DE404547C - Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von elektrischen OEfen mit Hohlelektrode - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß die bisher beim Betriebe von Elektroöfen benutzten Elektroden bei bestimmten Querschnitten Belastungsschwankungen nur in gewissen engen Grenzen zulassen. Man war daher gezwungen, bei großen Stromschwankungen die Elektroden eines Querschnitts gegen solche mit einem anderen jeweils passenderen Querschnitt auszuwechseln. Diese Auswechselarbeit ίο hatte durch die dabei bedingte Betriebsunterbrechung eine erhebliche Leistungsminderung zur Folge.

Ferner mußte man bisher bei mehrphasigen öfen für jede Phase örtlich voneinander getrennte Elektroden einbauen. Dies führte bei einem bestimmten Elektrodenquerschnitt und Elektrodenabstand unter Umständen zu großen Ofenabmessungen, ohne daß hierbei der Ofenprozeß selbst dadurch irgendwie vorteilhaft beeinflußt wurde.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung will diese und andere Mangel des Ofenbetriebes beseitigen. Zu diesem Zweck gelangen Elektroden zur Anwendung, deren Hohlraumquerschnitt in an sich bekannter Weise ganz oder teilweise durch eine oder mehrere Innenelektroden ausgefüllt ist. Das Neue und Wesentliche besteht darin, daß die Innenelektrode als Mittel zur Veränderung des Leitungsquerschnittes der äußeren Elektrode benutzt wird. Wenn man z. B. in einer an sich bekannten Hohlelektrode eine zweite kompakte Elektrode anbringt, so ist es möglich, durch Heben und Senken der inneren oder äußeren Elektrode oder beider den Elektrodenquerschnitt den Belastungsschwankungen entsprechend zu verändern.

Treten die Belastungsschwankungen plötzlich, auch nur für kurze Zeiten auf, so kann man sich auch so helfen, daß man in eine Hohlelektrode in entsprechender Menge und Höhe gebrannte oder ungebrannte Elektrodenmasse einfüllt, die dann die erhöhte Belastung mit aufnimmt. Selbstverständlich kann auch durch die Zusammensetzung dieser Masse in bezug auf ihre Leitfähigkeit eine gewisse Anpassung der Elektrode · an entsprechende Stromschwankungen erreicht werden.

Wird die innere Elektrode gegen die äußere isoliert, so kann man beide Einzelelektroden mit verschiedenen Phasen verbinden. Hierdurch wird eine konzentriertere Wärmeentwicklung gewährleistet und der Vorteil erzielt, daß die Ofenabmessungen bei gleichbleibender Belastung gegenüber dem bisherigen ' Ofenbetrieb ganz bedeutend vermindert werden können und auch bei Mehrphasenöfen j eine Abstichöffnung ausreicht. Auch die Ofen- : öffnungen und die durch diese bedingten ; Wärmeverluste werden entsprechend verrin- ; gert. Durch Verlegung des thermischen Effektes unterhalb des Elektrodenquerschnittes werden die Wärmeverluste noch weiter bedeutend j ermäßigt. Jedenfalls ergibt sich die Mögi lichkeit, elektrothermische Öfen, auch der ! größten Leistungen, einfacher, besser und be- [ triebssicherer zu schließen als bisher. 1 Durch vorstehende Anordnung hat man es ! in der Hand, einen Ofenprozeß so zu führen, I daß die wärmeentwickelnde Zone, je nach I der Stellung der Einzelelektroden zueinander j und zur Ofenbeschickung, zwischen äußerer j und innerer Elektrode oder zwischen äuße- \ rer Elektrode und Ofencharge oder zwischen beiden Elektroden und Ofencharge wechselt.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn beim ! Betrieb von Mehrphasenöfen nach dem Verj fahren der Erfindung eine Phase an den Ofenj boden angeschlossen wird, der in an sich bekannter Weise so zugestellt ist, daß er auch in kaltem Zustande den Strom leitet. In diesem Falle treten Stromflüsse sowohl zwischen den Einzelelektroden, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung der Charge, wie auch dem Boden auf. Hierdurch wird innerhalb der Beschickung eine intensive Bewegung in den verschiedensten Richtungen hervorgerufen, die den Ofenprozeß, z. B. bei der Eisen- und Metallschmelze und Raffination, erheblich abkürzt, d.h. wirtschaftlicher gestaltet.

Durch die Erfindung ist man ferner in der Lage, die wirksame Zone beliebig, entweder an der Oberfläche der Ofenbeschickung oder innerhalb derselben, hervorzurufen. Man hat es also vollkommen in der Hand, wie man den Ofenprozeß den verschiedensten Anforderungen entsprechend durchführen will.

