DE397764C

DE397764C - Process for preparing calcium carbide in an electric melting furnace

Info

Publication number: DE397764C
Application number: DEN21319D
Authority: DE
Original assignee: WALTER NOTTEBOHM DR
Current assignee: WALTER NOTTEBOHM DR
Priority date: 1922-07-27
Filing date: 1922-07-27
Publication date: 1924-06-28

Description

Verfahren zur Darstellung von Calciumkarbid im elektrischen Schmelzofen. Bei der üblichen Darstellungsweise von Calciumkarbid bedient man sich von oben in den Ofen hereinhängender Kohlenelektroden und betreibt den Prozeß mit einer Spannung, die genügend hoch ist, um ein schnelles Niederschmelzen auch der kalten und nicht besonders gutleitenden Beschickung zu erzielen. Gewöhnlich arbeitet man reit Spannungen von zoo bis 16o Volt zwischen den Elektroden.Process for the preparation of calcium carbide in an electric melting furnace. In the usual way of representing calcium carbide, one uses in from above carbon electrodes hanging in the furnace and operates the process with a voltage, which is high enough to allow rapid melting of even the cold and not to achieve particularly well-conducting charging. Usually one works under tension from zoo to 16o volts between the electrodes.

Solche Elektroden haben eine Reihe von Nachteilen a) sie müssen von oben in den Ofen hineinhängen und behindern sowohl selbst als durch die meist viel Raum einnehmende Stromzuführung die Beschickung, die Verwcndung des Abgases, sowie die Bekämpfung und Abführung des sich entwickelnden Rauches, der für jedes Karbidwerk eine Quelle ständiger Beschwerden der Umgebung bildet; b) sie nutzen sich infolge ihrer hochgradig(n Erhitzung stark ab. Oft bilden sich unmittelbar unter den Fassungszangen infolge Verbrennung der Kohle starke Einschnürungen, die ein vorzeitiges Abbrechen der Kohlenblöcke zur Folge habezi können. Die Kosten der Elektroden bilden daher einen nicht zu vernachlässigenden Anteil der Produktionskosten; c) endlich verzögert das Auswechseln der abgebrannten Kohlenreste gegen neue Elektroden den Prozeß. Die abgenutzte Kohle muß aus dem Ofen herausgezogen und kann nur unter Zeitverlust gegen eine neue ausgewechselt werden, zumal die Kohlenstümpfe eine bedeutende Hitze ausstrahlen. Während dieser Zeit muß der Strom abgeschaltet werden. Diese Zeit geht für die Produktion verloren.Such electrodes have a number of disadvantages a) they must be of Hanging in the top of the oven and hindering both themselves and mostly a lot Space-consuming power supply, the charging, the use of the exhaust gas, as well as the control and evacuation of the smoke that develops for each carbide plant is a source of constant discomfort in the environment; b) they use themselves as a result their extreme heating. Often form directly under the grasping forceps as a result of the burning of the coal, severe constrictions that cause it to break off prematurely the coal blocks can result. The cost of the electrodes therefore forms a not insignificant part of the production costs; c) finally delayed The process of replacing the spent coal remains with new electrodes. the Worn coal must be pulled out of the furnace and can only counteract with loss of time a new one must be exchanged, especially since the coal stumps radiate a significant amount of heat. During this time, the power must be switched off. This is the time for production lost.

Die Verwendung von seitlich in die Ofen eingeführten Elektroden, die den oberen Teil des Ofens für Beschickung und Gasabführung frei lassen würden, ist aus der Prax:s anderer Industrien bekannt. Jedoch auch hierbei nutzen sich die Elektroden durch Verbrennung ab. Diese Elektrodenanordnung hat deshalb in der Karbidpraxis keinen Eingang gefunden, um so weniger, als sich hierbei die zunächst nur auf den Raum zwischen den Elektrodenköpfen beschränkte Reaktionszone allmählich vergrößert und schließlich den ganzen Ofen einnimmt. Dadurch vermindert sich die zur Darstellung von Calciumkarbid erforderliche Stromdichte, so daß der ganze Prozeß unmöglich wird.The use of electrodes inserted into the side of the furnace, which would leave the top of the furnace free for loading and evacuation is known from practice in other industries. However, the electrodes are also used here by incineration. This electrode arrangement has therefore been used in carbide practice found no entry, the less so as the first only reaction zone limited to the space between the electrode heads gradually enlarges and eventually takes up the whole oven. This reduces the current density required to produce calcium carbide, so that the whole process becomes impossible.

