereinheitlichungder konstruktiv--technologischen Lösungen bei der Entwicklung und Fertigung, Es sei dabei unterstrichen, daß die Notwendigkeit der genannten Umrüstung oder Rekonstruktion der Vorrichtung nur dann entstehen kann, wenn ein neuer technologischer Prozeß und eine am Ofen durchzuführende elektrische Betriebsweise sich nach ihren Besonderheiten von dem vorherigen unterscheiden. In allen übrigen Fällen bedarf es keiner Veränderung in der Vorrichtung, da die Güt»e der Elektrode mit einfachen in der Vorrichtung vorgesehenen i£itteln gewährleistet werden kann, was aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist.
  • Zur Erhöhung des Sinflusses des Gichtbeschickungsrohrs 14 auf den Verkokungsprozeß einer Hohlelektrode wird das Rohr 14 in seinem Unterteil statt aus einem gewöhnlichen Werkstoff (hitzebeständiger Stahl) gekühlt z.B. gegossen aus einem gewöhnlichen oder einem hitzebeständigen Gußeisen mit einer ausgegossenen Stahlschlange gefertigt, durch die Wasser, Druckluft oder deren Kombination in Form von Wasser--Luft-Gemisch zugeführt wird; die Regelung der Intensität der Zuführung der genannten Kühlmittel wird mittels eines gewöhnlichen Ventils gewährleistet.
  • Diese aus der Beschreibung verständlichen Einzelheiten sind in Fig. 5 nicht dargestellt.
  • Die Güte einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 wird mit den Fühlern 38 periodisch geprüft, damit der Abgang der Elektrode zweck der Kompensation deren Verbrennung geregelt und ein Herauspressen der nicht gesinterten Elektrode aus der Form sowie ein Ausfließen der Elektrodennasse oder ein Abreißen der Elektrode vermieden werden konnten Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt.
  • Am Anfang wird der Ringspalt zwischen den Ele W rokontakt platten 35 und dem Gichtbeschickungsrohr 14 mit einem zeitweiligen pilzförmigen Verschluß aus Feinblech (in Fig. 5 nicht dargestellt) verschlossen, der am unteren Rand des Gichtbeschickungsrohrs 14 angeschweißt wird und von unt& an die Stirnflächen der Elektrokontaktplatten 35 anliegt.
  • Durch die massezuführenden Rohre 2 wird die Elektrodenmasse unter Druck gefordert und füllt den gesamten Querschnitt der zu formierenden selbstbrennenden Elektrode 3 aus.
  • Durch das Gichtbeschickungsrohr 14 wird die erste Portion Gicht 18 in Form von elektroleitendem material, z*B.
  • Koks geleitet. Der Koks füllt den unteren Teil des Gichtbeschickungarohrs 14 und bildet den Stromkreis für das weitere Fließen des elektrischen Stroms entweder zwischen der zu formierenden Hohlelektrode und dem Ofenherd oder zwischen den mit ihr benachbarten Elektroden. Eingeschaltet wird die Förderung von Wasser und die Zufuhr der Elektroenergie. Das Kühlwasser strömt durch die Rohrscheinen 13 des Stromverteilungsringes 11 in die Elektrokontaktplatten 35. Der elektrische Strom beginnt von dem Stromverteilungsring 11 durch Rohrschienen 13, über die Elektrokontaktplatten 35, den pilzförmigen Verschluß und Koks in einem auf diese Weise geschlossenen Kreis zu fliesen, Dabei erwärmen sich S°ksrpilzförmiger Verschluß und Elektrodenmasse, was allmählich zur Schaffung der Temperaturverhältnisse zur Formierung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode 3 führt. Nach Erreichen der Verkokungstemperatur der Elektrode (360 + r1000C) und höher erfolgt, beginnend von der Stirnseite und dann aufwärts über deren Querschnitt, die Aggregatverwandlung der Elektrodenmasse und die Bildung eines festen elektroleitenden Elektrodenblocks. Die Bildung des Elektrodenblocks wird in dieser Zeit und später durch die Fühler 38 an mehreren Punkten über den Querschnitt der Hohlelektrode 3 kontrolliert.