Die Beweglichkeit der Einzel elektroden kann auch darin bestehen, daß jede Elektrode unabhängig von der anderen um ihre senkrechte Achse ständig oder ruckweise drehbar angeordnet wird, wodurch eine vollkommen gleichmäßige Durchführung des Ofenprozesses erreicht wird, ohne wie bisher üblich, das kostspielige und schwierige Drehen des ganzen Ofensystems auszuführen. Durch diese gegenseitige Verdrehung der ineinander angeordneten Einzelelektroden ergibt sich der besondere Effekt, daß die Lichtbogen zwischen den Elektroden den Schwankungen des

Betriebes angepaßt werden können, wodurch eine günstige Einwirkungsfläche auf das Bad und eine gleichmäßigere Belastung des Stromnetzes erzielt werden.

Es ist natürlich auch möglich, die sich drehenden Elektroden exzentrisch anzuordnen, wodurch man einen über eine verhältnismäßig· große Fläche wandernden Lichtbogen erhält.

Die vorgeschilderten Anordnungen und

ίο Ausführungen in ihrer Gesamtheit gelten sowohl für die marktgängigen, fertig gebrannten amorphen Elektroden oder Graphitelektroden, als auch für die im Ofen selbst gebrannten, sogenannten Dauerelektroden, z. B. nach PatentSiChrift 324741.

Durch geeignete Einführung von Isolierschichten in der äußeren wie auch in der inneren Elektrode ist man bei der im Ofen gebrannten Dauerelektrode in der Lage, einen Elektrodenquerschnitt für zwei oder mehr Phasen zu unterteilen. Dabei kann die Isolierung so durchgeführt sein, daß auch diese Phasenquerschnitteile unabhängig voneinander beweglich sind.

Als besonderer Vorteil der Erfindung ist die Verlegung des Lichtbogens völlig unter dem Querschnitt der Elektrode anzusprechen. Nach den bisherigen allgemeinen Erfahrungen wird hierdurch in einfachster Weise ein vollkommener Schutz des Ofengewölbes gegen die außerordentliche Wärmestrahlung des Lichtbogens bewirkt, so daß insbesondere die Nachteile, die sich bei der Verwendung der Graphitelektrode in bezug auf Schädigung des , Gewölbes und des Ofenbodens ergeben haben, vermieden werden.

Die in der Zeichnung als Beispiel dargestellte Einrichtung besteht aus der äußeren Hohlelektrode 1 und der inneren, in diesem Fall Vollelektrode 2, die durch einen Luftraum voneinander isoliert sind. Jede der beiden Elektroden ist für sich an eine besondere Einrichtung an sich bekannter Art aufge- : hängt, und zwar die äußere Elektrode mittels Backe 3, Klemmring 4 und Aufhängeeisen 5, die innere Elektrode mittels Backe 6 und ι Aufhängeeisen 7. Die Hängeeisen 5 und 7 führen unter Zwischenschaltung von Ketten ■ oder Seilen über Rollen an je eine Winde, \ die selbsttätig oder von Hand betätigt wird, j

Der Ofen 8 kann, wie die Ausführung zeigt, in sicherer Weise vollkommen abgeschlossen ι werden, und der Zwischenraum zwischen den beiden Elektroden zur Abführung der Gase

benutzt werden, wie an sich bekannt. i

Besonders vorteilhaft ist der Anschluß ' einer elektrischen Gasreinigungsvorrichtung zum Zweck der Staubabscheidung, wobei eine Vorbehandlung der Gase vor ihrer Zuführung in den elektrischen Reiniger nicht erforderlich ist. Die Abführung der Gase ist derart gedacht, daß eine Stopfbüchse 9, die gegen beide Elektroden abschließt, mit der Gasleitung zum Niederschlagsapparat in Verbindung steht. 6g

Claims (8)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Betriebe von elektrischen Öfen mit Hohlelektrode, deren Hohlraumquerschnitt ganz oder teilweise durch eine oder mehrere Innenelektroden ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode als Mittel zur Veränderung des Leitungsquerschnittes der äußeren Elektrode benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Leitungsquerschnittes der Hohlelektrode durch Einbringen von loser Elektrodenmasse in den Hohlraum erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an wechselnde Strombelastungen Querschnitt und Massenzusammensetzung der ineinander angeordneten Elektroden so gewählt werden, daß diese je nach der Höhe der Strombelastung einzeln oder gemeinsam zur Stromzuführung dienen.

4. Einrichtung für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Elektrode gegenüber der inneren oder beide ineinander angeordneten. Elektroden ständig oder absatzweise in einer Richtung oder abwechselnd in verschiedenen Richtungen gegen- oder miteinander drehbar sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der drehbaren Elektroden exzentrisch zum Elektrodenquerschnitt verläuft.

6. Hohlelektrode für das Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlelektrode und ihre Füllung in sich verschiedenartig (z. B. in bezug auf Leitfähigkeit) zusammengesetzt sind.

6. Hohlelektrode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterteilten Einzel querschnitte der beiden ineinander angeordneten Elektroden unabhängig voneinander beweglich sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1, angewendet zum Betrieb von Öfen, bei denen ein Ende der Stromzuleitung oder eine oder mehrere Phasen an den Ofenboden angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.