Eine vollständige Lösung der Elektrodenfrage würde offenbar erzielt werden, wenn es gelänge, bei seitlicher Einführung der Elektroden nicht nur die Elektroden vor Abnutzung zu schützen, sondern auch die Reaktionszone an den Elektrodenköpfen festzuhalten. Das gelingt nach dem vorliegenden Anspruch -durch die Kombination zweier an sich bekannter Mittel, die gleichzeitig noch nicht in der Karbidpraxis zur Ausführung gekommen, sind, nämlich von wassergekühlten Metallelektroden und von Spannungen, die unter der Lichtbogengrenze liegen.A complete solution to the electrode question would appear to be achieved If it were successful, not only the To protect electrodes from wear and tear, but also the reaction zone on the electrode heads to hold on. According to the present claim, this is achieved through the combination two means known per se, which are not yet in carbide practice at the same time come to execution, namely of water-cooled metal electrodes and of voltages that are below the arc limit.

Wassergekühlte Metallelektroden sind von anderen Industrien her bekannt. Im Karbidbetrieb hat man damit jedoch noch keine Erfolge erzielt, weil die von den Elektroden ausgehenden Lichtbögen auch die wassergekühlten Metallhohlkörper in kurzer Zeit zerstören. Wenn man nun aber wassergekühlte Metallelektroden bei so niedriger Spannung verwendet, daß Lichtbögen überhaupt nicht entstehen können, so zeigen die Elektroden eine große Haltbarkeit. Der Prozeß geht von einem gemischten Lichtbogen und Widerstandsverfahren über in das reine Widerstandsverfahren. Die in der Reaktionszone erzeugte Wärme wird nicht höher als sie unbedingt zur Erzielung des Prozesses notwendig ist. Die gutgekühlten Elektroden vermögen der Wärme der Reaktionszone dauernd zu widerstehen. Sie bleiben bis nahe an die in der Mitte der Beschickung liegenden Köpfe infolge der energischen inneren Kühlung mit festem kalten Material umgeben und nur an den Köpfen selbst, in der Richtung der Strombahnen entsteht eine engbegrenzte Schmelzzone, deren Temperatur durch die zugeführte elektrische Energie in jeder gewünschten Höhe erhalten werden kann.Water-cooled metal electrodes are known from other industries. In carbide operations, however, it has not yet achieved any success because the Electrodes outgoing arcs also shorten the water-cooled hollow metal body Destroy time. But if you have water-cooled metal electrodes at that low Voltage used so that arcing cannot occur at all, so the show Electrodes have a great durability. The process starts from a mixed arc and resistance method over into the pure resistance method. The one in the reaction zone The heat generated is not higher than it is absolutely necessary to achieve the process is. The well-cooled electrodes are able to continuously heat the reaction zone resist. They stay close to the ones in the middle of the load Surround heads with solid, cold material as a result of the vigorous internal cooling and only on the heads themselves, in the direction of the current paths, is a narrow one Melting zone, the temperature of which is determined by the electrical energy supplied in each desired height can be obtained.

