DE543137C - Aus kontinuierlich zusammengesetzten Kohlesegmenten und einem frischen Kern bestehende Hohlelektrode - Google Patents

Description

bestehende Hohlelektrode

Kohlehohlelektroden großen Querschnittes mit kontinuierlich, gestampftem Kern besitzen um den Kern einen Mantel aus gebrannten Kohlesegmenten. An Stelle der früher verwendeten, in Längsrichtung angebrachten Kohlenippel dient bei neueren Elektroden die Kernmasse selbst zur Überbrückung der Stoßflächen der in Längsrichtung angesetzten Hohlstücke. Die Kohlesegmente sind in der Längsrichtung etwa um die halbe Länge versetzt zueinander angeordnet. Der Zusammenhalt der Elektrode wird durch eine metallische Armatur gesichert, bis die Kernmasse bei Anwendung der Elektrode in den elektrischen Öfen gebrannt ist. Durch die Wandung der gebrannten Hohlstücke verlaufen quer angeordnete, als Schrauben ausgebildete Eisenleiter, die dazu dienen, die Hohlsegmente zu sichern. Die metallischen Querschrauben üben in diesem Falle eine wichtige

ao Rolle aus, doch erreichen diese metallischen Querschrauben die Schmelzzone des elektrischen Ofens nicht, weil sie früher verbrennen. Nun kommt es bei heißgehenden elektrischen öfen vor, daß einzelne Schrauben schon vorzeitig im sonst kälteren Teile des elektrischen Ofens durch Kurzschluß ausschmelzen, wodurch die Kohlesegmente sich lösen können und die Betriebssicherheit in dem elektrischen Ofen gefährden.

Zweck der Erfindung ist nun, der kontinuierlichen Hohlelektrode eine weitere Sicherheit zur Formerhaltung in den elektrischen Öfen, insbesondere in der Schmelzzone, zu verleihen, selbst wenn die Eisenschrauben oder die innere Armatur schon vorzeitig ausgeschmolzen sind.

Zu diesem Zweck werden in der Wand der gebrannten Hohlelektrode unschmelzbare Querkohlenippel angeordnet, zweckmäßig so, daß ein solcher Kohlenippel zwei Kohlesegmente erfaßt und diese im Kreisumfang und gegen Längsverschiebungen sichert. Die Ouernippel können versetzt angeordnet sein, so daß die Kohlesegmente jeweils am oberen Ende und in der Mitte gehalten werden. Es sind bis jetzt schon Hohlelektroden im Durchmesser von 2 400 mm im Gesamtgewicht von 36 000 kg in elektrischen Öfen im Betriebe. Naturgemäß erfordern Elektroden solch hohen Gewichtes eine sichere und starke Armatur für den Zusammenhalt. Es empfiehlt sich daher, die Querkohlenippel mit der sonst vorgesehenen metallischen Armatur zu verbinden bzw. die letztere durch die Kohlenippel zu ergänzen, wobei dann die Querkohlenippel die metallische Armatur überleben und ihre Hauptfunktion in der Schmelzzone des elektrischen Ofens ausüben.

Die Querkohlenippel können von innen und außen in die Kohlesegmente eingeschraubt werden. Zweckmäßig erfolgt die Verschraubung jedoch von innen, weil die Nippel bei dieser Anordnung auch dazu dienen können, eine elektrische Verbindung0. zwischen Kohlesegmenten und der frischen Kernmasse herzustellen, der-

gestalt, daß die Nippel innen etwa in Breite eines Gewindeganges quer in die Kernmasse ragen.

Es ist ferner bekannt, bei kombinierten Elektroden bzw. bei solchen Elektroden, bei denen die frische Masse an feste Körper wie Eisen oder gebrannte Kohle gebunden ist, eine an sich bekannte weiche Elektrodenmasse zu wählen, die in der Wärme eine fließende Eigenschaft ίο zeigt, wodurch sie sich festen Körpern anpaßt, ohne beim Brennprozeß zu reißen. Die weiche Elektrode wird zum Zwecke der Transportfähigkeit schwach gebrannt. Die deutsche Patentschrift 473 142 beschreibt, wie bei diesen Elektroden das Ablaufen der weichen Masse während des Brennprozesses mit Hilfe einer Filterschicht zwischen zwei Drahtnetzen verhütet wird. Nicht das Brennen der weichen Masse in den elektrischen Öfen an sich erfordert die Verwendung einer Masse mit den Eigenschaften des Fließens, sondern die Herstellung kombinierter Elektroden, bei der die rohe Masse sich festen Körpern anpassen muß.

Nun hat sich aber gezeigt, daß die weiche Masse infolge des höheren Gehaltes an Teer und Pech sowohl beim gewöhnlichen Brennprozeß als auch beim Brennprozeß in den elektrischen Öfen doch eine zu hohe Porosität aufweist, womit eine schlechte Stromzuleitung verbunden ist, so daß die Betriebssicherheit mit solchen Elektroden nicht immer gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß soll nun hier gleichzeitig eine Verbesserung geschaffen werden, damit die Kernmasse dichter mitbrennt. Es wird daher für den Kern der Hohlelektrode eine Masse gewählt, welche nur so wenig plastisch ist, daß die Eigenschaft des Fließens in der Wärme nicht eintritt. Eine solche Masse hängt sich aber in der Elektrodenzone I bis II (Abb. 1) aufwärts leicht auf, so daß sie in Stücke bricht. Es ist daher notwendig, daß der Kern als Block, solange er frisch ist, Bewegung in der Elektrode hat. Diese Bewegung nach unten zur heißen Zone I-I wird durch die vorstehenden Quernippel leicht verzögert.

