DE420801C - Kombinierte Kohlenelektrode fuer elektrische OEfen - Google Patents

Description

Kohlenelektroden werden bekanntlich aus Anthrazit und Koks unter Zusatz von Teer und Pech als Bindemittel auf hydraulischen Pressen gepreßt und in Kassettenöfen unter Luftabschluß, in Kokspulver eingebettet, bei einer Temperatur von etwa 1450° C gebrannt. Solche Elektroden haben sich bei der Verwendung in elektrischen öfen nicht immer bewährt, weil mit der Vergrößerung der Elektrodenquerschnitte die elektrische Leitfähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen thermische Einflüsse abnimmt. Versuche, die Kohlenelektroden durch Metalleinlagen zu verbessern, blieben erfolglos. Das unerläßliche Brennen der Elektroden bei sehr hoher Temperatur macht die Vorteile der Eisenarmierung stets illusorisch. Bei Anwendung niedriger Temperatur bleibt jedoch der Kern der Elektrode stets roh, wodurch Brüche in den Elektroden herbeigeführt werden. Es ist also bisher nicht gelungen, Elektroden herzustellen, die sowohl eine beständige Oberfläche als auch einen gesunden Mittelkern besitzen, wenigstens war das bei Elektroden mit größerem Querschnitt nicht zu erzielen.

Gegenstand der Erfindung ist eine kombinierte Elektrode, bei deren besonderer Bauart sich die genannten Übelstände nicht einstellen und die daher allen an die Elektrode für elektrische öfen gestellten Anforderungen bestens entspricht.

Die Kohlenelektrode gemäß der Erfindung besteht aus einer hochgebrannten Kohlenhauptelektrode, die mit einer billigeren, am Umfange auf gestampften Frischelektrode kombiniert ist. Es wird dabei der Zweck verfolgt, der Hauptelektrode oberhalb des elektrischen Ofens möglichst viel Strom zuzuführen, während die Nebenelektrode oberhalb des Ofens als Reservestromleiter dient und erst, sobald sie das Gewölbe des elektrischen Ofens passiert hat, als vollwertiger Stromleiter in Wirkung treten soll.

Zur Herstellung der kombinierten Elektrode verwendet man eine hochgebrannte Elektrode mit aufgelegten Eisenkontakten als Kern und ordnet am Umfange die Nebenelektrode an, indem man frische Elektrodenmasse in einem Mantel aus Drahtgewebe aufstampft, um einen Zusammenhalt der Masse zu sichern. Die so zusammengestellte Elektrode wird dann einem Brennprozeß bei niedriger Temperatur unterworfen, um die ausweicher Masse bestehende Nebenelektrode leitfähig und transportfähig zu machen. Der Brennprozeß wird in besonderen Öfen durchgeführt.

Nach dem Brennprozeß ist die Elektrode gebrauchsfertig und kann in jedem elektrischen Ofen in gleicher Weise wie die bisherigen Elektroden eingesetzt werden. Zum Zwecke des restlosen Verbrauches kann die Elektrode gemäß der Erfindung an eine neue Elektrode angesetzt werden, wenn sie bereits stark abgebrannt ist. Die Anstücklung erfolgt mittels Nippel und schwalbenschwanzförmigen Ausschnitten unter Aufguß von Teerpech auf die Ausschnittfläche, wobei die Metallkontakte aufeinander zu liegen kommen sollen, damit die Leitung nicht unterbrochen wird.

In der Zeichnung ist die Elektrode gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. Abb. ι ist ein Längsschnitt durch die Elektrode nach der Linie X-X der Abb. 2; Abb. 2 stellt die Elektrode im Querschnitt dar. Abb. 3 zeigt die in den Ofen eingeführte Elektrode im Längsschnitt nach der Linie Y-Y der Abb. 2 und stellt auch dar, in welcher Weise die Anstücklung eines abgebrannten Stückes an eine neue Elektrode bewerkstelligt wird.

In den Abb. 1 und 2 bezeichnet α die bei hoher Temperatur gebrannte Hauptelektrode, b die aus frischem Material aufgestampfte Nebenelektrode. Das Verhältnis der Durchmesser ist so gewählt, daß die hochgebrannte Elektrode etwa 20 Prozent der Gesamtelektrode bildet. Die Hauptelektrode besitzt Einschnürungen d, an denen die Nebenelektrode festen Halt findet, so daß gegenseitige Ver-Schiebung vermieden wird. Das den Zusammenhalt der Masse sichernde Drahtnetz ist mit c bezeichnet. Die Zuführung des Stromes erfolgt durch Metalleinlagen e, die von der Elektrodenfassung zur Innenelektrode führen. Aus Abb. 2 und 3 ist ersichtlich, daß diese Metalleinlagen an ihrem oberen Ende / verstärkt sind und dann die Elektrode der Länge nach mit vermindertem Querschnitt durchziehen. Dieser Teil der Metalleinlagen ist mit f_± bezeichnet.

