DE317628C

DE317628C -

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Publication number: DE317628C
Application number: DE1914317628D
Authority: DE
Priority date: 1913-01-19
Filing date: 1914-05-29
Publication date: 1919-12-22

Description

Der im Hauptpatent 288684 Kl. 40 c' angegebene Ofen für metallurgische Zwecke, z. B. für die Gewinnung von Zink, bei dem Elektroden innerhalb der Wandungen eines vollkommen geschlossenen Beschickungsraumes in der Weise angeordnet sind, daß sie den Beschickungsraum umfassen, kann durch eine andersartige Gruppierung der Elektroden noch vorteilhafter gestaltet werden.The one specified in the main patent 288684 class 40 c ' Furnace for metallurgical purposes, e.g. B. for the extraction of zinc, with the electrodes within the walls of a completely closed loading space are arranged in such a way that they comprise the loading space, by a different grouping of the electrodes can be made even more advantageous.

Nach dem Hauptpatent ist angenommen, daß sich die in den Elektroden endigenden Pole des Mehrphasenstromes paarweise mitAccording to the main patent it is assumed that the ends in the electrodes Poles of the multiphase current in pairs with

Bezug auf den Beschickungsraum gegenüberliegen und daß zwischen allen Elektroden Potentialdifferenz herrscht. Dieselben sind jedoch so geschaltet, daß zwar zwischen je zwei gegenüberliegenden Elektroden ■—· entsprechend dem größten dazwischenliegenden Widerstand — die größte Spannung, nämlich die unverkettete Phasenspannung'-E^, herrscht, jedoch bringt diese Elektrodenanordnung und Schaltung mit sich, daß zwischen den benachbarten und am nächsten beieinanderliegenden · Elektroden eine Spannung vonOpposite with respect to the loading space and that between all electrodes There is a potential difference. However, the same are connected so that although between each two opposing electrodes ■ - · corresponding to the largest in between Resistance - the greatest voltage, namely the unlinked phase voltage'-E ^, prevails, however, this electrode arrangement and circuit implies that between the adjacent ones and at the electrodes closest to each other a voltage of

= 0,866 Ep, = 0.866 Ep,

also eine größere Spannung herrscht, als zwischen zwei schräg gegenüberliegenden, d. h. weiter voneinander entfernt liegenden. Letztere beträgt nämlich nur 0,5 Ep. Daher ist der Stromübergang zwischen allen Elektroden nicht völlig gleichmäßig, sondern es tritt zwischen den benachbarten eine schnellere Erhitzung ein, als zwischen den sich schräg gegenüberliegenden.so there is a greater tension than between two diagonally opposite, ie further apart. The latter is namely only 0.5 Ep. Therefore, the current transfer between all electrodes is not completely uniform, but more rapid heating occurs between the neighboring electrodes than between the diagonally opposite electrodes.

Vorliegende weitere Ausgestaltung der Elektrodenanordnung einer Phäsenreihe für metallurgische Zwecke, insbesondere für die Gewinnung von Zink u. dgl., liegt nun darin, daß die Elektroden einer Phäsenreihe nicht hintereinander, sondern in der bei Mehrphasenstrom üblichen Weise stern- bzw. kreisförmig und so gleichmäßig um den Beschikkungsraum verteilt werden, daß sich der Spannungsabfall zwischen je zwei Elektroden entsprechend den geringeren oder größeren Entfernungen der Elektroden voneinander und genau entsprechend den Widerständen zwischen den einzelnen Elektroden verhält. Dadurch wird eine vqllkommen gleichmäßige Beheizung" der Beschickung bzw. des Ofenfutters erreicht. Die Vorteile der gleichmäßigen Beheizung beim Zinkdestillationsprozeß liegen auf der Hand. Ungleichmäßige Beheizung ruft unvollkommene Reduktion der Beschickung und dadurch zu hohen Abbrand sowie örtlich zu rasche Gasentwicklung und dadurch Bildung von Zinkstaub an Stelle vonThe present further embodiment of the electrode arrangement of a series of phases for metallurgical purposes, in particular for the extraction of zinc and the like, now lies in that the electrodes of a phase series are not one behind the other, but in the case of multiphase current Usually star or circular and so evenly around the loading area are distributed so that the voltage drop between each two electrodes corresponding to the smaller or larger distances between the electrodes and behaves exactly according to the resistances between the individual electrodes. This ensures that the charge or the furnace lining is completely evenly heated achieved. The advantages of even heating in the zinc distillation process are obvious. Uneven heating calls for an imperfect reduction in the charge and, as a result, too high burn-up as well as locally too rapid gas development and thereby formation of zinc dust instead of