  • Der pilzförmige Verschluß brennt völlig aus, nachdem er seine Aufgabe erfüllt hat.
  • Bei einem stationären technologischen Prozeß wird die Elektrodenmasse kontinuierlich zugeführt, sie verkokt und drückt die gesinterte Hohlelektrode 3 heraus, indem sie deren Verbrennung im Ofenherd kompensiert. Auch die Zuführung der Gicht 18 gegebener Zusammensetzung erfolgt kontinuierlicN d Das sich im Ofenher.ausqcheidende Gas steigt durch das Gichtbeschickungsrohr 7 auf, gibt seine Wärme an die Gicht 18 ab und wird dann entfernt.
  • Auch hier ist es möglich, das Gas in umgekehrter Richtung, von oben nach unten durch das Gichtbeschickungsrohr 14 und die Gicht 18 zuzuführen, dabei kann das aus dem Elektroofen aufgefangene (z.B. das über den Gaszug im Ofengewälbe absaugende Gas) Gas oder ein anderes Gas verwendet werden. -Der industrielle Nutzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus der Notwendigkeit der Produktionseinfuhrung von Elektroöfen, die mit den Vorrichtungen zur Formierung von selbstbrennenden Hohlelektroden ohne Gehäuse ausgestattet sind, in erster Linie für tsqhnologische Prozesse zur Herstellung von Silikoaluminium, Silizium,metallischen Mangan, Calciumkarbid u.a., wo das Eisen des Elektrodengehäuses einer gewöhnlichen selbstbrennenden Elektrode ein schädlicher Begleitstoff ist.
  • Die Variante der Vorrichtung für die Formierung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode, die in Fig. 7 dargestellt und der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung ähnlich ist, enthält einen Stromverteilungsring 11, der über eine elektrische Isolierung 10 auf an dem Verbindungsring 31 befestigten massezuführenden Rohren 2 angeordnet ist.
  • In dem Verbindungsring 31 ist eine isolierte Pührungsbuchse 32 angeordnet, die als Abdichtung dient und über den Umfang mit Hilfe der auf dem Verbindungsring 31 befestigten Fixatoren 33, gehalten wird.
  • Durch die Führungsbuchse 32 geht das GichtbeschVckungsrohr 14 hindurch.
  • An dem Umfang des Verbindungsringes 31 werden im Falzstoß die Elektrokontaktplatten 35 befestigt, die untereinander auch im Falzstoß vereinigt sind, und diese Platten werden zusätzlich untereinander im unteren Teil lösbar verbunden, z.B. durch in sie versenkte Schrauben 36.
  • Die Elektrokontaktplatten 35 sind aus Kupfer oder dessen Legierungen gefertigt. Sie können gegossen mit Kanälen zum Durchlauf von Kühlwasser oder gepreßt mit ausgebohrten Kanälen sein.
  • In dem Verbindungsring 31 sind an mehreren Punkten über den Umfang isolierende Abdichtungen 37 angebracht, durch welche die Fühler 38 in das Innere, in die Verkok^gszone einer selbstbrennenden Vollelektrode 3 hindurchgehen.
  • Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in der gleichen Weise wie die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß das Beschickungsrohr 14 zur BasWhic*wng des zentralen der selbstbrennenden Vollelektrode 3 entweder mit der Elektrodenmasse, die der Elektrodenmasse, welche durch die massezuführenden Rohre 2 c gelangt, analog ist, oder zur Beschi.e.kung der Fluß- und LegierungstPffe, die in der sie umgebenden Elektrodenmasse gesintert werden und den zentralen Teil des Blocks der selbstbrennenden Vollelektrode bilden und zusammen mit der Elektrode bei deren Verbrennung verbraucht werden, index sie sich im Schmelzprozeß der Gicht und der Herstellung des Produkts mit geforderten Zusammensetzung und Qualität beteiligen.
  • Dies schafft zusätzliche sehr wertvolle technologische löglichkeiten und Vorteile.
  • Leerseite

Claims (9)

  1. PATENT ANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Formierung einer selbstbrennenden Dauerelektrode durch Zuführung der Elektrodenmasse unter Druck in eine unveränderliche stromführende Form bei eint Schmelzprozeß im Elektroofen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Zuführung der Elektrodenmasse in eine stromführende Form auf Grund der Ergebnisse einer Temperaturmessung der zu formierenden Elektrode an mehreren Meßpunkten, die über die Höhe und den Querschnitt der Elektrode verteilt sind, mit einer Geschwindigkeit durchgefuhrt wird, die der der Verkokung, der Verstellung und der Verbrennung der Elektrode entspricht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß zwecks Vermeidung einer ungleicbinäßigen Sinterung der Elektrode die Elektrodenmasse in die Verkokungszone der Elektrode selektiv eingeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1,2, d a d u r c h g e -k e n n z.e i c h n e t , daß im Prozeß der Formierung einer selbstbrennenden Elektrode in die Elektrodenmasse Fluß- und/ /oder Legierungszusätze hineingegeben werden.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,2,3, bestehend aus einem Giohtbeschickungsmittel in Form eines Rohrs, aus einer unveränderlichen stromfuhreaden Form der selbstbrennenden Elektrode, die mit dem massezuftihrenden mit Pressen ausgestatteten Hohlraum verbunden ist, aus Antrieb zur Verstellung der Elektrode und aus Thermoelementen für die Messung der Temperatur der zu formierenie den Elektrode, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der massezuführende Hohlraum in Gestalt von Rohren (2) ausgebildet ist, die um ein Gichtbeschickungsrohr (14) hertim angeordnet und an den genannten Antrieb (4) zur Verstellung der Elektrode (3) befestigt sind, wobei eine Presse (6) in jedem massezurührenden Rohr (2) angebracht ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Formierung einer hohlen selbstbrennenden Elektrode, bei der als Thermoelemente Thermogeber dienen, die in die Elektrodenmasse versenkt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gichtbeschickungsrohr (14) mit Einzelantrieb zur Verstellung ausgestattet ist, der mit Thermogebern (22) verbunden ist, die auf dem genannten Rohr (14) angebracht sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e u n z e i c h n e t , daß der Einzelantrieb zur Verstellung des Gichtbeschickungsrohrs (14) in Form von Schraubenwinden (26) ausgebildet ist, die durch einen elektromechanischen Antrieb angetrieben werden.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , Qß sie mit eines Programmfolgemittel versehen ist, bestehend aus einem Folgeblock (28), dessen Eingang mit den Thermogebern (22) und dessen Ausgang über mindestens einen Stellapparat (29) mit den Pressen (6) verbunden sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1,2,3,4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an die masseztiführenden Rohre (2) ein Verbindungsring (31) angebracht ist und daran im Falzstoß wassergekühlte Elektrokontaktelemente in Fore von Platten (35) befestigt sind, die untereinander auch im Falzstoß und zusätzlich lösbar vereinigt sind, und an der Eintrittsstelle des Gichtbeschickungsrohrs (14) in die unveränderliche stromführende Form (1) eine isolierte FUhrungsbuchse (32) angeordnet ist,die zugleich als Abdichtung dient wobei als Thermoelemente Fühler (38) angeordnet sind, die periodisch in das Innere der stromführenden Form (1) in die Verkokungszone der Elektrode (3) durch isolierten Abdichtungen (37) eingeführt werden, die in dem Verbindungsring (31) an mehreren Punkten über den Umfang und den Querschnitt der zu formierenden Elektrode (3) angebracht sind.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Gichtbeschickungsrobr (14) in seinem unteren Teil gekühlt, mit Innenkanälen fur den Durchfluß von Wasser-Luft-Gemisch und mit der Molichkeit einer Regelung der Zuführung dieses Gemischs ausgebildet ist.
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