Die Zuführung des Stromes erfolgt durch die verstärkten Metalleinlagen, die von der Elektrodenfassung zur Innenelektrode führen, an der sie fest anliegen, während sie mit der Nebenelektrode nur an der Stelle ihres verminderten Querschnittes, und auch da nur lose, in Kontakt stehen. Demzufolge übeinimmt außerhalb des Ofens vor allem die Innenelektrode die Stromzuführung, während

die Nebenelektrode nur in geringem Grade belastet ist.

Sobald die Elektrode das Gewölbe k des elektrischen Ofens passiert, schmilzt der Eisenleiter bei i, wodurch die Vollbelastung der Nebenelektrode eingeleitet wird. Bei g ist das untere Ende der Elektrode, welches den abgebrannten Rest einer Elektrode vorstellt, mit der neuen Elektrode im Innenteil

ίο mittels eines Nippels h verbunden. Um die Nippellänge versetzt, sind die Nebenelektroden bei Ji₁ verbunden, indem die frische Elektrode in schwalbenschwanzförmige Ausschnitte der alten, abgebrannten Elektrode unter Aufguß von Teerpech als Bindemittel aufgestampft wird. Die so zusammengesetzte Elektrode wird dann wieder einem Trockenprozeß bei niedriger Temperatur in besonderen öfen ausgesetzt.

Die Kohlenelektrode gemäß der Erfindung hat folgende Vorteile:

1. Die Bruchgefahr infolge des Auftretens innerer Spannungen, wie sie bei den bisherigen großen Elektroden bestand, ist ausgeschaltet, weil der Kern der Elektrode ein hochgebrannter, für sich hergestellter, hochleitfähiger Körper ist. Besonders vorteilhaft wirkt hierbei, daß die Innenelektrode auch keinen äußeren Einflüssen ausgesetzt ist, wodurch ihr Querschnitt oberhalb des elektrischen Ofens unverändert bleibt. Dagegen wird die Beständigkeit der Außenelektrode dadurch gewährleistet, daß sie oberhalb des elektrischen Ofens nur schwach mit Strom belastet wird. Es hat sich gezeigt, daß Elektroden, welche unverändert in die heiße Ofenzone gelangen, dort Beständigkeit zeigen bzw. nicht mehr brechen, auch wenn sie dann höher belastet werden.

Außerdem kann die Außenelektrode oberhalb des Ofens noch durch Auftragen einer Schutzschicht nach der Art der bisherigen Kohlenelektroden gesichert werden.

2. Der Querschnitt der Kernelektrode kann im Verhältnis zur Gesamtelektrode klein gewählt werden, so daß sie etwa 20 bis 25 Prozent bildet. Dieser Querschnitt der Kernelektrode reicht aus, weil kleine Elektroden 2¹J₂-bis 3mal höher belastet werden können als Elektroden mit großen Querschnitten, besonders dann, wenn die hauptsächlich belastete Elektrode gegen äußere Einflüsse geschützt ist, wie dies die Erfindung vorsieht.

3. Die kombinierte Elektrode kann auf alle Dimensionen ausgedehnt werden, was bei der Herstellung von Elektrodenpaketen durch mehrfache Anordnung erhebliche Vorteile bietet.

4. Die Elektrode gemäß der Erfindung kann

in jedem bisherigen Elektrodenofen, ohne ihn umzubauen, benutzt werden.

5. Durch das Brennen der Außenelektrode bei niedriger Temperatur ergeben sich erhebliche Ersparnisse. Das Brennen kann mit Abgasen, jedoch in besonderen öfen, durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäß hergestellte Elektrode läßt sich mit Vorteil auf dem gesamten Gebiet der elektrothermischen Industrie verwenden und dürfte sich namentlich für die Aluminiumindustrie als besonders wertvoll erweisen.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Kombinierte Kohlenelektrode für elektrische öfen, bestehend aus drei in der Leitfähigkeit verschiedenen Stromleitern erster Klasse, einer Haupt- und einer Nebenkohlenelektrode sowie einem zwischen beide gelegten Metalleiter.

2. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei hoher Temperatur gebrannte Hauptelektrode a als Kern mit ungebrannter Elektrodenmasse umgeben wird, die man feststampft, nachdem an den Kern Metalleinlagen zur Stromführung angelegt wurden.

3. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode für das Aufstampfen der Nebenelektrode mit einem Metallnetz umgeben und nach dem Aufstampfen bei niedriger Temperatur gebrannt wird.

4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlagen zwischen Haupt- und Nebenelektrode an ihrem oberen Ende zum Zwecke der er- ioo höhten Stromaufnahme als verstärkte Stromaufnehmer ausgebildet sind, so daß sie die Hauptstrommenge von der Elektrodenfassung auf die Hauptkohlenelektrode übertragen.

5. Verfahren zur Nutzbarmachung abgebrannter Elektroden nach Anspruch 1 durch Verbinden des Elektrodenrestes mit der Hauptelektrode mittels eines Nippels und mit der Nebenelektrode mittels Schwalbenschwanznuten o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte in der abgebrannten Nebenelektrode ungefähr um Nippellänge gegen die Verbindungsstelle der Hauptelektrode versetzt angebracht werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.