metallischem Zink hervor. Bekanntermaßen geht der Kondensierungsprozeß des Zinkdampfes nur bei langsamer und stetiger Gasentwicklung richtig vor, eine Bedingung, die nur bei gleichmäßiger Beheizung erfüllt werden kann. metallic zinc. As is known, the process of condensation of zinc vapor takes place correct only with slow and steady evolution of gas, a condition that can only be met with uniform heating.

Die Erfindung läßt mehrere Ausführungsformen zu. So können die Elektroden beispielsweise sich parallel zur Ofenachse überThe invention allows several embodiments. For example, the electrodes can parallel to the furnace axis

ίο die ganze Länge des Beschickungsraumes erstrecken. Hierbei verhalten sich die Spannungen zwischen den Elektroden entsprechend den Entfernungen der Elektroden voneinander und somit entsprechend den Widerständen zwischen ihnen.ίο extend the entire length of the loading area. Here, the voltages between the electrodes behave in accordance with the distances between the electrodes and thus according to the resistances between them.

Bei nicht ganz gleichmäßiger Beschickung, oder wenn sich etwa in einer Zone der Beschickungssäule durch Ungleichmäßigkeit in der Leitfähigkeit der Beschickung eine bessere oder schlechtere Leitfähigkeit ergibt, kann der Fall eintreten, daß an diesen Stellen der Strom nicht ganz gleichmäßig über die ganze Länge der Elektroden durch den Beschikkungsraum hindurchfließt.If the feed is not completely uniform, or if it is in a zone of the feed column results in better or worse conductivity due to unevenness in the conductivity of the feed the case may arise that at these points the current is not quite evenly over the whole Length of the electrodes flows through the loading space.

Um auch in dieser Beziehung einen gleichmäßigen Stromdurchfluß durch die Beschikkung zu gewährleisten, werden um den Beschickungsraum herum unter Anwendung von Mehrphasenstrom oder Drehstrom mit entsprechend vielen Unterteilungen der Sekundär Wickelungen die Elektroden je einer Phasenreihe stern- bzw. kreisförmig um den Beschickungsraum derart verteilt, daß nicht nur zwischen je zwei Elektroden, entsprechend den geringeren oder größeren Entfernungen der Elektroden voneinander bzw. genau entsprechend dem Widerstände zwischen den einzelnen Elektroden, auch ein entsprechend geringerer oder größerer Spannungsabfall herrscht, sondern daß auch zwischen je zwei benachbarten Elektrodenreihen noch entsprechender Spannungsabfall ist, so daß der Strom in jedem Falle gezwungen sein wird, auch zwischen je zwei Elektrodenreihen gleichmäßig zu fließen. Hieraus ergibt sich noch der Vorteil, daß man den Strom, der zwischen den Elektroden einer oder mehrerer Phasenreihen fließt, einzeln beliebig durch Regulierung des Stromfiusses einzelner Phasenreihen mittels Reglers den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend anpassen kann.In order to ensure an even flow of current through the feed in this respect as well to ensure, are around the loading area using multi-phase or three-phase current with corresponding many subdivisions of the secondary windings, the electrodes each have a phase series Star-shaped or circularly distributed around the loading space in such a way that not only between two electrodes, according to the smaller or larger distances of the electrodes from one another or exactly accordingly the resistance between the individual electrodes, also a correspondingly lower one or there is a larger voltage drop, but also between any two adjacent ones Rows of electrodes still have a corresponding voltage drop, so that the current will be forced in each case, even between two rows of electrodes to flow evenly. This also has the advantage that the current that flows between the electrodes of one or more phase series, individually as desired by regulating the Current flow of individual phase series by means of a regulator according to the respective requirements can customize.

Letztere Ausführung hat noch den besonderen Vorteil, daß sich verhältnismäßig kurze Elektroden ergeben, so daß eine Zerstörung des Ofenmauerwerks, wie sie durch die Ausdehnung der langen Elektroden beim Erwärmen derselben zu befürchten ist, vermieden wird.The latter version has the particular advantage that it is relatively short Electrodes result, so that a destruction of the furnace masonry, as caused by the expansion the long electrodes to be feared when heating them, avoided will.

• Auf den Zeichnungen stellt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Form des Ofens dar, und zwar nach Linie 1-1 in Fig. 2. Diese ist ein Querschnitt durch den Ofen und zeigt die Anordnung der Elektroden. Durch• In the drawings, Fig. 1 shows a longitudinal section through a shape of the furnace, along line 1-1 in Fig. 2. This is a cross-section through the furnace and shows the arrangement of the electrodes. By

Fig. 2 a werden die Strom-und Spannungsverhältnisse zwischen den Elektroden veranschaulicht. '2a shows the current and voltage relationships between the electrodes. '

Fig. 3 stellt schematisch das andere Ausiührungsbeispiel dar, undFig. 3 schematically shows the other embodiment, and

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch dasselbe. In Fig. 3 ist der Übersichtlichkeit halber die zweite Elektrodenreihe I bis III in dieselbe Ebene verlegt gedacht, wie die erste Elektrodenreihe ι bis 3'.Fig. 4 is a longitudinal section through the same. In Fig. 3 is for the sake of clarity Second row of electrodes I to III intended to be laid in the same plane as the first row of electrodes ι to 3 '.

Man kann natürlich beliebig viel solcher Elektrodenreihen nebeneinander anordnen und muß dementsprechend bei gleichem Schaltungsprinzip die Sekundärwickelungen . des Ofentransformators in eine ebensolche Zahl von Wickelungen unterteilen oder entsprechenden Mehrphasenstrom verwenden.Of course, any number of such rows of electrodes can be arranged next to one another and the secondary windings must accordingly with the same circuit principle. of Subdivide furnace transformer into an equal number of windings or corresponding Use multiphase power.

Der Ofenraum A ist vollständig geschlos-. sen, die Elektroden ragen nicht in den Beschickungsraum hinein und sind im Innern mit der Widerstandsmasse überdeckt.The furnace space A is completely closed. sen, the electrodes do not protrude into the loading area and are covered inside with the resistance mass.

In besonderen Fällen, wo z. B. ein Wegschmelzen oder eine Zerstörung der Elektrodenenden durch die Beschickung bzw. durch beim Prozeß entstehende chemische Agentien nicht zu befürchten ist und eine Verunreinigung der Beschickung durch die Elektrodenenden nicht eintreten kann, können diese auch direkt in den Schmelzraum hineinragen.In special cases where e.g. B. melting away or destruction of the electrode ends is not to be feared by the loading or by chemical agents arising during the process and contamination the charging cannot enter through the electrode ends, these can also protrude directly into the melting chamber.

Als beispielsweise Ausführung sind nach Fig. ι und 2 sechs Elektroden E über dem Umfang- gleichmäßig verteilt, die, sich paarweise gegenüberliegend, an die Stromquelle angeschlossen sind. Für die Stromverteilung ergibt sich nun nach Fig. 1 folgendes Bild:As an example embodiment, six electrodes E are evenly distributed over the circumference according to FIGS. The following picture now results for the current distribution according to FIG. 1:

Bezeichnet man mit Ep die volle Phasenspannung, dann ist diese zwischen den sich gegenüberliegenden Elektroden E₁ und E₁' oder E₂ und E₂' oder E.. und E₃* stets Ep, im Verhältnis der anderen Elektroden zueinander aber wie folgt:If Ep denotes the full phase voltage, then this between the opposing electrodes E ₁ and E ₁ ' or E ₂ and E ₂ ' or E .. and E ₃ * is always Ep, but in relation to the other electrodes as follows:

I -2I -2

1-3 2-3 1/-2'1-3 2-3 1 / -2 '

i'-3'i'-3 '

2'-3'2'-3 '

= 0,866 Ep, 1-2' = 0.866 Ep, 1-2 '

1-3'1-3 '

2-1'2-1 '

2-3' 3-1' 3-2'2-3 ' 3-1 ' 3-2 '

== o,5 Ep. == o, 5 ep.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erstrecken sich die Elektroden über die ganze Länge des Ofenraumes A, der in üblicher Weise durch Kanäle mit einer oder mehreren Vorlagen B As can be seen from Fig. 1, the electrodes extend over the entire length of the furnace space A, which is usually formed by channels with one or more templates B.

verbunden ist. Zur Vermeidung solch langer Elektroden können nun unter Anwendung derselben .Schaltungsprinzipien, beispielsweise bei Sechsphasenstrom oder Drehstrom mit entsprechenden Unterteilungen der Sekundärwickelungen, mehrere solcher Elektrodenreihen hintereinander angeordnet werden, wie dies in Fig. 3 und 4 der Fall ist. Die mit i, 2, 3, 1', 2', 3' bezeichneten Elektroden entsprechen in ihrer Lage und Anordnung den-connected is. To avoid such long electrodes you can now use The same circuit principles, for example with six-phase current or three-phase current with corresponding subdivisions of the secondary windings, several such rows of electrodes be arranged one behind the other, as is the case in Figs. With i, 2, 3, 1 ', 2', 3 'correspond to electrodes designated in their position and arrangement

I-III-II

I-IIII-III

II-IIIII-III

r-irr-ir

Γ-ΙΙΓ
ΙΓ-ΙΙΓΓ-ΙΙΓ
ΙΓ-ΙΙΓ

0,866 Ep,0.866 Ep,

Außerdem herrscht bei dieser Elektroden . anordnung, noch entsprechender Spannungsunterschied zwischen den Elektroden der einen Phasenreihe und denen der anderen, so daß die Beschickung nicht nur möglichst gleichmäßig mit elektrischen Heizströmen durchflossen, sondern auch von einem möglichst gleichmäßigen Netz von Stromlinien umflossen ist, welche gegebenenfalls in der die Elektrodenenden überdeckenden Widerstandsmasse fließen und auch diese gleichmäßig erhitzen.In addition, there are electrodes in this case. arrangement, still corresponding voltage difference between the electrodes of one phase series and those of the other, so that the loading is not only as uniform as possible with electrical heating currents flowing through it, but also from one if possible uniform network of streamlines flows around, which optionally in the the electrode ends covering resistance mass flow and also heat this evenly.

Die Regelung der Energiezufuhr zu den einzelnen Elektrodenreihen bzw. Phasenreihen kann gegebenenfalls von außen zwangläufig durch Regler und andere Hilfsmittel erfolgen.The regulation of the energy supply to the individual rows of electrodes or phase rows can possibly be done from the outside by regulators and other aids.

Claims

Patent Claims:

i. Electric furnace for metallurgical purposes, in particular for the extraction " of zinc and the like for. Multiphase electricity those with the same designations after Fig ·, ι, 2, 2a. One of these lies just as well Electrode row I, II, III, I ', II', IIP, 40 'in which also between each opposite electrodes I and I 'or II and IP or III and IIP- full phase voltage prevails, while the following picture results for the other electrodes:

F-II
F-III
IF-I
IF-III
HF-I
III'-II

= 0.5 Ep.

according to patent 288684 cl. 40c, characterized in that the electrodes are one individual phase series evenly along the entire length of the charging chamber in the case of multi-phase flow usual way are distributed, for the purpose of being absolutely even Heating of the melting or reaction space with an almost even network load to achieve.

2. Electric furnace according to claim 1, characterized in that several Rows or wreaths of electrodes with an equal number of subdivisions and secondary windings in such a way below one another are installed and connected that not only between the electrodes and There is a voltage drop in the same row, but also between the electrodes adjacent rows.

1 sheet of drawings.