Solche Elektroden können infolge ihrer Unangreifbarkeit seitlich in den Ofen fest eingebaut werden. Eine Abnutzung findet nicht mehr statt. Die Möglichkeit eines wagerechten und niedrigen Einbaues gestattet eine einfache, selbst für größte Stromstärken wirtschaftlich günstige Anordnung der Stromzuführung. Die Leitungsverluste der z. B. aus Kupfer hergestellten Elektroden betragen einen Bruchteil der in den üblichen Kohlenelektroden verbrauchten Energie. Die im Kühlwerk de: Metallelektroden abgeführten Wärmemengen sind gering, weil die Elektroden im Verhält nis zu den Kohlenelektroden klein dimensionier werdenkönnen. EntsprecbendgebauteSchmelz öfen haben keinerlei von oben hereinragend( Aufbauten und können daher ohne weitere: zur Verwertung der Abgase und des Staube abgedeckt werden. Die z. B. bei Karbidöfer so wichtige Staubfrage und ebenso die Frag( der Verwendung brennbarer Gase ist damit gelöst.Such electrodes can be inserted laterally due to their invulnerability permanently installed in the furnace. There is no longer any wear and tear. The possibility a horizontal and low installation allows a simple, even for the largest Amperages economically favorable arrangement of the power supply. The line losses the z. B. made of copper electrodes are a fraction of those in the common carbon electrodes consumed energy. The one in the cooling plant de: metal electrodes The amount of heat dissipated is small because the electrodes in relation to the carbon electrodes can be dimensioned small. Appropriately built melting furnaces do not have any protruding from above (superstructures and can therefore without further: for the recovery of the Exhaust gases and dust are covered. The z. For example, in the case of carbide furnaces, such an important issue of dust and also the question of the use of flammable gases is thus solved.

In den beiliegenden Skizzen sind Ausführungsbeispiele von Schmelzöfen nach vorliegender Erfindung gezeichnet.In the attached sketches are examples of melting furnaces drawn according to the present invention.

Abb. i zeigt einen zweipoligen Ofen. Dae Mauerwerk M umschließt den mit der Beschickung gefüllten Ofenraum, in den die beiden Elektroden El und E, hineinragen. Der Raum zwischen den Elektrodenköpfen ergibt beim Prozeß den mit flüssigem Material erfüllten Schmelzraum F, die Umgebung bleibt festes Beschickungsmaterial B. Der Abstich kann von irgendeiner Seite an der Ofensohle erfolgen. Nach oben bleibt der Ofen offen ohne hineinragende Teile. Es kann ohne weiteres ein Schacht mit dem Vorrat an Beschickung aufgesetzt oder eine Gasabführung angebracht werden.Fig. I shows a two-pole oven. The masonry M encloses the Furnace space filled with the charge into which the two electrodes E1 and E protrude. The space between the electrode heads results in the process with the liquid material Filled melting chamber F, the environment remains solid charge material B. The Tapping can be done from either side of the furnace base. That stays upstairs Oven open with no protruding parts. It can easily be a shaft with the supply placed on the feed or a gas outlet attached.

Abb. a zeigt die gleiche Anordnung für dreiphasigen Strom.Fig. A shows the same arrangement for three-phase power.

Abb. 3 gibt eine Anordnung mit schräg von oben eingesetzten Elektroden. Auch hier ist an dem höchsten Punkt des Gewölbes ein Kamin oder Fülltrichter S aufgesetzt.Fig. 3 shows an arrangement with electrodes inserted at an angle from above. Here, too, a chimney or hopper S is placed at the highest point of the vault.

Abb. q. zeigt eine Anordnung für Dreiphasenstrom, bei der eine der Elektroden El als Bodenelektrode eingesetzt ist.Fig.q. shows an arrangement for three-phase power in which one of the Electrodes El is used as a bottom electrode.

Die Elektroden eines Poles bzw. einer Phase können auch in mehrere Einzelelektroden unterteilt werden, um Ofenaggregate von größerer Leistung zu erzielen.The electrodes of one pole or one phase can also be divided into several Individual electrodes can be subdivided in order to achieve furnace units of greater capacity.

Abb. 5 gibt eine Ausführungsform, in der z. B. vier Elektroden für jeden Pol angeordnet sind.Fig. 5 gives an embodiment in which e.g. B. four electrodes for each pole are arranged.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the representation of calcium carbide in the electrical Melting furnace with water-cooled metal electrodes, characterized in that by Use of low voltage below the arc limit for a permanent one Durability of the metal electrodes and at the same time a concentration of the reaction zone is achieved on the space between the electrodes.