Der Kern muß sich indessen als ganzer Block nach unten (Zone I-I) setzen können, nicht aber als Masse, wie das z. B. bei Elektroden mit weicher Masse der Fall ist. Die weiche Masse hängt sich z. B. im oberen kälteren Teile der Elektrode (Zone H-II) auf, während sie im unteren heißeren Teile (Zone I-I) partienweise nachfließt.

Bei der Anwendung einer dichtbrennenden Masse ohne die direkten Eigenschaften des Fließens muß daher Vorsorge getroffen werden, daß die Kernmasse als frischer Block zwischen Zone I und II rutschen kann.

Zur Herbeiführung dieses Vorganges wird erfindungsgemäß zwischen der Innenwand der Hohlelektrode und dem frischen Kern eine Schicht Dickteer und Pech oder Teerkitt angeordnet, die die nichtfließende Masse des Kernes gegen das Aufhängen an der Wand der Hohlelektrode und der vorstehenden Querkohlenippel sichert, so daß diese Teerpechschicht die Bewegung des frischen Kernes als Block nach unten zum heißen Teil der Elektrode kontinuierlich und selbständig fördert. Die Teerpech- oder Kittschicht kann in Stärke des Vorsprunges der Nippel gehalten sein. Die Teerpechschicht dient als kontinuierliche Gleitschicht für den Kernblock, so daß zwischen dem Kern und der Teerpechschicht kontinuierliche Längsverschiebungen stattfinden. Beim Rutsehen des Blockes bzw. bei Ausdehnung desselben im Durchmesser, Richtung Zone I-I (Abb. 1), drückt sich die Teerpechgleitschicht teilweise nach oben ab, zu welchem Zweck diese Gleitschicht immer etwas niederer gehalten werden kann, als dies der Länge des Blockes entspricht.

Die Längsverschiebungen zwischen Kernblock und Teerpechschicht werden noch dadurch erleichtert, daß die gebrannte äußere Hohlelektrode bis zum oberen Ende in den elektrischen Öfen mit deren Abgasen etwa bis 100 ° C erwärmt wird. Dabei ist die Teerpechgleitschicht immer in Bewegung und läßt den Block beliebig nach unten rutschen, so daß er ohne Benutzung einer Masse mit fließenden Eigenschaften rissefrei und außerdem dicht brennt, so daß die Porosität stark vermindert wird.

In der Zeichnung veranschaulicht

Abb. ι die Hohlelektrode im Längsschnitt und

Abb. 2 im Querschnitt nach der Linie C-D der Abb. 1.

α ist die gebrannte äußere Hohlelektrode, die aus Segmenten zusammengesetzt ist, wobei die Segmente in Längsrichtung versetzt sind, b ist die Kernmasse, in diesem Falle ohne fließende Eigenschaften, c sind die Stoßflächen der gebrannten Hohlelektrode, die durch die Kernmasse b überbrückt sind. d sind die quer angeordneten Kohlenippel, die den Zusammenhalt der Kohlesegmente in der Schmelzzone des elektrischen Ofens sichern, e stellt die Teerpechschicht als Gleitschicht für das Rutschen u₀ des frischen Kernblockes dar. f sind bekannte Gaskanäle zur Ableitung der Teergase, die aus dem Kern entweichen. In Zone I-I ist die Kernmasse gebrannt und nimmt feste Verbindung mit den Nippeln d. Diese Verbindung ist in der ng Schmelzzone des elektrischen Ofens beständig. Die Masse mit fließender Eigenschaft ist dergestalt gekennzeichnet, daß sie, zu einem Ballen geformt und auf etwa 100 ° C erwärmt, ohne Anwendung von Druck zu einem flachen Kuchen auseinanderfließt.
Die dichtbrennende .Elektrodenmasse ist hin-

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gegen hochplastisch, dicht und erleidet eine Formveränderung nur unter schwachem Druck.

Die Anordnung der Querkohlenippel kann

selbstverständlich auch bei aus Kohlesegmenten zusammengesetzten massiven Elektroden oder solchen mit nur einer kleineren Kemlochöffnung Anwendung finden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ίο i. Aus kontinuierlich zusammengesetzten

   Kohlesegmenten und einem frischen Kern bestehende Hohlelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kohlesegmente durch quer angeordnete Kohlenippel miteinander verschraubt sind.
2. 2. Hohlelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nippel an der Innenwand der Hohlelektrode um etwa einen Gewindegang vorstehen, so daß sie eine in der Schmelzzone beständige elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenwand und dem gestampften frischen Kern darstellen.
3. 3. Hohlelektrode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Elektrodenwand und dem Kern eine Teerpechschicht als kontinuierliche Gleitschicht angeordnet ist, die das Aufhängen der Kernmasse an den vorstehenden Nippeln verhütet.
4. 4. Hohlelektrode nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Elektrode in dem elektrischen Ofen bis zum oberen Ende erwärmt wird, so daß eine kontinuierliche Längsverschiebung des Kernes gesichert ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen